超高压脉冲阀体动态强度校核分析

３８ＦＬＵＩＤＭＡＣＨＩＮＥＲＹＶ０１．３８，Ｎｏ．１，２０１０文章编号：１００５－－－－０３２９（２０１０）０１—伽３８—０５

超高压脉冲阀体动态强度校核分析

陈孙艺

（茂名重力石化机械制造有限公司，广东茂名５２５０２４）

摘要：为了分析超高压脉冲阀填料函台阶失效引起外漏的原因，进行了组合载荷下的动态强度应力及位移计算分析，包括内压温度耦合作用、腔内脉冲压差分析和疲劳分析等。结果表明：阀体外壁保温良好时，内压是影响应力的主要因素，温度或温差对等效应力的影响是第二位的。分别按应力分类法和等效应力法判断表明，在设计和运行工况下阀体强度是足够的，原来失效处不会继续扩大，阀体不会疲劳失效而能安全持久。提出有利于预防台阶的磨损失效的建议。关键词：超高压；应力分析；脉冲；疲劳；阀体

中图分类号：ＴＫ０７３文献标识码：Ａｄｎｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—０３２９．２０１０．０１．０１１

ＤｙｎａｍｉｃＳｔｒｅｎｇｔｈＣｈｅｃｋＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｕｐｅｒ－ｈｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＶａｌｖｅ

ＣＨＥＮＳｕｎ－ｙｉ

（ＴｈｅＣｈａｌｌｅｎｇｅＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＭａｏｍｉｎｇ，Ｍａｏｍｉｎｇ５２５０２４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｖａｌｖｅｂｏｘｏｆｓｕｐｅｒ—ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓｅ

ｖａｌｖｅ船ｉｔｓｐｔ＇ｅｓｓｕｒｉｚｅｒｉｎｇｗａｓｄｉｓａｐｐｅａｒａｎｄｌｅａｄｔｏｌｅａｋ，ｄｙｎａｍｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｒｅｓｓｅｓａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｕｎｄｅｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｌｏａｄｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｉｎｃｌｕｄｅｌｉｍｉｔｅｄｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙ—ｓｉｓｕｎｄｅｒｉｎｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐｕｌｓｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｆａｔｉｇｕｅａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒｅｓｕｌｔｓｉｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｓｉｄｅｓｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｍａｊｏｒｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｃａｕｓｅｄａｓｅｃｏｎｄｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｅｓｓｗｈｅｎｉｔｈａｄａｇｏｏｄｈｅａｔｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ．Ｂｏｔｈｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｔｒｅｓｓｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｅｑｕｉｐｓｔｒｅｓｓｍｅｔｈｏｄａ咒ｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｖａｌｖｅｉｓｅｎｏｕｇｈｕｎｄｅｒｗｏｒｋｉｎｇｏｒｄｅｒｏｒｄｅｓｉｇｎ

ｏｒｄｅｒ．Ｔｈｅｄｉｓａｐｐｅａｒｅｄｓｃｏｐｅｏｆｒｉｎｇｓｈｏｕｌｄｎｏｔｃｏｎｔｉｎｕｅｅｎｌａｒｇｉｎｇ．Ｔｈｅｖａｌｖｅｂｏｘｓｈｏｕｌｄｎｏｔｆａｉｌｕｒｅａｓｆａｔｉｇｕｅｂｕｔｉｓｓａｆｅ．ＳｕｇｇｅｓｔｉｏｎｔｈａｔｇｏｏｄｆｏｒｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｄｉｓａｐｐｅａｒａｎｃｅｏｆｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｒｉｎｇＷａＳｐｒｏｖｉｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒ－ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｓｌｒｅｓｓｅｓａｎａｌｙｓｉｓ；ｐｕｌｓｅ；ｆａｔｉｇｕｅ；ｖａｌｖｅｂｏｄｙ

１前言

某化工装置的超高压脉冲阀承受周期性载荷，随着脉冲的开关，阀的人口压力实现降压和升压。压降大约在４０ＭＰａ左右。一般脉冲周期设定为２８ｓ，脉冲深度设定为１．５～２．０８。在循环运行过程中，阀的出口伴随着一个“反焦耳一汤姆逊”现象，阀的出口温度会上升到２９００Ｃ左右。阀体结构简图见图１，外形是一件长方体，阀杆口（Ａ腔）最大内径州．７，所在端面３２８ｍｍ×３２０ｍｍ；

物料出口（Ｂ腔）最大内径弘１．３，所在端面３７０ｍｍ×３２０ｍｍ；物料进口（Ｃ腔）最大内径币８２，所在端面３２８ｍｍ×３２０ｍｍ，８个安装螺柱孑Ｌ中心收稿日期：２００９—０９—０７修稿日期：２００９一ｌＯ—１９圆与出口同中心。基本技术参数如下：设计压力２９０ＭＰａ，设计温度３４３℃，密封实验压力２９０ＭＰａ，阀体实验压力３４５ＭＰａ，正常工作压力２２８ＭＰａ，工作温度２４６℃。

图１阀体结构

万方数据