E燃?xì)馇蜷yPPT演示文稿

1、燃?xì)庥镁垡蚁≒E)球閥質(zhì)量要求與分析,北京京燃凌云燃?xì)庠O(shè)備有限公司,一、PE球閥簡介,美國思凡絡(luò)斯措姆公司于70 年代首先研制生產(chǎn)了PE球閥，并大量應(yīng)用于PE燃?xì)廨斉湎到y(tǒng),燃?xì)廨斉溆镁垡蚁≒E）球閥,燃?xì)廨斉溆镁垡蚁≒E）球閥,根據(jù)材料等級，PE球閥可分為PE80球閥和PE100球閥； 從功能分，聚乙烯球閥可分為標(biāo)準(zhǔn)球閥、單放散球閥、雙放散球閥。(見下圖,1、PE 球閥類別,標(biāo)準(zhǔn)球閥,傳統(tǒng)雙(單)放散球閥,改進雙(單)放散球閥,銅質(zhì)結(jié)構(gòu)放散閥,扳手尺寸與寶力泰克、大連精工同,銅質(zhì)結(jié)構(gòu)放散閥功能： 1、安裝壓力表測壓 2、通過波紋接頭連接U行管測微壓 3、螺紋連接鋼管放散 4、通過波紋接頭

2、連接軟管放散 5、通過接地引線實現(xiàn)靜電接地（凌云專利,按口徑分: dn32、dn40、dn50、dn63、dn90、dn110、dn160、dn200、dn250、dn315 按結(jié)構(gòu)分，浮動球和固定球(見下圖,浮動式,固定式,工作狀態(tài)下球?qū)﹂y座的壓力F= 如 dn250 p=0.4Mpa F=1314kg； dn315 p=0.4Mpa F=2087kg,球閥結(jié)構(gòu)尺寸,2. PE 球閥結(jié)構(gòu),閥球,操作帽,閥桿,0形密封圈,閥體,閥座底托,閥座）密封圈,球閥剖面,3.PE球閥的優(yōu)勢與劣勢,3.1 PE球閥的優(yōu)勢：終生免維護 與管材焊接連接無泄漏點。 不腐蝕，無需防腐。 可直埋，質(zhì)量輕，施工方便。

3、 抗震，抗沉降。 長壽命，經(jīng)濟性好,3.2 PE球閥的劣勢：不易維修 與金屬相比，機械強度低； 壓力受限； 對溫度敏感。 注：這也是聚乙烯塑料材料的普遍劣勢,PE燃?xì)夤艿赖母甙踩?要求，使管道系統(tǒng)中的重要 部件球閥成為廠家與用戶 的共同生命,PE球閥的生產(chǎn)工藝流程如下: PE注塑件毛坯的注塑生產(chǎn) 機加工半成品 球閥零件的裝配焊接 PE球閥的檢驗 包裝入庫,4.PE球閥的生產(chǎn),二、PE材料的力學(xué)特性,1.1在材料試驗機上可獲得屈服強度、拉伸強度、斷裂伸長率和彈性模量等。 1.2在沖擊試驗機上可獲得不同切口、溫度的沖擊值 1.3在材料試驗機上可獲得不同方向，不同彎曲半徑的彎曲角 1.4有硬度、韌

4、性、壽命等一切工程材料要求的性能指標(biāo),1. PE作為工程材料的共性,2.蠕變與應(yīng)力松弛,塑料試樣在恒定應(yīng)力下的應(yīng)變與時間的關(guān)系,同一力學(xué)松弛現(xiàn)象既可以在較低溫度較長時間觀察到，也可以在較高溫度，較短時間觀察到。這是測試PE材料長期性能的理論基礎(chǔ),3.時溫等效原理,時間相關(guān)性 溫度相關(guān)性 載荷作用速度相關(guān)性,4.PE材料顯著的三個力學(xué)特性,5.時間相關(guān)性長期靜液壓強度,聚乙烯管材靜液壓行為破壞的三種模式 I韌性破壞 II脆性破壞 III氧化破壞,標(biāo)準(zhǔn)外推法SEM（Standard Extrapolation Method）試驗數(shù)據(jù)示意,常溫、短時強度試驗意義不大，按時溫等效原理確定強度試驗條件,

5、6.溫度相關(guān)性,溫度對聚乙烯（PE）沖擊強度的影響,工作溫度范圍很窄-20+40 線膨脹系數(shù)比鋼材大10余倍大量與溫度有關(guān)的試驗,在穩(wěn)定載荷長期作用下裂紋的慢速增長決定PE的壽命 在沖擊載荷作用下裂紋快速擴展做沖擊試驗,7.載荷作用速度相關(guān)性,燃?xì)鈱Ｓ没炫淞鲜羌夹g(shù)條件最高，質(zhì)量最好的原料，其次決 定于制造工藝與技術(shù),8.PE制品質(zhì)量首先決定于PE原料的質(zhì)量,PE閥的標(biāo)準(zhǔn)與金屬閥的標(biāo)準(zhǔn) 有共性也有特殊性，只有對PE閥 的深入了解才能正確指導(dǎo)選購及 應(yīng)用,三、PE球閥技術(shù)要求,1 閥體要求,材料要符合GB15558.1的燃?xì)鈱Ｓ没炫淞希≒E 80,PE 100）；不允許使用回用料。 黑、黃兩種顏色

6、。 任一點壁厚不低于對應(yīng)SDR11管材壁厚。 為了防止應(yīng)力集中，閥體壁厚的改變應(yīng)逐漸改變,聚乙烯混配料的要求詳見GB 15558.1-2003,1. 密度 2. 熔體質(zhì)量流動速率 3. 氧化誘導(dǎo)期（熱穩(wěn)定性） 4. 揮發(fā)份含量 5. 水分含量 6. 碳黑含量（用于黑色混配料） 7. 顏料分散（用于非黑色混配料） 8. 耐氣體組分 9 . 耐快速裂紋擴展 10. 耐慢速裂紋增長,2 閥球要求,必要的強度與硬度。 耐磨。 與密封件間摩擦力要小。 與閥體的線膨脹系數(shù)接近。 易加工。 常用材料有:澆鑄尼龍、 聚丙烯、乙縮醛等,3 閥座（密封圈,硬度5088共5級，選擇 與介質(zhì)壓力相匹配，并要穩(wěn)定； 壓

7、縮永久變形： 室溫，70小時： 10%； 70，22小時： 20%。越小越好； 壓縮應(yīng)力松弛： 室溫，7天： 15%； 室溫， 90天：22%。 越小越好； 長壽命，抗老化，與PE等壽命； 耐氣體組份,符合HG/T3092 （BS EN682）的要求,4 操作帽（扳手帽,有足夠的強度 在地面能識別開關(guān)狀態(tài) 在地面能方便的操作 順時針關(guān)，逆時針開。1/4圓周 旋轉(zhuǎn)。 操作帽應(yīng)與閥桿連成一體，除非借用專門設(shè)備，應(yīng)無法拆卸,5 潤滑劑,對球閥部件無負(fù)面影響 耐燃?xì)饨M份 能長期維持應(yīng)有功能 優(yōu)良的黏溫性能和低溫性能 一般潤滑脂均能起到密封作用，但球閥的氣密缺陷不允許用潤滑脂彌補,四、PE球閥的 標(biāo)準(zhǔn)介

8、紹和質(zhì)量要求,1、PE球閥的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn),國際標(biāo)準(zhǔn)： ISO 10933-1997 燃?xì)廨斉溆镁垡蚁≒E）球閥 歐洲標(biāo)準(zhǔn): EN 1555-4:2002 燃?xì)廨斔陀盟芰瞎艿老到y(tǒng) 聚乙烯 第4部分 球閥 美國標(biāo)準(zhǔn): ANSI 16.40-2002 用于燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的手動操作熱塑性塑料閥 韓國標(biāo)準(zhǔn): KS M 3529-1999（2001 ）手動式熱塑性塑料球閥 國家標(biāo)準(zhǔn)：GB 15558-3 燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁≒E）管道輸配系統(tǒng) 第3部分：球閥,2、標(biāo)準(zhǔn)對PE球閥的具體質(zhì)量要求,外觀 幾何尺寸 力學(xué)性能 物理性能,2.1 外觀,出廠100檢驗 顏色 內(nèi)外表面清潔 無縮孔（坑） 無劃痕 標(biāo)志 無其

9、他影響使用的缺陷,2.2、幾何尺寸,材質(zhì)與球閥壁厚的關(guān)系。 管材為PE80，球閥為PE100時，閥壁厚0.8管壁厚。 管材為PE100，球閥為PE80時，閥壁厚1/0.8管壁厚。 球閥兩端可為插口也可為承口，但尺寸必須符合GB15558.2-2005（管件）標(biāo)準(zhǔn)要求。 操作帽尺寸（強度）5050 40； 757560與鑰匙配合良好,出廠100檢驗,3 物理性能（焊接性能,3.1 氧化誘導(dǎo)時間 要求：200 20分鐘,出廠檢驗（抽檢,要求：（190 ，5kg）條件下， 0.2 MFR1.4，且閥體與原料測量值相差不超過20,3.2 熔體質(zhì)量流動速率（MFR,1、靜液壓強度 2、密封性能試驗 3、

10、壓力降 4、操作扭矩 5、止動強度 6、對操作裝置施加彎矩期間及解除后的密封性能 7、承受彎矩條件下，溫度循環(huán)后的密封性能 及易操作性（d n63mm） 8、拉伸載荷后的密封性能及易操作 9、 沖擊后的易操作性 10、持續(xù)內(nèi)部靜液壓后的密封性能及易操作性 11、耐簡支梁彎曲密封性能（d n63mm） 12、耐溫度循環(huán)（d n63mm,4 力學(xué)性能（共12項,4.1靜液壓試驗強度測試,出廠檢驗（抽檢）： 靜液壓強度測試 （80 165小時） 定型及型式檢驗 ： 靜液壓強度測試 （ 20 100小時） 靜液壓強度測試： （80 1000小時,PE80 =4.5MPa PE100 =5.4MPa,P

11、E80 =10MPa PE100 =12.4MPa,PE80 =4.0MPa PE100 =5.0MPa,本項檢測項目是驗證閥體材料的力學(xué)性能與1萬小時的試驗結(jié)果相一致,試驗壓力的計算,P,2,SDR-1,靜液壓強度檢驗測試,4.2 球閥整體密封性能試驗,這是對球閥的最基本要求 出廠100%檢驗： 23 0.6MPa 30秒 定型及型式檢驗： 23 2.5kpa 24小時 兩個閥座及閥桿共三個方向，以空氣或氮氣檢驗,檢測球閥整體密封性能。這是檢測球閥在正常通氣或關(guān)閉時的密封性，以及在停氣檢修時管道內(nèi)低壓余氣時的密封性。雖然低壓密封性檢測不是出廠檢驗項目，但某些球閥曾發(fā)生過低壓內(nèi)漏的問題。因此在

12、球閥的密封性檢驗中，應(yīng)該十分重視對低壓情況密封性的檢驗,4.3 操作扭矩試驗,完成球閥功能的最基本要求。 以空氣為介質(zhì)，考核球閥單側(cè)承受工作壓力時的最大操作扭矩。通過該項檢測，保證 PE 球閥的易操作性。 密封與扭矩是一對矛盾體，既要保證密封好，而又不至于使扭矩過大，增加開啟的困難,出廠100%檢驗： 23條件下。 定型及型式檢驗： -20 ，23， 40條件下。 在0.4MPa的試驗壓力下 dn63 最大操作扭矩35Nm 63dn125最大操作扭矩70Nm 125dn225最大操作扭矩150Nm 225dn315最大操作扭矩300Nm,4.4 止動強度限位阻力試驗,是對球閥開、關(guān)限位機構(gòu)的強

13、度要求 定型與型式檢驗項目 做法：分別在-20和40，連續(xù)24小時單側(cè)承受工作壓力條件下，對限位機構(gòu)施加倍的最大操作扭矩15秒，不破壞,4.5 對操作裝置施加彎矩期間及解除后的密封性能,這是模擬實際應(yīng)用中的球閥受到地面活荷載（堆積物等）車荷載等額外作用時，對球閥工作可靠性的檢驗。 定型及型式檢驗,操作步驟,制備兩側(cè)具有加壓、卸壓口及壓力測量接口的試件 在23的溫度下閥半開，加壓至2.5kpa，按圖10所示施加55Nm的彎矩1小時，無泄漏 卸掉彎矩并維持內(nèi)壓1小時，無泄漏 閥關(guān)閉，單側(cè)卸壓，1小時，無泄漏 另一側(cè)按2.5kpa檢驗1小時，無泄漏 試驗壓力調(diào)整為0.6MPa，重復(fù)以上步驟,4.6

14、承受彎矩條件下，溫度循環(huán)后的密封性能及易操作性（dn63mm,這是模擬較小球閥（ dn63）, 埋深較淺，溫度變化影響明顯，且彈性敷設(shè)較多橫向位移較常出現(xiàn)的情況，檢驗球閥在溫度外力雙重作用下的長期性能。 定型檢驗項目 承受彎矩：球閥連同兩側(cè)連接管材按R=25dn彎曲 溫度循環(huán)：-20+40，如圖11 單溫循環(huán)：按1/min變化， h=60min 雙溫循環(huán)：-20，40兩個恒溫箱， h30min,40,20,時間,溫度,一個循環(huán),50個循環(huán),h,h,10h,10h,圖11 溫度循環(huán)示意圖,操作步驟,制備兩個足夠長的試樣 按閥桿與彎曲平面一致與垂直，分別彎曲或R=25dn，并固定 完成50個溫度循

15、環(huán) 保持彎曲狀態(tài)，在 -20， 40分別穩(wěn)定10小時后做（2.5kpa，24小時）和（0.6MPa，30秒）密封性試驗 注：此試驗最少需要1100小時（46天,彎曲試驗的試驗安排示意,4.7 拉伸載荷后的密封性能及耐操作性,這是模擬在地震或斷裂帶發(fā)生明顯沉降時球閥的工況，要求在PE受被拉伸屈服的條件下球閥性能仍然完好,定型檢驗項目,制備管端密封，能做壓力試驗的試件。 在23球閥開啟狀態(tài)加壓至2.5kpa。 施加拉力F，使管材應(yīng)力達12MPa，穩(wěn)定1小時,不泄漏。 增加拉力，按25mm/min拉伸，至管材屈服，停止拉伸。 按(2.5kpa，24小時)及(0.6mpa，30秒)檢密封性及23檢操作

16、扭矩,操作步驟,4.8 沖擊后的耐操作性,模擬球閥受到意外碰撞拋摔時，耐損壞的要求。球閥本體在承受一定的沖擊后，進行扭矩測試及密封性測試，以保證球閥在運行狀況及非正常情況下的耐受能力。 定型檢驗項目 做法： 球閥在-20狀態(tài)調(diào)整2小時。 球閥底部墊實、固定，以3kg重鋼球自1m高自由下落沖擊操作帽，無裂紋，損壞。 在-20狀態(tài)下檢操作扭矩及止動強度。 在40條件下，重復(fù)上述操作,4.9 持續(xù)內(nèi)部靜液壓后的密封性及操作性,這是球閥長期壽命可靠性的檢驗。 定型檢驗項目 做法： 按靜液壓試驗要求制備偶數(shù)試件 試驗介質(zhì):水，溫度20，球閥狀態(tài):半數(shù)開，半數(shù)關(guān)。 試驗壓力：PE80，1.6MPa;PE1

17、00，2.0MPa。 1000小時不泄漏，不破壞。 卸壓，按“沖擊后的耐操作性”檢驗。 按“密封性”（氣密性）檢驗,4.10 耐簡支梁彎曲密封性能（dn63,這是模擬較大球閥在使用中可能出現(xiàn)的管基沉降，輕微滑移，彈性敷設(shè)等情況，球閥可靠性的檢驗。 定型檢驗項目 試驗溫度23試件兩管端封閉可試壓，彎曲力F： 63dn125 F=3.0KN 125dn315 F=6.0KN,操作步驟,1、制備試件，檢驗密封性，操作扭矩。 2、如圖14，閥桿垂直向上，對試件垂直以25mm/min的速度緩慢施加彎曲力F，穩(wěn)定10小時，檢驗球閥的“密封性”及“操作扭矩”。 3、測量最大撓度，卸載，檢查外觀。 4、將試件

18、轉(zhuǎn)動90，仍垂直加載，重復(fù)2、3操作。 5、卸載后再檢驗其密封性和操作扭矩,4.11 耐溫度循環(huán)(dn63,模擬球閥在長使用中必然要經(jīng)受的溫度變化，要求球閥要經(jīng)得起考驗，性能穩(wěn)定。 定型檢驗項目 -20+60溫度循環(huán)，如圖15：單溫與雙溫均可,試件制備，只要一個球閥，兩端密封，可試壓。 試件在23調(diào)整24小時，檢密封性，操作扭矩。 關(guān)閉球閥，一側(cè)升壓至0.6MPa穩(wěn)定后斷開氣源，另一端敞開。 完成-20到60的10個循環(huán)，第一個循環(huán)從23起，記錄壓力變化。 回到23，調(diào)整24小時，再做密封性及操作扭矩檢測,操作步驟,4.12 壓力降（水力學(xué)特性,球閥相當(dāng)于管道系統(tǒng)中的一個管件，流體流經(jīng)管件必產(chǎn)

19、生一個壓力損失，要求球閥制造商提供以下數(shù)據(jù)供用戶水力計算時使用。 定型檢驗項目 dn63的閥產(chǎn)生0.05kpa(5mmH2O)壓力降時的氣體流量， 或dn63的閥產(chǎn)生0.01kpa(1mmH2O)壓力降時的氣體流量,關(guān)于球閥的通徑和縮徑問題,國家標(biāo)準(zhǔn)、美國標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)均沒有提出通徑和縮徑問題，要求所有球閥均要進行壓力降測試。僅韓國標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：閥球內(nèi)徑小于等于球閥端口內(nèi)徑85時稱為縮徑。閥球內(nèi)徑大于球閥端口內(nèi)徑95時稱為通徑。 考慮到性價比，國際上普遍相鄰管徑采用同一閥球內(nèi)徑。如dn32與dn40、 dn50與dn63、 dn90與dn110、 dn160與dn200、 dn250與dn315采用同一球體。韓國標(biāo)準(zhǔn)中對球閥內(nèi)徑有明確規(guī)定：20A、25A、30A、40A（相當(dāng)于dn25至dn50）、 100A與125A（相當(dāng)于dn110與d n140）、200A與250A（相當(dāng)于dn200與dn250）或250A與300A（相當(dāng)于dn250與dn315）采用同一球體。 加拿大JANA實驗室