2. 서지방지 밸브의 구조해석
2.4 구조해석 결과
본 연구에 사용된 A351 CF8M의 극한강도는 상온에서 485MPa이고 항복응력은
이며 에 규
206MPa , ASME BOILER & PRESSURE VESSEL CODE Part D(2004) 정된 밸브의 허용응력은 138.6MPa이다 안전계수는. 3.5를 적용하였으며 해석 결과 산출된 응력은 모두 허용치를 초과해서는 안 된다.
열전달 해석의 결과는 Fig. 14에 나타내었으며, 전체 모델에서의 응력 강도를 에 정리하였고 와 에서는 응력 분포를 살펴 볼 수 있다 작
Table 3 , Fig. 15 Fig. 16 .
동 유체가 상온에서 작동되고 주변 온도와의 차이가 작기 때문에 외부 대류열전달, 에 의한 응력의 발생은 적었으며 전체적인 응력의 분포는 바디의 벽 부분이나 바, 디와 기타 부품과의 결합부 등에서 응력이 크게 나타남을 알 수 있다.
또한 시트의 크기가 크면 클수록 받는 압력의 면적이 커지면서 응력이 증가하는, 경향을 보였다 각각의 부품에서의 응력은 바디부의 응력이 주로 집중되는 경향을. 볼 수 있고 스템과 본넷에서는 약한 응력분포를 가졌으며 밸브를 구성하는 주요, , 요소들의 해석 결과를 Table 4에 정리하였다.
단면 Path에 따라 멤브레인 응력을 산출하여 그 값의 기준으로 판단한다. Path의 위치는 Fig. 23에 나타냈으며 path 값의 List는 APPENDIX A에 정리하였다.
Table 3 Maximum stress intensity results for full model [MPa]
Case 300lb 600lb 900lb Allowable Remark
Seat
size 100A 150A 50A 100A 50A 100A
138.6
-
Open 53.83 33.18 46.94 46.95 77.31 80.53 Fig. 15
Close 33.10 37.57 46.35 55.0 77.19 80.90 Fig. 16
Table 4 Maximum stress intensity results for component [MPa]
Case 300lb 600lb 900lb Allowable Remark
Seat Size 100A 150A 50A 100A 50A 100A
138.6
-
Body
Open 32.29 33.18 46.94 46.95 77.31 80.53 Fig. 17 Close 33.10 37.57 46.35 55.00 77.19 80.90 Fig. 18
Stem
Open 53.83 8.25 17.69 9.94 7.99 6.27 Fig. 19
Close 9.83 4.15 8.31 8.82 4.53 8.95 Fig. 20
Bonnet
Open 25.10 27.52 17.42 17.07 19.00 19.79 Fig. 21 Close 24.85 23.61 20.28 14.24 21.53 20.91 Fig. 22
Table 5 Maximum membrane stress intensity results for hydro static test [MPa]
Case 300lb 600lb 900lb Allowable Remark
Seat size 100A 150A 50A 100A 50A 100A
185.51)
Fig. 23
Body
Open 55.68 78.25 83.69 84.34 107.88 117.08 Appendix A 60.90 58.82 85.22 88.91 83.22 81.32 Appendix Close A
주) 1. 1.5Sa = 207.9MPa 이고 0.9Sy= 185.4MPa이다 항복응력의. 0.9배가 허용 값보다 작으므로 185.5MPa을 넘어서는 안된다.
a) seat size 100A of 300lb valve - close b) seat size 100A of 300lb valve - open
c) seat size 150A of 300lb valve - close d) seat size 150A of 300lb valve - open
(a) temperature distribution of 300lb valves
a) seat size 50A of 600lb valve - close b) seat size 50A of 600lb valve - open
c) seat size 100A of 600lb valve - close d) seat size 100A of 600lb valve - open
(b) temperature distribution of 600lb valves
a) seat size 50A of 900lb valve - close b) seat size 50A of 900lb valve - open
c) seat size 100A of 900lb valve - close d) seat size 100A of 900lb valve - open (c) temperature distribution of 900lb valves
Fig. 14 Temperature distribution for all valves
(a) seat size 100A of 300lb valve - open
(b) seat size 150A of 300lb valve - open
(c) seat size 50A of 600lb valve - open
(d) seat size 100A of 600lb valve - open
(e) seat size 50A of 900lb valve - open
(f) seat size 100A of 900lb valve - open
Fig. 15 Maximum stress intensity distribution for open section
(a) seat size 100A of 300lb valve - close
(b) seat size 150A of 300lb valve - close
(c) seat size 50A of 600lb valve - close
(d) seat size 100A of 600lb valve - close
(e) seat size 50A of 900lb valve - close
(f) seat size 100A of 900lb valve - close
Fig. 16 Maximum stress intensity distribution for close section
(a) seat size 100A of 300lb valve - open
(b) seat size 150A of 300lb valve - open
(c) seat size 50A of 600lb valve - open
(d) seat size 100A of 600lb valve - open
(e) 900lb seat size 50A open
(f) 900lb seat size 100A open
Fig. 17 Stress intensity distribution for body part (open section)
(a) seat size 100A of 300lb valve - close
(b) seat size 150A of 300lb valve - close
(c) seat size 50A of 600lb valve - close
(d) seat size 100A of 600lb valve - close
(e) 900lb seat size 50A close
(f) 900lb seat size 100A close
Fig. 18 Stress intensity distribution for body part (close section)
(a) seat size 100A of 300lb valve - open
(b) seat size 150A of 300lb valve - open
(c) seat size 50A of 600lb valve - open
(d) seat size 100A of 600lb valve - open
(e) seat size 50A of 900lb valve - open
(f) seat size 100A of 900lb valve - open
Fig. 19 Stress intensity distribution for stem part (open section)
(a) seat size 100A of 300lb valve - close
(b) seat size 150A of 300lb valve - close
(c) seat size 50A of 600lb valve - close
(d) seat size 100A of 600lb valve - close
(e) seat size 50A of 900lb valve - close
(f) seat size 100A of 900lb valve - close
Fig. 20 Stress intensity distribution for stem part (close section)
(a) seat size 100A of 300lb valve - open
(b) seat size 150A of 300lb valve - open
(c) seat size 50A of 600lb valve - open
(d) seat size 100A of 600lb valve - open
(e) seat size 50A of 900lb valve - open
(f) seat size 100A of 900lb valve - open
Fig. 21 Stress intensity distribution for bonnet part (open section)
(a) seat size 100A of 300lb valve - close
(b) seat size 150A of 300lb valve - close
(c) seat size 50A of 600lb valve - close
(d) seat size 100A of 600lb valve - close
(e) seat size 50A of 900lb valve - close
(f) seat size 100A of 900lb valve - close
Fig. 22 Stress intensity distribution for bonnet part (close section)
(a) close section
(b) open section
Fig. 23 Path position of each section