北京化工大学：《过程设备设计》课程教学资源（课件讲稿）第四章 压力容器设计 Design of Pressure Vessels 4.3 常规设计 4.3.4 密封装置设计

4.3.4密封装置设计 第四章 压力容器设计 CHAPTER I Design of Pressure Vessels 4.3 常规设计 4.3.4密封装置设计

4.3.4 密封装置设计 4.3 常规设计 第 四 章 压力容器设计 CHAPTER Ⅳ Design of Pressure Vessels 1 4.3 常规设计 4.3.4 密封装置设计

4.3.4密封装置设计 过程设备设计 4.1概述 4.3.1概述 4.3.2圆筒设计 4.2设计准则 4.3.3封头设计 4.3常规设计 4.3.4密封装置设计 4.3.5开孔和开孔补强设计 4.4分析设计 4.3.6支座和检查孔 4.5疲劳分析 4.3.7安全泄放装置 4.3.8焊接结构设计 4.6压力容器设计技术进展 4.3.9压力试验 2

4.1 概述 4.2 设计准则 4.3 常规设计 4.4 分析设计 4.3.3 封头设计 4.3.4 密封装置设计 4.3.5 开孔和开孔补强设计 4.3.6 支座和检查孔 4.3.2 圆筒设计 4.3.1 概述 4.3.4 密封装置设计 过程设备设计 2 4.4 分析设计 4.5 疲劳分析 4.6 压力容器设计技术进展 4.3.6 支座和检查孔 4.3.7 安全泄放装置 4.3.8 焊接结构设计 4.3.9 压力试验

4.3.4密封装置设计 过程设备设计 4.3.4密封装置设计 螺纹连接 可拆 密封装置 承插式连接 螺栓法兰连接一螺栓一垫片一法兰密封系统 密封机理及分类 本节 影响密封性能的主要因素 主要内容 螺栓法兰连接设计 3

过程设备设计 4.3.4 密封装置设计 可拆 密封装置 螺纹连接 承插式连接 螺栓法兰连接——螺栓—垫片—法兰密封系统 4.3.4 密封装置设计 3 本节 主要内容 密封机理及分类 影响密封性能的主要因素 螺栓法兰连接设计

4.3.4密封装置设计 段计 原理： 依靠螺栓预紧力把 两部分设备或管道 法兰环连在一起， 同时压紧垫片，使 连接处达到密封。 3 性能： 较好的强度和密封 性，结构简单，成 本低廉，可多次重 复拆卸，应用较广 图4-22螺栓法兰连接结构 1-螺栓；2-垫片；3-法兰

过程设备设计 3 1 2 4.3.4 密封装置设计 原理： 依靠螺栓预紧力把 两部分设备或管道 法兰环连在一起， 同时压紧垫片，使 连接处达到密封。 4 3 性能： 图4-22 螺栓法兰连接结构 1-螺栓；2-垫片；3-法兰 连接处达到密封。 较好的强度和密封 性，结构简单，成 本低廉，可多次重 复拆卸，应用较广

4.3.4密封装置设计 过程设备设计 4.3.4密封装置设计 密封装置的失效形式主要表现为泄露 刚度 问题 泄露量控制在工艺和 环境允许的范围内 5

密封装置的失效形式主要表现为泄露 4.3.4 密封装置设计 过程设备设计 4.3.4 密封装置设计 刚度 问题 5 泄露量控制在工艺和 环境允许的范围内 问题

4.3.4密封装置设计 过程设备设计 4.3.4密封装置设计 密封机理及分类 本节主要内容 影响密封性能的主要参数 螺栓法兰连接设计 6

本节主要内容 密封机理及分类 影响密封性能的主要参数 4.3.4 密封装置设计 过程设备设计 4.3.4 密封装置设计 6 螺栓法兰连接设计

4.3.4密封装置设计 过程设备设计 4.3.4.1密封机理及分类 密封机理 渗透泄漏 泄漏途径 界面泄漏 7

4.3.4.1 密封机理及分类 一、密封机理 泄漏途径 渗透泄漏 4.3.4 密封装置设计 过程设备设计 7 界面泄漏

4.3.4密封装置设计 过程设备设计 4.3.4.1密封机理及分类 界面泄漏 渗透泄漏 8

界面泄漏 渗透泄漏 4.3.4 密封装置设计 过程设备设计 4.3.4.1 密封机理及分类 8 渗透泄漏

4.3.4密封装置设计 过程设备设计 泄漏 渗透泄漏 界面泄漏 通过垫片材料本体毛细管的 沿着垫片与压紧面之间的泄 渗透泄漏。除了受介质压力、 漏，泄漏量大小主要与界面 温度、粘度、分子结构等流 间隙尺寸有关。压紧面就是 体状态性质影响外，主要与 指上、下法兰与垫片的接触 垫片的结构与材料性质有关， 面。加工时压紧面上凹凸不 可通过对渗透性垫片材料添 平的间隙及压紧力不足是造 加某些填充剂进行改良，或 成“界面泄漏”的直接原因。 与不透性材料组合成型来避 “界面泄漏”是密封失效的 免“渗透泄漏”。 主要途径。 9

4.3.4 密封装置设计 过程设备设计 通过垫片材料本体毛细管的 渗透泄漏。除了受介质压力、 通过垫片材料本体毛细管的 渗透泄漏。除了受介质压力、 沿着垫片与压紧面之间的泄 漏，泄漏量大小主要与界面 沿着垫片与压紧面之间的泄 漏，泄漏量大小主要与界面 渗透泄漏 界面泄漏 泄漏 9 渗透泄漏。除了受介质压力、 温度、粘度、分子结构等流 、分子结构等流 体状态性质影响外，主要与 垫片的结构与材料性质有关， 可通过对渗透性垫片材料添 加某些填充剂进行改良，或 与不透性材料组合成型来避 免“渗透泄漏”。 渗透泄漏。除了受介质压力、 温度、粘度、分子结构等流 、分子结构等流 体状态性质影响外，主要与 垫片的结构与材料性质有关， 可通过对渗透性垫片材料添 加某些填充剂进行改良，或 与不透性材料组合成型来避 免“渗透泄漏”。 漏，泄漏量大小主要与界面 间隙尺寸有关。压紧面就是 指上、下法兰与垫片的接触 、下法兰与垫片的接触 面。加工时压紧面上 加工时压紧面上凹凸不 平的间隙及压紧力不足是造 成“界面泄漏”的直接原因。 “界面泄漏”是密封失效的 ”是密封失效的 主要途径。 漏，泄漏量大小主要与界面 间隙尺寸有关。压紧面就是 指上、下法兰与垫片的接触 、下法兰与垫片的接触 面。加工时压紧面上 加工时压紧面上凹凸不 平的间隙及压紧力不足是造 成“界面泄漏”的直接原因。 “界面泄漏”是密封失效的 ”是密封失效的 主要途径

4.3.4密封装置设计 过程设备设计 如何防止流体的泄漏？ ↓ 在密封口增加流 体流动的阻力 泄漏时介质通过密封口的动力： ↓ 密封口内外介质压力差 当介质通过密封口的阻力大于 密封口两侧的介质压力差时， 介质就被密封。而介质通过密 泄漏时介质通过密封口的阻力： 封口的阻力是借施加于压紧面 压紧面上的比压力 上的比压力来实现的，作用 在压紧面上的密封比压力越大， 则介质通过密封口的阻力越大， 越有利于密封。 10

如何防止流体的泄漏？ 当介质通过密封口的阻力大于 密封口两侧的介质压力差时， 在密封口增加流 体流动的阻力 泄漏时介质通过密封口的动力： 密封口内外介质压力差 4.3.4 密封装置设计 过程设备设计 10 ， ， 密封口两侧的介质压力差时， 介质就被密封。而介质通过密 。而介质通过密 封口的阻力是借施加于压紧面 上的 比压力 来实现的，作用 在压紧面上的密封比压力越大， 则介质通过密封口的阻力越大， 越有利于密封。 泄漏时介质通过密封口的阻力： 压紧面上的比压力