低泄漏閥門(mén)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用

1、文章編號(hào):100225855(2004 0220028203低泄漏閥門(mén)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用高開(kāi)科(蘇州紐威閥門(mén)有限公司, 江蘇蘇州215129摘要介紹了低泄漏閥門(mén)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn), 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的泄漏率作了分析和比較, 并提出了滿(mǎn)足低泄漏的閥門(mén)在設(shè)計(jì)中應(yīng)予考慮的主要因素。關(guān)鍵詞閥門(mén); 低泄漏; 試驗(yàn)中圖分類(lèi)號(hào):T -65文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AFugitive emission valve standards and applicationGAO Kai 2ke(N EWA Y Valve (Suzhou CO. , L TD , Suzhou 215129, China Abstract :This paper

2、introduces the different standards for fugitive emission valve. K ey w ords :valve ; low emission ; testing 1概述EPA method 21試驗(yàn)介質(zhì)為可揮發(fā)性有機(jī)物甲隨著人們對(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格, 對(duì)閥門(mén)的要求也日益提高, 閥門(mén)從滿(mǎn)足基本的限制內(nèi)漏、外漏和操控靈活的條件, 發(fā)展到現(xiàn)在需滿(mǎn)足閥門(mén)對(duì)外界環(huán)境的微小的排放要求。這種要求, 靠常規(guī)的水壓、氣壓試驗(yàn)不能判定, 需要借助更加科學(xué)的手段及精密的儀器來(lái)檢測(cè)微小的外泄漏。閥門(mén)的這種微小的對(duì)外界環(huán)境的泄漏稱(chēng)為低泄漏(fugitive emis

3、 2sion 或low emission 。符合低泄漏要求的閥門(mén)在國(guó)外已被廣泛的應(yīng)用, 而且隨著國(guó)外公司在中國(guó)的項(xiàng)目建造, 一些有毒介質(zhì)及易燃或易爆介質(zhì)的閥門(mén)已采用低泄漏閥門(mén)。2檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)常用的檢測(cè)閥門(mén)低泄漏的標(biāo)準(zhǔn)有美國(guó)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)EPA method 21-揮發(fā)性有機(jī)組分泄漏檢測(cè), 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/CD 15848工業(yè)閥門(mén):低泄漏測(cè)量、試驗(yàn)及資格認(rèn)定程序, 殼牌石油公司SHELL M ESC SPE 77/312-工業(yè)閥門(mén):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), 德國(guó)TA luft 法規(guī)。這些標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)對(duì)低泄漏閥門(mén)的檢測(cè)方法和泄漏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各有不同。211

4、EPA method 21烷(VOC , 使用儀器為VOC 監(jiān)測(cè)儀, 泄漏率規(guī)定為0105%(Vol %, 此方法由于采用易燃?xì)怏w甲烷, 使試驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性。212ISO/CD 15848ISO/CD 15848為ISO 的委員會(huì)草案標(biāo)準(zhǔn)(Committee draft , 它含ISO/CD 15848Part 1型式試驗(yàn)閥門(mén)的分級(jí)系統(tǒng)和資格認(rèn)可程序; Part 2閥門(mén)產(chǎn)品接受試驗(yàn)。ISO/CD 15848規(guī)定的低泄漏閥門(mén)型式試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)為97%的氦氣或97%的甲烷, 試驗(yàn)儀器為氦質(zhì)譜儀或VOC 監(jiān)測(cè)儀。性能等級(jí)分緊固等級(jí)、耐久等級(jí)和溫度等級(jí)(表1表4 。表1閥桿密封處緊固等級(jí)等級(jí)A B

5、C閥桿處泄漏(mg s -1m -1(s -110-6(=1176×10-8cm 3mm -1 d -4-63-1-1(s 10(=1176×10cm mm d -2-53-1-1(s (mm 閥體密封處泄漏01005%(v 01005%(v 01005%(v 表2開(kāi)關(guān)閥耐久等級(jí)(機(jī)械循環(huán)等級(jí)CO1CO2CO3機(jī)械循環(huán)(全行程 次數(shù)50015002500熱循環(huán)次數(shù)除室溫外2次11作者簡(jiǎn)介:高開(kāi)科(1969- , 男, 湖南省沅江市人, 總工程師, 長(zhǎng)期從事閥門(mén)設(shè)計(jì)和研究工作。表8開(kāi)關(guān)閥耐久等級(jí)(機(jī)械循環(huán)等級(jí)閘閥、截止閥CO -RS -SS -ML表3控制閥耐久等級(jí)(機(jī)械循環(huán)

6、等級(jí)CC1CC2CC3機(jī)械循環(huán)(全行程 次數(shù)2000040000100000熱循環(huán)次數(shù)除室溫外2次11型式試驗(yàn)機(jī)械循環(huán)(全行程 次數(shù)10050產(chǎn)品試驗(yàn)機(jī)械循環(huán)(全行程 次數(shù)25N 1A 1表4溫度等級(jí)t 1t 2t 3t 4t 5止回閥、球閥CO -C2控制閥CC -1-196-46室溫200400按ANSI/FCI91-1規(guī)定按ANSI/FCI 91-1規(guī)定ISO/CD 15848規(guī)定的低泄漏閥門(mén)產(chǎn)品接受試驗(yàn)低泄漏閥門(mén)產(chǎn)品接受試驗(yàn)是指產(chǎn)品出廠(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)介質(zhì)為97%的氦氣, 試驗(yàn)壓力為016MPa , 試驗(yàn)溫度為室溫, 閥門(mén)機(jī)械循環(huán)5次, 試驗(yàn)儀器為氦質(zhì)譜儀。性能等級(jí)僅指緊固等級(jí)(表5 。表5

7、閥桿密封處緊固等級(jí)等級(jí)A B C-29450T9表9溫度等級(jí)管材設(shè)計(jì)溫度溫度范圍/等級(jí)型式試驗(yàn)熱循環(huán)/Class A =4產(chǎn)品試驗(yàn)熱循環(huán)/Class A =3室溫、150、275、450Class B =3室溫、225、450Class C =2室溫、450室溫、175、350Class B =2室溫、350Class C =1閥桿處泄漏/v 01005%0101%011%閥體密封處泄漏/v01005%01005%01005%室溫注:溫度等級(jí)分T1T10共10個(gè)等級(jí), 限于篇幅, 本文僅列舉WCB 材料溫度等級(jí)214TA 2L U F TTA 2L U F T 法規(guī)5121614規(guī)定低泄漏按V

8、DI2440礦物煉油廠(chǎng)低泄漏控制, 試驗(yàn)介質(zhì)為97%的氦氣, 試驗(yàn)儀器為氦質(zhì)譜儀(表10表10泄漏率溫度范圍/213SHELL M ESC SPE 77/312SHELL M ESC SPE 77/312是在ISO 15848基礎(chǔ)上的修改和補(bǔ)充, 它也分型式試驗(yàn)和產(chǎn)品接受試驗(yàn)。SHELL M ESC SPE 77/312規(guī)定的低泄漏閥門(mén)型式試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)為97%的氦氣, 試驗(yàn)壓力為溫度循環(huán)規(guī)定溫度下按ASM E B16134標(biāo)準(zhǔn)工作壓力的111倍, 試驗(yàn)儀器為氦質(zhì)譜儀。性能等級(jí)分緊固等級(jí)、耐久等級(jí)和溫度等級(jí)。SHELL M ESC SPE 77/312規(guī)定的低泄漏閥門(mén)產(chǎn)品接受試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)為97%

9、的氦氣, 試驗(yàn)壓力見(jiàn)表6, 試驗(yàn)儀器為氦質(zhì)譜儀。性能等級(jí)分緊固等級(jí)、耐久等級(jí)和溫度等級(jí)(表7表9 。表6產(chǎn)品接受試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力閥門(mén)壓力等級(jí)PN110、PN116150LB 300LB 600LB 900LB 及以上泄漏率(mbar/s/m circ 110-4泄漏率(cm 3(s -1mm -1 d 311×10-7-5250>250-23低泄漏試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)泄漏率比較EPA M ETHOD 21由于采用VOC 法, 它與氦質(zhì)譜儀測(cè)定的泄漏率無(wú)明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 只能通過(guò)試驗(yàn)值來(lái)比較, 本文僅對(duì)ISO 15848、SPE 77/312、TA 2L U F T 要求的閥桿泄漏做一比較,

10、以比較各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)泄漏要求的高低(表11 。表11各標(biāo)準(zhǔn)中閥桿直徑與泄漏率的要求E 207cm -3/s標(biāo)準(zhǔn)10ISO (class A SHELL (class A TA 2LU FTISO/SHELL (class B ISO/SHELL (class C 11818311801800試驗(yàn)壓力/MPa01611021021520%工作壓力閥桿直徑/mm20315356235035003051353935305300770120700700040表7型式試驗(yàn)和產(chǎn)品接受試驗(yàn)閥桿、閥體密封處緊固等級(jí)等級(jí)A B C閥桿處泄漏(Pa m 3s -1(s -101314×10-7(=1176&#

11、215;10-7cm 3mm -1 d -6-63-1-1(s 01314×10(=1176×10cm mm d (s -1-5(-53mm -1 閥體密封處泄漏01314×10-801314×10-7-6由表11可以看出ISO (class A 要求最高, 其次為SHELL (class A , 再次為T(mén)A 2L U F T 和ISO/SHELL (class B , 要求最低為ISO/SHELL(class C 。ISO (class A 要求比SHELL (class A 5結(jié)語(yǔ)高一個(gè)數(shù)量級(jí), TA 2L U F T 的允許泄漏率約為SHELL (

12、class A 的兩倍, ISO/SHELL (class B 要求比ISO (class A 低兩個(gè)數(shù)量級(jí), ISO/SHELL (class C 要求比ISO (class A 低三個(gè)數(shù)量級(jí)。4低泄漏閥門(mén)應(yīng)考慮的因素低泄漏閥門(mén)代表了未來(lái)閥門(mén)發(fā)展的方向, 隨著人類(lèi)社會(huì)對(duì)環(huán)境要求的日益嚴(yán)格, 低泄漏閥門(mén)必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在中國(guó)無(wú)論是用戶(hù)還是閥門(mén)制造商, 還未對(duì)低泄漏閥門(mén)引起足夠的重視, N EWA Y 閥門(mén)通過(guò)了SHELL 公司的低泄漏閥門(mén)的低泄漏閥門(mén)主要針對(duì)閥門(mén)的外漏, 以下幾點(diǎn)應(yīng)予考慮。首先閥門(mén)的鑄件能滿(mǎn)足氦氣試驗(yàn)的要求, 由于氦分子的分子量小, 易于滲透, 鑄件的好壞是關(guān)鍵。其次

13、, 閥體與閥蓋的密封常為墊片密封, 屬靜密封, 比較容易滿(mǎn)足泄漏要求。再次, 閥桿處的密封常采用石墨填料結(jié)構(gòu), 由于閥桿處的密封為動(dòng)密封, 閥桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中容易將石墨顆粒從填料中帶出, 需選用特制的低泄漏填料, 并控制填料與閥桿的間隙, 填料與填料箱的間隙, 壓套與閥桿和填料箱的間隙, 并控制閥桿和填料箱的加工粗糙度, 這些控制手段是關(guān)鍵。一般來(lái)講ISO 2class C 級(jí)可以用石墨填料滿(mǎn)足閥桿密封, ISO 2class B 級(jí)可以用PTFE 及其他彈性密封件滿(mǎn)足閥桿密封, ISO 2class A 級(jí)可以使用波紋管密封來(lái)達(dá)到。文章編號(hào):100225855(2004 0220030201型

14、式認(rèn)證, 必將為中國(guó)高質(zhì)量的閥門(mén)走向世界樹(shù)立一個(gè)良好的開(kāi)端。參考文獻(xiàn)1EPA Method 21Determination of Volatile Organic CompoundLeaks S .2ISO/CD 1584821Industrial valves 2Fugitive emissions 2Measure 2ment. Test and Qualification Procedures 2Part 1:Classification System and Qualification Procedures for Type Test of Fully As 2sembled Valv

15、es S .3ISO/CD 1584821Industrial valves 2Fugitive emissions 2Measure 2ment. Test and Qualification Procedures 2Part 2:Production Acceptance Test of Valves Assemblies S .4SHELL MESC SPE77/312INDUSTRIAL VALV ES :FugitiveEmission Measurement , Classfication System , Qualification Pro 2cedures and Prototype and Production tests of ON/OFF andControl Valve Assemblies S .5VDI 2440Emission Control Mineral Oil Refineries S .(收稿日期:2003112130