空分裝置中控制閥的內(nèi)漏測(cè)試
發(fā)布時(shí)間：2019-05-13 11:27:55 | 人感興趣 | 評(píng)分：3 | 收藏：
空分裝置中常用的控制閥有常溫閥（主要應(yīng)用在冷箱外），低溫閥（主要應(yīng)用在冷箱內(nèi)及冷箱外低溫液體管道），高溫閥（主要應(yīng)用在汽化器、汽輪機(jī)、蒸汽噴射器入口的蒸汽閥），儀表工程師根據(jù)工藝要求的密封等級(jí)選擇合理的密封方式，在許多現(xiàn)場(chǎng)，控制閥出現(xiàn)內(nèi)漏，內(nèi)漏是指啟閉件與閥座密封面的接觸處泄漏，也就是我們常說(shuō)的關(guān)不嚴(yán)，泄漏量是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下和閥門(mén)關(guān)閉情況下，流過(guò)閥門(mén)的流體流量。泄漏量是衡量閥門(mén)內(nèi)漏的指標(biāo)，內(nèi)漏的主要原因大多有以下幾種：
（1）設(shè)計(jì)時(shí)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)扭矩/推力太小、選用的墊片不合適；密封件受溫變形；閥門(mén)長(zhǎng)時(shí)間在小開(kāi)度下工作，流速過(guò)高導(dǎo)致閥內(nèi)件損壞。
（2）組裝時(shí)：閥座密封面未要求裝配；閥座松動(dòng)。
（3）安裝調(diào)試時(shí)：閥門(mén)在安裝焊接時(shí)造成軟密封面的燙傷；管道中的雜質(zhì)在吹掃時(shí)附著在閥座的密封面上，使得密封面不光潔；或密封面被雜質(zhì)刮傷引起密封面凹陷。
（4）運(yùn)行時(shí)：密封面磨損或腐蝕；軟密封材料長(zhǎng)期使用后硬化；小開(kāi)度時(shí)被高速流體沖壞。
盡管內(nèi)漏原因很多，但在使用調(diào)節(jié)閥時(shí)原則上應(yīng)避免內(nèi)漏，希望閥門(mén)在關(guān)閉時(shí)，閥芯和閥座之間的密封面的泄漏量越小越好，有的工藝條件甚至要求調(diào)節(jié)閥不能泄漏。我們?cè)谠O(shè)計(jì)、選型、制造、安裝、調(diào)試過(guò)程中應(yīng)盡可能避免以上可能性的發(fā)生，當(dāng)閥門(mén)在調(diào)試運(yùn)行后才發(fā)現(xiàn)閥門(mén)內(nèi)漏，不僅耗費(fèi)人力去拆卸和維修，還影響項(xiàng)目進(jìn)度，所以盡可能在工廠發(fā)貨前就能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。涉及到閥門(mén)內(nèi)漏且我們常用的標(biāo)準(zhǔn)有：
1 IEC60534-4（Industrial-process control valve-inspection and routine testing）
由國(guó)際電工委員會(huì)制定；定義了兩種測(cè)試程序：
試驗(yàn)程序1：試驗(yàn)介質(zhì)壓力為3barg～4barg，如果測(cè)試壓力低于3.5barg，那么應(yīng)在買(mǎi)方規(guī)定的工作差壓±5%內(nèi)。
試驗(yàn)程序2：試驗(yàn)差壓在買(mǎi)方規(guī)定的控制閥前后的工作差壓±5%內(nèi)。
2 FCI 70-2（Fluid controls institute standard control valve seat leakage）
由美國(guó)流體控制學(xué)會(huì)制定；定義了四種測(cè)試程序：
試驗(yàn)方法1：試驗(yàn)介質(zhì)為溫度10～51℃的干凈空氣或水，試驗(yàn)壓力為3～4barg，或者工作差壓的±5%。
試驗(yàn)方法2：試驗(yàn)介質(zhì)為溫度10～52℃的干凈的水，試驗(yàn)壓力為工作差壓的±5%之內(nèi)，在室溫下不超過(guò)ANSIB16.1、B16.5或B16.34所規(guī)定的工作壓力，或者根據(jù)個(gè)別協(xié)定的某些較低壓力。
試驗(yàn)方法3：試驗(yàn)介質(zhì)為溫度10～52℃的干凈空氣或氮?dú)猓囼?yàn)壓力為3.5barg，或者工作差壓的±5%。
試驗(yàn)方法4：試驗(yàn)介質(zhì)為溫度10～52℃的干凈空氣或氮?dú)猓囼?yàn)壓力閥門(mén)關(guān)閉壓差或3.5barg，選擇較小的數(shù)值。
從上述的IEC60534-4和FCI 70-2的標(biāo)準(zhǔn)中，我們可以看到有低壓測(cè)試（3～4bar）和高壓測(cè)試（閥門(mén)關(guān)閉壓力），通常買(mǎi)方購(gòu)買(mǎi)時(shí)如果沒(méi)有特殊定義，閥門(mén)供應(yīng)商出于成本及試驗(yàn)安全考慮，會(huì)按照3.5bar對(duì)閥門(mén)進(jìn)行內(nèi)漏測(cè)試。但實(shí)際應(yīng)用中，介質(zhì)壓力可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于測(cè)試所用的3.5bar，對(duì)于大部分閥門(mén)（除上進(jìn)底出的閥門(mén)外）來(lái)說(shuō)，隨著壓力升高，泄漏量肯定增大，那么我們可以根據(jù)IEC60534-4中的備注3計(jì)算泄露量做參考，和實(shí)際工況下的泄漏量來(lái)做比較。
考慮到調(diào)節(jié)閥泄漏量標(biāo)準(zhǔn)IEC60534-4&FCI 70-2只是對(duì)調(diào)節(jié)閥在常溫下的密封性能要求，常溫下即使閥門(mén)密封性能良好，但是并不能保證在低溫下的密封性能，可根據(jù)工藝使用特點(diǎn)要求供應(yīng)商做低溫測(cè)試，目的是檢查閥門(mén)在低溫下的密封性能，低溫測(cè)試用的是-196℃液氮，通入氦氣做測(cè)試，常用的低溫泄露測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有：BS6364（英國(guó)閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)）；EN1626（Cryogenic vessels-valves for cryogenic service）；EN12567（Isolating valves for LNG）；JB/T 7749 （低溫閥門(mén)技術(shù)條件）。
3 BS6364（英國(guó)閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)）
標(biāo)準(zhǔn)中定義：閥座密封試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)閥體和閥蓋的溫度到達(dá)-196℃，用氦氣在滿載密封封頂額定壓力（1.1*PS）下進(jìn)行，測(cè)試時(shí)按要求增壓，對(duì)于金屬密封控制閥，允許泄漏量應(yīng)為100mm3/s*DN；對(duì)于軟密封閥門(mén)，在試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間內(nèi)應(yīng)無(wú)可見(jiàn)泄露。但標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有對(duì)泄露等級(jí)進(jìn)行定義。
4 EN12567（Isolating valves for LNG）
雖然是液化天然氣的隔斷閥的測(cè)試要求，但其中的低溫內(nèi)漏測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)可以拿來(lái)借鑒。在閥體和閥蓋的溫度到達(dá)-196℃和1.1*PS的試驗(yàn)壓力下用氦氣做測(cè)試，泄露量不超過(guò)表1中數(shù)值的兩倍。
Lmax是在試驗(yàn)壓力和溫度的條件下的液體泄漏量mm3/min，折算成氣體就是：
QG：氣體泄漏量（標(biāo)況下），單位mm3/min；
CEXP：膨脹系數(shù)（在標(biāo)況下氣體體積與在試驗(yàn)條件下液體體積的比率）
對(duì)于高溫閥門(mén)，因?yàn)闇y(cè)試條件所限，尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)描述高溫下的內(nèi)漏測(cè)試條件和合格標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際應(yīng)用中，判定閥門(mén)內(nèi)漏的方法是：閥門(mén)關(guān)閉4-6小時(shí)后，用紅外線測(cè)溫儀表測(cè)量閥桿（靠近閥體）或閥體下游150mm處金屬溫度，如大于70℃，則認(rèn)定為“內(nèi)漏”。
為了避免內(nèi)漏問(wèn)題在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生，我們可以根據(jù)實(shí)際工況壓力要求供應(yīng)商做壓力測(cè)試或低溫測(cè)試，但高壓測(cè)試和低溫測(cè)試費(fèi)用往往昂貴，且影響交貨周期。筆者認(rèn)為對(duì)于下列閥門(mén)內(nèi)漏測(cè)試顯得尤為重要：
（1）冷熱隔絕的閥門(mén)：如果閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，損失冷量。
（2）涉及安全的六級(jí)密封閥門(mén)。
（3）產(chǎn)品放空的閥門(mén)：如果閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，裝置產(chǎn)品浪費(fèi)，使得用戶蒙受經(jīng)濟(jì)損失。
（4）需要經(jīng)常檢修設(shè)備的前后閥門(mén)：設(shè)備檢修時(shí)需要將前后閥門(mén)密封關(guān)閉。
在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要在閥前保持一定的流體壓力，在閥后測(cè)量泄漏量，并且應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）利用輸入到閥前的帶壓力流體把閥座密封面上的贓物、塵土、油污沖刷掉。
（2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)或閥門(mén)定位器通途試驗(yàn)氣壓之后，使閥門(mén)動(dòng)作數(shù)次，把閥門(mén)關(guān)閉。
（3）在閥前試驗(yàn)壓力達(dá)到穩(wěn)定后，才能測(cè)量泄漏量。
（4）空分裝置中的氧閥不能用水壓做內(nèi)漏測(cè)試。
（5）考慮到試壓安全，內(nèi)漏測(cè)試不要與功能測(cè)試一起做。
5 結(jié)束語(yǔ)
在不影響使用的情況下，對(duì)閥門(mén)的密封性能提出過(guò)高的要求是不必要的，導(dǎo)致提高成本，造成不必要的浪費(fèi)。
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