工業(yè)閥門壓力試驗(yàn)分析

項(xiàng)英俊

國(guó)家石油機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（江蘇）（江蘇建湖224700）

工業(yè)閥門壓力試驗(yàn)分析

項(xiàng)英俊

國(guó)家石油機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（江蘇）（江蘇建湖224700）

確定工業(yè)閥門壓力試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力值對(duì)于閥門的檢測(cè)具有重要意義。通過分析閥門的壓力試驗(yàn)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，探討閥門公稱壓力和常溫下最大允許工作壓力的區(qū)別。以鋼制閘閥為例找出閥門壓力試驗(yàn)值的計(jì)算方法，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，規(guī)范閥門壓力試驗(yàn)，為質(zhì)檢機(jī)構(gòu)進(jìn)行閥門質(zhì)量把關(guān)提供保障。

閥門；試驗(yàn)壓力值；公稱壓力；最大允許工作壓力

工業(yè)閥門是石油化工流體輸送系統(tǒng)中重要的控制部件，閥門用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)部門中，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民日常生活的改善方面具有重要的作用。因此，閥門的質(zhì)量檢測(cè)是生產(chǎn)企業(yè)和質(zhì)檢機(jī)構(gòu)必須重視的工作，其中閥門的壓力試驗(yàn)是保證閥門質(zhì)量安全的最重要的一道工序。做好閥門的壓力試驗(yàn)對(duì)保證閥門質(zhì)量消除事故隱患避免安全事故發(fā)生，保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全方面具有重要意義。

1 壓力試驗(yàn)值分析

閥門的壓力試驗(yàn)主要分為殼體強(qiáng)度試驗(yàn)和密封試驗(yàn)，殼體強(qiáng)度試驗(yàn)是對(duì)閥體和閥蓋等連接而成的整個(gè)閥門殼體進(jìn)行的壓力試驗(yàn)，主要是檢驗(yàn)閥門整個(gè)殼體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐壓能力和致密性等方面內(nèi)容；密封試驗(yàn)是檢查閥門啟閉件和閥座密封副、閥體和閥座間的密封性能的試驗(yàn)。為了探討閥門試驗(yàn)壓力的數(shù)值，通過分析比較國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（表1），以試驗(yàn)介質(zhì)是液體時(shí)，閘閥殼體試驗(yàn)壓力為例來詳細(xì)說明。

從表1中可以看出不管作廢的標(biāo)準(zhǔn)或者是現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)，殼體試驗(yàn)壓力值有兩種計(jì)算方式，一是公稱壓力的1.5倍；二是常溫下允許最大工作壓力的1.5倍。為了弄清楚公稱壓力和允許最大工作壓力是否是同一個(gè)概念，查閱了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與書籍來分析研究。

表1 閥門殼體試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)壓力

1.1 公稱壓力

GB/T 1048-2005《管道元件PN(公稱壓力）的定義和選用》中專門對(duì)公稱壓力含義進(jìn)行了定義。從中可以知道“公稱壓力（PN）是與管道系統(tǒng)元件的力學(xué)性能和尺寸特性相關(guān)、用于參考的字母和數(shù)字組合的標(biāo)識(shí)。字母PN后跟的數(shù)字不代表測(cè)量值，不應(yīng)用于計(jì)算目的，除非在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定。”

1.2 最大允許工作壓力

GB/T 13927-2008《工業(yè)閥門壓力試驗(yàn)》中介紹了“冷態(tài)工作壓力是在-20～38℃介質(zhì)溫度時(shí)[1]，閥門最大允許工作壓力，縮寫符號(hào)CWP。”

《實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)》中闡述了閥門的最大允許工作壓力與閥門殼體金屬材料的材質(zhì)密切相關(guān)，閥門的最大允許工作壓力值取決于閥門的PN數(shù)值、材料和設(shè)計(jì)以及允許工作溫度等，目前可以通過ASME B16.34-2013、GB/T 9124-2010、GB/T 12224-2005等標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)準(zhǔn)壓力級(jí)閥門壓力-溫度等級(jí)表來確定最大允許工作壓力值[2]。

所以，從兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中給出的定義可以看出，公稱壓力和允許最大工作壓力具有密切關(guān)聯(lián)，但不是一個(gè)概念，不能等同混淆一談，因此在使用中要注意區(qū)分。

2 試驗(yàn)壓力值計(jì)算

以客戶委托試驗(yàn)提供的閘閥Z41H-40C-DN80為例計(jì)算殼體試驗(yàn)壓力值，閥門材料為WCB，公稱壓力PN40，根據(jù)GB/T 12234-2007《石油、天然氣工業(yè)用螺柱連接閥蓋的鋼制閘閥》要求壓力試驗(yàn)應(yīng)符合JB/T 9092《閥門的檢驗(yàn)與試驗(yàn)》的規(guī)定，從JB/T 9092-1999中可以查閱殼體試驗(yàn)壓力為38℃時(shí)最大允許工作壓力的1.5倍，GB/T 12224-2005《鋼制閥門一般要求》中標(biāo)準(zhǔn)壓力級(jí)閥門壓力-溫度等級(jí)表給出公稱壓力為PN40時(shí)，最大允許工作壓力值為4.1MPa,則殼體試驗(yàn)壓力值應(yīng)為4.1MPa×1.5= 6.15MPa[3-5]。

如果按照公稱壓力4MPa計(jì)算，那么結(jié)果應(yīng)該為4 MPa×1.5=6.0MPa。

兩種計(jì)算方式所得的數(shù)值結(jié)果雖然差距不大，但是還是有差別的。

3 現(xiàn)存的問題

實(shí)際上現(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多閥門生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行閥門壓力試驗(yàn)時(shí)，殼體的試驗(yàn)壓力仍是按照公稱壓力的1.5倍數(shù)值，而不是按照常溫下允許最大工作壓力的1.5倍來進(jìn)行的壓力試驗(yàn)。主要原因有以下幾點(diǎn)：

1）閥門標(biāo)識(shí)上給出的數(shù)值都是公稱壓力數(shù)值存在。

2）部分作廢或現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)壓力值仍采用的是公稱壓力的1.5倍數(shù)值。

3）通過查閱壓力溫度等級(jí)表發(fā)現(xiàn)公稱壓力和允許工作壓力雖有區(qū)別，但是相差不大（根據(jù)材料、溫度而異），檢測(cè)人員為了怕計(jì)算麻煩，就省略了繁瑣的計(jì)算過程。

4）部分閥門設(shè)計(jì)及檢驗(yàn)人員對(duì)閥門壓力試驗(yàn)認(rèn)識(shí)不足。

4 結(jié)論

閘閥的殼體壓力試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值是常溫下最大允許工作壓力的1.5倍，雖然公稱壓力數(shù)值和常溫下最大允許工作壓力數(shù)值相差不大，但如果不按照閥門殼體材料種類來確定最大允許工作壓力數(shù)值，為了計(jì)算方便僅以公稱壓力來代替，這種做法不符合標(biāo)準(zhǔn)JB/T 9092-1999《閥門的檢驗(yàn)與試驗(yàn)》中關(guān)于壓力試驗(yàn)的要求，也不符合企業(yè)安全生產(chǎn)要求和質(zhì)檢機(jī)構(gòu)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)要求。不規(guī)范的檢測(cè)方法對(duì)保證工業(yè)閥門的質(zhì)量安全以及人員生命財(cái)產(chǎn)方面具有相當(dāng)不利影響。

通過閘閥殼體試驗(yàn)壓力值計(jì)算方式也可以了解閘閥的密封試驗(yàn)和其他閥門的殼體試驗(yàn)、密封試驗(yàn)等試驗(yàn)壓力值的計(jì)算方式。閥門生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)在閥門的質(zhì)量安全把關(guān)環(huán)節(jié)一定要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，為消除生產(chǎn)安全事故問題的產(chǎn)生，必須高度重視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)和質(zhì)檢活動(dòng)中的深遠(yuǎn)意義。

[1]全國(guó)閥門標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).工業(yè)閥門壓力試驗(yàn):GB/T 13927-2008[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[2]陸培文.實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2007.

[3]全國(guó)閥門標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).石油、天然氣工業(yè)用螺柱連接閥蓋的鋼制閘閥:GB/T 12234-2007[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[4]全國(guó)閥門標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).鋼制閥門一般要求:GB/T 12224-2005[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.

[5]張漢林,張清雙,胡遠(yuǎn)銀.閥門手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.

The determination of the test pressure of industrial valves is of great significance for the detection of the valves.The difference between the nominal pressure and the maximum allowable working pressure of industrial valves at room temperature is discussed by ana?lyzing the standards at home and abroad for the pressure test of the valves.Taking the steel gate valve as an example,the calculation method of the test pressure of the valve is presented under the guidance of the relevant standards,which regulates the pressure test of the valves and provides guarantee for the valve quality inspection of the quality inspection institutions.

valve；test pressure；nominal pressure；maximum allowable working pressure

路萍

2016-09-07

項(xiàng)英俊（1985-），男，工程師，主要從事產(chǎn)品檢測(cè)和質(zhì)量管理體系工作。