阀门耐火试验统一标准比较及分析.doc

阀门耐火实验原则比较及分析API607
1． 概述石油化工工业是国民经济支柱产业之一，它生产流程复杂，并且在生产过程中使用原材料、半成品、成品等大都是易燃易爆物质，极易引起火灾和爆炸事 故。由于用在某些易着火场合阀门由于存在发生火灾潜在危险，往往在这些场合使用阀门都应做特殊设计使阀门在遭受一定期间火烧后仍具备一定密封 性能及操作性能。在衡量阀门耐火性能方面，耐火实验是一种重要手段。当前国内外针对阀门耐火实验原则众多，且实验办法及判断原则不尽相似，因此对各个原则进行分析比较，对理解阀门耐火实验规定以及提高阀门耐火性能都具备重要意义。
2． 比较分析当前国内外现行重要阀门耐火实验原则有：ANSI／API 607—《Fire Test for Soft—seated Quarter—turn Valves》API 6FA—1999《Specification for Fire Test for Valves》API 6FD—1995《Specification for Fire Test for Check Valves》ISO 10497—《Testing of Valve—Fire type—testing requiremerlts》JB／T 6899—1993《阀门耐火实验》如下就各个原则在合用范畴、装置规定、操作办法、评判原则及覆盖评估原则等方面不同做出分析比较。
2．1 合用范畴分析比较ANsI／API 607—合用范畴：软阀座四分之一转阀门。例如符合APl608原则球阀、符合APl609原则蝶阀。API 6FA—1999合用范畴：管线用阀门或井口用阀门。例如符合APl6D原则球阀、旋塞阀、闸阀；符合APl6A原则平板闸阀等。API 6FD—1995合用范畴：管线用阀门或井口用止回阀。例如符合APl6D、APl6A止回阀。ISO 10497—合用范畴：具备耐火构造各种阀门。JB／T 6899—1993合用范畴：公称压力不不不大于42.OMPa各种阀门。由上述各种原则合用范畴可见，各阀门耐火实验原则针对产品及范畴各不相似，不同类型产品应选取适合实验原则。
2．2 装置规定
2．2．1实验系统规定ANSI／API 607—、API 6FA一1999、ISO 10497—、JB／T 6899—1993规定典型实验系统规定如下。API 6FD—1995规定典型实验系统如下。由以上实验系统图示可知，除止回阀因操作方式不同使实验装置与其她有一定区别之外，其她各原则对实验系统规定基本一致。
2．2．2热电偶及测温块规定
(1) 测温块尺寸规定通过比较分析，所列几种耐火实验标注对测温块尺寸规定基本一致，热电偶插入位置应为测温块中心，详细尺寸如图5所示。
(2) 热电偶及测温块布置规定耐火实验火烧期间，对布置于阀门周边测量温度热电偶及测温块各个原则有不同规定，如下：ANSI／API 607—、ISO 10497—：普通布置为阀门周边布置2只热电偶和2只测温块，当公称尺寸不不大于等于NPS8(DN200)时增长1只测温块，当软密封阀门公称尺寸不大于等于NPS4(DNl00)且压力级不大于等于Class300(PN40)时，增长1只插入阀盖内热电偶和1只插入阀体内热电偶。API 6FA—1999、API 6FD—1995：普通布置为阀门周边布置2只热电偶和2只测温块，若实验阀门为API 6D产品则当公称尺寸不不大于NPS6时增长1只测温块；若实验阀门为API 6A产品则当公称尺寸不不大于NPS71/16时同样需增长1只测温块。JB／T 6899—1993：普通布置为阀门周边布置2只热电偶和2只测温块，若实验阀门公称尺寸不不大于DNl50时需增长1只测温块。由以上各原则对热电偶及测温块规定可以看出，ANSI／API 607—、ISO 10497—原则对于小口径低压力阀门热电偶及测温块布置相对其她原则更加细化，但对于大某些规格产品几种原则规定还是基本一致。
(3) 热电偶及测温块温度规定耐火实验火烧期间，对于热电偶及测温块所测量阀门温度各个原则有不同规定，如下：ANSI／API 607—、ISO 10497—：点火后2min内2只测量火焰热电偶平均温度应达到750℃以上，在剩余火烧期间2只测量火焰热电偶平均温度应在750℃～1000℃且在整 个火烧期间单只热电偶最低温度不得低于700℃；火烧期间所有测温块平均温度应在15min内达到650℃，且在达到规定温度后剩余火烧期间单只测 温块温度都不得低于560℃；火烧期间阀体内热电偶温度应至少有5min在590℃以上，阀盖内热电偶温度应至少有15min在650℃以上。API 6FA一1999、API 6FD一1995：点火后2min内2只测量火焰热电偶平均温度应达到761℃以上，在剩余火烧期间2只测量火焰热电偶平均温度应在76l℃～980℃：且在整 个火烧期间单只热电偶最低温度不得低于704℃；火烧期间所有测温块平均温度应在15min内达到650℃，且在达到规定温度后剩余火烧期间单只测 温块温度都不得低于565℃。JB／T 6899—1993：点火后2min内2只测量火焰热电偶平均温度应达到760℃以上，在剩余火烧期间2只测量火焰热电偶平均温度应在760℃～980℃且在整个 火烧期间单只热电偶最低温度不得低于705℃；火烧期间所有测温块平均温度应在15min内达到650℃，且在达到规定温度后剩余火烧期间单只测温 块温度都不得低于565℃。
2．3 操作规定耐火实验普通分为火烧实验、低压实验、操作实验三个环节进行但各原则对于各个实验阶段规定及规定有一定区别，如下：
2．3．1实验压力规定ANSI／API 607—、ISO 10497—：火烧实验期间管道压力：对于压力级不大于等于Class300(PN40)软密封阀门，火烧期间实验压力为0.2MPa，对于其她阀门火烧期间实验压力为阀门20℃时最高许用工作压力75％。低压实验管道压力：对于不大于等于class600(PNl00)阀门，冷却后需进行实验压力为0.2MPa低压实验。操作实验管道压力：操作实验时管道压力均为阀门20℃时最高许用工作压力75％。API 6FA—1999、API 6FD—1995：此两项原则对于实验压力规定通过表格形式规定，其中火烧实验和操作实验实验压力为其中“高压实验压力”，低压实验实验压力为其中“低压实验压力”，未列出详细压力数值表白不做此项实验，详细如下：阀门类别阀门压力级别高压实验压力低压实验压力
API 6DClassPN/psibarMPapsibarMPa15020/21014.51.5292.00.230050/54037.23.7503.40.3440064/72049.65.0704.80.48600110/108074.57.51057.20.72900150/161.711.2///1500260/2700186.218.6///2500420/4500310.321.0///API 6ApsibarMPapsibarMPa///13813.81500103.410.3///.72250155.115.5///.53750258.625.9///.07500517.151.7///3..777.6///01379138..2103.5///备注实验压力容许有±10%偏差。JB／T 6899—1993：此原则对于实验压力规定通过表格形式规定且压力以公称压力(PN)表达，其她非公称压力(PN)表达阀门压力级也另有规定。火烧实验和操作实验 实验压力为其中“高压实验压力”，低压实验实验压力为其中“低压实验压力”，未列出详细压力数值表白不做此项实验，详细如下：公称压力PN高压实验压力低压实验压力1.00.80.21.61.22.01.52.51.94.03.00.35.03.80.46.4（6.3）5.00.510.07.70.715.011.5/25.019.242.031.9注：a、实验压力容许有±10%偏差。b、对于其她压力表达阀门，高压实验压力为20℃时最高许用工作压力75%。c、对于其她压力表达阀门，20℃时最高许用工作压力不大于或等于11MPa需做低压实验，低压实验压力为20℃时最高许用工作压力7%及0.2MPa两者中大值。
由以上各原则对于实验过程各阶段实验压力规定可以看出，各原则高压实验压力普通都规定为常温下最大许用工作压力75％左右，但低压实验压力规定各不相似，但是所有原则普通只针对于压力级不不不大于Class600(或PNl00)阀门产品才进行低压实验。
2．3．2实验项目操作规定ANSI／API 607—、ISO 10497—：火烧实验：阀门阀杆处在水平位置在温度达到规定状况下火烧30分钟，按实验阀门不同保持管道内压力(高压实验压力或低压实验压力)，检查在火烧期间通过阀门内泄漏和外泄漏是符合原则规定。低压实验：对于有低压实验规定阀门，在火烧结束阀门冷却后保持管道内压力为O．2MPa，检查通过阀门内泄漏与否符合原则规定。操作实验：在管道内为高压实验压力下打开阀门到全开位置，实验管道末端密封，管道内保持高压实验压力，检查通过阀门各处外泄漏与否符合原则规定。API 6FA—1999：火烧实验：阀门阀杆处在水平位置火烧30分钟，管道内为高压实验压力，检查在火烧期间通过阀门内泄漏和外泄漏是符合原则规定。低压实验：对于有低压实验规定阀门，在火烧结束阀门冷却后保持管道内压力为规定低压实验压力，检查通过阀门内泄漏及外泄漏来判断与否符合原则规定。操作实验：在管道内为高压实验压力下打开阀门到某些启动位置，实验管道末端密封，管道内保持高压实验压力，检查通过阀门各处外泄漏与否符合原则规定。API 6FD一1995：火烧实验：阀门在流向反向安装、直立状态火烧30分钟，需测量火烧期问通过阀门内泄漏和外泄漏来判断火烧期间阀门是符合原则规定。低压实验：对于有低压实验规定阀门，在火烧结束阀门冷却后保持管道内压力为规定低压实验压力，检查通过阀门内泄漏及外泄漏来判断与否符合原则规定。操作实验：通过调节阀门先后端压力使阀门阀瓣动作，实验管道末端密封，管道内保持高压实验压力，检查通过阀门各处外泄漏与否符合原则规定。JB/T 6899一1993：火烧实验：阀门阀杆处在水平位置火烧30分钟，管道内为高压实验压力．检查在火烧期间通过阀门内泄漏和外泄漏是符合原则规定。低压实验：对于有低压实验规定阀门，在火烧结束阀门冷却后保持管道内压力为规定低压实验压力，检查通过阀门内泄漏及外泄漏来判断与否符合原则规定。操作实验：在管道内为高压实验压力下打开阀门到全启动位置，实验管道末端密封，管道内保持高压实验压力，检查通过阀门各处外泄漏与否符合原则规定。由以上各操作规定可以看出，尽管各实验原则对耐火实验都分为火烧实验、低压实验和操作实验三个某些但各原则在各个某些详细检查规定上存在着各自不同，特别各原则对于各个某些对实验压力规定上区别较大。
2．4 评判原则耐火实验最后判断根据为通过阀门内泄漏及外泄漏，各个实验原则对于各泄漏量规定也各不相似，为以便比较下面用统一表格形式来列出各原则对于泄漏量详细规定：ANSI/API 607-、ISO 10497-：最大容许泄漏量（mL/min）公称尺寸内泄漏外泄漏DNNPS火烧期冷却后火烧及冷却期冷却后操作后低实验压力高实验压力低实验压力低实验压力高实验压力低实验压力高实验压力
81//8103//10151//15203//025100/253211/28/324011/260/00/506521/5260/0320//500///200>200>/200API 6FA-1999、API 6FD-1995:最大容许泄漏量 公称尺寸内泄漏外泄漏火烧期冷却后火烧及冷却期冷却后操作后低实验压力高实验压力低实验压力低实验压力高实验压力低实验压力高实验压力NPS(mL/in./min)/40040/1000DN(mL/mm/min)/15.71.6/3.90.88DN(mL/mm/min)/161.6/40.88由以上各原则对于泄漏量规定可以看出，API 6FA-1999、API 6FD-1995及JB／T 6899-1993在泄漏量规定上基本是一致，而ANSI／API 607—、ISO 10497—对火烧后低实验压力外泄漏不做规定，且在火烧期ANSI／API 607—、ISO 10497—对低实验压力及高实验压力有不同漏量规定，此外对于操作实验外泄漏规定上ANSI／API 607—、ISO 10497—相对其她原则也更加严格。
2．5 覆盖评估原则耐火实验普通规定通过实验实验阀可以覆盖评估具备相似构造其她规格产品，通过度析比较各原则覆盖评估原则基本一致，但也有某些区别，如下：以实验阀公称尺寸为基准评估原则：普通原则为实验阀可以评估公称尺寸不不大于且不超过其两倍其她阀门。ANSI／API 607—、ISO 10497—规定实验阀为NPS8(DN200)时，可以覆盖评估公称尺寸不不大于NPS8(DN200)其她阀门；API 6FA一1999、API 6FD一1995及JB／T 6899—1993规定实验阀为NPSl6(DN400)时，可以覆盖评估公称尺寸不不大于NPSl6(DN400)其她阀门。以实验阀压力级为基准评估原则：普通原则为实验阀可以评估公称尺寸不不大于且不超过其两倍其她阀门。各原则规定实验阀最大压力级普通都为Class2500(PN420)。
3．结束语阀门耐火实验是模仿阀门在火灾环境下实验，它能真实有效反映出实验阀门耐火性能，而分析及比较各种阀门耐火实验原则对于理解阀门耐火实验 规定，研究阀门耐火性能具备重要意义。合肥通用机电产品检测院阀门耐火实验装置符合现行各种耐火实验原则规定，已与国内外多家权威检查认证机构合伙对 阀门耐火性能进行考核认证。