高压大口径球阀整体焊接阀安全评定

高压大口径球阀整体焊接阀阀体窄间隙焊缝经过豪克能处理后，仍然存在一定量的剩余残余应力，这些应力对焊缝韧性影响较小，但是这些应力和内压共同作用下产生的应力叠加，将会导致焊缝处于复杂的三维应力状态。整体焊接阀体属于异形承压容器，工作状态下承受介质内压、主管道拉力（或压力）、自身重力、管道弯矩和温差应力等载荷。承压焊缝受力状态复杂，无法用解析方法分析焊缝应力状态，更不能用统一的标准评价各种应力的破坏程度。

1 高压大口径球阀评定理论

基于板壳理论，分析焊缝区域的应力组成，并根据产生的原因以及对失效的影响程度进行分类。沿焊缝截面计算合成应力，按静力等效的原理对合成应力进行当量分解，合成应力线性化处理后等效应力包括均匀分布的与合力等效的薄膜应力Pm和与弯矩等效的线性分布的弯曲应力PL

2评判标准

焊缝材料设计强度Smt=min（Rel/1.5，Rm/2.4），Rel、Rm为试块的实测平均值，按ASMEBPVC另一建造规则评定焊缝强度，其合格标准为总体薄膜应力Pm∶SI≤Smt，局部薄膜应力PL∶SII≤1.5Smt，局部薄膜加局部弯曲应力Pm+PL∶SIII≤3Smt。

3 高压大口径球阀应力评定

残余应力是由于焊缝热变形受到周围约束而产生的拉（压）应力，基于热弹塑理论，采用ANSYS软件分析焊缝的温度场，通过耦合方法，计算温差应力和载荷应力的叠加，沿焊缝壁厚方向建立应力分类线，进行应力线性化等效处理（表3）。按ASMEBPVC建造规则评定焊缝强度，其*合格。

5 高压大口径球阀试验

为了验证整体焊接阀体的可靠性和安全性，进行了强度试验、泄放试验、管路注脂试验、注脂密封试验、防静电试验、传动机构强度试验、扭矩试验、疲劳寿命试验、防火试验、材质化学成分检验、力学性能检验、硫化氢应力腐蚀开裂试验、氢质开裂试验、外观检测、标志检测和无损检测。

阀体必须有足够的强度和密封性能，确保在工作条件下不发生强度破坏和密封泄漏。强度和密封试验是各种试验中zui关键的试验，按API6D规定分别进行1.5PN（PN—公称压力）壳体强度试验、1.1PN阀座密封试验、1.1PN阀座高压气密封试验、0.6MPa低压气密封试验。为了确保试验的可靠性，模拟了阀门带压工作状态并进行实时影像监测。在试验期间未发生可见泄漏，焊缝强度满足试验要求，各项性能达到工业应用考核指标要求。

6结语

高压大口径球阀筒形整体式焊接阀体采用窄间隙焊缝焊接工艺和豪克能高频振动时效方式消除焊接残余应力的方法，使阀体焊缝具有足够的韧性和安全性，可以免除焊后热处理工艺。NPS48－Class900全焊接球阀已经成功应用在管道输送系统中，从工程实践上进一步证实了免焊后热处理技术的可行性.