API 598-2016 阀门的检查与试验(中文版-最新版)

API 598 第 10 版 2016

阀门的检查与试验

1、范围

1.1 本标准包含了弹性阀座、非金属阀座(例如陶瓷)以及金属对金属阀座的闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、止回阀和蝶阀等类型阀门的检查、检验、补充检验和压力试验要求。弹性阀座包括以下几种:

a)软密封阀座,固体和半固态润滑脂类(如油封旋塞阀);

b)软密封和金属密封的组合(如层叠式座圈);

c)设计满足表5规定的弹性密封泄漏率的其它任何阀座材料。

API 598 标准是对引用它的 API 标准的补充,若买方和阀门制造商经过协商,API 598 亦可用于其它类型阀门。

1.2 检查要求适合于阀门制造商的检验和试验和买方可能要求在阀门制造商厂内进行的任何补充检验。试验要求包括了在阀门制造商厂内或在制造商和买方共同商定的工厂的需要和可选的压力试验。

1.3 本标准规定的试验和检验项目如下:

a)壳体试验

b)上密封试验

c)低压密封试验

d)高压密封试验

e)双截断和排放高压密封试验

f)铸件的目视检验

g)高压气体壳体试验

2、引用标准

以下引用文件对于本文件的引用是重要的。凡标明日期的,仅当前版本可使用。未标明日期的,应使用应用版本的最新版本(包括任何修订)。

ASME B16.11 承插焊和螺纹连接的锻制管件

ASME B16.34 法兰、螺纹和焊连接端的阀门

MSSSP-45 旁通和排放连接

MSSSP-55 阀门、法兰、配件和其它管路附件的钢铸件质量标准——表面缺陷评定的目视检查法

3、术语和定义

本文件所使用的术语和定义如下:

3.1 上密封试验

用于检验通过阀杆或阀轴至阀盖密封(上密封)泄漏的压力试验。

3.2 磅级

用于标定阀门或管道部件压力-温度额定值的无量纲数。

3.3 密封试验

用于确定通过或穿过阀门密封机构是否泄漏的压力试验。

3.4 常温工作压力CWP

常温下的额定压力。

3.5 DN公称通径

尺寸的字母数字符号,常用于管道系统中使用的部件,供参考用,由字母DN后面跟一个与孔口实际尺寸或端接外径有间接关系的无量纲数组成。DN后的无量纲数不代表一个可测定数值且不用于计算,ASME B16.34 中有规定的地方除外。

3.6 DBB双截断和排放阀门

带有两个阀座面的阀门,在其关闭位置截断阀门两端的介质,这时通过在两个阀座面之间的阀体腔提供的排放连接排气。

注意:当两个分开的阀座工作在一端处于低压的工况时该阀无法提供双隔离和排放功能。(见API 6D了解进一步信息)

3.7 NPS公称管径

尺寸的字母数字符号,常用于管道系统中使用的部件,供参考用,由字母NPS后面跟一个与孔口实际尺寸或端接外径有间接关系的无量纲数组成。DN后的无量纲数不代表一个可测定数值且不用于计算,ASME B16.34中有规定的地方除外。NPS前缀的使用,适用于Class标示的阀门。

3.8 壳体试验

超过常温工作压力CWP额定值的用于验证阀门承压结构稳定性和强度的压力试验。

3.9 目视可见泄漏

在阀门的压力试验期间,穿过或通过压力边界或密封件由正常的目视检验确定的泄漏。

4、检查、检验和补充检验

4.1 在阀门制造商厂内的检查

买方应在定单中规定要在阀门制造商厂内检查和目睹阀门的试验和检验。按照第4.3条的规定通知,买方检查员应能随时进入制造厂内以及与阀门制造有关的任何部门。

4.2 在阀门制造商厂外的检查

当买方规定检查内容包括了未在阀门制造商厂内生产的承压零件或部件制造时,这些零部件应在其制造地接受买方检查。

4.3 检查通知

当规定由买方检查时,阀门制造商应将必需的阀门试验和规定的补充检查或检验的地点,按照买方定单规定或买卖双方协商一致的日期通知买方。

4.4 检查范围

检查范围可在买方定单中规定,除非另有说明,将限于以下各项:

a)阀门在装配阶段的检查确保符合买方定单中的规定。

b)现场见证必需的和规定可选的压力试验和检验。

c)现场见证所有补充检验。(见4.6条)

d)审查加工记录和无损检验记录。(包括规定的射线照片)

4.5 检验

4.5.1 阀门制造商应对所有的阀体、阀盖、顶盖和关闭件的铸件进行目视检验,以保证符合MSSSP-55。

4.5.2 每台阀门都应检验以确保符合本标准、买方定单要求和相关的制造标准(如API 599)。

4.5.3 所有检验均应根据相应标准编制的书面程序进行。

4.6 补充检验

各类补充检验仅在定单中有规定时,且仅在规定范围内进行。如有规定,铸件或锻件的磁粉检验、射线检验、液体渗透检验和超声波检验应符合ASMEB16.34或者买方自己的程序和验收标准。

5、压力试验

5.1 试验地点

压力试验应在阀门制造商厂内进行,或者在制造商与买方协商一致的工厂内进行。

5.2 试验设备

阀门制造商用于必要的压力试验的设备不应施加影响阀座密封的外力。若使用了端部夹紧装置,阀门制造商应能证明该夹紧装置不会影响到试验阀门的密封性能。端部夹紧装置适用于装配在配合法兰之间的阀门,如对夹式止回阀和对夹式蝶阀。

5.3 必要的试验

5.3.1 每台阀门应按照依据本标准编制的书面程序进行表1所列的压力试验。

5.3.2 除非定单中另有规定,对具有上密封性能的阀门其上密封试验压力可为高压试验或低压试验,由阀门制造商自行选择。

5.3.3 缩径阀门的泄漏量应依据阀门的公称通径或管径确定。

5.4 高压密封试验

如表1所示,有几种类型的阀门须进行高压密封试验。按表1,一些类型阀门的高压密封试验是可选项(可做可不做),但这些阀门仍要具备通过高压密封试验的能力(作为阀门密封结构设计的试验)。当买方定单有要求时,应提供证实阀门设计通过高压密封试验性能的试验结果。见表3脚注b和c。

5.5 高压气体壳体试验

当买方定单有规定时,应进行高压气体壳体试验。该试验应在壳体试验完成后进行,应有相应的安全防护措施。气体壳体试验压力应是38℃(100℉)时最大许用压力的110%或按照买方订单的要求。不允许有可见泄漏。

表1 压力试验

试验描述
口径
压力等级
阀门类型
闸阀

截止阀和平行

单闸板闸阀

旋塞阀
止回阀
浮动球阀
蝶阀和固定球阀
壳体
全部
全部
必要
必要
必要
必要
必要
必要
上密封
全部
全部
必要
必要
不适用
不适用
不适用
不适用
低压密封

≤DN100

(NPS4)

≤ 1500
必要
可选
必要
可选
必要
必要
> 1500
可选
可选
可选

>DN100

(NPS4)

≤ 600

必要
必要
必要
> 600
可选
可选
可选
低压密封

≤DN100

(NPS 4)

≤ 1500
可选
可选
可选
必要
可选
可选
> 1500
必要
必要
必要

≤DN100

(NPS 4)

≤ 600
可选
可选
可选
> 600
必要
必要

必要

NA 不适用

A. 凡具有上密封结构的阀门均应进行上密封试验, 波纹管阀门除外。

B. 当买方规定了可选试验时, 该试验应和必要试验一样进行。

C. 弹性密封阀门经过高压密封试验后, 可能会降低阀门在低压工况的密封性能。

D. 对于动力操作和手动操作齿轮装置的截止阀, 包括止回式截止阀, 高压密封试验压力应按照确定操作装置尺寸所使用的设计压差的 110%取值。

E. 对规定为双截断和排放类型的所有阀门都应进行高压密封试验, 除非买方另有规定。

F. 对于油封型旋塞阀, 高压密封试验是强制实行, 低压密封试验为可选项。

5.6 试验介质

5.6.1 对于壳体试验、高压上密封试验、高压密封试验,其试验介质应是空气、惰性气体、煤油、水或者粘度不高于水的非腐蚀性液体。除非买方定单中另有规定,试验介质温度应在5℃(41℉)~38℃(100℃)范围内。

5.6.2 对于低压密封试验和低压上密封试验,试验介质应是空气或惰性气体。

5.6.3 当用空气或气体进行密封、壳体或上密封试验时,阀门制造商应能证实其检漏方法是符合要求的。

5.6.4 各项试验用的水可含有水溶性油或防锈剂。当买方规定时,水中应含有润湿剂。奥氏体不锈钢在试验时,水中氯离子含量不应超过50ppm。阀门制造商应能提供证实氯化物含量的报告。

5.7 试验压力

5.7.1 壳体试验压力应符合表2的规定。

5.7.2 上密封试验和密封试验压力应符合表3的规定。

5.8 试验持续时间

对于每项试验,试验压力应至少持续表4所规定的最短时间。

5.9 试验泄漏量

5.9.1 壳体、阀杆密封和上密封

5.9.1.1 对于壳体试验,不允许有目视可见的泄漏通过压力边界壁和任何固定阀体连接处。

5.9.1.2 对于上密封试验,不允许有可见泄漏出现。

表2 壳体试验压力

阀门类型压力等级壳体试验压力( 最低)
bar(表压)psig(表压)
球墨铸铁15026400
30066975
灰铸铁125

DN 50 to 300 (NPS 2 to 12)25350
DN 350 to 1200 (NPS 14 to 48)19265
灰铸铁250

DN 50 to 300 (NPS 2 to 12)61875
DN 350 to 600 (NPS 14 to 24)7525
钢和非铁基合金


法兰连接150~2500BB
对接焊连接150~4500BB
螺纹和承插焊连接800CC
150~4500BB

A. ASME B16.34 将螺纹连接端限定在 Class 2500 及其以下。

B. 按照 ASME B16.34, 壳体试验压力应是 38℃(100℉)时的压力额定值的 1.5 倍, 升高圆整到邻近的表压bar(25psig)。 工作压力低于主阀装配体的外围突面附件、 法兰或其它端部连接可需较低的试验压力。

C. 对于 800 磅级阀门, 壳体试验压力应是 38℃(100℉)时的压力额定值的 1.5 倍, 升高圆整到邻近的表压bar(25psig)。( 见 API 602)

D. 对于 API 609 标准中的 A 类阀门, 其壳体试验压力应是最高常温工作压力的 1.5 倍。

5.9.1.3 对于可调阀杆密封的阀门,在壳体试验过程中,试验处在规定的压力和持续时间时,有通过阀杆密封的泄漏不会导致拒收。尽管如此,制造商应能证明阀杆密封能保持至少等于38℃(100℉)时的额定压力而无可见泄漏发生。

表3 上密封和密封试验压力

试验试验压力
Bar(表压)psig(表压)
阀门, 蝶阀和止回阀除外
高压密封和上密封BB
低压密封和上密封5.5 ± 1.580 ± 20
蝶阀
高压密封CC
低压密封5.5 ± 1.580 ± 20
止回阀
高压密封
Class 125 (灰铸铁)
DN 50 to 300 (NPS 2 to 12)14200
DN 350 to 1200 (NPS 14 to 48)11150
Class 250 (灰铸铁)
DN 50 to 300 (NPS 2 to 12)35500
DN 350 to 600 (NPS 14 to 48)21300
Class 150 (球墨铸铁)17250
Class 300 (球墨铸铁)44640
碳钢、 低合金钢、 不锈钢和特种合金BB
低压密封 ( 见表 1)5.5 ± 1.580 ± 20

A. 具有上密封结构的阀门均应进行上密封试验, 波纹管阀门除外。

B. 按适用的采购规范, 为 38℃(100℉)时的最高许用压力的 110%。

C. 按适用的采购规范, 为 38℃(100℉)时设计压差的 110%。

D. 单数值为最小试验压力。 带公差的数值表示最低和最高试验压力两值。

表4 必要的试验压力持续时间

阀门规格
最短试验持续时间(秒)
DNNPS壳体

上密封试验

( 具有上密封结构的阀门)

止回阀密封试验

(API 594[1])

其它阀门密封试验
≤ 50≤ 215156015
65 ~ 1502 ? ~ 660606060
200 ~ 3008 ~ 1212060120120
≥ 350≥ 1430060120120
A. 试验持续时间是指阀门完全准备好, 压力升到规定值后的检查时间。

5.9.1.4 对于不可调阀杆密封的阀门(O形圈,固定的单环或类似部件)在壳体试验期间不允许有目视可见泄漏出现。

5.9.1.5 在不允许目视可见泄漏处,以下定义适用

a)若试验介质为液体,试验阀体的外表面应无可见液滴或湿润的痕迹。

b)若试验介质为空气或惰性气体,用规定的检测方法检测无泄漏显示。

5.9.2 密封

5.9.2.1 对于低压密封和高压密封,不允许有目视可见泄漏通过阀瓣、阀座圈背面和轴密封(如果阀门有此结构),且结构上无损坏(弹性阀座和密封的塑料[永久性]变形不作为结构上的损坏考虑)。在试验持续时间内,试验介质通过阀座密封面的允许泄漏率列于表5。

5.9.2.2 非金属材质(如陶瓷)阀座密封面的阀门,其密封试验的允许泄漏率应等同于表5规定的金属材质密封面的同规格同类型的阀门。

表5 密封最大允许泄漏率

阀门规格弹性阀座阀门金属阀座阀门除止回阀金属阀座止回阀
DN(mm)NPS(in.)

液体试验

(滴/分钟)

气体试验

(气泡/分钟)

液体试验

(cc/min)

气体试验

(m?/h)

气体试验

(ft?/h)

≤ 50≤ 200 B0 B60.083
65
21/205107.50.113.75
803061290.134.5
10040816120.176
125501020150.217.5
150601224180.259
200801632240.3412
2501002040300.4215
3001202448360.5018
3501402856420.5921
4001603264480.6724
4501803672540.7627
5002004080600.8430
6002404896721.0136
65026052104781.0939
70028056112841.1842
75030060120901.2645
80032064128961.3448
900360721441081.5154
1000400801601201.6860
1050420841681261.7663
1200480961921442.0272
A. 对液体试验, 1ml 相当于 16 滴。 对气体试验, 1ml 相当于 100 气泡
B. 在规定的最短试验持续时间内无泄漏( 见表 4)。 对液体试验, 0 滴表示在每个规定的最短试验持续时间内无可见泄漏。 对标准气体试验, 0 气泡表示在每个规定的最短试验持续时间内泄漏量少于 1 个气泡。 对高压气体密封试验, 参见第 5.4 条。
C. 规格超过 DN 1200 (NPS 48)的阀门泄漏率应按下列公式计算:
金属密封阀门的液体试验, 止回阀除外: 2x NPS (滴/分钟)
金属密封阀门的气体试验, 止回阀除外: 4x NPS (气泡/分钟)
金属密封止回阀的液体试验: 3x NPS (cc/min)
金属密封止回阀的气体试验: 0.042x NPS (m 3 /h)
金属密封止回阀的气体试验: 1.5x NPS (ft 3 /h)

5.9.2.3 作为一种替代方法,排量测量设备是可以使用的,只要可检测的泄漏率与表5所给数据等同,阀门制造商能应证明和验证该方法所测结果符合本标准的要求,且该设备是在和买方协商同意后使用的。

5.9.2.4 采用容积计(气泡皿)测量泄漏量时,试验持续时间应从试验介质通过试验管路而且稳定流动之时计起。该设备应进行校准,以产生和表5列出的每分钟单位相一致的结果。

5.9.2.5 基于适合的校准测量设备,表中的每分钟气泡数是建议选择项,在这种情况下,内径(ID)为2~4mm的管子插到水中的深度为3~6mm。管子端部应是平整、光滑,没有尖角和毛边,同时管子的轴线应垂直于水平面(见图1)。

图1

6、压力试验程序

6.1 概述

6.1.1 设计有应急或补充的向阀座部位注入密封脂结构的阀门,其注入系统应是空的或未使用,油封式旋塞阀除外。

6.1.2 当液体作为试验介质时,阀门内腔在试验期间应无截获的空气存在。

6.1.3 必要的保护涂层,如油漆,能够掩盖表面缺陷,在检查和压力试验之前,任何表面均不得有这类涂层。(磷化处理或类似的化学处理用于阀门表面保护是允许的,甚至可以在试验之前进行,只要这类处理不掩盖气孔等缺陷。)

6.1.4 阀门进行密封试验时,阀门制造商应保证不使用过大的力量来关闭阀门。所施加的关闭力可根据MSSSP-91的适当数值来确定而且按照要求对买方或试验装置应是可靠的。使用辅助加力设备来帮助实现满足泄漏率要求是可接受的,若辅助加力不超过制造商文件提供的数值。制造商无文档或其它方式证实最大允许力对阀门密封的有效性,试验程序应限制使用辅助加力装置。

6.2 上密封试验

6.2.1 对所有具有上密封结构的阀门,上密封试验是必要的,波纹管密封阀门除外,进行试验应是往已装配好的阀门内腔施加适用的压力,此时阀门两端部封闭,处于全开状态,填料压盖松开或填料未装。若上密封试验是在壳体试验之后进行,应在上密封试验后安装填料和/或重新压紧填料压盖。

6.2.2 对于小于等于DN100(NPS4)的阀门,当采用容积计监测壳体和上密封泄漏时,上密封试验可以和壳体试验合并进行。采用这种方法试验时,填料应处于松弛状态。制造商应负责证实阀门在38℃(100℉)时的额定压力下填料不会发生泄漏。

6.2.3 不应把阀门上密封试验的成功通过视为阀门制造商推荐阀门在带压时可装入或更换填料。

6.3 壳体试验

除6.2.2条所列情况外,壳体试验应在已装配好的阀门内腔加压,阀门两端封闭,阀门部分开启,填料压盖压紧到足以保持试验压力情况下进行,由此试验了填料函,波纹管阀门除外。

6.4 低压密封试验

6.4.1 低压密封试验应在阀座密封面洁净、无油、无脂和密封脂的情况下进行。如果需防止擦伤,密封面上可涂抹上一层不重于煤油的油膜。本节要求不适合用于以润滑油起主要密封作用的阀门(例如,油封式旋塞阀)。

6.4.2 任何发生在阀座密封面、密封圈背面或者通过阀瓣在阀门开口端的泄漏,应用水封住密封处(阀瓣、阀座和阀座圈),观察从此处冒出气泡并检测出来。

6.4.3 在对闸阀、旋塞阀和下游阀座密封球阀诸如浮动球阀进行试验时,应采用对阀门体腔内阀座密封面和阀盖部位之间用试验介质注满并加压至试验压力的试验密封泄漏方法。由于在试验过程中对整个容积的平缓注入,因此可保证检测到所有密封面的泄漏情况。

对设计成双向密封的阀门(双截断-排放阀[DBB]和截止阀除外),应依次在关闭阀门的每一端加压,另一端敞开通向大气,以检查敞开端密封面的泄漏。对截止阀,试验压力应从阀瓣的下部对着阀瓣施加。DBB阀应按照第6.6条的描述进行试验。

对设计成单向压力密封并按此标识的阀门,应仅在阀门的压力端施压。对于止回阀,压力施加在下游端。

对带有密封或弹性内衬、设计使用Class125或Class150法兰的蝶阀(API 609A类),只要求在一个方向上进行密封试验。对于其他弹性密封的蝶阀(API 609B类),要求进行双向密封试验。对于有优选流向的蝶阀,非优选方向的密封试验应按降低的压差额定值在此方向进行。

6.4.4 把试验空气或气体封闭在楔式单闸板(刚性或弹性)闸阀的两密封副间的体腔内,然后用水封住或用肥皂水或类似溶液涂抹密封处进行检漏,将不被认为是可接受的低压密封试验。

6.4.5 如果阀体腔有排放接头以允许按照6.6条所述方法在DBB阀中进行试验,接头应符合MSSSP-45的规定,并在装运前用一个材质相当于阀门壳体的管塞(根据ASME B16.11)将排放接头塞紧。

6.5 高压密封试验

高压密封试验方法与低压密封试验方法相同,除了在液体试验时,泄漏检测观察到的应是液滴,而非6.4条所描述的气泡。

6.6 双截断和排放(DBB)高压密封试验

对于DBB阀门,应通过阀门孔口依次对关闭阀门的每一端施压。进入体腔的泄漏可通过在阀门底部设置的排放孔(按照ASME B16.34位置G)观察到。如果考虑到操作不允许在阀门底部设置排放孔,可由买方规定其排放孔的位置,和试验中阀门应在选定的排放孔位于阀门底部的位置进行DBB试验。各个位置的试验,尤其是选定位置的试验,要求其试验程序满足6.1.2条的要求。试验时间应不少于表4所给值的2倍。

7、阀门的合格证和重复试验

7.1 合格证

定单中有规定时,阀门制造商应向买方提交一份证明阀门产品符合定单规定的合格证书。

7.2 重复试验

除定单中规定由买方检查时,完工阀门不需要进行重复试验。当制造商提供了阀门已按照本标准的要求通过了检查、试验和检验的书面说明,买方检查员可放弃重复试验的要求。阀门重复试验时,已涂的表面油漆可不必清除。库存阀门在重复试验和装运前应进行商业性清洗。

7.3 材料试验报告

材料试验报告作为特殊的阀门组成部分在买方定单中规定时,制造商可转录其它机构提供的生产数据:

制造商对数据的准确性和真实性负有责任,对从原始供应商获得的数据包括试验报告负有保管责任。

制造商应验证从原始供应商获得的数据包括试验报告的来源和地点。


附录A

买方须知

1) 和本标准有偏差的要求在采购订单中特别说明。

2)如果本标准用于不属于本标准规范范围的阀门时,买方应指明其使用范围。

3)如需要,下列项目可在采购定单中规定:

a)买方在阀门制造商厂内的检查(见4.1)

b)买方在阀门制造商厂外的检查(见4.2)

c)检查通知地址(见4.3)

d)需要的任何补充试验(见4.6)

e)上密封试验类型(见5.3.2)

f)低压密封试验(见表1和6.4)

g)高压密封试验(见表1和5.4、6.5)

h)高压气态壳体试验(见5.5)

i)DBB密封试验和排放位置(见6.6)

j)试验介质(见5.6)

k)试验水中润湿剂的使用(见5.6.4)

l)合格证书(见7.1)

m)MTR的哪些组成是要求的(见7.3)


参考文献

[1] API Standard 594, Check Valves: Flanged, Lug, Wafer and Butt-welding

[2] API Standard 599, Metal Plug Valves—Flanged, Threaded, and Welding Ends

[3] API Standard 600, Steel Gate Valves—Flanged and Butt-welding Ends, Bolted Bonnets

[4] API Standard 602, Gate, Globe, and Check Valves for Sizes DN 100 (NPS 4) and Smaller for the Petroleum and

Natural Gas Industries

[5] API Standard 603, Corrosion-resistant, Bolted Bonnet Gate Valves—Flanged and Butt-welding Ends

[6] API Standard 608, Metal Ball Valves—Flanged, Threaded, and Welding Ends

[7] API Standard 609, Butterfly Valves: Double-flanged, Lug- and Wafer-type

[8] API Standard 623, Steel Globe Valves—Flanged and Butt-welding Ends, Bolted Bonnets

[9] API Recommended Practice 591, Process Valve Qualification Procedure

[10] API Recommended Practice 621, Reconditioning of Metallic Gate, Globe, and Check Valves

[11] API Specification 6D, Specification for Pipeline Valves

[12] MSS SP-91, Guidelines for Manual Operation of Valves

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