董 建 華，陳 立 云

(1.江蘇省鹽城市南海消防安裝工程有限公司，江蘇鹽城 224007;2.江蘇省鹽城市產品質量監(jiān)督檢驗所，江蘇鹽城 224005)

閥門是液體和氣體輸送系統以及設備和設施上使用最多的部件，它是管道輸送系統中不可缺少而又易損的部件［1］，其質量的好壞直接影響到生產和安全。閥門應具備較好的密封性能、強度性能、調節(jié)性能、動作性能和流通性能［2］。產品質量技術監(jiān)督檢驗機構在評定閥門質量時，殼體試驗和密封試驗是兩項主要的考核指標［3］，殼體試驗可用壓力傳感器或壓力表直接指示壓力值。但對于密封試驗，精確的判定其泄漏量還存在一定的困難。壓力試驗是閥門最基本的試驗，試驗的相關標準有 GB/T 13927、MSS SP61、ISO 5208等數十個。目前國內外尚處在用觀察壓力表指針的變動或閥門出口是否有水滲出等非物理量的檢驗方法進行主觀判定的階段。由于管路或水壓泵等泄漏也會造成壓力表指針下降，而且測計數檢驗缺乏科學的依據和準確的檢測數據，且可能造成誤判，因此檢測的可靠性仍有待提高。在GB/T 13927－2008《工業(yè)閥門壓力試驗》中提出密封試驗的泄漏量有兩種衡量方法。一種是單位時間內的液體體積，另一種是單位時間內液滴(氣泡)數。用體積衡量泄漏量比較科學，但具體操作時不直觀。用液滴衡量泄漏量比較方便，但液滴(氣泡)有大有小，表達不嚴密。尤其是成批量的生產，不可能有充足的檢測時間，給閥門的生產和使用帶來嚴重的隱患。

1 理論基礎

參考國內外標準［4］，通常將閥門浸泡于水中來進行氣壓密封試驗，觀察試驗過程中每分鐘產生的氣泡數量，并考核其密封性能是否達到標準要求［5］。因此，通過理論計算出水中氣泡的體積，即可得出閥門的泄漏量。液體中氣泡表面氣/液界面處的表面層不涉及化學作用，且滲透過程氣泡膨脹速度緩慢。

氣液界面處，兩側的壓力差與張力及曲率之間的關系:

得出:

計算氣泡大小的方程組:

2 技術路線

模擬工況條件下，通過分別對閥門進行水壓試驗和氣密性試驗，得出閥門泄漏量的試驗結果，然后運用Matlab軟件比較實測泄漏量與理論計算值，探索理論計算公式的適用范圍。試驗系統見圖1。

圖1 試驗系統

該試驗系統可以實現閥門的壓力試驗，包括水壓試驗和氣壓試驗。所有試驗數據都采用數據采集儀讀取。

2.1 水壓試驗

將選定型號的液位傳感器探頭(固定長度、外徑)插入玻璃管容器中，通過測量液位的高度，計算出閥門泄漏量。對于大通徑閥門，需加大玻璃管容器內徑，修改計算機常數，將閥門安裝在測試機上，開啟閥門，用水泵向進口端注水，直至溢流閥門出水。先關閉被測閥門，后關閉溢流閥門，再由水泵增壓至試驗壓力，保壓一定時間。若閥門有泄漏，玻璃管容器水位就會上升，玻璃管容器上端通大氣，液位傳感器發(fā)出訊號(4～20mA，計算精度0.5級)由計算機處理后得出結果。

2.2 氣壓試驗

采用空壓站供氣，經穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓后，通過調節(jié)閥調節(jié)至試驗壓力送入關閉的被測閥門(閥門兩端加盲板)，另一端接通浮子流量計，直接讀數即為該閥門的泄漏量。也可把浮子流量計接在被測閥門的前面，閥門一端加盲板，通過浮子流量計補充的氣量即為該閥門的泄漏量。對于微小泄漏量的閥門進行測量，采用鹵素檢漏儀(氦質譜檢漏儀)進行檢測。

3 數據比較

通過實際測量閥門泄漏量并與理論計算值比較，發(fā)現在17～25℃區(qū)間內，理論計算公式的計算數據域實際測量值比較接近，而在其他溫度區(qū)間內的差值較大，但也在接受范圍內。兩種測量方式的比較曲線見圖2。

圖2 閥門泄漏量的實測值與理論值比較曲線

計算實測值與理論值的比較因子α=實測泄漏量/理論計算值，在17～25℃區(qū)間內α的值比較接近1，表明在這一區(qū)間內實測結果與理論計算結果比較接近，可以使用理論計算結果代替實測數據，比較因子α與溫度變化的關系見圖3。

4 結論

對于閥門密封試驗，精確的判定其泄漏量還存在一定的困難，但還是可以通過理論分析及試驗研究，應用閥門泄漏測試臺定量分析閥門泄漏量，通過對試驗數據與理論分析的結果相比較，發(fā)現在17～25℃區(qū)間內實測結果與理論計算結果比較接近，可以使用理論計算結果代替實測數據，得出閥門的實際泄漏量。

圖3 比較因子與溫度關系曲線

［1］趙天志，黃貽弘.變壓吸附裝置均壓閥密封片易損原因分析及解決辦法［J］.天然氣化工，2012(5):49－51.

［2］張百麟.閥門泄漏的原因分析及其設計選型的優(yōu)化［J］.石油化工環(huán)境保護，2003(2):58 －61.

［3］MSS SP－82－1992閥門壓力試驗方法［J］.尹玉杰，譯.閥門，1998(4):26 －28.

［4］苗雨才.國內外閥門壓力試驗標準的比較與分析［J］.閥門，2002(6):28 －33.

［5］楊林濤，呂建強，孫粵紅，等.滲漏過程中氣泡大小的理論分析研究［J］.中國制造業(yè)信息化，2010(3):78－79.