全焊接固定球閥的設(shè)計(jì)與計(jì)算

全焊接固定球閥的設(shè)計(jì)與計(jì)算：

根據(jù)GB/T 19672-2005、GB/T 20173-2006和美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) API 6D-2008、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)ISO14313:2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。固定球閥為雙閥座閥門、對(duì)于雙閥座閥門分：?jiǎn)蜗蛎芊?、雙向密封、雙閥座雙向密封、雙閥座一個(gè)閥座單向密封一個(gè)閥座雙向密封，雙截?cái)?泄放閥。

單向密封閥門——設(shè)計(jì)在一個(gè)方向密封的閥門。

雙向密封閥門 ——設(shè)計(jì)在兩個(gè)方向都能密封的閥門。

雙隔離-泄放閥DIB-1(雙閥座雙向密封)——雙閥座、每個(gè)閥座均能達(dá)到雙向密封。

雙隔離-泄放閥DIB-2（雙閥座一個(gè)閥座單向密封一個(gè)閥座雙向密封）——雙閥座，一個(gè)為單方向密封閥座，一個(gè)為兩個(gè)方向都能密封的閥座。

雙截?cái)?泄放閥DBB——在關(guān)閉位置時(shí)，具有雙密封副的閥門，當(dāng)兩密封副間的體腔通大氣或排空時(shí)，閥門體腔兩端的介質(zhì)流動(dòng)應(yīng)被切斷。

標(biāo)準(zhǔn)還要求密封試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)為進(jìn)口端閥座 密封。

固定球球閥閥座密封分類

1、全焊接球閥通道直徑的確定

在設(shè)計(jì)計(jì)算全焊接固定球閥時(shí)，首先要確定閥體的通道直徑，以便作為其他部位計(jì)算的基礎(chǔ)。球體通到底最小直徑要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。設(shè)計(jì)國(guó)標(biāo)全焊接固定球閥時(shí)，全通徑球閥的最小通徑應(yīng)符合GB/T 19672-2005《管線閥門 技術(shù)條件》或GB/T20173-2006《石油、天然氣工業(yè)—管線輸送系統(tǒng)—管線閥門》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。設(shè)計(jì)美標(biāo)全焊接固定球球閥時(shí)，全通徑球閥的最小通徑應(yīng)符合API6D-2008/ISO14313:2007《石油、天然氣工業(yè)—管道輸送系統(tǒng)—管道閥門》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。對(duì)于全焊接縮徑固定球球閥，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)于公稱尺寸≤DN300(NPS12)的球閥，球閥公稱尺寸的孔徑縮小一個(gè)規(guī)格，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)徑；對(duì)于公稱尺寸DN350（NPS14）～DN600(NPS24)的球閥，球閥的公稱尺寸的孔徑縮小兩個(gè)規(guī)格，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)徑尺寸；對(duì)于公稱尺寸＞DN600(NPS24)的球閥，應(yīng)和用戶商定。對(duì)于沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全焊接球閥，通常球體通道的截面積應(yīng)不小于管道額定截面積的60%，設(shè)計(jì)成縮徑形式，這樣可以減小球閥的結(jié)構(gòu)，減輕重量，減小閥座密封面上的作用力和啟、閉轉(zhuǎn)矩。一般采用球閥公稱尺寸DN與球體通道直徑之比等于0.78。此時(shí)，球閥的阻力不會(huì)過(guò)大。

2、球體半徑的確定

設(shè)計(jì)球閥首先應(yīng)根據(jù)球體通道直徑和介質(zhì)工作壓力p來(lái)確定球體外圓半徑R。所示。當(dāng)?=45°時(shí)，sin2DNR,2sin2 ?, 2=22DNR則，所以22 RDN?。如果按此式確定球 體半徑，則公稱尺寸DN和球體長(zhǎng)度L相等，則DN=L。當(dāng)球閥關(guān)閉時(shí)，A點(diǎn)實(shí)際上仍在密封環(huán)的邊緣，而不能起到密封作用。因此，L尺寸必須增大，而使L＞DN,使A點(diǎn)移到密封環(huán)的面上起到密封作用。所以，必須對(duì)上式進(jìn)行修改。

3、全焊接固定球球閥中體最小壁厚的計(jì)算

全焊接固定球閥的結(jié)構(gòu)形式通常有兩種，即圓筒式殼體和球形殼體。不過(guò)這兩種結(jié)構(gòu)的中體和左、右體的最小壁厚計(jì)算方法是相同的。依據(jù)API6D-2008和GB/T 20173-2006標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)于全焊接固定球閥的角焊縫強(qiáng)度有效系數(shù)取0.75。按GB/T 150-1998《鋼制壓力容器》和美國(guó)ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范BPVC第Ⅷ卷 第1冊(cè)UG-27受內(nèi)壓容器的壁厚,結(jié)合ASME B16.34-2009《法蘭、螺紋和焊連接的閥門》的最小壁厚計(jì)算式。筆者認(rèn)為焊縫強(qiáng)度有效系數(shù)取0.75，即是局部無(wú)損檢測(cè)，也就是中體和頸部的焊接，屬于角焊縫，只能做表面無(wú)損檢測(cè)，即MT或PT，不能做射線無(wú)損檢測(cè)，也不能做超聲波無(wú)損檢測(cè)。因此，角焊縫的強(qiáng)度有效系數(shù)才取0.75，也就是用加厚壁厚，增加焊縫深度，來(lái)彌補(bǔ)由于焊縫不能進(jìn)行全面100%的射線檢測(cè)可能出現(xiàn)的缺陷。因此，全焊接球閥中體和左、右體的最小壁厚的計(jì)算，按ASME B16.34-2009中的公式，分母中的應(yīng)力系數(shù)應(yīng)乘以0.75。