Испытание на герметичность: Неправильная работа задвижек и запорных клапанов

При испытании новой трубопроводной системы трубы и клапаны сначала подвергаются предварительным испытаниям: двум испытаниям на герметичность, 150% гидростатическому испытанию и испытанию на герметичность N2He (азот, гелий). Эти испытания охватывают не только фланцы, соединяющие клапан и трубу, но и сопряжения крышки и корпуса, а также все компоненты плунжера/золотника внутри корпуса клапана.
Чтобы обеспечить полное давление в полости параллельного затвора или шарового крана во время испытания, клапан должен находиться в открытом положении на 50%, как показано на рисунке 1. Пока все хорошо, но возможно ли это на самом деле с наиболее часто используемыми шаровыми и клиновыми задвижками? Если эти два клапана находятся в полуоткрытом положении, как показано на рисунке 2, давление в полости будет действовать на уплотнение вала клапана. Уплотнение шпинделя обычно изготавливается из графита. При испытаниях с использованием низкомолекулярных газов, таких как гелий, при давлении 150% от расчетного, как правило, необходимо затянуть болты крышки клапана давления, чтобы получить нормальные результаты испытаний.

Проблема этого метода заключается в том, что он может чрезмерно сжать набивку, что увеличит нагрузку, необходимую для работы клапана. С увеличением трения увеличивается и степень эксплуатационного износа набивки.

Серьёзные травмы
Если положение клапана не находится в верхнем положении уплотнительного седла, при затягивании крышки нагнетательного клапана будет наблюдаться тенденция к принудительному наклону вала клапана. Наклонный вал клапана может привести к его царапанию о крышку клапана во время работы и появлению царапин.
Если неправильная эксплуатация во время первоначального испытания приводит к утечке через сальник вала клапана, обычной практикой является дальнейшее затягивание крышки напорного клапана. Это может привести к серьезному повреждению крышки клапана давления и/или болтов сальника. На рисунке 4 показан пример чрезмерного крутящего момента, приложенного к гайкам/болтам сальника, что приводит к изгибу и деформации крышки клапана давления. Если к крышке клапана давления приложить чрезмерное усилие, болты крышки клапана также могут быть оторваны, как показано на рисунке 5.

Рисунок 4: Момент затяжки гаек/болтов крышки слишком велик, что приводит к изгибу и деформации крышки.

Рисунок 5: Болты крышки клапана откручены.

Рисунок 6: Наклонный шток клапана может привести к появлению царапин, что может привести к серьезной утечке.

На ФИГ. 3 показан предпочтительный метод, позволяющий избежать описанной выше ситуации. Для первоначального испытания переведите клапан в полностью открытое положение, то есть в верхнее положение уплотнительного седла.
Затем ослабьте гайку крышки напорного клапана, чтобы снять давление на уплотнение вала клапана. Проведение первоначального испытания в этих условиях покажет, есть ли проблема с уплотнением штока и/или крышки. Если эффективность верхнего уплотнительного седла низкая, рассмотрите возможность замены клапана. Короче говоря, верхнее седло уплотнения должно представлять собой проверенное уплотнение «металл по металлу».
Стоит отметить два момента
После завершения первоначальных испытаний необходимо надлежащим образом нагрузить набивку штока сжатием, при этом следя за тем, чтобы набивка не оказывала чрезмерного давления на шток. Это позволяет избежать чрезмерного износа штока клапана и сохранить нормальный срок службы сальника. Следует отметить два момента: во-первых, даже если внешнее давление снято, сжатая графитовая набивка не вернется в состояние до сжатия, поэтому утечка произойдет после снятия сжимающего напряжения. Во-вторых, при затягивании уплотнения штока клапана убедитесь, что клапан находится в верхнем положении уплотнительного седла. В противном случае сжатие графитовой набивки может быть неравномерным, что приведет к наклону штока клапана, что в свою очередь приведет к появлению царапин на поверхности штока клапана и серьезной утечке из набивки штока клапана, см. рисунок 6. Такие клапаны необходимо заменить.