В этой статье поговорим с вами о герметичности трубопроводной арматуры.
Часть 1. Что такое герметичность. Классы герметичности. Стандарты. Определение герметичности.
Что такое герметичность.
Согласно ГОСТ 24856 2014 АРМАТУРА ТРУБОПРОВОДНАЯ Термины и определения - герметичность: Способность арматуры и отдельных ее элементов и соединений препятствовать газовому или жидкостному обмену между разделенными полостями.
Термин герметичность также применяют, когда говорят о герметичности арматуры по отношении к внешней (окружающей) среде. Она достигается отсутствием протечки в корпусных деталях арматуры, в местах соединения частей арматуры и в сальниковых (сильфонных) соединениях между арматурой и штоком (шпинделем), через который на запорный элемент арматуры передается усилие от привода. В этой статье мы будем рассматривать только герметичность перекрытия рабочей среды в арматуре.
Герметичность в большей степени свойство запорной арматуры. Именно запорная арматура предназначена для полного герметичного перекрытия потока рабочей среды.
Класс герметичности.
Ключевым назначением большей части трубопроводной арматуры является способность перекрытия рабочей среды в трубопроводе. Оно достигается уменьшением проходного сечения через запорный элемент трубопроводной арматуры (затвор/клин и седло/уплотнение). Степень перекрытия потока в затворе называется «класс герметичности». Иными словами герметичность затвора: Свойство затвора препятствовать газовому или жидкостному обмену между средами, разделенными затвором. Класс герметичности определяется ГОСТ 9544-2015 и варьируется для запорной и запорно-регулирующей арматуры от класса А (отсутствие видимой протечки в течении всего времени испытания) до класса G (который на DN4000мм разрешает пропуск 360хDN см3/мин при испытании воздухом, и 0,12хDN см3/мин при испытании водой). Другими словами уровень протечки (класс герметичности), это объем пропуска через затвор в закрытом положении определенного объема рабочей среды. От самого высокого класса герметичности А до АА, B, С, СС, D, Е, ЕЕ, F, G. Тем самым для обозначения класса герметичности запорной арматуры используется английский алфавит. Как мы видим из формулы, на величину протечки влияет как класс герметичности, так и диаметр номинальный DN (Ду) трубопроводной арматуры. Чем выше величина DN (Ду), тем больше разрешенной протечки в затворе в закрытом состоянии при одинаковых классах герметичности.
Сведение о стандарте, ссылки и ранее действующие документы.
Полное название стандарта, определяющего сейчас герметичность трубопроводной арматуры: ГОСТ 9544-2015 Межгосударственный стандарт. Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затворов" (введен в действие Приказом Росстандарта от 26.05.2015 N 440-ст) Pipeline valves. Leakage rates of valves (ISO 5208:2008 (E), NEQ), (CEI/IEC 60534-4:2006, NEQ). Стандарт ращработан Закрытым акционерным обществом "Научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения" (ЗАО "НПФ "ЦКБА").
Стандарт соответствует в части требований к герметичности затвора следующим международным стандартам:
- ISO 5208:2008 (E) Industrial valves - Pressure testing of metallic valves (Арматура трубопроводная промышленная. Испытание давлением);
- CEI/IEC 60534-4:2006 Industrial-process control valves - Part 4: Inspection and routine testing (Клапаны регулирующие для технологических процессов. Часть 4. Контроль и типовые испытания).
Ранее действовал ГОСТ Р 54808-2011. Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затворов.
Стандарт устанавливает нормы и классы герметичности затворов трубопроводной арматуры (далее - арматуры) номинальных диаметров от DN 3 до DN 2400 на номинальные давления до PN 420 всех видов (запорная, обратная, предохранительная, регулирующая, распределительно-смесительная, фазоразделительная) и всех типов (задвижки, клапаны, краны и дисковые затворы), а также для комбинированной арматуры.Нормы герметичности, приведенные в стандарте, применяют при всех видах испытаний, а также при проверках герметичности затвора арматуры в процессе эксплуатации.
Наиболее частое требование заказчика - герметичность класса А (отсутствие видимых протечек).
Почему не вся арматура выпускается с классом герметичности А по ГОСТ 9544-2015 (отсутствие видимой протечки)?
Во-первых, некоторым видам арматуры полная герметичность в затворе не нужна, например, для регулирующих клапанов в рамках ГОСТ 9544-2015 предусматривает «льготные» нормы протечки в затворе. Основная функция регулирующей арматуры – регулирование расхода рабочей среды. Арматура регулирующая: Арматура, предназначенная для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения расхода или проходного сечения. Класс герметичности регулирующей арматуры, в отличие от запорной, обозначается не в буквах латинского/английского алфавита, а римскими цифрами (от I до VI). В отличие от класса герметичности запорной арматуры относительная протечка в регулирующей рассчитывается относительно условной пропускной способности Kvy. Также различается подход к обозначению герметичности в запорной (запорно-регулирующей) трубопроводной арматуре и в регулирующей. В запорной арматуре самым высшим классом герметичности является класс А (первый по списку), то в регулирующей арматуре класс VI (последний в списке), а класс I (первый в списке)– с самыми большими протечками.
Во-вторых, высокая герметичность влияет на себестоимость продукции и, как результат, на конечную цену. Производители арматуры по классу А вынуждены придерживаться высоких стандартов в производстве, применять более высококачественные материалы и оборудование с большим классом точности, а так-же уделять большее внимание обработке и притирке затвора.
Определение герметичности в процессе приемо-сдаточных испытаний производителя и приемочных испытаний потребителя.
Одной из финальных операций при производстве трубопроводной арматоры перед отправкой ее потребителю является испытания. Производителем и потребителями для испытания арматуры применяются испытательные стенды. Это комплекс технологических систем, оборудования, средств измерения, оснастки, средств механизации и автоматизации, а также коллективных средств защиты, обеспечивающих безопасное проведение испытаний арматуры. Методы испытаний и контроля основаны на действующих отраслевых стандартах и технических условиях изготовителей трубопроводной арматуры. Приемо-сдаточные испытания включают в себя контрольные испытания арматуры при приемочном контроле, при этом трубопроводная арматура подвергается комплексу испытаний, которые включают в себя: испытания на прочность материала корпуса, испытания на плотность материалов корпуса и затвора, герметичность по отношению к окружающей среде, герметичность затвора, функционирование. Таким образом испытания на герметичность являются только одним этапом комплекса испытаний, которым подвергаются материалы и детали арматуры.
Испытания на герметичность затвора это проверка на подтверждение соответствия арматуры требованиям к герметичности затвора. Для определения герметичности арматуры используются стенды различных производителей. Имеются также стенды, которые изготавливают производители арматуры по собственным чертежам. Они бывают горизонтальными и вертикальными, автоматизированными, ручными и специальными.
Изменение герметичности в процессе эксплуатации и восстановление герметичности.
В процессе эксплуатации под воздействием рабочей среды и времени трубопроводная арматура зачастую теряет свою герметичность. Факторами, которые влияют на износ седла и затвора и, как результат, потеря герметичности трубопроводной арматуры, являются: наличие в рабочей среде посторонних предметов, загрязненность среды различными включениями, высокий перепад давлений на арматуре и как результат большие скорости среды в затворе, кавитация и другие факторы. Восстановление герметичности ведется как силами заказчика (ремонтные подразделения), так и предприятиями изготовителями. В случаях, когда трубопроводная арматура является разборной (ремонтнопригодной) есть варианты применения сменной дроссельной пары (седло, затвор), поставляемой заводом изготовителем. Неразборная (неремонтнопригодная) трубопроводная арматура , например цельносварной шаровой кран) не предусматривает восстановление герметичности и меняется целиком. Решение о восстановлении трубопроводной арматуры осуществляется заказчиком на основе коммерческих и технических данных о целесообразности ремонта или замены.
