美國米勒閥門密封等級的選用
選用歐美標準的密封等級分類。歐洲標準EN 12266—1密封等級分類符合國際標準化組織標準ISO 5208的規(guī)定,但缺AA、CC和EE三個等級。ISO 5208與1999版相比,新增了AA、CC、E、EE、F和G六個等級。ISO 5208標準給出了與API 598和EN 12266標準幾個密封等級的比較。
④。其他公稱尺寸密封等級的比較可按口徑計算泄漏量得出。
(2)美國石油協(xié)會標準API 598是美標閥門最常用的檢驗和壓力試驗標準。制造商標準MSSSP61常作“全開”和“全關(guān)”的鋼制閥門的檢驗,但不適用于控制閥門。美標閥門通常不選用MSS SP61檢驗。API 598適用于下列API標準制造的閥門密封性能試驗:
法蘭式,凸耳,對夾式和對焊連接止回閥 API 594
法蘭、螺紋和對焊連接的金屬旋塞閥 API 599
石油和天然氣工業(yè)用DNl00及以下鋼制閘閥截止閥和止回閥 API 602
法蘭和對焊連接的耐腐蝕栓接閥蓋閘閥 API 603
法蘭、螺紋和對焊連接的金屬球閥 API 608
雙法蘭式,凸耳和對夾式蝶閥 APl609
工程設(shè)計中應(yīng)注意:API 598--2004與1996版相比,取消了對API 600((石油和天然氣工業(yè)用螺栓連接閥蓋鋼制閘閥》的檢驗和壓力試驗。API 600一2001(ISO 10434--1998)標準規(guī)定閥門的密封性能試驗參照ISO 5208,但標準中表17和表18的泄漏量卻同API 598--1996標準的規(guī)定,而不是采用ISO5208的密封等級分類法。2009年9月1 13實施的API 600標準中糾正了2001版中的這個矛盾,規(guī)定閥門的密封性能試驗按照API 598,但沒有規(guī)定版本,這又與API 598--2004相矛盾。因此,工程設(shè)計中選用API 600和其密封性能試驗API 598標準時一定要明確標準的版本,確保標準內(nèi)容的統(tǒng)一性。
(3)美國石油協(xié)會標準API 6D(ISO14313)《石油和天然氣工業(yè)一管線輸送系統(tǒng)一管線閥門》對閥門泄漏量的接收準則是:“軟密封閥門和油封旋塞閥的泄漏量不得超過ISO 5208 A級(不得有可見泄漏),金屬閥座閥門的泄漏量不得超過ISO 5208(1993)D級,但按B.4所述的密封試驗,其泄漏量不能大于ISO 5208(1993)D級的二倍,除另有規(guī)定。”標準中注:“特殊的應(yīng)用可要求泄漏量少于ISO 5208(1993)D級¨J。”因此,工程設(shè)計中有高于其標準的泄漏量要求,應(yīng)在訂貨合同中給出。API 6D--2008附錄B附加試驗要求中規(guī)定了在購方規(guī)定時制造廠要作的閥f J附加試驗要求。密封試驗分低壓和高壓氣體密封試驗,以惰性氣體作為試驗介質(zhì)的高壓密封試驗將取代液體上密封試驗和液體密封試驗。依據(jù)閥門的類型、口徑和壓力級別選擇密封試驗,可參考ISO 5208標準的規(guī)定。對于長輸管道GAl、工業(yè)管道GCl上的閥門建議選用低壓密封試驗,可以提高閥門的合格品率。選用高壓密封試驗時應(yīng)注意彈性密封閥門經(jīng)高壓密封試驗后,可能降低其在低壓工況的密封性能。應(yīng)根據(jù)介質(zhì)使用工況實際條件,合理地選用閥門密封試驗要求,可以有效地降低閥門的生產(chǎn)成本。
(4)美國國家標影美國儀表協(xié)會標準ANSI/FCI 70-2(ASME B16.104)適用于控制閥密封等級的規(guī)定。工程設(shè)計中應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的特性和閥門的開啟頻率等因素考慮選擇金屬彈性密封或金屬密封。金屬密封控制閥密封等級應(yīng)在訂貨合同中規(guī)定。根據(jù)經(jīng)驗,對于金屬密封控制閥,I、Ⅱ、Ⅲ級要求較低,工程設(shè)計中選用的比較少,通常一般金屬密封的控制閥最低選用Ⅳ級,比較關(guān)鍵的控制閥選用V或Ⅵ級。某乙烯裝置火炬系統(tǒng)的控制閥設(shè)計,選用了金屬密封Ⅳ級要求,運行良好。
(5)另外工程設(shè)計中應(yīng)注意:API 6D規(guī)定奧氏體不銹鋼閥門密封試驗時所使用的水其氯離子含量不得超過30ug/g,ISO 5208和API 598均規(guī)定奧氏體不銹鋼閥門密封試驗時所使用的水其氯離子含量不得超過100ug/g。由于各標準要求不同,建議閥門訂貨合同中最好能明確密封試驗時所使用的水其氯離子含量。
4 低泄漏閥門密封等級分類標準
低泄漏閥門是指閥門實際泄漏量很小,靠常規(guī)的水壓、氣壓密封試驗已不能判定,需要借助更加先進的手段和儀器來檢測的微小外泄漏。閥門的這種微小的對外界環(huán)境的泄漏稱為低泄漏。目前國際上比較常用的檢測閥門低泄漏的標準主要有以下三種:
(1)美國環(huán)境保護署EPA method 21《揮發(fā)性有機組分泄漏檢測》。
(2)國際標準化組織ISO 15848(工業(yè)閥門:低泄漏測量、試驗及資格認定程序》。
美國環(huán)境保護署EPA Method 21標準僅規(guī)定了檢測方法而沒有泄漏等級的劃分,屬于地方性標準法規(guī),應(yīng)用較少。國際標準化組織ISO 15848和殼牌石油公司SHELL MESC SPE 77/312這兩個標準,對于閥門的性能,都從緊密等級、耐久等級和溫度等級三個方面進行評定。緊密等級針對閥桿和閥體密封處的泄漏,分為A,B,C三個等級,對于ISO 15848標準閥體密封處的泄漏要求≤50 em3/m3,而閥桿處的泄漏兩個標準均是按照閥桿的直徑計算的。
ISO 15848A級密封等級最高,B,c級密封等級同SHELLMESC SPE 77/312標準。通常低泄漏閥門的密封等級低于B級,而波紋管密封閥門由于在閥桿密封部位采用金屬波紋管密封,其密封等級低于A級。
5 低泄漏閥門的選用
波紋管密封閥門是低泄漏閥門中的一種。以往對閥門外泄漏等級有特殊要求的工況一般選用波紋管密封閥門,但由于波紋管密封閥f-JJm工難度大、技術(shù)要求高,其波紋管材料還不能完全實現(xiàn)國產(chǎn)化,成本過高,從而制約其在石化行業(yè)中大量推廣使用。目前,隨著人們的安全、環(huán)保意識地不斷增強,與國外技術(shù)合作的增多,以及國內(nèi)閥門制造廠自身技術(shù)力量不斷加強,國內(nèi)技術(shù)人員對于低泄漏閥門的認識也不斷提高,使其應(yīng)用范圍在不斷地擴大。對石化企業(yè)中易燃易爆、有毒介質(zhì)選用的閥門如果能滿足低泄漏標準,這無疑將大大降低裝置中有毒、可燃易爆介質(zhì)的排放量,避免因閥門外漏引發(fā)火災(zāi)、爆炸、中毒等危害生命安全的事故發(fā)生。滿足ISO15848、SHELL MESC SPE 77/31標準的低泄漏閥門與波紋管閥門相比,結(jié)構(gòu)簡單,加工制造容易,其成本與通用閥門相比約高10%~20%。根據(jù)前面對這兩個標準密封等級的分析比較來看,緊密等級B級閥門的泄漏量一般就能滿足某些特殊工況的低泄漏要求,加工精度要求比較容易達到,制造成本增加不多,其可以代替一部分波紋管閥門的使用。目前,低泄漏閥門對于硫化氫含量高的油氣田凈化系統(tǒng)更具有實際意義。因為硫化氫是一種劇毒、可燃氣體,比空氣重,能在低洼地區(qū)聚集,吸入一定濃度的硫化氫會傷害身體,甚至導(dǎo)致死亡,因此對這類天然氣凈化設(shè)施的泄漏要求更加嚴格。
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