低泄漏閥門試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用

1、文章編號(hào): 100225855 (2004) 0220028203作者簡(jiǎn)介:高開科(1969 - ) ,男,湖南省沅江市人,總工程師,長期從事閥門設(shè)計(jì)和研究工作。低泄漏閥門試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用高開科(蘇州紐威閥門有限公司,江蘇 蘇州 215129) 摘要 介紹了低泄漏閥門的有關(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,并提出了滿足低泄漏的閥門在設(shè)計(jì)中應(yīng)予考慮的主要因素。關(guān)鍵詞 閥門;低泄漏;試驗(yàn)中圖分類號(hào): T- 65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: AFugitive emission valve standards and applicationGAO Kai2ke(NEWAY Valve (Suzhou) CO

2、. , L TD , Suzhou 215129 , China)Abstract : This paper introduces the different standards for fugitive emission valve.Key words : valve ; low emission ; testing1 概述隨著人們對(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格,對(duì)閥門的要求也日益提高,閥門從滿足基本的限制內(nèi)漏、外漏和操控靈活的條件,發(fā)展到現(xiàn)在需滿足閥門對(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檢測(cè)微小的外泄漏。閥門的這種微小的對(duì)外界環(huán)境

3、的泄漏稱為低泄漏(fugitive emis2sion或low emission)。符合低泄漏要求的閥門在國外已被廣泛的應(yīng)用,而且隨著國外公司在中國的項(xiàng)目建造,一些有毒介質(zhì)及易燃或易爆介質(zhì)的閥門已采用低泄漏閥門。2 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)常用的檢測(cè)閥門低泄漏的標(biāo)準(zhǔn)有美國環(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),國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/ CD 15848工業(yè)閥門:低泄漏測(cè)量、試 驗(yàn) 及 資 格 認(rèn) 定 程 序,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)定程序及開關(guān)閥和控制閥的型式認(rèn)可和產(chǎn)品試驗(yàn),德國TA luft法規(guī)。這些

4、標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)對(duì)低泄漏閥門的檢測(cè)方法和泄漏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各有不同。211EPA method 21EPA method 21試驗(yàn)介質(zhì)為可揮發(fā)性有機(jī)物甲烷(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 15848 Part 1型式試驗(yàn)閥門的分級(jí)系統(tǒng)和資格認(rèn)可程序; Part 2閥門產(chǎn)品接受試驗(yàn)。ISO/ CD 15848規(guī)定的低泄漏閥門型式試驗(yàn) 試驗(yàn)介質(zhì)為97 %的氦氣或97 %的

5、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)閥桿處泄漏(mgs- 1m- 1)閥體密封處泄漏A10- 6( = 117610- 8cm3(s- 1mm- 1)d)01005 %(v)B10- 4( = 117610- 6cm3(s- 1mm- 1)d)01005 %(v)C10- 2( = 117610- 5cm3(s- 1mm- 1)d)01005 %(v)表2 開關(guān)閥耐久等級(jí)(機(jī)械循環(huán))等級(jí)機(jī)械循環(huán)(全行程)次數(shù)熱循環(huán)次數(shù)CO1500除室溫外2次CO21 5001CO32 500182 閥 門 2004年第2期 1

6、995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.表3 控制閥耐久等級(jí)(機(jī)械循環(huán))等級(jí)機(jī)械循環(huán)(全行程)次數(shù)熱循環(huán)次數(shù)CC120 000除室溫外2次CC240 0001CC3100 0001表4 溫度等級(jí)t1t2t3t4t5- 196- 46室溫200400ISO/ CD 15848規(guī)定的低泄漏閥門產(chǎn)品接受試驗(yàn) 低泄漏閥門產(chǎn)品接受試驗(yàn)是指產(chǎn)品出廠試驗(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 閥桿密封處緊固

7、等級(jí)等級(jí)閥桿處泄漏/ v閥體密封處泄漏/ vA01005 %01005 %B0101 %01005 %C011 %01005 %213SHELL MESC SPE 77/ 312SHELL MESC 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 MESC SPE 77/ 312規(guī)定的低泄漏閥門型式試驗(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ASME 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 MESC SPE 77/ 312規(guī)定的低泄漏閥門產(chǎn)品接受試驗(yàn)

8、試驗(yàn)介質(zhì)為97 %的氦氣,試驗(yàn)壓力見表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)壓力閥門壓力等級(jí)試驗(yàn)壓力/ MPaPN110、PN116016150LB110300LB210600LB215900LB及以上20 %工作壓力表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)閥桿處泄漏(Pam3s- 1)閥體密封處泄漏A0131410- 7( = 117610- 7cm3(s- 1mm- 1)d)0131410- 8B0131410- 6( = 117610- 6cm3(s- 1mm- 1)d)0131410- 7C0131410

9、- 5( = 117610- 5cm3(s- 1mm- 1)d)0131410- 6表8 開關(guān)閥耐久等級(jí)(機(jī)械循環(huán))等級(jí)型式試驗(yàn)機(jī)械循環(huán)(全行程)次數(shù)產(chǎn)品試驗(yàn)機(jī)械循環(huán)(全行程)次數(shù)閘閥、 截止閥CO -RS - SS - ML10025止回閥、 球閥CO -C250N1A1控制閥CC - 1按ANSI/ FCI91 - 1規(guī)定按ANSI/ FCI91 - 1規(guī)定表9 溫度等級(jí)管材設(shè)計(jì)溫度范圍/溫度等級(jí)型式試驗(yàn)熱循環(huán)/產(chǎn)品試驗(yàn)熱循環(huán)/- 29450T9Class A = 4室溫、150、275、450Class A = 3室溫、175、350Class B = 3室溫、225、450Class

10、B = 2室溫、350Class C = 2室溫、450Class C = 1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)214TA2LUFTTA2LUFT法 規(guī)5121614規(guī) 定 低 泄 漏 按VDI2440礦物煉油廠低泄漏控制,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/泄漏率(mbar/ s/ m circ1)泄漏率(cm3(s- 1mm- 1)d)25010 -431110- 7 25010- 231110- 53 低泄漏試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)泄漏率比較EPA METHOD 21由于采用VOC法,它與氦質(zhì)譜儀測(cè)定的泄漏率無明確

11、的對(duì)應(yīng)關(guān)系,只能通過試驗(yàn)值來比較,本文僅對(duì)ISO 15848、SPE 77/312、TA2LUFT要求的閥桿泄漏做一比較,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E207cm- 3/ s標(biāo)準(zhǔn)閥桿直徑/ mm10203040ISO(class A)1183155137SHELL (class A)18355370TA2LUFT316293120ISO/ SHELL (class B)180350530700ISO/ SHELL (class C)1 8003 5005 3007 000由表11可以看出ISO (class A)要求最高,其次為SHELL(cl

12、ass A) ,再次為TA2LUFT和ISO/ SHELL (class B) ,要求最低為ISO/ SHELL922004年第2期 閥 門 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.(class C)。ISO (class A)要求比SHELL (class A)高一個(gè)數(shù)量級(jí), TA2LUFT的允許泄漏率約為SHELL (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 (cla

13、ss A)低三個(gè)數(shù)量級(jí)。4 低泄漏閥門應(yīng)考慮的因素低泄漏閥門主要針對(duì)閥門的外漏,以下幾點(diǎn)應(yīng)予考慮。首先閥門的鑄件能滿足氦氣試驗(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,閥體與閥蓋的密封常為墊片密封,屬靜密封,比較容易滿足泄漏要求。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。一般來講ISO2class C級(jí)可以用石墨填料滿足閥桿密封, ISO2class B級(jí)可以用P

14、TFE及其他彈性密封件滿足閥桿密封, ISO2class A級(jí)可以使用波紋管密封來達(dá)到。5 結(jié)語低泄漏閥門代表了未來閥門發(fā)展的方向,隨著人類社會(huì)對(duì)環(huán)境要求的日益嚴(yán)格,低泄漏閥門必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。在中國無論是用戶還是閥門制造商,還未對(duì)低泄漏閥門引起足夠的重視,NEWAY閥門通過了SHELL公司的低泄漏閥門的型式認(rèn)證,必將為中國高質(zhì)量的閥門走向世界樹立一個(gè)良好的開端。參考文獻(xiàn)1 EPA Method 21 Determination of Volatile Organic CompoundLeaksS.2 ISO/ CD 1584821 Industrial valves2Fugitive

15、 emissions2Measure2ment. Test and Qualification Procedures2Part 1 : ClassificationSystem and Qualification Procedures for Type Test of Fully As2sembled ValvesS.3 ISO/ CD 1584821 Industrial valves2Fugitive emissions2Measure2ment.Test and Qualification Procedures2Part 2 :ProductionAcceptance Test of V

16、alves AssembliesS.4 SHELL MESC SPE77/ 312 INDUSTRIAL VALVES: FugitiveEmission Measurement , Classfication System , Qualification Pro2cedures and Prototype and Production tests of ON/ OFF andControl Valve AssembliesS.5 VDI 2440 Emission Control Mineral Oil RefineriesS.(收稿日期: 2003112130)文章編號(hào): 100225855 (2004) 0220030201多 閘 板 銑 削 輔 助 夾 具方金余(黃山高壓閥門有限公司,安徽 黃山 245000) 利用平口鉗作為夾具銑削閥門閘板時(shí),每次只能裝夾一個(gè)閘板,加工效率低。如果