安全閥的動作性能試驗和排量試驗
近年來,隨著超臨界和超超臨界壓力鍋爐以及核電機組的快速發(fā)展,對安全閥的整定壓力、啟閉壓差和密封性等關(guān)鍵性能的要求越來越嚴(yán)格,尤其是安全閥排放系數(shù)的測試成為研發(fā)產(chǎn)品新結(jié)構(gòu)的瓶頸。因此,安全閥試驗的研究及建立符合國際標(biāo)準(zhǔn)的安全閥熱態(tài)試驗臺則成了目前的比較突出問題。
一、安全閥的動作特性試驗
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安全閥在出廠前應(yīng)進行動作性能試驗,其試驗內(nèi)容包括啟跳壓力、回座壓力、行程、密封性以及動作特性的重復(fù)性能。
(1)啟跳壓力
不得超出閥門銘牌上標(biāo)記的整定壓力的5%。
(2)回座壓力(啟閉壓差)
為整定壓力的4%～7%,最大不超過10%。
(3)行程
不得低于圖紙規(guī)定的額定數(shù)值。
(4)密封性
當(dāng)整定壓力大于013MPa時,閥門在整定壓力的90%時必須保證其密封性,DL/T 959- 2005中規(guī)定“對安全閥試驗的目的在于證實每臺閥門是否可調(diào)整到適合其指定的運行條件,且能在規(guī)定的壓力溫度下,不發(fā)生任何形式的泄漏”。
(5)動作特性的重復(fù)性
對于鍋爐本體,當(dāng)整定壓力在2107 < PS ≤710MPa 時, 極限偏差為±0107。當(dāng)整定壓力在2107MPa < PS 時,極限偏差為±1%的整定壓力。
二、安全閥的排放量認(rèn)證
ISO和ASME以及目前的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定安全閥排放量的認(rèn)證需要進行試驗,規(guī)定排放量試驗要對同一品種取3種規(guī)格(9臺閥門) ,在3個不同的壓力下各做3次試驗。排量系數(shù)Kd 的測量值取9次試驗的平均值,當(dāng)任何一次試驗的Kd 大于或小于平均值Kd 的5%時,試驗必須重新進行。再按Kd =實測流量/理論流量進行計算同一品種閥門的流量系數(shù)后,乘以019作為此種形式閥門的排放系數(shù)。
試驗介質(zhì)
根據(jù)ASME Code Sec1ⅠPG67～73對排放量認(rèn)證的要求,“閥門制造廠對其所制造的任何安全閥或安全泄放閥打上本規(guī)范認(rèn)證標(biāo)志之前,應(yīng)按本節(jié)的規(guī)定對排放量進行認(rèn)證”。并且規(guī)定“排放量認(rèn)證試驗應(yīng)采用干飽和蒸汽、空氣或氣體來進行,當(dāng)采用干飽和蒸汽試驗時, 最小蒸汽干度用限制在98% ,最大過熱度為20u (11℃) ,在此范圍內(nèi)可將其修正到干飽和蒸汽狀態(tài)”。而ASME Code Sec1ⅧUG - 131中又規(guī)定了“用于蒸汽的泄壓閥可按上述方法測得,但每一系列的閥中至少有一個閥用蒸汽來做試驗,以證明蒸汽排量及性能”。
ISO 4126 - 1981規(guī)定,動作特性試驗對蒸汽用途的安全閥用蒸汽進行試驗,排量試驗“在以蒸汽為試驗介質(zhì)并確認(rèn)其動作特性符合要求后,允許用蒸汽、空氣或其它氣體為介質(zhì)進行排量試驗”。我國JB /T 9624 - 1999和DL /T 959 - 2005 等標(biāo)準(zhǔn)等效引用了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO的有關(guān)規(guī)定,允許用空氣或其他已知特性的氣體作為試驗介質(zhì)。
試驗壓力
ASME規(guī)定排汽能力應(yīng)由蒸汽的冷凝或用標(biāo)定的流量計來測量,超出制造廠試驗設(shè)備能力范圍以外的閥門“只要經(jīng)過現(xiàn)場試驗和做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,其啟跳、回座壓差和密封性”可以用空氣在車間做試驗。ASME Code Sec1ⅠPG - 731416規(guī)定:“當(dāng)條件許可時,試驗設(shè)備和試驗鍋筒應(yīng)具有足夠大的尺寸和容量,以保證所測得的壓力與標(biāo)志鋼印上的整定壓力的偏差在其PG - 72中規(guī)定的范圍內(nèi)”。
ASME Code Sec1ⅠPG - 691114和ASME CodeSec1Ⅷ UG - 131規(guī)定了具體的試驗壓力“排放量認(rèn)證試驗時的壓力不得比整定壓力大3%或2p si(15kPa) ,取兩者中的較大值。應(yīng)將安全閥或安全泄放閥的回座壓差調(diào)整到不大于整定壓力的4%。⋯⋯”。在PG - 691213條規(guī)定“⋯⋯某一尺寸的每個閥門應(yīng)在該閥門使用壓力范圍內(nèi)的不同壓力下進行整定,或者在試驗場所的試驗設(shè)備所能提供的壓力范圍內(nèi)的不同壓力下進行”。
ASME Code Sec1Ⅻ C4篇,附件中規(guī)定“有些安全閥的結(jié)構(gòu)允許在鍋爐以較低壓力運行時進行開啟壓力校驗,將安全閥裝上制造廠提供的液力輔助提升器(此器件可確保整定壓力的上下偏差符合其PG- 7212的要求)后進行校驗, ⋯⋯”。但該方法不能確定安全閥的回座壓力。
ISO 4126規(guī)定排量試驗的“試驗壓力應(yīng)以閥門的實際工作壓力,或由試驗設(shè)備能力來決定,試驗還可以利用排量系數(shù)隨進口壓力變化的關(guān)系來確定排量系數(shù)。
