Краткое резюме
Проверка давления клапана проверяет целостность границы давления, характеристики герметизации затвора и соответствие указанным требованиям перед вводом клапана в эксплуатацию. Основными типами испытаний являются испытания корпуса, испытания на сиденье и испытания на заднем сиденье. Каждый проверяет свою функцию. Испытание оболочки не подтверждает герметичность седла; испытание сиденья не доказывает прочность тела. Применимые стандарты включают API 598, API 6D, ISO 5208 и EN 12266, но требования зависят от типа клапана, отрасли и спецификации проекта. Покупатели должны указать тип испытания, стандарт, критерии приемки и требования к документации в запросе предложений, а не спрашивать только о том, был ли клапан проверен.
Что такое проверка давления клапана?
Испытание клапана под давлением — это контролируемый процесс проверки, выполняемый перед доставкой для подтверждения того, что корпус клапана, крышка, седла, запорный элемент и уплотнительное устройство штока могут выдерживать внутреннее давление без недопустимых утечек или деформации в указанных условиях испытаний.
Испытание под давлением помогает выявить производственные дефекты, проблемы литья или ковки, проблемы сборки, повреждения седла, а также дефекты прокладок или уплотнений, которые могут быть не видны только при визуальном осмотре.
Испытание под давлением проверяет две принципиально разные вещи:
- Целостность границы давления - корпус, крышка, соединения корпуса и детали, находящиеся под давлением, могут выдерживать испытательное давление без утечек или остаточной деформации.
- Герметичность закрытия – седло и запорный элемент могут блокировать поток с утечкой в пределах установленных критериев приемки.
Это отдельные функции. Клапан может пройти испытание корпуса, но не пройти испытание седла, и наоборот. Понимание этого различия необходимо для определения, рассмотрения и принятия испытаний клапанов.
Почему проверка клапана под давлением имеет значение перед поставкой
Готовый клапан может выглядеть визуально правильно, но при этом иметь скрытые проблемы, которые могут выявить только испытания под давлением. Общие проблемы, которые помогает выявить тестирование, включают:
- Дефекты литья или ковки – пористость, усадочные полости, трещины или включения в корпусе или крышке, которые могут быть не видны на обработанной поверхности.
- Проблемы со сборкой – неправильный момент затяжки болтов, несоосность компонентов, повреждение прокладок или неправильно установленное уплотнение.
- Повреждение сиденья – царапины, выбоины или деформации посадочных поверхностей, возникшие во время механической обработки, обращения или сборки.
- Дефекты прокладки и упаковки – неправильный материал, неправильная установка или недостаточное сжатие, что может привести к утечке под давлением.
- Проверка документации – результаты испытаний предоставляют прослеживаемые доказательства того, что клапан перед отправкой соответствовал установленным критериям приемки.
Испытания не гарантируют, что клапан никогда не будет протекать в процессе эксплуатации. Условия эксплуатации, история циклов эксплуатации, совместимость сред, температура и техническое обслуживание — все это влияет на долгосрочную производительность. Испытание под давлением проверяет клапан в заданных условиях испытаний, а не во всех возможных будущих условиях эксплуатации.
Методы испытания давления главного клапана
Испытание гидростатическим давлением
В гидростатических испытаниях в качестве испытательной среды используется жидкость – обычно вода или вода с ингибитором коррозии. Жидкость находится под давлением внутри корпуса клапана и удерживается при указанном испытательном давлении в течение времени, требуемого действующим стандартом или техническими условиями проекта.
Гидростатические испытания широко используются для испытаний корпуса и седла, поскольку жидкость в значительной степени несжимаема, а это означает, что в случае нарушения границы давления запасенная энергия будет низкой по сравнению со сжатым газом. Это обеспечивает преимущество в безопасности во время испытаний. Тестирование жидкости также обеспечивает четкое визуальное обнаружение утечек в стыках, швах и посадочных поверхностях.
Испытательное давление зависит от применимого стандарта, конструкции клапана, номинального давления и требований проекта. Не следует предполагать, что это универсальный множитель. После гидростатических испытаний клапаны могут потребовать просушки или слива, особенно если рабочая среда чувствительна к влаге или если клапан будет храниться до установки.
Пневматическое испытание давлением
В пневматических испытаниях в качестве испытательной среды используется сжатый газ – обычно воздух или азот. Испытание газа может быть предписано для клапанов, работающих в чистом, сухом или газовом режиме, где остатки жидкости недопустимы или где применимый стандарт или спецификация проекта требуют испытания газом.
Пневматические испытания требуют строгого контроля безопасности. Сжатый газ хранит значительную энергию; если граница давления нарушается, выброс может быть резким. Процедуры испытаний должны включать устройства сброса давления, дистанционное управление, где это практически осуществимо, взрывозащиту и чистые запретные зоны. Пневматические испытания не во всех случаях заменяют гидростатические испытания. Применимые стандарты и спецификации проекта определяют, какие испытательные среды и условия необходимы.
Тест корпуса против теста сиденья против теста заднего сиденья
Понимание разницы между этими тремя тестами является одним из наиболее важных принципов для покупателей, инженеров и персонала по обеспечению/контролю качества. Каждый тест проверяет отдельную функцию, и прохождение одного из них не подтверждает другие.
| Тест | Цель | Что он проверяет |
|---|---|---|
| Тест оболочки (тест тела) | Проверьте целостность границ давления корпуса, крышки и соединений корпуса. | Корпус, крышка, соединение корпуса с крышкой и детали, находящиеся под давлением, могут выдерживать испытательное давление без видимых утечек или остаточной деформации. |
| Тест сиденья (тест на закрытие) | Проверьте герметичность затвора между затвором и седлом. | Седло и запорный элемент могут блокировать поток с утечкой в пределах указанных критериев приемки. |
| Тест на заднем сиденье | Проверьте уплотнение заднего сиденья, где это применимо. | Заднее седло обеспечивает приемлемую герметизацию, когда клапан находится в полностью открытом положении, а сальник ослаблен или снят. |
Ключевые различия:
- Испытание корпуса не подтверждает герметичность седла. Клапан может пройти испытание корпуса и при этом не пройти испытание седла.
- Испытание сиденья не подтверждает прочность тела. Клапан может пройти испытание седла и при этом иметь дефект корпуса.
- Испытание на заднее седло применяется только в том случае, если конструкция клапана включает в себя устройство с задним седлом. Не все типы клапанов имеют или требуют проверки заднего седла.
- Испытательное давление, продолжительность и критерии приемки для каждого испытания определяются применимым стандартом и конструкцией клапана, а не универсальными предположениями.
Стандарты испытаний клапанов под давлением
Несколько стандартов определяют требования к испытаниям клапанов под давлением. Ни один стандарт не применим к каждому клапану. Применимый стандарт зависит от типа клапана, отрасли, спецификации проекта и требований заказчика.
API 598
API 598, Проверка и испытание клапанов, широко используется для промышленных стальных клапанов. Он определяет требования к проверке, типы испытаний под давлением (корпус, седло, заднее седло, где применимо), продолжительность испытаний, испытательную среду и критерии приемки. API 598 обычно используется для задвижек, запорных и обратных клапанов в нефтегазовой, нефтехимической и энергетической отраслях. Более широкий обзор того, как стандарты API вписываются в арматурную промышленность, см. Руководство по стандартам промышленной арматуры.
API 6D
API 6D применяется к трубопроводной и трубопроводной арматуре, включая шаровые, пробковые и задвижки, используемые при транспортировке по трубопроводам. Он определяет требования к испытаниям под давлением, подходящим для эксплуатации трубопровода, включая испытания под давлением корпуса, седла и полости, где это применимо. К трубопроводной арматуре могут предъявляться дополнительные требования, связанные с двойной блокировкой и выпуском воздуха, разгрузкой полости и проверкой изоляции, которые отличаются от обычных испытаний промышленных клапанов.
ИСО 5208
ИСО 5208, Промышленная арматура – испытание давлением, определяет требования к испытаниям под давлением и подход к классификации утечек. Он используется на международном уровне и может быть указан покупателями в качестве альтернативы или дополнения к стандартам API. ISO 5208 определяет уровни утечек и критерии приемки для испытаний седел, но конкретный класс приемки должен быть указан покупателем или спецификацией проекта.
ЕН 12266
EN 12266 — европейский стандарт испытаний металлических клапанов. Он определяет требования к испытаниям под давлением, процедуры испытаний и критерии приемки. EN 12266 может быть указан для клапанов, поставляемых для европейских проектов или там, где покупатель требует европейских стандартов. Его можно использовать наряду со стандартами API или ISO или вместо них в зависимости от проекта.
Требования зависят от типа клапана, отрасли, спецификации проекта и требований заказчика. Покупателям следует указать применимый стандарт в запросе предложений, а не предполагать, что один стандарт применяется повсеместно.
Проверка давления клапана по типу клапана
Различные типы клапанов имеют разные аспекты тестирования. Применимый стандарт, конструкция клапана и область применения определяют, какие испытания необходимы.
Испытание шарового крана
Шаровые краны обычно проверяются на целостность корпуса и герметичность седла. Для плавающих шаровых кранов давление на входе прижимает шар к седлу на выходе, поэтому направление испытания и конструкция седла имеют значение. Для шаровых кранов с цапфой можно испытывать оба седла. Соображения относительно давления в полости применимы в тех случаях, когда полость корпуса клапана может удерживать давление между седлами. См. направляющая промышленного шарового клапана дополнительную информацию о типах шаровых кранов.
Испытание задвижки
Задвижки проверяются на целостность корпуса, уплотнение седла и работоспособность заднего седла, если конструкция включает заднее седло. Направление испытания седла задвижек зависит от конструкции – клиновые задвижки могут быть однонаправленными или двунаправленными в зависимости от конфигурации седла. Испытание на заднем седле, где это применимо, проверяет, что шток можно переместить в положение заднего седла при полностью открытом клапане, сохраняя при этом приемлемое уплотнение штока.
Испытание шарового клапана
Проходные клапаны проверяются на целостность корпуса и герметичность закрытия. Направление испытания седла зависит от конструкции клапана: запорный элемент обычно плотно прилегает к седлу в одном направлении. В зависимости от конструкции шаровые клапаны могут иметь или не иметь проверку заднего седла. Требования к испытаниям должны быть подтверждены соответствием применимому стандарту и таблице технических данных клапана.
Испытание дроссельной заслонки
Поворотные затворы проверяются на целостность корпуса и герметичность седла диска. Взаимодействие диска и седла в поворотных затворах зависит от конструкции: концентрические конструкции, конструкции с двойным и тройным эксцентриситетом имеют различную геометрию уплотнения и условия испытаний. Допуск утечки зависит от конструкции, материала седла и применимого стандарта.
Тестирование обратного клапана
Обратные клапаны проверяются на обратную утечку и поведение при закрытии. Уплотнение обратного клапана зависит от обратного перепада давления, динамики закрытия, ориентации клапана, где это применимо, и конкретной конструкции закрытия. Недостаточный обратный перепад давления может привести к ограничению усилия посадки в некоторых конструкциях. Критерии приемки испытаний должны быть подтверждены соответствием применимому стандарту и конструкции клапана.
Испытательная среда и условия проверки
Испытательная среда и условия проверки определяются применимым стандартом, типом клапана, требованиями к обслуживанию и спецификациями проекта.
Возможные тестовые среды включают в себя:
- Вода – наиболее распространенная среда для гидростатических испытаний. Может включать ингибитор коррозии в зависимости от материала клапана и условий эксплуатации.
- Воздух или азот – используется для пневматических испытаний, когда остатки жидкости недопустимы или требуется испытание газа.
- Другие указанные носители – для некоторых услуг или стандартов могут потребоваться специальные тестовые носители.
Фактические условия испытаний зависят от стандарта, типа клапана, требований к обслуживанию и спецификации проекта. Покупатели не должны предполагать, что все клапаны испытываются в одинаковых условиях или с одной и той же средой. Процедура испытания, испытательное давление, продолжительность и критерии приемки должны быть указаны или подтверждены перед заказом.
Для критических применений испытания под давлением могут стать частью более широкого Заводские приемочные испытания клапана (FAT) это также включает проверку документов, идентификацию, проверку размеров, проверку работоспособности и выпуск отгрузки. Испытание под давлением также может быть согласовано с неразрушающий контроль клапана и проект План проверок и испытаний (ITP).
Документация и отчеты по испытаниям клапанов под давлением
Документация по испытаниям предоставляет прослеживаемые доказательства того, что клапан был испытан и соответствует указанным критериям приемки. Типичная тестовая документация включает в себя:
- Идентификация клапана (серийный номер, номер бирки или номер производителя).
- Размер и номинальное давление.
- Указан стандарт испытаний или спецификация.
- Используемая тестовая среда.
- Испытательное давление и продолжительность удержания.
- Применены критерии приемки.
- Результат испытания (пройден или не пройден, с измеренной утечкой, где это применимо).
- Идентификация и подпись инспектора или свидетеля.
- Дата тестирования.
- Информация о отслеживаемости (заказ на поставку, номер партии или ссылка на сертификат материала, если применимо).
Покупатели должны запрашивать и сохранять сертификаты испытаний с полной отслеживаемостью. Инструкции о том, какие документы о качестве следует проверить перед заказом, см. сертификаты на клапаны и руководство по документации по качеству. Требования к испытаниям на неорганизованные выбросы, которые могут быть указаны отдельно от испытаний под давлением, см. руководство по тестированию неорганизованных выбросов.
Распространенные ошибки покупателей при назначении испытания клапана
Ошибка 1: вопрос только «Был ли клапан проверен?»
Вопрос только о том, был ли клапан проверен, не определяет, что именно было проверено. Покупатели должны указать:
- Требуемые типы испытаний (корпус, сиденье, заднее сиденье, где это применимо).
- Применимый стандарт (API 598, API 6D, ISO 5208, EN 12266 или спецификация проекта).
- Критерии приемки, включая класс герметичности для испытаний седел.
- Необходимая документация и требуется ли присутствие третьей стороны.
Ошибка 2: путаница в тесте корпуса и тесте сиденья
Испытание корпуса проверяет целостность границы давления. Испытание седла позволяет проверить герметичность затвора. Это отдельные испытания с разными целями и критериями приемки. Клапан, прошедший испытание корпуса, все равно может не пройти испытание седла, и обратное также верно. Покупатели, которые не различают эти испытания, могут принять клапан, герметичность закрытия которого не проверена.
Ошибка 3: Игнорирование условий обслуживания
Результаты испытаний под давлением при температуре окружающей среды с водой не обязательно предсказывают эксплуатационные характеристики с другой средой при другой температуре и давлении. Покупатели должны указать рабочую среду, температуру и давление, чтобы производитель мог подтвердить совместимость материалов, выбор седла и любые требования к испытаниям или квалификации, специфичные для данной услуги.
Дополнительную информацию о том, как условия эксплуатации влияют на уплотнение, см. руководство по эксплуатации уплотнений клапанов. Информацию о совместимости материалов см. руководство по выбору материала клапана.
Контрольный список запросов предложений по испытаниям клапанов под давлением
Используйте этот контрольный список при указании испытания давления клапана в запросе предложения:
| Товар | Что указать |
|---|---|
| Тип клапана | Шар, ворота, глобус, бабочка, клетка или другое |
| Размер | Номинальный размер и класс давления |
| Сервисная среда | Что клапан выдержит в эксплуатации |
| Температура | Диапазон рабочих температур |
| Применимый стандарт | API 598, API 6D, ISO 5208, EN 12266 или спецификация проекта. |
| Требуемые типы тестов | Корпус, сиденье, заднее сиденье, где это применимо |
| Критерии приемлемости утечки | Класс утечки или указанный максимум для испытаний седла |
| Тестовая среда | Вода, воздух, азот или другая указанная среда |
| Требования к проверке | Требуется ли присутствие стороннего свидетеля |
| Требования к документации | Сертификаты испытаний, отслеживаемость, отчеты о данных |
| Особые требования | Неорганизованные выбросы, пожаробезопасные, NACE MR0175/ISO 15156 или другие. |
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между испытанием корпуса и испытанием сиденья?
Испытание корпуса проверяет целостность границы давления корпуса клапана, крышки и соединений корпуса. Испытание седла проверяет качество уплотнения между запорным элементом и седлом. Это отдельные тесты с разными целями. Прохождение испытания корпуса не доказывает герметичность седла, а прохождение испытания седла не подтверждает прочность корпуса.
Какие стандарты обычно используются для испытаний клапанов под давлением?
Обычно упоминаемые стандарты включают API 598 для промышленных клапанов, API 6D для трубопроводных клапанов, ISO 5208 для испытаний промышленных клапанов под давлением и EN 12266 для европейских требований к испытаниям клапанов. Применимый стандарт зависит от типа клапана, отрасли, спецификации проекта и требований заказчика. Ни один стандарт не применим к каждому клапану.
Требуются ли гидростатические испытания для всех промышленных клапанов?
Гидростатические испытания широко используются, но необходимость их зависит от применимого стандарта, типа клапана и спецификации проекта. Некоторые службы или стандарты могут требовать или разрешать пневматические испытания. Покупателям следует указать требуемый тип испытания и среду в запросе цен, а не предполагать, что гидростатические испытания всегда обязательны.
Гарантирует ли прохождение испытания под давлением отсутствие утечек в будущем?
Нет. При испытании под давлением проверяется соответствие клапана указанным условиям испытаний. Условия эксплуатации, история циклов, совместимость сред, температура, загрязнение и техническое обслуживание — все это влияет на долгосрочные характеристики уплотнения. Клапан, прошедший испытания под давлением, все равно может иметь утечку в процессе эксплуатации, если условия эксплуатации отличаются от условий испытаний или если с течением времени происходит износ, эрозия или деградация материала.
Какие документы необходимо предоставить после испытания арматуры?
Типичная документация включает идентификацию клапана, размер и номинальное давление, стандарт испытаний, испытательную среду, испытательное давление и продолжительность, критерии приемки, результаты испытаний, идентификацию инспектора, дату и информацию о прослеживаемости. Покупатели должны запросить и сохранить эти записи. Для критически важных приложений могут потребоваться свидетельства третьей стороны и сертифицированные сертификаты испытаний.
В чем разница между гидростатическими и пневматическими испытаниями?
В гидростатических испытаниях в качестве испытательной среды используется жидкость (обычно вода). Для пневматических испытаний используется сжатый газ (обычно воздух или азот). Гидростатические испытания, как правило, безопаснее, поскольку жидкость практически несжимаема и сохраняет меньше энергии. Пневматические испытания могут потребоваться для чистых, сухих или газовых систем, где остатки жидкости недопустимы, но они требуют строгого контроля безопасности из-за энергии, запасенной в сжатом газе. Применимый стандарт и спецификация проекта определяют, что требуется.
