клапан. Введение 1 Трубопроводная арматура, её применение
 Скачать 3.25 Mb.
|
1.2 Материалы, используемые в арматуростроенииЛатуни в трубопроводной арматуре применяются для изготовления уплотнительных колец для воды, ходовых гаек, электропроводящих деталей приводов. Латунь — пластичный материал, имеет хорошую коррозионную стойкость (для повышения коррозионной стойкости производится отжиг латуни). С понижением температуры механические свойства латуни повышаются, поэтому она успешно применяется для арматуры, работающей при низких температурах. Бронза в арматуростроении применяется для изготовления шпинделей, ходовых гаек, подшипников, втулок, венцов червячных колес, а также пружин, работающих в коррозионной среде и электромагнитном поле. Безоловянная бронза БрАЖМцЮ-3-1,5 применяется для изготовления шпинделей и ходовых гаек, работающих в широком диапазоне температур (от —253 до +250°С). Бронза БрАЖНЮ-4-4 используется для шпинделей и ходовых гаек, работающих при температуре от —196 до +350° С. Титановые сплавы. Арматура для работы в коррозионных средах, при низких и повышенных температурах, обычно выполняется сваркой. Из титановых сплавов могут изготовляться также сильфоны. Титан имеет плотность ρ=4,5г/см3, стоек в атмосферных условиях, в пресной н морской воде, горячих минеральных маслах, щелочах калия и натрия, пищевых продуктах, в ряде кислот и других средах. Неметаллические материалы. Резина является наиболее пригодным материалом. Она эластична, требует небольших усилий затяга уплотнений, непроницаема для жидкостей и газов, применяется до +50°С, а теплостойкая резина до +140° С. По твердости резину подразделяют на мягкую, средней твердости и твердую. Фторопласт-4 и фторопластовый уплотнительный материал, выпускаемый в виде шнуров различных профилей, применяются в диапазоне от –195°С до +200°С. Винипласт как прокладочный материал используется ограниченно. Металлические материалы. Металлические прокладки изготовляются в виде плоских колец прямоугольного сечения из листового материала или в виде колец фасонного селения из труб или поковок. Помимо этого, изготовляются комбинированные прокладки, состоящие из мягкой сердцевины (асбеста или паронита), облицованной листовым материалом из алюминия, малоуглеродистой стали или коррозионностойкой стали. 2. Постановка задачи Рассматривается клапан сильфонный запорный (рисунок 2.1) с электроприводом AUMA SA 07.1/SAI 07.1. Эксплуатационные параметры: - рабочее давление – Рр=2.25 МПа (кгс/см2); - давление гидроиспытаний; - рабочая температура tp=+220 ̊С. Требуется найти усилия вдоль шпинделя при расчетных режимах, выбрать основные размеры. Найти собственные частоты колебаний клапана, выполнить поверочные расчеты на статическую прочность.  1- Корпус; 2- Гайка; 3- Втулка сильфонная; 4- Стойка; 5- Шпиндель; 6- Шток; 7- Золотник; 8- Штифт; 9- Втулка резьбовая; 10- Плита; 11-Прокладка Рисунок 2.1 - Общий вид клапана, исполнение: электропривод AUMA SA 07.1/ SAI 07.1 2.1 Условия эксплуатации Клапан предназначен для установки на трубопроводах атомных станций (АС), в том числе в системах безопасности. Категория сейсмостойкости I по НП-031-01. К первой категории I сейсмостойкости относятся: - элементы АС классов безопасности 1 и 2 согласно Общим положениям обеспечения безопасности атомных станций; - системы безопасности; - системы нормальной эксплуатации и их элементы, отказ которых при сейсмических воздействиях до МРЗ включительно может привести к выходу радиоактивных веществ в производственные помещения АС и окружающую среду в количествах, превышающих значения, установленные действующими Нормами радиационной безопасности для проектной аварии. Рабочие среды для исполнения из стали 08Х18Н10Т -теплоноситель I-го контура, парогазовая смесь, пар, дистиллят, вода контура многократной принудительной циркуляции, вода охлаждения контура системы управления защиты, кислоты и щелочи температурой не более 45 ̊С, газовые сдувки, воздух, азот, инертные газы, растворы дезактивации и промывки, масла, трапные воды. Направление подачи рабочей среды – «на поверхность» и «под поверхность» золотника. Испытательная среда давлением Ph: вода. Назначенный срок службы клапана – 50 лет. Нагрузки, действующие на патрубки со стороны трубопровода, приняты по регламентам и приведены в таблице 2.1. Принята наиболее опасная плоскость приложения изгибающих моментов – плоскость симметрии, образованная осями патрубков и горловины корпуса. Моменты учитываются со знаками «плюс» и «минус». Силы, действующие на патрубки от трубопровода, считаются приложенными вдоль осей патрубков. Таблица 2.1 Нагрузки на патрубки от трубопровода
Электропривод AUMA SA 07.1/ SAI 07.1 по ТУ 3791-003-38959426-2007. Расчет клапана на прочность выполнить в статической постановке на основные нагрузки: - расчетное давление; - давление гидроиспытаний; - температурные нагрузки, действующие со стороны трубопровода в режиме НЭ. В расчетах учесть усилия вдоль шпинделя для двух режимов эксплуатации: - для режимов нормальных условий эксплуатации (НЭ) при закрывании крутящим моментом настройки привода Мкр=17 Н·м; - для режима нарушения нормальных условий эксплуатации (ННЭ) при закрывании максимальным крутящим моментом, который может развить привод, Мкр=30 Н·м для электропривода AUMA. Выполнить расчеты на статическую прочность корпуса, гайки, втулки (сильфонной), стойки и дна золотника программным комплексом ANSYS. Подтвердить эти расчеты на статическую прочность штока, шпинделя, втулки и штифтовых соединений инженерными методами по общепринятым методикам. |