• 調節閥在出廠前都是要進行測試的,目的是確保調節閥的各項性能符合標準。本文是上海調節閥廠家編著的《調節閥泄漏量試驗測試計算》。

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    調節閥泄漏量試驗測試計算

    發布時間:2016-07-09
    調節閥泄漏量測試裝置介紹:
    調節閥泄漏量是指在規定的試驗條件下和調節閥關閉情況下,流過調節閥的流體流量。 這里所指的試驗條件包括執行機構有足夠的推力,調節閥閥座和閥芯能夠壓緊,調節閥前、閥后有一定壓差,在室溫下進行。在使用調節閥時,有些場合希望調節閥在關閉時,閥芯和閥座之間的密封面的泄漏量 越小越好;有的工藝條件甚至要求調節閥不能泄漏,因此,為了達到低泄漏量的目的,有多種多樣的結構及使用材料,例如,用軟密封,即采用橡膠或聚四氟乙烯等軟材料作為密封面。
    調節閥泄漏量試驗測試計算
    圖1-1調節閥水泄漏量測試原理圖
    1—減壓閥:2—定值器:3、4壓力表:5—壓力調節器:6—量杯:7—被實調節閥:8——截止閥:9—穩壓筒:10—離心泵:11—調壓閥
    影響調節閥泄漏量的因素很多,如壓緊力的大小、密封面的材料、密封面的磨損情況、閥內 件的受力及變形情況等等。在進行檢測時,要在閥前保持一定的流體壓力,在閥后測量 泄漏量。
    1、用水(或煤油)進行試驗,圖1-1表示用水作試驗時的測試裝置.輸入到執行機構氣室中驅動調節閥的信號壓力可用定值器來設定。由離心泵提供的水,通過穩壓筒、壓力調節器、調壓閥的作用,使閥前能夠保持規定的水壓。水壓的大小可由壓力表讀出。調節閥關閉之后,試驗水壓達到穩定,可在閥后用量杯測定泄漏量,要記錄測定時間。如果泄漏量較大,可用大一點的容器。
    2、用空氣(或氮氣)進行試驗 圖2-2表示用空氣(或氮氣)作試驗時的測試裝置。和圖1-1所示裝置的不同點在于:試驗介質改用空氣(或氮氣),試驗壓力改用大功率定值器來設定,利用轉子流量器測量氣體的泄漏量。
    3、調節閥試驗注意事項
    (1)利用輸入到閥前的帶壓流體(水或空氣等)把閥座密封面上的臟物、塵土、油污沖刷掉。
    (2)執行機構或調節閥定位器通人試驗氣壓之后,使調節閥動作數次,把調節閥關閉。
    (3)在閥前試驗壓力達到穩定后,才能測定泄漏量。
    圖2-2氣體泄漏量測試原理圖
    1—減壓閥:2—氣動定值器:3、8壓力表:4—轉子流量計:5,9—截止閥:
    6—被實調節閥:7—連接法蘭板:10—氮氣罐:11—高壓空氣發生器
    調節閥試驗泄露量簡介:
    現代大型化工裝置建設中都要用到調節閥,在調節閥安裝之前,施工單位必須對其進行單體試驗,其中泄漏量試驗越來越被建設方看重。那么試驗中每1臺調節閥的泄漏量是如何確定的呢?下面將結合氣動調節閥標準GB/T4213-2008舉例說明調節閥泄漏量的計算。
    調節閥泄漏量計算公式
    調節閥泄漏量試驗的試驗程序有2種:采用試驗程序1、試驗介質壓力應為0.35MPa,當閥的允許壓差小于0.35MPa時,用設計規定的允許壓差;采用試驗程序2、調節閥試驗介質壓力應為閥的最大工作壓差。2種試驗程序所用的介質均為清潔氣體(空氣和氮氣)或水。不同等級調節閥泄漏量的計算公式見表1和表2。
    表1不同等級調節閥泄漏量計算公式
    調節閥泄漏量計算公式
    注:①△p為閥的允許壓差,kPa;D為閥座直徑,mm。
    ②對于可壓縮流體,閥額定容量為體積流量時,是指在絕對壓力101.325kPa和絕對溫度273K的標準狀態下的測定值。
    表2 VI級調節閥泄漏量表
    調節閥泄漏量表格
    注:①每分鐘氣泡數是在外徑6mm、壁厚lmm的管子垂直浸入水下5~10mm深度的條件下測量所得,所用管子的管端表面應光滑并無倒角和毛刺。
    ②如果閥座直徑與表2所列值之一相差2mm以上,則泄漏率系數可在假設泄漏率系數與閥座直徑的平方成正比的情況下通過內推法取得。
    以上公式可以看出,除VI級調節閥外,其他等級調節閥的泄漏量均與閥的額定容量有關。以下給出了新修訂的GB/T4213《氣動調節閥》標準中所引入的閥額定容量計算公式。新標準中閥額定容量計算公式與修訂前的有兩點不同:一是應用條件判別式不同;二是閥的額定容量計算公式不同。
    (1)調節閥介質為液體
    當△p<F21(p1-FFpv),閥額定容量Q1=調節閥
    當△p≥F21(p1-FFpv),閥額定容量Q=0.1F1KV〔(p1-FFpv)/(p/p0)〕1/2
    (2)調節閥介質為氣體
    當X<FY·XT時,閥額定容量Qg=0.28(X)1/2Yp1KV
    當X≥FY·XT時,閥額定容量Qg=0.19(XT)1/2p1KV
    式中Q1—液體流量,m3/h;
    Qg—標準狀態下的氣體流量,m3/h;
    KV—額定流量系數;
    Fl—無附接管件控制閥的液體壓力恢復系數,無量綱(Fl值在GB/T17213.2中可查到典型值);
    FF—液體臨界壓力比系數(規定溫度范圍內水的FF=0.96),無量綱;
    pv—入口溫度下液體、蒸汽的絕對壓力,(規定溫度范圍內水的Pv=2.34kPa),kPa;
    X—壓差與入口絕對壓力之比(△p/p1),無量綱;
    Y—膨脹系數,Y=1-X/(3XT),(當X>FY·XT時,Y取值0.667),無量綱;
    FY—比熱比系數(規定溫度范圍內空氣的FY=1),無量綱;
    XT—阻塞流條件下無附接管件控制閥的壓差比系數,無量綱;
    p1—閥前絕對壓力,kPa;
    p2—閥后絕對壓力,kPa;
    △p—閥前后的壓差,kPa;
    t—試驗介質溫度,取20℃;
    ρ/ρ0—相對密度(規定溫度范圍內水的ρ/ρ0=1)。
    2 調節閥計算步驟
    下面舉例詳細說明如何使用應用條件判別式和閥額定容量計算公式正確計算試驗條件下的閥額定容量。
    2.1 調節閥試驗條件
    溫度:(20±2)℃;
    相對濕度:60%~70%;
    大氣壓力:100kPa;
    試驗介質:5~40℃的清潔水或空氣。
    2.2根據條件判別式進行相應計算
    設定試驗對象為單座閥,PN16(1.6MPa),DN=50mm,KV=40,查表得XT=0.72,Fl=0.9,試驗介質流向為流開,試驗時,閥后為排空(通大氣)。分別采用試驗程序1和試驗程序2進行計算。
    (1)當采用試驗程序1,用水作試驗介質,閥前絕對壓力p1=450kPa,取試驗壓差Δp=350kPa時
    條件判別式Fl2(p1-FFpv)=0.92×(450-0.96×2.34)=362.6kPa
    由于Δp=350<362.6kPa,為非阻塞流狀況,按公式Ql=0.1KV〔Δp/(ρ/ρ0)〕1/2計算得
    Ql=0.1×40×(350/1)1/2=75m3/h
    (2)當采用試驗程序2,用水作試驗介質,閥前絕對壓力p1=1100kPa,取試驗壓差Δp=1000kPa(用戶確定的最大工作壓差)時
    條件判別式Fl2(p1-FFpv)=0.92×(1100-0.96×2.34)=889.2kPa
    由于Δp=1000>889.2kPa,為阻塞流狀況,按公式Ql=0.1FlKV〔(p1-FFpv)/(ρ/ρ0)〕1/2計算得
    Ql=0.1×0.9×40×[(1100-0.96×2.34)/1]1/2=119m3/h
    (3)當采用試驗程序1,用空氣作試驗介質,閥前絕對壓力p1=450kPa,取試驗壓差Δp=350kPa時
    條件判別式FY·XT=1×0.72=0.72;
    X=Δp/p1=350/450=0.78
    X=0.78>0.72,為阻塞流狀況,流量按公式Qg=0.19(XT)1/2p1KV計算得
    Qg=0.19×(0.72)1/2×450×40=2901m3/h
    (4)當采用試驗程序2,用空氣作試驗介質,閥前絕對壓力p1=1100kPa,取試驗壓差Δp=1000kPa時
    條件判別式FY·XT=1×0.72=0.72
    X=Δp/p1=1000/1100=0.91
    X=0.91>0.72,也為阻塞流狀況,流量按公式Qg=0.19(XT)1/2p1KV計算得
    Qg=0.19×(0.72)1/2×1100×40=7094m3/h
    2.3根據閥額定容量確定調節閥的泄漏量
    不同介質用以上不同試驗程序計算出閥額定容量后,對應所選定的泄漏量等級即可確定調節閥在確定試驗條件下的泄漏量。
    以選定的泄漏量等級為Ⅳ級(10-4×閥額定容量)為例。
    (1)調節閥試驗介質為水
    上述試驗程序1時的泄漏量值為0.0075m3/h(125mL/min);上述試驗程序2時的泄漏量值為0.0119m3/h(198mL/min)。
    (2)調節閥試驗介質為空氣
    上述試驗程序1時的泄漏量值為0.2901m3/h(4835mL/min);上述試驗程序2時的泄漏量值為0.7094m3/h(11820mL/min)。
    通過以上計算我們可以知道,1個調節閥在不同試驗條件下其泄漏量是不同的,我們在試驗時通過量杯收集泄漏的水或排水集氣收集泄漏的氣體量,并將其同計算的量進行比較,就可以確定1個調節閥的泄漏量是否符合規范了。調節閥泄露計算
    調節閥泄露密封性測試怎樣操作?
    被測試的調節閥裝在試驗管路中,一端通入具有壓力的水(或空氣),一端用盲板,O型密封圈堵住。用水泵提供水壓,或用空氣壓縮機、氮氣罐提供氣體壓力,把壓力作用到閥體內。在試驗時間內,使閥桿動作次數為每分鐘3次以上,用試驗錘輕輕敲打閥體、上閥蓋、下閥蓋等部件,然后仔細檢查填料函及密封部位是否產生泄漏。如果用空氣或氮氣進行試驗,可以用肥皂水涂在各個檢查部位,觀察有無氣泡產生。也可以把調節閥浸在水中,看有無氣泡溢出。用空氣做實驗介質的有點是測定的誤差小,對裝置無腐蝕作用,工作場所清潔。調節閥在管路的安裝,也可以采用專門的液壓夾緊裝置。
    調節閥密封性測試應注意哪些事項?國家標準對密封性有何規定?
    調節閥試驗注意事項如下:
    1.在調節閥的進口側輸入試驗壓力,另一端一定要密封,要使試驗壓力保持穩定。
    2.試驗過程中,閥桿動作次數哦為每分鐘3次以上。
    3.試驗期間要用試驗錘輕輕敲打有關部位,特別是密封部位。
    4.用水試驗時不泄露水珠,用空氣試驗時不冒泡。
    國家標準規定調節閥的填料函及其他連接處應保證在1.1倍公稱壓力下無泄漏現象。對調節閥應以1.5倍公稱壓力的試驗壓力,進行3min以上的耐壓強度試驗,試驗期間不應有肉眼可見的滲漏。
    調節閥的泄漏量的定義是什么?為實現低泄漏,調節閥采用了哪些措施?
    泄漏量是指在規定的試驗條件下和調節閥關閉情況下,流過調節閥的流體流量。
    這里所指的是試驗條件包括執行機構有足夠的推力,閥座和閥芯能夠壓緊,調節閥前、調節閥后有一定的壓差,在室溫下進行。
    影響調節閥的泄漏量的因素很多,如壓緊力的大小、密封面的材料、密封面的磨損情況、閥內件的受力及變形情況等。
    在使用調節閥時,有些場合希望調節閥在關閉時,閥芯和閥座之間的密封面的泄漏量越小越好,有的工藝條件甚至要求調節閥不能泄露。因此,為了達到低泄漏量的目的,有多種多樣的結構及使用材料,例如用軟密封,即采用橡膠或者聚四氟乙烯等軟材料作為密封面。
    調節閥泄漏量測試應注意哪些事項?
    在進行檢測時,要在閥前保持一定的流體壓力,在閥后測量泄漏量,并且應注意以下幾點。
    1.利用輸入到閥前的帶壓力流體把閥座密封面上的贓物、塵土、油污沖刷掉。
    2.執行機構或調節閥定位器通途試驗氣壓之后,使調節閥動作數次,把調節閥關閉。
    3.在閥前試驗壓力達到穩定后,才能測量泄漏量。
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