全焊接[Jie]球閥廠家全焊[Han]接球[Qiu]閥閥體分析與評定

随着科學技(Ji)術的不斷進(Jin)步和制造水平的不斷(Duan)提高,閥門的生産也在向(Xiang)着高溫、高壓、大口徑(Jing)、高密封[Feng]等高參(Can)數方(Fang)向發展,同時[Shi]也希望[Wang]閥門[Men]的制造在充(Chong)分[Fen]保證An全性的前提(Ti)下,盡可能做到經[Jing]濟性。

對于高壓大[Da]口徑的全焊接球閥,若(Ruo)按原有的以經驗公式為基礎的“常[Chang]規設計”方法(Fa)(Design by Rules)進行設計,其[Qi]口徑[Jing]超出了常規設計的經驗公式的适用範圍,隻能依靠[Kao]實驗研[Yan]究,進行對[Dui]比分析設計,這(Zhe)樣會導緻成本[Ben]提高(Gao)和(He)設計周期延(Yan)長(Zhang),而設計[Ji]出的産品(Pin)雖然可以保證An全性,但卻不能保證[Zheng]經濟性。 “分析設[She]計[Ji]”方(Fang)法(Design by analysis)與[Yu]有限單元法(Finite Element Analysis)是現代[Dai]結構分析中(Zhong)的重要手段。

由于失效(Xiao)準[Zhun]則的選取不同,“分[Fen]析設計”方法與有限單元[Yuan]法考慮到局部(Bu)應力(Li)對整體應[Ying]力的影響,并且(Qie)根據引起應力[Li]的原因将應力(Li)進一步[Bu]分類判(Pan)定,在保證強度的前提下(Xia),放寬了應力的限制(Zhi)條件,對大口[Kou]徑閥門而[Er]言,将大幅度節省材料(Liao),降低成本。本文[Wen]将NPS56Class900的全焊接球閥為例：

首先,采[Cai]用分析設計方法,通過彈性[Xing]力學(Xue)、闆殼理論的基本公式,對閥體危險截(Jie)面的應力進行分析(Xi),并确定了應力(Li)與(Yu)壁厚之間的計算關系(Xi),将應力分析所得結[Jie]果進一步劃分為(Wei)一次薄膜應力(Li)Pm,一次彎曲應[Ying]力Pa和二(Er)次應[Ying]力(Li)Q,根據JB4732-95《鋼制壓力容器(Qi)-分析設計标準》中的判定要[Yao]求對各類應[Ying]力強度進行限制。

在[Zai]滿足各類應力強(Qiang)度的條(Tiao)件下,确定了閥體[Ti]壁厚。 其次,根(Gen)據計算所得(De)壁厚,應用有限元的(De)方法(Fa),采用ANSYS Workbench軟[Ruan]件,對閥體進行工作狀(Zhuang)态下的數值模拟計算。對運算結果(Guo)中應力集[Ji]中處的應力[Li]進行應力線性化處理,從而得到各類應[Ying]力,加以判定,驗[Yan]證“分析設計”方法所得壁厚是否符合強度要[Yao]求。

Zui後,将通過“分析設計”準則所得壁厚與按“常(Chang)規設(She)計”準則确定的壁厚進行(Hang)比較(Jiao),以體現[Xian]“分[Fen]析設計”方法與有限單元法在[Zai]閥門設計中的良好性。