Проверка клапанов на герметичность

Стандарт API 598 представляет собой совокупность требований, относящихся к проверке и испытаниям клапанов. Он охватывает различные типы клапанов, такие как запорные задвижки, шаровые клапаны, обратные клапаны, шаровые, пробковые и дроссельные задвижки. Важно отметить, что стандарт обеспечивает приемлемую скорость контроля утечки как для жидкой, так и для газовой среды.

Все клапаны, которые производятся в соответствии со стандартами API, должны проходить проверку утечки согласно требованиям API-598 перед их отправкой от производителя или поставщика.

Стандарт API 598 регламентирует проведение испытаний для оценки герметичности оболочки и верхнего седла, запрещая любые видимые утечки. В случае если среда, с которой взаимодействует система, является жидкостью, не должно быть заметных признаков протекания или промокания по внешним поверхностям (не должно быть явных утечек через сам корпус, его подкладку, а также между корпусом и крышкой, при отсутствии повреждений структур).

При проведении испытания на проникновение воздуха или газа, необходимо исключить возможность обнаружения утечки через установленный метод. Визуальные признаки, такие как утечка через диск, кольца седла или уплотнения вала (в случае наличия этой функции у клапанов), запрещены как доказательства утечки при испытании на закрытие при низком или высоком давлении (за исключением пластической деформации упругости сиденья и уплотнения, которые не рассматриваются как структурные повреждения). Скорость утечки испытательной жидкости через седла во время проверки отражена в таблице:

Общие замечания:

• Каждый миллилитр эквивалентен 16 каплям.
• Для обратных клапанов, которые имеют размер больше NPS 24, скорость утечки должна быть приведена к соглашению между покупателем и производителем.

Примечания:

• В течение минимального указанного времени испытания должно быть полное отсутствие утечек. В случае жидкого теста, отсутствие утечек означает отсутствие видимых признаков потери жидкости на протяжении минимального указанного времени испытания. В случае газового теста, отсутствие утечек означает менее чем 1 пузырек на протяжении минимального указанного времени испытания.
• Максимально допустимая скорость утечки составляет 0,18 кубических дюймов (3 кубических сантиметра) в минуту на каждый дюйм номинального размера трубы.
• Максимально допустимая скорость утечки составляет 1,5 стандартных кубических футов (0,042 кубических метра) газа в час на каждый дюйм номинального размера трубы.

Стандарт MSS MSS-SP-61 был официально принят в 1961 году с целью установления единообразных методов испытания клапанов, которые чаще всего применяются в условиях работы "полностью открытый" и "полностью закрытый". Однако данный стандарт не распространяется на регулирующие клапаны, для которых рекомендуется обратиться к стандарту ANSI / FCI 70-2.

В пятом разделе стандарта рассматривается испытание на герметичность седла стальных клапанов, в результате которого определяется уровень утечки следующим образом:

• Для запорных, проходных и шаровых клапанов: 10 кубических сантиметров в час на дюйм номинального диаметра трубы.
• Для обратных клапанов: 40 кубических сантиметров в час на дюйм номинального диаметра трубы.

Все клапаны, перечисленные в стандарте MSS-SP-61, должны соответствовать вышеперечисленным требованиям. Для проверки герметичности седла клапанов необходимо провести испытание при давлении жидкости (или газа), превышающем номинальное значение в 1,1 раза при температуре 1000°F (380°C), округленное до ближайшего значения, кратного 5 фунтов на квадратный дюйм (0,5 бар).

Стандарт ANSI FCI 70-2 устанавливает спецификацию для классификации утечки седла регулирующего клапана, включая шесть различных классов, и определяет методику проведения испытаний.

Класс I, также известный как пыленепроницаемый, может быть применен как к металлическим, так и к упругим седельным клапанам.

Класс II предписывает предельно допустимый уровень утечки, который обычно относится к промышленным регулирующим двухседельным клапанам или сбалансированным клапанам с одним седлом, имеющим уплотнение в виде поршневого кольца и металлических седел.

Класс III определяет предельно допустимый уровень утечки, обычно связанный с группой II (4.2.2), но с повышенной степенью герметичности седла и уплотнения.

Класс IV определяет предельное значение утечки, связанное с промышленными несбалансированными односедельными регулирующими клапанами и сбалансированными односедельными регулирующими клапанами с плотными поршневыми кольцами или другими уплотнительными средствами и металлическими седлами.

Класс V обычно указывается для критически важных применений, когда требуется закрыть регулирующий клапан без блокирующего клапана на протяжении длительного периода времени при высоких перепадах давления на посадочных поверхностях. Это требует особых технологий изготовления, сборки и испытаний.

Класс VI определяет предельно допустимую утечку сидений. Обычно такая утечка связана с упругими регулирующими клапанами, которые контролируют проток жидкости через сиденья. Эти клапаны могут быть несбалансированными, сбалансированными или иметь односедельную конструкцию с уплотнительными кольцами или аналогичными герметичными уплотнителями. Такие уплотнители обеспечивают герметичность и предотвращают утечку жидкости.

Примечание:

В таблице представлены показатели количества пузырьков в минуту, которые являются альтернативой для измерения расхода с помощью калиброванного измерительного прибора. Для этого используется 0,25-дюймовая наружная труба с наружным диаметром 0,25 дюйма, погруженная в воду на глубину от 1/8 до 1/4 дюйма.

Важно, чтобы конец трубы был ровным, без фасок и заусенцев, а ось трубы должна быть перпендикулярна поверхности воды. Однако существуют и другие измерительные устройства, которые могут быть использованы, и количество пузырьков в минуту может отличаться от указанного в таблице. В таких случаях, эти устройства должны правильно указывать расход в миллилитрах в минуту.

Цель стандарта ISO 5208 заключается в установлении основных требований и методов испытаний металлических промышленных клапанов под давлением различных конфигураций, используемых в различных отраслях промышленности, таких как производство электроэнергии, нефтяная и нефтехимическая промышленность, а также смежные отрасли. Главная цель состоит в обеспечении последовательных процедурных требований и критериев приемлемости, которые могут рассматриваться вместе со специфическими стандартами для клапанов, подходящих для конкретных применений. При разработке стандарта учтены требования к испытаниям клапанов, установленные стандартами EN 12266 и API 598, с учетом требований, указанных для клапанов с обозначением PN и классом соответственно.

Примечания:

• Производитель должен успешно завершить необходимый тест, даже если он уже успешно завершил дополнительный тест.
• Испытание на закрытие при высоком давлении может негативно повлиять на герметичность закрытия упругих закрытых клапанов, особенно в приложениях с низким давлением.
• Пробковые клапаны, которые используют герметизирующий состав, могут быть проверены на герметичность с уже установленным составом.
• Успешное завершение теста верхнего седла не означает, что производитель клапана рекомендует изменять, ремонтировать или заменять уплотнение штока, когда клапан установлен и под давлением.
• Клапаны с сильфонным уплотнением не требуют испытания верхнего седла.

Примечания:

• Во время испытания не было обнаружено визуальных утечек.
• При сливе тестовой жидкости в атмосферу, применяется только скорость утечки.
• Скорость утечки крышки клапана должна соответствовать либо стандарту на продукцию клапана, либо требованиям заказчика, если они более жесткие, чем стандартный.
• Главное условие «визуально не обнаруживаемой утечки» состоит в отсутствии видимой утечки в форме капель или пузырьков.
• Существует некоторое соответствие между допустимыми значениями скорости утечки по стандарту API 598 и значениями скорости утечки A для DN ≤ 50, скорости утечки AA для газа и скорости утечки CC для жидкости для обратных клапанов с исключением металлических сидений, и скорости утечки EE для газа и скорости утечки G для жидкости для обратных клапанов. Значения A, B, C, D, E, F и G соответствуют значениям в EN 12266-1.

Существуют два варианта распространения утечек от клапанов – это неорганизованные выбросы, которые попадают прямо в атмосферу, и утечки через клапаны, которые остаются внутри трубопроводной системы.

Неорганизованные выбросы могут быть вредными для окружающей среды и представлять потенциальную угрозу безопасности. Клапаны считаются главными источниками таких выбросов, которые не утилизируются должным образом.

Утечка через клапан может быть опасной и может повлечь различные проблемы в процессе. Непредвиденное распространение вещества может нарушить его рабочие характеристики и привести к серьезным последствиям.

Например, если происходит утечка вредной или токсичной субстанции, это может вызвать отравление или аллергическую реакцию у людей, находящихся поблизости. Кроме того, утечки могут спровоцировать пожары или взрывы, особенно если вещество является легковоспламеняющимся или взрывоопасным. В таких случаях риск для человеческой жизни и имущества очень высок.

Нарушение процесса также является серьезной проблемой. Утечка через клапан может снизить эффективность работы системы и привести к перерасходу ресурсов, таких как вода, газ или нефть. Если утечка остается незамеченной, процесс может быть полностью нарушен, что приведет к простою и большим финансовым потерям.

В целях предотвращения таких утечек и минимизации их последствий, регулярное обслуживание и проверка клапанов являются необходимыми. Регулярная инспекция помогает выявить потенциальные проблемы и своевременно принять меры по устранению утечек. Кроме того, обучение работников по правильному обращению с клапанами и соблюдению требований безопасности также является важным аспектом в предупреждении утечек и минимизации возможных рисков.

Причины утечки клапанов

Утечка через клапан может быть вызвана различными факторами, включая:

1. Неполное закрытие клапана. Это может происходить по нескольким причинам:

• Седло клапана не полностью закрывается из-за наличия грязи, ржавчины или других загрязнений на поверхности.
• Отсутствие достаточного хода в механизме управления клапаном.
• Повреждение седла клапана, например, заклинивание или повреждение поверхности.

2. Повреждение затвора клапана. Это может произойти в результате следующих причин:

• Механическое повреждение затвора, например, из-за удара или попадания посторонних предметов.
• Коррозия или ржавчина на поверхности затвора, что приводит к ухудшению его герметичности.

3. Неправильная установка или регулировка клапана. При неправильной установке или настройке могут возникать проблемы с герметичностью клапана, что приводит к утечке.