К основным уплотнительным частям клапана относятся сопрягаемая поверхность между открывающейся и закрывающей частями и седлом клапана, посадка между набивкой, штоком клапана и сальниковой коробкой, а также соединение между корпусом клапана и крышкой клапана. Первую утечку называют внутренней утечкой, которая напрямую влияет на способность клапана перекрывать среду и нормальную работу оборудования. Утечка в двух последних местах называется внешней утечкой, что означает, что среда вытекает изнутри клапана наружу. Это напрямую влияет на безопасность производства, вызывает потери рабочего тела, экономические потери предприятия, загрязнение окружающей среды, а в тяжелых случаях может стать причиной производственных аварий. В частности, при высокой температуре и высоком давлении, легковоспламеняющихся и взрывоопасных, токсичных или агрессивных средах внешняя утечка клапана вообще не допускается, так как ее последствия более серьезны, чем внутренняя утечка. Следовательно, клапан должен иметь надежную герметичность, чтобы соответствовать требованиям к утечкам в условиях его эксплуатации.

Стандарт классификации степеней уплотнения клапанов в Китае

. В настоящее время в Китае существует два широко используемых стандарта классификации уровней уплотнения клапанов.

1.1 Классификация классов уплотнений клапанов в соответствии с китайскими национальными стандартами GB/T 13927 «Испытание промышленных клапанов под давлением».

1.2 Классификация марок уплотнений клапанов в стандарте китайской машиностроительной промышленности JB/T 9092 «Проверка и испытания клапанов».

2 Международные стандарты классификации степеней уплотнения клапанов

В настоящее время существует пять широко используемых стандартов классификации уровней уплотнения клапанов на периферии.

2.1 Классификация степеней уплотнения арматуры в странах бывшего Советского Союза

Для выбора продукции по степени уплотнения арматуры и заданному назначению арматура классифицировалась по степени уплотнения.

2.2 Классификация марок уплотнений клапанов Международной организации по стандартизации

Стандарт Международной организации по стандартизации ISO5208 «Испытание давлением металлических клапанов для промышленной арматуры».

2.3 Классификация марок уплотнений клапанов согласно API 598-2004 Американского института нефти (APl) «Проверка и испытания клапанов».

2.4 Классификация марок уплотнений клапанов, проведенная Обществом по стандартизации производителей клапанов и труб (MSS) в США. Требования к герметичности клапана, предусмотренные MSS SP61 в стандарте Американского общества по стандартизации производителей клапанов и труб «Испытание стальных клапанов под давлением», следующие:

(1) Когда в качестве уплотнительной поверхности в паре уплотнений клапана используется пластик или резина, во время испытания на герметичность не должно быть видимых утечек.

(2) Максимально допустимая утечка с каждой стороны в закрытом состоянии должна составлять: 0,4 миллилитра на миллиметр в час для номинального размера (DN) жидкости; Газ имеет номинальный размер (DN) на миллиметр и 120 миллилитров в час.

(3) Допустимая утечка обратного клапана может быть увеличена в четыре раза.

2.5 Классификация марок уплотнений регулирующего клапана по американским национальным стандартам/стандартам Американского института приборостроения (ANSI/FCI)

Американским национальным стандартом является ANSI/FCI70-2 (ASME B16.104) на утечку через седло регулирующего клапана.

2.6 Классификация марок уплотнений арматуры по стандартам ЕС

Европейский стандарт EN 12266-1 «Испытания промышленной арматуры и арматуры» Часть 1. Испытание под давлением, методы испытаний и критерии приемки – обязательные требования.

3. Выбор классов уплотнения для трех клапанов

3.1 Выбор классов уплотнения клапана отечественного производства

(1) Национальный стандарт GB/T13927 (испытание промышленных клапанов давлением), введенный в действие 1 июля 2009 г., был разработан на основе европейского стандарта ISO 5208. Он применим для проверки и испытания под давлением промышленных металлических клапанов, включая задвижки, запорные клапаны, обратные клапаны, пробковые клапаны, шаровые краны и дроссельные клапаны. Классификация и максимально допустимая утечка при испытаниях на герметичность такие же, как указанные в ISO 5208. Этот стандарт представляет собой пересмотренную версию GB/T13927 (Общие испытания клапанов под давлением), которая добавляет шесть уровней: AA, CC, E, EE, F, и G. Новая версия стандарта предусматривает, что «выбор уровня утечки должен быть одним из строгих требований, указанных в соответствующем стандарте на продукцию клапана или договоре на поставку. Если в стандарте на продукцию или договоре на поставку нет специального положения, не -клапаны с металлическим эластичным уплотнением должны соответствовать требованиям класса А, а вспомогательные клапаны с металлическим уплотнением должны соответствовать требованиям класса D.». «Обычно класс D подходит для клапанов общего назначения, а для более ответственных клапанов рекомендуется выбирать уровень утечки выше класса D.

(2) Промышленный стандарт JB/T 9092 «Проверка и испытания клапанов» является пересмотренной версией. ZB J16006. Максимально допустимая утечка для испытания на герметичность основана на стандарте API Американского нефтяного института,

разработанном в 598-1996 году. Подходит для проверки и испытания под давлением клапанов, используемых в нефтяной промышленности, включая задвижки, проходные клапаны, пробковые клапаны, шаровые краны, обратные клапаны и дроссельные клапаны с парами металлических уплотнений, парами эластичных уплотнений и парами неметаллических уплотнений (например, как керамика). В настоящее время GB/T 9092 находится на стадии пересмотра.

(3) При проектировании следует отметить, что национальный стандарт GB/T19672 (Технические условия для трубопроводной арматуры) разработан на основе европейского стандарта ISO 14313 и стандарта API 6D Американского института нефти. Национальный стандарт GB/T 20173 (Трубопроводная арматура для нефтяной и газовой промышленности) разработан на основе европейского стандарта ISO 14313. Критерии приемлемости герметичности клапанов в GB/T 19672 и GB/T 20173 такие же, как и для класса A. и требования класса D стандарта ISO 5208. Поэтому, если требования к утечкам превышают стандарты технического проектирования, они должны быть указаны в контракте на поставку.


3.2 Выбор марок уплотнений для зарубежных клапанов

(1) Классификация марок уплотнений клапанов в бывшем Советском Союзе в основном применялась в 1950-х годах. После распада бывшего Советского Союза большинство стран теперь не выбирают эту классификацию уплотнений, а вместо этого используют европейские и американские стандарты уплотнений.

Классификация уровней уплотнения. Классификация уровней уплотнения по европейскому стандарту EN 12266-1 соответствует положениям стандарта Международной организации по стандартизации ISO 5208, но не имеет трех уровней: AA, CC и EE. По сравнению с версией 1999 года в стандарт ISO 5208 добавлено шесть уровней: AA, CC, E, EE, F и G. Стандарт ISO 5208 обеспечивает сравнение нескольких уровней уплотнения со стандартами API 598 и EN 12266.

4. Стандарт классификации уровней уплотнения клапанов с низкой утечкой.

Клапан с низкой утечкой относится к небольшой внешней утечке, которую невозможно определить с помощью обычных испытаний на герметичность под давлением воды и воздуха, и для ее обнаружения требуются более совершенные методы и инструменты. Малая утечка клапана во внешнюю среду называется малой утечкой. В настоящее время в мире существует три широко используемых стандарта для обнаружения небольших утечек в клапанах:

(1) метод EPA 21 «Обнаружение утечек летучих органических компонентов», разработанный Агентством по охране окружающей среды США.

(2) Международная организация по стандартизации ISO 15848 (Промышленная арматура: процедуры измерения, тестирования и аттестации при малых утечках).

(3) Shell MESC SPE 77/312 «Промышленная арматура: одобрение типа и испытания продукции на предмет измерения малых утечек, системы классификации, процедуры квалификации, а также переключающие и регулирующие клапаны».

5. Выбор клапанов с низкой утечкой

Клапан с сильфонным уплотнением представляет собой тип клапана с низкой утечкой. Раньше для условий работы с особыми требованиями к уровню внешней утечки клапанов обычно выбирались клапаны с уплотнением из гофрированной трубы. Однако из-за высокой сложности и технических требований к герметичному клапану из гофрированной трубы f-JJm материал его гофрированной трубы не может быть полностью локализован, а стоимость слишком высока, что ограничивает его широкое продвижение и использование в нефтехимической промышленности. В настоящее время, благодаря постоянному повышению осведомленности людей о безопасности и защите окружающей среды, расширению технического сотрудничества с зарубежными странами и постоянному укреплению технической мощи отечественных производителей клапанов, понимание клапанов с низкой утечкой отечественными специалистами также постоянно растет. совершенствуются, что приводит к постоянному расширению сферы их применения. Если клапаны, выбранные для горючих и взрывоопасных сред на нефтехимических предприятиях, смогут соответствовать стандарту низкой утечки, это, несомненно, значительно снизит выбросы токсичных и взрывоопасных сред в устройстве и позволит избежать несчастных случаев, угрожающих безопасности жизни, таких как пожары, взрывы и отравления. вызвано утечкой клапана. По сравнению с сильфонными клапанами клапаны с низкой утечкой, соответствующие стандартам ISO15848 и SHELL MESC SPE 77/31, имеют простую конструкцию, легкую обработку и изготовление, а стоимость примерно на 10–20 % выше, чем у обычных клапанов. Основываясь на предыдущем анализе и сравнении этих двух стандартных марок уплотнений, скорость утечки клапанов класса B с герметичными марками обычно может соответствовать требованиям к низкой утечке в определенных особых условиях работы, а требования к точности обработки относительно легко достичь. Стоимость изготовления не сильно увеличивается, и она может заменить использование некоторых клапанов из гофрированных труб. В настоящее время клапаны с низкой утечкой имеют большее практическое значение для систем очистки месторождений нефти и газа с высоким содержанием сероводорода. Поскольку сероводород — высокотоксичный и горючий газ, тяжелее воздуха, он может накапливаться в низменных районах. Вдыхание сероводорода определенной концентрации может нанести вред организму и даже привести к смерти, поэтому требования к утечкам с таких объектов по очистке природного газа ужесточаются.