Что такое API 622?
Стандарт API 622 применим для сравнительных испытаний уплотнений клапанов для технологических процессов с учетом неорганизованных выбросов в диапазоне температур испытаний от -29 до 538 градусов (от -20 до 1000 градусов F). Ключевые факторы, охватываемые стандартом и влияющие на показатели неорганизованных выбросов, включают температуру, давление, термоциклирование, механическое циклирование и коррозию.
Стандарт применим к испытаниям уплотнений для следующих типов клапанов:
Клапаны с выдвижным штоком - шток перемещается только в осевом направлении
Клапаны с вращающимся штоком - шток поворачивается на 90 градусов
Клапаны с поднимающимся-и-вращающимся штоком - шток перемещается как в осевом, так и во вращательном направлении.
| Тестовый предмет | Условия испытаний | Критерии приемки | Продолжительность теста |
|---|---|---|---|
| Испытание на неорганизованные выбросы | 4137 кПа, 260 градусов, 1510 механических циклов | Статическая утечка Менее или равна 100 ppmv | 6 дней |
| Испытание на коррозию окружающей среды | Напряжение сжатия 30 МПа, деминерализованная вода | Оценка поверхностной коррозии | 28 дней |
| Испытание на высоко-коррозионную-температурную коррозию | 149 градусов, 45 бар, деминерализованная вода | Оценка поверхностной коррозии | 35 дней |
| Тест упаковочного материала | Потеря веса, плотности, содержания смазки и т. д. | Свойства материала соответствуют требованиям | По данным специальных испытаний |
Технические требования к испытаниям на неорганизованные выбросы
Испытание на неорганизованные выбросы — это основное содержание стандарта API 622, позволяющее оценить эффективность уплотнения системы уплотнения путем моделирования реальных условий эксплуатации. В испытательном устройстве используется горизонтально установленный испытательный шток для имитации рабочей среды типичного сальника клапана.
Требования к спецификациям испытательного оборудования
Стандарт определяет два размера испытательного оборудования: устройство для испытания насадки 1/8 дюйма и устройство для испытания насадки 1/4 дюйма. Основные требования к размерам следующие:
| Параметр | Упаковочное устройство 1/8 дюйма | Упаковочное устройство 1/4 дюйма |
|---|---|---|
| Диаметр штока | 11,05-11,1 мм | 25,2-25,4 мм |
| Диаметр сальниковой коробки | 17,46-17,52 мм | 38,1-38,35 мм |
| Шероховатость поверхности штока | 0,40-0,80 мкм Ra | 0,40-0,80 мкм Ra |
| Глубина сальника | 19,05 мм ± 1,57 мм | 34,9 мм ± 1,57 мм |
Процедура испытания и требования к циклическому использованию
Процедура испытаний включает 1510 механических циклов и 5 термических циклов с использованием в качестве испытательной среды сухого метана чистотой не менее 97%. Испытательное давление варьируется от 0 до 4137 кПа изб. (0–600 фунтов на квадратный дюйм), а температура варьируется от температуры окружающей среды до 260 градусов (500 градусов F).
Требования к механическому циклированию различаются в зависимости от типа движения штока:
Поднимающийся шток: скорость 3–5 мм/с, ход определяется в соответствии со спецификациями набивки.
Вращающийся шток: скорость 10-15 градусов в секунду, угол поворота 90 градусов ± 5 градусов.
Поднимающийся-и-вращающийся шток: комбинация обоих движений.
Технические требования к испытаниям на коррозию
Коррозионные испытания оценивают коррозионное воздействие уплотнения на материалы штока и состоят из двух частей: испытания на коррозию при температуре окружающей среды и испытания на коррозию при-высокой температуре.
Испытания на коррозию при температуре окружающей среды
Испытание проводится при температуре 22 ± 11 градусов в течение 28 дней. В испытательной установке используется приспособление для сжатия, создающее сжимающее напряжение 30 МПа ± 0,69 МПа между набивкой и металлическими образцами. Перед тестированием образцы упаковки необходимо замочить в деминерализованной воде на 24 часа.
Испытания на высокотемпературную-коррозионную стойкость
Испытание на высокую-температуру проводится при температуре 149 ± 17 градусов и давлении 45 ± 2,25 бар в течение 35 дней. Испытательная установка изготовлена из углеродистой стали и оснащена электронагревательными элементами или нагревательными одеялами.
Требования к отчету об испытаниях на коррозию
Отчет об испытаниях на коррозию должен включать следующее:
Микрофотографии каждого образца при 100-кратном и 200-кратном увеличении.
Описательный отчет о степени точечной коррозии штока, оцениваемой с шагом 10 % по площади поверхности.
Описательный отчет о степени адгезии, оцененной с шагом 10% площади поверхности.
Технические требования к испытаниям упаковочных материалов
При испытаниях упаковочного материала оцениваются основные физико-химические свойства упаковки, включая такие показатели, как потеря веса, плотность, содержание смазки и выщелачиваемость.
Испытание на потерю веса графитового уплотнительного кольца
В тесте используется метод ступенчатого нагрева, начиная со 150 градусов, увеличивая с шагом 56 градусов (100 градусов F) до 538 градусов (1000 градусов F) и, наконец, поддерживая температуру 593 градуса (1100 градусов F) в течение 24 часов. Изменения веса измеряют после выдержки каждого температурного этапа в течение 1 часа.
Определение плотности
Для плетеных набивок и формованных уплотнительных колец используются разные методы расчета объема:
Плетеная набивка: объем =, средняя длина × ширина × толщина
Литое уплотнительное кольцо: объем=π × (наружный диаметр² - внутренний диаметр²) × толщина кольца / 4
Определение содержания смазочных материалов
Метод экстракции Сокслета используется для определения содержания влажной смазки с использованием дихлорметана в качестве растворителя, время экстракции составляет около 16 часов. Содержание ПТФЭ рассчитывается путем определения общего содержания фтора и деления на эталонный коэффициент 0,76.
Требования к испытательному оборудованию и калибровке
API 622 предъявляет строгие требования к производительности и калибровке испытательного оборудования для обеспечения точности и сопоставимости результатов испытаний.
Требования к оборудованию для обнаружения утечек
Необходимо использовать анализатор органических паров с функцией пламенной ионизации. Требования к производительности включают в себя:
Максимальная повторяемость: ±2,0 ppmv в диапазоне 0–100 ppmv.
Минимальный уровень обнаружения: Меньше или равно 1,0 ppmv.
Максимальное время отклика: 15 секунд (от 0 ppmv до 100 ppmv)
Максимальное время восстановления: 10 секунд (возврат к 10% от исходного значения)
Скорость потока отбора проб: 0,25-1,5 л/мин.
Требования к калибровке
Оборудование для обнаружения утечек необходимо калибровать ежедневно с использованием эталонов утечек из пористого или спеченного металла/керамики. Калибровочные стандарты должны находиться в диапазоне скорости потока метана от 0,050 до 0,100 мл/мин, а проверка калибровки должна выполняться не реже одного раза в год.
Требования к квалификации и ресертификации упаковки
Согласно главе 7 стандарта любое изменение конструкции упаковочной системы требует ресертификации, включая, помимо прочего:
Изменения в материалах уплотнений/уплотнений
Изменения в производителях набивок/уплотнений
Изменения в моделях набивки/уплотнения
Изменения в местах производства упаковки
Это требование обеспечивает постоянство и надежность характеристик уплотнения, предотвращая влияние непроверенных изменений на характеристики уплотнения в практическом применении.
Требования к отчетам и управление документами
Приемлемый отчет об упаковке API 622 должен включать формы, указанные в Приложении B:
Отчет об испытаниях на неорганизованные выбросы (таблица B.1) - статическая утечка, не превышающая 100 ppmv, без регулировки уплотнения штока.
Полные таблицы данных испытаний на коррозионную-коррозионную-температурную коррозию (таблицы B.2 и B.3).
Полный лист данных испытаний материала (таблица В.4)
Все протоколы испытаний должны быть полными, точными и прослеживаемыми. Испытательные центры должны вести текущие записи о калибровке испытательного оборудования.
Стандартные рекомендации по внедрению и лучшие практики
На основании технических требований стандарта API 622 предлагаются следующие рекомендации по внедрению:
Рекомендации по выбору упаковки
При выборе уплотнений клапанов приоритет следует отдавать продуктам, прошедшим сертификацию API 622. Испытанная набивка с поперечным-сечением 3,2 мм (1/8 дюйма) может сертифицировать все поперечные-сечения от 3,2 мм до 6,3 мм, тогда как испытанная набивка с поперечным-сечением 6,3 мм (1/4 дюйма) может сертифицировать все поперечные-сечения 6,3 мм и выше.
Разработка плана тестирования
Рекомендуется разработать подробный план испытаний, включающий:
Четкие цели испытаний и критерии приемки
Подбор подходящей испытательной лаборатории
Обеспечение репрезентативности и прослеживаемости тестируемых образцов
Создание полноценной системы документооборота.
Практические соображения по применению
Хотя API 622 предоставляет стандартизированные методы тестирования, при практическом применении все же необходимо учитывать следующее:
Фактические условия эксплуатации могут отличаться от условий испытаний.
Качество установки набивки оказывает существенное влияние на производительность.
Необходимость регулярного обслуживания и осмотра.
Требования к обучению и квалификации операторов
Клапан API 622 на складе
