2.4Resultados y análisis de la prueba de moho tradicional
Usando la prueba tradicional de la estructura del molde, se encontró que el molde y la junta de sellado de la válvula y la válvula criogénica en sí tenían fugas. Después de la prueba, se descubrió que los pernos largos originalmente apretados estaban sueltos después de revisar la válvula y el molde. Según el análisis de los resultados de la prueba, los pernos largos se aflojan debido a la expansión causada por el calor y la contracción causada por el frío del material. En condiciones de trabajo de temperatura ultrabaja de -196 ℃, la deformación lineal del material es muy grande. Los pernos largos utilizados para la abrazadera son secciones rectas y el cuerpo de la válvula es una sección curva. Debido a las diferentes longitudes de las secciones de la línea, la cantidad de deformación es inconsistente, lo que hace que los pernos apretados se aflojen. Además, el material de PTFE tiene características de flujo frío, es decir, el material de PTFE sufre deformación plástica (fluencia) bajo la acción de una carga de sujeción continua durante mucho tiempo, y la junta se deforma gravemente por compresión. Esta característica es especialmente obvia en condiciones de baja temperatura, lo que afecta el efecto de sellado de la junta. Después del análisis, se cree que la fuga de la prueba de válvula criogénica es causada por la deformación en condiciones de baja temperatura. Una de las razones de la deformación es la expansión causada por el calor y la contracción causada por el frío del propio cuerpo de la válvula, y la otra razón es la fuerza que actúa sobre el cuerpo de la válvula causada por la fuerza de sujeción de la brida ciega.
Para verificar las conclusiones de la prueba y resolverlas razonablemente, se utilizó la plataforma ANSYS WORKBENCH para realizar un análisis de simulación numérica en el modelo de válvula y matriz en condiciones de prueba. Tomando elcomo ejemplo, el análisis térmico de estado estacionario se combina con el análisis estático estructural; se considera la carga de baja temperatura; la fuerza de sujeción de la brida ciega se aplica a ambos extremos del cuerpo de la válvula y la presión media se carga al mismo tiempo. El proceso de análisis y los resultados de la prueba de verificación se muestran en la Figura 6 y la Figura 7.
Figura 6 Procesos de análisis de elementos finitos
Figura 7 División de cuadrícula y distribución de temperatura
El resultado de la deformación de la prueba de verificación del análisis de simulación de la válvula se muestra en la Figura 8. La deformación máxima en la superficie de sellado es de 0,75 mm y se produce una deformación por alabeo. La fuerza de apriete del perno del molde de prueba tradicional se aplica al cuerpo de la válvula de bola, lo que hace que la superficie de sellado del cuerpo de la válvula se deforme, lo que destruye la estructura de sellado de la válvula y afecta el rendimiento de autosellado de la válvula criogénica. Esto debe evitarse durante la prueba.
Figura 8 Resultados de deformación
2.5El nuevo molde de prueba tipo
Se presenta un nuevo tipo de molde de prueba de válvula criogénica para superar las deficiencias del molde de prueba tradicional. El extremo de soldadura a tope de la válvula criogénica generalmente está diseñado con una estructura de ranura de deformación, que puede aliviar el impacto en el cuerpo de la válvula durante la construcción de la soldadura a tope de la válvula. Se inserta un anillo de alambre de acero dividido en la ranura de deformación, y el diámetro del anillo de alambre de acero es equivalente al diámetro de la ranura de deformación. Utilizando la protuberancia del anillo de alambre en relación con la ranura de deformación, los extremos de entrada y salida de la válvula sujetan la combinación de un par de bridas de orificio pasante y bridas ciegas, respectivamente, y usan espárragos de extremos dobles más cortos y tuercas hexagonales para la fijación. Está sellado con una junta enrollada en espiral de metal. Las bridas ciegas de entrada y salida cuentan respectivamente con extremos de conexión para facilitar la conexión con la tubería del sistema de prueba. La estructura del nuevo molde de prueba de válvula se muestra en la Figura 9 a la Figura 11.
1. Juntas metálicas enrolladas en espiral 2. Anillos de alambre de acero partidos 3. Bridas de orificio pasante 4. La válvula que se está probando 5. Espárragos de doble extremo 6. Tuercas hexagonales 7. Bridas ciegas
Figura 9 La estructura del nuevo molde de prueba
Figura 10 El nuevo molde de prueba con una válvula de mariposa
Figura 11 El nuevo molde de prueba con una válvula de globo
El nuevo molde de prueba de válvula criogénica adopta una estructura cuyos dos extremos de soldadura a tope se combinan con la brida de orificio pasante de la abrazadera y la brida ciega respectivamente, de modo que el punto de tensión se puede concentrar en los dos extremos de soldadura a tope, lejos de la superficie de sellado de la válvula, que superar la deficiencia del molde de prueba tradicional que causa la deformación del cuerpo de la válvula y afecta el efecto de sellado. Además, los tornillos de fijación se acortan, lo que reduce la influencia de la deformación de los tornillos en el efecto de apriete previo. La junta de sellado se reemplaza con una junta enrollada en espiral de metal, que no solo puede cumplir con las condiciones de trabajo de temperatura ultrabaja, sino que también se puede usar repetidamente a bajo costo.
3.Conclusión
El nuevo tipo de molde de prueba de válvula criogénica tiene una estructura simple, producción conveniente, alta eficiencia y practicidad, y no solo es adecuado para la prueba de válvulas criogénicas, sino que también se puede usar para varias válvulas con extremos de soldadura a tope.
Usando la prueba tradicional de la estructura del molde, se encontró que el molde y la junta de sellado de la válvula y la válvula criogénica en sí tenían fugas. Después de la prueba, se descubrió que los pernos largos originalmente apretados estaban sueltos después de revisar la válvula y el molde. Según el análisis de los resultados de la prueba, los pernos largos se aflojan debido a la expansión causada por el calor y la contracción causada por el frío del material. En condiciones de trabajo de temperatura ultrabaja de -196 ℃, la deformación lineal del material es muy grande. Los pernos largos utilizados para la abrazadera son secciones rectas y el cuerpo de la válvula es una sección curva. Debido a las diferentes longitudes de las secciones de la línea, la cantidad de deformación es inconsistente, lo que hace que los pernos apretados se aflojen. Además, el material de PTFE tiene características de flujo frío, es decir, el material de PTFE sufre deformación plástica (fluencia) bajo la acción de una carga de sujeción continua durante mucho tiempo, y la junta se deforma gravemente por compresión. Esta característica es especialmente obvia en condiciones de baja temperatura, lo que afecta el efecto de sellado de la junta. Después del análisis, se cree que la fuga de la prueba de válvula criogénica es causada por la deformación en condiciones de baja temperatura. Una de las razones de la deformación es la expansión causada por el calor y la contracción causada por el frío del propio cuerpo de la válvula, y la otra razón es la fuerza que actúa sobre el cuerpo de la válvula causada por la fuerza de sujeción de la brida ciega.
Para verificar las conclusiones de la prueba y resolverlas razonablemente, se utilizó la plataforma ANSYS WORKBENCH para realizar un análisis de simulación numérica en el modelo de válvula y matriz en condiciones de prueba. Tomando elcomo ejemplo, el análisis térmico de estado estacionario se combina con el análisis estático estructural; se considera la carga de baja temperatura; la fuerza de sujeción de la brida ciega se aplica a ambos extremos del cuerpo de la válvula y la presión media se carga al mismo tiempo. El proceso de análisis y los resultados de la prueba de verificación se muestran en la Figura 6 y la Figura 7.
Figura 6 Procesos de análisis de elementos finitos
Figura 7 División de cuadrícula y distribución de temperatura
El resultado de la deformación de la prueba de verificación del análisis de simulación de la válvula se muestra en la Figura 8. La deformación máxima en la superficie de sellado es de 0,75 mm y se produce una deformación por alabeo. La fuerza de apriete del perno del molde de prueba tradicional se aplica al cuerpo de la válvula de bola, lo que hace que la superficie de sellado del cuerpo de la válvula se deforme, lo que destruye la estructura de sellado de la válvula y afecta el rendimiento de autosellado de la válvula criogénica. Esto debe evitarse durante la prueba.
Figura 8 Resultados de deformación
2.5El nuevo molde de prueba tipo
Se presenta un nuevo tipo de molde de prueba de válvula criogénica para superar las deficiencias del molde de prueba tradicional. El extremo de soldadura a tope de la válvula criogénica generalmente está diseñado con una estructura de ranura de deformación, que puede aliviar el impacto en el cuerpo de la válvula durante la construcción de la soldadura a tope de la válvula. Se inserta un anillo de alambre de acero dividido en la ranura de deformación, y el diámetro del anillo de alambre de acero es equivalente al diámetro de la ranura de deformación. Utilizando la protuberancia del anillo de alambre en relación con la ranura de deformación, los extremos de entrada y salida de la válvula sujetan la combinación de un par de bridas de orificio pasante y bridas ciegas, respectivamente, y usan espárragos de extremos dobles más cortos y tuercas hexagonales para la fijación. Está sellado con una junta enrollada en espiral de metal. Las bridas ciegas de entrada y salida cuentan respectivamente con extremos de conexión para facilitar la conexión con la tubería del sistema de prueba. La estructura del nuevo molde de prueba de válvula se muestra en la Figura 9 a la Figura 11.
1. Juntas metálicas enrolladas en espiral 2. Anillos de alambre de acero partidos 3. Bridas de orificio pasante 4. La válvula que se está probando 5. Espárragos de doble extremo 6. Tuercas hexagonales 7. Bridas ciegas
Figura 9 La estructura del nuevo molde de prueba
Figura 10 El nuevo molde de prueba con una válvula de mariposa
Figura 11 El nuevo molde de prueba con una válvula de globo
El nuevo molde de prueba de válvula criogénica adopta una estructura cuyos dos extremos de soldadura a tope se combinan con la brida de orificio pasante de la abrazadera y la brida ciega respectivamente, de modo que el punto de tensión se puede concentrar en los dos extremos de soldadura a tope, lejos de la superficie de sellado de la válvula, que superar la deficiencia del molde de prueba tradicional que causa la deformación del cuerpo de la válvula y afecta el efecto de sellado. Además, los tornillos de fijación se acortan, lo que reduce la influencia de la deformación de los tornillos en el efecto de apriete previo. La junta de sellado se reemplaza con una junta enrollada en espiral de metal, que no solo puede cumplir con las condiciones de trabajo de temperatura ultrabaja, sino que también se puede usar repetidamente a bajo costo.
3.Conclusión
El nuevo tipo de molde de prueba de válvula criogénica tiene una estructura simple, producción conveniente, alta eficiencia y practicidad, y no solo es adecuado para la prueba de válvulas criogénicas, sino que también se puede usar para varias válvulas con extremos de soldadura a tope.
previous: Análisis y mejora de la estructura del molde de prueba de válvula criogénica (primera parte)
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