钢制闸阀阀杆与闸板拉伸试验分析

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1、10FLUIDMACHINERYVo1．40，No．6，2012文章编号：1005—0329(2012)06—0010—04钢制闸阀阀杆与闸板拉仲试验分析章茂森，靳淑军，李伟，冯玉林。胡军。黄健，王剑(合肥通用机械研究院，安徽合肥230031)摘要：对钢制闸阀阀杆与闸板进行了拉伸试验，并对试验不合格结果进行分类及分析，介绍了拉伸时阀杆与闸板危险截面的受力状态和计算方法。并依据相关计算公式，对如何提高闸阀阀杆与闸板的可靠性提出了初步意见。关键词：闸阀；阀杆；闸板；拉伸试验中图分类号：TK037．4文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-

2、0329．2012．06．003AnalysisinStemandtheDiscTensileTestofSteelGateValveZHANGMao—sen，JINShu-jun，LIWei，FENGYu—lin，HUJun，HUANGJian，WANGJian(HefeiGeneralMachineryResearchInstitute，Hefei230031，China)．Abstract：Inaccordancewiththestandardsrequirement，thetensiletestonthesteelgatevalvestemandt

3、hegatewascarriedon，theunqualifiedtestresultswasanalyzed，stressandcalculationmethodsofthedangerouscross—sectionofthestemandthegatewasintroduced．Andaccordingtotheformula，itsownviewswaspresentedtoimprovethereliabilityofthevalvestemandgate．Keywords：gatevalve；stem；gate；tensiletest1前言理，

4、通过对不符合标准要求试验结果的分析，总结容易出现的失效型式及其原因，并对如何提高其近几年，随着国内输油长输管线的大量建设，可靠性提出初步意见。在甬沪宁管道、中洛线、冀宁联络线等输油管线上使用了大量的钢制闸阀。这些阀门平时处于常闭2试验程序及试验数据或者常开状态，为了保证在阀内腔超压下开启或者长期关闭后紧急开启时的安全，闸阀产品标准2．1试验程序对闸阀阀杆与闸板的动作可靠性进行了规定。试验在拉伸试验机上进行，拉伸试验时将阀API600(BoltedBonnetSteelGateValvesforPetro-杆与闸板连接后固定在试验机上，如图1所示。leuma

5、ndNaturalGasIndustries)中第5．8．7条规厂厂定“阀杆与闸板的连接强度和阀杆杆部的强度，＼II＼、、在轴向载荷下应超过阀杆螺纹根部的强度”¨。GB／T12234-2007《石油、天然气工业用螺柱连1l1接阀盖的钢制闸阀》中4．10．5条规定“在闸阀承-I_压区域之内的阀杆与闸板的连接头和阀杆各部分的强度应大于螺纹根部的强度”u2J。这两个标准l立1均要求当阀杆与闸板在进行拉伸试验时，断裂失＼：。：＼、、效部位应在阀杆螺纹根部。拉伸时若其他部位产生失效，则表明产品的设计制造不符合规定。本文对闸阀阀杆与闸板拉伸试验数据进行整图1阀杆与闸板

6、拉伸试验收稿日期：2012—02—21修稿日期：2012—04—3012FLUIDMACHINERYVo1．40，No．6，2012应力集中系数d由——螺纹中径d内——螺纹内径在实际拉伸试验时，阀杆断裂失效部位为危险截面B，并且为剪切失效，依据．r。=P／(2bh)可得理论承载力P为：图4闸板T形槽尺寸P2=2r1bh(2)4．2危险截面[。，]式中．r。——阀杆材料的许用剪切应力拉伸试验时，在拉力P的作用下，阀杆螺纹b、h、——阀杆头部尺寸，见图3根部的横截面积较小，此处为危险截面。拉伸试在实际拉伸试验时，闸板T形槽失效部位为验中，断裂部位主要发生在阀杆

7、头部和闸板T形危险截面c，为弯曲应力引起的失效，依据=槽处，这两个部位为危险截面，危险截面见图5和M图6中的A、B、C。=可得理论承载力P，为：血▲P㈩式中——材料弯曲许用应力D、、曰、闸板T形槽尺寸，见图44．4危险截面的受力分析拉伸试验中阀杆失效模式为头部被剪切，因此，在设计时应主要验证其阀杆头部的抗剪切力，也即要依据式．(2)对阀杆头部尺寸进行校验。对于闸板T形槽，在拉伸试验中其既受到弯曲应力，也受到剪应力。由于表1中闸板T形槽断裂时的实际拉断力值与依据式(3)的计算结果误差范围在5％以内，因此本文作者认为在校验其强图5阀杆危险截面示意度时应主要考虑

8、弯曲应力的作用，而非合成应力。所以，本文在讨论如何提高其强度时是以