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装车臂鹤管拉断阀使用利弊原因分析?

2021/10/22 11:10:15 字体:  浏览 7

装车臂鹤管拉断阀使用利弊原因分析?

      装车臂鹤管拉断阀使用利弊原因分析?采用ANSYS有限元软件对装车臂鹤管拉断阀进行前处理,为方便修改参数,整体几何模型采用参数化设计,建模采用自上而下的方式,逐步建立外臂、内臂、旋转接头拉断阀变径处,*后进行几何切割以方便划分面网格。模型均采用solld1显式单元划分,整条装车臂大部分结构均采用扫略划分为六面体网格,拉断阀变径处及相连臂划分为四面体网格,在装车臂根部加固定约束,在装车臂法兰处加载垂直方向的位移以体现槽车运动同时在装车臂与旋转接头之间设定自动面面接触以实现旋转接头的旋转功能。
      装车臂在法兰处外力的作用下会逐渐由初始的蜷缩状态拉伸,当拉力达到失效条件时,拉断阀致断螺栓就发生断裂。装车臂在拉断阀处断裂为两部分。分析可知,在整个过程中,装车臂出现较大振幅的振动,且在旋转接头处振动更为明显
影响因素分析
装车臂鹤管拉断阀槽车意外滑车因素分析
      考虑槽车尾部泄漏液体流人导液沟,槽车区场地的地势设计为车头略高于车尾。所以槽车的意外滑动情形一般为向后溜车。LNG槽车空车一般重28t,装满液后为48t槽车的溜车势必会导致装车臂跟随运动。以液相口在左、气相口在右为例,在槽车轻微溜车时,装车臂会跟随转动,不会触发拉断阀断裂。但当溜车距离较大时,装车臂转动余量已耗尽,槽车尾部车体内侧车框会直接撞击装车臂,使拉断阀处产生剪力和弯矩。并且两条装车臂之间也会发生交叉接触。气相臂的转动余量*先耗尽,较早地与车体接触,气相臂拉断阀也会较早达到失效条件而断裂。液相臂拉断阀也会随后达到拉断力而断裂分析可知,现有充装操作规程中槽车停稳后需放置挡车块的措施是十分必要的。同时,挡车块的尺寸、强度、位置也要有所要求,一是要同时在两车轮后方配备两个挡车块;二是挡车块的放置位置既不能紧贴车轮,以防止车体进液变重后车轮将挡车块压紧不能取出,也不能距离车轮位置太远,以便溜车时能够在溜车初始及时挡住车轮,避免车辆速度动量过大;三是挡车块的材质强度及摩擦系数要符合规定,防止因槽车将挡车块压碎或者挡车块滑动而失效。
装车臂鹤管拉断阀安装位置分析
      移动式压力容器充装许可规则没有对拉断阀安装位置做具体规定一。由于外臂与内臂除了在旋转接头处连接外,还有弹簧平衡机构相连拉断阀若安装在内臂上,一是弹簧平衡机构也会被拉断,对装车臂造成更大的损伤;二是现有的拉断阀尺寸会对正常装车流速产生影响。故拉断阀无法安装在内臂上,只能安装在外臂或者与槽车直接相连的臂上。若安装在与槽车直接相连的臂上,一是该臂配重较高不便于充装人员连臂操作;二是拉断阀安装在装车臂末端与槽车直接连接处,没有旋转接头等回旋余地,一旦槽车发生移动,所产生的力会直接作用在拉断阀,容易造成常规操作将拉断阀拉断,拉断前基本没有“缓冲期" 目前装车臂鹤管拉断阀是安装在外臂手动隔离阀后的中间部分,一旦拉断阀断裂,槽车会带走法兰面处直到拉断阀部分结构。与橇体连接的装车臂在断裂之后会产生振动,并由于配重的减轻在弹簧平衡机构的作用下向上翘起,*后趋于稳定。
装车臂
鹤管拉断阀槽车与装车臂对接位置影响分析
      由于目前在用的LNG槽车规格不一,气液相法兰接口相对位置不一致。分别针对几种组合况进行了仿真分析槽车装车位在装车岛右侧时,若槽车的气相法兰口位于液相法兰口的右侧,则液相臂伸展幅度较小,气相臂伸展幅度较大。槽车的气相法兰口位于液相法兰口的左侧,则液相臂伸展幅度较大,气相臂伸展幅度较小。槽车装车位在装车岛左侧时,若槽车的气相法兰口位于液相法兰口的右侧,则液相臂伸展幅度较大,气相臂伸展幅度较小。若槽车的气相法兰口位于液相法兰口的左侧,则液相臂伸展幅度较小,气相臂伸展幅度较大。
槽车停靠位置与橇体距离大于装车臂的*一节外臂时,槽车向前开,则伸展幅度较大的装车臂较早被拉断。槽车停靠位置与橇体距离小于装车臂的*一节外臂时,由于伸展较小的臂没有转动空间,导致槽车前进到极限位置时,*一节臂则不能再运动,导致*二节臂直接受拉力而较早被拉断。
装车臂鹤管拉断阀拉断力数值影响分析
      目前带金属网套的不锈钢波纹管的LPG、CNG、LNG 软管的拉断力仅为400、600 N且现有规定数值较为保守而对于装车臂所用的拉断阀的拉断力则没有明确的要求。由于装车臂强度要远大于不锈钢波纹管强度,装车臂拉断阀的拉断力应远大于不锈钢波纹管拉断阀拉断力,但同时要考虑较大的力对装车臂的旋转接头结构可能造成损伤。目前在用的ABVC超低温拉断阀的拉断力为13\20kN拉断力过大,可能触发内部簧片脱钩,阀门关闭,但螺栓没有达到拉断的失效条件。从外观上若未能发现拉断阀已密封而进人介质,则很容易形成管线憋压,造成更大的安全隐患一若其中一根螺栓失效,而拉断阀未拉断,则拉断阀处极易发生轻微泄漏。
      拉断力过小,则容易造成常规操作导致拉断阀断裂的情况。拉断阀外部一段的重量也影响拉断阀的应力状态,拉断阀的三根致断螺栓并非受同样的拉力。目前的实践经验表明,拉断阀的设计既应考虑正向拉力,也应考虑弯矩、扭矩带来的切向力。拉断阀拉断后,应对旋转接头进行检查,避免因拉断时旋转接头发生松动等问题带来隐患。
装车臂
鹤管拉断阀伸展情况影响
      槽车的停靠位置直接影响两条装车臂的伸展状态,若装车臂与槽车连接后处于极限拉伸状态,
鹤管拉断阀就受拉力,此时若司机的动作幅度较大就有可能导致拉断阀断裂。即便勉强连接好装车臂,拉断阀也有受拉的预应力状态在开始装车后装车臂预冷收缩,极易造成拉断阀断裂不同的装车岛及槽车连接位置下,气相和液相装车臂断裂的先后顺序不一。同一型槽车在同一个装车岛,槽车的停靠位置也对两条装车臂的断裂时间有影响。拉断阀连接时应确保装车臂有较大的旋转冗余度,防止低温造成装车臂受拉断裂装车臂鹤管拉断阀应安装在外臂手动隔离阀后靠近法兰一侧,尽量减小拉断阀另一侧的配重。
      装车臂鹤管拉断阀的拉断力数值对装车臂能否保证实现设计功能至关重要,拉断阀致断螺栓的分布及拉断力的大小应进一步优化。除了拉断阀轴向拉力外,还应考虑承受切向力和扭力,以及致断螺栓承受多次外力作用而产生的疲劳破坏日常维护中要定期检查和测试拉断阀螺栓强度变形情况,避免拉断螺栓低温交变共同造成疲劳强度降低应尽快建立体现拉断阀具体技术要求的相关标准。

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