減壓閥承壓件設(shè)計(jì)

減壓閥承壓件設(shè)計(jì) 減壓閥承壓設(shè)計(jì) 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(xiàng)，現(xiàn)在介紹減壓閥承壓件設(shè)計(jì)概述

減壓閥承壓件設(shè)計(jì)在閥門產(chǎn)品設(shè)計(jì)及閥門承壓件的設(shè)計(jì)中,目前尚無閥門承壓件的小壁厚計(jì)算公式,在計(jì)算時(shí)一般都暫用壓力容器壁厚計(jì)算公式來代用。但是,經(jīng)計(jì)算得出的數(shù)值比實(shí)際選用的要小得多,也就是說,用壓力容器壁厚計(jì)算公式來計(jì)算閥門承壓件的小壁厚是不適宜的?？茖W(xué)的確定閥門承壓件小壁厚方法和合理的選用計(jì)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(jì)、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(jì)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(dòng)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(gè)閥座雙向密封閥門( DIB-1)7設(shè)計(jì)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(gè)閥座單向密封．一個(gè)閥座雙向密封閥門(DlB．2)?
    設(shè)計(jì)為雙閥座，一個(gè)為單方向密封閥座，一個(gè)為兩個(gè)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(gè)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(jì)的小溫度范圍為：0.6°C （33°F）至 60°C（140°F） 


1.3 設(shè)計(jì)限制 
1.31 減壓閥中的各個(gè)部件能夠抵抗由特定水壓試驗(yàn)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(shí)，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(gè)試驗(yàn)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(shí)，是否會(huì)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(gè)試驗(yàn)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(shí)，是否會(huì)發(fā)生內(nèi)漏。

3.2耐壓試驗(yàn)#2 （靜壓 外漏測試）

3.2.1 目的  

這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)，使減壓閥兩側(cè)具有同樣的壓力值，來測試減壓閥是否會(huì)發(fā)生外漏。

 3.2.2 步驟        

延續(xù)上述3.1的試驗(yàn)，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(jì)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(jì)準(zhǔn)則也有著特殊性。經(jīng)研究證明,其設(shè)計(jì)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(shí)才是安全的,一旦承壓件某一點(diǎn)設(shè)計(jì)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(gè)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(shí)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(diǎn)，相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范可能會(huì)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(jì)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(shí)，Q235－B用于設(shè)計(jì)壓力小于等于1.6MPa的部件，而Q235－C用于設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)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(huì)出現(xiàn)位移值的不連續(xù)情況。但是，實(shí)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(shí)，都會(huì)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(shí)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(shí)閥門密封副因過大變形而產(chǎn)生泄漏,于是閥門失效。此時(shí),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(shí)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(jì)算公式設(shè)計(jì)計(jì)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(shí)計(jì)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(jì)算公式相比較, 此公式更接近產(chǎn)品實(shí)際情況。因此, 相關(guān)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、強(qiáng)度理論和亞比例極限等理論具有實(shí)際意義,符合閥門承壓件受力失效實(shí)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)

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