法蘭閘閥閥座受力分析

更新時間：2021-7-20 信息來源：法蘭閘閥閥座受力分析

雙側密封式法蘭閘閥是通過增強閥瓣對閥座的推力而實現的，接觸的壓力應大于進口管道內流體的壓力。這種法蘭閘閥的缺點是，如果是在冷態下閉合的，后來進入熱態，閥瓣就會出現膨脹狀態，于是形成閉合位置卡緊，當再次開啟閥門時就會較為困難，這種情況就是被我們俗稱的“下炕”。良好狀態的法蘭閘閥都是實現單側密封。平行式法蘭閘閥也只能與出口位置的閥座實現單側密封。標準的楔式閥瓣法蘭閘閥情況也一樣，壓力使閥內的進口側閥瓣變形，流體流過閥內進口側閥瓣直至閥腔達到壓力平衡。因此來引出出口處閥座受介質外壓作用而產生的強度問題。

法蘭閘閥閥座受力分析- 上海昆煉閥門制造有限公司

介質進入閥體中腔后，作用于出口側（左側）的閥瓣，在左側閥座與閥瓣密封面處形成一個密封比壓，阻止介質的流通。同時介質作用于閥體與左側閥座之間的間隙，使左側閥座外側受到介質壓力的作用。在對左側閥座進行強度計算時，就是應對閥座受外壓的狀態進行分析，而使用規則設計的設計方法已經不能解決如此復雜的問題。在本文中采用分析設計的設計方法進行楔式雙閘板閥座的強度校核。

通過對閥座的受力分析可知，閥座與閥體焊接處為固定約束，閥座外腔受到介質壓力的作用，閥座密封面處受到閥瓣的密封比壓的作用。

把實體模型轉入 ANSYS 中進行分析，選擇磚型六面體單元Solid45，輸入材料的彈性模量和柏松比（如《表 1》所示），采用自由網格劃分模型，默認求解器求解，得出閥座的應力云圖和應變云圖。

《表 1》材料為 12Cr1MoV

彈性模量（MPa）	2.140e+006
柏松比	0.286
質量密度（Kg/mm2）	7.86e-012
屈服拉伸強度（MPa）	255
極限拉伸強度（MPa）	470

由應力分析可知，閥座的最大應力出現在閥座內腔與閥座和閥體焊接連接處，閥座形狀在該位置變化較為劇烈且存在尖角，應屬于峰值應力，在該處選取應力評定線，按 JB4732-95 的應力分類原則（如《表 2》所示）對應力評定線上的應力進行分類，得出評定線上的薄膜應力和彎曲應力，分別與限定值進行比較，即可得出閥座的設計是否合理。

《表 2》各類應力強度的限制