1．引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，石油、石化等行業(yè)工程建設(shè)項(xiàng)目中壓力容器、管道和管道元件等的安全性能要求普遍需要提高。低溫閥門(mén)應(yīng)用廣泛，但也容易發(fā)生泄漏，對(duì)制造要求很高，而如何判斷制造的閥門(mén)的耐泄漏水平成為一個(gè)難題。很多低溫或者超低溫的閘閥，適用于公稱壓力PNl.6～10.0MPa，公稱通徑DNl5～350mm，溫度-40～-196℃的法蘭和焊接連接的場(chǎng)合。其制造及在用過(guò)程中，都需要進(jìn)行泄漏量的檢測(cè)。目前，隨著氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)的發(fā)展，泄漏量的檢測(cè)也變得方便起來(lái)。
氦質(zhì)譜檢漏儀是根據(jù)質(zhì)譜學(xué)原理，用氦氣作探索氣體制成的氣密性檢測(cè)儀器。燈絲發(fā)射出來(lái)的電子在電離室內(nèi)來(lái)回的振蕩，與電離室內(nèi)氣體和經(jīng)被檢件漏孔進(jìn)入電離室的氦氣相互碰撞使其電離成正離子，這些離子在加速電場(chǎng)作用下進(jìn)入磁場(chǎng)，由于洛倫茲力作用產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，形成圓弧形軌道，改變加速電壓可使不同質(zhì)量的離子通過(guò)磁場(chǎng)和接收縫到達(dá)接收極而被檢測(cè)。
氦質(zhì)譜檢漏法是根據(jù)質(zhì)譜分析的原理，以氦作探索氣體，對(duì)各種需密封的容器的漏隙進(jìn)行快速定位和定量檢測(cè)的理想的方法。因氦是惰性氣體，對(duì)大氣無(wú)污染，使用安全；氦原子量小、粘度小，易滲透過(guò)任何可能存在的漏率，檢測(cè)靈敏度高、速度快、適用范圍廣；加之氦在大氣中含量少(僅萬(wàn)分之五)，離子質(zhì)量與其他氣體離子質(zhì)量相差很大，不易受干擾，不會(huì)錯(cuò)判。與當(dāng)今諸多檢漏方法(如氣泡法、鹵素檢漏法等)相比，它是佼佼者。
氦泄漏試驗(yàn)時(shí)，將氦質(zhì)譜檢漏儀與嗅吸探頭連接形成泄漏探測(cè)器，來(lái)檢測(cè)被檢測(cè)容器泄漏出的微量氦氣，嗅吸探頭將氦氣吸入，送到泄漏探測(cè)器系統(tǒng)中，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，泄漏探測(cè)器再將電信號(hào)以光或聲顯示。氦質(zhì)譜檢漏儀可根據(jù)要求調(diào)整檢測(cè)靈敏度，按照氦氣的泄漏量決定是否報(bào)警。
任何密封都不可能做到絕對(duì)不漏，設(shè)計(jì)密封件的任務(wù)都是以泄漏率控制在允許的范圍內(nèi)為目的。因此，所有密封件都是允許泄露，不論是動(dòng)、靜密封件設(shè)計(jì)，均遵循這個(gè)原則。閥門(mén)的漏率一般控制在不大于60泡/min(0.0lPa·m3/s)，低溫試驗(yàn)件按此作為密封質(zhì)量評(píng)估參考。
我們通過(guò)不銹鋼高磅級(jí)低溫閘閥低泄漏型式試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了用氦氣檢測(cè)低溫低泄漏閘閥的氣體密封性能的方法。
2．試驗(yàn)裝置及要求
本方法結(jié)合了APl598和殼牌MESC SPE 77/306的試驗(yàn)方法。
按殼牌MESC SPE 77/306的裝置圖連接閥門(mén)和其他設(shè)備。試驗(yàn)原理見(jiàn)圖1。
試件范圍：閘閥。DN：24英寸以下。PN：600磅以下。
溫度：-196℃以上。試驗(yàn)壓力：10MPa以下。
測(cè)試參數(shù)：冷媒溫度，閥體、閥蓋、閥桿、填料、密封件溫度，介質(zhì)壓力，泄漏量。
冷媒：液氮與酒精的混合液或液氮。
試驗(yàn)介質(zhì)：氦氣或氮?dú)狻?/p>
裝置用途：零部件深冷處理；閥門(mén)產(chǎn)品低溫性能試驗(yàn)。
裝置由低溫儲(chǔ)罐、試驗(yàn)槽、真空管道、高壓管路、溫度/壓力測(cè)量器、控制閥、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制臺(tái)、氦質(zhì)譜檢漏儀等組成。滿足JB/T7794、BS6364等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)低溫閥門(mén)的試驗(yàn)要求。
3．試驗(yàn)過(guò)程及要求
閥門(mén)試驗(yàn)前，先對(duì)試驗(yàn)管路通入一定的氦氣，用氦質(zhì)譜儀檢測(cè)管路中的皮管、接頭和壓力表是否有明顯的泄漏，如有泄漏設(shè)法消除。
環(huán)境溫度下，把閥門(mén)垂直放置。兩側(cè)上好盲板，打開(kāi)閘板，按照APl598進(jìn)行閥門(mén)上密封試驗(yàn)和殼體試驗(yàn)。上密封試驗(yàn)時(shí)，完全打開(kāi)閘板，松開(kāi)上密封壓板和壓套，逐步加水壓至不低于閥門(mén)在38℃時(shí)壓力額定值的1.1倍，保壓120s，測(cè)試閥門(mén)的上密封性能。然后做殼體試驗(yàn)，放下閘板至半開(kāi)狀態(tài)，放下壓板和壓套，逐步加水壓至不低于閥門(mén)在38℃時(shí)壓力額定值的1.5倍，保壓300s，測(cè)試閥門(mén)的殼體強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果不能超過(guò)APl598的規(guī)定。
隨后泄壓，去除閥門(mén)內(nèi)部的油脂和水分。完全開(kāi)關(guān)閘板l5次，使閘板處于半開(kāi)狀態(tài)。同時(shí)通入0.6MPa的氦氣，保壓300s，用氦質(zhì)譜儀檢測(cè)閥門(mén)填料壓板和中法蘭墊片處的氣體密封性能。然后放下閘板，放凈出口處部分的氦氣，按MESC SPE 77／312的壓力：
—6 bang for PN 10 and PN 16 valves。
—10 bang for class 150(PN 20)valves，
—20 bang for class 300(PN 50)valves，
—25 bang for class 600(PN 100)valves。
—20％ of the rated valve body pressure at room temperature for valves in class 900(PN 150)and above．
要求注入氦氣，并在出口處用氦質(zhì)譜儀檢測(cè)閥門(mén)閘板的氣體密封性能。泄漏試驗(yàn)結(jié)果不能超過(guò)按殼牌MESC SPE 77／312的規(guī)定。隨后把閥門(mén)拆下系統(tǒng)，放入深冷處理箱進(jìn)行深冷處理。
使液氮覆蓋閥體和閥蓋使其降溫，用熱電偶測(cè)量閥體閥蓋表面溫度，達(dá)到一196℃。保持溫度的情況下，把閥門(mén)再裝入測(cè)試系統(tǒng)，通入0.6MPa的氦氣，按上述低泄漏方法，再對(duì)閥門(mén)的填料墊片及氣體密封進(jìn)行試驗(yàn)。
泄漏試驗(yàn)結(jié)果不能超過(guò)殼牌MESC SPE 77／312的規(guī)定。
低溫低泄漏試驗(yàn)完畢，用氦氣對(duì)閥門(mén)吹，使其溫度至常溫。按APl598標(biāo)準(zhǔn)再次測(cè)試閥門(mén)的殼體強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果不能超過(guò)APl598的規(guī)定。
4．小結(jié)
對(duì)于低溫或者超低溫閘閥，通過(guò)使用氦質(zhì)譜儀，結(jié)合低溫的工作特點(diǎn)，使用液氮冷卻和氦氣檢測(cè)泄漏量的方法，完全可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造檢測(cè)，在生產(chǎn)實(shí)際和型式試驗(yàn)中都有一定的借鑒意義。
天沃-直接作用式調(diào)節(jié)閥，與您資料共享！
