環(huán)保閥門閥體壁厚的計算

環(huán)保閥門閥體壁厚的計算 閥門主要通用零件的設(shè)計計算 環(huán)保電動閥門閥體壁厚的計算
    之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹在各種不同類型的閥門中，有些零件在結(jié)構(gòu)上起著同樣的作用，它們的受力情況基本相似，計算方法上也有共性，如閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、調(diào)節(jié)閥等閥類都有閥體，這些閥體均承受內(nèi)壓，由于受力和形體上有共性，故計算方法也可以歸納在一起，其他如閥蓋、中法蘭、閥桿、填料壓蓋、中法蘭連接螺栓等零件也是如此。在這一章里，我們將重點(diǎn)介紹這些共性零件的受力情況和強(qiáng)度計算方法。
環(huán)保閥門閥體壁厚的計算閥體壁厚的計算
    閥門屬于壓力管道元件，閥體和閥蓋承受管道內(nèi)介質(zhì)壓力，因此，閥門設(shè)計必須滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，而后用強(qiáng)度理論的計算方法去校驗(yàn)。
    閥體壁厚的計算方法與它的形狀有關(guān)，不同類型的閥體，形狀亦有所不同，一個閥體往往由幾種形狀所組成，即使是同一形狀，尺寸也不一樣，例如低壓閘閥的閥體，通道兩端是圓形的，而中腔卻是橢圓形的，中壓和高壓閘閥的閥體，雖然通道兩端與中腔都是圓形，但圓的內(nèi)徑又不一樣。按說，一個閥體的計算要根據(jù)它的形狀和尺寸，一部分一部分地單獨(dú)進(jìn)行，但實(shí)際應(yīng)用上并不需要這樣計算，因?yàn)榉珠_計算比較復(fù)雜，并且在一個閻體中，通常并不取幾個不同的壁厚。另外需要注意的是：閥體壁厚的計算除了考慮強(qiáng)度之外．還應(yīng)考慮剛度，否則同樣會出現(xiàn)因受力變形而破壞的現(xiàn)象。下面我們介紹幾種標(biāo)準(zhǔn)的計算公式及常用的計算方法及公式。

環(huán)保閥門閥體壁厚的計算圓筒形及腰鼓形閥體、球形殼體
    上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥這類型閥體的結(jié)構(gòu)如圖8-1所示。對于這類圓筒形閥體，通常都按薄壁或厚壁容器來計算，即當(dāng)外徑與內(nèi)徑之比小于1 2時，按薄壁計算，大于1.2時按厚壁計算。實(shí)際上，低壓和中壓閥門，一般采用薄壁公式，而鋼制高壓閥門有時則采用厚壁進(jìn)行計算。
  1．薄壁闊體
  (1)脆性材料閥體對于用灰鑄鐵及球墨鑄鐵制造的閘閥首先按GB/T 12232-2005《通用閥門法蘭連接鐵制閘閥》標(biāo)準(zhǔn)查出小壁厚。然后按強(qiáng)度理論壁厚計算式進(jìn)行驗(yàn)算；對于用灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵制的螺紋聯(lián)接和法蘭連接的截止閥、節(jié)流閥、柱塞閥和升降式止回閥首先按GB/T  12233 -2004《通用閥門鐵制截止閥與升降式止回閥》標(biāo)準(zhǔn)查出標(biāo)準(zhǔn)中給出的小壁厚，然后按強(qiáng)度理論壁厚計算式進(jìn)行驗(yàn)算。
  強(qiáng)度理論脆性材料壁厚(mm)計算式：；根據(jù)結(jié)構(gòu)需要選定；
    p-設(shè)計壓力一般取公稱壓力PN( MPa)；
    tB-考慮附加裕量后閥體的壁厚(mm)；
  [z。]——材料許用拉應(yīng)力(MPa)；
    C-考慮鑄造偏差、工藝性和介質(zhì)腐蝕等因素而附加的裕量(mm)；可參表8.1選取。型閥體結(jié)構(gòu)
a)楔式閘閥閥體b）截止閩、節(jié)流閥及升降式止回閾闊體
    c)旋啟式止回閥閥體d）兩體式球闐闊體
  e)蝶閥閥體f）蒸汽疏水閥間體g）安全閥閥體

    (2)塑性材料閥體
    1)國標(biāo)鋼制閥門按GB/T 12224-2005《鋼制閥門一般要求》中給出的公式計算。然后查表3確定小壁厚，再用第四強(qiáng)度理論壁厚計算式校驗(yàn)。
    GB/T 12224-2005壁厚計算式：,B = 1. 5 290S 6k~P~d kP V + C
式中￡。——考慮內(nèi)壓的小壁厚(mm)；
    p。——公稱壓力數(shù)值；
    d-管路的小內(nèi)徑( mm)；管路的小內(nèi)徑應(yīng)為公稱尺寸DN的90%
    2)莢標(biāo)鋼制閥門按ASMEB16. 34-2004《法蘭、螺紋和焊接端連接的閥門》中給出的公式計算，然后查表3確定小壁厚，再用第四強(qiáng)度理論壁厚計算式校驗(yàn)。
    ASMEB16. 34-2004壁厚(in)計算式：
式中f。——計算出的厚度(in)；
    p。——額定壓力等級CI，、psi（例CL150，p。=150psi; CL300，n=300psi）；
    d-流道的小直徑，但不小于公稼尺寸的90010 (in)；
    S-應(yīng)力系數(shù)，取7000psi。
  注：本計算式不適用于P。>4500的場合．、
  3)美標(biāo)鋼制閥門圓筒形殼體，可按美國機(jī)械工程師學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)ASME第Ⅷ卷第二冊關(guān)于壁厚的計算式：再用第四強(qiáng)度理論壁厚(in)計算式校驗(yàn)。式中tB-殼體所需的小厚度(in)；
    p-設(shè)計壓力，加上在所考慮的任一點(diǎn)上由介質(zhì)靜壓頭所產(chǎn)生的壓力(psi)；
    辟一殼體的內(nèi)半徑(in)；
    S-由ASME第Ⅱ卷D篇1分篇設(shè)計應(yīng)力強(qiáng)度值表上查得的薄膜應(yīng)力強(qiáng)度極限，乘以表
    AD-150.1中的應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)(psi)。
  4)美標(biāo)鋼制閥門球形殼體，可按ASME第Ⅷ卷第二冊關(guān)于壁厚的計算式計算，再用第四強(qiáng)度理論壁厚計算式校驗(yàn)。
  5)美標(biāo)鋼制閥門錐形殼體，可按ASME第Ⅷ卷第二冊關(guān)于壁厚的計算式計算。再用第四強(qiáng)
度理論壁厚計算式校驗(yàn)。式中R。——錐形殼體大端處的圓筒內(nèi)半徑(in)。

  6)第四強(qiáng)度理論壁厚( mm)計算式：
式中tB-考慮附加裕量后的閥體壁厚(mm)；
    D。——閥體中腔大內(nèi)徑( mm)，根據(jù)結(jié)構(gòu)需要選定；
    p-設(shè)計壓力，一般取公稱壓力PN( MPa)；
  [TL] -材料的許用拉應(yīng)力(MPa)；
    c-考慮鑄造偏差、工藝性和介質(zhì)腐蝕等因素而附加的裕量( mm)，可參考表8-1選取。
  7)球形閩體第四強(qiáng)度理論計算式：
    如=麥警了+C    (8-8)
式中R-球形體的內(nèi)半徑(mm)；按結(jié)構(gòu)選定；
    p-設(shè)計壓力，取公稱壓力PN(MPa)；
  [UL]-材料許用拉應(yīng)力(MPa)；
    C-附加裕量( mm)。
    8)由兩個圓弧半徑組成的球形閥體，如圖8_2所示，第四強(qiáng)度理論：
式中p-設(shè)計壓力，取公稱壓力PN( MPa)；
    R。——小圓弧內(nèi)半徑( mm)；
    R，——大圓弧內(nèi)半徑( mm)；
    tB-考慮了附加裕量的壁厚(mm)；
    c-附加裕量。
顯然，而應(yīng)小于材料的許用拉應(yīng)力[口。]。

  2．厚壁閥體
  1)對于國標(biāo)鋼制高壓閥門的閥體壁厚按公式(8-2)計算門的閥體壁厚按公式8_3計算。按第四強(qiáng)度理論計算式校驗(yàn)。
    t。=字（蜀一1）+C
式中D。——閥體中腔大內(nèi)徑(mm)；根據(jù)結(jié)構(gòu)需要選定；
    C-附加裕量(mm)；
  ——閥體外徑與內(nèi)徑的比，按下式計算：
美標(biāo)CIA500以下的鋼制高壓閥
其中[一]——材料的許用應(yīng)力(MPa)，取U與生兩者中較小值；
其中吼和Crs-分別為常溫下材料的強(qiáng)度極限和屈服極限(MPa)；
    n和心——分別為以O(shè)為強(qiáng)度指標(biāo)的安全系數(shù)和以F。為強(qiáng)度指標(biāo)的安全系數(shù)，
  2)對于厚壁球形閥體按第四強(qiáng)度理論計算式校驗(yàn)：=4002pp+c
式中p-設(shè)計壓力，取公稱壓力PN( MPa)
    r——球形體的內(nèi)半徑( mm)；
  [口。] -材料許用拉應(yīng)力(MPa)；
8.1.2非圓筒形薄壁閥體
    非圓筒形薄壁閥體在低壓鑄鐵閥門中和低壓CL150的鋼制閘閥中應(yīng)用較多，如圖8-3所示。
    圖8-3非圓筒形薄壁閥體310
式中x-扁圓形截面半圓中心到對稱軸的距離，即。-6( mm)
    。——扁圓形截面長半軸(nⅡn)；
    b-扁圓形截面短半軸( mm)。對于近似橢圓形截面
K=式中r．——測量點(diǎn)的半徑(mm)；
    ￡——測量點(diǎn)序號；
    r——測量點(diǎn)的數(shù)量。

  測量點(diǎn)選擇越多，所求芷值就越。
  對于一“．a(chǎn)和一R．n的計算值，正號為拉應(yīng)力，負(fù)號為壓應(yīng)力，并且就值而言，應(yīng)小于材料
的許用彎曲應(yīng)力[ crw]。
  對于非圓形截面的閥體，特別要注意它的剛性，因此，為避免由于介質(zhì)壓力和關(guān)閉時閘板產(chǎn)生的漲力使閥體變形，而影響密封性能，通常在公稱尺寸DN≥300mm時，在閥體內(nèi)腔和外部增添加強(qiáng)筋，以增強(qiáng)其剛性，把腔體變形控制在0 00IDN的范圍以內(nèi)，必要時亦可以設(shè)計成不等壁厚的閥體，即增大中腔的厚度。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護(hù)