呂 博，朱 瑾，鄒 浩，張琪琛

(中國電力工程顧問集團(tuán)西南電力設(shè)計院有限公司，四川成都 610021)

0 引言

火電廠的汽水管道在安裝完畢后會按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水壓試驗，檢驗管道及組成件的強(qiáng)度以及管系的嚴(yán)密性，因此主管系上需要設(shè)置放水管和放氣管。放水管和放氣管分別設(shè)有放水閥和放氣閥，該閥門會隨主管系一起進(jìn)行水壓試驗。

在實際工程中，會出現(xiàn)水壓試驗放水閥和放氣閥的密封件損壞、閥門泄漏等現(xiàn)象，導(dǎo)致水壓試驗失敗。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是管系的水壓試驗壓力高于閥門出廠前的密封試驗壓力。

本文從管道水壓試驗壓力、閥門出廠殼體試驗壓力和密封試驗壓力要求不同等方面進(jìn)行詳細(xì)分析，提出放水閥和放氣閥的壓力等級選擇應(yīng)綜合考慮管系設(shè)計參數(shù)、管系水壓試驗壓力以及閥門密封試驗壓力。

1 管道的水壓試驗壓力

GB 50764—2012《電廠動力管道設(shè)計規(guī)范》 12.3.2條：管道系統(tǒng)的嚴(yán)密性試驗宜采用水壓試驗，其水質(zhì)應(yīng)潔凈。試驗壓力應(yīng)按設(shè)計圖紙的規(guī)定，其試驗壓力不應(yīng)小于設(shè)計壓力的1.5倍[1]。GB 50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》8.6.4條：承受內(nèi)壓的地上鋼管道及有色金屬管道試驗壓力應(yīng)為設(shè)計壓力的1.5倍。埋地鋼管道的試驗壓力應(yīng)為設(shè)計壓力的1.5倍，并不得低于0.4 MPa。液壓試驗應(yīng)緩慢升壓，待達(dá)到試驗壓力后，穩(wěn)壓10 min，再將試驗壓力降至設(shè)計壓力，穩(wěn)壓30 min ，應(yīng)檢查壓力表有無壓降、管道所有部位有無滲漏[2]。DL/T 5054—2016《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計規(guī)范》 3.3.4條：水壓試驗的壓力為表壓，不應(yīng)小于1.5倍設(shè)計壓力，且不應(yīng)小于0.2 MPa[3]。 DL 5190.5—2019《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范 第5部分：管道及系統(tǒng)》 6.2.3條：嚴(yán)密性試驗采用水壓試驗時，水質(zhì)應(yīng)符合規(guī)定，充水時應(yīng)保證將系統(tǒng)內(nèi)空氣排盡。試驗壓力應(yīng)符合設(shè)計圖紙的要求；如設(shè)計無規(guī)定，試驗壓力宜為設(shè)計壓力的1.25倍，但不得大于任何非隔離元件(如系統(tǒng)內(nèi)容器、閥門或泵)的最大允許試驗壓力，且不得小于0.2 MPa[4]。

根據(jù)各相關(guān)規(guī)范以及國內(nèi)施工建設(shè)的經(jīng)驗，水壓試驗一般分為兩部分：第1部分為強(qiáng)度試驗，第2部分為嚴(yán)密性試驗。水壓試驗要求對照如表1所示。

表1 水壓試驗要求

2 閥門的試驗壓力

閥門出廠前在制造廠內(nèi)會按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓力試驗，包括殼體試驗和密封性試驗。殼體試驗是閥體和閥蓋等聯(lián)結(jié)而成的整個閥門外殼進(jìn)行的壓力試驗，檢驗閥體和閥蓋的致密性及包括閥體與閥蓋聯(lián)結(jié)處在內(nèi)的整個殼體的耐壓能力。密封性試驗用于檢驗啟閉件和閥體密封副密封性能。閥門壓力試驗的介質(zhì)可采用液體。

按照GB/T 13927—2008 《工業(yè)閥門 壓力試驗》4.7條，試驗介質(zhì)采用液體時，閥門殼體試驗壓力至少是閥門在20 ℃時允許最大工作壓力的1.5倍；閥門密封試驗壓力至少是閥門在20 ℃時允許最大工作壓力的1.1倍[5]。

按照GB/T 12224—2015 《鋼制閥門 一般要求》7.1和7.2條規(guī)定，閥門殼體試驗壓力不低于38 ℃壓力額定值的1.5倍，其數(shù)值圓整到0.1 MPa，試驗過程中閥門應(yīng)處在部分開啟狀態(tài)；殼體試驗后，閥門都應(yīng)進(jìn)行密封試驗，試驗壓力應(yīng)為38 ℃壓力額定值的1.1倍[6]，密封試驗過程中閥門應(yīng)處在關(guān)閉狀態(tài)；試驗介質(zhì)應(yīng)以水(可含防腐劑)、煤油或其他黏度不大于水的適當(dāng)液體，試驗介質(zhì)在5～50 ℃的溫度下進(jìn)行。

依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)可以看出，閥門在關(guān)閉時，能承受的最大壓力為閥門的密封試驗壓力，一旦超過該壓力值，可能造成閥門密封損壞，閥門泄漏。

3 管道與閥門試驗壓力比較

管道系統(tǒng)水壓試驗第1部分強(qiáng)度試驗的試驗壓力為設(shè)計壓力的1.5倍，與閥門出廠前在制造廠內(nèi)進(jìn)行的殼體試驗壓力為最大工作壓力的1.5倍基本一致；管道系統(tǒng)水壓試驗第2部分嚴(yán)密性試驗的試驗壓力為設(shè)計壓力的1.0倍，略低于最大工作壓力的1.1倍的閥門密封性試驗壓力。

實際工程在進(jìn)行管系水壓試驗時，先進(jìn)行第1部分強(qiáng)度試驗，試驗壓力為設(shè)計壓力的1.5倍[7]；對于管系中的非放水放氣閥門來說，通過設(shè)置設(shè)置臨時堵板，非放水放氣閥門處于開啟狀態(tài)，閥門能夠承受該水壓試驗壓力；但對于放水放氣閥門，此時處于關(guān)閉狀態(tài)，1.5倍的試驗壓力超過了閥門密封試驗壓力，可能造成閥門密封損壞，閥門泄漏。

以某工程凝結(jié)水管道為例，該管道的設(shè)計參數(shù)為3.62 MPa(此處及下文中壓力均為表壓)&50 ℃，管道的水壓試驗壓力為1.5倍的設(shè)計壓力(即5.43 MPa)，凝結(jié)水管道上有Z41H-40型主關(guān)斷閥，以及J41H-40型放水放氣閥。該主關(guān)斷閥、放水放氣閥在出廠前按GB/T 12224—2015中的要求分別進(jìn)行了殼體試驗和密封試驗。殼體試驗時，閥門能夠承受至少6.12 MPa的試驗壓力(即4.08 MPa的1.5倍)；殼體試驗時，該閥門是部分開啟狀態(tài)。密封試驗時，閥門能夠承受至少4.49 MPa 的試驗壓力(即4.08 MPa的1.1倍)；密封試驗時，閥門是關(guān)閉狀態(tài)。

在進(jìn)行管道系統(tǒng)強(qiáng)度水壓試驗時，主關(guān)斷閥處于開啟狀態(tài)，由于閥門殼體試驗壓力(6.12 MPa)高于水壓試驗壓力(5.43 MPa)，因此主關(guān)斷閥門能夠承受該水壓試驗壓力；而對于放水放氣閥門，此時處于關(guān)閉狀態(tài)，由于水壓試驗壓力(5.43 MPa)超出了閥門密封試驗壓力(4.49 MPa)，因此可能造成閥門密封損壞，閥門泄漏，從而導(dǎo)致水壓實驗失敗。為了避免上述情況，在進(jìn)行放水放氣閥門選型時，應(yīng)考慮放水放氣閥門密封試驗壓力。放水放氣閥門的選型參數(shù)提高為4.94 MPa&50 ℃，放水放氣閥型號提高為J41H-63，放水放氣閥門的密封試驗壓力大于管道系統(tǒng)強(qiáng)度水壓試驗，管道系統(tǒng)可正常進(jìn)行強(qiáng)度水壓試驗。

4 結(jié)束語

在火電廠的汽水管道安裝完畢后進(jìn)行管系水壓試驗時，對于管系中的水壓試驗放水放氣閥門，此時處于關(guān)閉狀態(tài)，1.5倍的試驗壓力超過了閥門密封試驗壓力，就可能造成閥門密封損壞，閥門泄漏，從而導(dǎo)致水壓試驗失敗。因此，火電廠水壓試驗放水放氣閥門壓力等級選取，不僅要考慮設(shè)計參數(shù)，還應(yīng)綜合考慮放水放氣閥門密封試驗壓力與管道系統(tǒng)水壓試驗要求。