截止阀设计制造用相关标准规定的比较与分析
发布时间：2019-05-10 发布作者：
摘要：对比了API623，BS1873，GB/T12235标准中截止阀的较小阀座孔及较小阀杆直径，分析了相关标准规定的阀杆材料选用及适用强度，给出了截止阀阀杆、驱动装置、阀座孔及阀杆尺寸的选用方法。
1概述
截止阀设计制造用相关标准有BS1873－1975(R2007)、GB/T12235－2007和API623－2013等。本文对相关标准中规定的阀座孔及阀杆直径等内容进行了比较与分析。
2尺寸分析
常用截止阀标准中关于较小阀座孔及阀杆尺寸的规定(表1)存在差异。（相关推荐：
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(1)阀座孔
在BS1873及GB/T12235中，所有规格压力的阀座孔等同于ASMEB16.34(简称B16.34，下同)中所对应的尺寸。API623中的阀座孔尺寸，除2500LB压力级的尺寸等同于B16.34中规定的尺寸，其余各压力级所有规格的阀座孔均小于B16.34规定的尺寸。
(2)阀杆直径
GB/T12235中的阀杆直径等同于BS1873中的阀杆直径。API623中的阀杆直径仅2in.－900LB一个规格的直径小于BS1873规定的阀杆直径，其余较小口径较低压力的阀杆直径等同于BS1873的阀杆直径，而较大口径较高压力的阀杆直径大于BS1873规定的阀杆直径。
3阀杆强度分析
截止阀的阀杆受力计算主要为阀杆总轴向力及阀杆扭矩计算。由于截止阀的结构形式有旋转杆及升降杆，密封面有平面及锥面，而介质流向有从阀瓣下方流入和从阀瓣上方流入，因此计算非常繁杂。为方便计算，以常用的介质从阀瓣下方流入，锥形密封面，阀座孔为标准规定的较小尺寸，阀杆直径小于45mm按旋转杆，阀杆直径大于等于45mm按升降杆为例进行计算。按确定的条件、数据和相关公式，求得API623及BS1873标准的阀杆轴向力、力矩及各应力数据(表1)。
(1)API623阀杆
API623阀杆的压应力范围为19～211MPa，合成应力范围为31～279MPa。当阀杆合成应力超过200MPa(表2)时，不能选用F304或F316等低强度材料。
(2)BS1873阀杆
BS1873阀杆的压应力范围为27～553MPa，合成应力范围为42～742MPa。当阀杆压应力超过200MPa(表3)时，部分规格的阀杆应力超过F304、F316、F6a甚至更高强度材料的屈服强度。为避免正向关闭引起的阀杆损坏，须选取加粗阀杆，采用高强度材质阀杆，减小阀座孔径或反向双阀瓣等措施提高阀杆的性能。
(3)常用阀杆材料
常用阀杆材料根据许用应力选取(表4)。
4结语
截止阀一般以介质从阀瓣下方流入作为正流向，正流向截止阀关闭状态可使阀体中腔及阀杆填料不承受介质应力，并可在线更换填料。API623的较小阀座及阀杆尺寸基本可满足正流向关闭要求，而BS1873的较小阀座孔及阀杆尺寸大多数不能满足正流向关闭要求。经比较和分析给出了参考计算数据，可用于截止阀的阀杆材质、驱动装置、阀座孔及阀杆尺寸的匹配选用。
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