楔形双闸板闸阀阀座的失效与改进

摘要

DN350型楔形闸阀阀座在进口通入温度为545°C、压力为10.3 MPa的水时发生屈服失效.为解决此问题,建立有限元模型,运用单向流固耦合方法得到阀座的等效应力与总变形云图.结果表明:内腔流场压力增大使得出口阀座的卸荷槽处应力增大,导致屈服失效,出口阀座顶部向内凹陷;增加卸荷槽数量能够优化应力在阀座上的分布,增大阀座外径能够增加阀座的刚度并减小变形量;当卸荷槽数量为2时,出口阀座应力降低了 57.97％,总变形降低了 48.58％;增加阀座厚度能降低阀座应力,当阀座厚度增加量为15 mm时满足强度要求.优化后的阀座满足实际工况强度要求,该方法为类似结构的改进提供了参考.