減壓閥承壓件設計

減壓閥承壓件設計 減壓閥承壓設計 減壓閥耐壓 減壓閥控壓件 減壓閥壓力 減壓閥壓力設置

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計概述

減壓閥承壓件設計在閥門產(chǎn)品設計及閥門承壓件的設計中,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?？茖W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設計為雙閥座，在雙向各自密封的閥門，如圖1-2所示。標閥≈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 
水用減壓閥設計的小溫度范圍為：0.6°C （33°F）至 60°C（140°F） 


1.3 設計限制 
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)生的應力。見3.6節(jié)。 1.32 機械性能 1.3.2.1 可修復性 
(a)減壓閥的內(nèi)部零件或者濾網(wǎng)（如果內(nèi)附其中）應易于檢查、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 參考標準 
參考 ANSI、ASTM、ASME 和 ISO版本的標準。這個試驗的目的在于，測試閥門是否可以承受初的設定壓力1724kPa（250psi），或是制造商所設定的比此壓力更高的壓力；測試當設定所減壓差小時，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定壓力1724kPa（250psi），或是制造商所設定的比此壓力更高的壓力；測試當設定所減壓差小時，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，當入口壓力為1724kPa（250psi）或是制造商所設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 評測標準  出現(xiàn)外漏則表明樣品為不合格品。 



2、設計準則

閥門是壓力管道重要附件。由于其功能的特殊性,受力的復雜性,所以其設計準則也有著特殊性。經(jīng)研究證明,其設計過程是基于亞比例失效準則。亞比例失效是認為承壓件只有*處于亞比例狀態(tài)時才是安全的,一旦承壓件某一點設計的大應力使承壓件產(chǎn)生變形超出亞比例范圍,就認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，如果可能應避免出現(xiàn)縱向焊縫；封頭結(jié)構(gòu)盡量采用球型或標準橢圓型（a＝2b）結(jié)構(gòu)，應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準橢圓型封頭結(jié)構(gòu)。關于承壓部件結(jié)構(gòu)的細部處理，可參考本文所列的參考資料等，在此不作進一步討論。
至于承壓部件的材料，必須符合相關技術規(guī)范的規(guī)定。由于制冷系統(tǒng)承壓部件的應用特點，相關的設計規(guī)范可能會對部分材料的應用范圍提出較為嚴格的限制，例如，JB／T4750規(guī)定，Q235－B和Q235－C用于設計溫度大于等于0℃的部件；至于工作壓力范圍，用于制作殼體時，Q235－B用于設計壓力小于等于1.6MPa的部件，而Q235－C用于設計壓力小于等于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局部應力
3.1邊緣應力


3.1.1邊緣效應的概念
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。以筒體和標準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力作用外，在邊緣處還有其它的應力存在，使得筒體與封頭連接處的變形連續(xù)條件得以滿足。這種應力就叫做“邊緣應力”，這種應力對筒體或封頭的影響稱為邊緣效應。邊緣效應具有很強的局部性質(zhì)。邊緣效應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)等都有這種效應存在?？傊?，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,亞比例極限是當試棒受拉產(chǎn)生大比例變形的一半變形量時的抗拉強度,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標準中小壁厚相似, 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, 相關的設計準則、強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)品相關論文：波紋管減壓閥波紋管材料



參考文獻

〔1〕 楊源泉. 閥門設計手冊〔M 〕. 北京: 機械工業(yè)出版社,1992.
〔2〕 沈鴻. 機械工程手冊〔M 〕. 北京: 機械工業(yè)出版社,1982.
〔3〕 〔蘇〕д·Ф·古列維奇. 閥門設計與計算〔M 〕. 合肥通用機械研究所譯. 合肥: 合肥通用機械研究所, 1974.
〔4〕 魏鋒. 壓力容器設計知識〔M 〕. 北京: 化工工業(yè)出版社,2005.
〔5〕 蘇翼林. 材料力學〔M 〕. 北京: 高等教育出版社, 1979.