之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用,現(xiàn)在介紹選取閥門密封等級(jí)和規(guī)定閥門密封性能是指閥門各密封部位阻止介質(zhì)泄漏的能力。閥門的主要密封部位有:?jiǎn)㈤]件與閥座間的吻合面、填料與閥桿和填料函的配合、閥體與閥蓋的連接處。*處的泄漏叫內(nèi)漏,它直接影響閥門截?cái)嘟橘|(zhì)的能力和設(shè)備的正常運(yùn)行。后兩處的泄漏叫外漏,即介質(zhì)從閥內(nèi)泄漏到閥外,它直接影響安全生產(chǎn),造成工作介質(zhì)損失和企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境污染,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成生產(chǎn)事故。特別對(duì)于高溫高壓、易燃易爆、有毒或腐蝕性的介質(zhì),閥門的外漏根本是不允許的,因其所造成的后果比內(nèi)漏更為嚴(yán)重,因此閥門必須具有可靠的密封性能,滿足其使用工況對(duì)泄漏量的要求。 選取閥門密封等級(jí)和規(guī)定 (1)軟密封 除耐腐蝕的襯里閥門外,一般的軟密封閥指閥芯或閥座兩者之一采用非金屬材料(主要為聚四氟乙烯,還有橡膠等)的密封形式的閥。軟密封閥密封效果,但在管道安裝、系統(tǒng)的清洗中都有可能留下或多或少不干凈的雜物(如焊渣、鐵屑等),它們流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí),容易把軟密封閥座或閥芯劃傷,使泄漏量增加,密封的可靠性差。所以,選擇軟密封結(jié)構(gòu)必須考慮介質(zhì)的清潔和投運(yùn)前嚴(yán)格沖洗管道。 (2)硬密封 硬密封再堆焊耐磨合金等是切斷閥的選擇。這種方式在考慮密封性的同時(shí)也考慮了使用壽命和可靠性,雖然出廠指標(biāo)只有10-6~10-8,達(dá)不到軟密封零泄漏的效果,但足以滿足嚴(yán)密切斷的要求,而且它經(jīng)久耐用,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮更合算。 1、我國(guó)閥門密封等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn) 目前我國(guó)比較常用的閥門密封等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)主要有以下兩種。 1.1 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥門密封等級(jí)的分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13927--2008《工業(yè)閥門壓力試驗(yàn)》。 1.2 中國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥門密封等級(jí)的分類機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 9092--1999《閥門的檢驗(yàn)與試驗(yàn)》。 2 、上閥門密封等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn) 目前圍際上比較常用的閥門密封等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)主要有以下五種。 2.1 前蘇聯(lián)對(duì)閥門密封等級(jí)的分類 為了按閥門的密封程度和規(guī)定的用途選擇產(chǎn)品,按密封程度對(duì)閥門進(jìn)行了分類,該分類的基本原則見(jiàn)表3和表4。 2.2 標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)閥門密封等級(jí)的分類 標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)ISO5208--2008《工業(yè)閥門金屬閥門的壓力試驗(yàn)》。 2.3 美國(guó)石油協(xié)會(huì)(APl)對(duì)閥門密封等級(jí)的分類美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 598--2004《閥門的檢查和試驗(yàn)》。 2.4 美國(guó)閥門和管件工業(yè)制造商標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(MSS)對(duì)閥門密封等級(jí)的分類美國(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)《鋼制閥門的壓力試驗(yàn)》MSS SP61---2003允許的閥門泄漏量要求如下: 在閥門密封副中有一個(gè)密封面使用塑料或橡膠的情況下,在密封試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)應(yīng)無(wú)可見(jiàn)泄漏。 關(guān)閉時(shí)每一側(cè)的大允許泄漏量應(yīng)是:液體為公稱尺寸(DN)每毫米、每小時(shí)0.4毫升;氣體為公稱尺寸(DN)每毫米、每小時(shí)120毫升。 止回閥允許的泄漏量可增大4倍。 2.5 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)/美國(guó)儀表協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(ANSI/FCI)對(duì)控制閥密封等級(jí)的分類 美國(guó)國(guó)家標(biāo)彬美國(guó)儀表協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/FCI70-2(ASME B16.104)-2006《控制閥閥座泄漏》。 2.6歐盟標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥門密封等級(jí)的分類 歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 12266—1--2003《工業(yè)閥門閥門的試驗(yàn)》第l部分。壓力試驗(yàn)、試驗(yàn)方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)-強(qiáng)制性要求。 3 、選取閥門密封等級(jí)和規(guī)定閥門密封等級(jí)的選用 3.1 國(guó)內(nèi)閥門密封等級(jí)的選用 (1)2009年7月1日實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13927--2008((工業(yè)閥門壓力試驗(yàn)》是參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)ISO 5208--2008制訂的。適用于工業(yè)用金屬閥門,包括閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥、球閥、蝶閥的檢驗(yàn)和壓力試驗(yàn)。密封試驗(yàn)的分級(jí)和大允許泄漏量與ISO 5208--2008的規(guī)定相同。該標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)GB/T13927--1992(通用閥門壓力試驗(yàn)》的修訂,與GB/T13927--1992相比,新增了AA、CC、E、EE、F和G六個(gè)等級(jí)。新版標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定“泄漏等級(jí)的選擇應(yīng)是相關(guān)閥門產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或訂貨合同中要求嚴(yán)格的一個(gè)。若產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或訂貨合同中沒(méi)有特別規(guī)定時(shí),非金屬?gòu)椥悦芊忾y門按*要求,金屬密封副閥門按D級(jí)要求?。”通常D級(jí)適用于一般的閥門,比較關(guān)鍵的閥門宜選用D級(jí)以上泄漏等級(jí)。 (2)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 9092--1999《閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)》是對(duì)ZB J16006---90的修訂。密封試驗(yàn)的大允許泄漏量是參照美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API598--1996制訂的。適用于石油工業(yè)用閥門,包括金屬密封副、彈性密封副和非金屬密封副(如陶瓷)的閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、止回閥和蝶閥的檢驗(yàn)和壓力試驗(yàn)。目前GB/T 9092--1999正在修訂中。 (3)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19672--2005((管線閥門技術(shù)條件》是參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)ISO 14313--1999和美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 6D--2002制訂的。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20173--2006《石油天然氣工業(yè)管道輸送系統(tǒng)管道閥門》是參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)ISO 14313--1999制訂的。GB/T 19672_2005和GB/T 20173--2006這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥門泄漏量的接收準(zhǔn)則均同ISO 5208 *和D級(jí)要求。因此,工程設(shè)計(jì)中有高于其標(biāo)準(zhǔn)的泄漏量要求時(shí),應(yīng)在訂貨合同中給出。
3.2 國(guó)外閥門密封等級(jí)的選用 (1) 前蘇聯(lián)對(duì)閥門密封等級(jí)分類主要是20世紀(jì)50年代應(yīng)用,隨著前蘇聯(lián)的解體,現(xiàn)大多數(shù)國(guó)家都不選用此密封等級(jí)分類,而是選用歐美標(biāo)準(zhǔn)的密封等級(jí)分類。歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 12266—1_2003密封等級(jí)分類符合標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)ISO 5208--2008的規(guī)定,但缺AA、CC和EE三個(gè)等級(jí)。ISO 5208—2008與1999版相比,新增了AA、CC、E、EE、F和G六個(gè)等級(jí)。ISO 5208--2008標(biāo)準(zhǔn)給出了與API 598和EN 12266標(biāo)準(zhǔn)幾個(gè)密封等級(jí)的比較。其他公稱尺寸密封等級(jí)的比較可按口徑計(jì)算泄漏量得出。 (2) 美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 598是美標(biāo)閥門常用的檢驗(yàn)和壓力試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。制造商標(biāo)準(zhǔn)MSSSP61常作“全開(kāi)”和“全關(guān)”的鋼制閥門的檢驗(yàn),但不適用于控制閥門。美標(biāo)閥門通常不選用MSS SP61檢驗(yàn)。API 598--2004適用于下列API標(biāo)準(zhǔn)制造的閥門密封性能試驗(yàn): 法蘭式,凸耳,對(duì)夾式和對(duì)焊連接止回閥 API 594 法蘭、螺紋和對(duì)焊連接的金屬旋塞閥 API 599 石油和天然氣工業(yè)用DNl00及以下鋼制閘閥截止閥和止回閥 API 602 法蘭和對(duì)焊連接的耐腐蝕栓接閥蓋閘閥 API 603 法蘭、螺紋和對(duì)焊連接的金屬球閥 API 608 雙法蘭式,凸耳和對(duì)夾式蝶閥 APl609 工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意:API 598--2004與1996版相比,取消了對(duì)API 600((石油和天然氣工業(yè)用螺栓連接閥蓋鋼制閘閥》的檢驗(yàn)和壓力試驗(yàn)。API 600一2001(ISO 10434--1998)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定閥門的密封性能試驗(yàn)參照ISO 5208,但標(biāo)準(zhǔn)中表17和表18的泄漏量卻同API 598--1996標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,而不是采用ISO5208的密封等級(jí)分類法。2009年9月1 13實(shí)施的API 600--2009標(biāo)準(zhǔn)中糾正了2001版中的這個(gè)矛盾,規(guī)定閥門的密封性能試驗(yàn)按照API 598,但沒(méi)有規(guī)定版本,這又與API 598--2004相矛盾。因此,工程設(shè)計(jì)中選用API 600和其密封性能試驗(yàn)API 598標(biāo)準(zhǔn)時(shí)一定要明確標(biāo)準(zhǔn)的版本,確保標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的統(tǒng)一性。 (3) 美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 6D--2008(ISO14313--2007)《石油和天然氣工業(yè)一管線輸送系統(tǒng)一管線閥門》對(duì)閥門泄漏量的接收準(zhǔn)則是:“軟密封閥門和油封旋塞閥的泄漏量不得超過(guò)ISO 5208 *(不得有可見(jiàn)泄漏),金屬閥座閥門的泄漏量不得超過(guò)ISO 5208(1993)D級(jí),但按B.4所述的密封試驗(yàn),其泄漏量不能大于ISO 5208(1993)D級(jí)的二倍,除另有規(guī)定。”標(biāo)準(zhǔn)中注:“特殊的應(yīng)用可要求泄漏量少于ISO 5208(1993)D級(jí)¨J。”因此,工程設(shè)計(jì)中有高于其標(biāo)準(zhǔn)的泄漏量要求,應(yīng)在訂貨合同中給出。API 6D--2008附錄B附加試驗(yàn)要求中規(guī)定了在購(gòu)方規(guī)定時(shí)制造廠要作的閥f J附加試驗(yàn)要求。密封試驗(yàn)分低壓和高壓氣體密封試驗(yàn),以惰性氣體作為試驗(yàn)介質(zhì)的高壓密封試驗(yàn)將取代液體上密封試驗(yàn)和液體密封試驗(yàn)。依據(jù)閥門的類型、口徑和壓力級(jí)別選擇密封試驗(yàn),可參考ISO 5208標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對(duì)于長(zhǎng)輸管道GAl、工業(yè)管道GCl上的閥門建議選用低壓密封試驗(yàn),可以提高閥門的合格品率。選用高壓密封試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意彈性密封閥門經(jīng)高壓密封試驗(yàn)后,可能降低其在低壓工況的密封性能。應(yīng)根據(jù)介質(zhì)使用工況實(shí)際條件,合理地選用閥門密封試驗(yàn)要求,可以有效地降低閥門的生產(chǎn)成本。 (4) 美國(guó)國(guó)家標(biāo)影美國(guó)儀表協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/FCI 70-2(ASME B16.104)—2006適用于控制閥密封等級(jí)的規(guī)定。工程設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的特性和閥門的開(kāi)啟頻率等因素考慮選擇金屬?gòu)椥悦芊饣蚪饘倜芊狻=饘倜芊饪刂崎y密封等級(jí)應(yīng)在訂貨合同中規(guī)定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),對(duì)于金屬密封控制閥,I、Ⅱ、Ⅲ級(jí)要求較低,工程設(shè)計(jì)中選用的比較少,通常一般金屬密封的控制閥低選用Ⅳ級(jí),比較關(guān)鍵的控制閥選用V或Ⅵ級(jí)。某乙烯裝置火炬系統(tǒng)的控制閥設(shè)計(jì),選用了金屬密封Ⅳ級(jí)要求,運(yùn)行良好。 (5) 另外工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意:API 6D規(guī)定奧氏體不銹鋼閥門密封試驗(yàn)時(shí)所使用的水其氯離子含量不得超過(guò)30ug/g,ISO 5208和API 598均規(guī)定奧氏體不銹鋼閥門密封試驗(yàn)時(shí)所使用的水其氯離子含量不得超過(guò)100ug/g。由于各標(biāo)準(zhǔn)要求不同,建議閥門訂貨合同中能明確密封試驗(yàn)時(shí)所使用的水其氯離子含量。
4、 低泄漏閥門密封等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn) 低泄漏閥門是指閥門實(shí)際泄漏量很小,靠常規(guī)的水壓、氣壓密封試驗(yàn)已不能判定,需要借助更加的手段和儀器來(lái)檢測(cè)的微小外泄漏。閥門的這種微小的對(duì)外界環(huán)境的泄漏稱為低泄漏。目前上比較常用的檢測(cè)閥門低泄漏的標(biāo)準(zhǔn)主要有以下三種: (1)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署EPA method 21《揮發(fā)性有機(jī)組分泄漏檢測(cè)》。 (2)標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 15848(工業(yè)閥門:低泄漏測(cè)量、試驗(yàn)及資格認(rèn)定程序》。 (3)殼牌石油公司SHELL MESC SPE 77/312《工業(yè)閥門:低泄漏測(cè)量、分級(jí)系統(tǒng)、資格認(rèn)定程序及開(kāi)關(guān)閥和控制閥的型式認(rèn)可和產(chǎn)品試驗(yàn)》。 美國(guó)環(huán)境保護(hù)署EPA Method 21標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了檢測(cè)方法而沒(méi)有泄漏等級(jí)的劃分,屬于地方性標(biāo)準(zhǔn)法規(guī),應(yīng)用較少。標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 15848和殼牌石油公司SHELL MESC SPE 77/312這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于閥門的性能,都從緊密等級(jí)、耐久等級(jí)和溫度等級(jí)三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定。緊密等級(jí)針對(duì)閥桿和閥體密封處的泄漏,分為A,B,C三個(gè)等級(jí),對(duì)于ISO 15848標(biāo)準(zhǔn)閥體密封處的泄漏要求≤50 em3/m3,而閥桿處的泄漏兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均是按照閥桿的直徑計(jì)算的。 ISO 15848*密封等級(jí)等級(jí)同SHELLMESC SPE 77/312標(biāo)準(zhǔn)。通常低泄漏閥門的密封等級(jí)低于B級(jí),而波紋管密封閥門由于在閥桿密封部位采用金屬波紋管密封,其密封等級(jí)低于*。
5、低泄漏閥門的選用 上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有:蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥波紋管密封閥門是低泄漏閥門中的一種。以往對(duì)閥門外泄漏等級(jí)有特殊要求的工況一般選用波紋管密封閥門,但由于波紋管密封閥f-JJm工難度大、技術(shù)要求高,其波紋管材料還不能*實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,成本過(guò)高,從而制約其在石化行業(yè)中大量推廣使用。目前,隨著人們的安全、環(huán)保意識(shí)地不斷增強(qiáng),與合作的增多,以及國(guó)內(nèi)閥門制造廠自身技術(shù)力量不斷加強(qiáng),國(guó)內(nèi)技術(shù)人員對(duì)于低泄漏閥門的認(rèn)識(shí)也不斷提高,使其應(yīng)用范圍在不斷地?cái)U(kuò)大。對(duì)石化企業(yè)中易燃易爆、有毒介質(zhì)選用的閥門如果能滿足低泄漏標(biāo)準(zhǔn),這無(wú)疑將大大降低裝置中有毒、可燃易爆介質(zhì)的排放量,避免因閥門外漏引發(fā)火災(zāi)、爆炸、中毒等危害生命安全的事故發(fā)生。滿足ISO15848、SHELL MESC SPE 77/31標(biāo)準(zhǔn)的低泄漏閥門與波紋管閥門相比,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工制造容易,其成本與通用閥門相比約高10%~20%。根據(jù)前面對(duì)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)密封等級(jí)的分析比較來(lái)看,緊密等級(jí)B級(jí)閥門的泄漏量一般就能滿足某些特殊工況的低泄漏要求,加工精度要求比較容易達(dá)到,制造成本增加不多,其可以代替一部分波紋管閥門的使用。目前,低泄漏閥門對(duì)于硫化氫含量高的油氣田凈化系統(tǒng)更具有實(shí)際意義。因?yàn)榱蚧瘹涫且环N劇毒、可燃?xì)怏w,比空氣重,能在低洼地區(qū)聚集,吸入一定濃度的硫化氫會(huì)傷害身體,甚至導(dǎo)致死亡,因此對(duì)這類天然氣凈化設(shè)施的泄漏要求更加嚴(yán)格。 6、結(jié)束語(yǔ) 當(dāng)選取密封等級(jí)和規(guī)定的允許泄漏量時(shí)應(yīng)注意,在高壓閥門中密封面間介質(zhì)的泄漏會(huì)引起表面侵蝕。若是有腐蝕性介質(zhì)產(chǎn)生滲漏,在滲漏處的金屬會(huì)被腐蝕,隨著滲漏縫隙的增大,滲漏量也會(huì)很快的增加,以至使閥門報(bào)廢。因此,對(duì)于高壓或腐蝕性介質(zhì)工況工作的閥門,在保證密封性方面應(yīng)提出較高的要求。在輸送易燃易爆和有毒介質(zhì)的管道中,閥門密封面間介質(zhì)的泄漏可能會(huì)造成人身危害、經(jīng)濟(jì)損失甚至產(chǎn)生事故等。因此,對(duì)于輸送易燃易爆和有毒介質(zhì)的閥門,應(yīng)按介質(zhì)的危險(xiǎn)級(jí)別合理地提出對(duì)密封性的要求。 任何的密封有時(shí)允許有微量的泄漏,如果此泄漏量不起實(shí)際作用時(shí),則可認(rèn)為是密封的。閥門制造的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通常規(guī)定,金屬對(duì)金屬密封,在關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)行密封性能試驗(yàn)時(shí),允許有一定的泄漏量。為了保證閥門高的密封性能,必須特別認(rèn)真地研磨密封面,增加密封面上的比壓,但要小于密封面材料的許用比壓,同時(shí)要提高結(jié)構(gòu)的剛度。通過(guò)閥門的使用經(jīng)驗(yàn)表明,在許多情況下,對(duì)閥門的密封性能提出過(guò)高的要求是不必要的,因?yàn)橛行┕r*允許介質(zhì)有微量泄漏,因這種泄漏量不足以影響閥門的使用。相反,提高這些閥門的密封性能會(huì)使制造工藝復(fù)雜化,提高成本,造成不必要的浪費(fèi)。閥門本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造加工對(duì)其外泄漏影響為明顯,低泄漏閥門對(duì)于閥門的閥體、閥桿和填料函等關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)制造加工要求更為嚴(yán)格,例如: (1) 閥體和閥蓋的質(zhì)量,特別是在鍛造或鑄造時(shí)應(yīng)避免其產(chǎn)生折疊、夾渣、氣孔、組織疏散、隱裂紋等缺陷和成分不均。 (2) 閥桿和閥體連接處零件等的加工質(zhì)量,特別是閥桿和填料函的粗糙度、閥桿的直線度、閥蓋填料函孔的垂直度和加工的精度。 (3) 閥門填料函的結(jié)構(gòu)選擇,由于閥桿處的密封為動(dòng)密封,閥桿在轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)過(guò)程中填料容易磨損,需選用特制的低泄漏填料密封及填料密封組合,并嚴(yán)格控制填料與閥桿的間隙,填料與填料箱的間隙。 綜上所述,閥門類型的選用除了滿足工藝條件和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范外,還應(yīng)充分考慮各種使用工況,工程設(shè)計(jì)中應(yīng)力求選用的閥門密封等級(jí)滿足安全、合理和經(jīng)濟(jì)的原則。與本產(chǎn)品相關(guān)論文:禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護(hù)
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