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如何确定阀门许用应力?

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:当正常运行的条件破坏时,许用折合总薄膜应力和总薄膜应力或局部薄膜应力及总弯曲应力之和确定的许用折合应力可增加20%。对于阀门在事故情况下许用应力在标准上没有规定。在螺纹集中区域内许用折合应力幅度或应力的许用值由公式或相应的曲线来确定。在螺纹的应力集中区域内许用应力不作规定。在辅助系统和管线上采用的阀门的零件计算方法和许用应力在标准上没有规定。

如何确定阀门许用应力?

对于阀门零件[阀体、阀盖、闸板(阀瓣、蝶板等)、阀杆、紧固件等]应确定与所要求的工作条件有关的不同的许用应力。有以下三种不同的计算条件:

1)正常运行条件,包括拧紧螺栓、启动、稳定工况、改变功率、事故保护系统工作、停止运行。

2)正常运行条件被破坏。

3)事故工况。设计单位必须要研究事故工况。

对于每一组合的应力要规定不同的许用应力,对于不要求评价疲劳强度的应力组合:(σm、(σ2、(σ3、(σ4、(σR1、(σR2,许用应力按公式

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确定

式中[σn]——额定的许用应力(MPa);

η——安全系数,根据阀门的工作条件和作用,以及计算情况来选取。

对于要求评价疲劳强度的应力组合:(σa1、(σa2、(σa3,许用应力根据计算曲线和

公式来确定。在正常运行条件下,应采用下列安全系数η值:

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折合应力的许用幅度,等于总薄膜应力或局部薄膜应力的分量,总弯曲应力和局部弯曲应力的分量,考虑到应力集中时总温度应力和局部温度应力的分量之和。折合应力的许用幅度或加载许用循环数按公式或借助于相应的曲线来确定。

由于阀体的内压所引起的总薄膜应力(σm和许用局部温度应力[(σ1m]另外应满足下列条件:在壁厚上温度呈线性变化时(www.xing528.com)

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在壁厚上温度呈抛物线变化时

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采用表4-20的数值。

表4-20 (σ)m/σtT和[(σ)tm]/σtT的数值

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它们之间的数值用线性插入法来确定。

当正常运行的条件破坏时,许用折合总薄膜应力和总薄膜应力或局部薄膜应力及总弯曲应力之和确定的许用折合应力可增加20%。对于其余应力的组合没有规定许用应力。对于阀门在事故情况下许用应力在标准上没有规定。

紧固件(螺栓和双头螺柱)在正常运行条件下许用应力应满足下列条件:由机械载荷引起的螺栓截面上的平均拉应力应满足条件(σ)m≤[σn],在此[σn]=0.5σtT。由机械载荷和温度作用引起的平均拉应力(σ)nm≤1.3[σn]

由机械载荷和温度作用引起的在螺栓和双头螺柱上的平均拉应力的分量、弯曲应力和扭转应力以及温度应力的分量之和确定的折合应力,(σ)4≤1.7[σn]

螺纹集中区域内许用折合应力幅度或应力的许用值由公式或相应的曲线来确定。

在正常的运行条件受到破坏时,允许增大许用应力20%:[σn]=0.6σtT。在螺纹的应力集中区域内许用应力不作规定。

额定许用应力[σn]是根据在计算温度下钢的力学性能的数据来确定。在辅助系统和管线上采用的阀门的零件计算方法和许用应力在标准上没有规定。而在美国机械工程师学会标准ASME第Ⅱ卷D篇第1分篇表1A、1B和表3中,除了按NC3200的要求设计的容器外,设计应力强度值还列于第Ⅱ卷D篇1分篇表2A、2B和表4中。

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