[发明专利]一种工业用钢制阀门阀体壁厚计算方法

说明书

本发明公开了一种工业阀门钢制阀体壁厚设计计算方法，属于工业阀门设计领域。本发明克服了现有技术中的不足之处，提供一种新的设计计算方法计算阀体壁厚，包括以下步骤：首先计算基础阀体以及分叉区域以外支路的壁厚，然后计算分叉区域的壁厚；根据基础阀体和支路的形状特点、成型方式采用不同的计算方式进行计算，得到初始的壁厚；计算分叉区域的壁厚，并且通过作用力平衡进行检查，基于压力载荷面积和补偿的有效金属截面面积大小确定分叉区域的壁厚。本发明综合考虑了阀体的形状、成型方式，从而使阀门的设计更加合理，减薄了阀体壁厚，减轻了阀体重量，改善了现有阀体设计方法，推动了阀门轻量化发展，对指导阀门设计计算具有科学指导意义。

技术领域

本申请涉及工业阀门设计领域，特别涉及一种钢制阀体壁厚设计计算方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展和工业自动化的提高，我国装备制造业迫切需要转型升级，国家“十三五”规划纲要明确指出要实施工业强基工程，阀门作为核心元器件配套，是实现智能制造工程的基础性部件，阀门的质量直接关系到工业自动化装置能否安全可靠的运行。

阀体壁厚设计计算是阀门设计的基础，目前的阀体设计理论借鉴于内压容器设计理论，忽略了阀体的形状、成型方式，不能准确地贴合阀门实际工况和反映阀体共同工作状态下的应力，导致阀体壁厚的计算存在诸多不合理之处，限制了阀门行业的进一步发展。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种阀体壁厚设计计算方法，用于工业阀门钢制阀体壁厚的计算，将阀体的形状，成型方式考虑在内，以得到合理、安全、可靠的阀体壁厚，实现阀门的轻量化发展。

为实现上述目的，本申请有如下技术方案：

一种工业用钢制阀门阀体壁厚设计计算方法，其包括以下步骤：

S1：将阀体分为两个部分，第一部分为基础阀体以及分叉区域以外支路，第二部分为分叉区域；

S2：计算基础阀体以及分叉区域以外支路的壁厚，计算时将阀体形状划分为圆柱状、球形、锥形、椭圆形或矩形截面，计算方法如S21～S24：

S21：当基础阀体或分叉区域以外支路为圆柱状时，采用下述公式进行计算：

或

式中，e_c表示阀体计算厚度，单位为毫米(mm)；d_i表示阀体内径,单位为毫米(mm)；p表示阀体设计压力，单位为兆帕(MPa)；f表示阀体材料许用应力，单位为兆帕(MPa)；k_c表示阀体焊接处焊接系数；d_o表示阀体外径，单位为毫米(mm)；

S22：当基础阀体或分叉区域以外支路为球形时，采用下述公式进行计算：

当径比为d_o/d_i≤1.2时：

或

式中，e_c表示阀体计算厚度，单位为毫米(mm)；d_i表示阀体内径,单位为毫米(mm)；p表示阀体设计压力，单位为兆帕(MPa)；f表示阀体材料许用应力，单位为兆帕(MPa)；k_c表示阀体焊接处焊接系数；d_o表示阀体外径，单位为毫米(mm)；

当径比为1.2≤d_o/d_i≤1.5时：

或