減壓閥承壓件設(shè)計 減壓閥承壓設(shè)計 減壓閥耐壓 減壓閥控壓件 減壓閥壓力 減壓閥壓力設(shè)置
1、之前介紹黃銅帶表消聲減壓閥使用注意事項,現(xiàn)在介紹減壓閥承壓件設(shè)計概述
減壓閥承壓件設(shè)計在閥門產(chǎn)品設(shè)計及閥門承壓件的設(shè)計中,目前尚無閥門承壓件的小壁厚計算公式,在計算時一般都暫用壓力容器壁厚計算公式來代用。但是,經(jīng)計算得出的數(shù)值比實際選用的要小得多,也就是說,用壓力容器壁厚計算公式來計算閥門承壓件的小壁厚是不適宜的。科學(xué)的確定閥門承壓件小壁厚方法和合理的選用計算公式,使閥門承壓件小壁厚符合我國閥門現(xiàn)有的設(shè)計、制造和使用水平是十分必要的。
1-59何為承壓件7
上海申弘閥門有限公司主營閥門有:減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥設(shè)計能承受管線介質(zhì)壓力的零件,如閥體、閥蓋、填料壓蓋、閥桿、墊片和螺柱等零件。
1—60何為控壓件?
是指那些用來阻止或允許介質(zhì)流動的零件,如閥座、球體、蝶板、閘板、閥瓣等密封件。
1161何為雙閥座,兩個閥座雙向密封閥門( DIB-1)7設(shè)計為雙閥座,在雙向各自密封的閥門,如圖1-2所示。標(biāo)閥≈一—三流。
圖1-2雙向各自密封的雙閥座閥門
1-62何為雙閥座,一個閥座單向密封.一個閥座雙向密封閥門(DlB.2)?
設(shè)計為雙閥座,一個為單方向密封閥座,一個為兩個方向都能密封的閥座,如圖1-3所示。圖13一Al閥座單向密封,一個閥座雙向密封的雙閥座閥門 壓力范圍水用減壓閥小工作壓力為1724 kPa(250 psi)
1.24 溫度范圍
水用減壓閥設(shè)計的小溫度范圍為:0.6°C (33°F)至 60°C(140°F)
1.3 設(shè)計限制
1.31 減壓閥中的各個部件能夠抵抗由特定水壓試驗產(chǎn)生的應(yīng)力,不出現(xiàn)*變形。并且也可以抵御在水壓不平衡的特殊工作條件下,由工作水壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力。見3.6節(jié)。 1.32 機(jī)械性能 1.3.2.1 可修復(fù)性
(a)減壓閥的內(nèi)部零件或者濾網(wǎng)(如果內(nèi)附其中)應(yīng)易于檢查、清洗、維修或更換。做上述檢查或維修時,無需從管路中拆卸下減壓閥。
(b)減壓閥中可更換的零件,必須保證,同型號同尺寸的零件具有可互換性。
1.4 參考標(biāo)準(zhǔn)
參考 ANSI、ASTM、ASME 和 ISO版本的標(biāo)準(zhǔn)。這個試驗的目的在于,測試閥門是否可以承受初的設(shè)定壓力1724kPa(250psi),或是制造商所設(shè)定的比此壓力更高的壓力;測試當(dāng)設(shè)定所減壓差小時,是否會發(fā)生內(nèi)漏。
3.1.2 步驟
旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺栓,使彈簧不處于壓縮狀態(tài)。如圖1安裝。開啟所有標(biāo)注1和2的閥門,并打開供給閥,供水來排除管路中的空氣。關(guān)閉截止閥1和2,觀察壓力表1的指示,使供水壓力至1724kPa (250psi)或是制造商設(shè)定的高于此值的壓力值。觀察記錄壓力表2的數(shù)值,此數(shù)值顯示的是減壓閥二次側(cè)的壓力值(減壓后的壓力值)。保持入口壓力值為1724kPa(250psi),或是制造商所設(shè)定的更高的壓力值,至少五分鐘。
這個試驗的目的在于,測試閥門是否可以承受初的設(shè)定壓力1724kPa(250psi),或是制造商所設(shè)定的比此壓力更高的壓力;測試當(dāng)設(shè)定所減壓差小時,是否會發(fā)生內(nèi)漏。
3.2耐壓試驗#2 (靜壓 外漏測試)
3.2.1 目的
這個實驗的目的在于,當(dāng)入口壓力為1724kPa(250psi)或是制造商所設(shè)定的比此壓力更高的壓力時,使減壓閥兩側(cè)具有同樣的壓力值,來測試減壓閥是否會發(fā)生外漏。
3.2.2 步驟
延續(xù)上述3.1的試驗,開啟截止閥1,使減壓閥二側(cè)的壓力等同于1724kPa(250psi)或是制造商所設(shè)定的比此壓力更高的壓力,保持至少五分鐘。觀察是否外漏。
3.2.3 評測標(biāo)準(zhǔn) 出現(xiàn)外漏則表明樣品為不合格品。
2、設(shè)計準(zhǔn)則
閥門是壓力管道重要附件。由于其功能的特殊性,受力的復(fù)雜性,所以其設(shè)計準(zhǔn)則也有著特殊性。經(jīng)研究證明,其設(shè)計過程是基于亞比例失效準(zhǔn)則。亞比例失效是認(rèn)為承壓件只有*處于亞比例狀態(tài)時才是安全的,一旦承壓件某一點設(shè)計的大應(yīng)力使承壓件產(chǎn)生變形超出亞比例范圍,就認(rèn)為這個承壓件已失效。亞比例狀態(tài)是承壓件因受力產(chǎn)生比例變形,其變形量達(dá)到大比例變形量的一半時的變形狀態(tài)。
筒體結(jié)構(gòu)盡量采用小直徑,如果可能應(yīng)避免出現(xiàn)縱向焊縫;封頭結(jié)構(gòu)盡量采用球型或標(biāo)準(zhǔn)橢圓型(a=2b)結(jié)構(gòu),應(yīng)盡量避免采用錐型封頭尤其是平封頭;對于小尺寸的部件,采用與筒體一體成型的標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭結(jié)構(gòu)。關(guān)于承壓部件結(jié)構(gòu)的細(xì)部處理,可參考本文所列的參考資料等,在此不作進(jìn)一步討論。
至于承壓部件的材料,必須符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。由于制冷系統(tǒng)承壓部件的應(yīng)用特點,相關(guān)的設(shè)計規(guī)范可能會對部分材料的應(yīng)用范圍提出較為嚴(yán)格的限制,例如,JB/T4750規(guī)定,Q235-B和Q235-C用于設(shè)計溫度大于等于0℃的部件;至于工作壓力范圍,用于制作殼體時,Q235-B用于設(shè)計壓力小于等于1.6MPa的部件,而Q235-C用于設(shè)計壓力小于等于2.5MPa的部件。而且,結(jié)構(gòu)材料必須與相應(yīng)的制冷劑以及配套的潤滑油等物質(zhì)有良好的相容性。
3局部應(yīng)力
3.1邊緣應(yīng)力
3.1.1邊緣效應(yīng)的概念
典型的承壓部件是由圓柱殼(筒體)和端部封頭(橢圓封頭、球形封頭、平封頭)連接而成,正常使用時不允許在連接處或截面形狀有變化的地方出現(xiàn)變形異常,如凸起、凹陷或開裂等變形不連續(xù)的情況。以筒體和標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭或球形封頭相聯(lián)接為例,按理論計算,在端部邊緣處它們的薄膜位移值均不相同,因此,在連接處會出現(xiàn)位移值的不連續(xù)情況。但是,實際上相應(yīng)部位并沒有出現(xiàn)變形異常情況,原因是在工作壓力下除了整體的薄膜應(yīng)力作用外,在邊緣處還有其它的應(yīng)力存在,使得筒體與封頭連接處的變形連續(xù)條件得以滿足。這種應(yīng)力就叫做“邊緣應(yīng)力”,這種應(yīng)力對筒體或封頭的影響稱為邊緣效應(yīng)。邊緣效應(yīng)具有很強(qiáng)的局部性質(zhì)。邊緣效應(yīng)不僅存在于筒體與封頭的連接區(qū),而且筒體或封頭開孔接管區(qū),承壓部件的支座區(qū)等都有這種效應(yīng)存在。總之,凡是不同幾何形狀的殼體與其它部件連在一起時,都會產(chǎn)生邊緣應(yīng)力。
閥門在工作中受到介質(zhì)壓力作用同時還受到密封副之間擠壓力的作用,在這些作用力作用下,閥門閥座和閥瓣等承壓件因受力而變形,當(dāng)其變形量超出亞比例變形范圍時閥門密封副因過大變形而產(chǎn)生泄漏,于是閥門失效。此時,亞比例極限是當(dāng)試棒受拉產(chǎn)生大比例變形的一半變形量時的抗拉強(qiáng)度,即σy = 0.5σP (圖1) 。材料比例極限、彈性極限和屈服極限相差不大, 可近似地取σP≈σe≈σs , 安全系數(shù)n取2, 于是閥門承壓件不能發(fā)生失效的許用應(yīng)力[σ]為
式中σs ———屈服極限,MPa
σe ———彈性極限,MPa
σP ———比例極限,MPa
σy ———亞比例極限,MPa
σb ———強(qiáng)度極限
n———安全系數(shù)
7、結(jié)語
經(jīng)閥門承壓件小壁厚計算公式設(shè)計計算的閥門, 到目前為止尚未出現(xiàn)因壁厚而失效的質(zhì)量問題。同時計算數(shù)值與GB /T 12224標(biāo)準(zhǔn)中小壁厚相似, 和壓力容器小壁厚計算公式相比較, 此公式更接近產(chǎn)品實際情況。因此, 相關(guān)的設(shè)計準(zhǔn)則、強(qiáng)度理論和亞比例極限等理論具有實際意義,符合閥門承壓件受力失效實際工況。與本產(chǎn)品相關(guān)論文:波紋管減壓閥波紋管材料
參考文獻(xiàn)
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