裝車臂鶴管拉斷閥使用利弊原因分析？

      裝車臂鶴管拉斷閥使用利弊原因分析？采用ANSYS有限元軟件對(duì)裝車臂鶴管拉斷閥進(jìn)行前處理，為方便修改參數(shù)，整體幾何模型采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，建模采用自上而下的方式，逐步建立外臂、內(nèi)臂、旋轉(zhuǎn)接頭、拉斷閥變徑處，*后進(jìn)行幾何切割以方便劃分面網(wǎng)格。模型均采用solld1顯式單元?jiǎng)澐郑�整條裝車臂大部分結(jié)構(gòu)均采用掃略劃分為六面體網(wǎng)格，拉斷閥變徑處及相連臂劃分為四面體網(wǎng)格，在裝車臂根部加固定約束，在裝車臂法蘭處加載垂直方向的位移以體現(xiàn)槽車運(yùn)動(dòng)同時(shí)在裝車臂與旋轉(zhuǎn)接頭之間設(shè)定自動(dòng)面面接觸以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)接頭的旋轉(zhuǎn)功能。
      裝車臂在法蘭處外力的作用下會(huì)逐漸由初始的蜷縮狀態(tài)拉伸，當(dāng)拉力達(dá)到失效條件時(shí)，拉斷閥致斷螺栓就發(fā)生斷裂。裝車臂在拉斷閥處斷裂為兩部分。分析可知，在整個(gè)過(guò)程中，裝車臂出現(xiàn)較大振幅的振動(dòng)，且在旋轉(zhuǎn)接頭處振動(dòng)更為明顯
影響因素分析
裝車臂鶴管拉斷閥槽車意外滑車因素分析
      考慮槽車尾部泄漏液體流人導(dǎo)液溝，槽車區(qū)場(chǎng)地的地勢(shì)設(shè)計(jì)為車頭略高于車尾。所以槽車的意外滑動(dòng)情形一般為向后溜車。LNG槽車空車一般重28t，裝滿液后為48t槽車的溜車勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致裝車臂跟隨運(yùn)動(dòng)。以液相口在左、氣相口在右為例，在槽車輕微溜車時(shí)，裝車臂會(huì)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)觸發(fā)拉斷閥斷裂。但當(dāng)溜車距離較大時(shí)，裝車臂轉(zhuǎn)動(dòng)余量已耗盡，槽車尾部車體內(nèi)側(cè)車框會(huì)直接撞擊裝車臂，使拉斷閥處產(chǎn)生剪力和彎矩。并且兩條裝車臂之間也會(huì)發(fā)生交叉接觸。氣相臂的轉(zhuǎn)動(dòng)余量*先耗盡，較早地與車體接觸，氣相臂拉斷閥也會(huì)較早達(dá)到失效條件而斷裂。液相臂拉斷閥也會(huì)隨后達(dá)到拉斷力而斷裂分析可知，現(xiàn)有充裝操作規(guī)程中槽車停穩(wěn)后需放置擋車塊的措施是十分必要的。同時(shí)，擋車塊的尺寸、強(qiáng)度、位置也要有所要求，一是要同時(shí)在兩車輪后方配備兩個(gè)擋車塊；二是擋車塊的放置位置既不能緊貼車輪，以防止車體進(jìn)液變重后車輪將擋車塊壓緊不能取出，也不能距離車輪位置太遠(yuǎn)，以便溜車時(shí)能夠在溜車初始及時(shí)擋住車輪，避免車輛速度動(dòng)量過(guò)大；三是擋車塊的材質(zhì)強(qiáng)度及摩擦系數(shù)要符合規(guī)定，防止因槽車將擋車塊壓碎或者擋車塊滑動(dòng)而失效。
裝車臂鶴管拉斷閥安裝位置分析
      移動(dòng)式壓力容器充裝許可規(guī)則沒(méi)有對(duì)拉斷閥安裝位置做具體規(guī)定一。由于外臂與內(nèi)臂除了在旋轉(zhuǎn)接頭處連接外，還有彈簧平衡機(jī)構(gòu)相連拉斷閥若安裝在內(nèi)臂上，一是彈簧平衡機(jī)構(gòu)也會(huì)被拉斷，對(duì)裝車臂造成更大的損傷；二是現(xiàn)有的拉斷閥尺寸會(huì)對(duì)正常裝車流速產(chǎn)生影響。故拉斷閥無(wú)法安裝在內(nèi)臂上，只能安裝在外臂或者與槽車直接相連的臂上。若安裝在與槽車直接相連的臂上，一是該臂配重較高不便于充裝人員連臂操作；二是拉斷閥安裝在裝車臂末端與槽車直接連接處，沒(méi)有旋轉(zhuǎn)接頭等回旋余地，一旦槽車發(fā)生移動(dòng)，所產(chǎn)生的力會(huì)直接作用在拉斷閥，容易造成常規(guī)操作將拉斷閥拉斷，拉斷前基本沒(méi)有“緩沖期" 目前裝車臂鶴管拉斷閥是安裝在外臂手動(dòng)隔離閥后的中間部分，一旦拉斷閥斷裂，槽車會(huì)帶走法蘭面處直到拉斷閥部分結(jié)構(gòu)。與橇體連接的裝車臂在斷裂之后會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，并由于配重的減輕在彈簧平衡機(jī)構(gòu)的作用下向上翹起，*后趨于穩(wěn)定。
裝車臂鶴管拉斷閥槽車與裝車臂對(duì)接位置影響分析
      由于目前在用的LNG槽車規(guī)格不一，氣液相法蘭接口相對(duì)位置不一致。分別針對(duì)幾種組合況進(jìn)行了仿真分析槽車裝車位在裝車島右側(cè)時(shí)，若槽車的氣相法蘭口位于液相法蘭口的右側(cè)，則液相臂伸展幅度較小，氣相臂伸展幅度較大。槽車的氣相法蘭口位于液相法蘭口的左側(cè)，則液相臂伸展幅度較大，氣相臂伸展幅度較小。槽車裝車位在裝車島左側(cè)時(shí)，若槽車的氣相法蘭口位于液相法蘭口的右側(cè)，則液相臂伸展幅度較大，氣相臂伸展幅度較小。若槽車的氣相法蘭口位于液相法蘭口的左側(cè)，則液相臂伸展幅度較小，氣相臂伸展幅度較大。
槽車停靠位置與橇體距離大于裝車臂的*一節(jié)外臂時(shí)，槽車向前開(kāi)，則伸展幅度較大的裝車臂較早被拉斷。槽車�？课恢门c橇體距離小于裝車臂的*一節(jié)外臂時(shí)，由于伸展較小的臂沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)空間，導(dǎo)致槽車前進(jìn)到極限位置時(shí)，*一節(jié)臂則不能再運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致*二節(jié)臂直接受拉力而較早被拉斷。
裝車臂鶴管拉斷閥拉斷力數(shù)值影響分析
      目前帶金屬網(wǎng)套的不銹鋼波紋管的LPG、CNG、LNG 軟管的拉斷力僅為400、600 N且現(xiàn)有規(guī)定數(shù)值較為保守而對(duì)于裝車臂所用的拉斷閥的拉斷力則沒(méi)有明確的要求。由于裝車臂強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于不銹鋼波紋管強(qiáng)度，裝車臂拉斷閥的拉斷力應(yīng)遠(yuǎn)大于不銹鋼波紋管拉斷閥拉斷力，但同時(shí)要考慮較大的力對(duì)裝車臂的旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)可能造成損傷。目前在用的ABVC超低溫拉斷閥的拉斷力為13\20kN拉斷力過(guò)大，可能觸發(fā)內(nèi)部簧片脫鉤，閥門關(guān)閉，但螺栓沒(méi)有達(dá)到拉斷的失效條件。從外觀上若未能發(fā)現(xiàn)拉斷閥已密封而進(jìn)人介質(zhì)，則很容易形成管線憋壓，造成更大的安全隱患一若其中一根螺栓失效，而拉斷閥未拉斷，則拉斷閥處極易發(fā)生輕微泄漏。
      拉斷力過(guò)小，則容易造成常規(guī)操作導(dǎo)致拉斷閥斷裂的情況。拉斷閥外部一段的重量也影響拉斷閥的應(yīng)力狀態(tài)，拉斷閥的三根致斷螺栓并非受同樣的拉力。目前的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，拉斷閥的設(shè)計(jì)既應(yīng)考慮正向拉力，也應(yīng)考慮彎矩、扭矩帶來(lái)的切向力。拉斷閥拉斷后，應(yīng)對(duì)旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)行檢查，避免因拉斷時(shí)旋轉(zhuǎn)接頭發(fā)生松動(dòng)等問(wèn)題帶來(lái)隱患。
裝車臂鶴管拉斷閥伸展情況影響
      槽車的停靠位置直接影響兩條裝車臂的伸展?fàn)顟B(tài)，若裝車臂與槽車連接后處于極限拉伸狀態(tài)，鶴管拉斷閥就受拉力，此時(shí)若司機(jī)的動(dòng)作幅度較大就有可能導(dǎo)致拉斷閥斷裂。即便勉強(qiáng)連接好裝車臂，拉斷閥也有受拉的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)在開(kāi)始裝車后裝車臂預(yù)冷收縮，極易造成拉斷閥斷裂不同的裝車島及槽車連接位置下，氣相和液相裝車臂斷裂的先后順序不一。同一型槽車在同一個(gè)裝車島，槽車的停靠位置也對(duì)兩條裝車臂的斷裂時(shí)間有影響。拉斷閥連接時(shí)應(yīng)確保裝車臂有較大的旋轉(zhuǎn)冗余度，防止低溫造成裝車臂受拉斷裂裝車臂鶴管拉斷閥應(yīng)安裝在外臂手動(dòng)隔離閥后靠近法蘭一側(cè)，盡量減小拉斷閥另一側(cè)的配重。
      裝車臂鶴管拉斷閥的拉斷力數(shù)值對(duì)裝車臂能否保證實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能至關(guān)重要，拉斷閥致斷螺栓的分布及拉斷力的大小應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化。除了拉斷閥軸向拉力外，還應(yīng)考慮承受切向力和扭力，以及致斷螺栓承受多次外力作用而產(chǎn)生的疲勞破壞日常維護(hù)中要定期檢查和測(cè)試?yán)瓟嚅y螺栓強(qiáng)度變形情況，避免拉斷螺栓低溫交變共同造成疲勞強(qiáng)度降低應(yīng)盡快建立體現(xiàn)拉斷閥具體技術(shù)要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。