安全閥的動(dòng)作性能試驗和排量試驗
近年來(lái),隨著(zhù)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(lái)越嚴格,尤其是安全閥排放系數的測試成為研發(fā)產(chǎn)品新結構的瓶頸。因此,安全閥試驗的研究及建立符合國際標準的安全閥熱態(tài)試驗臺則成了目前的比較突出問(wèn)題。
一、安全閥的動(dòng)作特性試驗
標準規定安全閥在出廠(chǎng)前應進(jìn)行動(dòng)作性能試驗,其試驗內容包括啟跳壓力、回座壓力、行程、密封性以及動(dòng)作特性的重復性能。
(1)啟跳壓力
不得超出閥門(mén)銘牌上標記的整定壓力的5%。
(2)回座壓力(啟閉壓差)
為整定壓力的4%～7%,最大不超過(guò)10%。
(3)行程
不得低于圖紙規定的額定數值。
(4)密封性
當整定壓力大于013MPa時(shí),閥門(mén)在整定壓力的90%時(shí)必須保證其密封性,DL/T 959- 2005中規定“對安全閥試驗的目的在于證實(shí)每臺閥門(mén)是否可調整到適合其指定的運行條件,且能在規定的壓力溫度下,不發(fā)生任何形式的泄漏”。
(5)動(dòng)作特性的重復性
對于鍋爐本體,當整定壓力在2107 < PS ≤710MPa 時(shí), 極限偏差為±0107。當整定壓力在2107MPa < PS 時(shí),極限偏差為±1%的整定壓力。
二、安全閥的排放量認證
ISO和ASME以及目前的國內標準都規定安全閥排放量的認證需要進(jìn)行試驗,規定排放量試驗要對同一品種取3種規格(9臺閥門(mén)) ,在3個(gè)不同的壓力下各做3次試驗。排量系數Kd 的測量值取9次試驗的平均值,當任何一次試驗的Kd 大于或小于平均值Kd 的5%時(shí),試驗必須重新進(jìn)行。再按Kd =實(shí)測流量/理論流量進(jìn)行計算同一品種閥門(mén)的流量系數后,乘以019作為此種形式閥門(mén)的排放系數。
試驗介質(zhì)
根據ASME Code Sec1ⅠPG67～73對排放量認證的要求,“閥門(mén)制造廠(chǎng)對其所制造的任何安全閥或安全泄放閥打上本規范認證標志之前,應按本節的規定對排放量進(jìn)行認證”。并且規定“排放量認證試驗應采用干飽和蒸汽、空氣或氣體來(lái)進(jìn)行,當采用干飽和蒸汽試驗時(shí), 最小蒸汽干度用限制在98% ,最大過(guò)熱度為20u (11℃) ,在此范圍內可將其修正到干飽和蒸汽狀態(tài)”。而ASME Code Sec1ⅧUG - 131中又規定了“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(gè)閥用蒸汽來(lái)做試驗,以證明蒸汽排量及性能”。
ISO 4126 - 1981規定,動(dòng)作特性試驗對蒸汽用途的安全閥用蒸汽進(jìn)行試驗,排量試驗“在以蒸汽為試驗介質(zhì)并確認其動(dòng)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(jìn)行排量試驗”。我國JB /T 9624 - 1999和DL /T 959 - 2005 等標準等效引用了國際標準ISO的有關(guān)規定,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規定排汽能力應由蒸汽的冷凝或用標定的流量計來(lái)測量,超出制造廠(chǎng)試驗設備能力范圍以外的閥門(mén)“只要經(jīng)過(guò)現場(chǎng)試驗和做適當的調整,其啟跳、回座壓差和密封性”可以用空氣在車(chē)間做試驗。ASME Code Sec1ⅠPG - 731416規定:“當條件許可時(shí),試驗設備和試驗鍋筒應具有足夠大的尺寸和容量,以保證所測得的壓力與標志鋼印上的整定壓力的偏差在其PG - 72中規定的范圍內”。
ASME Code Sec1ⅠPG - 691114和ASME CodeSec1Ⅷ UG - 131規定了具體的試驗壓力“排放量認證試驗時(shí)的壓力不得比整定壓力大3%或2p si(15kPa) ,取兩者中的較大值。應將安全閥或安全泄放閥的回座壓差調整到不大于整定壓力的4%。⋯⋯”。在PG - 691213條規定“⋯⋯某一尺寸的每個(gè)閥門(mén)應在該閥門(mén)使用壓力范圍內的不同壓力下進(jìn)行整定,或者在試驗場(chǎng)所的試驗設備所能提供的壓力范圍內的不同壓力下進(jìn)行”。
ASME Code Sec1Ⅻ C4篇,附件中規定“有些安全閥的結構允許在鍋爐以較低壓力運行時(shí)進(jìn)行開(kāi)啟壓力校驗,將安全閥裝上制造廠(chǎng)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(jìn)行校驗, ⋯⋯”。但該方法不能確定安全閥的回座壓力。
ISO 4126規定排量試驗的“試驗壓力應以閥門(mén)的實(shí)際工作壓力,或由試驗設備能力來(lái)決定,試驗還可以利用排量系數隨進(jìn)口壓力變化的關(guān)系來(lái)確定排量系數。
