软阀座直角回转阀的耐火试验 ANSI/API 标准 607 第4版，1993年5月 美国石油学会 目 录 1. 概述 88 1.1 适用范围 88 1.2 参考出版物 88 1.3 基本耐火试验条件 89 1.4 其它耐火试验条件 89 2. 试验设备 92 2.1 设备安排 92 2.2 加压的其它方法 92 2.3 下游的管道系统 92 3. 试验过程 92 3.1 耐火试验 92 3.2 运行试验 94 4. 性能要求 95 4.1 经过-阀座的泄漏 95 4.2 外部泄漏 96 4.3 减压措施 96 4.4 阀门合格评定 96 4.5 合格与见证试验 98
1. 概述 1.1 范围 1.1.1 本标准给出在所限定的某些燃烧条件下进行试验与评估直通软阀座的直角回转阀性能时的要求。本标准所讲述的步骤适用于ASME B16.34所列的材料制成的所有这种级别和型号的阀门。 注：在本标准中，“级别”这个术语(不论大小写)都是ASME B16.34 所给定的压力等级。 1.1.2 以本文件中所提出的性能要求来建立合格的标准限值。 注：在本标准中所给出的最大容许泄漏率只对指定的试验温度与压力而言。实际使用时阀门在燃烧中或燃烧后的泄漏率可能会有很大的差别。 1.2 参考出版物 就本标准所述的内容而言，下列出版物的最新版或修订版均成为本标准的一部分： API 标准609 凸耳和薄膜式蝶阀 ASME1 B16.34 法兰端、螺纹端和焊接端的阀门， ASTM2 A193 高温作业用的合金钢和不锈钢螺栓材料 A 307 碳钢螺栓和双头螺栓，抗拉强度60,000磅/英寸2 1.3 基本耐火试验条件 以1.3.1到1.3.4小节的基本条件，设计试验过程来仿真加在阀门上的严格要求的状况。 1.3.1试验阀中装满水并在封闭状态下作试验。由于在封闭状态下作阀试验时在阀体腔内产生的压力要比开放状态下作阀试验时的高得多，因而必须遵守1.4.7节中的安全措施。 1.3.2布置或安装试验装置时，要提供一个蒸气搜集器，以便使上游液体的冷却效应降为最小。(见第2章) 1.3.3 潜在的从管道系统至阀杆端的连接(法兰的、螺纹的或焊接的)的泄漏不考虑为本试验的一部分，所以也就不包括在4.2节中所规定的容许的外部泄漏中。若必须消除此类泄漏，则应改进这些接头以适合本试验。 1.3.4 应使用制造厂家用于该阀的标准人工调节装置来进行阀门试验。 1.4 其它耐火试验条件 1.4.1 在进行试验时不得用任何形式的绝缘材料来保护试验阀。 1.4.2 在做试验时试验阀阀杆和阀膛应为水平的。 1.4.3 应将阀及其标准人工调节装置完全放在1400-1800°F(760-980°C)的火焰中，历时30分钟(有关最小热量计温度，参见1.4.5小节)。 注：选择燃烧时间为30分钟的原因是由于它相当于扑灭绝大多数精炼厂火焰所需的最长的时间。应将更长的燃烧时间看成是重大的火情，它具有比本试验所预期的更为重大的后果。 火焰温度应该是2个所需火焰热电偶同时读数的平均值，其中同时读出的每个热电偶的读数都不低于1300°F(705°C)。应将两个所需热电偶之一安放在阀体下方1英寸(25毫米)处，而另一个则应安放在阀杆密封的1英寸(25毫米)的半径范围之内，如图1、2、3所示。亦可选用任何其它的火焰热电偶。 1.4.4 对额定为900级或更高级的阀门，其试验设置应包括按图4所示的1.5英寸(38毫米)立方的热量计块。这些块应由碳钢制成，在其中心部位处均装有一个热电偶的传感区。对于NPS 6或更小些的试验阀，二个块的位置按图1所示。对于NPS 8或更大的试验阀，应装有三个块，如图2所示。 对每个额定值低于900级的试验阀，应装一个单体的热电偶，将它安装在阀门顶部的块上，位于垂直中心线任一侧的60度之内，如图3所示。可选用多于一个的壳式热电偶，如果多于一个时，则要记录下每个热电偶的温度。安装每个壳式热电偶时应使其读数不会明显地受到火焰的影响。应将每个壳式热电偶安装在阀体之内或是藏在阀体内0.5个壁厚处。必要时，提供壳式热电偶的安装，可以在阀的表面堆焊与阀体具有相同标称化学成份的材料。试验阀也应有一个嵌在阀帽部分的热电偶，如图3所示。
2美国材料及试验协会，1916 Race Street, Philadelphia, Pennsylvania 19103-1187. 1.4.5 对于额定为900级或更高的阀，所有热量计的温度会在30分钟燃烧期前的15分 钟内达到1200°F(650°C) 。在达到1200°F(650°C)后，各热量计的温度在30分钟的余下时间内不会降至1200°F(650°C)以下。 对于级别低于900级的阀，其壳式热电偶的温度在30分钟燃烧期内至少应保持为1100°F(593°C)，历时至少5分钟。位于阀帽的热电偶温度在30分钟燃烧期内保持最低值为1200°F(650°C)，历时至少15分钟。 1英寸(25毫米) 离阀杆密封1英寸(25毫米) 火焰热电偶 1.5英寸(38毫米) 1.5英寸(38毫米)见方的热量计块 1英寸(25毫米) 1英寸(25毫米) 图1 NPS 6或更小的、级别为900或更高阀门的 温度测量传感器的安装
1英寸(25毫米) 1英寸(25毫米) 1英寸(25毫米) 1英寸(25毫米) 离阀杆密封1英寸(25毫米) 1.5英寸(38毫米)见方的热量计块 火焰热电偶 1.5英寸(38毫米)见方的热量计块 图2 NPS8或更大的、级别为900或更高阀门的 温度测量传感器的安装 1.4.6 对于上游的密封，双阀座阀(例如某些装有凸缘的阀)，在试验开始时收集在阀腔内的液体容积并非经过阀的泄漏，因而在燃烧期间可从收集在有刻度的容器内的液体体积中扣去。在试验开始前，当阀封闭并处于试验状态时，收集在阀腔中的液体容积应进行测定和记录，并在试验报告中写明。同样，在报告中应写明该阀是上游密封的双阀座型。 1.4.7 注意以下警告： 警告：为了做试验人员的安全以及对环保的考虑，要求满足下列各项： a. 试验阀和所有的试验设备均应清洁并处于良好的运行状态。 b. 用水作为试验介质。 最大至60度 最大至60度 1英寸(25毫米) 1英寸(25毫米) 火焰热电偶 1.5英寸(38毫米)见方的热量计块 离阀杆密封1英寸(25毫米) 阀帽热电偶 注：壳式热电偶应装在这个区域。如果装在外部，壳式热电偶应藏在阀体 内0.5个壁厚处离阀杆密封1英寸(25毫米)处。 图 3 对于级别低于900级的阀 ，其温度测量传感器的安装 储罐连接处 储罐连接处 储罐连接处 储罐连接处 储罐连接处 0.339”钻孔,3/8”深 真空作动器组件 压力作动器组件 压力膜片 管咀 0.125英寸钻孔，3/4英寸深 热电偶套管 1.5英寸(38毫米)方块
注：NPT：美国管螺纹。方块材料为碳钢。 a 用0.339英寸的钻头钻3/8英寸深 b 用0.125英寸的钻头钻3/4英寸深 图 4 热量计块的设计 c. 要提供并使用防护服。 d. 要用气化燃料。 e. 要使用附加的减压阀以防止双阀座试验阀的体腔破裂(见4.3节)。设置减压阀的压力 时，应足够地低，以防止试验阀在预期的试验温度下破裂。制造试验阀的厂家有责 任确定这个设置压力。 1.4.8 对于所有上游的密封、双阀座阀、额定值低于600级的阀以及所有其它额定值低于900级的阀，在燃烧以及运行试验中，试验压力应为每平方英寸30磅(2巴)，见表1。 对于所有上游的密封、双阀座、额定为600级的或更高的阀，以及所有其它额定为900级的或更高的阀，在燃烧期间以及运行试验中，试验压力应为阀门冷态工作时许用压力的75%，参看表1。 表 1 耐火试验和运行试验中的压力
注：* = 冷态工作压力的75%。在耐火试验和运行试验下，试验压力偏离上表所列的相应试验压力 的大小可为 ±10% [除那些短暂的压力损失外(参看3.1.4小节)]。 2. 试验设备 2.1 设备安排 图5、6给出了耐火试验设备的典型布置。 2.2 加压的其它方法 除图5和6所列举的外，如果可供选择的另一压力源符合本标准的其它要求，并确保充分安全时，则也可用其它方法来对系统加压。 2.3 下游管道系统 试验阀下游的管道系统应至少为NPS 1/2或1/2英寸外径的管道。 3. 试验过程 3.1 耐火试验 按照3.1.1至3.1.10小节所述的各步骤，逐步进行耐火试验。如图5和图6所示。 注：在耐火试验中不容许调节试验阀。 3.1.1 为了给系统注水并排除空气，要开启供水阀以及任何必须的放气阀和排水阀。在注水和放气过程中，要将试验阀转至半开状态, 以确保阀体腔内被水充满。 3.1.2 首先关闭所有排水阀和放气阀，然后关闭试验阀，再关闭供水阀。此时试验阀及其上游的系统将完全充满了水。最后，开启排水阀(图5，件号17)，这样，试验阀下游的系统中所有的水将会排空。 3.1.3 将系统加压到1.4.8节所指定的适当试验压力，仔细检查全系统的泄漏。将找到的泄漏消除掉。在试验报告中记录下任何试验阀的泄漏。 3.1.4 在试验当中，保持指定的试验压力。在试验中容许瞬时损失50%试验压力，只要其累计时间少于2分钟。在报告中要记录下这些压力损失及其出现的时间。 3.1.5 记下容器(图5和6，第4项)中的水量。倒空有刻度的容器(图，第20项)。 图 例 1. 压力源 10. 试验阀箱(阀的任意部分与箱的水平间隙至 17. 泄水阀 2. 压力调节器 少要有6英寸(152毫米) 18. 排气阀 3. 减压阀 11. 阀箱的最小高度要比阀顶高6英寸(152毫米) 19. 冷凝器 4. 储水容器 12. 试验阀和水平安装的阀杆 20. 校准的容器 5. 有刻度的液位计(或类似装置) 13. 燃气燃烧室 21. 燃气入口 6. 供水 14. 热量计块 22. 试验阀下游的系统， 7. 截流阀 15. 火焰温度热电偶 外径应为1/2英寸或 8. 压 力表 16. 接至中心阀腔的压力表与减压阀(必需的) NPS 1/2管 9. 用来提供收集蒸气的管路系统 平面图 坡度 间 隙 平面图 坡度 间 隙 注：PI = 压力指示器(表) 图 5 用压缩气体为压力源的典型耐火焰系统 3.1.6 打开供油阀，点火。点火后不到2分钟时，火焰温度将高达1400°F(760°C) 。待其温度到达1400°F(760°C)，将开始30分钟的燃烧阶段。保持住1.4.3到1.4.5节所指定的试验条件。 3.1.7 在30分钟的燃烧阶段中，至少每30秒钟就记录一次仪器读数(图5和图6的第8项，和图5的14、15、16项)。 3.1.8 30分钟燃烧阶段结束后，关闭供油阀。 3.1.9 立刻记下收集在刻度容器(图5，第20项)内的水量，以确定经过阀的总泄漏量。 3.1.10 用水喷洒试验阀，使阀门在10分钟内迅速冷却到212°F(100°C)以下。 注意：为了安全起见，禁止工作人员接近该阀，一直到它冷却到212 °F(100°C)或更低时为止。 记录下容器(图5和6中第4项)中的水量。为了计算阀外泄漏，要记录下收集在刻度容器(图5，第20项)内的水量。 图 例 1. 压力源 8. 压力表 3. 减压阀 9. 用以提供收集蒸气的管路系统 4. 水容器 18. 排气阀 5. 有刻度的目测表(或类似装置) 21. 燃气入口 6. 供水 22. 止回阀 7. 截流阀 注：PI = 压力指示计(表)。如果系统能提供一个合理的非脉冲压力， 则也可以使用带有适当控制装置的泵作为压力源。 图 6 用泵作为压力源的典型的耐火试验系统 3.2 运行试验 完成了静态泄漏试验(3.1.9和3.1.10节)以后，关闭泄水阀(图5中的第17项)。先将试验阀在试验压力下开启到全开的位置，然后再回到全闭的位置。开启泄水阀(图5中的第17项)。让系统稳定5分钟。一旦5分钟的稳定阶段结束后，在下一个5分钟阶段结束时，在试验报告中分别记录下经过阀的泄漏量和外部泄漏量。 注：在运行试验中不容许调节试验阀。 注：应将运行试验和耐火试验完全分开，后者的数据是在燃烧阶段和冷却阶段中进行记录的。 4. 性能要求 4.1 经过阀座的泄漏 4.1.1 在试验的燃烧阶段，对于所有NPS 10或更小些的、额定值低于600级的上游密封的双阀座阀(例如某些转轴式球阀)，以及额定值低于900级的其它类型的阀，经过阀座的最大容许泄漏量(不包括阀帽接头、阀杆或阀体接头的泄漏)对单位阀门面积、单位时间应为100毫升。对比NPS 10大的阀，其最大容许阀座泄漏应为1000毫升/分，不论阀门尺寸如何)。参看表2。 在试验的燃烧阶段中，对于额定值为600级或更高级别的、NPS 5或更小的上游密封的双阀座阀(例如某些转轴式球阀)以及额定值为900级或更高级别的其它类型阀，其最大容许阀座泄漏量对单位阀门面积、单位时间应为 200毫升。对于比NPS 5大的阀，其最大容许阀座泄漏量应为1000毫升/分(不考虑阀门尺寸)，参看表2。 4.1.2 在3.2节所描述的运行试验中，对于NPS10或更小些的，额定值低于600级的所有上游密封，双阀座阀(例如某些法兰球阀)以及额定值低于900级的其它类型的阀，其最大容许经过阀座的泄漏对单位阀门面积、单位时间应为20毫升。对于比NPS 10大的阀，在运行试验中其最大容许阀座泄漏应为200毫升/分(不考虑阀门尺寸)，参看表2。 在运行试验中，对于NPS 10或更小的、额定值为600级或更高些的上游密封的双阀座阀(例如某些法兰球阀)以及额定值为900级或更高些的其它类型阀，其最大容许阀座泄漏对单位阀门面积、单位时间应为100毫升。对于比NPS 10大的阀，在运行试验中，其最大容许阀座泄漏应为1000毫升/分(不考虑阀门尺寸)。参看表2。 表 2 最大容许泄漏率
表 2 最大容许泄漏率(续)
4.2 外部泄漏 4.2.1 外部泄漏包括阀杆、阀帽接头以及阀体接头处的泄漏，但不包括管路系统到气门杆端部连接处的泄漏。 4.2.2 在全部燃烧阶段(包括冷却)，对于NPS 10或更小些的阀门，其外部泄漏量对单位阀门面积、单位时间不得超过25毫升。对于大于NPS 10的阀，其最大容许的外部泄漏量应为250毫升/分(不考虑阀门尺寸)，参看表2。 4.2.3 在3.2节所述的运行试验中，在试验阀运转了以后，其最大容许的外部泄漏量应为 4.2.2节所规定的值。 4.3 减压措施 如果1.4.7节所述的附加的减压阀被启动了，则试验无效。若试验阀的设计中包括一个能在试验中排放的外部卸压装置，则试验不算失败。然而应将通过该装置的所有的排放均考虑为外部泄漏。 注：对采用外部卸压装置的合格证明，必须在最后的试验报告中注明。 4.4 阀门的合格评定 在设计某一种阀时，为了不必对每种尺寸和级别进行试验，对于与试验阀为同一种基本设计(包括计算方法)和结构，而且在阀座至阀箱间的部件密封、阀座与阀体间的密封、阀杆密封以及阀体接头和密封中，其非金属材料也与试验阀一样时，这样的相似阀在遵守 4.4.1至4.4.9节所列的各项限制下，则可以认为是合格的。 4.4.1某个试验阀可以按照表3来评定与试验阀尺寸不同的阀门。对NPS 8或更大尺寸的阀门所做的成功试验的结果也可以用来评定尺寸小一档的阀门和所有较大尺寸的阀门。一个阀门的标定尺寸是由其端部连接的尺寸来决定的 。 4.4.2 可以用某个试验阀去评定压力额定值更高的阀，但后者压力额定值应小于试验阀的压力额定值的两倍(参看表4)。 4.4.3 如果已符合所有其它合格标准，则阀杆端部不同于试验阀的阀门亦将被评定合格，只要其质量不小于试验阀的90%即可。 注：虽然在本标准中并没有单另考虑阀体端部的型式，但阀门的质量仍部分地由阀体 端部型式决定。 4.4.4 应对不对称的阀座阀进行两次试验，一个方向进行一次 。 注：所谓一个不对称阀座阀是指一个单个阀座偏离一个垂直于管轴线且经过阀身中心线平面的阀门，例如, 符合API标准609目录B中的蝶阀。 对具有不对称阀体接头密封的阀，如果它们没有不对称的阀座，则不应认为是不对称阀座阀。 4.4.5 应该给预定进行单向安装的阀加以标记，并应按标记的方向去进行试验 。 4.4.6 对全口阀的评定也可以用来评定缩口阀，只要两者的结构相同即可。若评定一个缩口阀为合格，则也可评定同样型号的全口阀为合格，只要两者为同一结构即可。 4.4.7 评定了一个具有碳钢阀体的阀门合格也就认为ASME B16.34的表1中所列的任何材料做的阀门为合格。如果评定了一个不锈钢的阀为合格，也就评定了用ASME B16.34的表1所列的2组与3组材料所做的阀为合格。 表 3 其它阀门型号的合格评定
注：参看4.4.1节。无需再试验比NPS 8更大的阀，因为在试验期间它们不会达到所指定的试 验温度。当实际燃烧时间比试验时间更长时，则在造成阀门损坏以前已对附加的管道与设 备造成显著损坏了。 表 4 其它阀门压力等级的合格评定
注：参看4.4.2节。 4.4.8 评定具有ASTM A193 B7级紧固件的阀门为合格也就评定具有ASME B 16.34表1所列的具有其它ASTM规格紧固件的阀门(ASTM A307 B级除外)为合格。评定具有除了级别B7紧固件以外所有紧固件的阀门为合格时，只能认为具有试验过的紧固件的阀门为合格。对符合ASTM A 307级别B的带有保持压力紧固件的阀门，不做试验。 4.4.9 评定具有充填聚四氟乙烯成份的阀门合格也就认为评定具有纯聚四氟乙烯成份的阀门为合格。评定具有纯聚四氟乙烯成份的阀门合格也就认为具有充填聚四氟乙烯成份的阀门为合格。 具有非聚四氟乙烯的聚合物成份的双阀座阀门必须对它们按照本标准逐个地进行评定是否合格。 评定具有纯聚四氟乙烯或充填聚四氟乙烯成份的单阀座阀门合格后，可以利用对一个与试验阀有相同基本设计(相同构造)而具有其它聚合物成份的NPS 4阀所作的成功的评定试验，将其扩展到具有另外聚合物成份的单阀座阀门上去。 具有陶瓷或石墨成份的阀门需要按照本标准作全面的试验。 当一个阀作了试验并被评为合格后，如果将任何会影响外部泄漏的密封材料加以变动之后，则要求对阀门重新进行充分的评定。 4.5 合格与见证试验 4.5.1 有关合格与见证试验的要求应由制造厂商与买方协商解决。 4.5.2 如果在订货单上约定要进行耐火试验的阀门，则在本标准公布日期以后的3年期限内可提供按本标准(API标准607)第3版或第4版规定的耐火试验来评定阀门。在3年期限后，所有合格的阀门必须符合本标准第4版的所有要求。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||