電動(dòng)控制閥的壓力試驗(yàn) 氣動(dòng)控制閥的壓力試驗(yàn) 手動(dòng)控制閥的壓力試驗(yàn) 至關(guān)重要 規(guī)則 要求 壓力控制閥
之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用,現(xiàn)在介紹摘要:控制閥是工業(yè)裝置過程控制中重要的流體控制執(zhí)行元件,同時(shí)是壓力管道元件(承壓設(shè)備)。為了保證控制閥的設(shè)備安全和應(yīng)用安全,在生產(chǎn)制造、型式檢驗(yàn)以及解體檢修后的壓力試驗(yàn)至關(guān)重要??刂崎y的檢驗(yàn)和試驗(yàn)和工業(yè)閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)是有差別的,在壓力試驗(yàn)項(xiàng)目和要求、試驗(yàn)條件方面的規(guī)定有些不同,尤其是閥座泄漏分級(jí)和要求上不同。標(biāo)準(zhǔn)IEC 60534-4:2006構(gòu)建了控制閥檢驗(yàn)和試驗(yàn)的項(xiàng)目和方法的基礎(chǔ)框架,特別強(qiáng)調(diào)了檢驗(yàn)和試驗(yàn)的要求,明確規(guī)定了控制閥壓力試驗(yàn)中的殼體流體靜壓試驗(yàn)和閥座泄漏試驗(yàn)是強(qiáng)制性試驗(yàn)項(xiàng)目,必須嚴(yán)格執(zhí)行。
關(guān)鍵詞:控制閥壓力試驗(yàn);強(qiáng)制性要求;試驗(yàn)方法
引言
控制閥是工業(yè)裝置過程控制中重要的流體控制執(zhí)行元件,同時(shí)是壓力管道元件(承壓設(shè)備)。為了保證控制閥的設(shè)備安全和應(yīng)用安全,在生產(chǎn)制造、型式檢驗(yàn)以及解體檢修后的壓力試驗(yàn)至關(guān)重要。通常包括殼體及其固定連接處的液體靜壓試驗(yàn)(耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)和靜密封泄漏試驗(yàn))、填料密封試驗(yàn)(動(dòng)密封泄漏試驗(yàn))、閥座泄漏試驗(yàn),按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的試驗(yàn)程序和要求進(jìn)行驗(yàn)證,其中殼體流體靜壓試驗(yàn)(Shell hydrostatic test)和閥座泄漏試驗(yàn)(Seat leakage test)被標(biāo)準(zhǔn)IEC 60534-4:2006規(guī)定為強(qiáng)制性試驗(yàn)項(xiàng)目,必須嚴(yán)格執(zhí)行。
指導(dǎo)控制閥壓力試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)
指導(dǎo)和規(guī)范控制閥壓力試驗(yàn)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有:標(biāo)準(zhǔn)IEC 60534-4:2006《Industrial-process control valve – Part 4: Inspection and routing testing(工業(yè)過程控制閥 第四部分:檢驗(yàn)和例行試驗(yàn))》、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17213-4-2005《工業(yè)過程控制閥 第四部分:檢驗(yàn)和例行試驗(yàn)》(IEC 60534-4:1999 IDT)、GB/T 4213-2008《氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥》,以及適用逸散性介質(zhì)控制閥的采用修改ISO 15848-2:2006的中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26481-2011《閥門的逸散性試驗(yàn)(ISO 15848-2:2006.MOD )》。對(duì)于特殊結(jié)構(gòu)、特殊用途的控制閥,制造商或用戶或引用其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),有時(shí)會(huì)另外制定標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范規(guī)范并要求執(zhí)行。
目前世界各國(guó)多已接受IEC 60534-4,并與其版(2006-6 Ed 3.0版)保持一致性,例如歐洲標(biāo)準(zhǔn)為EN 60534-4-2006、德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為DIN EN 60534-4-2007、日本標(biāo)準(zhǔn)為JIS B2005-4-2012。除此之外,歐盟還要求各成員國(guó)強(qiáng)制執(zhí)行有關(guān)承壓設(shè)備的97/23/EC 指令《Pressure Equipment Directive(PED )》,以及通行歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 12266-1-2012《Industrial valves – Testing of metallic valves – Part 1: Pressure tests, test procedures and acceptance criteria – Mandatory requirements(工業(yè)閥門- 金屬閥門的試驗(yàn) –*部分:壓力試驗(yàn)、試驗(yàn)過程和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) – 強(qiáng)制性要求)》(該標(biāo)準(zhǔn)基于ISO 5208)和EN 12266-2-2012《Industrial valves – Testing of metallic valves –Part 2: Tests, test procedures and acceptance criteria – Supplementary requirements(工業(yè)閥門- 金屬閥門的試驗(yàn) –第二部分:試驗(yàn)、試驗(yàn)過程和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) – 補(bǔ)充性要求)》以及EN 1349-2013《Industrial-process control valve (工業(yè)過程控制閥)》。美國(guó)還通行美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)/美國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ISA 75.19.01-2013《Hydrostatic Testing of Control Valves(控制閥的流體靜壓試驗(yàn))》和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)/美國(guó)流體控制學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/FCI 70-2-2013《Control valve seat leakage(控制閥閥座泄漏)》。由于各國(guó)具體情況不同,上述標(biāo)準(zhǔn)之間還是存在一定差異的,但在控制閥壓力試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法及要求上基本相同,各標(biāo)準(zhǔn)有著相互借鑒的關(guān)系。
控制閥的檢驗(yàn)和試驗(yàn)和工業(yè)閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)是有差別的,在壓力試驗(yàn)項(xiàng)目和要求、試驗(yàn)條件方面的規(guī)定有些不同,尤其是閥座泄漏分級(jí)和要求上不同。我國(guó)相當(dāng)一部分控制閥制造廠是由通用工業(yè)閥門廠擴(kuò)證發(fā)展而來,對(duì)控制閥壓力試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有些生疏,習(xí)慣性地沿用工業(yè)閥門壓力試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如國(guó)標(biāo)GB/T 13927工業(yè)閥門 壓力試驗(yàn)(GB/T 13827-2008,ISO/DIS 5208:2007,MOD )、國(guó)標(biāo)GB/T 26480-2011 閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)(修改采用API 598-2009)、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 9092-1999《閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)》以及美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 598-2009《Valve Inspection and Test(閥門檢驗(yàn)和試驗(yàn))》、標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)ISO 5208:2008《Industrial valves – Pressure testing of metallic valves(工業(yè)閥門–金屬閥門的壓力試驗(yàn))》、美國(guó)閥門和管件工業(yè)制造商標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)MSS SP-61-2009《Pressure Testing of Valves(閥門的壓力試驗(yàn))》,等等。這些工業(yè)閥門的壓力試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可以借鑒,但是不應(yīng)該直接引用到上。還有些廠家仍在引用已作廢的標(biāo)準(zhǔn),如ASME B16.104。實(shí)際上早在1998年ASME 就取消了ASME B16.104的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)并將此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)工作移交給美國(guó)流體控制學(xué)會(huì)FCI ,雖然FCI 70-2標(biāo)準(zhǔn)是在1970年11月采用ASME B16.104建立的,但經(jīng)過了1998年與IEC 60534-4保持一致性的修訂以及后來多次澄清和編輯性修改,版本為ANSI/FCI 70-2-2013。
控制閥壓力試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)概述
標(biāo)準(zhǔn)IEC 60534-4構(gòu)建了控制閥檢驗(yàn)和試驗(yàn)的項(xiàng)目和方法的基礎(chǔ)框架,適用于壓力等級(jí)不超過CL 2500磅級(jí)(PN 420)的控制閥、且僅為氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的配置。2006年6月Ed3.0版是對(duì)1999年 Ed2.0版的升級(jí),特別強(qiáng)調(diào)了檢驗(yàn)和試驗(yàn)的要求,明確規(guī)定了控制閥壓力試驗(yàn)中的強(qiáng)制性試驗(yàn)項(xiàng)目,在“4.要求”條目中規(guī)定“每臺(tái)控制閥都要進(jìn)行表1的強(qiáng)制性試驗(yàn)”,“補(bǔ)充試驗(yàn)由買方和制造商的合同約定”,圖1為IEC 60534-4:2006表1的截圖。要求的試驗(yàn)項(xiàng)目:殼體流體靜壓試驗(yàn)(4.1條)、閥座泄漏試驗(yàn)(4.2條)、額定行程試驗(yàn)(4.4條)是強(qiáng)制的(Mandatory );填料密封試驗(yàn)(4.3條)、死區(qū)(4.5條)、流通能力和流量特性(4.6條)是補(bǔ)充的(Supplementary )。并在試驗(yàn)方法中對(duì)殼體流體靜壓試驗(yàn)(5.4條)、閥座泄漏試驗(yàn)(5.5條)、填料密封試驗(yàn)(5.6條)做出具體規(guī)定。
圖1 IEC 60534-4:2006的表1截圖
至關(guān)重要
上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有:減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥國(guó)標(biāo)GB/T 17213.4-2005是等同IEC 60534-4:1999 Ed2.0版的,還沒有升級(jí)修改?;蛟S是由于IEC 60534-4:2006 Ed3.0版明確分類了強(qiáng)制性試驗(yàn)和補(bǔ)充性試驗(yàn),等同標(biāo)準(zhǔn)或保持一致性有待于標(biāo)準(zhǔn)起草單位對(duì)條文內(nèi)容的工作驗(yàn)證。日本也是直到2012年才完成此標(biāo)準(zhǔn)升級(jí),發(fā)布和實(shí)施等同的JIS B2005-4-2012。 國(guó)標(biāo)GB/T 4213規(guī)定了工業(yè)過程控制系統(tǒng)用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(控制閥)的產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等,GB/T 4213-2008替代GB/T 4213-92,并對(duì)公稱通徑系列及公稱壓力等級(jí)系列進(jìn)行了修改和補(bǔ)充,對(duì)技術(shù)要求作了修改,在檢驗(yàn)規(guī)則中增加了閥單獨(dú)出廠時(shí)泄漏量試驗(yàn)要求。標(biāo)準(zhǔn)的5.6.5強(qiáng)調(diào)了“在計(jì)算確定泄漏量的允許值時(shí),閥的額定容量應(yīng)按GB/T 17213.2規(guī)定的方法計(jì)算”,并條件判定修訂為與IEC 標(biāo)準(zhǔn)相一致的“阻塞流公式條件判定”,閥額定容量的計(jì)算公式更是按規(guī)定試驗(yàn)條件對(duì)系數(shù)取值并圓整后的,使用起來較簡(jiǎn)便。6.9條中規(guī)定了符合IEC 標(biāo)準(zhǔn)的泄漏量的試驗(yàn)程序。GB/T 4213-2008在技術(shù)要求的16項(xiàng)中與壓力試驗(yàn)有關(guān)的有泄漏量(5.6條)、填料函及其它連接處的密封性(5.7條)、氣室的密封性(5.8條)、耐壓強(qiáng)度(5.9條),并在試驗(yàn)方法中做出具體規(guī)定(6.2、6.3、6.9、6.10條)、在檢驗(yàn)規(guī)則中對(duì)出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)提出不同的項(xiàng)目要求。
國(guó)標(biāo)GB/T 26481-2011修改采用 ISO 15848-2:2006《工業(yè)閥門 逸散性介質(zhì)泄漏的測(cè)量、試驗(yàn)和鑒定程序 第2部分:閥門產(chǎn)品驗(yàn)收試驗(yàn)》并重新起草。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了逸散性介質(zhì)用閥門逸散性試驗(yàn)的術(shù)語(yǔ)和定義、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、標(biāo)志、閥門的合格證和再試驗(yàn),以及吸氣法的泄漏測(cè)量方法,適用于介質(zhì)將會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性污染氣體或危險(xiǎn)性氣體的切斷閥和控制閥,對(duì)其閥桿(或軸封)和閥體連接處的外漏評(píng)定的試驗(yàn)程序。主要針對(duì)產(chǎn)品的型式檢驗(yàn)和試驗(yàn),或由制造廠和用戶雙方協(xié)議決定該項(xiàng)試驗(yàn),要在控制閥壓力試驗(yàn)合格后再進(jìn)行逸散性試驗(yàn)。試驗(yàn)介質(zhì)為97%的氦氣,試驗(yàn)壓力為0.6MPa ,在控制閥壓力試驗(yàn)后進(jìn)行逸散性試驗(yàn)的氦檢漏。對(duì)閥桿密封處的密封等級(jí)分為A 、B 、C 三個(gè)等級(jí):A 級(jí)適用典型結(jié)構(gòu)為波紋管密封或具有相同閥桿密封的角行程閥,泄漏量值≤50ppmv;B 級(jí)適用典型結(jié)構(gòu)為PTFE 填料或橡膠密封,泄漏量值≤100ppmv ;B 級(jí)適用適用典型為柔性石墨密封,泄漏量值≤1000ppmv。
ANSI/ISA 19.01-2013規(guī)范了控制閥的殼體流體靜壓試驗(yàn),在相關(guān)管道規(guī)范、壓力分等、材料應(yīng)用方面考慮周到。按ASME 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不同材料的試驗(yàn)壓力,例如將鋼、鎳基和其它合金的鑄件、鍛件、板材、棒材分成3個(gè)材料大組,按ASME B16.34中的材料壓力-溫度關(guān)系等技術(shù)規(guī)格詳細(xì)列表各材料組殼體流體靜壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力(bar 和psig ),為38℃(100℉)工作壓力的1.5倍,還例如按ASME B16.1來規(guī)定鑄鐵閥的試驗(yàn)壓力。試驗(yàn)介質(zhì)為不超過52℃的水,試驗(yàn)壓力持續(xù)時(shí)間則按不同壓力等級(jí)而不同。
項(xiàng)目為液體靜壓試驗(yàn)、閥座泄漏試驗(yàn)、填料密封試驗(yàn),試驗(yàn)方法主要依據(jù)IEC 60534-4:2006。
圖3 圖
至關(guān)重要
控制閥壓力試驗(yàn)
至關(guān)重要
3 控制閥壓力試驗(yàn)示意圖 圖2 控制閥壓力試驗(yàn)-試驗(yàn)臺(tái)
至關(guān)重要
1. 液體靜壓試驗(yàn)
液體靜壓試驗(yàn)是對(duì)閥體和閥蓋等連接而成的整個(gè)閥殼體進(jìn)行的冷態(tài)壓力試驗(yàn),目的是檢驗(yàn)閥殼體、包括固定連接處在內(nèi)的整個(gè)殼體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐壓能力和密封性(靜密封外漏),是針對(duì)控制閥的強(qiáng)制性試驗(yàn),每臺(tái)控制閥出廠前均應(yīng)進(jìn)行液體靜壓試驗(yàn),在試驗(yàn)過程中不得對(duì)閥施加影響試驗(yàn)設(shè)備的外力。試驗(yàn)的控制閥組件帶或不帶執(zhí)行機(jī)構(gòu),但不包括焊接的接管、漸縮或漸擴(kuò)變徑管。試驗(yàn)時(shí)可暫時(shí)拆除在液體靜壓試驗(yàn)壓力的作用下可能損壞的閥內(nèi)部件,如波紋管、膜片、后座、閥桿填料等。
殼體靜壓試驗(yàn)壓力可根據(jù)閥體的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)確定,或者為不低于20℃時(shí)額定壓力的1.5倍,取其中較為合適的值。表1和表2(ANSI/ISA標(biāo)準(zhǔn))給出可供參考的試驗(yàn)壓力數(shù)值。如果閥有兩個(gè)額定壓力(入口額定壓力大于出口額定壓力)。有必要用一個(gè)臨時(shí)的阻隔件將閥的高壓部分與低壓部分分隔,然后用相應(yīng)的壓力分別進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)用的壓力儀表應(yīng)滿足其測(cè)量誤差不超過試驗(yàn)壓力的5%,儀表量程不大于試驗(yàn)壓力的兩倍。
試驗(yàn)使用5-50℃的水(水中可含水溶油或加防銹劑)。閥體端部應(yīng)密封,使工作受壓部分(閥內(nèi)腔)同時(shí)承受試驗(yàn)壓力,試驗(yàn)保壓持續(xù)時(shí)間不少于表3(或表4)的規(guī)定值。試驗(yàn)期間,控制閥應(yīng)處于部分開啟或全開位置,應(yīng)預(yù)先采取措施清楚閥內(nèi)的殘余空氣。經(jīng)與用戶商定,液體靜壓試驗(yàn)可在部件上進(jìn)行。如果液體靜壓試驗(yàn)在部件上進(jìn)行,控制閥組裝后應(yīng)該進(jìn)行壓力不超過0.6MPa 的氣體壓力試驗(yàn)。
液體靜壓試驗(yàn)的驗(yàn)收:殼體上不能有任何肉眼可見的泄漏和滲漏。除非應(yīng)用的控制閥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定,當(dāng)壓力在1.1倍的室溫下允許工作壓力之下時(shí),閥桿密封是不能在殼體靜壓試驗(yàn)中有肉眼可見的泄漏。
表1 試驗(yàn)壓力(公稱壓力PN )
至關(guān)重要
至關(guān)重要
至關(guān)重要
表2 試驗(yàn)壓力(磅級(jí)Class ,ANSI/ISA 75.19.01-2013) 表3 殼體靜壓試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間
至關(guān)重要
表4 殼體靜壓試驗(yàn)小時(shí)間(ANSI/ISA 75.19.01-2013) 2. 閥座泄漏試驗(yàn)
控制閥閥座泄漏試驗(yàn)是驗(yàn)證閥芯閥座在運(yùn)行中的緊密程度和符合設(shè)計(jì)要求及標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)的內(nèi)漏量值,保證應(yīng)用安全。閥座泄漏量是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,試驗(yàn)介質(zhì)流過關(guān)閉狀態(tài)控制閥的流量。試驗(yàn)介質(zhì)為常溫下的液體(水)或氣體(清潔的空氣或氮?dú)猓?。試?yàn)條件包括氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整到符合規(guī)定的工作條件并施加所需的關(guān)閥推力或扭矩、試驗(yàn)介質(zhì)施加在閥體的正?;蛞?guī)定入口、閥體出口通大氣或連接低壓損測(cè)量裝置及其出口通大氣,等。使用水試驗(yàn)介質(zhì)時(shí),要先打開控制閥,讓水充滿閥體及出口管道,再將控制閥關(guān)閉,避免水中夾帶氣體。
IEC 60534-4-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了2個(gè)閥座泄漏試驗(yàn)的試驗(yàn)程序:
試驗(yàn)程序1:試驗(yàn)介質(zhì)的壓力應(yīng)在300kPa - 400kPa (3bar-4bar )表壓之間,如果此壓力低于350kPa (3.5bar ),則應(yīng)在買方規(guī)定的大工作壓差±5%的范圍內(nèi)。
試驗(yàn)程序2:試驗(yàn)壓差應(yīng)在買方規(guī)定的控制閥前后大工作壓差±5%以內(nèi)。
閥座泄漏量與泄漏等級(jí)、試驗(yàn)介質(zhì)和試驗(yàn)程序、閥額定流量系數(shù)和閥額定容量有關(guān)。試驗(yàn)壓力的不同取值及壓力單位影響閥額定容量計(jì)算過程,這一點(diǎn)要在閥座泄漏試驗(yàn)的計(jì)算中加以注意。泄漏等級(jí)、試驗(yàn)介質(zhì)和試驗(yàn)程序和閥座大泄漏量應(yīng)符合表5的規(guī)定。ANSI/FCI 70-2-2006規(guī)定的泄漏等級(jí)、試驗(yàn)介質(zhì)和試驗(yàn)程序和閥座大泄漏量見表6,可以參照。
至關(guān)重要
表5 IEC 60534-4-2006規(guī)定的泄漏等級(jí)和閥座大泄漏量3. 填料密封試驗(yàn)
填料密封試驗(yàn)用于檢驗(yàn)閥桿填料密封(動(dòng)密封)的外泄漏,這個(gè)試驗(yàn)可以和閥座泄漏試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。填料壓緊程度應(yīng)符合制造廠技術(shù)要求并在試驗(yàn)期間始終保持壓緊。試驗(yàn)介質(zhì)為常溫的潔凈空氣,控制閥入口壓力應(yīng)在300kPa - 400kPa(3bar-4bar )表壓之間,如果此壓力低于350kPa (3.5bar ),則應(yīng)在買方規(guī)定的大工作壓差±5%的范圍內(nèi)。試驗(yàn)在閥的兩個(gè)全行程動(dòng)作中應(yīng)沒有肉眼可見的泄漏,使用檢漏劑或?qū)㈤y浸入水中進(jìn)行驗(yàn)證。
結(jié)束語(yǔ)
控制閥壓力試驗(yàn)是重要的試驗(yàn)項(xiàng)目,殼體及其固定連接處的液體靜壓試驗(yàn)、填料密封試驗(yàn)、閥座泄漏試驗(yàn),以及更高要求的逸散性試驗(yàn),都應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行,試驗(yàn)壓力和試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間都得到有效的保證,做到試驗(yàn)數(shù)據(jù)合理、驗(yàn)證合格。了解控制閥檢驗(yàn)和試驗(yàn)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),做好技術(shù)基礎(chǔ)工作,提升專業(yè)水平,推行高標(biāo)準(zhǔn)高要求的控制閥壓力試驗(yàn),既有產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)層面的追求,也是專業(yè)精神和注重安全環(huán)保的體現(xiàn)。與本產(chǎn)品相關(guān)論文:200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求