調(diào)節(jié)閥應(yīng)用于現(xiàn)代大型化工裝置的施工。調(diào)節(jié)閥安裝前，施工單位必須進(jìn)行單體試驗(yàn)，施工方越來越重視泄漏試驗(yàn)。那么，如何確定試驗(yàn)中每個(gè)調(diào)節(jié)閥的泄漏量呢？以下將與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合GB/T以4213-2008為例，說明調(diào)節(jié)閥泄漏量的計(jì)算。

1 計(jì)算公式    

   泄漏試驗(yàn)有兩種試驗(yàn)程序：試驗(yàn)程序1，試驗(yàn)介質(zhì)壓力為0.35MPa，當(dāng)閥的允許壓差小于0時(shí).35MPa當(dāng)設(shè)計(jì)規(guī)定的允許壓差時(shí)，試驗(yàn)介質(zhì)壓力應(yīng)為閥門的最大工作壓差。兩種試驗(yàn)過程中使用的介質(zhì)為清潔氣體（空氣和氮?dú)猓┗蛩?。不同等?jí)閥門泄漏的計(jì)算公式見表1和表2。

表1

注：①△p閥門允許壓差，kPa；D為閥座直徑，mm。

②對(duì)于可壓縮流體，閥門的額定容量是指絕對(duì)壓力101.325kPa和絕對(duì)溫度273K的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的測(cè)定值。

表2 VI級(jí)閥泄漏量表

注：①每分鐘氣泡數(shù)為6。mm、壁厚lmm垂直浸入水下5~10的管道m(xù)m在深度條件下端表面應(yīng)光滑，無倒角和毛刺。

②如果閥座直徑與表2所列值相差2mm以上，在假設(shè)泄漏系數(shù)與閥座直徑平方成正比的情況下，可通過內(nèi)推法獲得泄漏系數(shù)。

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   從上述公式可以看出，除了VI其他等級(jí)調(diào)節(jié)閥的泄漏量與閥門的額定容量有關(guān)。以下是新修訂的GB/T4213氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥標(biāo)準(zhǔn)中引入的閥門額定容量計(jì)算公式。新標(biāo)準(zhǔn)中閥門額定容量計(jì)算公式與修訂前有兩個(gè)區(qū)別：一是應(yīng)用條件不同；二是閥門額定容量計(jì)算公式不同。

(1)介質(zhì)為液體

當(dāng)△p＜F²₁（p₁-F_Fp_v），閥額定容量Q₁=
   

當(dāng)△p≥F²₁（p1-F_Fp_v），閥額定容量Q=0.1F₁K_V〔（p₁－F_Fp_v）/（p/p₀）〕^1/2

(2)介質(zhì)為氣體

當(dāng)X＜F_Y·X_T閥門的額定容量Qg=0.28（X）^1/2Y_p1K_V    

當(dāng)X≥F_Y·X_T閥門的額定容量Q_g=0.19（X_T）^1/2p₁K_V

式中Q₁———液體流量，m³/h；

Qg———?dú)怏w流量在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，m3/h；

K_V———額定流量系數(shù)；

F_l———無連接管件控制閥的液壓恢復(fù)系數(shù)，無限綱(F_l值在GB/T17213.典型值可在2中找到)；

F_F———液體臨界壓力比系數(shù)(規(guī)定溫度范圍內(nèi)的水F_F=0.九六、無量綱；

p_v———液體和蒸汽在入口溫度下的絕對(duì)壓力(規(guī)定溫度范圍內(nèi)的水P_v=2.34kPa)，kPa；

X———壓差與入口絕對(duì)壓力之比(△p/p₁)，無量綱；

Y———膨脹系數(shù)，Y=1-X/(3XT)，(當(dāng)X＞F_Y·X_T時(shí)，Y取值0.667)，無量綱；

F_Y———比熱比系數(shù)(規(guī)定溫度范圍內(nèi)的空氣F_Y=1)，無量綱；

X_T———無附件控制閥在堵塞流條件下的壓差比系數(shù)，無量綱；

p₁———閥門前的絕對(duì)壓力，kPa；

p₂———閥后絕對(duì)壓力，kPa；

△p———閥前后的壓差，kPa；

t———測(cè)試介質(zhì)溫度，20℃；

ρ/ρ₀———相對(duì)密度(規(guī)定溫度范圍內(nèi)的水ρ/ρ₀=1)。

2 計(jì)算步驟

下面的例子詳細(xì)說明了如何正確計(jì)算試驗(yàn)條件下的閥額定容量，如何使用應(yīng)用條件判別式和閥額定容量計(jì)算公式。

2.1 試驗(yàn)條件

溫度：(20±2)℃；

相對(duì)濕度：60%~70%；

大氣壓力：100kPa；

試驗(yàn)介質(zhì)：5~40℃清潔水或空氣。

2.2 根據(jù)條件判別式計(jì)算

將測(cè)試對(duì)象設(shè)置為單座閥，PN16(1.6MPa)，DN=50mm，K_V=40，查表得X_T=0.72，F(xiàn)_l=0.9.試驗(yàn)介質(zhì)流向?yàn)榱鲃?dòng)，試驗(yàn)時(shí)閥后排空(通風(fēng))。測(cè)試程序1和測(cè)試程序2分別計(jì)算。

(1)當(dāng)試驗(yàn)程序1使用水作為試驗(yàn)介質(zhì)時(shí)，閥門前的絕對(duì)壓力p₁=450kPa，取試驗(yàn)壓差Δp=350kPa時(shí)

條件判別式F_l²（p₁－F_Fp_v）=0.9²×（450-0.96×2.34）=362.6kPa

由于Δp=350＜362.6kPa，為非堵塞流，按公式Q_l=0.1K_V〔Δp/（ρ/ρ₀）〕^1/2計(jì)算得

Q_l=0.1×40×（350/1）^1/2=75m³/h

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(2)當(dāng)試驗(yàn)程序2采用水作為試驗(yàn)介質(zhì)時(shí)，閥門前的絕對(duì)壓力p₁=1100kPa，取試驗(yàn)壓差Δp=1000kPa(用戶確定的最大工作壓差)

條件判別式F_l²（p₁－F_Fp_v）=0.9²×（1100－0.96×2.34）=889.2kPa

由于Δp=1000＞889.2kPa，為堵塞流量，按公式Q_l=0.1F_lK_V〔（p₁－F_Fp_v）/（ρ/ρ₀）〕^1/2計(jì)算得

Q_l=0.1×0.9×40×［（1100－0.96×2.34）/1］^1/2=119m³/h

(3)使用試驗(yàn)程序1時(shí)，使用空氣作為試驗(yàn)介質(zhì)，閥門前的絕對(duì)壓力p₁=450kPa，取試驗(yàn)壓差Δp=350kPa時(shí)

條件判別式F_Y·X_T=1×0.72=0.72；

X=Δp/p₁=350/450=0.78

X=0.78＞0.72.為堵塞流量，流量按公式計(jì)算Qg=0.19（X_T）^1/2p₁K_V計(jì)算得

Qg=0.19×（0.72）^1/2×450×40=2901m³/h

(4)使用試驗(yàn)程序2時(shí)，使用空氣作為試驗(yàn)介質(zhì)，閥門前的絕對(duì)壓力p₁=1100kPa，取試驗(yàn)壓差Δp=1000kPa時(shí)

條件判別式F_Y·X_T=1×0.72=0.72

X=Δp/p₁=1000/1100=0.91

X=0.91＞0.72.也是為了阻塞流量，流量按公式計(jì)算Qg=0.19（X_T）^1/2p₁K_V計(jì)算得

Qg=0.19×（0.72）^1/2×1100×40=7094m³/h

2.3 根據(jù)閥額定容量確定調(diào)節(jié)閥的泄漏量

在用上述不同的試驗(yàn)程序計(jì)算出閥門的額定容量后，可以確定調(diào)節(jié)閥在確定試驗(yàn)條件下的泄漏量。

以所選泄漏等級(jí)為準(zhǔn)Ⅳ級(jí)（10^-4×以閥門額定容量為例。

(1)試驗(yàn)介質(zhì)為水

上述試驗(yàn)程序1時(shí)的泄漏值為0.0075m³/h（125mL/min）；上述試驗(yàn)程序2時(shí)的泄漏值為0.0119m³/h（198mL/min）。

(2)試驗(yàn)介質(zhì)為空氣

上述試驗(yàn)程序1時(shí)的泄漏值為0.2901m³/h（4835mL/min）；上述試驗(yàn)程序2時(shí)的泄漏值為0.7094m³/h（11820mL/min）。

通過以上計(jì)算，我們可以知道一個(gè)調(diào)節(jié)閥的泄漏量在不同的試驗(yàn)條件下是不同的。我們可以通過測(cè)量杯收集泄漏的水或排水氣來收集泄漏的氣體量，并比較相同的計(jì)算量，以確定一個(gè)閥門的泄漏量是否符合規(guī)范。