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刍议管道控制阀门材料选择与受力分析处理

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-01-31  来源:网络  浏览次数:313
  [摘 要]随着时代的不断发展,人们对油气的需求量也上升了一个很大的空间,但是此种能源是一种不可再生能源,这个时候,想要保证油气可以满足人们日常生活的需求,就应该重视油气的储运问题。并在此基础上,完成我国油气行业的可持续发展战略实施。针对于输油管道来讲,阀门对于整个管道内部油气控制起到了非常重要的作用。控制阀门不仅可以改变介质的方向,还可以提升输油管道的有效应用。并在油气传输的过程中,承担着油气运输的开启、关闭、压力调节等主要功能。在使用的过程中,还会受到温度和油料性质的影响。把阀门外壁的材料导热性和抗腐蚀性、工艺性等多种需求作为出发点进行展开分析。以此来提升油料运输过程中的安全性和可靠性。因此,在设计的过程中,需要按照管道控制阀门材料选择与受力分析处理情况进行综合性分析,最终得出科学的设计方案。
  [关键词]管道;控制阀门;材料选择
  中图分类号:G711 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)02-0036-01
  一、管道控制阀门材料选择
  从本质上看,阀门是输油管道中的一个重要的组成部分,并在油料运输的过程中,承担了主要的作用。从阀门外壁材料选择上看,不仅需要高超的材料工艺,还需要按照一定的程序进行控制工艺的方法和质量成本。从导热性和热膨胀性、工艺性、抗腐蚀性等多种方向进行思考,基于整体的角度进行分析[1]。从导热性的影响来看,在进行构建焊接和锻造、热处理等工艺模型的时候,就需要针对阀门的导热性进行分析。从膨胀系数的影响来看,主要是随着温度的变化,而发生的膨胀或者收缩的现象,据此种特性,选金属高或者陶瓷的材质,此种材质低于高分子的材料。从抗腐蚀性的影响来看,主要是各种介质的侵蚀能力的影响[2]。这个时候可以发现,抗腐蚀性的材料可以抵抗各种介质。换句话说,非金属材料的腐蚀性远远高于金属材料,并在现实的延伸中,展现了具有经济性的重要价值。从工艺性能影响上看,主要展现的是熔融材料的流动能力。从铸造性能上看,主要展现的是流动性和收缩性等方面的主要内容。从收缩性上看,主要展现的是阀门在凝固或者冷却过程中,可能出现的体积或者尺寸减小情况所呈现的收缩性。收缩性不仅是尺寸和体积上变化那样简单,更重要的是间接性影响了阀门体由于尺寸或者体积缩小,而产生的缩孔或者疏松、内应力、变形、开裂等问题。因此,根据以上可以发现,在铸造的过程中,在选择材料上,更加偏向于收缩力较小的材质。从偏析的角度进行分析,主要是由于閥门凝固之后,内部化学成分和组织不均匀所产生的差异性,这种差异性并不能让产品的质量变得更好,却得到了适得其反的结果。因此,在材料的选择上,一般会选择铸铁这样的铸造性较好的材质[3]。
  二、管道控制阀门受力分析处理
  (一)输油阀门受力分析
  由于阀门在整个油料运输的过程中,针对输油阀门的安全性和可靠性,起到了承上启下的重要作用。针对运输过程中呈现的压力变化,进行控制阀门的影响分析。并按照这一目标进行综合性分析,其中包含了阀门材质、外科厚度、受力情况等方面的主要内容。因此,需要根据三个方向进行论述,第一,在控制阀门出现弹性时效的情况时候,筒内所承受的压力就会达到极限的状况,换句话说,在此过程中,就会导致筒内自身弹力的失效。第二,由于阀门内材料在长时间的使用中,发生全面的更换,如果出现变形的情况,就会导致整个筒内自身的作用失去原有的作用。遇到此种情况,就需要及时的更换内外材料,保证整个输油管道的自身优势。第三,筒壁在使用的过程中,会因为资源条件与外界爆破的现象,出现阀门柔韧性降低的情况出现[4]。接着应停止使用,按照正常的程序解决之后,在进行正常的使用。
  (二)有限元的应力与处理
  从三维造型的角度进行分析,利用solidworks构建阀门的三维造型,就可以根据阀门体的物理性状或者阀门体的材料选择,阀门体的载荷等方面进行分析。为了在一定的程度上,节约计算机的资源,因此,需要根据阀门内部的结构进行后续情况的加载,并按照实际情况,截取出来,缩短求解的时间。从模型的角度进行分析,主要是把solidworks导入到ANSYS当中。并比较导入前后模型的变化情况,保证信息的完整性,提升可靠性。从单元类型和材料数据分析上看,主要展现的是结构特征、载荷类型、需求分析等几个方面的主要内容。针对每个节点之间,每个自由度之间,实现受力和变形情况精密计算。从网络划分及其约束条件来看,主要使用simartsize智能分网进行划分精度,并按照阀门模型的性状及尺寸进行实现网络密度的划分。从载荷的施加来看,主要是针对阀门X或者Y轴进行变形,选择阀体模型的对称截面,提升水压试验压力,保证压强的载荷在正常的使用范围内。从求解的角度进行分析,主要是根据物体的节点、单元划分进行构建,并按照划分,进行实现平衡方程组的构建。与此同时,还需要选择控制的地方和控制范围,按照默认求解指令进行求解。从本质上看,阀门的应力一般情况下小于极限应力值,按照安全的宽裕度进行构建,展现阀门结构轻度的安全性,满足设计的要求。换句话说,阀门内部的两大法兰连接处会出现应力较大的情况。此种情况的出现,并不是单纯意义上的出现,而是在模型制作的过程中,两大法兰面黏结在一起,形状发生变化而出现的[5]。也就是这个时候,需要根据极限应力值进行安全浴度实现,强调阀门结构的安全程度。
  总结
  随着社会的进步,现代化工厂自动化控制的过程中,控制阀起到了十分重要的作用。因此,需要根据功能性的需求,工艺性需求,经济性需求等,进行选择管道控制阀门材料。并在此基础上,对输油管道中的阀门设计与受力情况进行了分析和论证。在结构的基础上,分析最深层的规律,利用三维力学的方式进行限元分析,最终,得出最佳的设计方案。与此同时,还需要从整体的角度分析管道控制阀门自身涉及的各种因素,保证输油管道中控制阀门的设计和应用。
  参考文献:
  [1]王磊.优化输油管道工艺实现节能降耗运行[J].化工管理. 2017(32):15-16
  [2]郑程.优化输油管道工艺 实现节能降耗运行[J].中国石油和化工标准与质量. 2017(09) :66-67
  [3]徐进,段兴华.基于工作过程的“输油管道运行与维护”课程建设[J].石油教育. 2016(06) :52-53
  [4]李金龙.输油管道抢维修装备建设管理探析[J].科技创新与应用. 2017(10) :44-45
  [5]王鹏.靖咸输油管道巡护管理对策思考[J].中国管理信息化. 2013(23) :89-90
  作者简介
  冯程,出生年月:1981.10.7,性别:男,学历:专科,民族:汉,籍贯(精确到市):四川省绵阳,当前职务:机械工程师,当前职称:初级(助理工程师),研究方向:管线阀门设计。
 
 
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