1、概述

　　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最小壁厚計(jì)算公式,在計(jì)算時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)算閥門承壓件的最小壁厚是不適宜的。科學(xué)的確定閥門承壓件最小壁厚方法和合理的選用計(jì)算公式,使閥門承壓件最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。

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)為承壓件只有完全處于亞比例狀態(tài)時才是安全的,一旦承壓件某一點(diǎn)設(shè)計(jì)的最大應(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)到最大比例變形量的一半時的變形狀態(tài)。

　　閥門在工作中受到介質(zhì)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(dāng)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(chǎn)生泄漏,于是閥門失效。此時,亞比例極限是當(dāng)試棒受拉產(chǎn)生最大比例變形的一半變形量時的抗拉強(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)閥門承壓件最小壁厚計(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。同時計(jì)算數(shù)值與GB /T 12224標(biāo)準(zhǔn)中最小壁厚相似, 和壓力容器最小壁厚計(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。

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.