非重复充装瓶阀技术要求和型式试验标准分析.pdf

文章编号 100225855 2006 0420023203 作者简介孙黎1967 - ,女,上海人,高级工程师,从事承压类特种设备法律法规及技术规范的研究。 非重复充装瓶阀技术要求和型式试验标准分析 孙 黎1,姚建平1,毛冲霓2 1 1 上海市特种设备监督检验技术研究院,上海 200062 ; 21 全国气瓶标准化技术委员会,上海 200000 摘要 对非重复充装瓶阀的技术要求和型式试验采用的国家标准 GB和欧洲标准EN 进行了比较分析。 关键词 非重复充装瓶阀;技术要求;型式试验 中图分类号 TH134 文献标识码 A Comparison and analysis of specification and type testing for non2refilled cylinder valves SUN Li1, YAO Jian2ping1, MAO Chong2ni2 1 1Shanghai institute of Special Equipment Inspection and Technical Research , Shanghai 200062 , China ; 21Technical Committee of Cylinder Standardization of China , Shanghai 200000 , China Abstract This paper analyses the specification and type testing of cylinder valves for non2refillable cylinders at home and abroad. Key words cylinder valves for non - refillable cylinders; specification ; type testing 1 概述 随着非重复充装气瓶在我国的广泛应用,作为 其配套产品的非重复充装瓶阀也越来越多地运用于 气瓶行业。GB 17878 - 1999工业用非重复充装 瓶阀作为我国工业用非重复充装瓶阀的专项国家 标准,为规范我国非重复充装瓶阀的技术要求和型 式试验,确保产品质量,起到了非常积极的作用。 EN ISO 13340 2001可搬运式气瓶 非重复 充装瓶阀 技术要求和型式试验是由欧洲标准 化委员会CEN与ISO/ TC 58气瓶技术委员会 下的SC 2气瓶附件分委会合作制定的。奥地利、 比利时、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、 冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、葡 萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国等欧洲国家必须 执行本标准。应该说该欧盟标准是目前在非重复充 装瓶阀中使用国家最多的一个标准,且具有一定的 先进性。 2 对比 将GB 17878 - 1999与EN ISO 13340 2001 进行逐条的对比表1 ,涉及范围、试验用阀、 性能试验包括启动性试验、气密性试验、耐压性 试验、耐振性试验、耐温性试验、耐用性试验、非 重复充装性试验、氧气压力激燃阀试验、阀与 瓶的连接试验、检验规则和试验报告等内容。 3 分析 311 范围 GB 17878 - 1999规定非重复充装瓶阀仅适用 于工作温度为- 20～60℃,工作压力不大于217 MPa的低压液化气体。而EN ISO 13340适用于除 呼吸器、灭火器和低温设备用阀以外的所有非重复 充装瓶阀。由此可见,欧盟标准与我国国标相比, 适用范围更加广泛,如可以是民用的,充装介质也 可以是高压液化气体或永久气体或溶解气体。 312 试样阀的规定 GB 17878仅规定型式试验的样品数为5个, 但没有明确规定哪个试样用于哪个试验,如果将所 有的试样阀用于每一个试验项目,则对耐压性、耐 振性、耐温性、耐用性等试验项目来说试验用阀过 多,而如果仅选用部分试验阀,则在试样阀的选用 322006年第4期 阀 门 表1 非重复充装瓶阀技术要求和型式试验标准比较 比较内容GB 17878 - 1999EN ISO 13340 2001比较分析 范围 1注范围 本标准规定了工业用非重 复充装瓶阀的要求。 工作温度- 20℃ ～60℃ 工作压力 ≤217 MPa低压 液化气体 1注范围 本标准规定了非重复充装瓶阀的要求和对这种阀进 行型式鉴定的试验方法。 注prEN 12205 1998和ISO/ FDIS 11118 1999对 非重复充装气瓶有明确规定。 本标准不适用于呼吸器、 灭火器和低温设备用阀。 GB对非重复充装瓶阀的用途、 工作温度、 工作压力、 充装介质有 具体的限定。 ISO适用于除呼吸器、 灭火器和 低温设备用阀以外的所有非重复 充装瓶阀。 试验用阀 51213注一般应从近期生产的 某一批每批不超过1000只 瓶阀中随机抽取5只。 51211注试验程序 至少需要9个试样阀根据试验用的阀的衍生型号, 可以需要更多的试样阀 1 个试样阀 No 1 1 用于液压试 验见51212 ; 5个试样阀 No 12到No1 6 用于气密性试验见 51213 ; 1个 试 样 阀 No 1 7 用 于 非 重 复 充 装 试 验见 51214 ; 1个试样阀 No 1 8 用于阀对气瓶分界面的试验见 5121 6 1个试样阀 No 1 9 用于可能要求的其它附加试验; 氧气用阀,需要2个试样阀 No 110、 11 进行氧气压 力激燃试验 GB5个,但没有规定何种试样用 于何种试验。 ISO9个,具体规定了哪个试样 用于哪种试验。 性 能 试 验 启闭性 31411注PW217 MPa ,启闭力 矩 ≤3 Nm 无 启动性 31412注在015 MPa的工作 压力下开启,介质顺畅放出。 无 气密性 31413注在217 MPa的工作 压力下,任意启闭位置30 s无 泄漏或异常现象。 41413注011 bar ,有毒气体可到015 bar 41414注泄漏率不超过6 cm3在20℃ 和1 013 mbar时 耐压性 31414注在410 MPa保压3 min ,无泄漏或异常现象。 51212注液压试验除乙炔阀为450 bar ,其他阀液压试验 压力为气瓶试验压力的2倍。 耐振性 31415注在217 MPa工作压 力下,应能承受振幅为2 mm、 频率3313 Hz持续时间为30 min振动。 无 耐温性 31416注在217 MPa工作压 力下, - 20℃～60℃内无泄 漏或异常现象。 41413注气密性试验应在常温、- 20℃ 和 65℃ 温度下 进行。 耐用性 31417注在217 MPa工作压 力下,全行程启闭100次,无泄 漏或异常现象。 无 非 重 复 充装性 31418注以015 MPa进行介 质重复充装,2小时允许充入 介质重量不大于5 g。 51214注非重复充装试验 10 Pvt但2 bar ,1小时后,容器的压降不应超过初始值 的5 。 氧 气 压 力 激 燃 阀试 验 无 51215注氧气压力激燃试验 用2个试验阀按EN 849进行试验,每个阀应进行 先是在关闭条件下,再是在开启条件下堵住阀柱 , 同时 对出气口连接件施加压力。 阀 与 瓶 的 连 接 试验 无 51216注阀对气瓶交界面的试验 一个试样阀和气瓶应进行超压液压,以验证阀到气 瓶交界面的每个设计,交界面应设计成在气瓶至少2倍 最高试验压力下不损坏。 GB做启闭性、 启动性、 耐振性、 耐压性、 耐温性试验;气密性试验 在217 MPa下进行;非重复充装 试验压力为015 MPa。 ISO不做启闭性、 启动性、 耐振 性、 耐用性试验;液压试验除乙炔 阀为450 bar ,其他阀液压试验压 力为气瓶试验压力的2倍;气密 性试验在低压 0 11 bar ,有毒气 体可到015 bar下进行;非重复 充装试验压力为10 Pvt。 GB无。 ISO有具体规定。 GB无。 ISO有具体规定。 检验规则有具体要求无GB有。ISO无。 试验报告 7注试验报告 书面报告应总结所有进行的试验以及获得的结论。 报告由试验机构负责人签定,并应包括总图、 部件、 清单、 材料证明等。如需要,可以在生产商处获得报告。 GB无。ISO有。 注标准条款号。 42 阀 门 2006年第4期 的数量和序号上存在一定的盲目性和随意性。EN ISO 13340规定试样数为9个,具体规定了试样阀 所对应的试验,使试样阀的选用更具有规范性和合 理性。 313 型式试验项目 与GB 17878相比EN ISO 13340不做的试验 项目有启闭性、启动性、耐振性、耐用性四项。与 可重复充装气瓶阀相比,此四项试验,特别是耐用 性试验对确保非重复充装气瓶阀的安全性意义不 大。 与GB 17878相比EN ISO 13340多做的试验 项目有氧气压力激燃阀试验和阀与瓶的连接试 验。对氧气或强氧化性气体来说,氧气压力激燃 阀试验是确保气瓶阀安全性的一项非常重要的 试验项目。同样,阀与瓶的连接试验对保证非重复 充装气瓶的密封性来说,也非常重要。 GB 17878与EN ISO 13340在试验要求上有不 同的试验项目。GB 17878的气密性试验在217 MPa下进行,非重复充装试验压力为015 MPa , 耐压性试验在410 MPa下进行。EN ISO 13340的 气密性试验在阀的试验压力Pvt和低压 0 11 bar ,有毒气体可到015 bar下进行,非重复充装 试验压力为10 Pvt,除乙炔阀为450 bar ,其他阀 耐压试验压力为气瓶试验压力的2倍。两者相比, 在气密性试验方面有两种不同的要求。一是GB气 密性试验的压力是217 MPa ,为一固定值,仅能满 足低压液化气体气密性试验的需要,而不能满足更 高工作压力的高压液化气体、永久气体和溶解乙炔 气体的气密性试验压力的需要。二是EN增加了低 压气密性试验,对瓶阀与气瓶的密封性提出了更高 的要求。在非重复充装试验压力方面, GB中为一 固定值,而EN中是10 Pvt试验压力。同样, 在耐压试验压力方面, GB为一固定值,而EN为 气瓶试验压力的2倍。 314 试验报告 GB 17878中没有规定对试验报告的具体要求, EN ISO 13340中对报告有具体的规定。 4 建议 411 扩大非重复充装瓶阀标准的使用范围,取消 对重复充装瓶阀的用途、工作温度、工作压力、充 装介质等的限定。 412 明确试样号与试验项目的对应关系。 413 修改非重复充装和耐压性试验的试验压力。 增加低压气密性试验、氧气压力激燃阀试验和 阀与瓶的连接试验等项目。 414 对试验报告提出具体要求。 参考文献 〔1〕 GB 17878 - 1999 ,工业用非重复充装瓶阀 〔S〕. 〔2〕 EN ISO 13340 2001 ,可搬运式气瓶 非重复充装瓶阀 技术要求和型式试验 〔S〕. 收稿日期 20061061 29 上接第10页线与阀体通道轴线形成的一个θ角 度不能很好的满足阀门密封的效果,因此又研究了 新型的浮动式阀座密封结构图3。 阀座采用17- 4H的弹簧钢,密封面车制成U形结构,开口带一定 的角度,开口为V形口。 阀座跟阀体的密封为线密 封结构,阀座跟蝶板的密封为弧面密封结构。 在正向 方向上,当阀门关闭时,阀座可以沿垂直与通道方向 做一定的滑动,阀座随蝶板的楔入浮动到最佳的密 封位置,在蝶板的挤压下阀座与蝶板间的密封力逐 渐达到最大值,从而获得可靠的密封效果。 214 浮动阀座工艺 阀座的加工可用成形刀具在数控机床上加工, 这样易于保证阀座整体壁厚的匀称性和合适的V 形倾角。成形刀具的制作需内外两把刀具,两把刀 具均系用线切割方式制作,精度好,这样成形效果 比较理想。 蝶板密封面设计为球面结构,并且带有一定的 斜锥形。密封面堆焊不锈钢,增强管道介质对密封 面的抗腐蚀,耐冲刷性,密封面的缺陷将直接影响 到整个阀门的密封效果。 3 结语 浮动式双向硬密封蝶阀的开发成功,解决了三 偏心式蝶阀双向密封的需要,扩大了用户的选择空 间。在实际的使用中,该阀门也达到了设计规定的 密封耐压效果。 参考文献 〔1〕 陆培文.实用阀门设计手册 〔M〕.北京机械工业出版社, 2002. 〔2〕 杨源泉.阀门设计手册 〔M〕.北京机械工业出版社, 1992. 收稿日期 20061051 23 522006年第4期 阀 门