La valvola è un componente importante nel sistema di tubazioni degli impianti petrolchimici. Ha molti tipi e grandi quantità. È una delle principali fonti di perdite nell'impianto. Pertanto, i requisiti di perdita della valvola sono molto importanti. Le prestazioni di tenuta della valvola si riferiscono alla capacità delle parti di tenuta della valvola di prevenire la fuoriuscita del fluido.
Le principali parti di tenuta della valvola sono: la superficie di accoppiamento tra le parti di apertura e chiusura e la sede della valvola, la cooperazione tra la baderna e lo stelo della valvola e il premistoppa e il collegamento tra il corpo della valvola e il coperchio della valvola. La prima perdita è chiamata perdita interna, che influisce direttamente sulla capacità della valvola di interrompere il fluido e il normale funzionamento dell'apparecchiatura. La perdita negli ultimi due punti è chiamata perdita esterna, ovvero il fluido fuoriesce dall'interno della valvola all'esterno della valvola, il che influisce direttamente sulla produzione sicura, causando la perdita del mezzo di lavoro, la perdita economica dell'impresa, l'ambiente inquinamento e incidenti di produzione nei casi gravi. Soprattutto per fluidi ad alta temperatura e alta pressione, infiammabili, esplosivi, tossici o corrosivi, la perdita esterna della valvola non è affatto consentita, poiché le conseguenze sono più gravi della perdita interna, quindi la valvola deve avere prestazioni di tenuta affidabili per soddisfare le sue esigenze. I requisiti per le perdite nelle condizioni di lavoro.
1 Standard di classificazione del grado di tenuta delle valvole nel mio paese
Al momento, gli standard di classificazione del grado di tenuta delle valvole più comunemente utilizzati nel mio paese includono principalmente i due seguenti.
1.1 Classificazione dei gradi di tenuta delle valvole secondo gli standard nazionali cinesi Lo standard nazionale GB/T 13927 "Test di pressione per valvole industriali".
1.2 Classificazione dei gradi di tenuta delle valvole in base agli standard del settore dei macchinari cinesi Standard del settore dei macchinari JB/T 9092 "Ispezione e test delle valvole".
2 Standard di classificazione internazionali per i gradi di tenuta delle valvole
Attualmente, gli standard di classificazione del grado di tenuta delle valvole comunemente usati sono principalmente i seguenti cinque.
2.1 Classificazione dei gradi di tenuta delle valvole nell'ex Unione Sovietica
Al fine di selezionare i prodotti in base al grado di tenuta della valvola e all'uso previsto, le valvole sono classificate in base al grado di tenuta.
2.2 Classificazione dei gradi di tenuta delle valvole da parte dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione
Standard dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione ISO5208 "Prova a pressione di valvole metalliche per valvole industriali".
2.3 Classificazione dell'American Petroleum Institute (APl) del grado di tenuta delle valvole API standard dell'American Petroleum Institute 598--2004 "Valve Inspection and Test".
2.4 Classificazione dei gradi di tenuta delle valvole dell'American Valve and Fittings Industry Manufacturers Standardization Society (MSS) Lo standard dell'American Valve and Fittings Industry Manufacturers Standardization Society "Pressure Test of Steel Valves" MSS SP61 consente i requisiti di tenuta delle valvole come segue:
(1) Nel caso in cui si utilizzi plastica o gomma per una delle superfici di tenuta della coppia di tenute della valvola, non dovrebbero esserci perdite visibili per tutta la durata della prova di tenuta.
(2) La perdita massima consentita su ciascun lato quando è chiusa dovrebbe essere: il liquido ha la dimensione nominale (DN) per mm, 0,4 ml all'ora; il gas è la dimensione nominale (DN) per mm, 120 ml all'ora.
(3) La perdita consentita della valvola di ritegno può essere aumentata di 4 volte.
2.5 Classificazione del grado di tenuta della valvola di controllo secondo l'American National Standard/American Instrument Institute Standard (ANSI/FCI).
Standard nazionale americano Standard dell'American Instrument Association ANSI/FCI{0}} (ASME B16.104) "Perdita della sede della valvola di controllo".
2.6 Classificazione dei gradi di tenuta delle valvole secondo gli standard UE
Norma europea EN 12266-1 "Prove di valvole industriali" Parte l. Prove di pressione, metodi di prova e criteri di accettazione - Requisiti obbligatori.
3 Selezione dei gradi di tenuta delle valvole
3.1 Selezione dei gradi di tenuta delle valvole domestiche
(1) Lo standard nazionale GB/T13927 ((Industrial Valve Pressure Test) implementato il 1 luglio 2009 è formulato con riferimento alla norma europea ISO 5208. È adatto per valvole metalliche industriali, comprese saracinesche, valvole a globo, valvole di ritegno , rubinetti Ispezione e prova di pressione di valvole, valvole a sfera e valvole a farfalla La classificazione e la massima perdita ammissibile della prova di tenuta sono le stesse specificate nella ISO 5208. Questa norma è una revisione di GB/T13927 (General Valve Pressure Test, rispetto a GB/T13927, vengono aggiunti sei nuovi gradi AA, CC, E, EE, F e G. La nuova versione della norma stabilisce che "la scelta del grado di perdita dovrebbe essere uno dei requisiti più severi nella pertinente norma sui prodotti delle valvole o contratto d'ordine Se lo standard del prodotto o il contratto d'ordine richiedono Se non esiste una regolamentazione speciale, la valvola di tenuta elastica non metallica deve essere conforme ai requisiti di livello A e le valvole ausiliarie a tenuta metallica devono essere conformi e con requisiti di livello D." Di solito, le valvole di livello D sono adatte per valvole generali e le valvole più critiche dovrebbero utilizzare livelli di perdita di livello D o superiori.
(2) Lo standard dell'industria meccanica JB/T 9092 "Controllo e test valvole" è una revisione di ZB J16006. La perdita massima consentita del test di tenuta si basa sull'API standard dell'American Petroleum Institute598--1996. È adatto per l'ispezione e il test di pressione di valvole per l'industria petrolifera, comprese coppie di guarnizioni metalliche, coppie di guarnizioni elastiche e coppie di guarnizioni non metalliche (come la ceramica), valvole a saracinesca, valvole a globo, valvole a otturatore, valvole a sfera, valvole di ritegno e farfalla valvole. Attualmente GB/T 9092 è in fase di revisione.
(3) Occorre prestare attenzione alla progettazione ingegneristica: la norma nazionale GB/T19672 (Condizioni tecniche per le valvole di tubazioni) è formulata con riferimento alla norma europea ISO 14313 e alla norma API 6D dell'American Petroleum Institute. "Pipeline Valve" è formulata con riferimento alla norma europea ISO 14313. I criteri di accettazione per le perdite delle valvole in GB/T 19672 e GB/T 20173 sono gli stessi dei requisiti ISO 5208 Classe A e Classe D. Pertanto, c'è un alto livello di progettazione ingegneristica. Quando è richiesta la perdita standard, dovrebbe essere indicata nel contratto d'ordine.
3.2 Selezione dei gradi di tenuta delle valvole estranee
(1) La classificazione dei gradi di tenuta delle valvole nell'ex Unione Sovietica è stata utilizzata principalmente negli anni '50. Con la disintegrazione dell'ex Unione Sovietica, la maggior parte dei paesi non utilizza questa classificazione dei gradi di tenuta, ma utilizza sigilli standard europei e americani.
Classificazione della classe di tenuta. La classificazione del grado di tenuta della norma europea EN 12266-1 è conforme alle disposizioni della norma ISO 5208 dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione, ma manca di tre gradi AA, CC ed EE. Rispetto all'edizione del 1999, ISO 5208 ha aggiunto sei nuovi gradi: AA, CC, E, EE, F e G. Lo standard ISO 5208 offre un confronto di diverse classi di tenuta con gli standard API 598 ed EN 12266.
④. Il confronto dei gradi di tenuta di altre dimensioni nominali può essere ottenuto calcolando la perdita per calibro.
(2) Lo standard API 598 dell'American Petroleum Institute è lo standard di ispezione e test di pressione più comunemente utilizzato per le valvole American Standard. Lo standard del produttore MSSSP61 viene spesso utilizzato per l'ispezione di valvole in acciaio "completamente aperte" e "completamente chiuse", ma
Non adatto per valvole di controllo. Le valvole standard americane di solito non utilizzano l'ispezione MSS SP61. L'API 598 è applicabile al test delle prestazioni di tenuta delle valvole prodotte secondo i seguenti standard API:
Valvole di ritegno flangiate, a capocorda, wafer e saldate di testa API 594
Valvole a maschio in metallo con connessioni flangiate, filettate e saldate di testa API 599
Valvole a saracinesca in acciaio Valvole a globo e di ritegno di DNl00 e inferiori per l'industria petrolifera e del gas API 602
Valvole a saracinesca a cappello imbullonato resistenti alla corrosione con connessioni flangiate e saldate di testa API 603
Valvole a sfera in metallo con connessioni flangiate, filettate e saldate di testa API 608
Valvola a farfalla a doppia flangia, aletta e wafer APL609
Va notato nella progettazione ingegneristica: API 598--2004, rispetto all'edizione 1996, annulla l'ispezione e il test di pressione dell'API 600 ((valvola a saracinesca in acciaio con coperchio imbullonato per l'industria petrolifera e del gas). API 600-2001 (ISO 10434 --1998) prevede che il test delle prestazioni di tenuta della valvola si riferisca alla ISO 5208, ma la perdita nella Tabella 17 e nella Tabella 18 della norma è la stessa di quella specificata nella norma API 598--1996 , piuttosto che il metodo di classificazione del livello di tenuta di ISO 5208. Settembre 2009 Lo standard API 600 implementato il 13 gennaio ha corretto questa contraddizione nell'edizione 2001, che stabiliva che il test delle prestazioni di tenuta della valvola era conforme all'API 598, ma non c'era non era una versione specificata, il che contraddiceva ancora una volta l'API 598--2004. Pertanto, il progetto tecnico ha selezionato l'API 600 e il relativo test delle prestazioni di tenuta API 598 devono specificare la versione dello standard per garantire l'uniformità del contenuto dello standard.
(3) Lo standard API 6D (ISO14313) dell'American Petroleum Institute "Oil and Gas Industry-Pipeline Transmission System-Pipeline Valves" accetta la perdita della valvola come segue: "La perdita delle valvole a tenuta morbida e delle valvole a otturatore a tenuta dell'olio non deve superare ISO 5208 A Classe D (nessuna perdita visibile), la perdita delle valvole a sede metallica non deve superare la ISO 5208 (1993) Classe D, ma secondo la prova di tenuta descritta in B.4, la perdita non deve essere maggiore di ISO 5208 ( 1993) Classe D. tempi, se non diversamente specificato." Nota nella norma: "Applicazioni speciali possono richiedere perdite inferiori a ISO 5208 (1993) Classe D ¨J." Pertanto, se esiste un requisito di perdita superiore allo standard nella progettazione ingegneristica, dovrebbe essere indicato nel contratto d'ordine. API 6D--2008 Appendice B Requisiti di test aggiuntivi specifica i requisiti di test aggiuntivi per la valvola f J che devono essere eseguiti dal produttore quando specificato dall'acquirente. La prova di tenuta è suddivisa in prova di tenuta del gas a bassa pressione e ad alta pressione. Il test di tenuta ad alta pressione che utilizza gas inerte come mezzo di prova sostituirà il test di tenuta con liquido verso l'alto e il test di tenuta con liquido. In base al tipo, diametro e livello di pressione della valvola si può scegliere la prova di tenuta e si può fare riferimento a quanto previsto dalla norma ISO 5208. Per le valvole sulla tubazione a lunga percorrenza GAl e sulla tubazione industriale GCl, si consiglia di utilizzare il test di tenuta a bassa pressione, che può migliorare il tasso di prodotto qualificato della valvola. Quando si seleziona il test di tenuta ad alta pressione, va notato che dopo il test di tenuta ad alta pressione della valvola di tenuta elastica, le sue prestazioni di tenuta in condizioni di bassa pressione possono essere ridotte. I requisiti del test di tenuta della valvola devono essere selezionati in modo ragionevole in base alle effettive condizioni di lavoro del fluido, che possono ridurre efficacemente il costo di produzione della valvola.
4) Lo standard nazionale americano dell'American Instrument Association Standard ANSI/FCI 70-2 (ASME B16.104) è applicabile alla regolazione del livello di tenuta della valvola di controllo. La progettazione tecnica dovrebbe basarsi sulle caratteristiche del fluido e della valvola
Fattori come la frequenza di apertura della porta dovrebbero considerare la scelta di una guarnizione metallica elastica o di una guarnizione metallica. Il grado di tenuta della valvola di controllo a tenuta metallica deve essere specificato nel contratto d'ordine. Secondo l'esperienza, per le valvole di controllo a tenuta metallica, i requisiti per i gradi I, II e III sono relativamente bassi e sono meno utilizzati nella progettazione tecnica. In generale, le valvole di controllo con tenuta metallica sono generalmente almeno di grado IV e le valvole di controllo più critiche utilizzano il grado V o VI. Il design della valvola di controllo del sistema a torcia di un impianto di etilene adotta i requisiti della tenuta metallica di grado IV e funziona bene.
(4) Inoltre, occorre prestare attenzione alla progettazione tecnica: l'API 6D stabilisce che il contenuto di ioni cloruro dell'acqua utilizzata nella prova di tenuta delle valvole in acciaio inossidabile austenitico non deve superare i 30 ug/g, e sia ISO 5208 che API 598 stabiliscono che la prova di tenuta delle valvole in acciaio inossidabile austenitico Il contenuto di ioni cloruro dell'acqua utilizzata non deve superare 100 ug/g. A causa dei diversi requisiti di ciascuna norma, si suggerisce di specificare chiaramente il contenuto di ioni cloruro dell'acqua utilizzata nel test di tenuta nel contratto di ordinazione della valvola.
4 Standard di classificazione del grado di tenuta della valvola a bassa perdita
La valvola a bassa perdita si riferisce alla piccola perdita della valvola, che non può essere determinata dai test di tenuta della pressione dell'acqua e della pressione dell'aria convenzionali e deve essere rilevata da mezzi e strumenti più avanzati. Questa piccola perdita della valvola nell'ambiente esterno è chiamata perdita bassa. Attualmente, gli standard comunemente utilizzati per il rilevamento di basse perdite di valvole nel mondo includono principalmente i tre seguenti:
(1) Metodo EPA 21 dell'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti "Rilevamento di perdite di componenti organici volatili".
(2) Organizzazione internazionale per la standardizzazione ISO 15848 (Valvole industriali: procedure di misurazione, test e qualificazione a bassa dispersione".
(3) Shell Oil Company SHELL MESC SPE 77/312 "Valvole industriali: misurazione a bassa dispersione, sistema di classificazione, procedura di qualificazione e omologazione e prove di prodotto di valvole di intercettazione e valvole di controllo".
Lo standard EPA Method 21 della US Environmental Protection Agency specifica solo il metodo di rilevamento senza la classificazione dei gradi di perdita. È uno standard e un regolamento locali ed è meno utilizzato. I due standard dell'International Organization for Standardization ISO 15848 e SHELL MESC SPE 77/312 della Shell Oil Company valutano le prestazioni della valvola da tre aspetti: livello di tenuta, livello di durata e livello di temperatura. Il grado di tenuta è diviso in tre gradi: A, B e C per la perdita dello stelo della valvola e della tenuta del corpo valvola. Il requisito di perdita della tenuta del corpo valvola standard ISO 15848 è inferiore o uguale a 50 em3/m3 e la perdita sullo stelo della valvola ha due standard. Tutti sono calcolati in base al diametro dello stelo della valvola.
5 Selezione della valvola a bassa perdita
Le valvole a soffietto sono un tipo di valvola a basse perdite. In passato, la valvola con tenuta a soffietto veniva generalmente utilizzata nelle condizioni di lavoro che avevano requisiti speciali per il livello di perdita della valvola. Tuttavia, a causa del lavoro difficile e degli elevati requisiti tecnici della valvola di tenuta a soffietto, il materiale del soffietto non poteva essere localizzato completamente e il costo era troppo elevato. , limitandone così l'uso diffuso nell'industria petrolchimica. Allo stato attuale, con il continuo miglioramento della consapevolezza delle persone in merito alla sicurezza e alla protezione dell'ambiente, l'aumento della cooperazione tecnica con i paesi stranieri e il continuo rafforzamento della forza tecnica dei produttori di valvole nazionali, anche la comprensione delle valvole a bassa perdita da parte del personale tecnico nazionale ha è stato continuamente migliorato, rendendo la sua gamma di applicazioni in continua espansione. Se le valvole selezionate per mezzi infiammabili, esplosivi e tossici nelle imprese petrolchimiche possono soddisfare lo standard di bassa perdita, ciò ridurrà senza dubbio notevolmente lo scarico di mezzi tossici, infiammabili ed esplosivi nel dispositivo ed eviterà incendi, esplosioni, avvelenamento, ecc. causati per perdita della valvola. Si verifica un incidente pericoloso per la vita. Rispetto alla valvola a soffietto, la valvola a basse perdite che soddisfa gli standard ISO15848 e SHELL MESC SPE 77/31 ha una struttura più semplice ed è più facile da produrre, e il suo costo è di circa il 10-20% superiore a quello di uso generale valvole.
6. Conclusione
Quando si seleziona il livello di tenuta e la perdita consentita specificata, va notato che la perdita del fluido tra le superfici di tenuta nella valvola ad alta pressione causerà l'erosione della superficie. Se c'è una perdita di mezzo corrosivo, il metallo alla perdita sarà corroso. Con l'aumento del gap di perdita, anche la perdita aumenterà rapidamente e la valvola verrà rottamata. Pertanto, per le valvole che lavorano in condizioni di alta pressione o di fluidi corrosivi, dovrebbero essere proposti requisiti più elevati in termini di garanzia della tenuta. Nelle tubazioni che trasportano fluidi infiammabili, esplosivi e tossici, la fuoriuscita di fluidi tra le superfici di tenuta delle valvole può causare danni alle persone, perdite economiche e persino incidenti. Pertanto, per le valvole che trasportano mezzi infiammabili, esplosivi e tossici, i requisiti di tenuta dovrebbero essere proposti in modo ragionevole in base al livello di pericolo del mezzo.
Qualsiasi tenuta a volte può consentire una piccola quantità di perdite e se questa perdita non funziona effettivamente, può essere considerata una tenuta ermetica. Lo standard tecnico di produzione delle valvole di solito stabilisce che è consentita una certa quantità di perdite quando la tenuta metallo-metallo viene testata per le prestazioni di tenuta nello stato chiuso. Per garantire le elevate prestazioni di tenuta della valvola, la superficie di tenuta deve essere rettificata accuratamente per aumentare la pressione specifica sulla superficie di tenuta, ma è inferiore alla pressione specifica ammissibile del materiale della superficie di tenuta e, allo stesso tempo, la rigidità della struttura deve essere migliorata. L'esperienza nell'uso della valvola mostra che in molti casi non è necessario imporre requisiti troppo elevati alle prestazioni di tenuta della valvola, poiché alcune condizioni di lavoro consentono completamente una piccola quantità di perdita del fluido, poiché questa perdita non è sufficiente per pregiudicare l'uso della valvola. Al contrario, il miglioramento delle prestazioni di tenuta di queste valvole complica il processo di produzione, aumenta i costi e crea inutili sprechi. La progettazione strutturale e la produzione della valvola stessa hanno l'impatto più evidente sulle perdite esterne. Le valvole a bassa perdita hanno requisiti più severi sulla progettazione, produzione e lavorazione di componenti chiave come il corpo della valvola, lo stelo della valvola e il premistoppa, come:
(1) La qualità del corpo della valvola e del coperchio della valvola, specialmente durante la forgiatura o la colata, dovrebbe evitare difetti quali piegatura, inclusione di scorie, pori, evacuazione dei tessuti, crepe nascoste e composizione irregolare.
(2) La qualità di lavorazione delle parti alla connessione tra lo stelo della valvola e il corpo della valvola, in particolare la rugosità dello stelo della valvola e del premistoppa, la rettilineità dello stelo della valvola, la verticalità del foro del premistoppa del cappello e il precisione di lavorazione.
(3) Viene selezionata la struttura del premistoppa della valvola. Poiché la tenuta sullo stelo della valvola è una tenuta dinamica, la guarnizione è facile da usurare durante il processo di rotazione o scorrimento dello stelo della valvola. È necessario selezionare speciali guarnizioni di tenuta a bassa perdita e combinazioni di guarnizioni di tenuta e l'imballaggio e l'imballaggio devono essere rigorosamente controllati. Gioco dello stelo, gioco dell'imballaggio e del premistoppa.
In sintesi, la selezione dei tipi di valvole non deve solo soddisfare le condizioni di processo e le specifiche standard, ma deve anche considerare completamente diverse condizioni operative. Nella progettazione tecnica, il grado di tenuta della valvola deve essere selezionato per soddisfare i principi di sicurezza, razionalità ed economia.