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简述蒸汽锅炉用安全阀(safety valve)的​弹簧受力分析   发布时间:16-09-23

安全阀(safety valve)是阀门家族比较特殊的一个分支,它的特殊性是因为不同于其它阀门仅仅起到开关的作用,更重要的是起到保护设备的安全。随着我国经济建设的快速发展,在带有压力操控的设备项目工程越来越多。鉴于设备泄压的需要,安全阀在保护设备过程中起到至关重要的作用。截止2013年各类安全阀制造商和贸易商已超过700多家,每日交易询盘达到200多条,安全阀供求市场明显升温。通过第一季度数据初步分析,安全阀需求量要高出二十个百分点。安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。安全阀(又称泄压阀)是根据压力系统的工作压力(工作温度)自动启闭,一般安装于封闭系统的设备或管路上保护系统安全。当设备或管道内压力或温度超过安全阀设定压力时,自动开启泄压或降温,保证设备和管道内介质压力(温度)在设定压力(温度)之下,保护设备和管道正常工作,防止发生意外,减少损失。安全阀主要被广泛应用于:蒸汽锅炉、液化石油气汽车槽车或液化石油气铁路罐车、采油井、蒸汽发电设备的高压旁路、压力管道、压力容器等。安全阀一般按结构形式分为弹簧式安全阀和杠杆式安全阀、脉冲式安全阀,其中弹簧式安全阀应用最为普遍;按连接方式分为螺纹安全阀和法兰安全阀。安全阀口径一般都不大,常用的都在DN15mm-DN80mm之间,超过150mm一般都称为大口径安全阀。2013年安全阀行业市场规模扩大,这已是一个不争的事实。我国能够有资质生产安全阀的企业数量也不多,因为安全阀是属于特种设备行业,国家质监总局在申请资质审查方面比较严格,而巨大的安全阀需求市场,无疑给这些有资质生产安全阀的企业带来了更多的财富机会。

蒸汽锅炉安全阀弹簧装配时受到430MPa下压正应力,阀门完全打开时其将受到480MPa的压力,管道中蒸汽温度约在350℃左右变化,因为弹簧处于封闭情况下,并且装在阀体的上部,所以它的温度稍低些。影响蒸汽锅炉安全阀弹簧失效的因素有松弛失效,温差失效和弹簧本身材质等,其主要因素是蒸汽锅炉安全阀弹簧产生腐蚀,受非中心荷载和冲击荷载的作用。

蒸汽锅炉用安全阀(safety valve)的​弹簧受力分析
1、轴向或径向载荷
蒸汽锅炉上使用的安全阀弹簧,多数为圆柱形。由计算得知,安全阀弹簧受轴向弹簧受轴向或径向载荷作用时,变形量、切应力与弹簧丝直径成反比;当弹簧在使用中受腐蚀时,弹簧丝直径变小,弹簧变形量、剪切应力增大,从而导致弹簧失效。
2、受非中心载荷的影响
蒸汽锅炉运行中,安全阀要定期排放超压汽。排汽后,阀杆易偏斜,导致安全阀漏气和弹簧承受非中心载荷而偏心,使圆形弹簧安全应力值下降。即安全应力与载荷偏心距成反比,使安全阀弹簧失效,使用寿命缩短。
3、受冲击载荷的影响
蒸汽锅炉运行中,安全阀处于频繁跳动状态,排气时产生较大冲击速度,此时弹簧的前三圈首先承受冲击载荷,吸收较多的冲击能量。由于不能迅速而有效地将冲击载荷传递给后面的弹簧圈。导致前三圈产生塑性变形进而失效。


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