安全閥(safetyvalve)是一種不借助任何外力而利用自身介質的力來排出一定數量的流體,以防止壓力超過某個預定安全值的自動閥門(注:當壓力恢復正常后,閥門關閉并阻止介質繼續流出)。今天我們來學習關于安全閥的型式試驗的相關內容,如試驗的目的、內容、試驗程序等。
1、總則
1.1 應用
安全閥的動作性能和排量性能應通過符合本章要求的型式試驗來確定。
1.2 試驗
確定動作性能的試驗按 2 的規定,確定排量性能的試驗按 3 的規定。
當這些試驗分別進行時,對介質流動有影響的閥門零部件應齊全地安裝在閥門中。
試驗程序、試驗臺架和設備應能測定在排放壓力下的動作性能和排量性能。
1.3 試驗目的
試驗目的是在具體試驗條件下至少測定閥門在開啟前、排放中和回座時的下列特性:
a)整定壓力。
b)超過壓力。
c)回座壓力。
d)閥門動作的重復性。
e)用目視或聽覺確定的閥門機械特性。諸如:
1)良好的回座能力;
2)有無頻跳、顫振、卡阻或有害的振動。
f)在超過壓力下的開啟高度。
g)實際質量流量(實際排量)。
1.4 試驗一般要求
試驗應提供合適的數據。從這些數據可以確定閥門的動作性能和排量性能。對于出口為內螺紋連接的閥門其形狀如圖 1 b)所示,應在試驗過程中配裝一根至少 5 倍管徑長、具有適當厚度的管道。
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說明: 1——安全閥; 2——符合; 3——不符合; 4——安全閥正常運行所需的閥門內徑。 | 說明: 1——安全閥; 2——接管公稱直徑等于安全閥出口公稱直徑。 |
| a)進口 | b)出口 |
| 圖 1 端部連接設計 | |
1.5 基于試驗的結果計算
理論排量按 GB/T 36588 進行計算。閥門的排量系數則利用該理論排量和在排放壓力下的實測排量按 GB/T 36588 進行計算。
1.6 設計改變
當對安全閥的設計作改變以至影響到流體通道、開啟高度或性能時,應按第 7 章進行新的試驗。
2、動作性能試驗
2.1 一般要求
測定動作性能時的整定壓力應為所用彈簧設計的最小和最大整定壓力。用于空氣或其他氣體的閥門,應用空氣或其他性質已知的氣體進行試驗。用于蒸汽的閥門,應用蒸汽、空氣或其他性質已知的氣體進行試驗。用于液體的閥門,應用水或其他性質已知的液體進行試驗。
適用于動作性能的允許公差或極限值如下所列:
a)整定壓力:整定壓力的 ±3% 或 ±0.015MPa,取較大值。
b)在超過壓力下的開啟高度:不低于制造廠的規定值。
c)超過壓力:制造廠的聲明值,但不超過整定壓力的 10%。
d)啟閉壓差:不大于制造廠的聲明值。但應在下列限度之內:
1)可壓縮介質:最小為 2% 整定壓力[不適用于按f)的具有比例開啟特性的安全閥],最大為 15% 整定壓力或 0.03MPa,取較大值;
2)不可壓縮介質:最小為 2.5% 整定壓力[不適用于按 f)的具有比例開啟特性的安全閥],最大為 20% 整定壓力或 0.06MPa,取較大值。
e)對于限制開啟高度的閥門,其超過壓力和啟閉壓差應具有與未限制開啟高度的閥門相同的公差或極限值。
f)具有比例開啟特性的安全閥的超過壓力和啟閉壓差應予以驗證,且對于制造廠聲明的開啟高度最小和最大值之間的各個開啟高度是穩定的。應建立一個開啟高度隨超過壓力變化的曲線。
2.2 安全閥的開啟特性
制造廠應對所有安全閥規定其開啟高度特性。
2.3 用于型式試驗閥門的選定
試驗用安全閥應能在試驗室能力范圍內代表要確定動作性能的那些閥門的設計、壓力和尺寸系列。包括閥門進口面積與流道面積之比以及流道面積與出口面積之比都應加以考慮。
當尺寸系列包含7個或更多的尺寸時,應對 3 個尺寸的閥門進行試驗。若尺寸系列包含不多于 6 個尺寸,則試驗的閥門尺寸數可減至 2 個。
當一個尺寸系列的范圍擴大,以致先前試驗的安全閥不再能代表整個系列時,則應適當增加閥門尺寸數作進一步的試驗。
對每一尺寸的被試閥門,應使用 3 種有較大差別的彈簧進行試驗。為達此目的,可以在一臺閥門上用 3 種有較大差別的彈簧來進行試驗;也可在 3 臺同樣尺寸的閥門上用3種有較大差別的彈簧來進行試驗。為了確認符合性能重復性的接收要求,每一試驗應至少進行 3 次。在最小設計整定壓力下的試驗應予以進行。
對于僅制造一個尺寸的閥門但有多種壓力額定值的場合,應采用能覆蓋閥門使用壓力范圍的4種不同的彈簧進行試驗。
3、排量性能試驗
3.1 試驗要求
在確定動作性能(見 2)符合要求后,除設計用于液體的閥門外,可以用蒸汽、空氣或其他性質已知的氣體作為介質對閥門進行排量性能試驗。用于液體的閥門應用水或其他性質已知的液體進行試驗。當在動作性能試驗之外獨立進行排量測定時,應將閥瓣保持在由動作性能試驗測定的開啟高度。
3.2 用于排量試驗閥門的選定
用于排量性能試驗的閥門,應是動作性能試驗合格(見 2.3)的閥門。
3.3 試驗程序
3.3.1 試驗條件
試驗程序、試驗臺架和設備應在開始試驗之前得到批準。
試驗程序、試驗臺架和設備應能在超過壓力下測定排量。
可以加裝開啟高度限位器將開啟高度限制在按 2.1 c)確定的值。
可以在安裝或不安裝彈簧的條件下進行試驗。但當彈簧處在流體通道中時,則應在安裝彈簧的條件下進行試驗。
如果安全閥帶調節圈,則應以不同的壓力進行試驗,以確認排量系數不隨調節圈相對位置發生任何變化。
3.3.2 試驗閥門數量
對一給定的閥門設計應以 3 種尺寸,每種尺寸以 3 種不同的壓力進行試驗。但若該尺寸系列所包含的尺寸數不多于 6 種,則試驗的尺寸數可減為 2 種。
當一個尺寸系列所包含的尺寸數從小于 7 種擴展到大于或等于 7 種時,應對 3 種尺寸的閥門總共進行 9 次試驗。
對新設計或專門設計的閥門,僅制造一種尺寸而有多個壓力額定值時,應在4種不同整定壓力下進行試驗。這些試驗壓力應能覆蓋閥門將要使用的壓力范圍,或由試驗設施的能力來決定。
3.3.3 限制開啟高度的閥門
對限制開啟高度的閥門,其在所限開啟高度下的排量可以在測定全開啟高度下排量的試驗之后立即測定,也可以以后測定。
對限制開啟高度的閥門,應在所有試驗壓力下采用至少 3 個開啟高度點建立一個排量系數對應于閥門開啟高度的曲線。
3.3.4 試驗壓力值
對每一公稱尺寸的安全閥,應在試驗壓力下(這些試驗壓力應使絕對背壓力同絕對排放壓力之比小于 0.25)進行 3 次試驗。
這些試驗應在大氣背壓下進行。
對于可壓縮介質,當絕對背壓力同絕對排放壓力之比大于 0.25 時,排量系數可能在很大程度上取決于該壓力比。應在 0.25 至要求的最大壓力比之間的壓力比下進行試驗,以獲得排量系數 Kd 對應于絕對背壓力同絕對排放壓力之比的曲線或列表。還可將該曲線加以延伸以包容壓力比小于 0.25 的試驗。
該曲線應被用來確定任意整定壓力和超過壓力下的排量系數,也應被用來確定背壓條件下的排量系數。
3.3.5 排量試驗可接受的公差
在所述關于排量性能試驗的一切方法中,所有最終試驗結果都應在其算術平均值 ±5% 范圍內,以確認一個共用的排量系數。
當在絕對背壓力同絕對排放壓力之比大于 0.25 的條件下進行試驗以獲得排量系數對應于該壓力比的曲線時,這些公差要求可能達不到。此時,顯示對應于該壓力比的最低排量系數的曲線可被用于所試閥門的系列。
3.4 試驗中閥門的調節
試驗進行中不應對閥門作任何調節。當試驗工況有任何變動或偏離時,應給予足夠的時間使流量、溫度和壓力達到穩定后再讀取測量值。
3.5 試驗記錄和試驗結果
試驗記錄應包括所有對試驗對象的觀察、測量、儀表讀數和儀表校準記錄(如果需要)。原始試驗記錄應由進行試驗的機構保管。全部試驗記錄的副本應提供給試驗有關各方。修正部分和修正的數值也應分別列入試驗記錄。
制造廠或其授權代表應保存試驗記錄及其增補的一個副本,保存期限為最后一批安全閥完成制造后 10 年。
3.6 排量試驗設備
試驗設備的設計和操作應使試驗測量的實際排量的誤差保持在 ±2% 以內。
4、排量系數的確定
排量系數 Kd 的確定按 GB/T 36588 的規定。
5、額定排量系數
安全閥的額定排量系數 Kdr 應不大于由下式確定的排量系數 Kd 的 90%:
Kdr=0.9Kd
當排放壓力小于進行排量性能試驗(見 3)的排放壓力時,不能用排量系數或額定排量系數來計算排量;但在排放壓力大于排量試驗的排放壓力時,則可用它們來計算排量。
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