根據材料在低溫時的線膨脹系數,從理論上對低溫閥閥桿梯形螺紋精度等級進行了分析研究,確認常用材料的暗桿閥門梯形螺紋在-196℃的最低溫度工況,采用9級精度等級是合理的,沒有必要過分地加大梯形螺紋副間隙。

1、概述

　　低溫閥在液氮和液氧等液態介質的制造、儲運和使用過程中得到了廣泛的應用。根據不同的介質,低溫閥使用溫度等級分為≥ -46℃、≥ - 101℃、≥-196℃三個級別。JB/T9081-1999《空氣分離設備用低溫截止閥和節流閥技術條件》中規定,梯形螺紋的公差等級按GB/T 597614規定的9級。該條款是根據試驗制訂的,適用于各種低溫范圍和各種低溫結構。但是根據經驗,制造廠實際采用的梯形螺紋公差遠比9級大得多。由此可見,有必要通過理論分析,確定低溫閥相關標準中對閥桿螺紋副公差等級規定的合理性。

2、分析

　　為了適應低溫閥的使用工況,梯形螺紋副的材料都是特殊選擇的,螺母的材料與螺桿的材料不同,多數螺桿用304不銹鋼,螺母用青銅或黃銅。由于材料不同,所以線膨脹系數也不一致。常溫條件下加工的梯形螺紋副零件在低溫條件下使用會產生徑向和軸向收縮,使螺距產生誤差,在螺桿螺紋的總長度內螺距產生較大的累積誤差,使螺紋副間隙減小,可能使螺桿的運動發生困難。通常,普通機床絲杠的梯形螺紋副采用8e精度,因此低溫閥在最低使用溫度下的梯形螺紋副間隙只要不小于常溫下8e精度的配合間隙(表1) ,就能確保閥門開關順利。

表1　DN40的低溫截止閥梯形螺紋副公差　　mm

7、結語

　　通過按照設計工況估算設計壽命期間缺陷的疲勞擴展狀態, 確定了焊縫1和焊縫2缺陷擴展后,仍為埋藏缺陷。按照水平1和水平2的評定程序對焊縫1和焊縫2缺陷進行斷裂評定, 結果表明, 在設計工況和設計壽命期間帶缺陷止回閥焊縫是安全的。鑒于止回閥的安全性十分重要, 實際工況也存在不確定性, 建議在檢修維護的適當時機, 對已存在的焊接缺陷進行無損檢測, 檢查缺陷實際狀況。

參考文獻

　　〔1〕　BS 7910 - 1999, 金屬結構中缺陷驗收評定方法導則〔S〕