2.5 蝶板的初步設(shè)計(jì)

2.5.1 蝶板厚度的常規(guī)設(shè)計(jì)

蝶板中心處厚度按式（2-20）計(jì)算：

　　（2-20）

式中 D —蝶板流通直徑，mm；

H —考慮到水擊升壓的介質(zhì)最大靜壓水頭，m。

蝶板流通直徑按式（2-21）計(jì)算：

　　（2-21）

考慮到水擊升壓的介質(zhì)最大靜壓水頭（m）按式（2-22）計(jì)算：

　　（2-22）

式中 —設(shè)計(jì)壓力，MPa；

—由于蝶板的快速關(guān)閉，在管路中產(chǎn)生的水擊升壓值，MPa。

由于蝶板的快速關(guān)閉，在管路中產(chǎn)生的水擊升壓值（MPa）按式（2-23）計(jì)算：

　　（2-23）

式中 —體積流量，m3/h；

—閥座流通截面積，mm2；

—蝶板從全開(kāi)至全關(guān)的時(shí)間，s。

2.5.2 LNG蝶閥蝶板的選材

由于蝶板直接與液化天然氣接觸，承受著內(nèi)壓力和低溫，所以在選擇材料時(shí)應(yīng)考慮材料在低溫深冷條件下的強(qiáng)度和韌性，同時(shí)還要考慮材料與液化天然氣的相容性。奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9Ti有較好的低溫性能，且與天然氣能很好相容，因此閥體的材料選用奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9Ti。

2.5.3 蝶板的結(jié)構(gòu)

LNG超低溫蝶閥蝶板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-5所示。

2.5.4 蝶閥蝶板厚度設(shè)計(jì)條件

工作介質(zhì)：液化天然氣；

設(shè)計(jì)壓力：4.6MPa；

設(shè)計(jì)流量：3200m3/d；

設(shè)計(jì)溫度：-162℃；

流通管子截面積：5027mm2；

關(guān)閉時(shí)間：20s；

蝶板厚度：29.5mm。

2.5.5 密封蝶閥閥座密封設(shè)計(jì)計(jì)算

閥體的流量為3200m3/d，即qv=134m3/h，流通管子截面積取A=5027mm2，關(guān)閉時(shí)間取t=20s，代入式（2-23）中，由于蝶板的快速關(guān)閉，則管路中產(chǎn)生的水擊升壓值為：

設(shè)計(jì)壓力，管路中產(chǎn)生的水擊升壓值，代入式（2-22），考慮到水擊升壓的介質(zhì)最大靜壓水頭為：

將蝶閥流道直徑D=40mm，考慮到水擊升壓的介質(zhì)最大靜壓水頭H=513m代入式（2-20），則蝶板計(jì)算中心處厚度為：

蝶板計(jì)算中心處厚度b=16m，蝶板中心處厚度B=29.5m。因?yàn)?span id="tirpcir" class="italic">b ＜B，故合格。

2.5.6 蝶板強(qiáng)度校核（A—A斷面）

A—A斷面彎曲應(yīng)力按式（2-24）計(jì)算：

　　（2-24）

式中 —A—A斷面彎矩，kN·mm；

—A—A斷面抗彎斷面系數(shù)，mm3。

A—A斷面彎矩按式（2-25）計(jì)算：

　　（2-25）

式中 —介質(zhì)壓力，MPa；

—蝶板外徑，mm。

A—A斷面抗彎斷面系數(shù)按式（2-26）計(jì)算：

　　（2-26）

式中 —A—A斷面慣性矩，mm4；

—蝶板中心處最大厚度，mm。

A—A斷面慣性矩按式（2-27）計(jì)算：

　　（2-27）

式中 L —蝶板與閥桿配合孔長(zhǎng)度，mm；

d —蝶板與閥桿配合孔直徑，mm；

b —蝶板中心處最大厚度，mm。

2.5.7 蝶板強(qiáng)度校核設(shè)計(jì)條件

工作介質(zhì)：液化天然氣；

設(shè)計(jì)壓力：4.6MPa；

設(shè)計(jì)溫度：-162℃；

蝶板外徑：212mm；

蝶板中心處最大厚度：50mm；

蝶板與閥桿配合孔長(zhǎng)度：125mm；

蝶板與閥桿配合孔直徑：30mm。

2.5.8 蝶板強(qiáng)度校核計(jì)算

設(shè)計(jì)壓力，蝶板外徑代入式（2-25），則A—A斷面彎矩為：

蝶板中心處最大厚度b=50mm，蝶板與閥桿配合孔長(zhǎng)度L=125mm，蝶板與閥桿配合孔直徑d=30mm代入式（2-27），則A—A斷面慣性矩為：

將A—A斷面慣性矩，蝶板中心處最大厚度b=50mm代入式（2-26），則A—A斷面抗彎斷面系數(shù)為：

將A—A斷面彎矩，A—A斷面抗彎斷面系數(shù)代入式（2-24），則A—A斷面彎曲應(yīng)力為：

蝶板A—A斷面許用彎曲應(yīng)力，蝶板A—A斷面彎曲應(yīng)力。因?yàn)?img alt="" class="h-pic" src="https://epubservercos.yuewen.com/759A95/14262451404395606/epubprivate/OEBPS/Images/image158.jpeg?sign=1747051318-ov7j8uOT8YPxFBlTLluO4oUgfWRrOGcy-0-3a6e2854e56022b0e7cb7fb5cb752364">，故合格。