PE燃?xì)馇蜷y演示文稿課件

1、燃?xì)庥镁垡蚁≒E)球閥質(zhì)量要求與分析,北京京燃凌云燃?xì)庠O(shè)備有限公司,一、PE球閥簡介,美國思凡絡(luò)斯措姆公司于70 年代首先研制生產(chǎn)了PE球閥，并大量應(yīng)用于PE燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)。,燃?xì)廨斉溆镁垡蚁≒E）球閥,根據(jù)材料等級，PE球閥可分為 PE80球閥和PE100球閥； 從功能分，聚乙烯球閥可分為 標(biāo)準(zhǔn)球閥、單放散球閥、雙放散 球閥。(見下圖),1、PE 球閥類別,標(biāo)準(zhǔn)球閥,傳統(tǒng)雙(單)放散球閥,改進(jìn)雙(單)放散球閥,銅質(zhì)結(jié)構(gòu)放散閥,（扳手尺寸與寶力泰克、大連精工同）,銅質(zhì)結(jié)構(gòu)放散閥 功能： 1、安裝壓力表測壓 2、通過波紋接頭連接U 行管測微壓 3、螺紋連接鋼管放散 4、通過波紋接頭連接軟 管放

2、散 5、通過接地引線實(shí)現(xiàn)靜 電接地（凌云專利）,按口徑分: dn32、dn40、dn50、dn63、dn90、dn110、dn160、dn200、dn250、dn315 按結(jié)構(gòu)分，浮動球和固定球(見下圖),浮動式,固定式,工作狀態(tài)下球?qū)﹂y座的壓力F= 如 dn250 p=0.4Mpa F=1314kg； dn315 p=0.4Mpa F=2087kg,2. 球閥結(jié)構(gòu)尺寸,材料: PE100/PE80 標(biāo)準(zhǔn): ISO 10933、 EN 1555-4、 GB 15558.3 標(biāo)準(zhǔn)尺寸比: SDR11,公 制 標(biāo) 準(zhǔn) 型 PE 球 閥,材料: PE100/PE80 標(biāo)準(zhǔn): ISO 10933 EN

3、 1555-4 GB 15558.3 標(biāo)準(zhǔn)尺寸比: SDR11,雙 放 散 型 PE 球 閥,材料: PE4710/PE3408 標(biāo)準(zhǔn): ASME B16.40 標(biāo)準(zhǔn)尺寸比: SDR11,英 制 標(biāo) 準(zhǔn) 型 PE 球 閥,操 作 桿 加 長 型 PE 球 閥,防靜電雙放散型PE球閥,3. PE 球閥結(jié)構(gòu),球閥剖面,4. PE球閥的優(yōu)勢與劣勢,4.1 PE球閥的優(yōu)勢：終生免維護(hù) 與管材焊接連接無泄漏點(diǎn)。 不腐蝕，無需防腐。 可直埋，質(zhì)量輕，施工方便。 抗震，抗沉降。 長壽命，經(jīng)濟(jì)性好。,4.2 PE球閥的劣勢：不易維修 與金屬相比，機(jī)械強(qiáng)度低； 壓力受限； 對溫度敏感。 注：這也是聚乙烯塑料材料

4、的普遍劣勢。,PE燃?xì)夤艿赖母甙踩纫螅构艿老到y(tǒng)中的重要部件球閥成為廠家與用戶的共同生命。,PE球閥的生產(chǎn)工藝流程如下: PE注塑件毛坯的注塑生產(chǎn) 機(jī)加工半成品 球閥零件的裝配焊接 PE球閥的檢驗(yàn) 包裝入庫,5. PE球閥的生產(chǎn),6、PE球閥的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn),國際標(biāo)準(zhǔn)： ISO 10933-1997 燃?xì)廨斉溆镁垡蚁≒E）球閥 歐洲標(biāo)準(zhǔn): EN 1555-4:2002 燃?xì)廨斔陀盟芰瞎艿老到y(tǒng) 聚乙烯 第4部分 球閥 美國標(biāo)準(zhǔn): ANSI 16.40-2008 用于燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的手動操作熱塑性塑料閥 韓國標(biāo)準(zhǔn): KS M 3529-1999（2001 ）手動式熱塑性塑料球閥 國家標(biāo)準(zhǔn)：GB 1

5、5558-3 -2008燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁≒E）管道輸配系統(tǒng) 第3部分：球閥,二、PE球閥的材料要求,聚乙烯混配料的要求詳見GB 15558.1-2003,1. 密度 2. 熔體質(zhì)量流動速率 3. 氧化誘導(dǎo)期（熱穩(wěn)定性） 4. 揮發(fā)份含量 5. 水分含量 6. 碳黑含量（用于黑色混配料） 7. 顏料分散（用于非黑色混配料） 8. 耐氣體組分 9 . 耐快速裂紋擴(kuò)展 10. 耐慢速裂紋增長,三、PE球閥的一般性能,1、閥體要求,材料要符合GB15558.1的燃?xì)鈱Ｓ没炫淞希≒E 80,PE 100）；不允許使用回用料。 黑、黃兩種顏色。 任一點(diǎn)壁厚不低于對應(yīng)SDR11管材壁厚。 為了防止應(yīng)力集中

6、，閥體壁厚的改變應(yīng)逐漸改變。,2、閥球要求,必要的強(qiáng)度與硬度。 耐磨。 與密封件間摩擦力要小。 與閥體的線膨脹系數(shù)接近。 易加工。 常用材料有:澆鑄尼龍、聚丙烯、乙縮醛等。,3、密封件,硬度5088共5級，選擇 與介質(zhì)壓力相匹配，并要穩(wěn)定； 壓縮永久變形： 室溫，70小時： 10%； 70，22小時： 20%。越小越好； 壓縮應(yīng)力松弛： 室溫，7天： 15%； 室溫， 90天：22%。 越小越好； 長壽命，抗老化，與PE等壽命； 耐氣體組份,符合HG/T3092 （BS EN682）的要求,4、操作帽（扳手帽）,有足夠的強(qiáng)度 在地面能識別開關(guān)狀態(tài) 在地面能方便的操作 順時針關(guān)，逆時針開。1/4

7、圓周 旋轉(zhuǎn)。 操作帽應(yīng)與閥桿連成一體，除非借用專門設(shè)備，應(yīng)無法拆卸。,5、潤滑劑,對球閥部件無負(fù)面影響 耐燃?xì)饨M份 能長期維持應(yīng)有功能 優(yōu)良的黏溫性能和低溫性能 一般潤滑脂均能起到密封作用，但球閥的氣密缺陷不允許用潤滑脂彌補(bǔ)。,四、PE球閥的質(zhì)量要求,標(biāo)準(zhǔn)對PE球閥的具體質(zhì)量要求：,幾何性能 物理性能 力學(xué)性能,1.1 外觀,出廠100檢驗(yàn) 顏色 內(nèi)外表面清潔 無縮孔（坑） 無劃痕 標(biāo)志 無其他影響使用的缺陷,1、幾何性能,1.2、幾何尺寸,材質(zhì)與球閥壁厚的關(guān)系。 管材為PE80，球閥為PE100時，閥壁厚0.8管壁厚。 管材為PE100，球閥為PE80時，閥壁厚1/0.8管壁厚。 球閥兩端可

8、為插口也可為承口，但尺寸必須符合GB15558.2-2005（管件）標(biāo)準(zhǔn)要求。 操作帽尺寸（強(qiáng)度）5050 40； 757560與鑰匙配合良好。,出廠100檢驗(yàn),2、物理性能（焊接性能）,出廠檢驗(yàn)（抽檢）,2.1 氧化誘導(dǎo)時間 要求：200 20分鐘,要求：（190， 5kg）條件下， 0.2 MFR1.4， 且閥體與原料測 量值相差不超 過20%。,2.2 熔體質(zhì)量流動速率（MFR）,1、靜液壓強(qiáng)度 2、密封性能試驗(yàn) 3、壓力降 4、操作扭矩 5、止動強(qiáng)度 6、對操作裝置施加彎矩期間及解除后的密封性能 7、承受彎矩條件下，溫度循環(huán)后的密封性能 及易操作性（d n63mm） 8、拉伸載荷后的密

9、封性能及易操作 9、 沖擊后的易操作性 10、持續(xù)內(nèi)部靜液壓后的密封性能及易操作性 11、耐簡支梁彎曲密封性能（d n63mm） 12、耐溫度循環(huán)（d n63mm）,3 力學(xué)性能（共12項(xiàng)）,3.1靜液壓試驗(yàn)強(qiáng)度測試,本項(xiàng)檢測項(xiàng)目是驗(yàn)證閥體材料的力學(xué)性能與1萬小時的試驗(yàn)結(jié)果相一致。,出廠檢驗(yàn)（抽檢）： 靜液壓強(qiáng)度測試 （80 165小時） 定型及型式檢驗(yàn) ： 靜液壓強(qiáng)度測試 （ 20 100小時） 靜液壓強(qiáng)度測試： （80 1000小時）, PE80 =4.5MPa PE100 =5.4MPa, PE80 =10MPa PE100 =12.4MPa, PE80 =4.0MPa PE100 =5

10、.0MPa,試驗(yàn)壓力的計(jì)算：,P=,2,SDR-1,=,3.2 球閥整體密封性能試驗(yàn),這是對球閥的最基本 要求 出廠100%檢驗(yàn)： 23 0.6MPa 30秒 定型及型式檢驗(yàn)： 23 2.5kpa 24小時 兩個閥座及閥桿共三個 方向，以空氣或氮?dú)?檢驗(yàn)。,U型管微壓測試（可根據(jù)客戶要求選做）,國家標(biāo)準(zhǔn)： 23 250mm水柱， 24小時,出廠檢驗(yàn)（抽檢）,檢測球閥整體密封性能。這是檢測球閥在正常通氣或關(guān)閉時的密封性，以及在停氣檢修時管道內(nèi)低壓余氣時的密封性。雖然低壓密封性檢測不是出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目，但某些球閥曾發(fā)生過低壓內(nèi)漏的問題。因此在球閥的密封性檢驗(yàn)中，應(yīng)該十分重視對低壓情況密封性的檢驗(yàn)。,3

11、.3 操作扭矩試驗(yàn),完成球閥功能的最基 本要求。以空氣為介質(zhì)，考核球閥單側(cè)承受工作壓力時的最大操作扭矩。通過該項(xiàng)檢測，保證 PE 球閥的易操作性。密封與扭矩是一對矛盾體，既要保證密封好，而又不至于使扭矩過大，增加開啟的困難。,出廠100%檢驗(yàn)： 23條件下。 定型及型式檢驗(yàn)： -20 ，23， 40條件下。 在0.4MPa的試驗(yàn)壓力下 dn63 最大操作扭矩35Nm 63dn125最大操作扭矩70Nm 125dn225最大操作扭矩150Nm 225dn315最大操作扭矩300Nm,3.4 止動強(qiáng)度限位阻力試驗(yàn),是對球閥開、關(guān)限位機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度要求 定型與型式檢驗(yàn)項(xiàng)目 做法：分別在-20和40，連續(xù)

12、24小時單側(cè)承受工作壓力條件下，對限位機(jī)構(gòu)施加倍的最大操作扭矩15秒，不破壞。,3.5 對操作裝置施加彎矩期間及解除后的密封性能,這是模擬實(shí)際應(yīng) 用中的球閥受到地 面活荷載（堆積物 等）車荷載等額外 作用時，對球閥工 作可靠性的檢驗(yàn)。 定型及型式檢驗(yàn),操作步驟,制備兩側(cè)具有加壓、卸壓口及壓力測量接口的試件 在23的溫度下閥半開，加壓至2.5kpa，按圖所示施加55Nm的彎矩1小時，無泄漏 卸掉彎矩并維持內(nèi)壓1小時，無泄漏 閥關(guān)閉，單側(cè)卸壓，1小時，無泄漏 另一側(cè)按2.5kpa檢驗(yàn)1小時，無泄漏 試驗(yàn)壓力調(diào)整為0.6MPa，重復(fù)以上步驟。,3.6 承受彎矩條件下，溫度循環(huán)后的密封性能及易操作性（

13、dn63mm）,這是模擬較小球閥 （ dn63）, 埋 深較淺，溫度變化 影響明顯，且彈性 敷設(shè)較多橫向位移 較常出現(xiàn)的情況， 檢驗(yàn)球閥在溫度外 力雙重作用下的長 期性能。 定型檢驗(yàn)項(xiàng)目,承受彎矩：球閥連同兩側(cè)連接管材按R=25dn彎曲 溫度循環(huán)：-20+40，如圖11 單溫循環(huán)：按1/min變化， h=60min 雙溫循環(huán)：-20，40兩個恒溫箱， h30min 美國標(biāo)準(zhǔn)要求： 閥門應(yīng)冷卻到205（293）下并放置最少18h，檢測扭矩和密封性能； 然后閥門應(yīng)放置在1405（603）溫度下并放置最少18h，檢測扭矩和密封性能。,40 ,20 ,時間,溫度,一個循環(huán),50個循環(huán),h,h,10h,

14、10h,圖11 溫度循環(huán)示意圖,操作步驟,制備兩個足夠長的試樣 按閥桿與彎曲平面一致與垂直，分別彎曲或R=25dn，并固定 完成50個溫度循環(huán) 保持彎曲狀態(tài)，在 -20， 40分別穩(wěn)定10小時后做（2.5kpa，24小時）和（0.6MPa，30秒）密封性試驗(yàn) 注：此試驗(yàn)最少需要1100小時（46天）,彎曲試驗(yàn)的試驗(yàn)安排示意,3.7 拉伸載荷后的密封性能及耐操作性,這是模擬在地震或斷裂帶發(fā)生明顯沉降時球閥的工況，要求在PE受被拉伸屈服的條件下球閥性能仍然完好。,定型檢驗(yàn)項(xiàng)目,制備管端密封，能做壓力試驗(yàn)的試件。 在23球閥開啟狀態(tài)加壓至2.5kpa。 施加拉力F，使管材應(yīng)力達(dá)12MPa，穩(wěn)定1小時

15、,不泄漏。 增加拉力，按25mm/min拉伸，至管材屈服，停止拉伸。 按(2.5kpa，24小時)及(0.6mpa，30秒)檢密封性及23檢操作扭矩。 注：F=e(D-e) P 如：SDR11, Dn63的閥，測得D=63.37mm,e=6.34mm,F=13560.76N,操作步驟,3.8 沖擊后的耐操作性,模擬球閥受到意外碰 撞拋摔時，耐損壞的 要求。球閥本體在承 受一定的沖擊后，進(jìn) 行扭矩測試及密封性 測試，以保證球閥在 運(yùn)行狀況及非正常情 況下的耐受能力。 定型檢驗(yàn)項(xiàng)目,做法： 球閥在-20狀態(tài)調(diào)整2小時。 球閥底部墊實(shí)、固定，以3kg重鋼球自1m高自由下落沖擊操作帽，無裂紋，損壞。

16、在-20狀態(tài)下檢操作扭矩及止動強(qiáng)度。 在40條件下，重復(fù)上述操作。,3.9 持續(xù)內(nèi)部靜液壓后的密封性及操作性,這是球閥長期壽命可靠性的檢驗(yàn)。 定型檢驗(yàn)項(xiàng)目 做法： 按靜液壓試驗(yàn)要求制備偶數(shù)試件 試驗(yàn)介質(zhì):水，溫度20，球閥狀態(tài):半數(shù)開，半數(shù)關(guān)。 試驗(yàn)壓力：PE80，1.6MPa;PE100，2.0MPa。 1000小時不泄漏，不破壞。 卸壓，按“沖擊后的耐操作性”檢驗(yàn)。 按“密封性”（氣密性）檢驗(yàn)。,3.10 耐簡支梁彎曲密封性能（dn63）,這是模擬較大球閥在使用中可能出現(xiàn)的管基沉降，輕微滑移，彈性敷設(shè)等情況，球閥可靠性的檢驗(yàn)。 定型檢驗(yàn)項(xiàng)目 試驗(yàn)溫度23試件兩管端封閉可試壓，彎曲力F： 6

17、3dn125 F=3.0KN 125dn315 F=6.0KN,操作步驟,1、制備試件，檢驗(yàn)密封性，操作扭矩。 2、如圖14，閥桿垂直向上，對試件垂直以25mm/min的速度緩慢施加彎曲力F，穩(wěn)定10小時，檢驗(yàn)球閥的“密封性”及“操作扭矩”。 3、測量最大撓度，卸載，檢查外觀。 4、將試件轉(zhuǎn)動90，仍垂直加載，重復(fù)2、3操作。 5、卸載后再檢驗(yàn)其密封性和操作扭矩。,3.11 耐溫度循環(huán)(dn63）,模擬球閥在長使 用中必然要經(jīng)受 的溫度變化，要 求球閥要經(jīng)得起 考驗(yàn)，性能穩(wěn)定。 定型檢驗(yàn)項(xiàng)目,-20+60溫度循環(huán)， 如圖15：單溫與雙溫均可。,試件制備，只要一個球閥，兩端密封，可試壓。 試件在

18、23調(diào)整24小時，檢密封性，操作扭矩。 關(guān)閉球閥，一側(cè)升壓至0.6MPa穩(wěn)定后斷開氣源，另一端敞開。 完成-20到60的10個循環(huán)，第一個循環(huán)從23起，記錄壓力變化。 回到23，調(diào)整24小時，再做密封性及操作扭矩檢測。,操作步驟,3.12 壓力降（水力學(xué)特性）,球閥相當(dāng)于管道系統(tǒng)中 的一個管件，流體流經(jīng) 管件必產(chǎn)生一個壓力損 失，要求球閥制造商提 供以下數(shù)據(jù)供用戶水力 計(jì)算時使用。 定型檢驗(yàn)項(xiàng)目,dn63的閥產(chǎn)生0.05kpa(5mmH2O)壓力降時的氣體流量， 或dn63的閥產(chǎn)生0.01kpa(1mmH2O)壓力降時的氣體流量。,關(guān)于球閥的通徑和縮徑問題,國家標(biāo)準(zhǔn)、美國標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)均沒有提

19、出通徑和縮徑問題，要求所有球閥均要進(jìn)行壓力降測試。僅韓國標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：閥球內(nèi)徑小于等于球閥端口內(nèi)徑85時稱為縮徑。閥球內(nèi)徑大于球閥端口內(nèi)徑95時稱為通徑。 考慮到性價比，國際上普遍相鄰管徑采用同一閥球內(nèi)徑。如dn32與dn40、 dn50與dn63、 dn90與dn110、 dn160與dn200、 dn250與dn315采用同一球體。韓國標(biāo)準(zhǔn)中對球閥內(nèi)徑有明確規(guī)定：20A、25A、30A、40A（相當(dāng)于dn25至dn50）、 100A與125A（相當(dāng)于dn110與d n140）、200A與250A（相當(dāng)于dn200與dn250）或250A與300A（相當(dāng)于dn250與dn315）采用同一球體。 加拿大JANA實(shí)驗(yàn)室的測試說明，當(dāng)閥的內(nèi)徑大于管端口內(nèi)徑80以上時，對管道流體通過能力幾乎沒有影響。 PE管不用清管球，所以閥的口徑僅考慮壓力降即可。,五、球閥的使用 注意事項(xiàng)