核級閘閥端部加載有限元應(yīng)力分析

2015-07-22 柳志忠 海軍駐葫蘆島四三一廠軍事代表室

  通過對核級閘閥端部加載試驗過程的有限元分析,建立了閥門端部加載的分析路線,形成了ASME-QME-1-2002端部加載檢定的分析方法,為閥門設(shè)計提供了有效的分析依據(jù)。

  1、概述

  根據(jù)ASME-QME-1-2002的相關(guān)要求,需要對核級閥門進行端部加載驗證,目的是驗證當(dāng)閥門受到所有管端載荷及壓力和自重在內(nèi)的正常工作載荷作用時閥門的可操作性。

  2、試驗過程

  端部加載試驗裝置由加載基礎(chǔ)、千斤頂、加載支架及加載力臂組成(圖1) 。閥門一端安裝在加載支架上,另一端懸空與加載力臂連接,通過千斤頂在加載力臂上施加集中載荷給閥門施加端部力矩。端部的力矩加載平面為閥桿和管道中心線所在的平面,這一點符合ASME QME-1-2002 中的要求,力的方向為垂直向上,形成的力矩為逆時針方向。針對ASME QME-1規(guī)范中端部加載的力矩方向必須趨向于關(guān)閉閥蓋孔的規(guī)定,通過理論分析和有限元分析作出簡要的論證。

核級閘閥端部加載有限元應(yīng)力分析

圖1 閥門端部加載試驗布置圖

  3、端部加載力矩計算

  根據(jù)ASEM QME-1-2002 QVP-7370 的規(guī)定,初始運行壓力Po值至少為各個閥門在100 ℉( 38℃) 時鑒定閥門裝置的冷態(tài)工作壓力額定值,初始端部加載力矩為

核級閘閥端部加載有限元應(yīng)力分析

  4、結(jié)語

  通過有限元分析,驗證了ASME QME-1中對于端部加載試驗的規(guī)定,形成了核級閘閥端部加載的分析路線。得到的分析結(jié)果可以指導(dǎo)閥門的優(yōu)化設(shè)計。