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压力管道元件型式试验简介 江苏省特检院 缪春生 压力管道元件型式试验 背景资料： q型式试验评价安全性能已经是一种趋势。如飞机、核电 站、军用武器、承压设备等。 q承压设备中ASME、欧盟承压指令（ 97/23 / EC）都有 型式试验的规定。但下列是热点问题： v 型式试验内涵？本质是什么？由此得出必须进行型式试 验的产品？ v 抽样问题？特别是小子样问题？ v 型式试验的覆盖范围？ 压力管道元件型式试验 q我国压力管道元件的制造质量状况。压力管道的事故 统计表明：由于压力管道元件制造质量引起的安全事 故占27。 q国家质检总局下达了压力管道元件型式试验方法的 研究（KJ200308)。并于2004年5月下达了编制压 力管道元件型式试验监督管理规则的安全技术规范 工作。主要任务是通过影响产品质量的因素分析，解 决： 压力管道元件型式试验 （1）哪些压力管道元件必须进行型式试验？ （2）必须进行型式试验的压力管道元件的试验项目有哪些 ？ （3）已经进行型式试验的压力管道元件产品能否覆盖其它 产品？其覆盖的范围如何？ （4）采用抽样方式进行的型式试验，其试验的置信度如何 ？ （5）单件生产的产品和批量生产的产品，其型式试验方法 、抽样等有何差异？ 内容目录 一、型式试验的内涵 二、必须进行型式试验的产品的确定 三、型式试验的覆盖范围的确定 四、抽样规则与试验置信度 五、典型型式试验项目的试验方法与验收要求 六、型式试验的程序 七、若干问题的讨论 压力管道元件型式试验简介 一、型式试验的内涵 型式试验（Type-Test或Type- Examination）的内涵 在特种设备监察条例条文解释中是这样规定的： 国务院特种设备安全监督管理部门指定的检验检测机 构对产品、部件是否满足安全要求而进行的全面技术审 查、检验测试，必要时可进行破坏性试验。目的是审查 被设计、制造的特种设备是否存在不能满足安全性能的 缺陷，验证制造企业生产符合安全性能的产品的能力。 压力管道元件型式试验简介 一、型式试验的内涵 在欧盟97/23/EC指令附录中给定的型式检验（EC type-Examination）的含义是： 指定机构确定和证明有关产品的代表性样品（在欧 盟97/23/EC中称之为“型式” ）符合其适用条款，指 定机构进行或完成有关的检验和必要试验，确定制造商 是否对已选择采用的相关标准得到了应用。 我国型式试验的概念类似于型式认可（conformity to type) 压力管道元件型式试验简介 一、型式试验的内涵 据此型式试验的内涵体现在以下几方面： （1）型式试验的内容：其试验内容是对压力管道元件的设 计和制造进行全面技术审查、检验测试、必要时可进行破 坏性试验。 （2）型式试验的目的是确定产品是否满足安全要求，验证 制造企业生产符合安全性能的产品的能力，但不仅限于产 品的安全性能，而是一种全面的技术审查和性能测试。 压力管道元件型式试验简介 一、型式试验的内涵 （3）型式试验的方法或方式有很多种，如进行全面技术 审查、检验测试、破坏性试验。 （4）型式试验的机构必须被核准或授权。 （5）型式试验不是产品的出厂检验，而在于当产品的功 能在正常的出厂检验时无法得到验证的情况下的一种 试验。因此，型式试验属于产品的可靠性试验。 压力管道元件型式试验简介 一、型式试验的内涵 可靠性试验与出厂检验不同，前者对装置或零部件 是否在规定时间内符合一定可靠性指标提供了保证 ，后者仅是对产品的性能参数测定其是否符合出厂 指标，所以两者的目的和要求不同，必须加以区分 。 由于型式试验的时机是在产品出厂且在使用前，因 此，型式试验所反映的是产品的固有可靠性。 压力管道元件型式试验简介 一、型式试验的内涵 （6）压力管道元件的型式试验是为了验证产品的 设计、制造是否达到规定的最低的可靠性要求 ，一般在实验室的条件下进行，所以属于可靠 性验证试验（Reliability Compliance Test）中 的可靠性鉴定试验（Reliability Qualification Test）。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 1、一般原则： 产品的固有可靠性主要包括产品设计的可靠性RD、制 造工艺可靠性RM，产品检验可靠性RT等，即 R = RD RM RT 根据型式试验的内涵，对涉及产品固有可靠性的 因素应当规定是否进行型式试验。基于下列原则，确 定必须进行型式试验的压力管道元件的产品： 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 （1） 压力管道元件的结构复杂，设计计算的模型需要进 行设计验证的产品。 如波纹管膨胀节。为了适应工程设计需要大多采用工 程近似方法进行设计，如美国膨胀节制造商协会（EJMA ）、美国ASME、日本JIS B8277、JIS B2352、 GB/T12777等，在这些标准中大多提出了对设计公式进 行验证的要求，所以必须进行型式试验。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 （2） 制造工艺对产品性能的影响难以定量描述，需要 对其制造工艺进行验证的压力管道元件 如三通。不论液压胀形还是热压成形，三通的 外形均靠模具内腔尺寸保证，也就是说可以用模具直 接实现三通肩部的转角半径，不同转角半径具有不同 肩部壁厚。因此，对于三通的制造工艺必须进行验证 ，以证明其制造工艺能使三通具有与之相连接的管相 同的强度。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 （3）、压力管道元件的主要功能作用不能通过出厂检验确 定是否满足要求，必须采用型式试验给予验证的产品。 如GB12243弹簧直接载荷式安全阀中规定（ 4.1.1条）：新设计的或改变设计的产品，定型时应进行 壳体强度、密封性、整定压力、排放压力或超过压力、回 座压力或启闭压力差、开启高度、机械特性、排量或排量 系数。而出厂检验只进行前3项的试验。 类似产品如埋地保温管、绝缘法兰等。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 2、必须进行型式试验的典型压力管道元件的说明 （1）金属管、管件、支承件及其组合装置典型产品的说明 规定下列产品应当进行型式试验： （一）管件（弯头、三通、四通）；(二)直埋式保温管及 其管件；(三)真空绝热管及其管件；(四)组合装置或设备 （过滤器、阻火器）；(五)绝缘法兰（接头）；(六)弹簧 吊架。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 A、关于压力管道用金属管与管件的说明 q 压力管道用金属管由于受力状态简单且其失效模式单一， 除非特种设备安全监察机构有要求时，无需进行型式试验 。 但是：因为直埋式保温管、真空绝热管绝大部分是与 其管件组合出厂，同时，由于其结构设计影响其产品的保 温功能和热补偿，而热补偿对管系的应力有影响。因此， 直埋式保温管及其管件、真空绝热管及其管件是必须进行 型式试验。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 q 压力管道用管件：在工程上，根据其连接形式分为对焊管 件、承插管件和螺纹管件。 由于承插管件的强度裕度较大，螺纹管件大多在压力不 高、无腐蚀性、无毒的介质下使用，且其失效主要与其连 接接头的可靠性有关，也不作型式试验的要求。 对焊管件中由于异径管（大小头）和管帽的设计计算和 制造简单。而弯头、三通、四通的制造工艺需要验证，所 以只规定弯头、三通、四通等进行型式试验。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 弯头的制造方法有:热推与冷挤,这两种方法都是利用金属 的变形特点来实现的。其变形过程中的物理模型是： 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 典型的热推工艺分为： 扩径和弯曲 。 为保证弯头的质量， 管坯尺寸与弯头尺寸 的配套问题。 尤其是弯头 的壁厚变化。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 三通的制造工艺：无缝三通的制造目前主要采用无缝 钢管进行液压胀形和热压成形这两种成形工艺。 液压胀形是用专用液压机将与三通等直径的管段放入模 具中，向管段内注油，通过左右两端模具运动加压而胀出 支管。支管的金属是靠管段轴向运动进行补偿得到，又称 轴向补偿。 热压成形是将大于三通直径的管段先压扁约至三通直 径的高度，局部加热后在模具中挤压出支管而成形。支管 的金属是靠管段径向流动进行补偿的，又称径向补偿。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 热冲压的工艺流程是： 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 三通的壁厚与肩部的半径有关、管材的壁厚有关、 与液压胀形的压力有关，因此采用不同的工艺可能有 不同的结果。 三通壁厚的变化规律复杂，ASME的结果。 实验研究结果： 结论：由于 壁厚变化，所以必须 进行型式试验。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 B、压力管道用阀门的型式试验产品 (一)用于毒性程度为极度、高度、中度或者可燃流体介 质和电站用高温高压的通用阀门 （闸阀、截止阀、球阀 、蝶阀、旋塞阀）；(二)低温阀门（闸阀、截止阀、球阀 ）；(三)紧急切断阀；(四)调压阀（减压阀、调节阀）； (五)安全阀。 对疏水阀，由于使用工况，不作型式试验的规定。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 C、压力管道用补偿器的型式试验产品 压力管道用补偿器是压力管道的一个薄弱环节，其 设计的力学模型中有很多的假设条件，有的假设与实际 情况相差甚大；制造较为复杂且对安全性能的影响极大 ，因此，规定了压力管道用补偿器中应进行型式试验。 规定了几种典型产品的型式试验。(一)波纹管膨胀节； (二)金属软管；(三)套管式补偿器、旋转式补偿器。 压力管道元件型式试验简介 二、必须进行型式试验的产品 D、非金属材料制压力管道元件 必须进行型式试验的压力管道用非金属管材、管 件和阀门，其典型的产品有： 非金属PE、铝塑复合管、钢骨架PE复合管管材 ，非金属PE管件（插口管件、电熔承口管件、鞍型 旁通），非金属PE阀门 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 压力管道元件种类繁杂、规格众多，对每一品种、每 一规格的产品都进行型式试验显然是不可能的，也是 不必要的，讨论如何科学合理地开展压力管道的型式 试验工作非常重要。 在97/23/EC指令附录中认为：一种“型式”可涵盖 几种变形的压力设备，只要它们之间的差别不影响安 全等级。但是没有规定其“涵盖”的范围，因此只能 作为一种原则，不具有可操作性。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 1、压力管道元件型式试验的替代原则 压力管道元件型式试验的替代原则是给出其覆盖范 围的基础，在本规则中提出的压力管道元件型式 试验的替代原则是： 与产品的型式试验具有相同或相近的安全裕度，或 具有相同或相近的可靠度，这种安全裕度与压力管道 元件的失效模式有关。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 不能完成规定的功能即为失效，其失效应包括： 压力管道元件的工艺过程的功能丧失 安全性能不满足要求。 工艺过程功能的概念。 固有可靠性的概念 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 2、压力管道元件型式试验覆盖范围的实施 利用试验单元，限定某些参量。在试验单元内讨论 覆盖范围。 （1）、试验单元：根据替代原则，首先将具有相同或相 近的功能作用，具有相同或相近的设计方法，具有相 同或相近的制造方法，具有相同或相近的失效模式， 具有相同或相近的结构型式的产品归类，在规则 中简称为试验单元； 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 将压力管道元件的过程作用大致划分为五组，： 第一组：压力管道用金属管、管件及其组合装置， 第二组：压力管道用非金属管材、管件和阀门， 第三组：压力管道用金属阀门， 第四组：压力管道用补偿器、波纹管膨胀节、金属 软管等柔性元件， 第五组：压力管道用密封元件。 分别用、表示。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 （2）、确定覆盖范围。 对每一试验单元内的元件产品，分析其失效的主要 因素及其对可靠性和功能的影响，确定其影响失效的 主要因素参量并给定其参量的范围，使得同试验单元 内的压力管道元件在这一范围内具有相同或相近的安 全裕量或可靠度，这一范围即为压力管道元件型式试 验的覆盖范围。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 设某一产品的可靠度为R，影响该产品可靠度的因素有， 该结构的极限状态方程为 。 对于第i个因素xi的灵敏系数为 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 以强度失效为例： 对于强度失效而言，其内压引起的应力极限方程为： ，D分别为型式试验试件的壁厚和直径；P为型式试验 试件的试验压力；b为型式试验试件的材料拉伸强度 。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 则有： 通过数值分析可知 D、较大 ，对上述4式进行数值分 析，其覆盖范围可转化为：D/和D两参数。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 3、常用元件的覆盖范围确定 （1）压力管道用金属管、管件及其组合装置的试验单 元与覆盖范围 这组产品的主要失效模式大致可分为：强度失 效和功能失效（如过滤、阻火、保温、绝热、绝缘 等）。 对于强度失效是以弯头和三通的强度失效为基 础。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 弯头与三通的失效模式、设计计算的公式不相同 ，弯头的爆破口是在内弧处，对于三通的爆破口是在曲 率变化处，划分为二个不同的试验单元，但三通与四通 的失效模式和设计计算公式相同，因此划分为一个单元 。 弯头：覆盖范围的主要因素是： 应力的分布特点 制造工艺对其质量的影响 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 弯头的应力分布取决于弯头的壁厚与其内直径的比 值（So/Di）和弯头的弯曲半径与其内直径的比值（R/Di） 两个参数，弯头（So/Di 越大其应力的不均匀性越大；弯 头R/Di越小其应力的不均匀性越大，当R/Di大于5时，其 应力的不均匀性可以忽略。 图： 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 弯头大多采用热推制和冷挤压（热处理、无热处 理）的方法进行制造，在推制和挤压过程中，弯头的 内侧壁厚增加而外侧壁厚减薄，且随着弯头内直径的 增大这种不均匀现象愈严重。 综上所述，其覆盖范围的控制参数是： 弯头的壁厚与其内直径的比值（So/Di） 弯头的内直径 弯头的弯曲半径 不同的制造方法 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 本规则根据以上的失效模式及其影响因素的分析，按照 前述之公式。参照ANSI 16.9给定了弯头和三通的覆盖范围 ，即： 同时满足下列规格尺寸的弯头DN （1）0.5DN*DN2DN* （2）0.5*/DN*/DN3*/DN* *、DN*为型式试验的样品（试件）的公称壁厚和直径 具有和样品（试件）相同或相近的加工工艺（冷、热成形 方法及其热处理的组合） 具有较样品（试件）弯头更大的弯曲半径。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 弯头型式试验覆盖范围的试验验证： 江苏省锅检所型式试验中心，承担了型式试验方 法研究的课题，对上述的覆盖范围开展了：有限元分 析和试验验证，证明是正确的。 试验结果表明：经过近100批的试验，在覆盖范 围内的产品的试验合格率近96%。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 三通或四通 覆盖范围的影响因素：应力分布、制造工艺 三通的应力分布比较复杂， 迄今为止，尚没有解析解。 大多进行有限元分析 和试验研究中。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 三通的应力大小除取决于三通肩部曲率半径与主管 半径的比值（r/R）以及肩部的壁厚外， 还取决于三通主管的壁厚。 因此可以推断：由于挤压 三通在肩部有一个转角， 其应力分布优于焊制三通。 壁厚相同条件下，肩部 半径越大，挤压三通的极限载 荷越小。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 但实际上，挤压三通的壁厚 是不均匀的，我国的有关规范没 有规定主、支管肩部半径大小 和三通的整体形状，不同制造 商、不同制造方法生产的三通 各部位的尺寸不尽相同，尤其 是各部位的壁厚和肩部半径。 因此挤压三通的强度特性尚取 决于各制造商的制造方法与工艺。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 目前国内的三通制造大都采用: 液压胀形 热压成形 在三通的各部位引起了壁厚的不均匀，由于加工硬 化都使得三通肩部的壁厚增加，从而改善了三通的应力 分布。 试验结果表明：三通肩部曲率半径与主管半径的比 值（r/R）越小其壁厚增加得越多，从而提高了三通的承 载能力。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 综上所述，其覆盖范围的控制参数是： 三通主管的壁厚与其内直径的比值（So/Di） 三通主管的内直径 不同的制造方法 所以，其覆盖范围同弯头的覆盖范围。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 （2）非金属材料的压力管道元件的型式试验覆盖范围 从理论上来说，非金属材料管件的覆盖范围应与金 属材料管件相同。但在行业上已形成了一种习惯，而 且与理论分析相差不大，所以在规则中给定的覆盖范 围为： （见说明） 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 （3）阀门的覆盖范围的确定 阀门的种类繁杂、规格众多，结构千差万别，如通用 阀门中的闸阀，可能有许多不同的结构型式如明杆、 暗杆、弹性闸板、单闸板、双闸板等，但是，它们具 有相同或相近的过程作用、制造工艺、设计方法、结 构形式和失效模式，因此，可以划分在同一试验单元 。 以此类推，将阀门的型式试验划分为产品范围。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 阀门的失效模式有：壳体的强度失效、泄漏（内泄漏 、外泄漏）。 壳体的强度基本上按照理论值，在各标准中大多 已明确规定了各压力等级下的壁厚值。但是由于我国 的阀门制造单位大多采购阀体，目前的现状是：我国 大多数阀体制造商的质量令人担忧。 综合考虑(主要是铸造工艺），给定了压力等级。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 阀门泄漏是阀门的主要失效形式之一，其主要的影 响因素有：阀门的直径、阀门启闭件的结构与材料 、阀门密封面的加工质量等。 通过对各种阀门泄漏的因果树分析，控制其失 效的试验项目是：阀门启闭件的寿命试验。控制其 覆盖范围的因素是：阀门的直径。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 适用的公称压力和公称直径： （1）DN2DN* （2）PN*6.4MPa时，PN6.4MPa PN*6.4MPa时，PN6.4MPa 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 （4）补偿器的型式试验覆盖范围 补偿器是一种大挠度的弹性元件 补偿器的类型有：旋转式、套管式和波纹管膨胀节 等，其失效的主要形式是：疲劳和强度。 例：波纹管膨胀节其性能取决于波纹管的性能， 这些性能主要包括强度、刚度、稳定性和疲劳寿命。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 A、波纹管膨胀节的特点 波纹管膨胀节按波纹管材料的层数有：单层和多层 波纹管膨胀节的常用波形有：U形、形 波纹管膨胀节的使用特点可分为：非约束型膨胀节和 约束型膨胀节。 波纹管的应力一部分是由内压引起的薄膜应力（环向 应力、经向应力）和弯曲应力，另一部分是由位移引 起的弯曲应力。 位移变形引起的应力要比内压引起的应力大得多，它 起主要作用。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 B、失效模式与影响因素分析 高应变低循环疲劳破坏。 基本上是基于Manson-Coffin方程： N = C 式中： 塑性应变范围 N破坏时的循环次数 与材料和工作温度有关的常数 C材料常数 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 影响膨胀节疲劳寿命的因素相当多，如： v 设计影响：波纹管膨胀节的波纹管厚度较薄时，其位 移引起的弯曲应力将降低，从而其疲劳寿命将有所增 加，波纹管厚度需要满足其承压要求。 v 制造质量的影响：10%的厚度公差就会产生21%的压力 弯曲应力的变化，进而影响波纹管膨胀节的疲劳寿命 。 v 材料与热处理的影响：试验表明：在低周疲劳时，退 火波纹管膨胀节的疲劳性能要比未经退火的波纹管膨 胀节差得多，寿命大约差1-2个数量级。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 失稳破坏 波纹管膨胀节的稳定性与其轴向刚度有关，波纹 管膨胀节的轴向刚度是指：使波纹管伸缩一个单位所 需的轴向伸缩力。它是作为波纹管挠性的标志，通常 用K来表示。 波纹管膨胀节的刚度不够，则可能因变形过大而 导致失稳；刚度过大，则不能满足补偿量的要求。 失稳有：平面失稳、柱失稳 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 影响因素： v 内压与位移联合作用下的波纹管膨胀节失稳：EJMA、 GB/T12777等标准规范中未考虑轴向位移对稳定性的影 响，这往往导致符合设计规范的波纹管在工作状态下 的失稳 。 v 材料加工硬化对稳定性的影响：冷作硬化均可以通过 成形态波纹管材料室温下的屈服强度（0.2）来加以 预测波纹管的稳定性。 v 制造质量的影响：厚度公差。 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 将上述的影响因素可以归结为：对于相同的波形 、结构和制造工艺下，其适用的范围是公称（设计） 压力、公称直径、单波补偿量的函数：所以有： （1）当PN*0.6Mpa时，其适用的范围为：公称压力PN 0.6Mpa，公称直径DN4 DN* （2）当0.6MpaPN*2.5Mpa，其适用的范围为：公称 压力0.6MpaPN2.5Mpa，公称直径DN3 DN* （3）当PN*2.5 Mpa时，其适用的范围为：设计压力 PN2.5 Mpa，公称直径DN2 DN* 压力管道元件型式试验简介 三、型式试验覆盖范围的确定 （4）适用的位移补偿量：其适用的轴向位移量x或横向 位移补偿量y为： x(y)/Lx*(y*)/L* x*(y*)分别为膨胀节试件的轴向位移补偿量或横向补 偿位移量，L*膨胀节长度 x (y)分别为膨胀节的轴向位移补偿量或横向补偿位移 量，L膨胀节长度 压力管道元件型式试验简介 四、型式试验抽样规则 1、试验置信度确定抽样规则 型式试验为抽样检验，由两种不同的错误，即把不 合格的判为合格，把合格的判为不合格。 抽样规则的制定是依据由多少把握说试验结果是可信 的，即试验置信度。 2、试验置信度的计算 有多种计算方法，问题是在型式试验时，大多采用的 小样本量，否则其试验成本过大，不经济。 压力管道元件型式试验简介 四、型式试验抽样规则 3、本规则的抽样规则： v 型式试验属于“成功-失败”模型，本规则中用主观 Bayes方法。 v 对于管件、阀门、补偿器采用“5取2”，若其中一件 不合格时，取双倍试样。 v 对于非金属、密封元件按行业规定进行，但实际上是 不合理的。 v 计算结果表明：试验置信度为.99 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 目前的问题很多，无试验方法或试验方法不齐全。在 规则中规定了有试验方法标准的按方法标准，没有方 法标准的按本规则的方法。如：特殊的管件、阀门启 闭件的静压寿命试验、环境试验等 由于压力管道元件的产品标准的问题，验收要求相互 矛盾或无验收标准。如阀门的压力试验、阀门启闭件 的静压寿命。本规则统一了验收要求。 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 、管件爆破试验与验收标准的讨论 q 目前我国常用的管件标准有：GB12459、GB13401 SH3408、SH3409，都规定了必须进行爆破试验。但： 试验方法上：没有试件的规定，实际上试件对试验的 结果影响甚大。 验收标准上：理论爆破压力的计算存在差异。爆破口 的位置没有明确规定。 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 q 试件的要求：规定过渡段的尺寸。如三通 (1)当试件直径小于300mm时，其试验短节不小于其外径， (2)当试件直径大于等于300mm时，其试验短节不小于150mm； 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 q 验收要求：理论爆破压力的计算： GB12459-90SH3408、 ANSIB16.9 本规则要求 b 为材料的规定的 抗拉强度， 、 D为试件的管子 公称壁厚，规定管 径 b 为材料的实际抗 拉强度， 、 D为试件的管子 公称壁厚，规定管 径 b 为材料的规定的 抗拉强度， 、 D为试件的实际 的管件壁厚，规定 管径 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 2、阀门的型式试验方法与验收要求的讨论 有关阀门的性能试验的标准多，但验收要求相差甚大 。 （1）通用阀门和低温阀门常温下的压力试验和密封试验 。 目前，压力试验存在两个标准即：GB/T13927（等 效ISO5208），JB/T9092（等效API 598）。这两个标 准在（1）高、低压密封试验压力的选择，（2）密封 试验压力和试验方法，（3）判定标准上差异较大。 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 q 密封压力的选择：在GB/T13927中，完全可以采用高压 密封，而在JB/T9092标准中，对于压力较低的闸阀、 浮动式球阀等必须要进行低压密封试验的。 众所周知，闸阀、浮动式球阀在高压下是比低压 容易密封的，这样，就有可能出现按GB/T13927标准检 验合格的阀门用JB/T9092标准进行校验，出现不合格 现象，即GB/T13927规定的不严谨。 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 q 试验方法： v 在JB/T9092标准中明确规定对于楔式单闸板（刚性或弹 性的）闸阀，不允许将试验介质封闭在两密封面，在两 密封面处灌注清水或涂上肥皂水等类似的试验方法。 v 在GB/T13927标准中没有明确规定试验方法，目前大多数 的阀门生产企业却用这种方法进行闸阀的出厂密封检验 ，这种方法的弊端在于无法确定阀体腔中的压力是否是 密封试验压力。 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 q 验收要求： v 对于非金属弹性密封阀门，两标准都规定了在试验持续 的时间内无可见泄漏。 v 对于金属密封的阀门，GB/T13927标准中密封判定标准 有B、C、D三级，D级与B级的泄漏率（气体）标准相差 100倍，而JB/T9092标准只规定一种判定标准，同时这 一检漏标准与GB/13927标准中的B级相当。 v JB/T9092的检漏标准比GB/13927的检漏标准严且明确。 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 （2）阀门的静压寿命试验 q 静压寿命试验是压力管道用阀门泄漏失效的可靠性指标 的体现，目前的问题是没有提出要求。 q 静压寿命试验的试验方法有：JB/T 8858、JB/T 8859、 JB/T 8860、JB/T 8861、 JB/T 8863 。 在本规则中规定了试验装置和试验步骤。 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 其试验原理： 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 验收要求：在达到下表规定的寿命试验次数后，按规定的 压力试验和密封试验合格，则静压寿命试验合格。（说 明次数的由来） 阀门规格DN弹性密封副的试验次数金属密封副的试验次数 505000 3000 65150 40002500 200300 3000 2000 350 2000 1500 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 （3）耐火试验 v 耐火试验的试验要求 (1)有耐火要求的弹性密封副结构的阀门必须经耐火试验 验证。 (2)球阀的试验方法按GB/T 12237附录一的规定进行。 (2)其它阀门的试验方法按JB/T 6899的规定进行。 v 耐火试验的结果判定：耐火试验后，阀门的内漏和外泄 漏量应当符合JB/T 6899的规定。 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 3、波纹管膨胀节试验方法与验收标准的讨论 （1）试件的规定： 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 （2）失稳试验的规定： v 试验压力：GB12777规定，本规则规定。讨论试验压力 系数。 v 试验状态：在自由、压缩和拉伸状态下进行。与 GB12777的区别。 压力管道元件型式试验简介 五、典型型式试验方法与验收要求 （3）疲劳试验方法 v 疲劳试验的加载速度：试验过程中位移的循环速率应以 使试验循环位移在各波纹中均匀分配所需时间确定，且 应小于30周次/分。 v 横向位移的问题： v 验收准则：涉及安全系数nf10，小子样的问题 压力管道元件型式试验简介 六、型式试验的程序 压力管道元件型式试验的程序和过程包括： 申请与接受试验、设计审查、抽样、检验与试 验、试验样品的管理、型式试验结果的判定与处理 及出具型式试验报告等过程。 说明有6点： 压力管道元件型式试验简介 六、型式试验的程序 （1）关于设计审查的问题 v先设计审查后抽样检验 v设计审查包括设计文件和制造工艺文件的审查。 v设计审查的简化手续： 对于国家标准系列的压力管道用管材、管件、密封元件 以及通用阀门等可以不进行设计文件审查。 制造工艺文件已经由鉴定评审机构在压力管道元件制造 许可鉴定评审过程中审查完成，型式试验机构可以不再进行 制造工艺文件的审查。 压力管道元件型式试验简介 六、型式试验的程序 v设计审查的内容 o设计文件的审查内容（1）设计图纸、设计计算书等设计 文件是否齐全；（2）设计采用的计算方法是否正确；（3 ）设计数据及其来源是否得当；（4）影响产品特性的结 构设计是否符合标准和技术法规的要求等。（5）必要时 ，型式试验机构应当进行验证性计算。 o制造工艺文件的审查内容：制造工艺能否满足产品的生产 要求，以确定制造单位是否有稳定可靠的产品制造工艺。 压力管道元件型式试验简介 六、型式试验的程序 （2）申请资料的问题： v 制造单位名称和地址，（若为进口代理商约请，还需要加 上进口代理商的名称和地址）； v 申请型式试验产品的名称、规格范围、产品技术参数以及 所采用的标准 ； v 申请型式试验产品的图纸、设计文件和制造工艺文件； v 型式试验所必须的其他资料。 压力管道元件型式试验简介 六、型式试验的程序 （3）抽样的基本要求： v 型式试验用的样品(试件)应在制造单位成品库或生产线 末端经出厂检验合格等待入库的产品中取随机抽样方 法抽取。 v 型式试验的抽样一般应集中一次性抽样；当型式试验 须采用分批试验的方式进行时，由型式试验机构根据 型式试验方案实施分批抽样。备份样的抽取应根据具 体产品而定。 压力管道元件型式试验简介 六、型式试验的程序 v 抽样人员应不少于两名。抽样人员应当与承担检验与试 验的人员分离，按照规定应当在抽样现场检验的例外。 v 在抽样时，压力管道制造单位应当提供型式试验产品的 设计文件、制造工艺文件、样品（试件）检验资料等。 v 型式试验机构抽样人员应该对抽取的样品（试件）应用 封条封样或用铅封。 v 抽样数量：一般为2件。 压力管道元件型式试验简介 六、型式试验的程序 （4）型式试验结果的判定 v 当压力管道元件的型式试验设计审查和样品（ 试件）的检验与试验结果都符合规定时，压力管 道元件的型式试验判定为合格。 v 设计审查和检验结果的判定： 压力管道元件型式试验简介 六、型式试验的程序 设计审查的结果判定与处理：当存在下列情况之一时 ，则判定为压力管道元件型式试验的设计不合格。 1、压力管道元件的设计文件不符合相关标准和技术法规； 2、压力管道元件的制造工艺文件不能满足相关标准和技术 法规； 3、压力管道元件的结构不符合相关标准和技术法规而存在 重大安全隐患。 压力管道元件型式试验简介 六、型式试验的程序 压力管道元件的型式试验样