Structural optimization for ball valve made of CF8M stainless steel

The mechanical and chemical properties of CF8M were studied through experiments. An application of CF8M in valve body was analyzed by using finite element method(FEM) to evaluate the structural safety. An optimization containing several variables based on the response surface method(RSM) was conducted to find the optimum dimension of the valve. The results show that using this process can save valve mass as well as the computational expense effectively.

水电站进水口闸门未正常闭门分析及处理

针对水电站进水口事故闸门动水落门时未在要求时间内正常闭门的问题,通过对比分析不同工况下落门过程曲线,结合现场观察,推断是在电站出现故障引起闸门动水落门过程中,由于闸门、油缸启闭机振动相对较大,液压启闭机有杆腔高压球阀自由转动而关闭所导致。为此加设了液压启闭机有杆腔高压球阀锁定装置,确保球阀不会自由转动;并建议高压球阀应选择全开位置带有锁定装置的型号;优化油管的空间结构和管道支撑结构布置,减小管道振动;对大尺寸的混流式水轮发电机组应进行过渡过程工况的动水落门试验。

球阀开度及入口速度对固-液两相流场的影响

球阀广泛应用于固-液两相流的运输和流量调节。利用有限元软件研究球阀不同开度和不同入口速度下流场的变化,对于设计、制造球阀及优化球阀结构具有一定的指导意义。结果表明,阀门开度越大,轴截面流线越平直,压力梯度、速度梯度和流阻系数越小,流动状态越稳定;入口速度越大,轴截面流线越弯曲,压力和速度变化越明显,流动状态越紊乱,但流阻系数与入口流速无关。

闭锁料斗程控球阀可靠性RCM分析

以某公司1#汽油脱硫装置闭锁料斗单元的31台程控球阀为例,开展以可靠性为中心的维修(RCM)分析。通过故障模式与影响分析,识别程控球阀的主要失效模式,分析失效原因,确定故障的影响及其风险等级,并给出适宜的故障识别方法,提出合理的维修时间和维修类型,改善程控球阀运行状况(该处的改善运行状况指程控球阀),降低故障率。优化后的策略可提升程控球阀的运行可靠性,减少闭锁料斗系统非计划停运。

引力搜索算法优化ENN模型的天然气管道球阀冲蚀深度预测

天然气管道球阀在长期使用中易出现冲蚀现象,准确预测球阀的冲蚀深度对于管道的安全运行具有重要的实际意义。针对传统Elman神经网络(Elman Neural Network, ENN)模型的不足,提出了一种基于引力搜索算法(Gravitational Search Algorithm, GSA)的优化Elman神经网络模型并预测了不同影响因素下球阀的冲蚀深度,探讨了种群规模和隐含层节点个数对优化模型预测精度的影响。结果表明:传统模型预测所得的平均相对误差和均方误差分别为14.382%和0.042 5,优化模型预测所得的平均相对误差和均方误差分别为3.850%和0.003 9,因此,优化模型的预测精度大幅度高于传统模型;随着隐含层节点个数的增加,优化模型的预测精度先升高后降低;种群规模越大并不意味着优化模型的预测精度越高,合理的种群规模可使优化模型达到较好的预测精度;当种群规模和隐含层节点个数不同时,优化模型的预测精度始终高于传统模型,因此所提优化模型具有可靠性,可用于天然气管道球阀冲蚀深度的预测。

气动快关球阀的故障分析与处理

气动快关球阀是流体输送系统中安全可靠运行的关键装置,但是在气动阀门的使用过程中,在各种因素的影响下会发生故障,一旦气动阀门出现故障,将影响整个液体输送的稳定性及压力和流量调节的实时性等,相比传统手动阀门控制,气动快关球阀具有控制简单、可靠性高、响应迅速等优点。本文针对航天液体火箭发动机试验台液体长输管线上的实际案例,基于气动快关球阀的结构及特点分析,对实际应用中的球阀阀座PTFE阀座圈被异常切断,进入输送管道中的过滤器中的问题进行确定和分析,提出具体的解决措施,经过验证和改进后的气动快关球阀满足试验使用要求。

石油集输管道缩径式球阀内部流场研究

在石油管道运输系统中,阀门内部流场的稳定与否,将会影响整个管道运输系统的稳定性。针对缩径式球阀内部流场研究,探讨阀门开度和通道直径对其内部流场的影响。研究方法运用了NX12.0建立几何模型,采用了Fluent软件进行数值模拟,并对缩径式球阀内部的速度分布、压力分布以及流通能力进行分析。研究结果表明,随着开度增大,最大压力和最大流速增大、最小压力减小,并加剧了湍流现象。随着通道直径增大,阀门内部的高压区和中压区压力减小,低压区压力增大,最大流速减小,并减缓了湍流现象。最后,通过对流量系数和流阻系数的计算分析,验证了不同开度和通道直径对缩径式球阀流通能力的影响。结果显示,阀门的流通能力随着开度增大而减弱,随着通道直径增加而增强。以上研究结果对缩径式球阀的设计和优化提供了重要参考,为提高石油管道运输系统的稳定性和效率提供理论支持。

泛塞圈在深冷球阀中的应用

介绍了泛塞圈的发展历史、主要的应用领域、泛塞圈中金属弹簧和塑料夹套的材料选择以及泛塞圈的结构组成和工作原理、泛塞圈零件结构优化等内容。针对应用在深冷球阀中不同部位处的泛塞圈提出了最优结构型式建议。介绍了泛塞圈在深冷球阀单活塞、双活塞的密封要求下的选用方法,并详细说明了泛塞圈在活塞壳体内、孔洞壳体内以及敞口式沟槽中的安装方式。同时对泛塞圈在不同部位的安装过程中可能出现的问题以及使用过程中的问题进行了总结归纳,提出了新型的泛塞圈安装方案以及性能测试方案,通过与传统方案进行对比,为后续深冷工况用泛塞圈的选用、安装、测试提供参考。

水下油管挂送入管柱系统液控球阀技术研究

水下油管挂送入管柱系统为完井作业期间的主要井控安全屏障,在出现井下安全风险时可通过控制液控球阀实现水下管柱的应急关断,也可实现剪断连续油管、电缆和钢丝等柔性措施管串后实现紧急关断,提高井控反应的时间。球阀本体总成的设计与加工制造工艺是实现液控球阀剪断柔性措施管串后密封的关键技术。针对球阀本体总成的设计结构、选材和表面措施处理的工艺,阐述液控球阀实现剪切后密封关键技术,提供了一种可行的球阀总成结构及其制造工艺方案。研究成果对水下油管挂送入管柱技术国产化研究和现场应用具有指导意义。

球阀的特点及发展趋势

球阀是现代工业,尤其是化工行业必不可少的重要流体调节装置,球阀使用数量极多且用途极广,在不同的应用领域,球阀有着不同的结构特点。本文通过查阅国内外球阀相关的各类文献,对球阀的出现、发展及最新技术发展趋势进行了总结。通过对最新技术发展趋势进行分析表明,球阀主要的发展方向有两个,一个是向高精度高灵敏度发展的调节控制阀;另一个是向高压力大口径发展的切断阀。同时由于球阀广泛的应用,对紧急操控和环保节能等发展方向做了大胆展望。

耐磨球阀密封副寿命可靠性分析

密封副是影响耐磨球阀稳定运行关键组件之一,在温度和压力耦合载荷作用下产生的应力易造成密封失效或启闭扭矩过大等问题。当密封副材料在低于其屈服强度的循环应力下长期工作时,容易发生疲劳断裂现象,影响阀门正常使用。长期运行时,交变载荷产生的疲劳断裂,易降低密封副寿命,阀门使用周期变短。以四川苏克流体控制设备股份有限公司生产的耐磨球阀为载体,借助软件SolidWorks计算得到密封副的最小应力值为6.678 MPa,满足密封要求;以计算应力值为交变载荷,选取适合的疲劳曲线,得到密封副最小生命周期为134069次循环,满足阀门服役寿命1×105次循环要求。

一种多晶硅球阀技术改进方案

多晶硅专用球阀是多晶硅生产系统中的核心装备,具有截断到导通作用。由于其所处工况极其恶劣,使用寿命一般在三个月到半年,阀门密封失效极快。收集大量素材和用户反馈,通过不断优化密封面成型工艺、开发气固相分离技术、改善垫片密封形式、简化阀杆受力结构、转移漏点等五大措施,系统性地解决了阀门内漏和外漏的问题。开发的多晶硅硬密封球阀完全实现了国产化,产品价格约为进口产品的76%,供货周期从进口的半年下降至2~3个月,产品使用寿命从6个月提高到两年以上,实现了以国代进,性能领先进口同类产品。

微型井眼减摩型扭转加压工具的设计研究

为了减少微型井口开采中钻头工具失效的事故,设计研发一款新型的水力加压器,改良现有加压器的结构。新型水力加压器主要由上接头、球阀、液缸、一级活塞、二级活塞、活塞缸和下接头等构成,该液力加压器通过加入浮动式活塞缸的方式,不仅起到改善密封效果的作用,同时能增加水力加压器的工作行程,提高钻井效率。该密封结构能一定程度上延长液力加压器使用期限。新型水力加压器能解决目前存在的施力困难、摩擦力较大、钻井振动强烈、钻井困难等问题。

V型球阀的米浆流量实验研究

建立一种符合实际生产的米浆流量模型对提高米粉生产标准化至关重要。对比以往的一次函数、二次函数和指数函数孔口流量模型,提出一种幂函数孔口流量模型,利用软件Origin的LMA算法的非线性最小二乘法拟合4种函数流量模型。结果表明:4种模型均通过了卡方检验及F检验,幂函数的调整R平方最高且残差平方和最小,说明幂函数流量模型拟合效果最好。为孔口流量模型提供了一种新的幂函数参考。

一种304不锈钢圆球阀的熔模铸造工艺优化

在304不锈钢圆球阀传统的熔模铸造生产过程中,采用经验确定的工艺参数往往无法完全消除缺陷,在阀体与法兰转角处存在一些缩孔,严重影响产品质量。利用ProCAST软件对不锈钢圆球阀铸件的成形进行了仿真和缺陷分析,发现传统工艺方法在阀体与法兰转角处存在较多大而集中的缩松。重新设计浇注系统结构、调整工艺参数,设计了正交试验方案。结果显示,在浇注温度1550℃、浇注速度1.0 kg/s、型壳预热温度1150℃工艺参数下,阀体与法兰转角处的缩孔消失。

硬密封双偏心球阀反向承压密封问题有限元研究

应用ANSYS软件对通径DN300、工作压力3.5 MPa、工作温度500℃的硬密封双偏心球阀反向承压密封面接触问题进行了非线性有限元分析,得到阀门关闭时在反向承压状态下有无预压紧条件下,硬密封双偏心球阀的应力应变图。通过有限元计算结果分析得到了硬密封双偏心球阀应用可移动阀座,并且通过对其预加合适的压紧力,能够更好地实现反向承压密封。同时分析结果还表明,双偏心球阀的阀板容易发生变形,变形会影响阀板和阀座的密封配合,双偏心球阀的阀板必须保证一定的刚性。理论和实践研究结果表明,阀座选用浮动形式的结构,通过预压紧提供初始密封压紧力后,通过阀内液体作用于阀座,阀座压紧阀板为密封提供压紧力实现密封的技术更适合双偏心球阀。研究对“双向零泄漏”硬密封双偏心球阀的结构设计有指导意义。

不同造孔剂树脂金刚石砂轮对硬质合金球阀的精密研磨

为改善硬质合金球阀的加工效果,在树脂金刚石砂轮中引入造孔剂,对其力学性能、微观形貌及磨削性能进行分析,研究空心玻璃球和塑料球造孔剂对树脂金刚石砂轮性能的影响。结果表明:随着造孔剂体积分数增加,树脂砂轮的抗折强度逐渐下降,且2种造孔剂对抗折强度的影响基本一致;砂轮的硬度随造孔剂体积分数的增加亦逐渐下降,但空心玻璃球造孔剂对砂轮硬度的影响显著大于塑料球的;加入造孔剂明显提升了砂轮的锋利性,空心玻璃球体造孔剂体积分数为15%和塑料球造孔剂体积分数为20%的砂轮综合性能最好,且后者的综合性能优于前者的。

大型进水球阀单钩翻身技术及其应用

抽水蓄能电站进水阀通常采用球阀型式来有效阻断上游水流,由于进水球阀尺寸大,从工厂到电站的运输途中受道路尺寸限制,一些电站的球阀在运输时需采用卧式姿态,这就需要其在电站翻转90°从卧姿调整为立姿。通过对目前的球阀翻身技术进行调研,发现一旦球阀重量突破桥机副钩承重,考虑单钩摆动冲击,只能租用汽车吊或其他辅助装置来配合厂房桥机主钩进行球阀翻身。因此,以句容抽水蓄能电站进水球阀为例,提出大型进水球阀单桥机单钩翻身技术,进行了钢丝绳长度调整计算和球阀应力变形分析,确保球阀能够平稳翻转并且过程中不发生应力变形,摆脱了球阀翻身对于汽车吊的依赖,对类似电站具有借鉴意义。

固定式硬密封球阀的密封特性有限元分析

以NPS2 CLASS1500固定式硬密封球阀为例,简述了球面的密封机理和密封比压的理论计算,并借助ANSYS Workbench有限元分析技术对密封面的压力分布规律进行了模拟分析,得到了密封比压理论计算值与仿真结果的差异。通过改变压力角和密封面宽度分别探讨了其对密封面压力分布的影响,结果表明,合适的压力角在41°附近,合理的密封面宽度在7 mm附近。

海管水下带压开孔隔离阀的应用分析

以带压开孔作业中的隔离阀为研究对象,首先对带压开孔的技术特点进行了介绍,然后对夹板阀和球阀的组成、工作和密封原理进行概述,结合夹板阀、球阀和带压开孔作业的特点,对不同的隔离阀在水下带压开孔应用的场景进行了分析。得到结论如下:夹板阀可作为隔离阀在海管水下垂直带压开孔修复中,球阀可作为永久隔离阀用在海管水下水平带压开孔回接中,DIB-2类型球阀在水下安装时需关注其安装方向要求。