Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative.
This standard is prepared in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009.
This standard has been redrafted and modified in relation to ISO 15848-1:2015 Industrial valves - Measurement, test and qualification procedures for fugitive emissions - Part 1: Classification system and qualification procedures for type testing of valves.
Technical differences have been made with respect to ISO 15848-1:2015, and corresponding technical differences and their reasons are as follows:
a) the adjustments of technical deviations are made for the normative references in this standard so as to adapt to the technical conditions of China. The adjustments are mainly reflected in Clause 2 "Normative references", with the specific adjustments as follows:
? ISO 5208 has been replaced by GB/T 13927, which is modified in relation to the international standard (see 5.1.1);
? EN 13185:2001 has been deleted (the necessary content has been elaborated in the standard);
? GB/T 21465 has been added for reference (see Clause 3).
b) some terms in Clause 3 of ISO 15848-1:2015, already specified in GB/T 21465, have been deleted, and the terms and definitions of "static test" and "mechanical cycle test" appearing in the text have been added.
c) the abbreviation "Mair" in Clause 4 of ISO 15848-1:2015 which is not used in this standard has been deleted, and CC and other abbreviations that appeared in this standard have been added.
d) the allowable values and parameters with Pa·m3·s-1 as the unit for leak rate in Table 1, A.1.7, A.2.7, Table C.1 and Table C.2 of ISO 15848-1:2015 have been converted to meet the practical needs of China.
e) description on valve product marking in the 6.6 of ISO 15848-1:2015 "ISO FE...-ISO 15848-1" has been changed to "GB FE...-GB/T 40079", and test pressure unit "bar" has been converted to the pressure unit "MPa" to meet the practical needs of China.
?
The following editorial changes are made in this standard:
——the standard name is changed to "Classification system and qualification procedures for fugitive emission type testing of valves".
——the standards ISO 15848-1:2015+Al: 2017 are included.
——the original references have been deleted, as the original standard only cited some concepts, which have been expressed in this standard.
This standard was proposed by China Machinery Industry Federation.
This standard is under the jurisdiction of National Technical Committee on Valve of Standardization Administration of China (SAC/TC 188).
Classification system and qualification procedures for fugitive emission type testing of valves
1 Scope
This standard specifies the type test requirements for valves used for fugitive fluids, as well as classification system and qualification procedures for fugitive emission type testing of valves.
It specifies testing procedures for evaluation of external leakage of valve stem seals (or shaft) and body joints of isolating valves and control valves intended for application in volatile air pollutants and hazardous fluids.
End connection joints, vacuum application, effects of corrosion, and radiation are excluded from this standard.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition (including any amendments) applies.
GB/T 13927 Industrial valves - Pressure testing
GB/T 21465 Terminology for valves
3 Terms and Definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 21465, as well as the following definitions, apply.
3.1
body seals
any seal in pressure containing part except stem (or shaft) seals
3.2
concentration
ratio of test fluid volume to the gas mixture volume measured at the leak source(s) of the test valve
?
Note: the unit of concentration is a dimensionless unit (volume per million or volume fraction is 1×10-6), expressed in ppmv.1 ppmv = 1 mL/m3 = 1 cm3 /m3.
3.3
control valve
power operated device which changes the fluid flow rate in a process control system
Note: The device consists of a valve connected to an actuator that is capable of changing the position of a closure member in the valve in response to a signal from the controlling system.
3.4
fugitive emission
chemical or mixture of chemicals, in any physical form, which represents an unanticipated or spurious leakage from equipment on an industrial site
3.5
leakage
loss of the test fluid through the stem (or shaft) seal or body seal(s) of a test valve under the specified test conditions
Note: Leakage is generally expressed as a concentration or a leak rate.
3.6
leak rate
mass flow rate of the test fluid per unit length
Note: The leak rate can be expressed in milligrams per second millimeter (mg·s-1·mm-1) through stem seal system or volumetric flow rate of the test fluid, expressed in millibar liters per second millimeter (mbar·L·s-1·mm-1) through stem seal system.
3.7
local leakage
measurement of the test fluid leakage using a sniffer probe at the leak source point
3.8
mechanical cycle of control valve
for linear/rotary control valves, test cycles performed at 50% of stroke/angle with an amplitude of ± 10% of full stroke/angle
3.9
mechanical cycle of isolating valve
motion of a valve obturator moving from fully closed position to fully opened position, and returning to fully closed position
3.10
isolating valve
valve intended for use principally in the closed or open position which can be power actuated or manually operated
3.11
performance class
level of the performance composed of tightness class, endurance class and temperature class of a test valve
Note: The performance classes are defined in Clause 6.
3.12
room temperature
temperature in the range of +5°C to +40°C prior to the test
3.13
stem seal
shaft seal
component(s) installed around the valve stem (or shaft) to avoid leakage of internal fluids to atmosphere
3.14
test pressure
pressure used for testing the valve
Note: Unless otherwise specified, test pressure is the rated pressure specified at the test temperature and the shell material of a test valve in the relevant standards.
3.15
test temperature
fluid temperature selected for the test as measured inside the test valve
Note: The test temperature is given in Table 5.
3.16
thermal cycle
change of the temperature from the room temperature to the specified test temperature and return to room temperature
3.17
total leakage
collection of leakage of the test fluid at the leak source using an encapsulation method
3.18
type test
test conducted to establish the performance class of a valve
3.19
static test
test conducted under the specified temperature and test pressure to test the sealing performance of the valve stem without operating the valve
3.20
mechanical cycle test
test conducted under the specified temperature and test pressure to test the sealing performance of the valve stem by completing a specified number of switching (or adjustment) operations on the valve
4 Abbreviations
For the purposes of this document, the following abbreviations apply.
AH: fugitive emission Class A with Helium.
AM: fugitive emission Class A with Methane.
BH: fugitive emission Class B with Helium.
BM: fugitive emission Class B with Methane.
CC: mechanical-cycle classes for control valves.
CH: fugitive emission Class C with Helium.
CM: fugitive emission Class C with Methane.
CO: mechanical-cycle classes for isolating valves.
FE: fugitive emission.
GB: National Standard of the People's Republic of China.
RT: room temperature.
SSA: stem seal adjustment.
tRT(100°C): test temperature is 100°C, the valve is qualified at tRT.
Foreword i
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and Definitions
4 Abbreviations
5 Type tests
5.1 Test conditions
5.2 Test procedure
6 Performance classes
6.1 Classification criteria
6.2 Tightness classes
6.3 Endurance classes
6.4 Temperature classes
6.5 Examples of class designation
6.6 Examples of marking
7 Reporting
8 Extension of qualification to untested valves
Annex A (Normative) Total leak rate measurement
Annex B (Normative) Sniffing method
Annex C (Informative) Leak rate conversion (helium)
閥門逸散性試驗分類和鑒定程序
1 范圍
本標準規定了逸散性介質用閥門的型式試驗要求，以及逸散性試驗分類和鑒定程序。
本標準適用于介質將會產生揮發性污染氣體或危險性流體介質的截斷閥和控制閥，規定了閥桿密封及閥體密封部位外漏評定的試驗程序。
本標準不適用于閥門端部連接處泄漏，以及真空、腐蝕和輻射工況。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 13927 工業閥門 壓力試驗
GB/T 21465 閥門 術語
3 術語和定義
GB/T 21465界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1
閥體密封 body seals
閥門上除了閥桿密封以外的任何承壓部位的密封。
3.2
濃度 concentration
在試驗閥門泄漏源上被測量出的試驗介質體積和氣體混合物體積的比率。
注：濃度的單位是一個無量綱單位(百萬分體積含量或體積分數為1×10－6)，以ppmv表示。
1ppmv＝1mL/m3＝1cm3/m3。
3.3
控制閥 control valve
過程控制系統中能改變流體流量的動力操作裝置。
注：該裝置由閥門及其連接的執行機構組成。其中，執行機構可根據控制系統信號改變閥門啟閉件的位置。
3.4
逸散性 fugitive emission
工業場所設備發生的非預期或不易察覺的，任何物理形態的任意化學品或化學品混合物的泄漏。
3.5
泄漏 leakage
在規定試驗條件下，所發生的通過被試驗閥門的閥桿或閥體密封處逸出試驗介質的過程。
注：一般用濃度或泄漏率表示。
3.6
泄漏率 leak rate
單位長度內試驗介質泄漏的速率。
主：可用試驗介質的質量流量表示，單位為毫克每秒毫米(mg·s－1·mm－1)；也可用試驗介質的體積流率表示，單位為毫巴升每秒毫米(mbar·L·s－1·mm－1)。
3.7
局部泄漏 local leakage
在泄漏源處采用吸槍測量試驗介質泄漏。
3.8
控制閥的機械循環 mechanical cycle of control valve
直線/旋轉運動的控制閥，在閥門行程50％的位置，保持振幅量為±10％全行程的運動過程。
3.9
截斷閥的機械循環 mechanical cycle of isolating valve
閥門啟閉件從全關位置運動到全開位置，然后回到全關位置的運動過程。
3.10
截斷閥 isolating valve
在使用時，基本處于開啟或關閉狀態，可使用動力驅動或手動驅動的閥門。
3.11
性能等級 performance class
由密封等級、耐久等級、溫度等級組成的試驗閥門的性能水平。
注：具體分級準則規定詳見第6章。
3.12
室溫 room temperature
試驗前，控制在＋5℃～＋40℃的試驗環境溫度。
3.13
閥桿密封 stem seal
閥軸密封 shaft seal
為防止閥門內部介質泄漏到大氣中所安裝在閥桿或閥軸周圍的部件。
3.14
試驗壓力 test pressure
試驗閥門使用的壓力。
注：除有其他特殊規定，一般根據相關標準規定的殼體材料在相應溫度下的額定壓力。
3.15
試驗溫度 test temperature
閥門內部試驗流體的溫度。
注：溫度范圍可以按照表5選擇。
3.16
熱循環 thermal cycle
溫度從室溫到指定試驗溫度，再返回室溫的循環。
3.17
總泄漏 total leakage
在泄漏源周圍，用密閉措施收集到的試驗介質的泄漏總量。
3.18
型式試驗 type test
評估試驗閥門性能等級的試驗。
3.19
靜態試驗 static test
在指定溫度和試驗壓力下，不對閥門進行操作，僅測試閥桿密封性能的試驗。
3.20
機械循環試驗 mechanical cycle test
在指定溫度和試驗壓力下，對閥門進行指定次數的開關(或調節)操作，操作完畢后測試閥桿密封性能的試驗。
4 縮略語
下列縮略語適用于本文件。
AH：以氦氣作為試驗介質，逸散測試結果滿足密封A級(fugitive emission Class A with Helium)
AM：以甲烷作為試驗介質，逸散測試結果滿足密封A級(fugitive emission Class A with Methane)
BH：以氦氣作為試驗介質，逸散測試結果滿足密封B級(fugitive emission Class B with Helium)
BM：以甲烷作為試驗介質，逸散測試結果滿足密封B級(fugitive emission Class B with Methane)
CC：控制閥耐久等級(mechanical-cycle classes for control valves)
CH：以氦氣作為試驗介質，逸散測試結果滿足密封C級(fugitive emission Class C with Helium)
CM：以甲烷作為試驗介質，逸散測試結果滿足密封C級(fugitive emission Class C with Methane)
CO：截斷閥耐久等級(mechanical-cycle classes for isolating valves)
FE：逸散性(fugitive emission)
GB：中華人民共和國國家標準
RT：室溫(room temperature)
SSA：閥桿密封部位調整(stem seal adjustment)
tRT(100℃)：逸散性泄漏試驗溫度等級為RT(室溫)級別，試驗溫度100℃(test temperature is 100℃，the valve is qualified at tRT)
5 型式試驗
5.1 試驗條件
5.1.1 試驗閥門要求
確保試驗閥門組裝完整。
試驗閥門應從常規生產閥門中隨機挑選。閥門應通過GB/T 13927或其他相關標準規定的常規試驗，且應在涂漆前進行試驗。
為測量閥桿密封系統泄漏所做的額外密封揩施是允許的，但確保不影響閥門密封性能。
確保閥門內部干燥，無潤滑劑。保持試驗設備與閥門的清潔度，無水、無油、無塵。試驗前可以更換填料；如需更換，應在閥門制造商的指導下進行。
如果試驗閥門配有可調閥桿密封，應在試驗前根據制造商的說明書進行調整，并記錄在第7章要求的試驗報告中。
閥門制造商可根據閥門實際情況選擇合適的執行機構。
5.1.2 試驗介質
試驗介質為體積純度不低于97％的氦氣或者為體積純度不低于97％的甲烷氣體，在整個試驗過程中應使用同一種試驗介質。
5.1.3 試驗溫度
閥門的機械循環應在室溫下或分段在室溫和選定的溫度(不同于室溫)下進行(見5.2.4.1)。
每次泄漏檢測都需要記錄測試溫度。
5.1.4 溫度測量
應根據圖1測量試驗閥門三個部位的溫度，并記錄在測試報告中。
a)測量點1用于確定試驗溫度。
b)測量點2作為參考溫度。如使用保溫材料，應詳細記錄在試驗報告中。
c)測量點3用于確定閥門外部近閥桿密封部位的溫度，作參考之用。
d)測量點4是一個可選溫度點。在測量點1無法實現時，可以使用測量點4代替(使用加熱元件伸入盲法蘭加熱閥門的情況除外)。
應在測量點1、2、3(4)上所有的溫度達到穩定后，才能進行泄漏檢測，溫度示意圖見圖2和圖3，測量點3至少穩定10min后才能檢測泄漏。
應控制各溫度點的變化不超過±5％。
說明：
1——測量點1：流體通道的溫度測量點(T1)；
2——測量點2：閥體的溫度測量點(T2)；
3——測量點3：填料函部位的溫度測量點(T3)；
4——測量點4：可代替測量點1的流體通道的溫度測量點(T1)。
圖1 溫度測量位置示意圖
說明：
Ttest——試驗溫度，℃； t——時間；
T1——流道溫度，測量點1的穩定溫度； t0——測量點3溫度達到穩定時的時間點；
T2——閥體溫度，測量點2的穩定溫度； t0＋10min——開始機械循環的時間點。
T3——填料函溫度，測量點3的穩定溫度；
圖2 溫度穩定示意圖(從閥門內部加熱或降溫時)
說明：
Ttest——試驗溫度，℃； t——時間；
T1——流道溫度，測量點1的穩定溫度； t0——測量點3溫度達到穩定時的時間點；
T2——閥體溫度，測量點2的穩定溫度； t0＋10min——開始機械循環的時間點。
T3——填料函溫度，測量點3的穩定溫度；
圖3 溫度穩定示意圖(從閥門外部加熱或降溫時)
5.1.5 泄漏測量
5.1.5.1 閥桿密封部位檢漏
檢測泄漏時，閥門應處在部分開啟位置，并在閥桿靜止狀態下進行。
總泄漏檢測方法(真空法或包裹法)依據附錄A進行。
局部泄漏檢測方法(吸槍法)依據附錄B進行。
5.1.5.2 閥體密封部位檢漏
根據附錄B所述步驟，利用吸槍法進行局部泄漏檢測。
試驗前，對閥門連接端進行泄漏檢測和評估，確保閥體密封評估結果不受影響。
5.1.5.3 泄漏檢測記錄
泄漏檢測結果應記人報告中，見第7章。
5.2 試驗程序
5.2.1 安全要求
試驗使用的高壓氣體存在潛在的危險性，需要做好安全防護。如果使用甲烷(CH4)，則需要結合使用的溫度和壓力，評估甲烷氣體的可燃點。
5.2.2 試驗設備
試驗設備應滿足以下要求：
a)施加試驗壓力，確保試驗壓力在公稱壓力±5％以內；
b)對閥門進行機械循環；
c)加熱或冷卻試驗閥門，保溫范圍為試驗溫度的±5％，且溫度差不應超過15℃，溫度變化期間不得進行開關循環；
d)測量和記錄時間、壓力、溫度、泄漏和閥門機械循環的持續時間；
e)測量和記錄閥門開關的驅動力或扭矩；
f)如果適用，測量和記錄閥桿密封系統的載荷。
5.2.3 閥桿密封部位調整(SSA)
5.2.3.1 閥桿密封調整次數
型式試驗過程中，如果閥桿泄漏超出表1或表3規定的密封等級，按圖4、圖5和圖6進行的每個評估階段只允許對閥桿密封進行一次機械調整(如下示例)。
最大重新緊固力或扭矩應在型式試驗前確定。
示例：
CC1/CO1，最多調整1次。
CC2/CO2，最多調整2次。
CC3/CO3，最多調整3次。
5.2.3.2 閥桿密封調整后試驗失敗處理
若閥桿密封在按要求調整后，檢測結果仍不能達到要求的密封等級，或不能繼續進行機械循環操作，試驗應終止。根據情況，可降低密封等級和耐久等級后再對試驗閥門進行評估。
5.2.3.3 閥桿密封調整次數記錄
在報告中記錄閥桿密封調整總次數，并按“SSA1”“SSA2”“SSA3”等性能等級進行標識。
5.2.4 試驗描述
5.2.4.1 總則
試驗要求如下所列。
a)試驗閥門按制造商的要求安裝固定在試驗臺上。
b)閥桿應豎直向上安裝。如要求非豎直方向，則以閥桿水平方向安裝。
c)試驗開始前，根據生產廠家說明書對閥門所有密封件進行適當調整。對于閥桿密封用填料的閥門，需要在試驗開始前和每次閥桿密封調整后，測量和記錄填料壓板螺栓的旋緊扭矩，如果有調整，每次調整后的扭矩也應進行記錄。
d)目標循環次數及機械循環和熱循環的組合應根據圖4、圖5和圖6規定的耐久等級來選擇。
e)分別單獨測量閥桿密封部位與閥體密封部位，如果閥門不允許，分別按附錄A和附錄B同時測量兩個部位的總漏率。
f)除了按5.2.4.2和5.2.4.3提出的操作方法外，也可以按照生產廠家提出的其他辦法進行閥門的操作，需要在報告中記錄閥門開啟、關閉和停頓的時間。采取的循環方法至少應能代表閥門的實際使用工況。
g)試驗開始和結束時，或者在閥桿密封系統調整之后，測量和記錄閥門開啟扭矩和關閉扭矩。
5.2.4.2 截斷閥的機械循環
除非制造商另有規定，試驗閥門機械循環的最小密封力或力矩為0.6MPa壓差的空氣或惰性氣體產生的力或力矩。
不需要對上密封進行機械循環和試驗。
5.2.4.3 控制閥的機械循環
閥桿是線性運動的，線速度范圍在1mm/s～5mm/s；閥桿是旋轉運動的，角速度范圍在1°/s～5°/s。
執行機構操作閥門，應只承受作用在閥桿上的壓力和摩擦力(力矩)，該值應記錄下來。
5.2.4.4 室溫下首次試驗(試驗1)
試驗程序如下所列：
a)使用試驗介質對閥門進行加壓，加壓壓力應根據相關標準規定；
b)試驗壓力穩定后，需要從閥桿密封和閥體密封部位測量泄漏量，試驗方法根據附錄A和附錄B進行；
c)在試驗報告中記錄試驗結果。
5.2.4.5 室溫下機械循環試驗(試驗2)
試驗程序如下所列：
a)在室溫下，閥門在保持試驗壓力的情況下進行機械循環；
b)機械循環完畢，按附錄A操作方法，僅對閥桿密封進行測試；
c)在報告中記錄試驗結果；
d)如果耐久等級是CO1和CC1，按圖4和圖6重復測試。
5.2.4.6 試驗溫度下靜態試驗(試驗3)
試驗程序如下所列：
a)使用試驗介質對閥門進行加壓，加壓到相關標準規定的對應溫度的試驗壓力。同時，應注意加壓過程中的安全風險；
b)試驗壓力穩定后，調整閥門溫度到選擇的試驗溫度，確保試驗壓力不超過相應標準規定值；
c)當試驗溫度穩定在±5％的范圍內且最大不超過15℃后，根據附錄A對閥桿部位進行密封測試；
d)在報告中記錄試驗結果；
e)如果耐久等級是CO1和CC1，按圖4和圖6重復測試。
5.2.4.7 試驗溫度下機械循環試驗(試驗4)
試驗程序如下所列：
a)在試驗溫度下，閥門在保持試驗壓力的情況下進行機械循環；
b)機械循環完畢，只需要對閥桿密封進行測試，操作方法按照附錄A；
c)在報告中記錄試驗結果；
d)如果耐久等級是CO1和CC1，按圖4和圖6重復測試。
5.2.4.8 室溫下的中間靜態試驗(試驗5)
試驗程序如下所列：
a)調節閥門溫度至室溫，不準許對閥門進行人為冷卻或加溫；
b)當閥門溫度穩定后，只需要對閥桿密封進行測試，操作方法按照附錄A；
c)在報告中記錄試驗結果。
5.2.4.9 室溫下的最終試驗(試驗6)
試驗程序如下所列：
a)調節閥門溫度至室溫，不準許對閥門進行人為冷卻或加溫；
b)當閥門溫度穩定后，需對閥桿密封和閥體密封部位進行測試，操作方法分別按附錄A和附錄B；
c)在報告中記錄試驗結果。
5.2.4.10 試驗后檢驗
試驗成功完成后，需要對閥門進行解體并對所有密封元件進行目視檢測，記錄明顯的磨損以及其他重要的發現，供參考。
5.2.4.11 合格評定要求
試驗后的閥門應滿足以下2個條件才能滿足要求：
——試驗程序的每一步都滿足目標性能等級要求；
——經驗證，所有的泄漏檢測結果都低于或者等于目標性能等級的規定值。
