клапан. Введение 1 Трубопроводная арматура, её применение

• Название: Введение 1 Трубопроводная арматура, её применение
• Анкор: клапан
• Дата: 10.12.2022
• Размер: 3.25 Mb.
• Имя файла: Klapan_zaporny_1.doc
• Тип: Реферат; #837568
• страница: 1 из 7

Содержание

Стр.

Введение ……………………………………………………………………………………4

1 Трубопроводная арматура, её применение ……………………………………………….4

1.1 Эксплуатационные параметры арматуры……………………………………………….5

1.4 Материалы, используемые в арматуростроении ……………………………………….6

2. Постановка задачи ………………………………………………………………………...7

2.1 Условия эксплуатации ………………………………………………………………….8

2.2 Конечно-элементная модель ……………………………………………………………11

2.3 Физико-механические свойства материала и допускаемые напряжения…………….12

2.4 Расчет по выбору основных размеров ………………………………………………….14

3. Задание и вычисление нагрузок…………………………………………………………..17

3.1 Определение усилий вдоль шпинделя ………………………………………………….17

3.2 Расчет уплотнения ……………………………………………………………………….18

3.3 Расчет соединения «корпус-гайка» ……………………………………………………..21

4 Описание метода решения ………………………………………………………………...23

5 Расчеты на прочность ……………………………………………………………………..26

5.1 Расчет корпуса на статическую прочность ……………………………………………28

5.2 Теплопрочностной расчет корпуса …………………………………………………….32

5.3 Расчет узла золотник-шток на статическую прочность ………………………………35

6. Расчет собственных частот колебаний ………………………………………………….38

6.1 Построение модели ………………………………………………………………………38

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………………………42

Список использованной литературы. ………………………………………………………43

Введение

1 Трубопроводная арматура, её применение

Трубопроводной арматурой называются устройства, устанавливаемые на трубопроводах, котлах, аппаратах, ёмкостях и других установках, предназначенные для управления потоками сред путём: включения выключения трубопроводов или их участков, агрегатов, аппаратов и т. п.; распределения потоков по направлениям, регулирования параметров (давления, расхода, состава, температуры и т. п.) среды и так далее.

Соответственно назначению различают арматуру: - запорную (включение и отключение потока); - регулирующую расход, давление, температуру; аварийно-предохранительную (от чрезмерного давления, от изменения направления расхода); - контрольную (указатели уровня) и конденсатоотводчики (автоматический отвод конденсата).

Запорная арматура предназначена для перекрытия потока среды. Её применение по количеству единиц составляет около 80% от всего количества изделий.

Материал корпуса арматуры изготавливают из сталей (углеродистой, коррозионностойкой, титана, чугуна (серого и ковкого), цветных металлов, пластмасс, керамики, фарфора. По конструкции корпуса арматуры делят на проходную и угловую. В проходной арматуре среда не изменяет направления своего движения на выходе, в угловой направление изменяется обычно на 90°. Проходная арматура обычно устанавливается на прямолинейных участках трубопровода, угловая — в местах его поворота.

Управление арматурой осуществляется с использованием деталей (шпинделей, штоков), образующих подвижное соединение в крышке или корпусе. Такое соединение имеет герметизацию от внешней среды. Способ герметизации подразделяет арматуру на сальниковую, сильфонную, мембранную и шланговую. В сильфонной арматуре герметичность обеспечивается сильфоном, иногда используется второй сальник для повышения надежности.

Характер воздействия на арматуру определяется: рабочей средой (давлением) обслуживаемой арматурой, командной средой (командным давлением, используемым для передачи сигналов управления приводами), управляющую среду (управляющее давление, применяемое как источник энергии в пневмо- и гидроприводах арматуры), и окружающую среду (окружающее внешне давление).

Управление потоком рабочей среды в арматуре осуществляется с помощью рабочего органа (запорного, регулирующего, смесительного или распределительного), состоящего из затвора и седла. Затвор представляет собой деталь или конструктивно объединенную группу деталей, перемещающуюся или поворачивающуюся с помощью шпинделя или штока относительно седла корпуса.

Обычно арматура к трубопроводам приваривается, что уменьшает возможные протечки среды и повышает надежность работы. Для частичного ремонта без вырезки арматуры, при невысоких давлениях седла в корпусах арматуры устанавливают на резьбе. При серьезном ремонте она вырезается и вваривается вновь.

1.1 Эксплуатационные параметры арматуры

Основные параметры арматуры можно разделить на эксплуатационные и конструкционно-монтажные. К эксплуатационным относятся энергетические параметры (давление, температура), пропускная способность, коррозионная стойкость, тип привода, необходимый крутящий момент для управления арматурой, время срабатывания и прочее. К конструкционно-монтажным параметрам относятся: условный диаметр прохода, строительные длина и высота, масса, тип присоединения к трубопроводу, конструкция и размеры присоединительных фланцев, число, диаметр и расположение отверстий на фланцах, разделка под приварку к трубопроводу.

Наиболее важным эксплуатационным параметром арматуры является давление рабочей среды, которое делят на условное, рабочее и пробное давление. Под условным давлением понимают наибольшее избыточное рабочее давление при температуре 20°С, при котором обеспечивается длительная не безопасная работа арматуры и соединительных частей трубопроводов (тройников, коленьев, переходов, фланцев и др.). Размеры элементов арматуры и соединительных частей определяются и обосновываются расчетом на прочность с учетом условного давления при характеристиках прочности выбранных материалов, соответствующих температуре 20°С. Условные давления Р_у (МПа) образуют следующий ряд: 0,1; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,4; (8,0); 10,0; (12,5); 16; 20; 25; 32; 40; 50;64; 80 и 100.

Под рабочим давлением понимают наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей трубопроводов при рабочей температуре проводимой среды.

Под пробным давлением понимают избыточное давление, при котором арматура и соединительные части трубопроводов должны подвергаться гидравлическому испытанию водой на прочность и плотность материала при температуре не выше 100°С.

Рабочие давления равны условным для арматуры из углеродистой стали при температуре рабочей среды tp = 0°-200°C, для арматуры из чугуна, бронзы, или латуни при tp = 0°-120° С. При повышении температуры допускаемое рабочее давление снижается в зависимости от материала корпусных деталей. Для сталей ГОСТ 356—68 предусматривает 14 температурных ступеней, в пределах которых рабочее давление по мере повышения температуры снижается по следующему ряду: 1; 0,9; 0,8; 0,71; 0,64; 0,56; 0,5; 0,45; 0,4; 0,36; 0,32; 0,28; 0,25; 0,22.

По температурному режиму арматуру можно разделить на пять категорий.

1. Арматура обычная, изготовляемая из углеродистой стали, ковкого или серого чугуна; арматура из углеродистой стали используется при температуре до 425° С, из ковкого чугуна — до 300° С, из серого чугуна — до 225° С; для деталей арматуры малого диаметра прохода и неответственных изделий допускается применение углеродистых сталей до 450° С, ковкого чугуна — до 400° С, серого чугуна — до 300°С. Для ответственных объектов, например, газопроводов, работающих при температуре ниже —30° С, применяется стальная арматура из легированной стали, специальных сплавов или цветных металлов с ударной вязкостью при рабочей температуре не менее 20Н-м/см2.

2. Арматура для высоких температур (450—600°С), изготовляемая из специальных сталей.

3. Арматура жаропрочная (для температур свыше 600° С).

4. Арматура холодильной техники (для температур до —153° С).

5. Арматура криогенная (для глубокого холода), пригодная для эксплуатации при температурах ниже —153° С.