低温用切断阀的设计验证试验

ICS 23.060.01CCSJ16团体标准T/ZJBFXXXX—2025低温用切断阀的设计验证试验IndustrialValves-DesignValidationtestingofIsolatingvalvesforlow-temperatureapplications(征求意见稿)2025-XX-XX发布2025-XX-XX实施浙江省泵阀行业协会发布T/ZJBFXXXX—2025低温用切断阀的设计验证试验范围本文件规定了低温用切断阀的设计验证试验的试验条件和要求、试验程序和接受准则。本文件适用于公称尺寸DN10~DN1000、相应公称管径为NPS3/8~NPS40，公称压力PN10~PN250、class为150~class2500，工作温度为-50℃~-196℃的闸阀、截止阀、止回阀和球阀，也可适用于其他用于低温工况的阀类。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T26480阀门的检验与试验GB/T40079阀门逸散性试验分类和鉴定程序ISO5208工业阀门—金属阀门压力试验术语和定义下列术语和定义适用于本文件。对称阀座阀门(symmetricseatedvalve)内部结构的对称面垂直于阀体两端轴线的阀门。非对称阀座阀门(asymmetricseatedvalve)内部结构没有垂直于阀体轴线的对称面的阀门。冷箱(coldbox)将被测阀门与环境隔离的封闭腔，用以盛装被测阀门和冷媒的容器，不需要对腔内的每个部件隔离。冷媒(coldmedium)干冰、液氮、酒精、或者酒精加液氮的混合物，充入冷箱内，使被测阀门达到所需要的测试温度。冷态工作压力(coldworkingPressure，CWP)在-20~38℃的介质温度下，阀门最大允许工作压力。试验气体(testgas)纯度≥97%的氦气，或者混有10%氦气的氮气。设计族(designfamily)同样的阀门类型(如闸阀、截止阀、球阀等)，其外部承压外壳的基本设计，特别是阀体结构(如一体式、两片式、三片式、上装式、加长阀盖等)，在一定范围内所有尺寸的阀门的设计结构和标准相同，壳体和密封件材料相同，关闭件形式结构相同(如单座、双座、单向、双向等)，阀杆运动方式(如旋转、升降、旋转并升降等)相同，体盖密封材料、阀杆密封材料、关闭件密封材料相同，则称之为同一设计族。同一设计族的阀门，应能在同一份总装图上表述清楚。操作循环(operationcycle)阀门关闭件从全开到全关，再到全开的过程。试验条件阀门选择和覆盖范围试验设备冷箱冷媒冷媒应按照如下规定：试验温度为-70℃～-50℃，可采用干冰+酒精，酒精+液氮，或液氮气相冷却；试验温度为-196℃＜t＜-110℃，可采用酒精+液氮，液氮气相或液氮喷淋冷却；试验温度为-196℃，采用液氮冷却。热电偶在阀体内部、阀体中法兰和填料函(止回阀除外)部位应分别安装热电偶，冷媒中也应有测温热电偶。如果试验阀门的公称尺寸较小，可只在阀体中法兰部位和阀体内部各放一个热电偶。热电偶的量程应适宜-196℃温度使用。试验介质当试验温度t≥-110℃时，可采用97%以上纯度的氦气，或者90%氮气+10%氦气，如果采用后者，在进行逸散性测试时，氦质谱仪所读得的泄漏量应×10的修正系数；试验温度为-196℃≤t＜-110℃时，应采用纯度≥97%的氦气。流量计阀座泄漏量应采用流量计进行测量，并应在标准大气压条件下进行。可以进行校准的任何流量计都可以使用，例如量筒、气体流量计、皂膜流量计、玻璃转子流量计等。当使用电子质量流量计这类不受压力和温度变化影响的流量计，不需要对流量计测得的数据进行矫正。氦质谱仪氦质谱检漏仪灵敏度应不低于1×10-10Pa·m³·s-1(1×109mbar·L·s-1)。使用标准漏孔评估(或校准)氦质谱检漏仪的响应时间。响应时间是指从标准漏孔接通氦质谱检漏仪开始，到氦质谱检漏仪输出信号增强并呈稳定为止。氦质谱检漏仪的响应时间应≤秒。压力表应选择量程适宜的压力表，试验压力应在压力表量程的1/3至2/3之间，精度应该不低于1.6级。稳压器稳压器控制测试气体流向测试阀的的压力和流量。扭矩测量装置扭矩测量装置应能记录峰值，能生成曲线的扭矩测量系统更佳。校准设计验证试验过程中使用的所有测量设备(温度、压力、扭矩、流量计、氦质谱检漏仪等)均应进行校准，并在有效期内。安全规定低温测试具有潜在危险，包括但不限于低温冻伤、缺氧窒息等，测试人员应意识到这一危险，并接受适当的培训。应采取一切必要的安全措施，保护进行低温试验的人员及参加试验的其他人员。强烈建议采用适当的屏障将测试区域屏蔽起来，或者在地下测试区域使用摄像机进行监控观察，保证测试人员远离危险区域。测试程序测试准备常温试验使用氮气或空气做初始检测，确保阀门在合适的条件下进行试验。测试温度试验的环境温度在5℃至40℃之间进行；按照设计温度试验的温度偏差为±5%或±5℃，两者取小值。阀座测试方向测试压力低压阀座测试在根据ISO5208进行阀座测试时，测试在(6+1)bar下进行；在进行低温阀座测试时，测试在(2+0.5)bar下进行。递增式高压阀座测试对于PN40(Class300)以上的阀门，阀座测试期间实际气体压力需要稳定在±1bar以内，对于更高额定工作压力的阀门，压力值需要稳定在±3bar以内。阀座测试持续时间每个阀座测试的持续时间如下：DN10～DN40、NPS3/8～NPS16，3分钟；大于DN450或大于NPS18的，5分钟。每一次增压后，应让温度和压力稳定一段时间，稳定时间应不低于前述规定的保压时间。允许的阀座泄漏量允许的最大阀座泄漏量见下表：阀门压力等级允许的阀座泄漏量（mm³/s×DN）闸阀、截止阀、蝶阀和球阀止回阀PN16，Class15050250PN25和PN40,Class300PN100和PN160，Class600、800、900PN250，Class1500100典型试验装置将阀门安装在冷箱内，并连接好所有的接头，保证填料盖位于冷箱箱盖以上。图SEQ图\*ARABIC1设计验证试验装置示意图说明：1——隔热层10——阀腔内温度传感器2——支撑脚架11——压力表3——冷媒温度传感器12——调压阀4——冷媒13——上游针型阀5——下游针型阀14——测试气体气瓶6——流量计15——冷箱7——下游出口端温度计16——预冷盘管8——体盖中法兰处温度传感器17——盲板法兰9——被测阀门18——可选温度传感器，可装在阀体上，也可以装在盲板法兰上系统验证试验所有管路连接好后，用铝箔纸封闭体盖法兰的缝隙，同样封闭阀杆区域，仅留一个小孔供氦质谱仪吸枪检漏。封闭的目的是为了抑制无组织排放，收集所有方向的泄漏以便使用氦质谱检漏仪检查外漏。系统验证试验的压力应是被测阀门的冷态工作压力，或者阀座密封试验压力，取其小值。检查所有连接至被测阀门的管路，看是否有泄漏。如有泄漏应消除。用氦质谱检漏仪检查体盖泄漏量(单位ppmv)和阀杆泄漏量(单位Pa·m³·s-1或mbar·L·s-1)，如果不符合GB/T40079标准BH级要求，则应终止试验。低温测试阀门体腔吹扫在冷却期间，应使用0.2±0.5bar的试验介质对阀门体腔进行吹扫。吹扫期间，金属阀座的阀门应处于半开状态，软密封阀门应处于全开状态。对于止回阀，吹扫气体的流动方向应是能打开止回阀阀瓣的方向。冷却如果冷媒是液体，则应将试验阀门慢慢的浸入冷却液体中，使冷却液的液位至少高于体盖螺栓25mm。对于止回阀，整个阀门应该浸泡在冷却液中。周期循环测试回常温程序和测试后检查附录：低温型式测试记录测试日期：测试日期：测试序号：阀门图纸或图号：测试序号：阀门图纸或图号：阀门类型/尺寸/额定工作压力：阀门类型/尺寸/额定工作压力：通过该测试的产品系列范围：通过该测试的产品系列范围：环境阀座测试和系统验证测试：外壳测试压力：(外壳测试压力：(bar)：外壳测试气体或液体：(6±1)bar允许的阀座泄漏率(mm3/s):)系统证明测试压力(bar)：允许的阀座泄漏率(mm3/s):)系统证明测试压力(bar)：阀座压力(bar)：持续时间：阀座测试时间(min)：校正阀座泄漏率(mm3/s)：低温测试：(2±0.5)bar 清洗时阀门位置(清洗时阀门位置(半开或全开)：清洗气体供应压力：阀门稳定阀门稳定温度(℃)：时间：冷媒：时间：冷媒： 循环开启扭矩(Nm)关闭扭矩(Nm)1st5th阀门冲程五次记录操作扭矩 阀门冲程五次记录操作扭矩校正阀座泄漏率(mm校正阀座泄漏率(mm3/s)：持续时间：低压阀座压力测试：持续时间：低压阀座压力测试： 允许的阀座泄漏率(mm允许的阀座泄漏率(mm3/s):) 高压阀座测试阀门测试温度阀门测试温度(℃)：增量测试压力(bar)持续时间(min)阀座扭矩(Nm)卸座扭矩(Nm)阀座泄漏测量(mm3/s)校正阀座泄漏量(mm3/s)1st2nd3rd4th循环测试：阀门在全压差条件下运行：阀门测试温度阀门测试温度(℃)： 循环测试压力阀座泄漏测量(mm阀座泄漏测量(mm3/s)：1st2nd3rd4th阀座泄漏测阀座泄漏测量(mm3/s)：5th校正阀座泄漏率(mm校正阀座泄漏率(mm3/s)：校正阀座泄漏率(mm校正阀座泄漏率(mm3/s)：校正阀座泄漏率(mm3校正阀座泄漏率(mm3/s)： 校正阀座泄漏率(mm校正阀座泄漏率(mm3/s)：校正阀座泄漏率(mm校正阀座泄漏率(mm3/s)：校正阀座泄漏率(mm校正阀座泄漏率(mm3/s)： 阀门在无压差条件下运行：阀门测试温度(阀门测试温度(℃)：测试压力(bar)： 180从全闭到全开的循环次数：运行速度(s)：(如果需要)从全闭到全开的循环次数：运行速度(s)：(如果需要)校正阀座泄漏率(mm校正阀座泄漏率(mm3/s)：校正阀座泄漏率(mm校正阀座泄漏率(mm3/s)：校正阀座泄漏率(mm校正阀座泄漏率(mm3/s)：允许的阀座泄漏率(mm3/s):允许的阀座泄漏率(mm3/s):)校正阀座泄漏率(mm3/s)：阀座泄漏测量(mm3/s)： 在全压条件下，从全闭到全开的循环次数：在全压条件下，从全闭到全开的循环次数：5 校正阀座泄漏率(mm3/s)：校正阀座泄漏率(mm3/s)：阀座泄漏测量(mm3/s)： 关闭时时扭矩(Nm)：开启时扭矩(Nm)： 关闭时时扭矩(Nm)：开启时扭矩(Nm)：低温条件下的最终外部测试：5从全闭到全开从全闭到全开的循环次数：最大操最大操作力(N)： 阀门稳定温度(℃阀门稳定温度(℃)：测试压力(bar)： 时间：阀门稳定压力(bar)：时间：阀门稳定压力(bar)： 在阀杆直径处测量外部泄漏：在阀盖和阀体连接处测量外部泄露：在阀杆直径处测量外部泄漏：在阀盖和阀体连接处测量外部泄露： 在