真空截止阀的性能试验

                    上海申弘阀门有限公司

二、之前介绍蒸汽截止阀热损失，现在介绍真空截止阀的性能试验真空阀的试验
    （一）真空阀的性能试验方法
    真空阀的性能试验主要是测量真空阀的漏气速率和通导能力。漏气速率测量方法为关闭检漏法。在满足阀门性能要求的前提下可采用其他检漏方法（如氦质谱检漏法）。以下介绍的试验方法( JB/T6446-2004)适用于各种高、低真空阀性能试验。
    1．关闭检漏法试验装置
    试验用真空系统是由机械泵、扩散泵、真空阀、管道、辅助容器、盲板、试验罩、流量装置、针阀、真空计和压力表等组成，如图1—49所示。
    图1-49关闭检漏法试验装置
1前级泵2一波纹管3-电磁带充气阀4一前级管路5-管道阀6-旁抽管路7扩散泵a-阀门I9一旁抽阀IO-辅助容器1l-压力表l2、I6-盲板13-针形阗14-被试阀门15-真空计规管
1)选用的扩散泵内径必须大于或等于被试阀门的公称尺寸，建议按表1—53选用。
2)机械泵的规格根据高真空油扩散泵确定。
    真空截止阀的性能试验表1- 53扩散泵的选用
    3)测量通导能力用的试验罩和流量装置按相关规定确定，其试验罩内径应与被试阀门内径相同。
  4)用于试验罩、被试阀门、油扩散泵之间连接的管道，其结构形式和尺寸按各种阀门形式自行设计，但不得影响阀门的性能试验。
  5)辅助容器的容积规定如下：
  公稼尺寸小于或等于lOOmm的阀门，其辅助容器的容积应大于1L：
    61    公称尺寸在150rnm以上的蝶阀，其辅助容积取阀于体积的6~3倍；
    公称尺寸150mm以上的其他各种阀门，其容积能满足阀门漏气试验需要，可不另加辅助
  容器，如需要则自行考虑。
    6)管道、盲板和辅助容器的内表面均应镀铬或镍，以防锈蚀和减少放气。
    7)阀门试验用的仪表有电离真空计、热偶真空计（或电阻真空计）、压力表和秒表等。所用真空计必须经过国家规定的校准单位进行校准。
    2．关闭检漏法测量漏气速率
    1)用关闭检漏法测得的漏气速率，实际上是阀门的漏气速率和放气速率之和，故试验时应对试验装置进行充分的真空除气。阀门漏气速率分为：
    ①阀门开启漏气速率。阀瓣开启时在辅助容器上测量的漏气速率。
    ②阀门正向漏气速率。阀瓣关闭，阀体内（即阀瓣上部）通人大气后测量的漏气速率。

    2)漏气速率按下式计算：
    口=r Ap
式中Q——漏气速率(Pa．。。／。)：
    弘～被测容器的容积( Il13)：
    Ap-相邻两次测量的压差(P。)：
    △”一压力增加Ap时所需的时间(。)。
    3)辅助容器漏气速率(Qo)的测量如图1—50所示，测量方法及步骤如下：
    8．必须做好试验前的准备工作并保证清洁。
    b．将辅助容器抽到极限真空后，继续抽气4h以上，关闭阀门I，在客器的真空度降到不低于13.3 Pa时，选取却，记录△￡，真空度读数取两位有效数字即可，将多次测量结果用下式
计算：
    Qo= voA/p
式中Q。——辅助容器的漏气速率(P。．ni3/。)：
    vo——辅助容器的容积与阀门I的阀瓣上部容积之
    和(m3)。
    取Qo的zui小值作为辅助容器的漏气速率。
    4)阀门开启漏气速率（口开）的测量如图1-51所示，测量方法及步骤如下：
    8拆掉盲板，装上被试阀门，在装阀时，要严格注意清洁度要求。
    b．将辅助容器抽到极限真空后，继续抽气4h以上，关闭阀门I，在容器的真空度降到不低于13. 3Pa时，选取Ap，记录△‘，真空度读数取两位有效数字即可，将多次测量结果按上式计算出Qo（取zui小值）。
  c．阀门开启漏气速率按下式计算：
    和(Pa．I113／s)。
    Q’按下式计算：
    Q'= V开App
式中V开-被试阀门容积‰与v之和
    ( m3)。
    V开=V阀+ VO
    5)阀门正向漏气速率(QE)的测量方
法及步骤如下：
    a．阀门漏气速率测试完后，关闭被试门，向被试阀阀体内通人大气。
    b．打开阀门I，抽到极限真空后，继续
抽气4h以上，关闭阀门I，在容器的真空度降到不低于13.3 Pa时，选取Ap，记录At，真空度读数取两位有效数字即可，将多次测量结果按上式计算出Qo（取zui小值）。
    c．阀门正向漏气速率按下式计算：
    Q正=Q正- Qo
图1-51  阀门开启漏气速率试验装置
1前级泵2-波纹营3-电磁带充气阀4前级管路5管道阀6旁抽管路7-扩散泵8阀门I 9-旁抽阀IO-辅助容器11-真空计规管12、14-盲板13被试阉门
式中Q正——阀门正向漏气速率( Pa．m3/s)；
    QiE -阀门正向漏气速率与辅助容器漏气速率之和(Pa．m3/s)。
    Q釜按下式计算：
    Q毛=%等
式中%——被试阀阀瓣下部容积y_F与vo之和( 1113)
    vo= V下+%
    6)阀门反向漏气速率（Q反）的测量如图1—51所示，测量方法及步骤如下：
    a．在被试阀门上装上一个真窒计规管，在辅助容器上装上针阀和压力表。
    b打开阀门I，抽到极限真空后，继续抽气4h以上，关闭阀门I及被试阀门，用针阀向辅助容器内通人一定压力的气体后（按设计规定），选取Ap，记录At，真空度读数取两位有效数字，将多次测量结果用式(10—50)计算，取QE的zui大值作为阀门的反向漏气速率。
    Q反= v.App
式中Q反——阀门的反向漏气速率( Pa．m3/s)；
    y±——被试阀门阔瓣上部的容积( 1113)。
    7)为了减小测试误差，上述步骤3）、4）、5）中所取的初始值和压差应一致。
    3．阀门导通能力的测量
    1)阀门导通能力的测量装置如图1-52和图1-53所示。试验装置均按照有关的规定制作和测试。首先按图1—52测定被选作阀门性能试验用的油扩散泵的抽气速率S泵。

    2)阀门导通能力的测量。
    a．当阀门的公称尺寸和上述油扩散泵的进气口内径相同时，按图1-52的装置测出系统的有效抽气速率5有。

    b．当阀门的公称通径和上述油扩散泵进气口内径不同或因连接困难时，采用图1-53和图
1-54的装置（管道可做成直管、锥管或过渡法兰等），分别测出图1—53系统和图1—54系统的
有效抽速s暑、S箸，按式(7-48)计算被试阀门的导通能力：
    （二）真空密封试验
   上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀,气动截止阀,电动蝶阀,气动蝶阀 真空试验通常在阀门常温强度、密封试验合格后进行。为了保证试验的准确性，被测阀门应具有很高的清洁度和加工精细的密封面。
    图1一55是用静态升压法进行阀门真空密封试验的示意图。试验时，先把被测阀门在升启耐    2)阀门导通能力的测量。
    a．当阀门的公称尺寸和上述油扩散泵的进气口内径相同时，按图1-52的装置测出系统的有效抽气速率5有。

式中．——阀门的导通能力(m3/。)；
    S有——系统的有效抽气速率( II13/。)：
    呋——油扩散泵的有效抽气速率
    b．当阀门的公称通径和上述油扩散泵进气口内径不同或因连接困难时，采用图1-53和图1-54的装置（管道可做成直管、锥管或过渡法兰等），分别测出图1—53系统和图1—54系统的有效抽速s暑、S箸，按式(7-48)计算被试阀门的导通能力：
    U2= S有S有／图1-53阀门导通能力测量装置（二）
    l一干燥剂2-石油3一滴管
    4-试验罩5-管道图1-54阀门导通能力测量装置f三）1干燥剂2一石油3-滴管4-试验罩
    5-管道6-被试阀门

    （二）真空密封试验
    真空试验通常在阀门常温强度、密封试验合格后进行。为了保证试验的准确性，被测阀门应具有很高的清洁度和加工精细的密封面。
    图1一55是用静态升压法进行阀门真空密封试验的示意图。试验时，先把被测阀门在升启耐    2)阀门导通能力的测量。
    a．当阀门的公称尺寸和上述油扩散泵的进气口内径相同时，按图1-52的装置测出系统的有效抽气速率5有。
    b．当阀门的公称通径和上述油扩散泵进气口内径不同或因连接困难时，采用图1-53和图1-54的装置（管道可做成直管、锥管或过渡法兰等），分别测出图1—53系统和图1—54系统的有效抽速s暑、S箸，按式(7-48)计算被试阀门的导通能力：
    U2= S有S有／（s# -s~）
图1-53阀门导通能力测量装置（二）
    l一干燥剂2-石油3一滴管
    4-试验罩5-管道
图1-54阀门导通能力测量装置f三）
1干燥剂2一石油3-滴管4-试验罩
    5-管道6-被试阀门
    （二）真空密封试验
    真空试验通常在阀门常温强度、密封试验合格后进行。为了保证试验的准确性，被测阀门应具有很高的清洁度和加工精细的密封面。
    图1一55是用静态升压法进行阀门真空密封试验的示意图。试验时，先把被测阀门在升启耐    2)阀门导通能力的测量。
    a．当阀门的公称尺寸和上述油扩散泵的进气口内径相同时，按图1-52的装置测出系统的有效抽气速率5有。
由公式   
式中  矿．——阀门的导通能力(m3/。)；
    S有——系统的有效抽气速率( II13/。)：
    呋——油扩散泵的有效抽气速率
    ( IT13/S)。
    将已测出的s泵、s有值代A上式，即可求得阀门的导通能力。图1-52阀门导通能力测量装置（一）
    1一干燥剂2一石油3滴管
    4针阎5-试验里
    b．当阀门的公称通径和上述油扩散泵进气口内径不同或因连接困难时，采用图1-53和图
1-54的装置（管道可做成直管、锥管或过渡法兰等），分别测出图1—53系统和图1—54系统的
有效抽速s暑、S箸，按式(7-48)计算被试阀门的导通能力：
    U2= S有S有／（s# -s~）
图1-53阀门导通能力测量装置（二）
    l一干燥剂2-石油3一滴管
    4-试验罩5-管道图1-54阀门导通能力测量装置f三）1干燥剂2一石油3-滴管4-试验罩
    5-管道6-被试阀门

    （二）真空密封试验
    真空试验通常在阀门常温强度、密封试验合格后进行。为了保证试验的准确性，被测阀门应具有很高的清洁度和加工精细的密封面。
    图1一55是用静态升压法进行阀门真空密封试验的示意图。试验时，先把被测阀门在升启耐状态下抽至规定的真空度，再关闭被测阀门并使真空泵停泵放气，开始检测，直至测出在规定时间内的增压Ap为止，然后计算阀门的漏气速率。
    使压力增加Ap的漏气速率为
    Q=v等
式中Ap-测得的压力增加值(Pa)；
    At-规定的试验压力持续时间(s)；
    v-一阀门被测部分的容积(m3)；
    Q-漏气速率(Pa．m3/s)。
    所有材料在真空中都有放气的现象。试验中测得的Ap是气体渗漏和材料放气两种因素的结果。因此，计算出的漏气速率Q实际上是真正的漏气速率Qf与材料放气率Qd之和。放气率Qd与阀门材料、处在真空中的时间和阀门内腔表面的状态等因素有关。静态升压法的灵敏度往往受材料放气率Qd计算准确性的影响。
    （三）检漏试验
    1．检漏试验的程序
    检漏试验的程序如图1-56所示。
    ①用氦或卤素气体测量泄漏在空气中的气体的方法。
    ②把充人氦或卤素气体的试验物放入真空容器中，然后测漏气的方法。
    2．检漏试验的种类
    1)盖斯勒管检漏（工作压力1000一lPa）。喷吹丙酮等气体，根据放电颜色的变化判断有
无漏气，气体的放电颜色见表1-54。
表1.54气体的放电颜色
  2)热阻真空计、屯离真空计、质谱仪检漏。
 探头检漏法、气罩检漏法（检漏试验中用得较多）。喷吹丙酮、乙醇、丁烷、氦等气体，根据指示压力的变化，判断有无漏气。这是因为真空计对于空气和上述气体有着不同的灵敏度系数的缘故。
    b．升压检漏法。在关闭抽气阀后，测量真空容器[容积y( 1113)]的压力P (Pa)随时间(s)的变化情况。    设、捕量为Q (Pa．Il13/S)时，则
    p(t)=号t+Po(t)
式中Po (t)——由抽出的气体所引起的压力变化。
    在如图1—57和图1—58所示的双对数图中，由45。斜线部分求出Q。
    3)氦探漏仪检漏。
    8．探漏仪的探测极限。作为氦气分压力测量的压力平均摆动值[ 8p]，由本底压力pb产生的摆动值apL和电子回路产生的摆动值[ 8Pe]组成，即
    [8p]= apb+[8p。]
    设zui小的探测压力卸为2[8p]，连接口的抽速为s时，则zui小的探漏量△Q为市场上出售的探漏仪的探测极限，如图1-57和图1—58所示。
  b．探漏仪与试件的连接见表1—55。
    图1—59表示，在表1—55序号1的连接方式情况下，当Q为10—9 Pa．m3/s、S为10一3m3/s、ph为10 -4Pa时对应y为10。31113和10 - 21113时的压力变化情况。r分别为Is和lOs。由于Ap为2x10。7 Pa，所以，当y为10 -3m3时，喷吹0 2s以上就可以断定有无漏气，1.6s后，P上升到zui大值Pmax的80%，这时，停止喷吹2.1 s后再进行喷吹。若S规定为10 -4ni3/。，则r为lOs。这时，如果其他条件都相同，压力会急剧上升，这就很容易判断有无漏气。但是，如果喷0.8s，当p(t)为8×10—7 Pa时就停止喷吹，则应过20s以后可继续喷吹。在P为10 - 21113时，不能连续喷吹228以上，则无法判断有无漏气。为使p(t)达到zui大值p…的80%，必须喷吹16so这时，如果停止喷吹，则需过20。后才能喷吹。
    4)微量漏气的探测。
    8．若漏气量为10 -9Pa' m3/s，则大气中的水气将在漏气部分产生凝结，因此，往往不能进行探测。这时，如果把试件经100 N150qC烘烤后再探漏，就能发现漏气情况。
    b．把气罩盖在试件上，充人氦气。这时，如关闭抽气阀￡(s)，然后测量氦分压力的增量
p，则可用积分法扩大微小漏量的测量范围。 Q=pV与本文相关的产品有美标钛截止阀