閥門是石油化工裝置管道(dào)系統中的(de)重要組成部件，其種類多、數量大，是裝置中主要洩漏源之一(yī)，因此對閥門的(de)洩漏要求至關重要。閥門密封性能是指閥門各密封部位阻止介質洩漏的(de)能力。
閥門的(de)主要密封部位有：啓閉件與閥座間的(de)吻合面、填料與閥杆和(hé)填料函的(de)配合、閥體與閥蓋的(de)連接處。頭一(yī)處的(de)洩漏叫內(nèi)漏，它直接影響閥門截斷介質的(de)能力和(hé)設備的(de)正常運行。後兩處的(de)洩漏叫外漏，即介質從閥內(nèi)洩漏到閥外，它直接影響安全生産，造成工作介質損失和(hé)企業經濟損失、環境污染，嚴重時會造成生産事故。特别對于高(gāo)溫高(gāo)壓、易燃易爆、有毒或腐蝕性的(de)介質，閥門的(de)外漏根本是不允許的(de)，因其所造成的(de)後果比內(nèi)漏更為(wèi)嚴重，因此閥門必須具有可(kě)靠的(de)密封性能，滿足其使用工況對洩漏量的(de)要求。
1 我國閥門密封等級分類标準
目前我國比較常用的(de)閥門密封等級分類标準主要有以下兩種。
1．1 中國國家标準對閥門密封等級的(de)分類國家标準GB／T 13927《工業閥門壓力試驗》。
1．2 中國機械行業标準對閥門密封等級的(de)分類機械行業标準JB／T 9092《閥門的(de)檢驗與試驗》。
2 國際上閥門密封等級分類标準
目前圍際上比較常用的(de)閥門密封等級分類标準主要有以下五種。
2．1 前蘇聯對閥門密封等級的(de)分類
為(wèi)了按閥門的(de)密封程度和(hé)規定的(de)用途選擇産品，按密封程度對閥門進行了分類。
2．2 國際标準化組織對閥門密封等級的(de)分類
國際标準化組織标準ISO5208《工業閥門金屬閥門的(de)壓力試驗》。
2．3 美國石油協會(APl)對閥門密封等級的(de)分類美國石油協會标準API 598--2004《閥門的(de)檢查和(hé)試驗》。
2．4 美國閥門和(hé)管件工業制造商标準化協會(MSS)對閥門密封等級的(de)分類美國閥門和(hé)管件工業制造商标準化協會标準《鋼制閥門的(de)壓力試驗》MSS SP61允許的(de)閥門洩漏量要求如(rú)下：
(1)在閥門密封副中有一(yī)個密封面使用塑料或橡膠的(de)情況下，在密封試驗的(de)持續時間內(nèi)應無可(kě)見洩漏。
(2)關閉時每一(yī)側的(de)****允許洩漏量應是：液體為(wèi)公稱尺寸(DN)每毫米、每小時0．4毫升；氣體為(wèi)公稱尺寸(DN)每毫米、每小時120毫升。
(3)止回閥允許的(de)洩漏量可(kě)增大4倍。
2．5 美國國家标準／美國儀表協會标準(ANSI／FCI)對控制閥密封等級的(de)分類
美國國家标彬美國儀表協會标準ANSI／FCI70-2(ASME B16．104)《控制閥閥座洩漏》。
2．6 歐盟标準對閥門密封等級的(de)分類
歐洲标準EN 12266—1《工業閥門閥門的(de)試驗》第l部分。壓力試驗、試驗方法和(hé)驗收标準-強制性要求。
3 閥門密封等級的(de)選用
3．1 國內(nèi)閥門密封等級的(de)選用
(1)2009年(nián)7月1日實施的(de)國家标準GB／T13927((工業閥門壓力試驗》是參照歐洲标準ISO 5208制訂的(de)。适用于工業用金屬閥門，包括閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥、球閥、蝶閥的(de)檢驗和(hé)壓力試驗。密封試驗的(de)分級和(hé)****允許洩漏量與ISO 5208的(de)規定相同。該标準是對GB／T13927(通用閥門壓力試驗》的(de)修訂，與GB／T13927相比，新增了AA、CC、E、EE、F和(hé)G六個等級。新版标準中規定“洩漏等級的(de)選擇應是相關閥門産品标準規定或訂貨合同中要求嚴格的(de)一(yī)個。若産品标準或訂貨合同中沒有特别規定時，非金屬彈性密封閥門按A級要求，金屬密封副閥門按D級要求⋯。”通常D級适用于一(yī)般的(de)閥門，比較關鍵的(de)閥門宜選用D級以上洩漏等級。
(2)機械行業标準JB／T 9092《閥門的(de)檢驗和(hé)試驗》是對ZB J16006的(de)修訂。密封試驗的(de)****允許洩漏量是參照美國石油協會标準API
598--1996制訂的(de)。适用于石油工業用閥門，包括金屬密封副、彈性密封副和(hé)非金屬密封副(如(rú)陶瓷)的(de)閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、止回閥和(hé)蝶閥的(de)檢驗和(hé)壓力試驗。目前GB／T 9092正在修訂中。
(3)工程設計中應注意：國家标準GB／T19672((管線閥門技術條件》是參照歐洲标準ISO 14313和(hé)美國石油協會标準API 6D制訂的(de)。國家标準GB／T 20173《石油天然氣工業管道(dào)輸送系統管道(dào)閥門》是參照歐洲标準ISO 14313制訂的(de)。GB／T 19672和(hé)GB／T 20173這兩個标準對閥門洩漏量的(de)接收準則均同ISO 5208 A級和(hé)D級要求。因此，工程設計中有高(gāo)于其标準的(de)洩漏量要求時，應在訂貨合同中給出。
3．2 國外閥門密封等級的(de)選用
(1)前蘇聯對閥門密封等級分類主要是20世紀50年(nián)代應用，随着前蘇聯的(de)解體，現大多數國家都不選用此密封等級分類，而是選用歐美标準的(de)密封等級分類。歐洲标準EN 12266—1密封等級分類符合國際标準化組織标準ISO 5208的(de)規定，但缺AA、CC和(hé)EE三個等級。ISO 5208與1999版相比，新增了AA、CC、E、EE、F和(hé)G六個等級。ISO 5208标準給出了與API 598和(hé)EN 12266标準幾個密封等級的(de)比較。
④。其他公稱尺寸密封等級的(de)比較可(kě)按口徑計算洩漏量得出。
(2)美國石油協會标準API 598是美标閥門最常用的(de)檢驗和(hé)壓力試驗标準。制造商标準MSSSP61常作“全開”和(hé)“全關”的(de)鋼制閥門的(de)檢驗，但不适用于控制閥門。美标閥門通常不選用MSS SP61檢驗。API 598适用于下列API标準制造的(de)閥門密封性能試驗：
法蘭式，凸耳，對夾式和(hé)對焊連接止回閥 API 594
法蘭、螺紋和(hé)對焊連接的(de)金屬旋塞閥 API 599
石油和(hé)天然氣工業用DNl00及以下鋼制閘閥截止閥和(hé)止回閥 API 602
法蘭和(hé)對焊連接的(de)耐腐蝕栓接閥蓋閘閥 API 603
法蘭、螺紋和(hé)對焊連接的(de)金屬球閥 API 608
雙法蘭式，凸耳和(hé)對夾式蝶閥 APl609
工程設計中應注意：API 598--2004與1996版相比，取消了對API 600((石油和(hé)天然氣工業用螺栓連接閥蓋鋼制閘閥》的(de)檢驗和(hé)壓力試驗。API 600一(yī)2001(ISO 10434--1998)标準規定閥門的(de)密封性能試驗參照ISO 5208，但标準中表17和(hé)表18的(de)洩漏量卻同API 598--1996标準的(de)規定，而不是采用ISO5208的(de)密封等級分類法。2009年(nián)9月1 13實施的(de)API 600标準中糾正了2001版中的(de)這個矛盾，規定閥門的(de)密封性能試驗按照API 598，但沒有規定版本，這又與API 598--2004相矛盾。因此，工程設計中選用API 600和(hé)其密封性能試驗API 598标準時一(yī)定要明确标準的(de)版本，确保标準內(nèi)容的(de)統一(yī)性。
(3)美國石油協會标準API 6D(ISO14313)《石油和(hé)天然氣工業一(yī)管線輸送系統一(yī)管線閥門》對閥門洩漏量的(de)接收準則是：“軟密封閥門和(hé)油封旋塞閥的(de)洩漏量不得超過ISO 5208 A級(不得有可(kě)見洩漏)，金屬閥座閥門的(de)洩漏量不得超過ISO 5208(1993)D級，但按B．4所述的(de)密封試驗，其洩漏量不能大于ISO 5208(1993)D級的(de)二倍，除另有規定。”标準中注：“特殊的(de)應用可(kě)要求洩漏量少于ISO 5208(1993)D級¨J。”因此，工程設計中有高(gāo)于其标準的(de)洩漏量要求，應在訂貨合同中給出。API 6D--2008附錄B附加試驗要求中規定了在購方規定時制造廠要作的(de)閥f J附加試驗要求。密封試驗分低(dī)壓和(hé)高(gāo)壓氣體密封試驗，以惰性氣體作為(wèi)試驗介質的(de)高(gāo)壓密封試驗将取代液體上密封試驗和(hé)液體密封試驗。依據閥門的(de)類型、口徑和(hé)壓力級别選擇密封試驗，可(kě)參考ISO 5208标準的(de)規定。對于長(cháng)輸管道(dào)GAl、工業管道(dào)GCl上的(de)閥門建議選用低(dī)壓密封試驗，可(kě)以提高(gāo)閥門的(de)合格品率。選用高(gāo)壓密封試驗時應注意彈性密封閥門經高(gāo)壓密封試驗後，可(kě)能降低(dī)其在低(dī)壓工況的(de)密封性能。應根據介質使用工況實際條件，合理(lǐ)地(dì)選用閥門密封試驗要求，可(kě)以有效地(dì)降低(dī)閥門的(de)生産成本。
(4)美國國家标影美國儀表協會标準ANSI／FCI 70-2(ASME B16．104)适用于控制閥密封等級的(de)規定。工程設計中應根據介質的(de)特性和(hé)閥
門的(de)開啓頻率等因素考慮選擇金屬彈性密封或金屬密封。金屬密封控制閥密封等級應在訂貨合同中規定。根據經驗，對于金屬密封控制閥，I、Ⅱ、Ⅲ級要求較低(dī)，工程設計中選用的(de)比較少，通常一(yī)般金屬密封的(de)控制閥最低(dī)選用Ⅳ級，比較關鍵的(de)控制閥選用V或Ⅵ級。某乙烯裝置火炬系統的(de)控制閥設計，選用了金屬密封Ⅳ級要求，運行良好。
(5)另外工程設計中應注意：API 6D規定奧氏體不鏽鋼閥門密封試驗時所使用的(de)水其氯離(lí)子(zǐ)含量不得超過30ug／g，ISO 5208和(hé)API 598均規定奧氏體不鏽鋼閥門密封試驗時所使用的(de)水其氯離(lí)子(zǐ)含量不得超過100ug／g。由于各标準要求不同，建議閥門訂貨合同中能明确密封試驗時所使用的(de)水其氯離(lí)子(zǐ)含量。
4 低(dī)洩漏閥門密封等級分類标準
低(dī)洩漏閥門是指閥門實際洩漏量很小，靠常規的(de)水壓、氣壓密封試驗已不能判定，需要借助更加先進的(de)手段和(hé)儀器來檢測的(de)微小外洩漏。閥門的(de)這種微小的(de)對外界環境的(de)洩漏稱為(wèi)低(dī)洩漏。目前國際上比較常用的(de)檢測閥門低(dī)洩漏的(de)标準主要有以下三種：
(1)美國環境保護署EPA method 21《揮發性有機組分洩漏檢測》。
(2)國際标準化組織ISO 15848(工業閥門：低(dī)洩漏測量、試驗及資格認定程序》。
(3)殼牌石油公司SHELL MESC SPE 77／312《工業閥門：低(dī)洩漏測量、分級系統、資格認定程序及開關閥和(hé)控制閥的(de)型式認可(kě)和(hé)産品試驗》。
美國環境保護署EPA Method 21标準僅規定了檢測方法而沒有洩漏等級的(de)劃分，屬于地(dì)方性标準法規，應用較少。國際标準化組織ISO 15848和(hé)殼牌石油公司SHELL MESC SPE 77／312這兩個标準，對于閥門的(de)性能，都從緊密等級、耐久等級和(hé)溫度等級三個方面進行評定。緊密等級針對閥杆和(hé)閥體密封處的(de)洩漏，分為(wèi)A，B，C三個等級，對于ISO 15848标準閥體密封處的(de)洩漏要求≤50 em3／m3，而閥杆處的(de)洩漏兩個标準均是按照閥杆的(de)直徑計算的(de)。
ISO 15848A級密封等級最高(gāo)，B，c級密封等級同SHELLMESC SPE 77／312标準。通常低(dī)洩漏閥門的(de)密封等級低(dī)于B級，而波紋管密封閥門由于在閥杆密封部位采用金屬波紋管密封，其密封等級低(dī)于A級。
5 低(dī)洩漏閥門的(de)選用
波紋管密封閥門是低(dī)洩漏閥門中的(de)一(yī)種。以往對閥門外洩漏等級有特殊要求的(de)工況一(yī)般選用波紋管密封閥門，但由于波紋管密封閥f-JJm工難度大、技術要求高(gāo)，其波紋管材料還不能完全實現國産化，成本過高(gāo)，從而制約其在石化行業中大量推廣使用。目前，随着人們的(de)安全、環保意識地(dì)不斷增強，與國外技術合作的(de)增多，以及國內(nèi)閥門制造廠自(zì)身技術力量不斷加強，國內(nèi)技術人員對于低(dī)洩漏閥門的(de)認識也不斷提高(gāo)，使其應用範圍在不斷地(dì)擴大。對石化企業中易燃易爆、有毒介質選用的(de)閥門如(rú)果能滿足低(dī)洩漏标準，這無疑将大大降低(dī)裝置中有毒、可(kě)燃易爆介質的(de)排放量，避免因閥門外漏引發火災、爆炸、中毒等危害生命安全的(de)事故發生。滿足ISO15848、SHELL MESC SPE 77／31标準的(de)低(dī)洩漏閥門與波紋管閥門相比，結構簡單，加工制造容易，其成本與通用閥門相比約高(gāo)10％～20％。根據前面對這兩個标準密封等級的(de)分析比較來看，緊密等級B級閥門的(de)洩漏量一(yī)般就能滿足某些特殊工況的(de)低(dī)洩漏要求，加工精度要求比較容易達到，制造成本增加不多，其可(kě)以代替一(yī)部分波紋管閥門的(de)使用。目前，低(dī)洩漏閥門對于硫化氫含量高(gāo)的(de)油氣田淨化系統更具有實際意義。因為(wèi)硫化氫是一(yī)種劇毒、可(kě)燃氣體，比空氣重，能在低(dī)窪地(dì)區聚集，吸入一(yī)定濃度的(de)硫化氫會傷害身體，甚至導緻死亡，因此對這類天然氣淨化設施的(de)洩漏要求更加嚴格。
6 結束語
當選取密封等級和(hé)規定的(de)允許洩漏量時應注意，在高(gāo)壓閥門中密封面間介質的(de)洩漏會引起表面侵蝕。若是有腐蝕性介質産生滲漏，在滲漏處的(de)金屬會被腐蝕，随着滲漏縫隙的(de)增大，滲漏量也會很快的(de)增加，以至使閥門報廢。因此，對于高(gāo)壓或腐蝕性介質工況工作的(de)閥門，在保證密封性方面應提出較高(gāo)的(de)要求。在輸送易燃易爆和(hé)有毒介質的(de)管道(dào)中，閥門密封面間介質的(de)洩漏可(kě)能會造成人身危害、經濟損失甚至産生事故等。因此，對于輸送易燃易爆和(hé)有毒介質的(de)閥門，應按介質的(de)危險級别合理(lǐ)地(dì)提出對密封性的(de)要求。
任何的(de)密封有時允許有微量的(de)洩漏，如(rú)果此洩漏量不起實際作用時，則可(kě)認為(wèi)是密封的(de)。閥門制造的(de)技術标準通常規定，金屬對金屬密封，在關閉狀态下進行密封性能試驗時，允許有一(yī)定的(de)洩漏量。為(wèi)了保證閥門高(gāo)的(de)密封性能，必須特别認真地(dì)研磨密封面，增加密封面上的(de)比壓，但要小于密封面材料的(de)許用比壓，同時要提高(gāo)結構的(de)剛度。通過閥門的(de)使用經驗表明，在許多情況下，對閥門的(de)密封性能提出過高(gāo)的(de)要求是不必要的(de)，因為(wèi)有些工況完全允許介質有微量洩漏，因這種洩漏量不足以影響閥門的(de)使用。相反，提高(gāo)這些閥門的(de)密封性能會使制造工藝複雜化，提高(gāo)成本，造成不必要的(de)浪費。閥門本身的(de)結構設計及制造加工對其外洩漏影響最為(wèi)明顯，低(dī)洩漏閥門對于閥門的(de)閥體、閥杆和(hé)填料函等關鍵部件的(de)設計制造加工要求更為(wèi)嚴格，例如(rú)：
(1)閥體和(hé)閥蓋的(de)質量，特别是在鍛造或鑄造時應避免其産生折疊、夾渣、氣孔、組織疏散、隐裂紋等缺陷和(hé)成分不均。
(2)閥杆和(hé)閥體連接處零件等的(de)加工質量，特别是閥杆和(hé)填料函的(de)粗糙度、閥杆的(de)直線度、閥蓋填料函孔的(de)垂直度和(hé)加工的(de)精度。
(3)閥門填料函的(de)結構選擇，由于閥杆處的(de)密封為(wèi)動密封，閥杆在轉動或滑動過程中填料容易磨損，需選用特制的(de)低(dī)洩漏填料密封及填料密封組合，并嚴格控制填料與閥杆的(de)間隙，填料與填料箱的(de)間隙。
綜上所述，閥門類型的(de)選用除了滿足工藝條件和(hé)标準規範外，還應充分考慮各種使用工況，工程設計中應力求選用的(de)閥門密封等級滿足安全、合理(lǐ)和(hé)經濟的(de)原則。
