低温阀阀杆梯形螺纹公差的研究

　　根据材料在低温时的线膨胀系数,从理论上对低温阀阀杆梯形螺纹精度等级进行了分析研究,确认常用材料的暗杆阀门梯形螺纹在-196℃的最低温度工况,采用9级精度等级是合理的,没有必要过分地加大梯形螺纹副间隙。

1、概述

　　低温阀在液氮和液氧等液态介质的制造、储运和使用过程中得到了广泛的应用。根据不同的介质,低温阀使用温度等级分为≥ -46℃、≥ - 101℃、≥-196℃三个级别。JB/T9081-1999《空气分离设备用低温截止阀和节流阀技术条件》中规定,梯形螺纹的公差等级按GB/T 597614规定的9级。该条款是根据试验制订的,适用于各种低温范围和各种低温结构。但是根据经验,制造厂实际采用的梯形螺纹公差远比9级大得多。由此可见,有必要通过理论分析,确定低温阀相关标准中对阀杆螺纹副公差等级规定的合理性。

2、分析

　　为了适应低温阀的使用工况,梯形螺纹副的材料都是特殊选择的,螺母的材料与螺杆的材料不同,多数螺杆用304不锈钢,螺母用青铜或黄铜。由于材料不同,所以线膨胀系数也不一致。常温条件下加工的梯形螺纹副零件在低温条件下使用会产生径向和轴向收缩,使螺距产生误差,在螺杆螺纹的总长度内螺距产生较大的累积误差,使螺纹副间隙减小,可能使螺杆的运动发生困难。通常,普通机床丝杠的梯形螺纹副采用8e精度,因此低温阀在最低使用温度下的梯形螺纹副间隙只要不小于常温下8e精度的配合间隙(表1) ,就能确保阀门开关顺利。

表1　DN40的低温截止阀梯形螺纹副公差　　mm

7、结语

　　通过按照设计工况估算设计寿命期间缺陷的疲劳扩展状态, 确定了焊缝1和焊缝2缺陷扩展后,仍为埋藏缺陷。按照水平1和水平2的评定程序对焊缝1和焊缝2缺陷进行断裂评定, 结果表明, 在设计工况和设计寿命期间带缺陷止回阀焊缝是安全的。鉴于止回阀的安全性十分重要, 实际工况也存在不确定性, 建议在检修维护的适当时机, 对已存在的焊接缺陷进行无损检测, 检查缺陷实际状况。

参考文献

　　〔1〕　BS 7910 - 1999, 金属结构中缺陷验收评定方法导则〔S〕