閥門耐火試驗標(biāo)準(zhǔn)比較及分析

1、閥門耐火試驗標(biāo)準(zhǔn)比較及分析API6071 概述石油化工工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，它生產(chǎn)流程復(fù)雜，而且在生產(chǎn)過程中使用的原材料、半成品、成品等大都是易燃易爆物質(zhì)，極易引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故。由于用在某些易著火場合的閥門由于存在發(fā)生火災(zāi)的潛在危險，往往在這些場合使用的閥門都應(yīng)做特殊的設(shè)計使閥門在遭受一定時間的火燒后仍具有一定的密封性能及操作性能。在衡量閥門的耐火性能方面，耐火試驗是一個重要手段。目前國外針對閥門耐火試驗的標(biāo)準(zhǔn)眾多，且試驗方法及判斷標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，所以對各個標(biāo)準(zhǔn)進行分析比較，對了解閥門的耐火試驗要求以及提高閥門的耐火性能都具有重要的意義。2.比較分析目前國外現(xiàn)行的主要閥門耐火試驗標(biāo)準(zhǔn)有

2、：ANSI/API6072005FireTestforSoftseatedQuarterturnValvesAPI6FA1999SpecificationforFireTestforValvesAPI6FD1995SpecificationforFireTestforCheckValvesISO104972004TestingofValveFiretypetestingrequiremerltsJB/T68991993閥門的耐火試驗以下就各個標(biāo)準(zhǔn)在適用圍、裝置要求、操作方法、評判標(biāo)準(zhǔn)及覆蓋評定原則等方面的不同做出分析比較。2 .1適用圍的分析比較ANsI/API6072005的適用圍：軟閥座四

3、分之一轉(zhuǎn)的閥門。例如符合API608標(biāo)準(zhǔn)的球閥、符合APl609標(biāo)準(zhǔn)的蝶閥。API6FA1999的適用圍：管線用閥門或井口用閥門。例如符合API6D標(biāo)準(zhǔn)的球閥、旋塞閥、閘閥；符合APl6A標(biāo)準(zhǔn)的平板閘閥等。API6FD1995的適用圍：管線用閥門或井口用止回閥。例如符合APl6D、APl6A的止回閥。ISO104972004的適用圍：具有耐火結(jié)構(gòu)的各種閥門。JB/T68991993的適用圍：公稱壓力不大于42.0MPa的各種閥門。由上述各種標(biāo)準(zhǔn)的適用圍可見，各閥門耐火試驗標(biāo)準(zhǔn)針對的產(chǎn)品及圍各不相同，不同類型的產(chǎn)品應(yīng)選擇適合的試驗標(biāo)準(zhǔn)。2.2裝置要求2.2.1試驗系統(tǒng)要求ANSI/API6072

4、005、API6FA1999、ISO104972004、JB/T68991993規(guī)定的典型試驗系統(tǒng)要求如下。API6FD1995規(guī)定的典型試驗系統(tǒng)如下。由以上試驗系統(tǒng)圖示可知，除止回閥因操作方式不同使試驗裝置與其他的有一定區(qū)別之外，其他各標(biāo)準(zhǔn)對試驗系統(tǒng)的要求基本一致。2.2.2熱電偶及測溫塊的要求(1)測溫塊尺寸要求經(jīng)過比較分析，所列幾個耐火試驗標(biāo)注對測溫塊的尺寸要求基本一致，熱電偶插入的位置應(yīng)為測溫塊的中心，具體尺寸如圖5所示。熱電偶及測溫塊布置要求耐火試驗的火燒期間，對布置于閥門周圍測量溫度的熱電偶及測溫塊各個標(biāo)準(zhǔn)有不同的要求，如下：ANSI/API6072005、ISO104972004

5、:一般布置為閥門周圍布置2只熱電偶和2只測溫塊，當(dāng)公稱尺寸大于等于NPS8(DN200)時增加1只測溫塊，當(dāng)軟密封閥門公稱尺寸小于等于NPS4(DNI00)且壓力級小于等于Class300(PN40)時，增加1只插入閥蓋的熱電偶和1只插入閥體的熱電偶。API6FA1999、API6FD1995:一般布置為閥門周圍布置2只熱電偶和2只測溫塊，若試驗閥門為API6D產(chǎn)品則當(dāng)公稱尺寸大于NPS6時增加1只測溫塊；若試驗閥門為API6A產(chǎn)品則當(dāng)公稱尺寸大于NPS71/16時同樣需增加1只測溫塊。JB/T68991993:一般布置為閥門周圍布置2只熱電偶和2只測溫塊，若試驗閥門公稱尺寸大于DNl50時需

6、增加1只測溫塊。由以上各標(biāo)準(zhǔn)對熱電偶及測溫塊的要求可以看出，ANSI/API6072005、ISO104972004標(biāo)準(zhǔn)對于小口徑低壓力的閥門熱電偶及測溫塊布置相對其他標(biāo)準(zhǔn)更加細(xì)化，但對于大部分規(guī)格的產(chǎn)品幾個標(biāo)準(zhǔn)的要求還是基本一致。(3)熱電偶及測溫塊溫度要求耐火試驗的火燒期間，對于熱電偶及測溫塊所測量的閥門溫度各個標(biāo)準(zhǔn)有不同的要求，如下：ANSI/API6072005、ISO104972004:點火后2min2只測量火焰熱電偶的平均溫度應(yīng)達到750C以上，在剩余的火燒期間2只測量火焰熱電偶的平均溫度應(yīng)在750C1000C且在整個火燒期間單只熱電偶的最低溫度不得低于700C；火燒期間所有測溫塊

7、的平均溫度應(yīng)在15min達到650C,且在達到規(guī)定溫度后的剩余火燒期間單只測溫塊的溫度都不得低于560C；火燒期間閥體熱電偶溫度應(yīng)至少有5min在590C以上，閥蓋熱電偶溫度應(yīng)至少有15min在650C以上。API6FA一1999、API6FD一1995:點火后2min2只測量火焰熱電偶的平均溫度應(yīng)達到761C以上，在剩余的火燒期間2只測量火焰熱電偶的平均溫度應(yīng)在761C980C：且在整個火燒期間單只熱電偶的最低溫度不得低于704C；火燒期間所有測溫塊的平均溫度應(yīng)在15min達到650C,且在達到規(guī)定溫度后的剩余火燒期間單只測溫塊的溫度都不得低于565C。JB/T68991993:點火后2mi

8、n2只測量火焰熱電偶的平均溫度應(yīng)達到760C以上，在剩余的火燒期間2只測量火焰熱電偶的平均溫度應(yīng)在760C980C且在整個火燒期間單只熱電偶的最低溫度不得低于705C；火燒期間所有測溫塊的平均溫度應(yīng)在15min達到650C，且在達到規(guī)定溫度后的剩余火燒期間單只測溫塊的溫度都不得低于565Co2.3操作要求耐火試驗一般分為火燒試驗、低壓試驗、操作試驗三個步驟進行但各標(biāo)準(zhǔn)對于各個試驗階段的規(guī)定及要求有一定區(qū)別，如下:2.3.1試驗壓力要求ANSI/API6072005、ISO104972004:火燒試驗期間的管道壓力：對于壓力級小于等于Class300(PN40)的軟密封閥門，火燒期間試驗壓力為0

9、.2MPa，對于其他閥門火燒期間試驗壓力為閥門|20C時最高許用工作壓力的75%。低壓試驗的管道壓力：對于小于等于class600(PNl00)的閥門，冷卻后需進行試驗壓力為0.2MPa的低壓試驗。操作試驗的管道壓力：操作試驗時的管道壓力均為閥門20°C時最高許用工作壓力的75%oAPI6FA1999、API6FD1995:此兩項標(biāo)準(zhǔn)對于試驗壓力的要求通過表格形式規(guī)定，其中火燒試驗和操作試驗的試驗壓力為其中的“高壓試驗壓力”，低壓試驗的試驗壓力為其中的“低壓試驗壓力”，未列出具體壓力數(shù)值的表明不做此項試驗，具體如下：閥門類別閥門壓力等級高壓試驗壓力低壓試驗壓力API6DCIassPN

10、/psibarMPapsibarMPa15020/21014.51.5292.00.230050/54037.23.7503.40.3440064/72049.65.0704.80.48600110/108074.57.51057.20.72900150/1620111.711.2/1500260/2700186.218.6/2500420/4500310.321.0/API6ApsibarMPapsibarMPa/200013813.81500103.410.3/300020720.72250155.115.5/500034534.53750258.625.9/1000069069.0750

11、0517.151.7/150001034103.511250775.777.6/200001379138.0150001034.2103.5/備注試驗壓力允許有土10%的偏差T68991993:此標(biāo)準(zhǔn)對于試驗壓力的要求通過表格形式規(guī)定且壓力以公稱壓力(PN)表示，其他非公稱壓力(PN)表示閥門壓力級的也另有規(guī)定?；馃囼灪筒僮髟囼灥脑囼瀴毫槠渲械摹案邏涸囼瀴毫Α保蛪涸囼灥脑囼瀴毫槠渲械摹暗蛪涸囼瀴毫Α?，未列出具體壓力數(shù)值的表明不做此項試驗，具體如下：公稱壓力PN高壓試驗壓力低壓試驗壓力1.00.80.21.61.22.01.52.51.94.03.00.35.03.80.46.4（6.3

12、）5.00.510.07.70.715.011.5/25.019.242.031.9注：a、試驗壓力允許有±10%的偏差。b、對于其他壓力表示的閥門，高壓試驗壓力為20C時最高許用工作壓力的75%。c、對于其他壓力表示的閥門，20C時最高許用工作壓力小于或等于11MPa的需做低壓試驗，低壓試驗壓力為20C時最高許用工作壓力的7%及0.2MPa兩者中的大值。由以上各標(biāo)準(zhǔn)對于試驗過程各階段的試驗壓力要求可以看出，各標(biāo)準(zhǔn)的高壓試驗壓力一般都規(guī)定為常溫下最大許用工作壓力的75%左右，但低壓試驗壓力的要求各不相同，不過所有標(biāo)準(zhǔn)一般只針對于壓力級不大于Class600（或PN100）的閥門產(chǎn)品才

13、進行低壓試驗。2.3.2試驗項目操作要求ANSI/API6072005、ISO104972004:火燒試驗：閥門閥桿處于水平位置在溫度達到規(guī)定的情況下火燒30分鐘，按試驗閥門的不同保持管道的壓力（高壓試驗壓力或低壓試驗壓力），檢查在火燒期間通過閥門的泄漏和外泄漏是符合標(biāo)準(zhǔn)要求。低壓試驗：對于有低壓試驗要求的閥門，在火燒結(jié)束閥門冷卻后保持管道壓力為O.2MPa，檢查通過閥門的泄漏是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。操作試驗：在管道為高壓試驗壓力下打開閥門到全開位置，試驗管道末端密封，管道保持高壓試驗壓力，檢查通過閥門各處的外泄漏是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。API6FA1999:火燒試驗：閥門閥桿處于水平位置火燒30分鐘，管

14、道為高壓試驗壓力，檢查在火燒期間通過閥門的泄漏和外泄漏是符合標(biāo)準(zhǔn)要求。低壓試驗：對于有低壓試驗要求的閥門，在火燒結(jié)束閥門冷卻后保持管道壓力為規(guī)定的低壓試驗壓力，檢查通過閥門的泄漏及外泄漏來判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。操作試驗：在管道為高壓試驗壓力下打開閥門到部分開啟位置，試驗管道末端密封，管道保持高壓試驗壓力，檢查通過閥門各處的外泄漏是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求API6FD1995:火燒試驗：閥門在流向反向安裝、直立狀態(tài)火燒30分鐘，需測量火燒期問通過閥門的泄漏和外泄漏來判斷火燒期間閥門是符合標(biāo)準(zhǔn)要求。低壓試驗：對于有低壓試驗要求的閥門，在火燒結(jié)束閥門冷卻后保持管道壓力為規(guī)定的低壓試驗壓力，檢查通過閥門的泄漏及

15、外泄漏來判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。操作試驗：通過調(diào)節(jié)閥門前后端的壓力使閥門閥瓣動作，試驗管道末端密封，管道保持高壓試驗壓力，檢查通過閥門各處的外泄漏是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。JB/T6899一1993:火燒試驗：閥門閥桿處于水平位置火燒30分鐘，管道為高壓試驗壓力.檢查在火燒期間通過閥門的泄漏和外泄漏是符合標(biāo)準(zhǔn)要求。低壓試驗：對于有低壓試驗要求的閥門，在火燒結(jié)束閥門冷卻后保持管道壓力為規(guī)定的低壓試驗壓力，檢查通過閥門的泄漏及外泄漏來判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。操作試驗：在管道為高壓試驗壓力下打開閥門到全開啟位置，試驗管道末端密封，管道保持高壓試驗壓力，檢查通過閥門各處的外泄漏是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。由以上各操作要求可

16、以看出，盡管各試驗標(biāo)準(zhǔn)對耐火試驗都分為火燒試驗、低壓試驗和操作試驗三個部分但各標(biāo)準(zhǔn)在各個部分的具體檢驗要求上存在著各自的不同，尤其各標(biāo)準(zhǔn)對于各個部分對試驗壓力的要求上區(qū)別較大。2.4評判標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗最終判斷的依據(jù)為通過閥門的泄漏及外泄漏，各個試驗標(biāo)準(zhǔn)對于各泄漏量的要求也各不相同，為方便比較下面用統(tǒng)一的表格形式來列出各標(biāo)準(zhǔn)對于泄漏量的具體規(guī)定：ANSI/API607-2005、ISO10497-2004:最大允許泄漏量（mL/min）公稱尺寸泄漏外泄漏DNNPS火燒期冷卻后火燒及冷卻期冷卻后操作后低試驗壓力高試驗壓力低試驗壓力低試驗壓力高試驗壓力低試驗壓力高試驗壓力81/43212813832/

17、8103/840160161040/10151/260240241560/15203/480320322080/202511004004025100/253211/41285125132128/324011/21606406440160/405022008008050200/506521/2260104010465260/65803320128012880320/8010044001600160100400/10012555002000200125500/12515066002400240150600/15020088003200320200800/200>200>88003200

18、320200800/200API6FA-1999、API6FD-1995:最大允許泄漏量公稱尺寸泄漏外泄漏火燒期冷卻后火燒及冷卻期冷卻后操作后低試驗壓力高試驗壓力低試驗壓力低試驗壓力高試驗壓力低試驗壓力高試驗壓力NPS(mL/in./min)/40040/10020200DN(mL/mm/min)/15.71.6/3.90.88DN(mL/mm/min)/161.6/40.88由以上各標(biāo)準(zhǔn)對于泄漏量的要求可以看出，API6FA-1999、API6FD-1995及JB/T6899-1993在泄漏量的要求上基本是一致的，而ANSI/API6072005、ISO104972004對火燒后的低試驗壓力的外泄漏不做要求，且在火燒期ANSI/API6072005、ISO104972004對低試驗壓