阀门强度计算

目录

1. 目的 (4)

2. 适用范围 (4)

3. 计算项目 (4)

4. 中法兰强度计算 (5)

5. 闸阀力计算 (17)

6. 闸板、阀杆拉断计算 (21)

7. 闸板应力计算 (26)

8. 压板、活节螺栓强度计算 (28)

9. 截止阀力计算 (30)

10. 止回阀阀瓣、阀盖厚度计算 (34)

11. 自紧密封结构计算 (38)

12. 阀体壁厚计算 (47)

附录A 参考资料 (48)

1．目的

为了保证本公司所设计的阀门的统一性和质量。

2．适用范围

本公司所设计的闸阀、截止阀、止回阀。

3．计算项目

●3．1 闸阀需要计算项目4、5、6、7、8

●3．2 截止阀需要计算项目4、8、9

●3．3 止回阀需要计算项目4、10

●3．4 自紧密封结构设计需要计算项目11

4．中法兰计算

●4．1适用范围

该说明4.2～４.4适用于圆形中法兰的计算；4.5适用于椭圆形中法兰的计算

●4．2输入参数

4．2．1 设计基本参数

4．2．1．1 口径（DN）

4．2．1．2 压力等级（CLASS）

4．2．1．3 阀种（TYPE）

4．2．1．4 设计温度（T0）取常温380C。

4．2．1．5 设计压力（P）按ASME B16.34-2004 P27,P29,P48取值如表1。

4．2．1．6法兰许用应力（FQB）

按ASME第Ⅱ卷(2004版)材料D篇表1A，乘以铸件系数0.8

WCB 110.4MPa (11.26Kgf/mm2) (P16第8行)

LCB 102.4MPa (10.45Kgf/mm2) (P10第29行)

CF8M 110.3MPa(11.26Kgf/mm2) (P66第18行)

4．2．1．7螺栓许用应力（BQB）

按ASME 第Ⅱ卷(2004版)材料D篇表3，

B7 17.6 kgf/mm2. (P384第33行)

L7M 14.08 kgf/mm2. (P384第31行)

B8 17.6 kgf/mm2. (≤3/4) (P390第29行)

14.08 kgf/mm2. (3/4~1) (P390第27行)

13.3 kgf/mm2. (1以上) (P390第23行)

4．2．1．8 垫片密封压力（Y），按ASME 第Ⅷ卷(2004版)第一册P298表2-5.1,如表2。

4．2．1．9 垫片系数（M）按表2。

4．2．2法兰基本尺寸（见图4-1）

图4-1 圆形中法兰计算示意图

4．2．2．1 垫片宽度N（N）。

4．2．2．2 垫片外径（强力垫、缠绕垫）或中径（金属环）D（D）。

4．2．2．3 壁厚go（GO）。

4．2．2．4 根部厚g1(G1)，一般斜度取1：5，故G1=G0+H/5

4．2．2．5 斜度高度h(H)。

4．2．2．6 法兰内径B（BB）。

4．2．2．7 法兰外径A（A）。

4．2．2．8 螺栓中心距C（C）。

4．2．2．9 法兰有效厚度过t（T）。

4．2．2．10 螺栓公称直径d（DD）。

4．2．2．11 螺栓数量n（NN）。

4．2．3 法兰形状系数

4．2．3．1 法兰斜度修正系数f（F）

根据按ASME 第Ⅷ卷第一册(2004版)P304图2-7.6图2查得（F1），F1〈1时, F=1。

4．2．3．2 一体形法兰计算系数F（FF）按ASME 第Ⅷ卷第一册(2004版)P302图2-7.2。

4．2．3．3 一体形法兰计算系数V（V）按ASME 第Ⅷ卷第一册(2004版)P302图2-7.3。

4．3计算说明

4．3．1 考虑腐蚀余量1mm后的参数调态（法兰计算尺寸）

4．3．1．1 中腔直径B（BB）BB=BB1+2

4．3．1．2 壁厚g0（G0）G0=G01-1

4．3．1．3 根部厚g1（G1）G1=G11-1

4．3．2 垫片有效宽度（B）按ASME 第Ⅷ卷第一册(2004版)P300表2-5.2，如表3。

表3 垫片有效宽度及压紧力作用中心圆直径

4．3．3 垫片压紧力作用中心圆直径（G）按表3。

4．3．4 法兰根部应力修正系数f（F），当F1<1时取F=1；F1≥1时，取F1。4．3．5 内压力产生的全载荷（HH）

HH=π×G2×P/400

4．3．6 使用状态下，需要的最小垫片压紧力（HP）

HP=π×B×G×M×P/50

4．3．7 使用状态下，需要的最小螺栓载荷Wm1(WM1)

WM1=HH+HP=π×G×P×（G+8BM）/400

4．3．8 紧固状态下，需要的最小螺栓载荷Wm2(WM2)

WM2=π×B×G×Y

4．3．9 使用状态下，需要的最小螺栓有效截面积Am1(AM1)

AM1=WM1/BQB

4．3．10 紧固状态下，需要的最小螺栓截面积Am2(AM2)

AM2=WM2/BQB

4．3．11 需要的最小螺栓有效截面积（AM），取AM1，AM2中的最大值。4．3．12 系数g0/g1(G1G0)

G1G0=G1/G0

4．3．13 系数h/h0 (HH0)

HH0=H/（BB×G0）1/2

4．3．14 系数（K）

K=A/BB