吉守军
(江苏淮海石油机械有限公司,江苏盐城 224354)
阀门设计相关标准的变化与分析
吉守军
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经济的快速增长推动了工业的发展,随着工业规模的不断扩大,机械设备的运用已成为提高企业工作效率的关键所在。在机械设备中,阀门有着至关重要的作用,阀门的设计标准直接影响到了设备系统的运行。本文分析了阀门设计相关标准及其变化。
阀门 设计标准 变化
随着工业的不断发展,工业规模不断扩大,在竞争激烈的市场环境中,企业为了要取得更好的发展,利用先进的机械设备来提高企业的工作效率是现代化市场经济发展的必然要求。在机械设备中,阀门的设计是整个机械系统安全运作的关键。合理地对机械设备阀门进行设计,是保证阀门实现其价值的根本所在。
1 阀门设计概述
阀门[1]是工业和生活中不可缺少的通用机械产品,阀门是在流体系统中,用来控制流体的方向、压力、流量的装置,是使配管和设备内的介质(液体、气体、粉末)流动或停止并能控制其流量的装置。阀门是管路流体输送系统中的控制部件,它是用来改变通路断面和介质流动方向,具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。用于流体控制的阀门,从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门,其品种和规格繁多,阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。阀门的控制可采用多种传动方式, 如手动、电动、液动、气动等;可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下,按预定的要求动作,或者不依赖传感信号而进行简单地开启或关闭。阀门依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动,从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。
2 阀门设计相关标准及变化探析
随着经济的快速发展,国际间的合作水平不断提高,发展工业是强国的保障,工业化水平不断提高促进了国家经济的快速发展,从而带动人们生活水平的提高。提高工业作业水平离不开机械作业,阀门在机械作业系统中有着至关重要的作用,阀门的设计直接关乎机械系统的安全性能,为了使得工业得到更好地发展,世界各国都致力于阀门设计[2]的研究,从而更好地带动国际化经济的发展。阀门的设计规模也逐渐走向国际化,世界各国都研究出了不同类型的阀门。而在阀门市场上API 6D和ASME B16．34是阀门设计中最常用的两个标准。
2.1 ANSI 6D-2008性能分析
所有部件和试验设备都按照生产型设备要去进行处理,以满足现代化工业不断发展的要求。在机械设备运作的过程中,阀门会因为运转而产生大量热量,加上阀门金属与其他部件之间的摩擦产生各种物理现象,这就要求ANSI 6D-2008设计一定要规范、科学,测试或检验材料或其他的验收设备应按制造商使用说明书规定要求,定期进行认证、控制、校准和记录,确保达到规定的、国际公认标准所要求的精度,阀门的压力测量装置和主压力测量装置要定期地进行校准,使得阀门的性能能够满足工业发展的各项要求。在ANSI 6D-2008设计保准中,承压原件的设计要兼顾到管道的负荷、操作力、受压力等多方面的因素,根据国际上公认的设计标准进行规格的选用,在阀门上要注明相关的设计规格,以便使用阀门的时候能够清楚其性能。
2.2 ASME B16.34-2013性能分析
为了使ASME B16．34标准适用于API 6D,在多段阀体结构的阀门中增加了两个附属阀体,分别位于阀体的左右两侧,SME B16．34标准的这些规定在阀门制造企业无法执行,因为主阀体的实际壁厚是按旧标准设计壁厚的1．5倍选取的。旧标准阀体的d值是指阀门流道的直径,而主阀体内径近似是流道直径的1．5倍选取的。这种规格的设计对阀门的材料组别进行重新的划分,对材料的额定值表的备注进行修改,通过科学的计算方法计算出阀体的最小壁厚,从而使得阀门在实际工作当中发挥最大的效果,ASMEB16．34作为阀门设计的基础标准,使阀门的设计过程无需进行繁琐地计算,为阀门的制造和研究带来了方便,在阀门设计、研究、生产和制造过程具有指导和规范作用。
2.3 设计标准的变化
二十世纪中期,我国的阀门设计是根据原苏联的阀门设计手册来进行操作的,那时我国的经济、科学技术水平还比较落后,再加上没有专业的技术人才,工业得不到很好地发展,为了满足工业的发展需求,对阀门截面的强度进行计算、阀门法兰连接端的法兰计算以及阀门盖连接处的法兰计算[3]等,那时我国科学技术还不够发达,在阀门方面相关的计算不够精确,加上设计工作量较大,所以容易出现阀门强度不足而产生许多安全事故。随着时代的不断发展,在20世纪70年代初期,美国工程师协会成立了ASME B16．34分会,针对阀门的设计标准进行雏形规划,早期美国的阀门设计相关标准是分散的,在具体的阀门设计当中不能依据完整的设计标准来进行操作,随着经济的不断发展,科学技术不断更新,美国研发了新的ASME B16．34阀门设计标准[4],对阀门的法兰端连接、螺纹段的连接以及焊接端的阀门连接有了新的规定,从而使得阀门设计不断完善和规范。ASME B16．34将阀门的压力等级进行了重新的划分,随着时代的不断发展,工业中阀门的运用越来越普及,利用阀门来解决工业当中的许多问题,ASME B16．34标准给阀门的设计带来了方便,简化了产品的计算,合理给出阀体的壁厚,保障阀门的安全运行,对于阀门制造业的推动是巨大的。
3 结语
阀门在工业上的广泛应用使得阀门设计标准不断变化,世界上各国的阀门设计标准也逐渐地成熟起来,为了适应工业上对阀门的需求,在经济与科技不断发展的时代,阀门制造业要坚持与时俱进,不断创新,根据国际标准信息,利用先进的科学技术对阀门进行设计,不断地决复杂结构中存在的问题,从而有效地优化阀门产品的结构设计,提高我国阀门制造业的整体水平。
[1]苗雨才.国内外阀门压力试验标准的比较与分析[J].阀门,2011,09(06):26—28.
[2]赵勇.阀门质量与标准[J].化工设备与管道,2011,06(05):66—67.
[3]郑云海.钢制闸阀国内外标准分析[J].阀门,2012,11(02):19—21.
