工業(yè)閥門壓力循環(huán)測(cè)試:驗(yàn)證可靠性與耐久性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
一、 測(cè)試目的:為何要進(jìn)行壓力循環(huán)?
1.驗(yàn)證耐久壽命: 模擬閥門在整個(gè)設(shè)計(jì)壽命周期內(nèi)的啟閉次數(shù),確認(rèn)其能否在規(guī)定的壓力循環(huán)次數(shù)后仍保持正常功能。
2.評(píng)估密封性能穩(wěn)定性: 檢測(cè)閥座和閥瓣的密封副在反復(fù)受壓和卸壓的循環(huán)中,是否會(huì)出現(xiàn)磨損、塑性變形或疲勞,導(dǎo)致內(nèi)泄漏量超標(biāo)。
3.發(fā)現(xiàn)潛在缺陷: 識(shí)別閥門在設(shè)計(jì)、材料、熱處理或裝配工藝上的薄弱環(huán)節(jié),例如微小的裂紋擴(kuò)展、閥桿的疲勞斷裂、填料函的早期失效等。
4.為產(chǎn)品改進(jìn)提供數(shù)據(jù): 為研發(fā)新型閥門、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選擇更佳材料提供至關(guān)重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
二、 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
?API 6D (管道閥門規(guī)范) / API 598 (閥門檢驗(yàn)與試驗(yàn)): 石油天然氣行業(yè)最廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)閘閥、截止閥、球閥、旋塞閥的試驗(yàn)提出了詳細(xì)要求。
?API 6A (井口和采油樹設(shè)備): 適用于石油鉆采領(lǐng)域的高壓、高可靠性閥門。
?ISO 5208 (工業(yè)閥門 金屬閥門的壓力試驗(yàn)): 國際通用標(biāo)準(zhǔn)。
?GB/T 26480 (閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)): 中國國家標(biāo)準(zhǔn),與ISO 5208等效。
?MSS SP-61 (閥門壓力試驗(yàn)): 美國閥門和配件制造商標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。
三、 測(cè)試流程詳解
?試樣閥門: 將閥門安裝在測(cè)試臺(tái)上,確保支撐牢固,避免額外應(yīng)力。
?介質(zhì): 通常使用水(常溫)或油作為測(cè)試介質(zhì)。對(duì)于奧氏體不銹鋼閥門,需控制水中的氯離子含量以防應(yīng)力腐蝕。
?儀器校準(zhǔn): 確保壓力表、壓力傳感器、計(jì)數(shù)器、泄漏測(cè)量裝置(如量杯、流量計(jì))均已校準(zhǔn)。
?初始狀態(tài): 將閥門置于全開或全關(guān)位置(根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,通常為全關(guān))。
?充液排氣: 向閥門和測(cè)試管路內(nèi)充滿介質(zhì),并徹底排除空氣,以免影響壓力穩(wěn)定性和測(cè)試安全。
?進(jìn)行循環(huán):
?加壓階段: 啟動(dòng)加壓泵,將閥門內(nèi)腔壓力升至規(guī)定的測(cè)試壓力(通常是閥門的公稱壓力的1.1倍或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值)。
?保壓階段: 壓力達(dá)到設(shè)定值后,停止加壓,并保持壓力一段時(shí)間(如API 598規(guī)定不少于15秒)。
?泄壓階段: 緩慢將壓力降至大氣壓或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的較低壓力。
?啟閉操作(關(guān)鍵步驟): 在低壓或零壓下,執(zhí)行一次閥門的全程啟閉操作(如手輪旋轉(zhuǎn)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作)。這是模擬真實(shí)工況中閥門在壓差最小的情況下動(dòng)作,以減少操作扭矩。
?循環(huán)重復(fù): 重復(fù)上述“加壓-保壓-泄壓-操作”過程,直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的總循環(huán)次數(shù)。次數(shù)可從幾百次(如API 598的密封試驗(yàn))到數(shù)萬次(壽命測(cè)試)不等。
?在整個(gè)過程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄壓力曲線、循環(huán)次數(shù)。
?在每隔一定循環(huán)次數(shù)(如每10%的總循環(huán)數(shù))后,進(jìn)行一次嚴(yán)格的密封性能試驗(yàn),測(cè)量閥門的泄漏率是否在允許范圍內(nèi)。
?完成所有循環(huán)后,對(duì)閥門進(jìn)行最終的外觀檢查、尺寸測(cè)量和密封試驗(yàn)。
?拆卸閥門,檢查內(nèi)部密封面、閥桿、軸承等關(guān)鍵部件的磨損情況。
四、 測(cè)試的關(guān)鍵參數(shù)
?測(cè)試壓力: 通常為38°C下的公稱壓力的1.1倍。
?循環(huán)次數(shù): 根據(jù)閥門等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)要求,可從最低200次到上萬次不等。
?測(cè)試介質(zhì)溫度: 常溫或模擬工況溫度。
?泄漏率標(biāo)準(zhǔn): 不同密封等級(jí)(如ISO 5208規(guī)定的等級(jí)A到G)允許的泄漏量差異很大,從“零泄漏”到允許少量滴漏。
五、 測(cè)試的重要性與意義
?對(duì)制造商而言: 是產(chǎn)品質(zhì)量控制、品牌信譽(yù)和產(chǎn)品認(rèn)證的基石。
?對(duì)用戶而言: 是采購決策的重要依據(jù),確保了閥門在關(guān)鍵裝置(如化工廠的反應(yīng)釜、長輸管線的主線切斷閥)中的長期可靠性,避免因閥門失效導(dǎo)致的非計(jì)劃停機(jī)、安全事故和環(huán)境污染。