何家胜，刘 杰，陈 才

(武汉工程大学 机电工程学院， 湖北 武汉 430074)

0 引 言

闸阀是工业生产中一类非常重要的设备，主要用于控制管路等通道中介质的流量，广泛应用于石油化工、能源电力、原子能等领域.由于很多的管线需要埋在地下，因此很多闸阀也埋在地下，而由于土壤中的介质复杂，可能会有一些腐蚀性介质对阀体或相关构件产生腐蚀，进而容易使阀门发生失效，如由于腐蚀使结构发生一定损伤后的结构在应力较大时易发生应力腐蚀失效[1-4].

某公司的埋地管道闸阀(如图1所示)在检修中发现闸阀矩形法兰上的部分紧固螺钉发生断裂，该管道中介质为可燃性气体，断裂的螺钉很容易导致气体外泄，进而引发火灾等严重安全事故.对断裂螺钉进行相关检查，发现螺钉的断裂系应力腐蚀导致.由于整个管系很长，闸阀较多，不能短期内逐一进行停气检查，同时由于上下阀体联接部位的螺钉断在螺孔(盲孔)内后很难取出，不易短时间内直接取出换掉，因此决定对闸阀采取安装卡子的方式进行加固，以保证闸阀安全运行.针对以上的情况，对卡子进行了如下的研究.

图1 闸阀及加固方案中卡子示意图

1 几何模型

卡子的初步结构尺寸(未倒角时)如图2所示.卡子的夹紧主要是通过拧紧卡子上的六角螺栓，产生夹持力，继而加载在闸阀上后对闸阀产生密封力，压紧闸阀上下法兰及闸阀中的密封橡胶圈，达到夹紧状态.

图2 闸阀及卡子……