摘 要

摘　要：闡述自力式切斷閥的分類和工作原理，介紹行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010{城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y和放散閥》的檢驗(yàn)要求，以某型號(hào)自力式切斷閥產(chǎn)品為例，詳述5項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢驗(yàn)內(nèi)容和檢

摘　要：闡述自力式切斷閥的分類和工作原理，介紹行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010{城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y和放散閥》的檢驗(yàn)要求，以某型號(hào)自力式切斷閥產(chǎn)品為例，詳述5項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢驗(yàn)內(nèi)容和檢驗(yàn)方法——切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)、響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)、復(fù)位壓差試驗(yàn)、極限溫度適應(yīng)性試驗(yàn)、耐用性試驗(yàn)，分析各種試驗(yàn)條件對(duì)切斷閥性能的影響，提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y；  自力式；  檢驗(yàn)；  試驗(yàn)

Inspection and Performance Analysis of City Gas Self-operated Slam-shut Valve

Abstract：The classification and working principie of self-operated slam-shut valve are expounded．The inspection requirements in the industry standards namely Slam-shut VaIres and Relief Valves for City Gas(CJ／T 335—2010)are introduced．Taking a certain type of self-operated slam-shut valve for example，the inspection contents and methods of five inspection items including shut-off pressure precision grade test，response time test，reset differential pressure test，limit temperature adaptability test and durability test are detailed．The influence of various test conditions on slamshut valve performance is analyzed，and the related suggestions are put fmlvard．

Keywords：city gas slam-shut valve；self-operated type；inspection；test

 

1　概述

燃?xì)馇袛嚅y作為城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中重要的安全設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于燃?xì)廨斉鋸S站、各級(jí)調(diào)壓站和調(diào)壓箱內(nèi)。燃?xì)馇袛嚅y安裝于調(diào)壓器的上游管道上，其主要功能是，當(dāng)調(diào)壓器出現(xiàn)工作異常情況而導(dǎo)致出口壓力過(guò)高或過(guò)低時(shí)，及時(shí)切斷燃?xì)馔?span lang="EN-US">(超壓切斷或欠壓切斷)，確保下游用戶和設(shè)備的用氣安全^[1-2]。城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y一旦關(guān)閉后，一般需要人工復(fù)位，不能自動(dòng)開啟^[3]。切斷閥的質(zhì)量和性能直接影響到城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全可靠性。

現(xiàn)行城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為CJ／T 335—2010《城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y和放散閥》(以下簡(jiǎn)稱CJ／T 335—2010)，適用于該標(biāo)準(zhǔn)的切斷閥為以城鎮(zhèn)燃?xì)?span lang="EN-US">(液化石油氣除外)為工作介質(zhì)、進(jìn)口壓力不大于4.0MPa、工作溫度為-20～60℃、公稱口徑不大于300mm、以流經(jīng)閥門自身的燃?xì)庾鳛轵?qū)動(dòng)源的燃?xì)庾粤κ角袛嚅y。

標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010規(guī)定的試驗(yàn)條件和檢驗(yàn)方法較為復(fù)雜，有些條款難于理解。為了提高和保證燃?xì)庾粤κ角袛嚅y的產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)和檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)必須對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)CJ/T 335—2010具有正確和深刻的理解及掌握。本文根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010頒布實(shí)施后的大量檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010的相關(guān)條款進(jìn)行分析和解讀，并對(duì)產(chǎn)品的檢驗(yàn)和產(chǎn)品性能的改進(jìn)提出建議。

2　燃?xì)庾粤κ角袛嚅y的工作原理

2.1　自力式切斷閥的分類

城鎮(zhèn)燃?xì)庾粤κ角袛嚅y根據(jù)組裝方式不同，主要分為兩大類：一種是作為獨(dú)立的切斷裝置，安裝于調(diào)壓器之前，稱為獨(dú)立式切斷閥，見圖1；另外一種是集成于調(diào)壓器上，作為調(diào)壓器的輔助構(gòu)件之一，稱為嵌入式切斷閥，見圖2。

 

 

嵌入式切斷閥與調(diào)壓器共用一個(gè)閥口，嵌入式切斷閥的切斷裝置在正常工況下處于開啟狀態(tài)，對(duì)閥口的開度不存在任何影響，調(diào)壓器通過(guò)調(diào)壓部件來(lái)調(diào)節(jié)閥口的開度，進(jìn)而起到調(diào)壓、穩(wěn)壓的作用。當(dāng)切斷閥的信號(hào)管所反饋的調(diào)壓器出口壓力超過(guò)切斷閥切斷壓力設(shè)定值時(shí)，切斷閥的切斷裝置立即切斷閥口，調(diào)壓器的燃?xì)馔繁磺袛唷?span lang="EN-US">

2.2　自力式切斷閥的工作原理

適用于CJ／T 335—2010的自力式切斷閥主要為機(jī)械式切斷閥。本文以結(jié)構(gòu)如圖3所示的切斷閥(具有超壓切斷功能)為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明切斷閥的工作原理。由信號(hào)管將信號(hào)壓力pc反饋至控制器，當(dāng)信號(hào)壓力pc升高時(shí)，控制器的膜片和執(zhí)行機(jī)構(gòu)上移，關(guān)閉元件的位置不變。當(dāng)信號(hào)壓力pc超過(guò)切斷閥的切斷壓力設(shè)定值時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和關(guān)閉元件分離，在彈簧的作用下下落，關(guān)閉元件落于閥座上，閥口關(guān)閉，切斷閥關(guān)閉。在利用復(fù)位裝置手動(dòng)復(fù)位前，閥門一直保持關(guān)閉狀態(tài)^[4]。

 

3　檢驗(yàn)內(nèi)容及檢驗(yàn)方法

燃?xì)庾粤κ角袛嚅y主要根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010的檢驗(yàn)要求進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.1　檢驗(yàn)內(nèi)容

①城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y的密封性試驗(yàn)和閥座密封性試驗(yàn)；

②城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y的強(qiáng)度試驗(yàn)，包括承壓件液壓強(qiáng)度試驗(yàn)和膜片耐壓試驗(yàn)；

③城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y的流量系數(shù)檢驗(yàn)；

④城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y的切斷性能試驗(yàn)，包括切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)、響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)和復(fù)位壓差試驗(yàn)；

⑤城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y的耐用性試驗(yàn)；

⑥城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y的極限溫度適應(yīng)性試驗(yàn)。

本文主要介紹城鎮(zhèn)燃?xì)馇袛嚅y切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)、響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)、復(fù)位壓差試驗(yàn)、極限溫度適應(yīng)性試驗(yàn)和耐用性試驗(yàn)等檢驗(yàn)項(xiàng)目。

3.2　檢驗(yàn)方法

以廠家聲明參數(shù)(標(biāo)稱參數(shù)，見表1)的切斷閥為例，詳細(xì)分析切斷閥的檢驗(yàn)方法。

 

一般廠家聲明的切斷閥的切斷壓力設(shè)定值為一個(gè)范圍dps＝ps,1～ps,2，切斷閥的切斷壓力設(shè)定范圍dps反映的是切斷閥的切斷性能，在使用過(guò)程中，需要根據(jù)燃?xì)夤r和安全性要求對(duì)切斷閥的切斷壓力進(jìn)行沒(méi)定，即切斷閥在實(shí)際工作過(guò)程中的設(shè)定壓力ps是確定的。當(dāng)燃?xì)夤r和安全性要求發(fā)生變化時(shí)，可對(duì)切斷閥的設(shè)定壓力ps進(jìn)行重新設(shè)定，但設(shè)定的ps必須滿足ps∈dps。

在切斷閥的檢驗(yàn)過(guò)程中，需要對(duì)切斷閥的切斷壓力設(shè)定范圍印。進(jìn)行試驗(yàn)。切斷閥由于使用過(guò)程中的安全陛要求不同，其結(jié)構(gòu)不盡相同，其安全性切斷功能也有所差別：

有的切斷閥僅具有超壓切斷功能，有的切斷閥僅具有欠壓切斷功能，而有的切斷閥兩種安全功能兼而有之。檢驗(yàn)過(guò)程中，需要根據(jù)切斷閥的安全性切斷功能進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn)。

值得注意的是，對(duì)于切斷閥供貨合同中有特殊要求的情況，即該產(chǎn)品用于特定工況，則切斷閥的標(biāo)稱切斷壓力設(shè)定范圍也可以是確定的值ps。

3．2．1切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)

切斷閥的切斷壓力精度等級(jí)，與調(diào)壓器的穩(wěn)壓精度等級(jí)^[5]相似，指的是實(shí)際切斷壓力與切斷壓力設(shè)定值之間最大偏差的絕對(duì)值與設(shè)定值的比值乘以100，即：

 

式中AQ——切斷閥的切斷壓力精度等級(jí)

pt——切斷閥的實(shí)際切斷壓力，kPa

ps——切斷閥的切斷壓力沒(méi)定值，kPa

切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)在常溫(25℃±5℃)下進(jìn)行，包括超壓切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)和欠壓切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)。

①超壓切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)

將切斷閥按照CJ／T 335—2010的圖l所示安裝。根據(jù)CJ／T 335—2010的圖l可知，切斷閥的閥體承壓由連接切斷閥的試驗(yàn)管路壓力決定，而輸入切斷閥控制器的信號(hào)壓力pc則由與試驗(yàn)管路不相關(guān)的另外一組控壓系統(tǒng)決定，即閥體承壓與輸入切斷閥控制器的信號(hào)壓力pc彼此獨(dú)立。為了模擬切斷閥工作過(guò)程中的全部工況，試驗(yàn)條件選取切斷閥的閥體承壓為常壓(大氣壓力，即表壓為0)和高壓(表壓為最大入口壓力p1)兩種極限工況。

首先在常壓條件下進(jìn)行切斷閥超壓切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)，即切斷閥的進(jìn)口和出口壓力均為大氣壓。將切斷閥的切斷壓力設(shè)定值調(diào)節(jié)為廠家聲明的設(shè)定壓力下限值，即ps＝ps,1。將切斷閥保持開啟狀態(tài)，信號(hào)壓力pc從0.8ps開始緩慢增加，增壓的速率為每ls不大于1.5％ps，直至切斷閥切斷，記錄實(shí)際的切斷壓力值。接下來(lái)在閥體處于高壓條件下(閥體處于開啟狀態(tài)，切斷閥的進(jìn)口和出口壓力均為最大入口壓力p1)進(jìn)行上述測(cè)試。

超壓切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)還需將切斷壓力設(shè)定值調(diào)節(jié)為廠家聲明的設(shè)定壓力上限值進(jìn)行測(cè)試，即ps＝ps,2，測(cè)試過(guò)程也分為常壓工況和高壓工況兩個(gè)試驗(yàn)過(guò)程，具體試驗(yàn)過(guò)程與下限值的測(cè)試方法相同。每個(gè)試驗(yàn)過(guò)程重復(fù)6次，取6次測(cè)試的平均值作為測(cè)試得到的切斷閥實(shí)際的切斷壓力值pt。

值得注意的是，對(duì)于廠家聲明切斷壓力設(shè)定值為確定值ps而并非切斷壓力范圍dps時(shí)，試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)化為ps一個(gè)點(diǎn)的檢驗(yàn)，而并非ps,1和ps,2兩個(gè)點(diǎn)的檢驗(yàn)。

②欠壓切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)

欠壓切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)與超壓切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)的方法基本相同，不同點(diǎn)在于欠壓切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)的起始?jí)毫?span lang="EN-US">1.2ps，試驗(yàn)過(guò)程為從起始?jí)毫﹂_始緩慢降壓，降壓的速率為每1s不大于l.5％ps，直至切斷閥切斷。

③切斷壓力精度等級(jí)判定

根據(jù)試驗(yàn)得到的切斷閥的實(shí)際切斷壓力值pt和公式(1)，計(jì)算得到切斷閥的實(shí)際切斷壓力精度等級(jí)AQ。合格的切斷閥，其實(shí)際切斷壓力精度等級(jí)AQ不應(yīng)大于廠家聲明的AQ。

3．2．2響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)

響應(yīng)時(shí)間是指切斷閥的關(guān)閉元件從開始動(dòng)作直至完全關(guān)閉所持續(xù)的時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)在常溫(25℃±5℃)下進(jìn)行，包括超壓切斷響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)和欠壓切斷響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)。

在進(jìn)行切斷閥的響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)時(shí)，首先要設(shè)定切斷閥的切斷設(shè)定壓力ps，要求ps∈dps。但是標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010對(duì)切斷閥響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)過(guò)程中ps的具體值并未進(jìn)行明確的規(guī)定，目前我們檢驗(yàn)中心在試驗(yàn)過(guò)程中將切斷壓力設(shè)定值ps分別設(shè)定為ps,1，和ps,2，分別進(jìn)行響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)，要求兩次試驗(yàn)結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于廠家聲明切斷壓力設(shè)定值為確定值ps而并非切斷壓力范圍dps時(shí)，試驗(yàn)參數(shù)則相對(duì)明確。

超壓切斷響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)的信號(hào)壓力pc從0.5ps開始，以每1s不大于1.5％ps的速率緩慢增壓，直至切斷閥切斷，測(cè)量切斷閥的關(guān)閉元件從開始動(dòng)作直至完全關(guān)閉所持續(xù)的時(shí)間。欠壓切斷響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)的信號(hào)壓力pc從1.5ps開始，以每ls不大于1.5％ps的速率緩慢降壓，直至切斷閥切斷，測(cè)量切斷閥的關(guān)閉元件從開始動(dòng)作直至完全關(guān)閉所持續(xù)的時(shí)間。每項(xiàng)測(cè)試獨(dú)立進(jìn)行3次，取算術(shù)平均值作為測(cè)試結(jié)果。

標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010要求切斷閥的響應(yīng)時(shí)間不超過(guò)2s。目前響應(yīng)時(shí)間的測(cè)試主要通過(guò)人工實(shí)現(xiàn)，測(cè)試工具為秒表。而目前高精度切斷閥的切斷響應(yīng)時(shí)間基本為10～100ms，現(xiàn)有的測(cè)試方法所得到的測(cè)試結(jié)果只能判定切斷閥的響應(yīng)時(shí)間是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，卻無(wú)法測(cè)得切斷閥準(zhǔn)確的切斷響應(yīng)時(shí)間，因此現(xiàn)有的試驗(yàn)方法無(wú)法滿足切斷閥相應(yīng)性能研發(fā)的需要。

3．2．3復(fù)位壓差試驗(yàn)

適用于CJ／T 335—2010的切斷閥一般采用機(jī)械切斷結(jié)構(gòu)，自力式切斷閥的復(fù)位壓差反映的是機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作穩(wěn)定性。若切斷閥機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作穩(wěn)定性較差，產(chǎn)生外界擾動(dòng)(施工安裝或運(yùn)行過(guò)程中對(duì)安裝管道的外力撞擊)時(shí)，切斷閥穩(wěn)定的工作狀態(tài)將隨即被破壞，會(huì)發(fā)生切斷閥的誤切斷事故。切斷閥的復(fù)位壓差試驗(yàn)在常溫(25℃±5℃)下進(jìn)行，包括超壓切斷復(fù)位壓差試驗(yàn)和欠壓切斷復(fù)位壓差試驗(yàn)。

標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010對(duì)復(fù)位壓差試驗(yàn)方法的描述不夠詳盡，尤其是試驗(yàn)設(shè)定壓力的確定不夠明確。目前我們檢驗(yàn)中心在進(jìn)行復(fù)位壓差試驗(yàn)的過(guò)程中，主要根據(jù)大量的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定試驗(yàn)的設(shè)定壓力。

①超壓切斷復(fù)位壓差試驗(yàn)

對(duì)于具有超壓切斷功能的切斷閥，應(yīng)對(duì)其超壓切斷復(fù)位壓差進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)我們檢驗(yàn)中心的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)得知，如果忽略切斷閥實(shí)際切斷壓力與切斷壓力設(shè)定值的偏差，那么當(dāng)信號(hào)壓力pc≥ps時(shí)，切斷閥一直處于切斷狀態(tài)；當(dāng)信號(hào)壓力pc≤ps-Dp時(shí)，切斷閥在可預(yù)見的外力干擾條件下均可以保持穩(wěn)定的開啟工作狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生誤切斷事故；只有當(dāng)信號(hào)壓力pc滿足ps-Dp<pc<ps時(shí)，開啟狀態(tài)的切斷閥才可能因外界的干擾而切斷。

超壓切斷復(fù)位壓差試驗(yàn)根據(jù)CJ／T 335—2010中的條款6．2．8．1進(jìn)行：按照?qǐng)D4安裝被測(cè)切斷閥。檢驗(yàn)過(guò)程中，為了模擬切斷閥的正常工況，需要通氣試驗(yàn)，因此首先將試驗(yàn)管路壓力調(diào)整至切斷閥的最大入口壓力p1。然后將切斷閥的信號(hào)壓力pc調(diào)整至稍高于切斷閥的切斷壓力設(shè)定值ps，此時(shí)切斷閥處于切斷狀態(tài)。隨后緩慢降低信號(hào)壓力pc，嘗試手動(dòng)復(fù)位，當(dāng)復(fù)位裝置剛剛能夠復(fù)位時(shí)，記錄此時(shí)的信號(hào)壓力psc(切斷閥剛剛能夠復(fù)位的信號(hào)壓力值為pc,a)。若pc,a<ps-Dp，則說(shuō)明標(biāo)稱復(fù)位壓差卸不合理，直接判定切斷閥的復(fù)位壓差試驗(yàn)不合格。若ps-Dp≤pc,a<ps，則說(shuō)明標(biāo)稱復(fù)位壓差Dp合理，繼續(xù)進(jìn)行切斷閥的復(fù)位壓差試驗(yàn)：繼續(xù)緩慢降低信號(hào)壓力pc直至信號(hào)壓力pc＝ps-Dp，此時(shí)進(jìn)行10次沖擊試驗(yàn)(重塊的質(zhì)量參照CJ／T 335—2010中的表9選取，重塊的下落高度如圖4所示)。若切斷閥均不會(huì)切斷，則判定該切斷閥的超壓復(fù)位壓差試驗(yàn)合格。

 

與切斷響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)前的設(shè)定相同，標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010對(duì)切斷閥復(fù)位壓差試驗(yàn)過(guò)程中ps的具體值并未進(jìn)行明確的規(guī)定，目前我們檢驗(yàn)中心在試驗(yàn)過(guò)程中同樣將切斷壓力設(shè)定值ps分別設(shè)定為ps,1和ps,2進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于廠家聲明切斷壓力設(shè)定值為確定值ps而并非切斷壓力范圍dps時(shí)，僅需根據(jù)ps進(jìn)行一次檢驗(yàn)。

②欠壓切斷復(fù)位壓差試驗(yàn)

對(duì)于具有欠壓切斷功能的切斷閥，應(yīng)對(duì)其欠壓切斷復(fù)位壓差進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)我們檢驗(yàn)中心的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)得知，如果忽略切斷閥實(shí)際切斷壓力與切斷壓力設(shè)定值的偏差，那么當(dāng)信號(hào)壓力pc≤ps時(shí)，切斷閥一直處于切斷狀態(tài)；當(dāng)信號(hào)壓力pc≥ps+Dp時(shí)，切斷閥在可預(yù)見的外力干擾條件下均可以保持穩(wěn)定的開啟工作狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生誤切斷事故；只有當(dāng)信號(hào)壓力pc滿足ps<pc<ps+Dp時(shí)，開啟狀態(tài)的切斷閥才可能因外界的干擾而切斷。

欠壓切斷復(fù)位壓差試驗(yàn)根據(jù)CJ／T 335—2010中的條款6．2．8．2進(jìn)行：按照?qǐng)D4安裝被測(cè)切斷閥。檢驗(yàn)過(guò)程中，為了模擬切斷閥的正常工況，需要通氣試驗(yàn)，因此首先將試驗(yàn)管路壓力調(diào)整至切斷閥的最大入口壓力p1。然后將切斷閥的信號(hào)壓力pc調(diào)整至稍低于切斷閥的切斷壓力設(shè)定值ps，此時(shí)切斷閥處于切斷狀態(tài)。隨后緩慢升高信號(hào)壓力pc，嘗試手動(dòng)復(fù)位，當(dāng)復(fù)位裝置剛剛能夠復(fù)位時(shí)，記錄此時(shí)的信號(hào)壓力pc(切斷閥剛剛能夠復(fù)位的信號(hào)壓力值為pc,a)。若pc,a>ps+Dp，則說(shuō)明標(biāo)稱復(fù)位壓差Dp不合理，直接判定切斷閥的復(fù)位壓差試驗(yàn)不合格。若ps<pc,a≤ps+Dp，則說(shuō)明標(biāo)稱復(fù)位壓差卸合理，繼續(xù)進(jìn)行切斷閥的復(fù)位壓差試驗(yàn)：緩慢升高信號(hào)壓力pc，直至信號(hào)壓力pc＝ps+Dp，此時(shí)進(jìn)行10次沖擊試驗(yàn)(重塊的質(zhì)量參照CJ／T 335—2010中的表9選取，重塊的下落高度如圖4所示)。若切斷閥均不切斷，則判定該協(xié)斷閥的欠壓復(fù)位壓差試驗(yàn)合格。

③復(fù)位壓差的分析

CJ／T 335—2010對(duì)復(fù)位壓差試驗(yàn)的升壓和降壓速率并無(wú)確切要求，檢驗(yàn)過(guò)程中的升壓和降壓速率目前主要依靠檢驗(yàn)人員根據(jù)檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)確定。

標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—20l0中的條款6．2．8．1規(guī)定，只有對(duì)于進(jìn)口公稱直徑和出口公稱直徑均不大于150mm的切斷閥，才進(jìn)行復(fù)位壓差試驗(yàn)。因?yàn)閷?duì)于進(jìn)口公稱直徑或出口公稱直徑大于150mm的切斷閥，由于閥體和管道系統(tǒng)的體積和質(zhì)量較大，慣性較大，可預(yù)見的外力因素的擾動(dòng)對(duì)切斷閥機(jī)械結(jié)構(gòu)的影響在工程上可以忽略不計(jì)。

3．2．4極限溫度適應(yīng)性試驗(yàn)

極限溫度適應(yīng)性試驗(yàn)包括低溫適應(yīng)性試驗(yàn)和高溫適應(yīng)性試驗(yàn)。

①極限溫度適應(yīng)性試驗(yàn)方法

切斷閥的極限溫度適應(yīng)性試驗(yàn)在恒溫恒濕試驗(yàn)箱中進(jìn)行，試驗(yàn)介質(zhì)為空氣。首先將切斷閥在常溫條件下設(shè)定為低限值狀態(tài)(ps＝ps,1)，保持切斷閥處于開啟狀態(tài)，閥體承壓10kPa。將恒溫恒濕試驗(yàn)箱的試驗(yàn)條件分別設(shè)置為低溫極限溫度狀態(tài)(-10℃或-20℃)和高溫極限溫度狀態(tài)(60℃)，當(dāng)切斷閥各部分溫度均達(dá)到試驗(yàn)溫度時(shí)(允許存在±2℃的偏差)，即開始測(cè)試切斷閥的超壓切斷壓力精度等級(jí)和欠壓切斷壓力精度等級(jí)。測(cè)試方法與常溫條件下的切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)相同。

標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010要求切斷閥在極限溫度條件下的切斷壓力精度等級(jí)滿足2倍的廠家聲明切斷壓力精度等級(jí)即判定該項(xiàng)試驗(yàn)合格，即要求極限溫度適應(yīng)性試驗(yàn)后，切斷閥的實(shí)際切斷壓力p1滿足式(2)：

 

②極限溫度對(duì)切斷閥性能的影響

根據(jù)我們檢驗(yàn)中心的大量檢驗(yàn)實(shí)踐可知，極限溫度對(duì)切斷閥的性能具有一定的影響。表2是5組不同廠家、不同型號(hào)切斷閥極限溫度(低溫試驗(yàn)條件為-20℃)適應(yīng)性試驗(yàn)后的切斷壓力與設(shè)定值的偏差。表2中偏差6按照式(3)計(jì)算：

 

 

表2中的常壓條件指的是切斷閥的閥體承壓為大氣壓(表壓為0)，高壓條件指的是切斷閥的閥體承壓為最大入口壓力p1(表壓)。根據(jù)CJ／T 335—2010可知，切斷閥在常溫條件下的切斷壓力精度等級(jí)試驗(yàn)是在閥體處于常壓和高壓兩種極限工況條件下進(jìn)行的，而極限溫度適應(yīng)性試驗(yàn)則是在閥體承壓為10kPa條件下進(jìn)行的。兩者試驗(yàn)條件并不相同，但是閥體承壓10kPa屬于兩個(gè)極限工況范圍內(nèi)，因此試驗(yàn)結(jié)果仍然具有一定的可比性。

根據(jù)表2可知，極限溫度試驗(yàn)條件會(huì)導(dǎo)致切斷閥的實(shí)際切斷壓力與切斷壓力設(shè)定值有偏差，且比常溫條件下的偏差更大。通常低溫情況下大多數(shù)切斷閥的實(shí)際切斷壓力會(huì)升高，而高溫情況下切斷閥的實(shí)際切斷壓力會(huì)降低。同時(shí)，切斷壓力設(shè)定值越大，極限溫度條件對(duì)切斷閥的實(shí)際切斷壓力的影響越小。根據(jù)多年的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)可知，對(duì)于切斷壓力設(shè)定值處于同一數(shù)量級(jí)的切斷閥而言，切斷閥抗外界條件干擾能力與切斷閥的結(jié)構(gòu)、制造和安裝精度有關(guān)：切斷閥的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，制造和安裝精度越低，壓力敏感元件尺寸越小，越容易因外部條件的改變而產(chǎn)生變化，極限溫度試驗(yàn)條件對(duì)切斷閥的性能影響越大。

3．2．5耐用性試驗(yàn)

切斷閥的耐用性試驗(yàn)分為常溫耐用性試驗(yàn)和低溫耐用性試驗(yàn)。

①耐用性試驗(yàn)過(guò)程

常溫耐用性試驗(yàn)是在常溫條件(25℃±5℃)下進(jìn)行100次切斷動(dòng)作，耐用性試驗(yàn)后檢查閥座的密封性和切斷壓力精度等級(jí)性能。低溫耐用性試驗(yàn)是在低溫(-20℃)條件下進(jìn)行50次切斷動(dòng)作，耐用性試驗(yàn)后檢查閥座的密封性和切斷壓力精度等級(jí)性能。

②耐用性試驗(yàn)對(duì)切斷閥性能的影響

表3是5組不同廠家、不同型號(hào)切斷閥常溫耐用性試驗(yàn)和低溫耐用性試驗(yàn)(低溫試驗(yàn)條件為-20℃)前后的實(shí)際切斷壓力與切斷壓力設(shè)定值的偏差對(duì)比。

 

根據(jù)表3可知，耐用性試驗(yàn)對(duì)切斷閥的切斷性能具有一定的影響，且低溫條件下的耐用性試驗(yàn)比常溫條件下的耐用性試驗(yàn)對(duì)切斷閥性能的影響更大。

4　結(jié)論和建議

①目前高精度切斷閥的切斷響應(yīng)時(shí)間基本為10～100ms，現(xiàn)有的人工測(cè)試方法無(wú)法滿足切斷閥相關(guān)性能研發(fā)的要求。為了進(jìn)一步提高切斷閥的切斷性能，需要高精度的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)輔助相關(guān)研發(fā)工作的進(jìn)行。

②切斷閥的復(fù)位壓差反映了其機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作穩(wěn)定性，其值越小越好。為了提高切斷閥機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，應(yīng)在今后相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的修訂過(guò)程中加入對(duì)復(fù)位壓差具體量值的規(guī)定。

③對(duì)于廠家聲明切斷壓力范圍為dps，標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 335—2010對(duì)切斷閥響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)和復(fù)位壓差試驗(yàn)過(guò)程中ps的具體值并未進(jìn)行明確的規(guī)定，在今后標(biāo)準(zhǔn)修訂過(guò)程中應(yīng)加入相關(guān)的規(guī)定，以減少試驗(yàn)過(guò)程中的模糊之處，增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行過(guò)程中的明確性和統(tǒng)一性。

④極限溫度條件會(huì)導(dǎo)致切斷閥的實(shí)際切斷壓力值與切斷壓力設(shè)定值之間產(chǎn)生一定的偏差，且比常溫條件下的偏差更大。因此廠家在進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)時(shí)，要充分考慮極限溫度條件對(duì)切斷閥切斷性能的影響。

⑤切斷閥在使用過(guò)程中，實(shí)際的切斷壓力值與切斷壓力設(shè)定值相比會(huì)有一定的偏差，常溫耐用性試驗(yàn)后的偏差會(huì)稍高于耐用性試驗(yàn)前的偏差，低溫耐用性試驗(yàn)后的偏差更大，可見低溫條件下的頻繁切斷會(huì)導(dǎo)致切斷閥的實(shí)際切斷壓力漂移得更為嚴(yán)重。

 

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本文作者：岳明  柴飛  張乃方  陳浩  李軍  楊文量

作者單位：中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院