城镇燃气调压器_箱_新旧标准对比

1、·燃气标准规范·城镇燃气调压器(箱新旧标准对比张乃方,翟军,林升柏,岳明,陈浩,李军,王洪林,皮洋(中国市政工程华北设计研究总院,天津300074摘要:介绍国家标准GB 277902011城镇燃气调压器和GB 277912011城镇燃气调压箱,分析了新国家标准相对于旧行业标准的进步。关键词:城镇燃气调压器;城镇燃气调压箱;标准中图分类号:TU996文献标识码:B文章编号:10004416(2013020B31 05作者简介:张乃方(1986,女,辽宁营口人,助理工程师,硕士,从事城镇燃气输配系统的实验和研究工作。1产品标准的制定和修订过程国家质量监督检验检疫总局和国家标准化

2、管理委员会于2011年12月30日发布了GB 277902011城镇燃气调压器,该标准是在CJ 2742008城镇燃气调压器的基础上,结合多年来城镇燃气调压器产品的检验实践,进一步参照BS EN334:2005修订而成,于2012年11月1日正式实施;同期发布实施的标准GB 277912011城镇燃气调压箱,是在CJ /T 2752008城镇燃气调压箱的基础上,结合多年来城镇燃气调压箱产品的检验实践,进一步参照BS EN12186:2000修订而成的。2新旧标准对比新的国家标准GB 277902011和GB 277912011,与旧有的行业标准CJ 2742008和CJ /T2752008相比

3、,条款的叙述更加严密,对产品的安全性要求更高,更加符合产品质量检验和行业发展的要求。21条款叙述严密性211调压器的关闭压力区等级标准CJ 2742008在调压器的关闭压力区等级方面,仅定义了每条静特性曲线的关闭压力区等级:“最小流量和最大流量的比值的最大允许值乘上100”。而在产品检验过程中,对调压器性能的分析主要通过对一族静特性曲线(设定出口压力条件下,对应3个不同进口压力的3条静特性曲线综合特性的分析进行判定。标准CJ 2742008中并未定义调压器静特性线族的关闭压力区等级,也未阐述静特性线族的关闭压力区等级与每条静特性曲线关闭压力区等级的关系。因此,根据标准CJ 2742008的定义

4、,现有的调压器关闭压力区等级的确定和关闭压力区性能的判定方法存在争议,究竟是在3条静特性曲线的关闭压力区等级中取较大值作为静特性线族的关闭压力区等级,还是综合考虑3条静特性曲线的最大、最小流量来重新计算静特性线族的关闭压力区等级,无明确定论。对此,标准GB 277902011在第3133条中增加了关于静特性线族的关闭压力区等级的定义:第33卷第2期2013年2月煤气与热力GAS HEAT Vol33No2Feb2013“静特性线族上,最大进口压力下的最小流量和最小进口压力下的最大流量的比值的最大允许值乘上100”。根据此定义可知,计算每族静特性曲线的关闭压力区等级时,在综合考虑各种条件后,采用

5、最不利情况下的关闭压力区等级作为该族静特性曲线的关闭压力区等级。至此,调压器静特性中的关闭压力区等级的判定方法和依据更加清晰和明确:从每条静特性曲线和每族静特性曲线的关闭压力区等级两方面来同时对调压器的关闭压力区等级性能进行检验和判定。212调压器的产品型号编制标准GB277902011与CJ2742008相比,调压器型号的编制更加严密:GB277902011在第421条产品型号编制中增加了代表连接型式的代号,将螺纹连接(代号为L和法兰连接(省略代号的调压器加以区分。213调压箱的出口压力设定值试验标准CJ/T2752008对调压箱出口压力设定值试验过程中的进口压力条件并无明确规定,调压箱产品

6、在此项试验的检验过程中,进口压力值的选取存在争议。GB277912011在第763条中明确了进口压力的选取:“在最低进口压力下”,试验条件更加明确。22安全性221调压器耐低温性试验标准CJ2742008在城镇燃气调压器耐低温性试验要求(第651条中规定,对于标称工作温度范围为10 60的调压器,其在10条件下的关闭压力需要满足式(1的要求。对于标称工作温度范围为20 60的调压器,其在20条件下的关闭压力需要满足式(2的要求。p b p2,s1+SG(100(1式中p b调压器的实际关闭压力,Pa p2,s调压器的出口压力设定值,PaSG调压器的标称关闭压力等级p b p2,s1+2SG(1

7、00(2标准CJ2742008对标称工作温度范围为20 60的调压器的耐低温性要求低于标称工作温度范围为10 60的调压器。但是标称工作温度范围为20 60的调压器在实际工作过程中,也可能处于10的环境中,标准CJ2742008对标称工作温度范围为20 60的调压器在10环境中的关闭压力并无规定。另一方面,一些城镇燃气调压器的生产企业利用标准CJ2742008中的此项规定,将适用于10 60调压器的标称工作温度定为20 60,这样可以令原本耐低温性试验不合格的调压器在检验过程中符合标准的规定。此种现象将有可能导致型式检验合格但是实际上耐低温性能不合格的调压器流入市场,调压器在实际工作过程中性能

8、有所降低,存在安全隐患。为确保调压器产品的性能和质量,标准GB 277902011对调压器的耐低温性试验要求进行了修订:第672条规定,标称工作温度范围为20 60的调压器不仅需要在20条件下满足式(2的要求,还需要在10条件下满足式(1的要求。222调压器的密封性试验调压器的密封性试验分为外密封试验和内密封试验。关于调压器的外密封性,标准CJ2742008要求调压器的承压件和所有连接处在外密封试验过程中,金属表面及各连接部位应无泄漏。关于调压器的内密封性,标准CJ2742008要求调压器在最大进口压力下作静特性试验时,在关闭后5min和30min时分别测得的关闭压力相同。但是,在实际的检验过

9、程中,试验管道无法保证完全无泄漏,且仪表在测量过程中存在误差,无法保证试验压力完全恒定不变。因此,标准GB277902011对调压器密封性的检验方法进行了修订,允许存在符合要求的微小泄漏量,对调压器密封性的要求进行了量化,量化后的密封性试验规定与CJ2742008中的规定相比,试验方法更加合理,更加严密。外密封试验要求关于调压器的外密封性试验,标准GB277902011在第75节中增加了“调压器经承压件液压强度试验合格后进行外密封试验”的要求,提高了试验过程的安全性,并提高了对产品质量的要求。GB277902011保留了CJ2742008的外密封试验方法,并在第756条中增加了一种量化的调压器

10、外密封试验方法压降法:将试验件缓慢第33卷第2期煤气与热力wwwwatergasheatcom增压至所规定的试验压力进行保压,保压期间进行两次压力测量,两次测量的时间间隔应足够长,以确保压力测量仪表的读数有明显的变化,记录下两次测量得到的压力值、试验介质温度值和时间间隔。根据式(3、(4计算每个承压腔的泄漏量,要求所有承压腔的泄漏总量不高于GB 277902011中表10的规定。p =(p m ,1+p a ,1(p m ,2+p a ,2·273+1273+2(3式中p 修正后的压降,Pa p m ,1、p m ,2第一次、第二次测量时承压腔内试验介质的压力,Pa p a ,1、p

11、 a ,2第一次、第二次测量时实验室的大气压力,Pa 1、2第一次、第二次测量时承压腔内试验介质的温度,q i =(273+15(273+1·pV(p a ,1+101325t(4式中q i 每个承压腔的计算泄漏量,m 3/h V 每个承压腔的容积,m 3t 两次测量的时间间隔,h 内密封试验要求CJ 2742008对调压器型式检验内密封试验的规定为(第635条:“在最大进口压力下作静特性试验时,在调压器关闭后5min 和30min 时分别测量出口压力,两次测得的出口压力应相同(考虑到测量精度及温度修正。”CJ 2742008中调压器两次关闭压力测量的时间间隔为25min 。对于反应

12、迅速的调压器,25min 的时间间隔过长,降低了试验效率;对于反应缓慢的调压器,25min 的时间间隔过短,试验结果无法反映调压器的实际内密封性能。GB 277902011在第6551款中对调压器型式检验内密封试验的试验方法进行了修订,采用压降法作为调压器内密封性能检验的试验方法:在调压器最大进口压力条件下进行静特性试验时,在调压器关闭5min 后测量两次出口压力。要求两次测量的时间间隔和压力测试结果符合本文第222中对压降法的规定。不过在计算总体泄漏量的过程中,计算公式中的物理量含义有所改变:式(3中的p m ,1和p m ,2表示5min 和足够长时间间隔后调压器的关闭压力值;式(4中的V

13、 表示从调压器的阀口到流量调节阀之间的试验管路容积。GB 277902011中对调压器内密封试验的规定在确保试验结果精度和有效性的前提下,可以根据每个调压器的具体情况选择合适的关闭压力测试的时间间隔(可能大于25min ,可能小于25min ,也可能等于25min 。与CJ 2742008相比,GB 277902011中对调压器内密封试验的规定充分考虑了各种调压器内密封性的差异,试验方法与BS EN334更加贴近,试验时间间隔的选取更加科学;试验结果实现了高度的量化性,同时能够更加准确地反映调压器内密封性能的真实情况;兼顾了试验结果准确性和试验过程高效率性的平衡,实现了人力和物力资源的优化配置

14、。223调压器膜片的耐压试验关于调压器膜片的耐压试验,标准CJ 2742008第681条规定:“试验压力应为设计压力的115倍,保压期间不应漏气。”而标准GB 277902011第631条将试验要求改为:“试验压力为设计压力(见本标准5113的15倍,保压期间不应漏气。”提高了对调压器膜片耐压强度的要求。224调压箱的绝缘性能试验标准CJ /T 2752008中规定,调压箱使用的绝缘法兰或绝缘接头的常态绝缘电阻为“不应小于25M ”;而标准GB 277912011对其常态绝缘电阻的要求提升至“应大于10M ”,提高了采用绝缘法兰或绝缘接头调压箱的绝缘性要求。23行业发展性和检验实践性近些年,城

15、镇燃气调压器(箱行业的发展十分迅速,行业标准CJ 2742008和CJ /T 2752008的部分条款已不适用于或无法涵盖所有的调压器(箱类型。同时,行业标准发布实施过程中,相关的调压器(箱产品质量检验机构在多年的检验过程中,发现行业标准的部分条款设置得不合理。因此,为了顺应行业的发展,并充分结合相关检验机构的检验实践,新的国家标准GB 277902011和GB 277912011对旧行业标准CJ 2742008和CJ /T 2752008的部分条款进行了修订。231调压器常用的金属材料wwwwatergasheatcom 张乃方,等:城镇燃气调压器(箱新旧标准对比第33卷第2期随着金属材料制

16、造业和调压器行业的发展,金属材料的性能日趋提高,调压器的加工制造工艺日趋完善,越来越多的金属材料能够满足调压器的制造和性能要求。因此,在常用金属材料的规定方面,与标准CJ2742008相比,标准GB277902011不仅保留了原有标准中的灰铸铁、球墨铸铁、铸钢、锻钢和轧钢、不锈钢,还增加了铸造铝合金、锻造铝合金、可锻铸铁等金属材料。同时,由于相关引用标准的修订,铸钢、锻钢和轧钢、不锈钢的牌号有所增加和修改。232调压器膜片的耐燃气性能试验由于标准GB168021997城镇燃气调压器在制定时,国内的气源比较繁杂,煤制气、重油裂解气、秸秆气、沼气、天然气、液化石油气等多种气源并存,而且大多数气源对

17、调压器橡胶膜片的腐蚀性比较严重,尤其是当时作为主要气源的煤制气。因此,当时提出了一种较为严格的检验方法:采用B溶液(体积分数为30%甲苯和70%异辛烷的混合溶液作为浸泡溶剂,用以模拟具有高腐蚀性的气源对城镇燃气调压器膜片性能的影响。CJ2742008在编制的过程中,沿用了这一规定,要求调压器的橡胶膜片在标准室温条件下在B溶液中浸泡72h,取出后5min内的质量变化率不大于20%,体积变化率不大于30%;在干燥空气中放置24h后的质量变化率不大于10%,体积变化率不大于15%。21世纪,随着天然气时代的到来,其他气源逐渐淡出甚至退开燃气市场,天然气成为我国大部分城镇燃气输配系统的主要气源。天然气

18、经过净化后进入城镇燃气输配管网,其洁净度较高,对调压器橡胶膜片的腐蚀性大大降低。为了适应这一新的变化,GB277902011沿用了CJ2742008的试验方法,但对橡胶膜片的浸泡溶剂进行了区分:对工作介质为人工煤气的调压器,用B溶液浸泡;对工作介质为天然气、液化石油气和液化石油气混空气的调压器,用液态正戊烷浸泡。液态正戊烷对橡胶膜片的腐蚀性低于B溶液。为了验证液态正戊烷和B溶液对橡胶膜片腐蚀程度的差异性,国家燃气用具质量监督检验中心对3个不同调压器厂家的橡胶膜片(分别编号为1号、2号和3号按照标准中规定的试验方法,分别采用液态正戊烷和B溶液进行浸泡,浸泡结果见表1。表1不同厂家调压器橡胶膜片浸

19、泡结果对比% 标准CJ2742008发布实施后,检验中心经过多年的调压器质量检验工作,通过对调压器橡胶膜片耐城镇燃气性能检验结果(试验溶剂为B溶液的统计,得出50%以上的橡胶膜片能够满足更高标准要求的结论。同时,在新标准的规定中,以非人工煤气为气源的调压器橡胶膜片的试验溶剂改为腐蚀性较小的液态正戊烷。因此,为了在顺应气源变化这一行业发展趋势的同时,确保并促进调压器橡胶膜片产品质量的进一步提高,标准GB277902011对橡胶膜片耐城镇燃气性能的指标进行了新的规定:调压器的橡胶膜片在标准室温条件下在规定液体(液态正戊烷或B溶液中浸泡72h,取出后5 min内的质量变化率和体积变化率均不应大于15

20、%;在干燥空气中放置24h后的质量变化率和体积变化率均不应大于10%。233调压器的耐久性试验根据检验中心多年的检验经验可知,耐久性试验后的静特性试验不需要完全按照耐久性试验前静特性试验的繁琐步骤逐一进行,通过简化的试验步骤和试验结果即可反映调压器耐久性试验后的静特性。故GB277902011对调压器耐久性试验后的静特性试验步骤进行了简化:分别在调压器进口压力范围内取两点p1,min和p1,max,在出口压力范围内取两点p2,min和p2,max(而CJ2742008是分别在调压器的进口压力范围内和出口压力范围内各取3点进行耐久性试验后的静特性试验。GB277902011对调压器耐久性试验后静

21、特性试验方法的简化,既能够准确地反映调压器耐久性试验后的静特性,又节省了人力和物力资源。234调压箱的规格和结构形式的多样化随着调压箱行业的不断发展,调压箱的规格和第33卷第2期煤气与热力wwwwatergasheatcom结构形式不断增加。标准CJ /T 2752008已无法涵盖所有的调压箱种类,导致部分调压箱在制造和检验的过程中缺乏合理合法的依据。针对此种情况,GB 277912011在第42(c 条中增加了最大进口压力为25MPa 和40MPa 两种规格的调压箱;在第65节和69节中分别对两路及两路以上调压、带监控调压器等装置的调压箱进行了进一步的规定,要求各路的出口压力设定值和关闭压力

22、符合标准要求。235调压箱的强度试验CJ /T 2752008中规定,调压箱的强度试验采用水作为试压介质。随着调压箱行业的不断发展,部分调压箱由于其结构和功能的要求,不可采用液压试验法进行强度试验。因此,GB 277912011在第63节中一方面保留了CJ /T 2752008中以水作为试压介质的强度试验方法:“用水作为试压介质时,试验压力应为15倍设计压力且不应低于06MPa ”;另一方面增加了以压缩空气或惰性气体作为试压介质的强度试验方法:“用压缩空气或惰性气体为试压介质时,试验压力应为115倍设计压力且不应低于06MPa 。”由于气体的压缩系数较大,采用压缩空气或惰性气体作为试压介质时,

23、强度试验的危险程度高于液压试验,因此我国对气压试验的安全性要求进行了相关规定。GB 15012011压力容器第1部分:通用要求的第461条中规定:“耐压试验一般采用液压试验。对于不适宜进行液压试验的容器,可采用气压试验或气液组合试验。”GB 15042011压力容器第4部分:制造、检验和验收的第114102款中规定:“气压试验和气液组合压力试验应有安全措施,试验单位的安全管理部门应当派人进行现场监督。”GB 502352010工业金属管道工程施工规范在第861条第1款中规定:“压力试验应以液体为试验介质。当管道的设计压力小于或等于06MPa 时,也可采用气体为试验介质,但应采取有效的安全措施。”在第861条第2款中规定:“脆性材料严禁使用气体进行压力试验。”在第862条第2款中规定:“当管道的设计压力大于06MPa ,设计和建设单位认为液压试验不切实际时,可采用本规范第865条规定的气压试验来代替液压试验。”在第862条第4款中规定:“现场条件不允许进行管道液压和气压试验时,可同时采用下列方法代替压力试验,但应经建设单位和设计单位同