工業閥門壓力試驗分析

項英俊

國家石油機械產品質量監督檢驗中心（江蘇）（江蘇建湖224700）

工業閥門壓力試驗分析

項英俊

國家石油機械產品質量監督檢驗中心（江蘇）（江蘇建湖224700）

確定工業閥門壓力試驗的試驗壓力值對于閥門的檢測具有重要意義。通過分析閥門的壓力試驗國內外標準，探討閥門公稱壓力和常溫下最大允許工作壓力的區別。以鋼制閘閥為例找出閥門壓力試驗值的計算方法，在相關標準的指導下，規范閥門壓力試驗，為質檢機構進行閥門質量把關提供保障。

閥門；試驗壓力值；公稱壓力；最大允許工作壓力

工業閥門是石油化工流體輸送系統中重要的控制部件，閥門用于現代工業生產的各個部門中，對國民經濟的發展和人民日常生活的改善方面具有重要的作用。因此，閥門的質量檢測是生產企業和質檢機構必須重視的工作，其中閥門的壓力試驗是保證閥門質量安全的最重要的一道工序。做好閥門的壓力試驗對保證閥門質量消除事故隱患避免安全事故發生，保證人民生命財產安全方面具有重要意義。

1 壓力試驗值分析

閥門的壓力試驗主要分為殼體強度試驗和密封試驗，殼體強度試驗是對閥體和閥蓋等連接而成的整個閥門殼體進行的壓力試驗，主要是檢驗閥門整個殼體的結構強度、耐壓能力和致密性等方面內容；密封試驗是檢查閥門啟閉件和閥座密封副、閥體和閥座間的密封性能的試驗。為了探討閥門試驗壓力的數值，通過分析比較國內外相關標準（表1），以試驗介質是液體時，閘閥殼體試驗壓力為例來詳細說明。

從表1中可以看出不管作廢的標準或者是現行的標準，殼體試驗壓力值有兩種計算方式，一是公稱壓力的1.5倍；二是常溫下允許最大工作壓力的1.5倍。為了弄清楚公稱壓力和允許最大工作壓力是否是同一個概念，查閱了相關標準與書籍來分析研究。

表1 閥門殼體試驗相關標準規定的試驗壓力

1.1 公稱壓力

GB/T 1048-2005《管道元件PN(公稱壓力）的定義和選用》中專門對公稱壓力含義進行了定義。從中可以知道“公稱壓力（PN）是與管道系統元件的力學性能和尺寸特性相關、用于參考的字母和數字組合的標識。字母PN后跟的數字不代表測量值，不應用于計算目的，除非在有關標準中另有規定。”

1.2 最大允許工作壓力

GB/T 13927-2008《工業閥門壓力試驗》中介紹了“冷態工作壓力是在-20～38℃介質溫度時[1]，閥門最大允許工作壓力，縮寫符號CWP。”

《實用閥門設計手冊》中闡述了閥門的最大允許工作壓力與閥門殼體金屬材料的材質密切相關，閥門的最大允許工作壓力值取決于閥門的PN數值、材料和設計以及允許工作溫度等，目前可以通過ASME B16.34-2013、GB/T 9124-2010、GB/T 12224-2005等標準中標準壓力級閥門壓力-溫度等級表來確定最大允許工作壓力值[2]。

所以，從兩個標準中給出的定義可以看出，公稱壓力和允許最大工作壓力具有密切關聯，但不是一個概念，不能等同混淆一談，因此在使用中要注意區分。

2 試驗壓力值計算

以客戶委托試驗提供的閘閥Z41H-40C-DN80為例計算殼體試驗壓力值，閥門材料為WCB，公稱壓力PN40，根據GB/T 12234-2007《石油、天然氣工業用螺柱連接閥蓋的鋼制閘閥》要求壓力試驗應符合JB/T 9092《閥門的檢驗與試驗》的規定，從JB/T 9092-1999中可以查閱殼體試驗壓力為38℃時最大允許工作壓力的1.5倍，GB/T 12224-2005《鋼制閥門一般要求》中標準壓力級閥門壓力-溫度等級表給出公稱壓力為PN40時，最大允許工作壓力值為4.1MPa,則殼體試驗壓力值應為4.1MPa×1.5= 6.15MPa[3-5]。

如果按照公稱壓力4MPa計算，那么結果應該為4 MPa×1.5=6.0MPa。

兩種計算方式所得的數值結果雖然差距不大，但是還是有差別的。

3 現存的問題

實際上現在國內很多閥門生產企業在進行閥門壓力試驗時，殼體的試驗壓力仍是按照公稱壓力的1.5倍數值，而不是按照常溫下允許最大工作壓力的1.5倍來進行的壓力試驗。主要原因有以下幾點：

1）閥門標識上給出的數值都是公稱壓力數值存在。

2）部分作廢或現行的標準中試驗壓力值仍采用的是公稱壓力的1.5倍數值。

3）通過查閱壓力溫度等級表發現公稱壓力和允許工作壓力雖有區別，但是相差不大（根據材料、溫度而異），檢測人員為了怕計算麻煩，就省略了繁瑣的計算過程。

4）部分閥門設計及檢驗人員對閥門壓力試驗認識不足。

4 結論

閘閥的殼體壓力試驗試驗壓力值是常溫下最大允許工作壓力的1.5倍，雖然公稱壓力數值和常溫下最大允許工作壓力數值相差不大，但如果不按照閥門殼體材料種類來確定最大允許工作壓力數值，為了計算方便僅以公稱壓力來代替，這種做法不符合標準JB/T 9092-1999《閥門的檢驗與試驗》中關于壓力試驗的要求，也不符合企業安全生產要求和質檢機構的嚴謹的工作作風要求。不規范的檢測方法對保證工業閥門的質量安全以及人員生命財產方面具有相當不利影響。

通過閘閥殼體試驗壓力值計算方式也可以了解閘閥的密封試驗和其他閥門的殼體試驗、密封試驗等試驗壓力值的計算方式。閥門生產企業、產品檢驗機構在閥門的質量安全把關環節一定要嚴謹細致，為消除生產安全事故問題的產生，必須高度重視標準規定在指導企業生產和質檢活動中的深遠意義。

[1]全國閥門標準化技術委員會.工業閥門壓力試驗:GB/T 13927-2008[S].北京:中國標準出版社,2009.

[2]陸培文.實用閥門設計手冊[M].2版.北京:機械工業出版社, 2007.

[3]全國閥門標準化技術委員會.石油、天然氣工業用螺柱連接閥蓋的鋼制閘閥:GB/T 12234-2007[S].北京:中國標準出版社,2007.

[4]全國閥門標準化技術委員會.鋼制閥門一般要求:GB/T 12224-2005[S].北京:中國標準出版社,2006.

[5]張漢林,張清雙,胡遠銀.閥門手冊[M].北京:化學工業出版社,2013.

The determination of the test pressure of industrial valves is of great significance for the detection of the valves.The difference between the nominal pressure and the maximum allowable working pressure of industrial valves at room temperature is discussed by ana?lyzing the standards at home and abroad for the pressure test of the valves.Taking the steel gate valve as an example,the calculation method of the test pressure of the valve is presented under the guidance of the relevant standards,which regulates the pressure test of the valves and provides guarantee for the valve quality inspection of the quality inspection institutions.

valve；test pressure；nominal pressure；maximum allowable working pressure

路萍

2016-09-07

項英俊（1985-），男，工程師，主要從事產品檢測和質量管理體系工作。