1、概述

　　在閥門產品設計及閥門承壓件的設計中,目前尚無閥門承壓件的最小壁厚計算公式,在計算時一般都暫用壓力容器壁厚計算公式來代用。但是,經計算得出的數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最小壁厚是不適宜的。科學的確定閥門承壓件最小壁厚方法和合理的選用計算公式,使閥門承壓件最小壁厚符合我國閥門現有的設計、制造和使用水平是十分必要的。

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完全處于亞比例狀態時才是安全的,一旦承壓件某一點設計的最大應力使承壓件產生變形超出亞比例范圍,就認為這個承壓件已失效。亞比例狀態是承壓件因受力產生比例變形,其變形量達到最大比例變形量的一半時的變形狀態。

　　閥門在工作中受到介質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生泄漏,于是閥門失效。此時,亞比例極限是當試棒受拉產生最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n取2, 于是閥門承壓件不能發生失效的許用應力[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

7、結語

　　經閥門承壓件最小壁厚計算公式設計計算的閥門, 到目前為止尚未出現因壁厚而失效的質量問題。同時計算數值與GB /T 12224標準中最小壁厚相似, 和壓力容器最小壁厚計算公式相比較, 此公式更接近產品實際情況。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。

參考文獻

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