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 1压力容器的根本构成

  压力容器的构造方式是多种多样的，它是依据容器的效果、技术请求、加工设备和制作方法等要素断定的。最常见的是圆筒形容器和球形容器。

  容器的构造是由接受压力的壳体、衔接体、密封元件和支座等首要部件构成。此外，作为一种出产技术设备，有些压力容器，如用于化学反应、传热、别离等技术进程的压力容器，其壳体内部还装有技术所请求的内件。因为内件不直接影响压力容器强度，这里不作介绍。

  1.1壳体壳体是压力容器最首要的构成部分，储存物料或完结化学反应所需求的压力空间，其形状有圆筒形、球形、锥形和组合形等数种，但最常见的是圆筒形和球形两种。

  1、圆筒形壳体。其形状特色是轴对称，圆筒体是一个滑润的曲面，应力散布对比均匀，承载才能较高，且易于制作，便于内件的设置和装卸，因此取得广泛的运用。圆筒形壳体由一个圆柱形筒体和两头的封头或端盖构成。

  ⑴筒体。筒体直径较小时（通常小于500mm），可用无缝钢管制作；直径较大时，可用钢板在卷板机上先卷成圆筒，然后焊接而成。跟着容器直径的增大，钢板需求拼接，因此筒体的纵焊缝增多。当壳体较长时，因受钢板尺寸的约束，需将两个获两个以上的筒体（此刻每个筒体称为筒节）构成所需求长度的筒体。为便于成批出产，筒体的直径的大小已标准化，。筒体的公称直径，关于焊接筒体是指它的内径；而用无缝钢管制作的筒体，公称直径则是指它的内径。

  圆筒形筒体按其构造又可分为整体式和组合式两大类，其构造特色和运用规模见第二节。

  ⑵封头与端盖。凡与筒体焊接衔接而不可拆的，称为封头与筒体以法兰等衔接接而可拆的则称为端盖。依据几许形状不一样，封头可分为半球形、椭圆形、碟形、有折边锥形、无折边锥形和平板形封头（亦称平盖）等数种。关于组装后不再需求敞开的容器，如无内件或虽有内件而不需求替换、维修的容器，封头和筒体选用焊接衔接方式，能有效地确保密封，且节省钢材和削减制作加工量。对需求敞开的容器，封头（端盖）和筒体的衔接应选用可拆式的，此刻在封头和筒体之间必须设备密封件。

  2、球形壳体。容器壳体呈球形，又称球罐。其形状特色是中心对称，具有以下长处：受力均匀在一样的壁厚条件下，球形壳体的承载才能最高，即在一样的内压下，球形所需求的壁厚最薄，仅为同直径、同资料圆筒形壳体的1/2（不计腐蚀裕度）；在一样容积条件下，球形壳体的表面积最小。如制作一样容积的容器，球形的要比圆筒形的节省约30~40%的钢材。此外，表面积小，关于用作需求与周围环境隔热的容器，还能够节省隔热资料或削减热的传导。所以，从受力状况和节省用材来说，球形是压力容器最理想的外形。可是，球形壳体也存在某些缺乏：一是制作对比困难，工时本钱较高，通常要选用冷压或热压成形。二是球形壳体用于反应、传质或传热时，既不便于内部装置技术内件，也不便于内部相互效果的介质的活动。因为球形壳体存在上述缺乏，所以其运用遭到必定的约束，通常只用于中、低压的贮装容器，如液化石油气贮罐、液氨贮罐等。

  其他形状的壳体，如锥形壳体，因为用得较少，故不作介绍。

  1.2衔接件压力容器中的反应、换热、别离等容器，因为出产技术和装置维修的需求，封头和筒体需选用可拆衔接时就要运用衔接件。此外，容器的接收与外部管道衔接也需求衔接件。所以，衔接件是容器及管道中起衔接效果的部件，通常均选用法兰螺栓衔接构造。

  法兰经过螺栓起衔接效果，并经过拧紧螺栓使垫片压紧而确保密封。用于管道衔接合密封的法兰叫管法兰；用于容器端盖和筒体衔接后密封的法兰叫容器法兰。在高压容器中，用于端盖与筒体衔接，并和筒体焊在一起的容器法兰又称筒体端部。容器法兰按其构造分为整体式、活套式和恣意式三种。

  1.3密封元件是可拆衔接构造的容器中起密封效果的元件。它放在两个法兰或封头与筒体端部的触摸面之间，借助于螺栓等衔接件的压紧力而起密封效果。依据所用资料不一样，密封元件分为非金属密封元件（如石棉橡胶板、橡胶O形环、塑料垫、尼龙垫等）、金属密封元件（如紫铜垫、不锈钢垫、铝垫等）和组合式密封元件（如铁皮包石棉垫、钢丝环绕石棉垫等）。按截面形状的不一样可分为平垫片、三角形与八角形垫片、透镜式垫片等。

  不一样的密封元件和不一样的衔接件相配合，就构成了不一样的密封构造。用于压力容器的密封构造主要有：平垫密封、双锥密封、伍德密封、卡扎里密封、楔形环密封、C形环密封、O形环密封、B形环密封等，是压力容器的一个适当主要的组成有些。其完善与否不光影响到全部容器的构造、重量和制作本钱，并且关系到容器投产后能否正常运行。

  1.4管、开孔及其补强构造1.接收。接收是压力容器与介质运送管道或外表、安全附件管道等进行衔接的附件。常用的接收有三种型式，即螺纹短管、法兰短管与平法兰。

  螺纹短管式接收是一段带有内螺纹或外螺纹的短管。短管刺进并焊接在容器的器壁上。短管螺纹用来与外部管件衔接。这种型式的接收通常用于衔接直径较小的管道，如接装丈量外表等。

  法兰短管式接收一端焊有管法兰，一端刺进并焊接在容器的器壁上。法兰用以与外部管件衔接。这种型式的接收在容器外面的一段短管请求有必定的长度，以便短管与外部管件衔接时能够顺畅地穿进螺栓和上紧螺帽，这段短管的长度通常不小于100毫米。当容器外面有保温层时，或接收接近容器本体法兰设备时，短管的长度请求更长一些。法兰短管式多用于直径稍大的接收。

  平法兰接收是法兰短管式接收除掉了短管的一种特别型式。它实际上即是直接焊在容器开孔处的一个管法兰。不过它的螺孔与通常管法兰的孔不一样，是一种带有内螺纹的不穿透孔。这种接收与容器的衔接有贴合式和刺进式两种型式，贴合式接收有一面加工成圆柱状（或球状），使与容器的外壁贴合，并焊接在容器开孔的外壁上，因此容器的孔能够开得小一些，但圆柱形的法兰面加工对比艰难。刺进式法兰接收双面都是平面，它刺进到容器壁表里表并进行双面焊接。刺进式接收加工对比简单，但不适合用于容器内装有大直径部件（如塔板）的容器上。平法兰式接收的长处是它既能够作接口管与外部管件衔接，又能够作补强圈，对器壁的开孔起补强作用，容器开孔不需别的再补强，缺点是装在法兰螺孔内的螺栓简单被磕碰而折断，并且一旦折断后要取出来则适当艰难。

  2.开孔。为了便于查看、整理容器的内部，装卸、修补技术内件及满足技术的需求，通常压力容器都开设有手孔和人孔。手孔的巨细要使人的手能自在经过，并思考手上还也许握有装拆东西和供设备的零件。通常手孔的直径不小于150毫米。关于内径≥1000mm的容器，如不能利用其它可撤除设备进行内部检验和清洗时，应开设人孔，人孔的巨细应能使人能够钻入。手孔和人孔的尺度应符合有关规范的规则。手孔和人孔有圆形和椭圆形两种。椭圆孔的的长处是容器壁上的开孔面积能够小一些，并且其短径能够放在容器的轴向上，这就减小了开孔对容器壁的削弱。关于立式圆筒形容器来讲，椭圆形人孔也适合人的进出。

  手孔和人孔的关闭形式有内闭式和外闭式两种。内闭式的人孔或手孔，孔盖放在孔壁里边，用两个螺栓（手孔则为一个螺栓）把紧压在孔外放置并支承在孔边的横杆上（又称压马）。这种型式多选用椭圆孔和带有沟槽的孔盖，由于这么便于放置垫片和设备孔盖。内闭式人孔盖板的设备虽对比艰难，但密封功能较好，容器内介质的压力能够帮助压紧孔盖，有自紧密封的功效。特别是它能够避免因垫片等的失效而致使容器内介质的很多喷出，因此适用于作业介质为高温或有毒气体的容器。

  外闭式手孔或人孔的构造通常即是一个带法兰的短管和一个平板型盖或稍压弯的不折边的球形盖，用螺栓或双夹螺栓紧固，盖上还焊有手柄。开启次数较多的人孔常选用铰接的反转盖。这种设备使用带有铰链的螺栓和带有缺口螺孔的法兰，孔盖用销钉与短管铰接，拧松螺母翻转螺栓后即可把全部孔盖绕销钉翻转，装卸都较为方便，更适合于装在高处的人孔构造。

  3.开孔补强构造。容器的筒体或封头后，不光减小了容器的受力面积，并且还由于开孔形成构造不接连而导致应力会集，使开孔边缘处的应力大大添加，孔边的最大应力要比器壁上的均匀应力大几倍，对容器的安全做法极为晦气。为了抵偿开孔处的单薄部位，就需进行补强办法。开孔补强办法有全体补强和有些补强两种。前者选用添加容器全体壁厚的方法来进步承载才能，这明显不合理；后者则选用在孔边添加补强构造来进步承载才能。容器上的开孔补强通常均用有些补强法，其原理是等面积补强，即便补强构造在有效补强范围内，。所添加的截面积≥开孔所减少的截面积，有些补强常用的构造有补强圈、厚壁短管和全体铸造补强等数种。

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