ระดับการรั่วไหลของวาล์ว

วาล์วซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของระบบควบคุมของเหลว ประสิทธิภาพการปิดผนึกส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัย ความประหยัด และความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของระบบ

ระดับการรั่วไหลซึ่งเป็นตัวบ่งชี้เชิงปริมาณสำหรับการวัดประสิทธิภาพการปิดผนึกนั้นได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดโดยมาตรฐานต่างๆ และข้อกำหนดจะแตกต่างกันไปอย่างมากในสถานการณ์ที่แตกต่างกัน เราจะให้คำอธิบายเชิงลึกเพิ่มเติม-จากแง่มุมต่างๆ เช่น รายละเอียดมาตรฐาน วิธีการทดสอบ และคุณลักษณะของประเภทวาล์ว

I. การแบ่งระดับการรั่วไหลสำหรับมาตรฐานหลัก

1. มาตรฐาน API 598 (การตรวจสอบและทดสอบวาล์ว)

API 598 เป็นหนึ่งในมาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ใช้ได้กับวาล์วหลายประเภท เช่น เกทวาล์ว โกลบวาล์ว และเช็ควาล์ว ระดับการรั่วไหลมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับประเภทของวาล์ว ตัวกลางทดสอบ และเส้นผ่านศูนย์กลางที่ระบุ (DN)

- วัตถุประสงค์ของการทดสอบเปลือกคือเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพการปิดผนึกของส่วนประกอบแบริ่งแรงดัน- เช่น ตัววาล์ว ฝาครอบวาล์ว และกล่องบรรจุ แรงดันทดสอบคือ 1.5 เท่าของแรงดันปกติ (PN) สำหรับของเหลว หรือ 1.1 เท่าสำหรับแก๊ส ไม่มีการรั่วไหลที่มองเห็นได้อย่างแน่นอน (รวมถึงเหงื่อออก หยด)

ตัวอย่างเช่น แรงดันทดสอบเปลือกสำหรับวาล์ว PN16 คือ 24 บาร์ (สำหรับของเหลว) โดยมีระยะเวลาอย่างน้อย 60 วินาที (DN น้อยกว่าหรือเท่ากับ 50) หรือ 300 วินาที (DN มากกว่าหรือเท่ากับ 600) ไม่อนุญาตให้มีของเหลวรั่วไหลในช่วงเวลานี้

- การทดสอบการปิดผนึก (ตัวกลางของเหลว) ดำเนินการสำหรับการปิดผนึกระหว่างส่วนเปิดและปิด (เช่น แผ่นประตู แผ่นวาล์ว) และบ่าวาล์วของวาล์ว แรงดันทดสอบคือ 1.1 เท่าของ PN (ของเหลว) และการรั่วไหลที่ยอมให้จัดตาม DN:

- สำหรับ DN น้อยกว่าหรือเท่ากับ 50:การรั่วไหลที่อนุญาตจะต้องน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.15 มล./นาที (สำหรับ DN25 คือ 0.05 มล./นาที)

- สำหรับ DN 65 ถึง 100:การรั่วไหลที่อนุญาตจะต้องน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.30 มล./นาที (สำหรับ DN80 คือ 0.20 มล./นาที)

- สำหรับ DN มากกว่าหรือเท่ากับ 125:สำหรับการเพิ่มทุกๆ ครั้งของ DN25 การรั่วไหลที่อนุญาตจะต้องเพิ่มขึ้น 0.15 มล./นาที (สำหรับ DN150 จะเป็น 0.45 มล./นาที)

บันทึก:ข้อกำหนดการรั่วไหลของวาล์วหยุดมักจะเข้มงวดกว่าข้อกำหนดสำหรับวาล์วประตูที่มีข้อกำหนดเดียวกัน เนื่องจากจำเป็นต้องเปิดและปิดวาล์วหยุดบ่อยครั้ง และพื้นผิวการปิดผนึกจะสึกหรอเร็วกว่า

- ความดันทดสอบการทดสอบการซีล (ก๊าซกลาง) คือ 0.6 MPa (อากาศหรือไนโตรเจน) ซึ่งกำหนดโดย "วิธีการนับฟอง": - สำหรับวาล์วซีลแบบอ่อน-: ต้องใช้ 0 ฟองต่อนาที (เช่น บอลวาล์วซีลแบบอ่อน-ที่มี DN 100)

- สำหรับวาล์วซีลโลหะ-:DN น้อยกว่าหรือเท่ากับ 50 อนุญาตให้มี 1 ฟองต่อนาที DN 65 - 100 อนุญาตให้มี 2 ฟองต่อนาที และ DN มากกว่าหรือเท่ากับ 125 อนุญาตให้มี 3 ฟองต่อนาที

2. มาตรฐาน ANSI/FCI 70-2 (ระดับการรั่วไหลของวาล์วควบคุม)

มาตรฐานนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับวาล์วควบคุม โดยมีระดับการรั่วไหลตั้งแต่ I ถึง VI ยิ่งระดับยิ่งสูง ประสิทธิภาพการซีลก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น แยกความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่าง "การปิดผนึกโลหะ-ถึง-โลหะ" และ "การปิดผนึกแบบอ่อน"

- ระดับ 1:ไม่มีการระบุปริมาณการรั่วไหลโดยเฉพาะ ข้อกำหนดเท่านั้นคือ "ไม่เกิน 0.5% ของอัตราการไหลที่กำหนด" เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญน้อยกว่า (เช่น วาล์วระบายน้ำ)

- ระดับ 2:การซีลโลหะ การรั่วไหลที่อนุญาตคือ 0.1% ของอัตราการไหลที่กำหนด (ตัวอย่างเช่น สำหรับวาล์วควบคุม DN100 ที่มีอัตราการไหลที่กำหนด 100 ลบ.ม./ชม. การรั่วไหลที่อนุญาตคือ 0.1 ลบ.ม./ชม.)

- ระดับ 3:การซีลโลหะ การรั่วไหลอยู่ที่ 0.01% ของอัตราการไหลที่กำหนด เหมาะสำหรับงานควบคุมอุตสาหกรรมทั่วไป (เช่น การบำบัดน้ำ)

- ระดับ 4:การซีลโลหะ การรั่วไหลคำนวณตาม DN (ของเหลว): DN25 คือ 0.01 ลิตร/ชม., DN50 คือ 0.03 ลิตร/ชม., DN100 คือ 0.1 ลิตร/ชม. ซึ่งมักใช้ในระบบไอน้ำ

- ระดับ 5:การปิดผนึกโลหะ-ความเที่ยงตรงสูง-ถึง-โลหะ โดยมีปริมาณการรั่วไหลเพียง 1/10 ของเกรด IV (เช่น สำหรับ DN100 จะเป็น 0.01 ลิตร/ชม.) เหมาะสำหรับท่อส่งก๊าซแรงดันสูง-

- ระดับ VI:ซีลแบบอ่อน (PTFE หรือยาง) ระดับสูงสุด ไม่อนุญาตให้มีฟองอากาศในการทดสอบแก๊ส และปริมาณการรั่วไหลของของเหลวคือน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.5 มล./ชม. (สำหรับ DN น้อยกว่าหรือเท่ากับ 50) เหมาะสำหรับสื่อที่เป็นพิษและไวไฟ (เช่น วาล์วควบคุมคลอรีน)

3. มาตรฐาน ISO 5208 (การทดสอบแรงดันวาล์วอุตสาหกรรม)

ISO 5208 แบ่งระดับการรั่วไหลเป็น "เกรด A" (สำหรับของเหลว) และ "เกรด B" (สำหรับก๊าซ) และแบ่งออกเป็น "ระดับ 1 ถึง 6" โดยระดับ 6 คือระดับสูงสุด

- การรั่วไหลของของเหลว (เกรด A):

- ระดับ 1:DN100 อนุญาตให้รั่วได้ 50 มล./นาที (ใช้ได้กับวาล์วระบายน้ำแรงดันต่ำ-)

- ระดับ 3:DN100 อนุญาตให้รั่วได้ 5 มล./นาที (วาล์วประตูธรรมดา)

- ระดับ 6:DN100 อนุญาตให้รั่วได้ 0.05 มล./นาที (บอลวาล์วความแม่นยำสูง-)

- การรั่วไหลของก๊าซ (เกรด B):

- ระดับ 1:DN100 อนุญาตให้รั่วได้ 1,000 มล./ชม. (อากาศ)

-ระดับ 4:DN100 อนุญาตให้รั่วได้ 50 มล./ชม

- ระดับ 6:DN100 อนุญาตให้รั่วได้ 0.1 มล./ชม. (ใกล้กับการรั่วไหลเป็นศูนย์)

ครั้งที่สอง ระดับการรั่วไหลของวาล์วประเภทต่างๆ

1. บอลวาล์ว

- บอลวาล์วปิดผนึกแบบอ่อน-:ใช้ PTFE หรือบ่าวาล์วยาง โดยมีพื้นผิวการซีลติดแน่น สามารถบรรลุ ANSI/FCI ระดับ VI หรือ ISO ระดับ 6 ได้อย่างง่ายดาย การทดสอบก๊าซไม่พบฟองอากาศ และการรั่วไหลของของเหลวเกือบเป็นศูนย์ เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมอาหารและยา

- โลหะ-บอลวาล์วปิดผนึก:บ่าวาล์วทำจากสแตนเลสหรือโลหะผสมแข็ง เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีอุณหภูมิสูง- (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 450 องศา ) และ-ความกดดันสูง โดยปกติแล้วจะถึงระดับ "เข้มงวด" ของ API 598 หรือ ISO ระดับ 5 การรั่วไหลของก๊าซน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 ฟองต่อนาที (DN100)

2. หยุดวาล์ว

แผ่นวาล์วและบ่าวาล์วของวาล์วหยุดอยู่ในแนวซีลซึ่งมีประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีกว่าวาล์วประตู ระดับการรั่วไหลมีดังนี้:

- วาล์วหยุดเหล็กหล่อธรรมดา:ตรงตามมาตรฐานการทดสอบการปิดผนึก API 598 โดยมีของเหลวรั่วไหลน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.15 มล./นาที (DN50)

- วาล์วหยุดการปลอมแปลงแรงดันสูง (เช่น API 602):พื้นผิวซีลโลหะเป็นแบบกราวด์ โดยมีก๊าซรั่วไหลน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 ฟองต่อนาที (DN25) ถึงระดับ ISO 4

3. เช็ควาล์ว

เช็ควาล์วจะปิดโดยอัตโนมัติตามแรงดันของตัวกลาง และประสิทธิภาพการปิดผนึกค่อนข้างอ่อนแอโดยมีระดับการรั่วไหลที่ต่ำกว่า:

- เช็ควาล์วสวิง:การรั่วไหลของของเหลว น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5 มล./นาที (DN100) ตรงตาม "ระดับพื้นฐาน" ของ API 598

- เช็ควาล์วยก (ซีลโลหะ):การรั่วไหลของของเหลว น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มล./นาที (DN100) เหมาะสำหรับท่อทางออกของปั๊ม และต้องป้องกันการไหลย้อนกลับของตัวกลาง

4. วาล์วปีกผีเสื้อ

- วาล์วผีเสื้อซีลเซ็นเตอร์ไลน์ซอฟท์-:วงแหวนซีลยางสัมผัสเต็มกับแผ่นปีกผีเสื้อ ตามมาตรฐาน ANSI/FCI ระดับ VI โดยไม่มีฟองอากาศในการทดสอบแก๊ส มักใช้ในแหล่งน้ำประปาของเทศบาล

- วาล์วปีกผีเสื้อโลหะประหลาด-:เหมาะสำหรับท่อส่งก๊าซไอเสียอุณหภูมิสูง-ที่มีระดับการรั่วไหลที่ ISO 3 การรั่วไหลของก๊าซน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10 ฟองต่อนาที (DN200)

III. รายละเอียดที่สำคัญของการทดสอบการรั่วไหล

1. ข้อควรระวังในการทดสอบของเหลว

- สื่อทดสอบควรสะอาด (ปราศจากสิ่งเจือปนที่เป็นอนุภาค) เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้พื้นผิวซีลเสียหาย

- ก่อนการทดสอบ ต้องระบายอากาศภายในวาล์วออกจนหมด มิฉะนั้นฟองอากาศอาจถูกระบุอย่างผิดพลาดว่าเป็นการรั่วไหล

- สำหรับวาล์วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่- (DN มากกว่าหรือเท่ากับ 300) สามารถขยายเวลาการทดสอบได้ (เช่น 10 นาที) และสามารถคำนวณปริมาณการรั่วไหลโดยเฉลี่ยได้

2. ข้อควรระวังในการทดสอบแก๊ส

- สำหรับวิธีแบบฟอง ควรควบคุมอุณหภูมิของน้ำให้อยู่ในช่วง 20 ถึง 25 องศาเซลเซียส อุณหภูมิของน้ำที่มากเกินไปจะทำให้ความสามารถในการละลายของก๊าซลดลง ส่งผลให้เกิดฟองสบู่ปลอม

- วิธีลดแรงดันใช้ได้กับวาล์วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 600 ขึ้นไป ปริมาณการรั่วไหลสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร: ปริมาณการรั่วไหล (ลิตร/ชม.)=(ความดันเริ่มต้น - ความดันสุดท้าย) × ปริมาตร เสี่ยว เวลา

- สำหรับตัวกลางก๊าซพิษ (เช่น แอมโมเนีย) จำเป็นต้องตรวจจับด้วยน้ำสบู่ ห้ามแช่ในน้ำโดยตรง (เพื่อป้องกันการปนเปื้อนปานกลาง)

IV. ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อระดับการรั่วไหล

1. การประมวลผลความแม่นยำของพื้นผิวการซีล

ผิวสำเร็จของพื้นผิวซีลควรสูงถึง Ra 0.8

- 1.6 μm (ผิวสำเร็จแบบกระจก) โดยมีข้อผิดพลาดด้านความเรียบน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.01 มม./ม. มิฉะนั้นจะเกิด "ไมโครช่องว่าง" ทำให้เกิดการรั่วไหล ตัวอย่างเช่น หากแผ่นประตูวาล์วประตูมีส่วนยื่นออกมา 0.02 มม. ปริมาณการรั่วไหลจะเพิ่มขึ้น 50%

2. ลักษณะปานกลาง

- อุณหภูมิสูง ( มากกว่าหรือเท่ากับ 300 องศา ) ทำให้เกิดการขยายตัวทางความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวซีลโลหะ ส่งผลให้ระดับการรั่วไหลลดลง (เช่น จากระดับ VI ถึงระดับ IV)

- สารที่หนาและมีความหนืด (เช่น น้ำมันดิบ) อาจเกาะติดกับพื้นผิวการซีล ทำให้เกิดเป็น "การซีลปลอม" ในระหว่างการทดสอบจำเป็นต้องล้างด้วยน้ำมันก๊าดก่อนทำการตรวจสอบ

3. การติดตั้งและบำรุงรักษา

- หากแรงขันของสลักเกลียวสำหรับหน้าแปลน-วาล์วที่เชื่อมต่ออยู่ไม่สม่ำเสมอ (โดยมีค่าเบี่ยงเบนมากกว่าหรือเท่ากับ 20%) จะทำให้บ่าวาล์วเอียงและปริมาตรการรั่วไหลเพิ่มขึ้น 2 ถึง 3 เท่า

- หลังจากใช้งานเป็นเวลานาน- การสึกหรอของพื้นผิวซีล (ที่มีความหนาลดลง 0.1 มม.) จะลดระดับการรั่วไหลลง 1 ถึง 2 เกรด จำเป็นต้องบดและซ่อมแซมเป็นประจำ

V. หลักการปรับตัวตามสถานการณ์สำหรับระดับการรั่วไหล

- ประปาเทศบาล:เลือกวาล์วประตูหรือวาล์วผีเสื้อชนิดปิดผนึก API 598 (การรั่วไหลของของเหลวน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มล./นาที) ซึ่งคุ้มค่า{2}}และตรงตามข้อกำหนด

- ท่อส่ง LNG:ต้องใช้บอลวาล์วปิดผนึกโลหะ- ถึง ISO 5208 ระดับ 6 (การรั่วไหลของก๊าซน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 มล./ชม.) เพื่อป้องกันการรั่วไหลของตัวกลางไครโอเจนิก (-162 องศา )

- อุตสาหกรรมยา:วาล์วไดอะแฟรมปิดผนึกแบบอ่อน- (ANSI/FCI ระดับ VI) ช่วยให้มั่นใจว่าไม่มีสารตกค้างและไม่มีการรั่วไหลเป็นไปตามมาตรฐาน GMP

- สารเคมีที่เป็นพิษสูง (เช่น ฟอสจีน):การปิดผนึกคู่บังคับ (ซีลหลัก + ซีลรอง) โดยซีลหลักถึงระดับ VI และซีลรองต้องติดตั้งอุปกรณ์ตรวจสอบการรั่วไหล (เช่น เซ็นเซอร์ก๊าซ)

บทสรุป

ระดับการรั่วไหลของวาล์วเป็นตัวบ่งชี้ที่ครอบคลุมซึ่งได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ เช่น มาตรฐานและข้อกำหนด ประเภทของวาล์ว เทคโนโลยีการประมวลผล และสภาพการทำงาน

ในการใช้งานจริง จำเป็นต้องเลือกระดับการรั่วไหลที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากคุณลักษณะของตัวกลาง (อุณหภูมิ ความดัน ความเป็นพิษ) และข้อบังคับทางอุตสาหกรรม ในเวลาเดียวกัน ผ่านการทดสอบที่แม่นยำและการบำรุงรักษาตามปกติ วาล์วควรรักษาประสิทธิภาพการซีลที่ออกแบบไว้ตลอดวงจรชีวิตทั้งหมด เพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยหรือการสูญเสียทางเศรษฐกิจที่เกิดจากการรั่วไหล