一、為什么要做殼體試驗(yàn)
閥門長(zhǎng)期在高溫高壓下工作,鑄造或鍛造時(shí)隱藏的砂眼、裂紋、夾渣都可能成為定時(shí)炸彈。殼體試驗(yàn)(Shell Test)就是用高于工作壓力的液體或氣體,提前讓這些缺陷“現(xiàn)形”。ISO 5208 把試驗(yàn)統(tǒng)一成 1.5 倍安全系數(shù),既足夠苛刻,又不會(huì)把正常閥門壓壞。
二、核心公式——一句話就能背
試驗(yàn)壓力 P_t = 1.5 × P_c
其中 P_c 是閥門在 20 °C 時(shí)的最大允許工作壓力(Cold Working Pressure,CWP)。
記住:1.5 倍只與 CWP 有關(guān),與管道設(shè)計(jì)壓力、運(yùn)行溫度無關(guān)。
三、如何找到 P_c?三種常見場(chǎng)景
閥門銘牌直接寫 PN 或 Class
? PN 16 = 16 bar ≈ 1.6 MPa → P_c = 1.6 MPa
? ASME Class 150,碳鋼 20 °C 時(shí) CWP 通常 19.6 bar → P_c = 19.6 bar
銘牌只有“20 °C 29 bar”——那就直接取 29 bar。
銘牌缺失:按閥體材料查 ISO 5208 附錄或 EN 12516,找到對(duì)應(yīng)溫度-壓力表,在 20 °C 欄讀出最高允許壓力。
四、溫度修正——?jiǎng)e讓“熱水”誤導(dǎo)你
ISO 5208 的 1.5 倍是常溫公式。如果試驗(yàn)液體不是 20 °C(比如 60 °C 熱水),材料強(qiáng)度下降,需要把 CWP 先按 EN 1092 或 ASME B16.34 的溫壓表折算回 20 °C 的等效壓力,再乘 1.5?,F(xiàn)場(chǎng)最簡(jiǎn)單做法是:用常溫清水試壓,省掉溫度修正。
五、計(jì)算實(shí)例
例:一塊 WCB 碳鋼閘閥,銘牌打“ASME Class 300”。查 ASME B16.34 表 2-1.1,Class 300 在 20 °C 時(shí)的 CWP 為 51.1 bar。
P_t = 1.5 × 51.1 bar = 76.7 bar
實(shí)際試驗(yàn)時(shí)四舍五入到 77 bar(或 7.7 MPa)。保壓時(shí)間 DN 50~100 為 60 秒,無可見滲漏即合格。
六、現(xiàn)場(chǎng)操作小貼士
試驗(yàn)介質(zhì):首選清水,不銹鋼閥門用氯離子≤25 mg/L 的水,避免點(diǎn)蝕。
排氣:閥體頂部一定要放氣閥,防止空氣壓縮導(dǎo)致壓力虛高。
壓力表:量程 1.5~3 倍試驗(yàn)壓力,經(jīng)校準(zhǔn)且在有效期。
安全措施:試驗(yàn)臺(tái)四周 2 米設(shè)圍欄,人員戴護(hù)目鏡;氣體試驗(yàn)需額外風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
記錄:留存“閥門編號(hào)-試驗(yàn)壓力-保壓時(shí)間-結(jié)果”三方簽字,質(zhì)保期追溯用。
七、易錯(cuò)點(diǎn)提醒
? 把設(shè)計(jì)壓力當(dāng)成 CWP:設(shè)計(jì)壓力往往低于 CWP,導(dǎo)致試驗(yàn)壓力不足。
? 忽略單位:PN 與 Class 的“bar”“psi”混淆,必須換算成同一單位再乘 1.5。
? 用氣壓代替水壓:氣體儲(chǔ)存能量大,殼體一旦爆裂碎片速度極高,除非標(biāo)準(zhǔn)允許,否則禁止用氣壓做殼體強(qiáng)度試驗(yàn)。
結(jié)語
ISO 5208 把閥門殼體試驗(yàn)寫得像“說明書”,只要記住“1.5×20 °C 最大允許工作壓力”這一條,再查對(duì)材料壓力-溫度表,就能算出安全可靠的試驗(yàn)壓力。下次現(xiàn)場(chǎng)有人問“打多少壓?”,你只需看銘牌、翻表格、乘系數(shù),三分鐘給出答案。
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