关于EN 12516-2工业阀门 - 壳体设计强度 - 第 2 部分:钢制阀壳的计算方法

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常州新维新机电检测技术服务有限公司 [第1年] 级别:2  
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2025-10-22 09:13
编号
14302767
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金华企业认证
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详细介绍

这个标准是EN 12516系列中的gaoji部分,它提供了一种基于详细应力分析和材料许用应力的科学方法,用于确定钢制阀门壳体的壁厚和结构强度。与第1部分的“查表法”相比,它是一种更灵活、更jingque的设计验证工具。

核心概念:计算方法 vs. 制表法

EN 12516-1 (制表法):提供预先计算好的保守壁厚表格。方法简单、统一,但缺乏灵活性,可能导致设计过于保守,尤其对于非标准阀门。

EN 12516-2 (计算法):提供一套工程计算规则,允许设计者使用分析手段(如手算、有限元分析-FEA)来验证其特定阀门设计的强度。它关注的是壳体中的应力水平是否低于材料的许用应力。

标准定位与系列结构

gaoji设计验证标准:EN 12516-2 适用于当阀门设计无法或不宜直接采用第1部分的表格时。

与第1部分的关系:两者目标一致,但路径不同。第2部分是对第1部分的补充和深化,为更复杂、更优化的设计提供了合规路径。

公认的工程实践:使用此标准进行验证(尤其是结合有限元分析)被认为是行业内的zuijia工程实践。

适用范围

该标准适用于通过计算方法验证其壳体强度的钢制阀门,特别是:

非标准压力-温度等级的阀门。

结构特殊的阀门(如三体式球阀、特殊结构的蝶阀)。

需要轻量化设计以节省材料和成本的阀门。

应用工况超出第1部分覆盖范围的阀门。

核心要求(重点阐述)

该标准的核心是建立一套基于应力分类和许用应力的评估体系。

1. 设计载荷

标准要求考虑所有可能作用于阀门壳体的载荷,包括:

内压

端部载荷(由管道施加于连接端的力与力矩)

热载荷

阀门操作机构的载荷

重量载荷

2. 应力分类与评估(核心精髓)

这是计算方法最核心的部分。标准将壳体中的应力分为不同类型,并为每类应力规定了不同的许用极限。

一次总体薄膜应力 (Pm):

来源:由内压引起,均匀分布在壳体壁厚上,是维持结构平衡所必需的。

评估准则:必须 Pm ≤ S(S为材料在设计温度下的基本许用应力)。

一次局部薄膜应力 (PL):

来源:由内压引起,但集中在局部区域(如阀体与阀盖的连接处)。

评估准则:必须 PL ≤ 1.5S。

一次薄膜(总体或局部)加一次弯曲应力 (Pm / PL + Pb):

来源:薄膜应力与弯曲应力的组合。

评估准则:必须 Pm / PL + Pb ≤ 1.5S。

一次加二次应力 (Q):

来源:一次应力与自限性应力的组合(如热应力)。

评估准则:必须 Pm / PL + Pb + Q ≤ 3.0S。

3. 分析方法

标准认可并指导使用以下方法进行计算:

解析法:使用材料力学和板壳理论公式进行计算。

数值分析法:主要指有限元分析(FEA)。这是目前最主流、最强大的工具,可以jingque模拟复杂阀门的应力分布,并按照标准进行应力线性化分类和评定。

4. 材料性能

计算完全依赖于材料在设计温度下的许用应力 (S),该值源自quanwei的材料标准(如ASME BPVC Section II-D 或 EN标准)。

与 EN 12516-1 的主要区别特性EN 12516-2 (计算方法)EN 12516-1 (制表法)
设计理念基于分析验证的jingque设计基于经验的保守设计
灵活性高,适用于任何合理设计低,仅适用于标准规格
结果可能实现更优、更轻的设计设计统一、保守,可能偏重
技术要求高,需要应力分析和专业知识低,查表即可
主要工具有限元分析(FEA),计算公式标准数据表格
重要性总结

EN 12516-2:2014+A1:2021 是阀门设计从“经验”走向“科学”的标志。

实现安全与经济的平衡:在确保安全的前提下,允许进行优化设计,节约材料,降低成本,提升产品竞争力。

解决复杂设计问题:为非标、高压、大口径和特殊结构阀门的设计提供了唯一可靠的合规验证方法。

符合高端市场与法规要求:是阀门通过严格认证(如核级、水下阀门)、满足欧盟压力设备指令(PED)对复杂设备要求的必要手段。

推动技术创新:鼓励制造商采用先进的仿真技术,开发性能更优越的新产品。

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