СТ
ЦКБА 038-2007 «Арматура трубопроводная запорная. Изменение степени
герметичности затворов в зависимости от условий эксплуатации и в процессе
наработки»
Утверждено и введено в действие Приказом от 10 декабря 2018
г. № 130
СТ ЦКБА 068-2008 Арматура трубопроводная. Затворы запорных
клапанов с уплотнением «металл по металлу». Технические условия
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно
проверить действие ссылочных стандартов по соответствующему указателю
стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года. Если
ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом
следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный
документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него,
применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Метод определения величины утечки через затвор арматуры
3.1 Стандарт устанавливает метод определения величины
утечки в затворе арматуры, подвергающемуся контактному износу и износу
частицами абразива размером до 40 мкм.
3.2 Величина утечки через затвор
арматуры Qi, см3/мин, рассчитывается по формуле
(1)
где Qycт - норма
герметичности затвора, устанавливающая допустимую утечку через затвор
при приемо-сдаточных испытаниях по ГОСТ 9544.
При Qycт = 0, в формулу (1) следует
подставлять величину погрешности измерения утечки;
K - относительная норма
герметичности затвора в процессе эксплуатации в зависимости от типа затвора по
СТ ЦКБА 068 (плоский, ножевой, конический), числа циклов срабатывания, диаметра
номинального DN и давления рабочей среды Рр;
m - коэффициент, учитывающий температуру
рабочей среды;
Q2 - величина утечки среды через
затвор вследствие гидроабразивного износа.
Лист
6
3.3 Относительная норма
герметичности K рассчитывается по формуле
(2)
где Qi - герметичность затвора после i-го
числа циклов срабатывания. Численные значения относительной нормы герметичности
K в зависимости от
циклов срабатывания рассчитываются по формуле
(3)
где Kni - относительная норма герметичности
для всех типов затворов. Численные значения в зависимости от давления рабочей
среды должны соответствовать:
До 0,1 МПа (1,0 кгс/см2)
- таблице 1;
От 0,1 до 0,4 МПа (1,0 - 4,0
кгс/см2)
- таблице 2;
От 0,4 до 4,0 МПа (4,0 - 40,0
кгс/см2)
- таблице 3;
От 4,0 до 10,0 МПа (40,0 - 100,0
кгс/см2)
- таблице 4;
От 10,0 до 20,0 МПа (100,0 - 200,0
кгс/см2)
- таблице 5,
Kn -
относительная норма герметичности для всех типов затворов. Численные значения
указаны в таблице 6;
KТ - относительная норма герметичности в
зависимости от типа затвора. Численные значения приведены:
а) для затворов типа I - в таблице 7;
б) для затворов типов II, IV, V - в таблице 8;
в) для затворов типа III - в таблице 9;
Лист
7
Зависимость коэффициента m
от температуры рабочей среды приведена на рисунке 1.
3.4 Величина утечки через затвор
вследствие гидроабразивного износа Q2, м3/с,
рассчитывается по формуле
(4)
где D -
средний диаметр уплотнения затвора, м;
h2 - средняя
величина зазора, образовавшегося вследствие гидроабразивного износа, м;
ΔР - избыточное давление рабочей среды, МПа;
η - динамический коэффициент вязкости
испытательной среды, Па∙с;
В - ширина уплотнительной поверхности, м.
Средняя величина зазора h2, м, рассчитывается по формуле
(5)
где V -
скорость потока рабочей среды в затворе, м/с;
ρ - плотность абразивных частиц, кг/м3;
Δτ - время эксплуатации затвора в
открытом положении, с;
Z - процент абразива, содержащийся в объеме среды;
N - ресурс затвора при заданной удельной нагрузке на
уплотнение, цикл;
q - ускорение свободного падения, м/с2;
НВ - твердость по Бринеллю, кг/м2;
D - средний диаметр уплотнения, м.
Величина утечки через затвор арматуры, определенная по
приведенной методике, в случае превышения утечки, может уточняться по
результатам испытаний арматуры, регламентированной исходными требованиями на
разработку арматуры.
Пример расчета приведен в приложении А.
Лист
13
Приложение
А
(Справочное)
Пример
расчета герметичности затвора в процессе эксплуатации
1 Задача расчета - определение величины утечки через
затвор.
2 Исходные данные:
Тип затвора
III
(ножевой)
Диаметр номинальный DN
50
Средний диаметр уплотнения
затвора D, м
5∙10-2
Ширина уплотнения в, м
5∙10-4
Твердость материала уплотнения НВ,
кг/м2
43∙107
Число циклов наработки, цикл
1000
Время эксплуатации Δτ,
с
31∙106
Исходная норма герметичности, Qycт.,
см3/мин
1,5
Рабочая среда
вода
Давление рабочей среды Рр,
МПа
4,0
Температура рабочей среды t,
°С
90
Плотность абразивных частиц
ρ, кг/м3
2,6∙103
Процент абразива содержащийся в
объеме Z, м3
15∙10-10
Скорость потока среды через затвор
V, м/с
1
Испытательная среда
воздух
Давление испытательной среды
ΔР, МПа
0,6
Вязкость испытательной среды η,
Па∙с
1,84∙10-4
3 Расчет
3.1 Рассчитываем среднюю
величину зазора, образовавшегося вследствие гидроабразивного износа, по формуле
(А.1)
Лист 14
3.2 Рассчитываем утечку через
затвор вследствие гидроабразивного износа по формуле
(А.2)
3.3 Рассчитываем относительную норму герметичности по
формуле
(А.3)
где KТ
= 0,798 по таблице 9
Kni = 0,909 по таблице 3
Kn = 0,907 по
таблице 7
3.4 По графику рисунка 1 определяем m для
температуры 90 °С
m = 1,05
3.5 Рассчитываем утечку через
затвор Qi, см3/мин, по формуле
(А.4)
4 Заключение
Утечка через затвор составляет Qi =
2,76 см3/мин удовлетворяет (не удовлетворяет) разработчика затвора.