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

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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