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    閥門的微泄漏型式試驗中

    閥門的微泄漏型式試驗中

    1、概述

      隨著人們對環保要求的日益嚴格,閥門從滿足基本的限制內漏、外漏和操控靈活的條件,發展到需滿足閥門對外界環境的微小排放要求。從環境要求與行業發展分析,微泄漏閥門代表了未來閥門的發展趨勢,但是微泄漏用常規的水壓和氣壓試驗無法判定。隨著閥門微泄漏檢測技術的發展,國際和國內均制定了閥門微泄漏出廠檢驗標準,這些標準成為鑒定危害性氣體介質等工況閥門的主要規范。

    2、型式試驗

      ISO 15848 將微泄漏定義為任何物理形態的任意化學品或化學品的混合物,其從工業場所的設備中發生的非預期的或隱蔽的泄漏現象。其主要是采用氦質譜檢漏儀對閥門的外部泄漏( 閥體連接密封處和閥桿密封部位) 進行檢測。按檢測類型主要分為出廠檢驗和型式試驗,由于型式試驗具有較長的評定周期和一定的評定范圍,且試驗要求更苛刻(如熱循環和機械循環) ,對于批量生產的微泄漏閥門,認為其檢測成本低、質量可靠性高,因而逐漸得到廣泛采用。

    2.1、試驗方法

      根據檢測漏率范圍不同,閥門微泄漏常用檢測方法一般分為吸槍法、真空法和噴吹法。吸槍法( 圖1) 一般適用于10-3 ~ 10-7 Pa·m3 /s 之間的微漏率檢測,其針對局部漏率檢測,主要用于ISO 15848 規定的B 級和C 級微泄漏閥門的漏率檢測。真空法和噴吹法一般適用于10-5 ~ 10-13 Pa·m3/s 的微漏率檢測,其針對總漏率檢測,主要用于ISO 15848 規定的A 級和B 級微泄漏閥門的漏率檢測。

    2.2、試驗程序

           目前,常用的微泄漏型式試驗的標準主要有ISO 15848 - 1: 2006、MESC SPE 77 /300 - 2008( 殼牌標準) 、API 624 - 2014 和TA LUFT VDI 2440 -2000( 德國標準) ,各標準中均規定了閥門微泄漏型式試驗的主要參數,如溫度等級、熱循環與機械循環次數、檢測時機、試驗壓力、試驗介質和閥桿密封調整次數等。

    試驗溫度等級一般根據閥門材料、結構和使用工況而定( 如API 624 規定高溫為260℃) ,一般低溫高于- 29℃時不需進行低溫試驗( MESC SPE 77 /300 規定為- 20℃) ,小于80℃ 時一般不需高溫試驗。熱循環與機械循環類型各標準規定不同。ISO15848 和MESC SPE 77 /300 要求根據閥門類型和閥門尺寸等確定( 如MESC SPE 77 /300 規定,≤DN200,為100 次機械循環,80℃ ~ 200℃高溫試驗含1 個熱循環,而> 200℃ 高溫試驗需含2 個熱循環) 。試驗壓力為閥門對應溫度下的Z大允許工作壓力,試驗介質為純度≥97%的氦氣或甲烷氣。

    2.3、評價與評定范圍

           閥門的微泄漏等級及檢測結果,與閥門的密封材料、結構、配合精度( 如閥桿與填料、填料箱) 、緊固件裝配與預緊力矩等密切相關。

    3、試驗工裝

          閥體端部測量工裝采用凸面或凹凸面盲板法蘭、螺栓與纏繞式墊片連接方式,在法蘭上設置氣源輸入與壓力監測接口、氣體泄放口、閥體流道測溫塊等。機加工過程確保配合面的精度,優化盲板法蘭氣源輸入口與介質排放管路等布置與通用性設計,確保滿足試驗與安全要求??紤]閥門微泄漏型式試驗的高溫、低溫、機械循環及揮發性、有毒、易燃或易爆介質的腐蝕性等苛刻工況,盲板法蘭材料選擇經固溶處理的304 或316 不銹鋼鑄件或鍛件。壁厚按ASME B16. 34 和ASME B16. 5 選取,考慮工藝性、介質腐蝕和試驗等影響因素增加附加裕量5mm,并參照GB 150 規定進行應力與強度校核。

        閥門微泄漏型式試驗過程中,當閥門處于高溫或低溫階段時,主要進行微泄漏測量的是閥桿密封部位,且應采用真空法。根據閥桿密封結構(如單填料和雙填料) 設計的附件可以建立閥桿微泄漏測量真空室,方法簡便,結構可靠,成本低。單填料閥桿通過雙道O形圈、填料和填料壓蓋在閥桿密封部位建立微泄漏檢測真空室,并在填料壓蓋上開設泄漏介質檢漏通道和檢漏口。雙填料閥桿密封部位通過上填料、下填料、填料壓蓋、隔環等在閥桿密封部位建立微泄漏檢測真空室,并在閥蓋上開設泄漏介質檢漏通道和檢漏口,隔環上需有與閥桿直通的通孔。

    4、結語

      閥門微泄漏檢測技術的進步有利于閥門的制造和進出口貿易。閥門微泄漏型式試驗真空法檢測為閥體端部和閥桿密封部位的微泄漏測量提供了可靠手段,試驗附件為檢測試驗的完善和實施提供了保證,拓展了閥門在不同壓力、溫度和機械循環等條件下閥桿( 靜、動) 密封機理與閥桿密封結構失效的研究基礎,為閥門微泄漏密封結構設計優化與密封材料的選擇提供了科學依據。

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