进口导阀型隔膜式减压阀

 进口导阀型隔膜式减压阀为碳钢材质阀体。适用于蒸汽和压缩空气系统。压力调节比可达10:1，控制准确。当压力调节范围超过10:1时，应采用两个减压阀串联使用。无论上游或者下游负荷的波动，均能实现精确稳定的压力控制。Y25PG为软密封型号，用于压缩空气系统，或其他工业其他（不适用氧气）。

  Y25P减压阀可在同一主阀体上组合多个导阀，用于实现两级压力控制，温度压力控制，远程调控等多种功能。

使用优点：

无需外部动力，减少安装费用。

精确控制制程压力，改善制程效率，提高总的设备投资。

本质安全，可用于危险区域。

阀体材质：铸钢

限制条件：

阀体设计条件： PN40

zui大工作压力:(饱和蒸汽)：Y25P 20.6bar

zui大工作温度： Y25P 285℃

                        Y25PG 120℃

注：铸钢阀体采用不锈钢导管和膜片时，zui高温度316℃

口径和连接：

螺纹连接：1/2~2 BSP NPT

法兰连接： DN15-50 DN65-200

BS16/25/40 ANSI 150/300

压力控制范围：

黄色弹簧 0.2~3.0 bar g

蓝色弹簧 2.5~7.0 bar g

红色弹簧 6.0~12.0bar g

煤气管道系统减压阀组补强分析

减压阀组是通过一系列控制调节阀和相应的连接管道使管道系统介质出口压力低于进口压力，并保持出口压力恒定的成套设备，其广泛应用于化工、冶金、石化、石油、电力等相关领域[1～6]，特别是大型石化、冶金联合企业的煤气管道系统，起着降低压力、稳定管网和安全保护的重要作用，一旦发生事故，造成的社会和经济影响十分巨大。因此，煤气管道系统减压阀组的安全运行十分重要。

    影响减压阀组安全运行的关键部件为连接进出口前后的连接管道，在实际的生产条件中，受减压阀组的阀门选取、现场安装条件等条件影响，减压阀组的连接结构形式较多，不连续结构造成应力集中的现象较多，再加上板厚负偏差和腐蚀裕量，使得减压阀组连接管道的设计十分复杂。目前工程上对减压阀组的应力分析主要靠经验进行，补强方法通常采用整体补强。整体补强会导致设备材料的浪费，同时，在某些特殊的安装场合，会出现无法进行正常安装从而影响生产的情况。

    针对减压阀组的上述情况，本文以一大型冶金化工联合企业的煤气管道系统减压阀组为例，通过有限元分析软件Ansys11.0，详细的进行了其各个不连续连接结构处的应力分析，并提出了相应的补强措施，为石化、冶金等大型联合企业煤气管道系统中的减压阀组的应力分析及补强提供了理论依据，具有较为重要的意义。

    1 煤气管道系统减压阀组补强分析

    1.1 减压阀组模型单元

    图1所示为一大型冶金化工联合企业的煤气管道系统减压阀组，其由三个DN900调节阀、一个DN600调节阀和一系列相应的接管组成，具体设计条件见表1。

表1 煤气管道系统减压阀组设计条件

图1 煤气管道系统减压阀组示意图

    对上述煤气管道系统减压阀组进行简化建模，管道的支承以边界约束的形式给出，上述减压阀组的模型边界条件如图2。

图2 减压阀组边界约束

    模型分析采用三维壳体单元SHELL181进行模拟，节点总数79378个，单元总数79522个。

    1.2 减压阀组应力分析

    按表1所述的设计条件，对上述煤气管道减压阀组进行初步的应力分析计算，应力强度评判标准按《GB150-1998钢制压力容器》[7]，材料在设计温度（300℃）下的许用应力[S]为86MPa，杨氏模量196GPa。

    计算结果表明：左锥体段（减压阀组前）的斜接管大开孔处应力很高，左锥体段需取厚度19mm、DN900接管（左）需取厚度10mm左右才能满足规范要求；再考虑设计要求的-12.5％的板厚负偏差和2mm的腐蚀裕量，则上述部位的厚度需要取到24mm、14mm左右才能满足规范。上述厚度远远超出了初始设计的板厚，如采用整体补强的方法进行补强，用材上较为浪费，且会造成下方的阀门支撑平台载荷增加。因此，必须采用其它的补强方法对上述减压阀组进行补强。

    从计算结果和常识可知，zui大应力发生在左锥体段（减压阀组前）的斜接管大开孔处，从前期研究[8]可知：对于斜接管补强常用的等面积补强和控制变形补强法来说，控制变形补强法的效果要明显优于等面积补强；另外，控制变形法中，外部加强（如外部增焊角钢、加强圈、钢板等）和内部增设隔板的补强方式*。由于本次分析对象的介质是煤气，为避免影响管道内部的煤气介质流动特性，不宜在管道内增设隔板；同时，由于施工原因，不宜在薄弱部位外部增焊角钢。考虑到上述原因，对于本次分析的减压阀组的补强宜采用斜接管大开孔处增设适当宽度、厚度的加强圈的方法进行。

    1.3 减压阀组补强分析与计算

    从2.2可知，zui大应力发生在左锥体段（减压阀组前）的斜接管大开孔处，采用对该处斜接管增设加强圈的方法进行补强。经计算优化，在模型中左端大开孔处分别取200mm宽加强圈（锥体段和DN900接管在开孔处均取200mm宽加强圈），见图3所示。

 图3 斜接管大开孔加强圈示意图

    在保证加强圈处厚度的前提下，左锥体段（减压阀组前）主体的厚度为14mm，减压阀组前其余部分以及整个减压阀组后的板厚为10mm，具体见表2。

表2 减压阀组各构件板厚

    需要注意的是对左斜接管斜段（DN900）加强圈部位，由于接管本身为10mm，而根据计算得到的加强圈板厚只需4mm，因此可以直接就把该部位的接管做成14mm。

    按上述补强方式进行补强，并进行补强后的应力分析计算，计算和强度评定结果如图4（a～c）和表3所示。

（a）为一次局部薄膜应力强度（b）为一次＋二次应力强度（c）为一次总体薄膜应力强

图4 减压阀组补强计算结果示意图度

    从图4和表3可知，采用加强圈补强的方式，对减压阀组高压力入口端（左端）的斜接管大开孔处进行局部补强后，其一次局部薄膜应力强度、一次＋二次应力强度和一次总体薄膜应力强度均满足《GB150-1998钢制压力容器》的许用应力要求。因此，上述补强方式是可行的，且局部补强节省了大量的材料，对减压阀组的造价、载荷、安装均十分有益。

表3 减压阀组补强后强度评定表

    2 结语

    本文以一大型冶金化工联合企业的煤气管道系统减压阀组为例，对煤气管道系统减压阀组的补强进行了详细的分析，得到如下结论：煤气管道系统减压阀组的薄弱部位在高压端的斜接管大开孔处；对煤气管道系统减压阀组的补强可采用控制变形的局部补强方式代替整体补强；对煤气管道系统减压阀组，采用加强圈对高压端斜接管大开孔处的薄弱地位进行补强，而其它地方按常规进行设计，即可满足规范要求，此种方法较为优化。

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