高温阀门的设计与计算(2)

技术s直曝1 l:式中。——环向截面的弯曲应力；——

按照该温度下的持久强度的许用应力[来设计。] []=盯 盯 []/’式中[ ]——材料的持久强度，单位为 MP; a /——以持久强度为基准的安全系统。 Z

环向截面的切应力。=

6( F+F ) L n 5 ia p/ D fs n=一

f

(+Fp丌D5 sn , )/ lia

3伍德密封载荷计算 .1 )内压引起的总轴向力 FF= nD D/4

式中， J——斜角面的距离，单位为 m m;f——斜角面交点切线的距离，单位为 mm; D——环向截面的平均直径，单位为 m m。

式中 D——阀体中空圆直径，单位为 r a m;口——设计压力，单位为 MP。 a 2 )预紧螺栓的载荷 FF=n i ( D Ds d+f c s n 0 )/ op

4材料的寿命计算 .根据应力

一应变循环中的各应变范围分量和线性累积损伤假设，可按以下方法计算寿命Ⅳ1/N= F l l+ F2/N/N2+ F3/N 3+ F4/N 4

式中

a——密封环内锥角，单位为 ()。;

式中 F、F、F、F——各应变范围的比值；。 2 4 Ⅳl 2、Ⅳ、Ⅳ3 v——各应变范围。、,4

摩擦角，单位为 ()。。 3 )支承环计算纵向截面的弯曲应力盯=3 P( F D—Dl 7 D一D】 ) h≤[],【( 3 )/一2 盯

5强制密封栓接的计算 .阀盖的栓接应满足下列螺拴最小截面面积要求6 (Ⅳ) A A≤6 . 6 0 p y 5 2 S≤90 0

式中

——螺栓孔中心圆直径，单位为 r a m; D——支承环外径，单位为 rm; a D.支承环内径，单位为 rm;—— a

或

/ 5 2 S≤90 0 A≤6 . 6 0

式中—

——垫片外周所界定的有效面积，单位为 m: m;—

螺栓拉应力区域的总有效面积，单位为m m

^——支承环厚度，单位为 mm; 声——螺栓孔直径，单位为 mm 。

2;

s——螺栓在 3￣时的许用应力，单位为 MP;。 8C a 叩——磅级值 ( 10 b;如 5L)—— pⅣ调整系数。

环向截面的当量应力盯：盯 n+3 n。≤盯 t l ( )/[]

式中。环向截面的弯曲应力。 ——:

6高温下联接温差载荷的计算 .当螺栓和被联接的线膨胀系数不同，或工作温度不同，或两者都不同时，由于热变形不一致而使螺栓受到的温差载荷为 F .F=C F ( F F F L L I t T C 1 Atf—△￡f)/ ( L F 2 C+C )

3 P(—Dl n h F D, )/ D

式中 r ——环向截面的切应力。f: Fp/nDh

4 )四开环的计算环向截面的切应力 rT: ( F+F )/ Dh P n l

式中 c ——刚度，单位为 N rm;/ a a——线膨胀系数，单位为 1℃;/△——温升，单位为 o ￡ C; Z——常温时的装配长度，单位为 rI I1 1。 I

式中 .四开环厚度，单位为 mm。——5 )预紧螺栓的计算螺栓最小直径 d

其中，下标 L代表螺栓，F代表被联接件。

d= ( F/[ t ) 4 Pn]n

六、材料的选用1根据温度选

择 .( )温度≤4 5 1 2℃采用碳素钢铸件 A 1 B 2 6WC,碳

式中 n ——螺栓数量。6 )阀盖强度的计算环向截面的当量应力，2 (+ ≤[ t= 3 ) r]一

素钢锻件 A 0、 5 2 Mn 15 2、 5;奥氏体钢铸件 A 5 F、 31C 8C 3 F M、C 3 F、C S F M、C 7及 C 8,奥氏体钢锻件 NM FC

G M通用翩解

28第期 7 O年 2 3 0w w tx n t w . j e y

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开发与设计 Ds n&D vlm n ei g ee p et o

A12F 0、F 1、F 0 H、F 1H、F 2及 F 4 8 3 4 36 3 4 36 31 3 7等。 ( )温度≤ 5 5C采用铬钼钢铸件 J/ 9 2 2 9￣ B T 65 Z 2 C Mo 2 7WC、WC、WC,铬钼钢锻件 A12 G 0 r 1 5 A 6 9 8

牌号 F 5热处理方法为：退火，最低奥氏体化温度为 9 5,炉冷。或正火加回火，最低奥氏体化温度为 5℃ 95 5℃,空冷，最低回火温度 6 0 2℃。

F 1 F2铬钼钒钢锻件 G/ 37 1Cl o、 1、 2; B T07 2 rM V 1C 1 V,铬钼钒钢铸件 J/ 9 2 Z 2 C Mo 5 rMo B T 65 G O r V、 Z 5 rMo G1C l V及 Z 5 rMo等。 G1C2 l ( )温度≤ 6 8 采用铬钼钢铸件 A 1 5 3 4℃ 27C、 C 2、C 2,铬钼钢锻件 A 8 5 9 9 1 1A 12 F、F、F 1;铬镍钛钢 1 r8 iT、Z 1 r8 iT等。 C l N9 i G Cl N9 i

牌号 F 1 2热处理方法为：退火，最低奥氏体 1、F2化温度为 9 0C,炉冷。或正火加回火，最低奥氏体化 0￣温度为 9 0,空冷，最低回火温度 6 0 0℃ 2℃。牌号 F 9热处理方法为：退火，最低奥氏体化温度为 9 5,炉冷。或正火加回火，最低奥氏体化温度为 5℃ 90 0℃,空冷，最低回火温度 6 5 7℃。

2根据介质选择 .( )用于非腐蚀介质 A 1 B;A 1 5 1 2 6 WC 2 7 WC、WC WC 6、 9: J/T 6 5 B 9 2 Z 2 C M0 Z 0 Mo G 0 r、 G2 Cr V、

牌号 F热处理方法为：正火加回火，最低奥氏体 9化温度为 10 0~100C,空冷，最低回火温度 70~ 4

8￣ 38 0C。 0￣

Z 1 C 1 V、Z 1 C2 1。 G 5 r Mo G 5 rMo等

牌号 F 0、F 1、F 0 H、F 1H、 F 2、F 4 34 3 6 34 36 3 1 37

()用于腐蚀介质 A 1 C、C2 1A 31 2 27 5 1、C 2;A 5

热处理方法为：固溶处理加淬火 1 4￣ 0 0 C,液体冷却。

C3 C 8 C8、 C3、 C 7、 C8; G/ F、 F、 FM FM N M FC BT 2 3 C l N9 i G C l N9 i C l Nl Mo T、 12 0 1 r8 iT、Z 1 r8 iT、1 r8 i2 2 i Z 1 r8 i Mo T等。 G ClNl 2 i 2

八、结语高温阀门在高温下使用时，由于零件各部位受热膨胀后容易产生收缩，使得阀门咬死和打不开的现象，为

七、热处理方法1 26WC )A 1 B铸件应以退火或正火或正火加回火状态

此，计方面应在设考虑有合理的结构、合理的间隙配合和足够的强度，在材料选择方面应有较高的抗蠕变特性

供货，热处理应在铸件温度冷却到相变区域以下后进行。2 2 7 WC、WC、WC、C、C 2及 C 2 )A 1 5 6 9 5 1 1 A铸

和先进的热处理方法。从而来克服存在的不足，使产品密封性能稳定，质量可靠，延长阀门的使用寿命。

件应以正火加回火状态供货，牌号 WC、WC的最低 5 6回火温度应为 5 5C,牌号 WC、C、C 2最低回火温 9￣ 5 5 1度应为 6 5 7℃,牌号 C 2 1A的正火温度为 14 0 0~18￣ 0 0C最低回火温度应为 65C 7￣。.

参考文献[]杨源泉阀门设计手册[ .北京：机械工业出版 1 M]社 .19 . 92[]陆培文.实用阀门设计手册[ .北京：机械工业出 2 M]

3 3 1C 3 F、C 8 )A 5 F、C 8 F M、C 3 F M及 C 7 N M铸件应以最低温度为 10 5 6℃进行固溶处理，然后进行水淬

版社，20 . 02 []机械设计手册编委会.机械设计手册[ .北京：机 3 M]

或采用任何方法进行快速冷却状态供货。4 12 F、F 1 2、 F、F 1 3 4 36 )A 8 5 1、F 2 9 9、F 0、F 1、

械工业出版社，20 . 02[]李铁藩 .金属高温氧化和热腐蚀 M] 4 .北京：化工工

F 0 H、F 1 H、F 2 34 36 3 1及 F 4 3 7等锻件按以下方法

分别进行热处理。

业出版社，20 . M 05 G (收稿日期：20/ 5 3 ) 0 7 0/ 0

20 0 8泵阀市场奥运年商机无限据相关数据统计，全世界泵的销售额将会在 21 0 1年达到每年 3 0亿美元，泵业市场供需两 8旺。目前，市场对泵类产品需求最旺盛的是市

国西北部缺水地区在夏季旱情比较严重，而南 方多会出现洪涝灾害，这些情况都对泵产品需 求量较大增加，相信在 2 0 0 8年供应商可以提前准备充足的货源以备不时之需。

政饮用水工程，紧随其后的市政污水处理部分， 接着是精炼厂和电力部门。另外，在 2 0 0 7年我20 08年第 2期W W. i. e W tx nt y

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