今天给大家带来的分享是关于工业过程控制阀的流通能力试验系统相关要求的内容。
1、试验样品
试验样品是要求取得试验数据的任何阀或阀同渐缩管、渐扩管或其它管件的组合体。
当对某些类型的高流通能力控制阀,例如球阀或蝶阀,进行试验时还应多加考虑。这些控制阀可能会在下游试验段产生自由射流,影响压力恢复区的位置。
微小流量系数 C 控制阀(C<<N18 的控制阀)在相关内容中描述。
可以采用实体模型或计算机建模作为确定控制阀流量系数的基础,但这超出了本文件的范围。建模时,从业者应采用合适的建模技术,以验证模型和缩放比例与实际流量数据的关系,并记录模型的性质。
2、试验段
基本流量试验系统如图 1 所示。
图 1 基本的流量试验系统
连接试验样品的上、下游管段应与试验样品接头的公称通径一致,直管段长度应符合图 2 的要求。入口和出口管道应能承受试验系统施加的最大压力。
管道内径与各种尺寸阀试验样品的入口和出口实际内径的偏差应在 ±2% 以内。当(试验阀的)C/d² 比增大时,直径不匹配问题更大。与入口和出口接头相关的潜在压力损失要比与阀有关的压力损失更为显著。而且,阀出口的显著不连续性会影响下游(p2)压力测量,直径明显不匹配时会从内径的管道几何形状系数(FP)的值上体现,对于标准试验,即连接管道与试验样品的内径相等,此值接近于 1。因此,为确保试验的适当准确度,应通过计算或试验来证明 0.99≤FP≤1.01。如果 FP<0.99 或者 FP>1.01,试验数据中应有记录。
管道内壁应无铁锈、氧化皮或其它可能引起流体过度磨擦损失的障碍物。
3、节流阀
上游和下游节流阀用于控制试验段取压口前后的压差,并使上游或下游压力保持一个特定值。对这两个阀的型式无任何限定。下游节流阀的公称通径宜大于试验样品的公称通径,以保证无论是可压缩流体还是不可压缩流体,阻塞流都能发生在试验样品内。当用液体进行试验时,应避免上游节流阀处出现汽化。
说明:
l1——管道公称通径的 2 倍;
l2——管道公称通径的 6 倍;
l3——最短为管道公称通径的 18 倍;
l4——最短为管道公称通径的 1 倍;
注 1:若认为有益,可使用整流叶片。如果使用了整流叶片,则 l3 的长度可缩短到不小于管道公称通径的 8 倍。有关流动调整的信息见 ASME 性能试验规程 PTC 19.5-2004,"流量测量"。
注 2:取压口位于整个试验样品的上游和下游。试验样品可以是一个控制阀,也可以是控制阀与附接管件的任意组合体。
注 3:如果上游流体扰动是由不同平面上的两个串联的弯头造成的,则需要附加整流器。有关直管段长度的附加指南见 ASME 流体流量计。
图 2 试验段管道要求
4、流量的测量
流量测量仪表可位于试验段的上游,也可位于试验段的下游,它可以是符合规定准确度要求的任何装置。其准确度应在实际输出值的 ±2% 以内,分辨率和重复性应在 ±0.5% 以内。流量测量仪表应定期校准,以保持规定的准确度。应遵循流量测量仪表流动调整(例如测量仪表上、下游直管段的直径等)的所有相关指南。
5、取压口
试验段管道上应根据图3规定设置取压口,其结构如图 3 所示。取压口孔的边缘应光滑,呈锐角(即检查腐蚀和/或侵蚀)或微带圆角,无毛刺、卷口或其它不规则形状。管道内不允许有任何管件突出。
方位:
不可压缩流体——取压口中心线宜处于水平位置,以减少空气滞留和污物积聚在取压口内的可能性。
可压缩流体——取压口中心线宜处于水平位置或垂直于管道上方,以减少污物或冷凝物滞留的可能性。
对于蝶阀和其它旋转阀,取压口应与阀的主轴对准(平行),以减小流动流体的速度头对压力测量的影响。
每个测量段可使用多个取压口以取压力测量的平均值。每个取压口均应符合图 3 的要求。
其他安装指南见 9。
6、压力测量
所有压力和压差测量仪表的准确度都应达到实际输出读数的 ±2% 以内。压力测量装置应定期校准,以保持规定的准确度。
如果以单独的压力测量(p1,p2)代替差压测量(∆p),应注意选用足够准确的仪表,使计算出的压差值(p1‒p2)的准确度至少与上述压差测量的准确度一致。
7、温度测量
流体温度测量仪表的准确度应不超过实际输出读数的 ±1℃(±2°F)。测温探头宜经过选择,并设置在对流量测量和压力测量的影响为最小的位置上。温度测量用的热电阻至少宜为 IEC 60751 中规定的 B 级。
在记录每一个特定试验点试验数据的时间间隔内,入口流体温度应恒定在 ±3℃(±5°F)范围内。宜允许流动系统的稳定时间超过测量装置的时间常数,以确保记录正确的温度。
8、控制阀行程
在任何一个特定流量试验过程中,控制阀的行程偏差都应控制在额定行程的 ±0.5% 以内。
行程测量仪表的准确度应达到额定行程的 ±0.2%。
9、试验样品的安装
试验段管道轴线与试验样品入口和出口轴线的同轴度应在以下范围内(见表 1 和图 3):
表 1 试验样品同轴度
管道公称通径 | 允许不同轴度 |
DN15~DN25 | 0.8mm |
DN32~DN150 | 1.6mm |
DN200及以上 | 0.01 倍的管道公称通径 |
每个垫片的内径应进行尺寸测量和定位,以免凸出于管道之内。
注 1:如能遵守以上建议,任何合适的物理连接方法都可以接受。
注 2:参考文献:ASME Performance Test Code PTC 19. 5-1972,"Applications. Part II of Fluid Meters,Interim Supplement on Instruments and Apparatus. "
管道尺寸 | b 不大于 | b 不小于 |
小于 50mm | 6mm | 3mm |
50mm~75mm | 9mm | 3mm |
100mm~200mm | 13mm | 3mm |
250mm 及以上 | 19mm | 3mm |
图 3 推荐的取压口链接