SV126安全阀弹簧断裂失效分析

安全阀是锅炉的三大安全附件之一,由于操作、维护不当,时常造成失灵甚至失效,直接危及锅炉安全运行,增加检修时间、费用。影响锅炉安全阀弹簧失效的因素有松弛失效,温差失效和弹簧本身材质等,其主要因素是安全阀弹簧产生腐蚀、受非中心载荷和冲击载荷的作用。

安全阀是液化气槽罐车上最重要的安全附件,安全阀的正常工作直接关系到槽罐车的安全运行。由于移动式压力容器的充装介质大多为易燃易爆或腐蚀性气体,并且容器在平时使用时经常处于高速运行状态,因此对安全阀的的使用寿命有很大的影响,其中安全阀弹簧断裂是影响安全阀使用的最主要的因素。2014年1月3号,在对一辆液化气槽罐车的年度检验过程中,发现其安全阀弹簧断裂。弹簧是安全阀最主要的配件,安全阀泄放主要是通过弹簧完成的。因此,弹簧的正常运行对安全阀乃至整个槽罐车的安全运行起着至关重要的作用。安全阀断裂的影

液化石油气活动槽车安全阀是内置全启式结构。工作介质是液化石油气、丙烷等,设计压力1.8mpa。安全阀中的弹簧卷制后直径为φ52毫米,高度154毫米,弹簧材料规格φ11毫米。制造时选材用3cr13槽车在年度检验时发现个别槽车的安全阀断裂,其中部分槽车的安全阀处已发现泄漏,幸好及时停用检验未造成重大事故。为找出其失效原因,我们对断裂的弹簧进行了检测,其结果如下:

分析了安全阀在液化气体罐车等移动式压力容器上的工况条件与设备要求。论述了内置全启式弹簧安全阀的弹簧防失效装置的结构特点和使用效果。

一支圆柱形螺旋压缩弹簧在使用时发生断裂。应用理化检验手段对此进行取样分析,结果表明,弹簧丝纵向表面裂纹缺陷和内部较为严重的中心碳偏析缺陷是造成压缩弹簧在使用时发生早期断裂失效的主要原因。

通过对弹簧应力计算公式的分析,结合国外安全阀弹簧供应商的设计经验和国外弹簧产品的实际应用情况,以及试制弹簧的疲劳试验情况,探讨了安全阀弹簧应力校核的合理方法。

针对集装罐用安全阀使用特点,采用实验设计(doe:designofexperiments)的方法,对安全阀弹簧工作状况进行快速建模,并引用多任务优化方式(multi-objectiveoptimization)优化弹簧设计,使其缠绕圈内侧最大剪切应力及其重量都最小化。研究过程中,一个具有3个可变参数的参数化有限元弹簧模型被用于生成在预先设定好的弹簧形状范围内的任意弹簧形状。通过v-optimal方法生成拥有30个输入点的doe输入矩阵。通过分析计算获得两个三阶多项式回归模型,此模型能够充分反映剪切应力及弹簧重量的回归特性。此项研究表明,通过doe和多任务优化方式能够快速的对安全阀弹簧进行设计和优化。

从弹簧刚度、整定压力范围,讨论了针对安全阀同一口径,在整定压力和回座压力比较接近的情况下,弹簧的优化设计

论述了全启式弹簧安全阀的弹簧的设计,并运用ansys对弹簧进行了强度和寿命分析。

本文通过solidworks软件,将已经断裂失效的弹簧合理建模后,对其进行有限元的应力分析,准确地得出了最大应力值及最大应力分布位置,并就弹簧断裂的原因进行了分析说明。

本文通过对气门弹簧工作特点及其典型断裂失效模式的分析,在此基础上对过喷引起的气门弹簧断裂进行了失效分析,并提出了喷丸工艺改进意见。

本文针对镀锌弹簧垫圈氢脆断裂现象,分析了产生该状况的数种原因,并提出了预防措施。

某空调压缩机弹簧在系统耐久试验期间发生断裂,采用断口分析、金相检验、化学成分分析、硬度测试等方法对弹簧的断裂原因进行了分析,并对弹簧的疲劳强度进行了校核,对弹簧进行了喷丸工艺改善研究。结果表明:该弹簧实际工作时最大切应力高于材料的许用切应力,在循环载荷作用下安全系数不足,最终发生了疲劳断裂；喷丸工艺可以提高弹簧的可靠性,采用0.2mm钢球喷丸处理后的弹簧表面形貌最优且疲劳寿命最高。

某型液压泵上1cr18ni9不锈钢柱塞弹簧在工作4h后断裂成4段;采用宏观分析、断口微观形貌分析、金相检查、硬度和渗氮层厚度测量等手段对弹簧断裂性质和原因进行了分析。结果表明:弹簧断裂性质为疲劳断裂,断裂起源于弹簧内侧的一表面轴向裂纹;该轴向裂纹产生于不锈钢丝的拉拔过程中,在使用环境下发生应力腐蚀,促进了裂纹的扩展,最终使弹簧在油压循环应力作用下发生疲劳断裂。

采用体视检测、显微组织观察、硬度测试、成分分析等分析方法,对气门弹簧早期失效原因进行分析。结果表明,失效弹簧材料成分和组织基本符合55crsi钢的技术要求,预先存在的裂纹是导致该批试样提早失效的根本原因。

对某电厂汽轮机主汽门操纵座弹簧的断裂失效进行了分析。结果表明:弹簧材料化学成分及组织都符合国家标准;导致其早期疲劳断裂的主要原因是弹簧表面的腐蚀坑;腐蚀坑是在弹簧使用前的放置过程中形成的;改善弹簧放置环境和缩短放置时间可以避免腐蚀坑的产生。

图号 零件名称 材料牌号 计算内容 序号符号公式结果单位 1公称压力pn设计给定4mpa 3排放压力pp设计给定5mpa 4阀门类型设计给定微启式 5流道直径d0设计给定12mm 6 密封面 宽度bm 设计给定1mm (微启式)110.61 (带双调节圈全启式) (带反冲盘全启式) (微启式

本文以安全阀上常用的圆柱螺旋压缩弹簧为研究对象,在分析弹簧应力计算公式的基础上,对比了国内外安全阀弹簧的参数设计经验,进一步探讨了安全阀弹簧的应力校核.

图号 零件名称 材料牌号 计算内容 序号符号公式结果单位 1公称压力pn设计给定mpa 3排放压力pp设计给定mpa 4阀门类型设计给定 5流道直径d0设计给定mm 6 密封面 宽度bm 设计给定mm (微启式) (带双调节圈全启式) (带反冲盘全启式) (微启式)

弹簧安全阀

安全阀是锅炉、压力容器的重要安全附件之一。安全阀的作用是当锅炉,压力容器由于意外原因超压时能够及时开启,排放泄压,从而保证锅炉、压力容器安全、经济地运转。没有装安全阀或安全阀失灵的锅炉、压力容器发生事故的例子很多。下面根据一些事故和故障的实例,简单分析一下弹簧式安全阀(下称安全阀)的常见故障的产生原因以及相应的排除方法(包括预防措施)。

以先导阀弹簧的固有频率最大和质量最轻为目标,确定其设计的约束变量,建立先导阀弹簧的优化设计模型,并用matlab语言进行优化设计。优化结果表明,优化后的弹簧各设计变量明显优于原设计。