加压密封即采用强行密封，即经过拧紧螺栓，对垫片施加压力到达密封，有两种状况，即容器运用（加压）前的预紧密封和操作时的密封。

　　3）预密封预紧密封的意图，是经过必定的预压力，使垫片在单位面积的压紧力下发生变形，将沟槽填没.消除走漏通道，填没沟槽所需的单位面积上的压紧力，一般称比压力，用y表明，单位为MPa。比压力随垫片资料和硬度而异，总预紧力与法兰直径垫片触摸面宽度和比压力有关，需求的预紧力为：

　　FG=3.14DGbyN

　　式中：FG垫片压紧力N

　　DG垫片压紧力基地圆直径mm;（见GB150图9-1）

　　b垫片有用密封宽度mm

　　y垫片比压力MP当施加的垫片压紧力等于或大于上述FG时，到达预紧密封，但不能过大，防止垫片失掉弹性。

　　4）操作密封经预密封的衔接，在操作时，因为内压力（轴向压力）的效果，密封面有别离倾向，压紧力削减，流体外流的压力降削减，也许呈现Pi＞P+PO

　　(Pi和PO分别为内、外侧的压力，P为经过垫片的压力降)时，则也许渗漏。故在操作时垫片也应有足够的压紧力。

　　操作时所需求的少压紧力为：

　　FG=6.28DGbmP式中：m为垫片系数（查GB150的表9-2）

　　Pc为核算压力，MPa。

　　阐明：垫片有用密封宽度b：法兰在预紧前，垫片能与法兰密封面触摸的宽度，称为垫片触摸宽度N，法兰经预紧后，因为法兰环发生偏转，使有些内侧的垫片脱离触摸，此刻保持触摸的宽度称为基本密封宽度bo，但在bo中，实际并未悉数起密封效果。能起密封效果的宽度，称为有用密封宽度，用b表明。当bo≤6.4mm时，b=bo。当bo>6.4mm时，

　　垫片系数m是施加在垫片单位有用密封面积上的压紧力和其内压力之比。m随垫片的硬度添加而增大。

　　垫片比压力y是指预紧时单位面积上的到达密封的压紧力，随垫片资料而异，可查GB150的表9-2。

　　9.3法兰密封面的常用型式及优缺陷

　　法兰的密封面型式较多，常用的首要型式有：平面、凹凸面和榫槽面等。

　　a)平面密封面法兰密封构造简单，加工便利，缺陷是密封功能差，且垫片易被挤出密封面，故适用压力PN≤2.5MPa,和无毒介质的场合。

　　b)凹凸面密封面两个衔接法兰的密封面一凹一凸加工较平面法兰难些，但装置时对中较简单，且能防止垫片被挤出密封面，密封功能优于平面密封面

　　榫槽面密封面法兰密封面由一榫一槽匹配而成，垫片坐落槽中,因为槽的阻挠，不会被挤出，也减低介质对垫片的冲刷和腐蚀，装置易对中，密封牢靠，适于易燃易爆和有毒介质的密封但密封面加工和替换垫片艰难

　　为了装置便利，在压力容器上设置凹凸面法兰和榫槽面法兰时，在容器上部和旁边面，应设置凹面或槽面法兰；在容器下部，应设置凸面和榫面法兰，既防止密封面磨损，也便于装置和替换垫片

　　94法兰型式

　　法兰型式：法兰按其全体性程度分：松式法兰、全体法兰和恣意式法兰:

　　941松式法兰：法兰未能有用地与容器或接收衔接成一全体，因而筒体或接收不与法兰一起接受弯矩。强度比全体法兰差，适用于低压和异种金属的法兰衔接。松式法兰有活套式，如图9-1的（a-1）其核算按GB150的表9-7进行；带颈的松式法兰可按全体法兰（表9-6）核算。

　　942全体式法兰：法兰、法兰颈部及容器筒体或接收三者能有用的连成一全体构造，受力功能好，但报价高，耗费资料。核算按表9-6进行。

　　943恣意式法兰：常称焊接法兰，其型式见图9-1的（h）、（i）、（j）、（k），其受力功能和核算方法介于两者之间。恣意式法兰按全体式法兰的核算方法核算（表9-6），

　　当δο≤15mm，Di/δο≤300，Pc≤2MPa，操作温度小于或等于370C时，也可按活套法兰（表9-7）核算。

　　95法兰核算；

　　法兰衔接按垫片在法兰触摸面的安置状况分：窄面法兰和宽面法兰。

　　窄面法兰：垫片触摸面坐落法兰螺栓孔包围的圆周范围内，可按GB150的9.5节核算；

　　宽面法兰：垫片触摸面散布在法兰螺栓孔基地圆表里两边，可按GB150的9.7核算。

　　951窄面法兰核算关键：

　　1）垫片依据操作压力按表9-2查垫片的特性参数（my）有用密封宽度；压紧力效果基地圆直径；垫片压紧力和垫片宽度。

　　2）螺栓安置（表9-3）；螺栓载荷；螺栓面积；螺栓规划载荷确定。

　　3）法兰法兰力矩预紧状况；操作状况和规划力矩；

　　法兰应力1）全体法兰带颈松式法兰和按全体法兰核算的恣意式法兰的轴向应力、径向应力、和环向应力；核算表见表9-6。2）松套法兰和按松套法兰核算的恣意式法兰的轴向应力、径向应力、和环向应力；3）剪应力；4）应力校核。核算表见表9-7

　　952宽面法兰核算见106页，其程序与窄面法兰的程序一样。

　　953外压法兰按受内压法兰核算，但螺栓面积仅思考预紧状况，且操作状况法兰力矩按9-18式核算，压力取正值。

　　96管法兰衔接

　　961选用规范和型式

　　GB150未规则，依据《容规》第54条规则，钢制管法兰、垫片、紧固件的规划应参照行业规范HG20592～20635的规则。

　　HG为化工有些行业规范，管法兰规范包含欧洲系统和美洲系统两大有些，常用的钢法兰规范对照为：

　　欧洲系统的管法兰规范美洲系统的管法兰规范

　　HG20592-97《钢制管法兰型式、参数》HG20615-97

　　HG20603-07《钢制管法兰技能条件》HG2O604-97

　　HG20593-97《板式焊制钢制管法兰》

　　HG20594-97《带颈平焊钢制管法兰》HG20616-97

　　HG20595-97《带颈对焊钢制管法兰》HG20617-97

　　HG20601-97《钢制管法兰盖》HG20622-97

　　HG20605-97《钢制管法兰焊接接头和坡口尺度》HG20625-97

　　HG20606-97《钢制管法兰用非金属垫片》HG20627-97

　　HB20613-97《钢制管法兰用紧固件》HG20634-97

　　HB20614-97《钢制管法兰垫片紧固件选配规则》HG20635-97

　　其二是两元件受压径向位移的不一样要和谐会发生较杂乱的应力和应力会集。

　　对于应力增值系数Q的来历和有关图表的制作依据，在“全国压力容器规划审阅人资历查核培训教材”2000年2月版中有解说，可见该教材第93-95页的“5.圆筒—锥形封头的鸿沟效应”一节

　　8开孔和开孔补强

　　81开孔的效果

　　①查看孔:为查看压力容器使用过程中是不是发生裂纹，变形，腐蚀等缺点.

　　②设备安全附件的接口。

　　③技术性接收的接口。

　　④设备，维修内件用孔。

　　82开查看孔的需求

　　821查看孔的数量和小尺度（引自《容规》）：

　　822归于下列状况之一者可不开查看孔：

　　①筒体的Di≤300mm者；

　　②容器上可拆件的尺度不小于上述开孔的相应需求者；

　　③无腐蚀或细微腐蚀，无需做内部查看和清理者；

　　④制冷设备用的压力容器；

　　⑤换热器；

　　⑥因特殊状况不能开查看孔，但一起进行下列处理者：（1）对每条纵，环焊缝做100%无损查看（射线或超声）；（2）规划图样上注明核算厚度，查看时应进行测厚；（3）相应缩短查验周期。

　　823查看孔的方位需求：开在封头上或筒体挨近封头处，便于调查或清理内部的部位。

　　83开孔的形状和尺度约束

　　831形状：应为圆形，长径/短径≤2的椭圆形、长圆形及类似形状。

　　832适用的开孔规模：

　　1）筒体当Di≤1500mm时，开孔直径d≤1/2Di,且d≤520mm;

　　当Di＞1500mm时，开孔直径d≤1/3Di,且d≤1000mm;

　　2）凸形封头或球壳，开孔直径d≤1/2Di,当开孔处于封头过渡部位时，孔基地线宜笔直封头外表。

　　3）锥形封头或锥壳，开孔直径d≤1/3Di（Di为开孔基地线处的锥体内直径）。

　　开孔直径d是：对圆形孔，d=接收内直径+接收的2倍厚度附加量C=C1（厚度负误差）+C2（腐蚀裕量）

　　84补强需求

　　841开孔的影响：

　　①开孔使截面积削减，平均应力增大；

　　②开孔处因为设备接收或人孔，在操作状况下，接收的受力变形的大小和方向与筒体不一样，在连接处发生归纳变形进行和谐，因而发生有些应力；

　　③在连接处还发生高的应力会集，峰值应力的数值很高。

　　研讨开孔处的强度问题是很杂乱的，我们只需按规范规则开孔规模和补强办法进行补强，对D级压力容器规划是可行的。

　　注：（1）应力分类中对于一次应力、二次应力和峰值应力的概念。

　　一次应力是为平衡压力与其它机械载荷所有必要的法向应力或剪应力。它分为：

　　①一次全体薄膜应力，它是影响规模广泛悉数构造的一次薄膜应力，它会直接致使构造的损坏；

　　②一次有些薄膜应力，它是影响规模仅限于构造有些区域的一次薄膜应力，会因有些过量塑性变形而致使损坏；

　　③一次弯曲应力，它为平衡压力与其它机械载荷所需的沿截面厚度线性散布的弯曲应力。

　　二次应力是为满意外部约束条件或构造自身变形接连需求所须的法向应力或剪应力，它具有自限性，即有些屈从和小量变形就可使约束条件得到满意，只需不重复加载，不会致使损坏。

　　峰值应力是由有些构造不接连或有些热应力影响而致使的附加在一次或二次应力上的应力增量，它具有自限性和有些性，不会致使显着的变形，也许致使疲惫裂纹或脆性决裂，有必要加以操控。

　　842不另行补强的条件

　　开孔在契合下列悉数条件下，可不补强：

　　1）规划压力P≤2.5MPa；

　　2)两相邻开孔基地的间隔（对曲面间距以弧长核算）为L，L应不小于两孔直径之和的两倍；即L≥2(d1+d2)；

　　3）接收的公称外直径do≤89mm；

　　4）接收壁厚的小值为：

　　注：接收的腐蚀裕量为1mm

　　843开孔补强构造

　　①壳体的开孔补强的构造有：补强圈补强和全体补强。

　　②补强圈补强一般选用的资料与壳体共同，厚度与壳体厚度一样，便于备料、焊接和等面积补强的核算。也可用厚壁管代候补强圈进行补强。

　　③全体补强是经过增加壳体的厚度（如常用的分气缸），或用全焊透的构造型式将厚壁管或全体补强锻件与壳体相焊。

　　补强件与接收壳体的焊接构造可参阅附录J（提示的附录）《焊接构造》中的有关有些。

　　843壳体开孔补强的需求

　　开孔补强即是补足壳体因开孔而致使抗力削弱的有些，在开孔前经核算多余的有些，可用于补强，不足有些用开孔补强构造补足。

　　选用等力气补强的办法，在补强资料的许用应力与壳体对比，相等或较大的条件下，则简化为选用等面积补强法：

　　需求补强的面积，是指经过开孔基地，且笔直于壳体外表的截面上所需的小补强面积。设A为开孔削弱所需补强的面积，Ac是在有用的补强范内，可用作补强的截面积，则补强面积为Ae

　　Ae≥A-A84.3.1内压容器开孔补强量的需求

　　1）圆筒或球壳开孔需求补强的面积A

　　A=dδ+2δδet(1-fr)－－-8-1

　　式中：δ—按受内压厚度核算公式核算出在开孔处的核算厚度mm；

　　d–开孔直径，对圆形孔，取d=接收内直径+接收的2倍厚度附加量δet–接收有用厚度，δet=δnt-Cmm

　　fr－－强度削弱系数，fr=[σ]tt/[σ]t，当fr＞1时，取fr=1

　　[σ]tt–接收在规划温度下的许用应力,MPa;

　　[σ]t–圆筒在规划温度下的许用应力,MP

　　2）锥壳开孔需求补强的面积按8-1式核算

　　在核算锥壳厚度δ时，公式中的直径应为孔基地处的壳体内直径。

　　3）椭圆封头和碟形封头开孔需求补强的面积，也按8-1式核算。

　　在核算厚度δ时，则与开孔的方位有关，

　　52内压圆筒核算

　　1）规划温度下的核算厚度按下式核算：

　　公式适用范围：Pc≤0.4Ф[σ]t或Do/Di≤1.5

　　式中：δ-圆筒的核算厚度mm；

　　Pc–核算压力，MPa；

　　Di–圆筒内直径，mm；

　　[σ]t–规划温度下圆筒资料的许用应力，MPa；

　　Ф–焊接接头系数。

　　2）公式来历：

　　用强度理论，以圆筒均匀直径为基准核算的环向应力，思考了圆筒内壁上主应力与均匀拉应力的差值进行了批改，并思考了纵向焊缝（A类焊接接头）在强度方面相对于母材的削弱。

　　公式中应力的推导是依据薄膜应力理论。

　　3)公式推导：

　　设直径D筒体受内压力为P的效果，圆筒上的任一小单元上受三个主应力环向应力σ1、轴向应力σ2和径向应力σ3的效果，求应力时，可经过中心轴线沿纵向将圆筒切成两有些，去掉一有些以应力代替，依据力平衡理论，在纵向截面厚度发作内应力σ1，其合力与外部效果的压力效果平衡，设圆筒直径为D，长度为L，厚度为δ，按平衡联系则有：

　　2Lδσ1=PDL

　　σ1=PD/2δ

　　沿笔直主轴线的截面将圆筒体切开，在圆形横截面上的应力为σ2，发作平衡的条件为：πDσ2δ=1/4πD2P；

　　σ2=PD/4δ

　　径向应力σ3=P，可见σ1=2σ2，并远大于σ3，故选用σ1=PD/2δ，即：

　　δ=PD/2σ1，令D=Di+δ，P=pc代入，σ1以Ф[σ]t代入，

　　则得到：。

　　4）如已知δn、PDi；则圆筒体的核算应力σt为：

　　式中бt≤Ф[σ]t

　　式中：δe为有用厚度。

　　5）规划温度下，筒体的答应作业压力[Pw]为：

　　53球壳核算

　　1）规划温度下的核算厚度公式：

　　2）规划温度下，球壳核算应力公式：

　　式中бt≤Ф[σ]t

　　3）规划温度下，球壳的答应作业压力公式：

　　；

　　6外压圆筒和外压球壳的规划

　　很多化工石油用的容器，因为工艺缘由需要在外压或真空下操作，如真空罐和真空蒸餾塔，有的容器带有夹套，夹套内是带压蒸汽，使内筒受到外部压力。

　　一般，内压低于外压的容器，称为外压容器。

　　外压容器的作业压力是指容器在正常运用过程中也许呈现的压力差值。对夹套容器，指夹套顶部也许呈现的压力差值。

　　断定外压容器的规划压力时，应思考在正常作业情况下也许呈现的表里压力差。

　　断定真空容器壳体的厚度时，规划压力按受外压思考。当装有真空泄放阀，以及相类似的安全操控设备时，规划压力=1.25P，或0.1MPa的低值，P为表里压力差。未装安全操控设备时，取0.1MPa。

　　容器作业中失效的状况有：强度失效，刚度失效和安稳失效三种。

　　①强度失效：容器在载荷效果下，发作过量变形或决裂。如内压容器的损坏；

　　②刚度失效：容器发作过量的弹性变形，致使损失正常的承受能力。如容器不能满意小厚度需求致使刚度缺乏而失效；

　　③安稳失效：容器在载荷效果下，形状突然发作改动，致使损失作业能力。如外压容器的失稳损坏。

　　外压容器规划时，有必要思考到上述三种失效的也许性，才能确保容器的安全运用。

　　在满意刚度需求的情况下，外压容器的损坏有两种形式，即强度缺乏导致的损坏和失稳导致的损坏两种。因而，规划应包含强度核算和安稳性校核。因失稳通常在强度损坏之前发作，故安稳性核算是外压容器规划中的首要思考的问题。

　　61受均匀外压的圆筒（和外压管子）

　　在GB150第6章中，外压圆筒和外压管子所需的有用厚度δe用查图核算法，运用的图为图6-2～图6-10，核算过程如下：

　　611Do/δe≥20的圆筒和管子

　　1）假定δn,令δe=δn-C，C=C1+C2，定出L/DO和Do/δe

　　Do为筒体的外直径；L为筒体的核算长度，L值取圆筒上两相邻支持线（此线处的截面有满足的惯性矩）的间隔，其值按图6-1的各示图选择。

　　如图6-1a中，L=L1+2hi/3

　　L1为圆筒有些的长度（含封头的两直边）的总和；

　　hi为封头曲面深度。

　　2）查图6-2，在图的左方找到L/DO点，过此点沿水平线右移，与Do/δe线相交，遇中心值用内插法，如L/DO＞50，则取50。若L/DO＜0.05，则取0.05；

　　3）连此交点沿笔直方向下移，在图的下方得到系数A。也可查表6-1得到A值。

　　4）按所用资料选用图6-3～图6-10，在图下方找到系数A。

　　若A落在规划温度下资料线的右方，则过此点上移，与规划温度下资料线相交，遇中心温度值选用插入法，再过此交点水平方向右移，在图的右方得到系数B。

　　经过B按下式求出许用外压力[P]，MPa；

　　6-1

　　若所得A值落在规划温度下资料线的左方，则核算许用应力[P]为：

　　6-2

　　E是规划温度下资料的弹性模量，MPa；

　　5）算出的[P]应大于或等于PC，PC为核算外压力，不然，应从头按上述过程重算。直到[P]＞PC，且接近于PC停止。

　　612Do/δe<20的圆筒和管子

　　a)按6.1.1的过程核算得到B值，但对Do/δe<4的圆筒和管子的A值应按下式核算：

　　，当A>0.1时，取A=0.1；由A值，并依据资料商标，经过表6-2至表6-9中的相应曲线数据表查B值；

　　b)[P]按下式核算：

　　式中：σo为应力，其值取或或的较小值。

　　算出的[P]应大于或等于PC，PC为核算外压力，不然，应从头假定名义厚度δn，并重复上述过程核算。直到[P]＞PC，且接近于PC停止。

　　62外压球壳

　　外压球壳所需的有用厚度按以下过程核算：

　　431钢管的规范及许用应力按GB150的表4-3钢管许用应力的规则。

　　D类压力容器常用的碳素钢和低合金钢钢管商标有：102020G16Mn。

　　10和20钢管，根据规范为：GB8163-87《运送流体用无缝钢管》；

　　20G和16Mn钢管，根据规范为：GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》。

　　常用的不锈钢管0Cr18Ni9、00Cr19Ni10和0Cr18Ni10Ti根据规范为：

　　GB13296-91《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》

　　GB/T14796-94《流体运送用不锈钢无缝钢管》

　　432对于不锈钢焊接钢管在压力容器中的运用疑问：

　　在附录A的A4.2中有明确规则。

　　对奥氏体不锈钢焊接钢管（见A4.2.1）应遵从GB12771-91《流体运送用不锈钢焊接钢管》的规则。具体需求是：壁厚答应误差为±12.5%；钢管的弯曲度不大于1.55mm/m；逐根进行蜗流或射线（对大直径管）及水压实验合格；

　　查看规范按JB/T4730-2005.1《承压设备无损查看》中的有关有些，水压实验压力为容器规划压力的2倍，保压时刻为10秒，管壁无渗漏表象。

　　奥氏体不锈钢焊接钢管的运用范围规则如下：容器运用温度定为0Cr18Ni9、00Cr19Ni10和0Cr18Ni10Ti等钢号的相应答应运用温度；容器规划压力不大于6.4MPa；管壁厚不大于8mm；不得用于毒性程度为极度损害的介质；焊接接头系数为0.85，即按一样钢号的许用应力乘以0.85的焊接接头系数。

　　44钢锻件

　　钢锻件的规范及许用应力按GB150表4-5的规则，钢锻件的规范和常用钢锻件为：

　　JB4726-2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》中的20、35和16Mn

　　JB4727-2000《低温压力容器碳素钢和低合金钢锻件》中的16MnD

　　JB4728-2000《压力容器用不锈钢锻件》中的0Cr18Ni9、00Cr19Ni10和0Cr18Ni10。

　　4.5焊接资料

　　压力容器受压元件焊接选用的焊条（焊接资料）的參考原则是：

　　①满意力学性能的需求，保持等强度，思考满意冲击耐性和伸长率的需求；

　　②化学成分适当；

　　③根据工程重要性、危险性、焊接方位、刚性巨细、施焊条件、焊接经历挑选焊条；

　　④思考经济性和简单获得；

　　碳钢和低合金钢之间焊接，通常需求所选用的焊材焊成的焊接接头，其强度不低于强度较低的一侧母材规范抗拉强度下限值，而接头的耐性和塑性应不低于强度较高而塑性耐性较差的母材。

　　首次选用的焊接资料，应按JB4708-2000《钢制压力容器焊接技能评定》和JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》的规则。压力容器用焊条定货时，应按JB/T4747-2002《压力容器用焊条订购技能条件》。

　　焊接资料的规范有：

　　GB/T5117-1995《碳钢焊条》；

　　GB/T5118-1995《低合金钢焊条》；

　　GB/T983-1995《不锈钢焊条》；

　　GB/T984-2001《堆焊焊条》；

　　GB/T14957-1994《熔化焊用钢丝》；

　　GB/T14958-1994《气体维护焊用钢丝》；

　　GB/T8110-1995《气体维护电弧焊用碳钢，低合金钢焊丝》

　　GB4241-84《焊接用不锈钢盘条》；

　　GB4242-84《焊接用不锈钢丝》；

　　GB4343-84《惰性气体维护焊接用不锈钢棒及钢丝》。

　　YB/T5091-1993《惰性气体维护焊用不锈钢棒及钢丝》；

　　YB/T5092-1996《焊接用不锈钢丝》；

　　GB/T5293-1999《埋弧焊用碳素钢焊丝和焊剂》；

　　GB/T12470-1999《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》；

　　46选用国外钢材的需求

　　选用国外的钢材，应是国外相应压力容器新规范所答应运用的钢材；其运用范围不该超出该规范的规则，一起也不该超越GB150第4章资料附近钢材的规则。

　　47一些钢材的代用规则

　　1）钢材的代用的通常原则是：代用资料应与被代用的钢材具有一样或附近的化学成分、交货状况、查验项目、性能指标和查验率以及尺寸公役和外形质量等。

　　2）代用图样规则的钢材时，应获得原规划单位的赞同。

　　3）钢板代用：

　　①GB712-88《船体用结构钢》中的A级钢板，可代用Q235-A（不得作受压元件）；B级钢板在钢厂按规范需求进行冲击实验合格后，可代用Q235-C钢板，未作冲击实验的钢板，则只能代用Q235-B钢板；

　　②GB713-1997《锅炉用碳素钢和低合金钢钢板》中的20g钢板可代用Q235-C钢板。

　　4）钢管代用：GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》中的10和20钢管，可代用GB8163-1999《运送流体用无缝钢管》中相应的钢管。

　　48特别工作环境下的选材

　　对于介质处于NaOH湿H2S应力腐蚀时的选材疑问，可见《容规》126页，对于“压力容器选材与介质”的阐明。

　　5内压圆筒和内压球体的核算

　　5.1内压圆筒和内压球体核算的理论根底

　　1）强度理论：内压容器的损坏有四种强度理论，对比为大家承受的有榜首、第三和第四强度理论。

　　①榜首强度理论即主应力理论，它以为导致资料开裂损坏的主要因素是主应力。亦即不管资料处于何种应力状况，只需主应力到达资料