Проверка клапанов на герметичность

Американский нефтяной институт (API)

Стандарт API 598: Проверка и испытания клапанов охватывает требования к испытаниям и проверке для запорных задвижек, шаровых клапанов, обратных клапанов, шаровых, пробковых и дроссельных задвижек. Он обладает приемлемой скоростью контроля утечки для жидкой и газовой среды. Все клапаны, изготовленные в соответствии с различными стандартами API, должны соответствовать критериям утечки API-598 перед отправкой от производителя или поставщика.

API 598 устанавливает испытания для оболочки и верхнего седла, видимая утечка не допускается. Если среда представляет собой жидкость, не должно быть видимых признаков падения или смачивания  внешних поверхностей (не должно быть видимых утечек через корпус, подкладку корпуса, если таковые имеются, и соединение между корпусом и крышкой и отсутствие структурных повреждений).

Если испытательной средой является воздух или газ, утечка не должна быть обнаружена с помощью установленного метода обнаружения. Как для испытания на закрытие при низком давлении, так и для испытания на закрытие при высоком давлении визуальные доказательства утечки через диск, за кольцами седла или за уплотнения вала (клапанов, имеющих эту функцию) не допускаются (пластическая деформация упругости сиденья и уплотнения не считаются структурными повреждениями). Допустимая скорость утечки испытательной жидкости через седла на время испытаний указана в следующей таблице:

Размер клапана NPS	Все эластичные закрытые клапаны	Все металлические закрытые клапаны (кроме обратных клапанов)
		Анализ жидкости (капли мин)	Анализ газа (пузыри мин)
<2	0	0 (1)	0 (1)
2 - 6	0	12	24
8 - 12	0	20	40
>12	0	28	56
Размер клапана NPS	Все эластичные закрытые клапаны	Металлические закрытые обратные клапаны
		Анализ жидкости (капли мин)	Анализ газа (пузыри мин)
<2	0	(2)	(3)
2 - 6	0	(2)	(3)
8 - 12	0	(2)	(3)
>12	0	(2)	(3)

Общие замечания:

• 1 миллилитр считается эквивалентным 16 каплям;
• для обратных клапанов, превышающих NPS 24, допустимая скорость утечки должна быть по соглашению между покупателем и производителем.

Примечания:

1. Не должно быть утечек в течение минимальной указанной продолжительности испытания. Для жидкого теста 0 капля означает отсутствие видимых утечек в течение минимальной указанной продолжительности теста. Для газового теста 0 пузырьков означает менее 1 пузырька за минимальную указанную продолжительность испытания.
2. Максимально допустимая скорость утечки должна составлять 0,18 кубических дюймов (3 кубических сантиметра) в минуту на дюйм номинального размера трубы.
3. Максимально допустимая скорость утечки должна составлять 1,5 стандартных кубических футов (0,042 кубических метра) газа в час на дюйм номинального размера трубы.

Общество по стандартизации в промышленности (MSS)

Стандарт MSS MSS-SP-61: Испытание под давлением клапанов был первоначально принят в 1961 году. Он был разработан с целью обеспечения единообразных средств тестирования клапанов, обычно используемых в типах обслуживания «полностью открытый» и «полностью закрытый». Он не предназначен для использования с регулирующими клапанами. Обратитесь к стандарту ANSI / FCI 70-2 для регулирующих клапанов.

Раздел 5 Испытаний под давлением стальных клапанов, касается испытаний закрытия седла, и определяет следующие скорости утечки:

• Запорные, проходные, шаровые краны: 10 куб. См / час на дюйм номинального диаметра трубы. (Пример: 6 "шаровой клапан допускает утечку 60 куб. См / ч в ходе испытания)

• Обратные клапаны: 40 куб. См / час на дюйм номинального диаметра трубы

Все запорные, указанные в MSS-SP-61, должны соответствовать вышеуказанным стандартам. Испытание на закрытие седла должно проводиться при давлении жидкости (жидкости или газа), которое не менее чем в 1,1 раза превышает номинальное значение 1000 ° F (380 ° C), округленное до следующих 5 фунтов на кв. Дюйм (0,5 бар).

Американский национальный институт стандартов (ANSI)

Стандарт ANSI FCI 70-2: утечка седла регулирующего клапана устанавливает серию из шести классов утечки седла для регулирующих клапанов и определяет процедуры испытаний.

Класс I. Также известен как пыленепроницаемый и может относиться к металлическим или упругим седельным клапанам.

Класс II. Этот класс устанавливает максимально допустимую утечку, обычно связанную с промышленными регулирующими двухседельными клапанами или сбалансированными клапанами с одним седлом с уплотнением поршневого кольца и металлическими седлами.

Класс III. Этот класс устанавливает максимально допустимую утечку, обычно связанную с классом II (4.2.2), но с более высокой степенью герметичности седла и уплотнения.

Класс IV. Этот класс устанавливает максимально допустимую утечку, обычно связанную с промышленными несбалансированными односедельными регулирующими клапанами и сбалансированными односедельными регулирующими клапанами с особо плотными поршневыми кольцами или другими уплотнительными средствами и металлическими седлами.

Класс V. Этот класс обычно указывается для критически важных применений, когда может потребоваться закрыть регулирующий клапан без блокирующего клапана в течение длительного периода времени при высоком перепаде давления на посадочных поверхностях. Это требует специальных технологий изготовления, сборки и испытаний. Этот класс обычно ассоциируется с металлическим седлом, несбалансированными односедельными регулирующими клапанами или сбалансированными односедельными конструкциями с исключительной герметичностью седла и уплотнения.

КЛАСС VI. Этот класс устанавливает максимально допустимую утечку седла, обычно связанную с упругими регулирующими клапанами сидений, либо несбалансированными, либо сбалансированными односедельными с «уплотнительными кольцами» или аналогичными герметичными уплотнителями.

Класс утечки	Максимально допустимая утечка	Тестовая среда
I
II	0,5% номинальной пропускной способности	Воздух или вода при 50-125 °F (10-52 °С)
III	0,1% номинальной пропускной способности	как указано выше
IV	0,01% номинальной пропускной способности	как указано выше
V	0,0005 мл / мин воды на дюйм диаметра отверстия	Вода при температуре от 50 до 125 °F (от 10 до 52 °C)
VI	Не превышать суммы, указанные в следующей таблице, в зависимости от диаметра отверстия.	Воздух или азот при температуре от 50 до 125 °F (от 10 до 52 °C)

Класс утечки	Испытательное давление	Методика испытания
I		Тест не требуется, до тех пор, пока покупатель и продавец согласны.
II	45-60 фунтов на кв. дюйм или макс. рабочий дифференциал в зависимости от того, какая ниже	Давление, приложенное к впускному отверстию клапана с открытым выходом в атмосферу или к измерительному устройству с низкими потерями напора, полное нормальное закрывающее усилие, обеспечиваемое приводом.
III	как указано выше	как указано выше
IV	как указано выше	как указано выше
V	Максимальное падение рабочего давления на плунжере клапана, не должно превышать номинальное значение корпуса по ANSI.	Давление прикладывается к впускному отверстию клапана после заполнения всей полости корпуса и подсоединенного трубопровода водой, а заглушка клапана хода закрыта. Используйте указанную максимальную тягу привода, но не более, даже если она доступна во время испытания. Подождите, пока утечка стабилизируется.
VI	50 фунтов на кв. дюйм или макс. Номинальный перепад давления на плунжере клапана, в зависимости от того, какое значение меньше.	Привод должен быть отрегулирован в соответствии с условиями эксплуатации, указанными с полным нормальным закрывающим усилием, приложенным к седлу плунжера клапана. Дайте время для стабилизации потока утечки и используйте подходящее измерительное устройство.

Классификация контроля утечки седла клапана
Номинальный диаметр отверстия дюймов	Номинальный диаметр отверстия, мм	Интенсивность утечки мл/мин	Интенсивность утечки пузырьков/ мин
3	76	0,9	6
4	102	1,7	11
6	152	4	27
8	203	6,75	45
10	250	11,1
12	300	16
14	350	21,6
16	400	28,4

Примечание:

Представленные в таблице пузырьки в минуту представляют собой альтернативу, основанную на подходящем калиброванном измерительном приборе, в данном случае 0,25-дюймовая наружная труба с наружным диаметром 0,25 дюйма, погруженная в воду на глубину от 1/8 до 1/4 дюйма.

Конец трубы должен быть ровным, без фасок и заусенцев. Ось трубы должна быть перпендикулярна поверхности воды. Могут быть сконструированы другие измерительные устройства, и количество пузырьков в минуту может отличаться от показанного, если они правильно указывают расход в миллилитрах в минуту.

Международная организация по стандартизации (ISO)

Целью стандарта ISO 5208: Промышленные клапаны - Испытания под давлением металлических клапанов является установление основных требований и методов испытаний клапанов под давлением различных конфигураций, которые используются в общих целях, в производстве электроэнергии, в нефтяной и нефтехимической промышленности или в смежных отраслях промышленности. Назначение состоит в том, чтобы обеспечить последовательный набор процедурных требований и критериев приемлемости, которые можно рассматривать в сочетании со стандартами, специфичными для клапанов, подходящими для конкретных применений. Были учтены требования к испытаниям клапанов EN 12266 и API 598 с требованиями, указанными для клапанов, обозначенных PN для первого, и клапанов, обозначенных классом для второго.

Предписанные испытания под давлением
Тест	DN	PN или класс	Шаровой вентиль
Гидростатические испытания корпуса клапана (жидкость)	Все	Все	Требуется
Гидростатические испытания корпуса клапана (газ)	Все	Все	Дополнительно
Тестирование верхнего седла (B, C) (жидкость)	Все	Все	Дополнительно
Испытание пружины на осадку до отказа (газ низкого давления)	DN≤ 100	Класс ≤ 1500 или PN ≤ 250	Дополнительно
		Класс > 1500 или PN > 250	Дополнительно
	DN> 100	Класс ≤ 600 или PN ≤ 100	Дополнительно
		Класс > 600 или PN > 100	Дополнительно
Испытание пружины на осадку до отказа (жидкость высокого давления)	DN≤ 100	Класс ≤ 1500 или PN ≤ 250	Требуется
		Класс > 1500 или PN > 250	Требуется
	DN> 100	Класс ≤ 600 или PN ≤ 100	Требуется
		Класс > 600 или PN > 100	Требуется
Предписанные испытания под давлением
Тест	DN	PN или класс	Шаровой вентиль
Гидростатические испытания корпуса клапана (жидкость)	Все	Все	Требуется
Гидростатические испытания корпуса клапана (газ)	Все	Все	Дополнительно
Тестирование верхнего седла (B, C) (жидкость)	Все	Все	Не требуется
Испытание пружины на осадку до отказа (газ низкого давления)	DN≤ 100	Класс ≤ 1500 или PN ≤ 250	Требуется
		Класс > 1500 или PN > 250	Дополнительно
	DN> 100	Класс ≤ 600 или PN ≤ 100	Дополнительно
		Класс > 600 или PN > 100	Дополнительно
Испытание пружины на осадку до отказа (жидкость высокого давления)	DN≤ 100	Класс ≤ 1500 или PN ≤ 250	Дополнительно
		Класс > 1500 или PN > 250	Требуется
	DN> 100	Класс ≤ 600 или PN ≤ 100	Дополнительно
		Класс > 600 или PN > 100	Требуется
Предписанные испытания под давлением
Тест	DN	PN или класс	Шаровой вентиль
Гидростатические испытания корпуса клапана (жидкость)	Все	Все	Требуется
Гидростатические испытания корпуса клапана (газ)	Все	Все	Дополнительно
Тестирование верхнего седла (B, C) (жидкость)	Все	Все	Не требуется
Испытание пружины на осадку до отказа (газ низкого давления)	DN≤ 100	Класс ≤ 1500 или PN ≤ 250	Дополнительно
		Класс > 1500 или PN > 250	Дополнительно
	DN> 100	Класс ≤ 600 или PN ≤ 100	Дополнительно
		Класс > 600 или PN > 100	Дополнительно
Испытание пружины на осадку до отказа (жидкость высокого давления)	DN≤ 100	Класс ≤ 1500 или PN ≤ 250	Требуется
		Класс > 1500 или PN > 250	Требуется
	DN> 100	Класс ≤ 600 или PN ≤ 100	Требуется
		Класс > 600 или PN > 100	Требуется
Предписанные испытания под давлением
Тест	DN	PN или класс	Шаровой вентиль
Гидростатические испытания корпуса клапана (жидкость)	Все	Все	Требуется
Гидростатические испытания корпуса клапана (газ)	Все	Все	Дополнительно
Тестирование верхнего седла (B, C) (жидкость)	Все	Все	Не требуется
Испытание пружины на осадку до отказа (газ низкого давления)	DN≤ 100	Класс ≤ 1500 или PN ≤ 250	Требуется
		Класс > 1500 или PN > 250	Требуется
	DN> 100	Класс ≤ 600 или PN ≤ 100	Требуется
		Класс > 600 или PN > 100	Требуется
Испытание пружины на осадку до отказа (жидкость высокого давления)	DN≤ 100	Класс ≤ 1500 или PN ≤ 250	Дополнительно
		Класс > 1500 или PN > 250	Дополнительно
	DN> 100	Класс ≤ 600 или PN ≤ 100	Дополнительно
		Класс > 600 или PN > 100	Дополнительно
Предписанные испытания под давлением
Тест	DN	PN или класс	Шаровой вентиль
Гидростатические испытания корпуса клапана (жидкость)	Все	Все	Требуется
Гидростатические испытания корпуса клапана (газ)	Все	Все	Дополнительно
Тестирование верхнего седла (B, C) (жидкость)	Все	Все	Не требуется
Испытание пружины на осадку до отказа (газ низкого давления)	DN≤ 100	Класс ≤ 1500 или PN ≤ 250	Требуется
		Класс > 1500 или PN > 250	Дополнительно
	DN> 100	Класс ≤ 600 или PN ≤ 100	Требуется
		Класс > 600 или PN > 100	Дополнительно
Испытание пружины на осадку до отказа (жидкость высокого давления)	DN≤ 100	Класс ≤ 1500 или PN ≤ 250	Дополнительно
		Класс > 1500 или PN > 250	Требуется
	DN> 100	Класс ≤ 600 или PN ≤ 100	Дополнительно
		Класс > 600 или PN > 100	Требуется

Примечания:

1. Успешное завершение дополнительного теста не освобождает производителя от успешного завершения необходимого теста.
2. В случае упругих закрытых клапанов испытание на закрытие при высоком давлении может ухудшить последующую герметичность закрытия в приложениях с низким давлением.

• (A) Пробковые клапаны, которые для герметизации полагаются на герметизирующий состав, могут быть испытаны на герметичность с установленным составом.
• (B) Успешное завершение теста верхнего седла не должно интерпретироваться как рекомендация изготовителя клапана о том, что, когда установленный клапан находится под давлением, уплотнение штока может быть изменено, отремонтировано или заменено.
• (C) В случае клапанов с сильфонным уплотнением испытание верхнего седла не требуется.

Максимально допустимая скорость утечки при испытании на закрытие
Испытательная жидкость	Единица измерения интенсивности утечки	Норма A	Норма AA
Жидкость	мм3/сек	(1)	0,006хDN
	капли/сек		0,0001хDN
Газ	мм3/сек	(1)	0,18хDN
	пузырьки/сек		0,003хDN
Максимально допустимая скорость утечки при испытании на закрытие
Испытательная жидкость	Единица измерения интенсивности утечки	Норма B	Норма C
Жидкость	мм3/сек	0,01хDN	0,03хDN
	капли/сек	0,00016хDN	0,0005хDN
Газ	мм3/сек	0,3хDN	3хDN
	пузырьки/сек	0,0046хDN	0,0458хDN
Максимально допустимая скорость утечки при испытании на закрытие
Испытательная жидкость	Единица измерения интенсивности утечки	Норма CC	Норма D
Жидкость	мм3/сек	0,08хDN	0,1хDN
	капли/сек	0,0013хDN	0,0016хDN
Газ	мм3/сек	22,3хDN	30хDN
	пузырьки/сек	0,3407хDN	0,4584хDN
Максимально допустимая скорость утечки при испытании на закрытие
Испытательная жидкость	Единица измерения интенсивности утечки	Норма E	Норма EE
Жидкость	мм3/сек	0,3хDN	0,39хDN
	капли/сек	0,0048хDN	0,0062хDN
Газ	мм3/сек	300хDN	470хDN
	пузырьки/сек	4,5837хDN	7,1293хDN
Максимально допустимая скорость утечки при испытании на закрытие
Испытательная жидкость	Единица измерения интенсивности утечки	Норма F	Норма G
Жидкость	мм3/сек	1хDN	2хDN
	капли/сек	0,016хDN	0,032хDN
Газ	мм3/сек	3000хDN	6000хDN
	пузырьки/сек	45,837хDN	91,673хDN
Максимально допустимая скорость утечки при испытании на закрытие
Испытательная жидкость	Единица измерения интенсивности утечки	Норма F	Норма G
Жидкость	мм3/сек	1хDN	2хDN
	капли/сек	0,016хDN	0,032хDN
Газ	мм3/сек	3000хDN	6000хDN
	пузырьки/сек	45,837хDN	91,673хDN

Примечания:

(1) Отсутствие визуально обнаруживаемой утечки в течение испытания

1. Скорость утечки применяется только при сливе тестовой жидкости в атмосферу.
2. Применяемая скорость утечки крышки - либо та, которая указана в стандарте на продукцию клапана, либо скорость утечки, указанная в заказе на закупку клапана покупателя, которая является более строгой, чем указанная в стандарте на продукцию.
3. Смысл «визуально не обнаруживаемой утечки» заключается в том, что нет видимой утечки в виде капель или пузырьков.
4. Существует слабо определенное соответствие между допустимыми значениями скорости утечки API 598 и значениями утечки Скорость A применительно к DN ≤ 50, Скорость AA-газ и Скорость CC-жидкость для обратных клапанов, кроме металлических сидений, и для обратных клапанов Скорость EE -Газ и скорость G-жидкость. Ставки A, B, C, D, E, F и G соответствуют значениям в EN 12266-1.

Виды утечки

Существует два типа утечки из клапана, а именно; неорганизованные выбросы из клапана в атмосферу и утечка через клапан, но содержащиеся в трубопроводной системе.

Летучие выбросы могут быть как вредными для окружающей среды, так и потенциальной угрозой безопасности. Клапаны считаются основными источниками потерь от неорганизованных выбросов.

Утечка через клапан также может быть опасной и может нанести ущерб процессу.

Причины утечки клапанов

Распространенные причины утечки через клапан включают в себя:

• Клапан не полностью закрыт. Это может быть связано с различными причинами, в том числе;
• Седло клапана не может полностью закрыться из-за грязи, ржавчины или грязи на линии
• Недостаточный ход привода
• Седло повреждено, например, забил
• Затвор повреждена

Общие причины утечки в атмосферу:

• Прокладка между корпусом клапана и крышкой клапана повреждена
• Прокладка изношена, ослаблена или повреждена