API 607: огневые испытания арматуры с мягкими сёдлами

API 607 называется Fire Test for Quarter-turn Valves and Valves Equipped with Nonmetallic Seats. Его задача: показать, что кран с мягким седлом после пожара на линии сохраняет прочность корпуса, держит среду внутри в допустимых пределах и поворачивается. Само мягкое седло в огне выгорает, и плотность после пожара держит вторичное металлическое седло, графитовые уплотнения штока и разъёма.

Восьмое издание 2022 года расширило область на металлические сёдла

Действующее восьмое издание API Std 607 вышло 1 октября 2022 года и заменило седьмое издание 2016 года (каталог normdocs.ru, normservis.sk). Седьмое издание охватывало четвертьоборотную арматуру и арматуру с неметаллическими сёдлами. В восьмом прямо названы четвертьоборотные краны с металлическими или неметаллическими сёдлами и другая арматура с неметаллическим седлом.

Приводы стандарт по-прежнему не испытывает, кроме ручных редукторов и подобных механизмов, входящих в состав крана. Электрический, пневматический или гидравлический привод на огнестойком кране защищают отдельно, и это требование пишут в листе данных на кран.

История документа объясняет, почему в старых паспортах встречаются разные ссылки. По обзору Valve Magazine четвёртое издание 1994 года впервые ввело испытание мягкосидящих кранов при пониженном давлении, пятое 2004 года выходило вместе с ISO 10497, шестое и седьмое были в основном редакционными.

Испытание идёт семью этапами на воде

Порядок удобно смотреть по открытому протоколу испытания шарового крана NPS 2 класса 150 по восьмому изданию, выданному TÜV SÜD в 2024 году (протокол Crane-Xomox, PDF). Кран и систему до крана заполняют водой, полость за краном оставляют сухой и проверяют систему на плотность. Затем под давлением зажигают пламя, держат 30 минут при температуре пламени 750–1000 °C и собирают воду, прошедшую через затвор и наружу.

После горения кран охлаждают водой до температуры ниже 100 °C, по требованию стандарта не дольше 10 минут. Затем мерят утечку через затвор при низком давлении, поворачивают кран против перепада в открытое положение и обратно, снова мерят утечку и в конце проверяют наружную утечку при высоком давлении в открытом положении. Термопары стоят в пламени и на корпусе, рядом с краном размещают калориметрические кубы.

Нормы утечки задаёт таблица по размеру крана

Допустимая утечка в API 607 зависит от размера крана и берётся из таблицы 1 стандарта. В протоколе для NPS 2 класса 150 указаны такие требования и результаты:

Для другого размера крана цифры другие, поэтому значения протокола переносить на кран DN 100 или DN 200 нельзя. Важнее сама логика: через затвор при горении допускается утечка в несколько раз больше, чем после охлаждения, потому что мягкое седло в огне выгорает, а металлический контакт шара с седлом или кромкой корпуса садится только при остывании.

Сколько длится огневое испытание по API 607?

Огневое испытание крана по API 607 длится 30 минут горения при температуре пламени от 750 до 1000 °C, затем кран охлаждают водой до температуры ниже 100 °C не дольше чем за 10 минут. После охлаждения проверяют утечку через затвор при низком давлении, поворачивают кран и проверяют наружную утечку при высоком давлении. Подготовка стенда и заполнение водой во время горения не входят.

Квалификация переходит на соседние размеры и классы

Испытывать каждый размер не требуется. Таблицы 3 и 4 стандарта распространяют результат на группу размеров и классов давления. В том же протоколе кран NPS 2 класса 150 квалифицирует краны той же конструкции размеров 2 дюйма и меньше, 2½, 3 и 4 дюйма классов 150 и 300. Масса квалифицируемого крана с другими концами по п. 7.1 должна быть больше массы испытанного или не меньше 75 % от неё.

Главное ограничение в п. 7: квалификация действует только для кранов той же базовой конструкции с теми же неметаллическими материалами в четырёх местах. Это уплотнение седла по шару или диску, уплотнение седла в корпусе, уплотнение штока и уплотнение разъёма корпуса. Обзор Valve Magazine отмечает и физику: в кранах 2 дюйма и меньше материал седла в огне выгорает полностью, в кранах 6 дюймов и больше остаётся достаточно для уплотнения, а самые трудные размеры 3–4 дюйма.

Огнестойкость держат четыре неметаллические детали

Для изготовителя деталей четыре узла из п. 7 означают четыре позиции в спецификации огнестойкого крана:

1. Кольца седла из PTFE, наполненного фторопласта, PEEK или другого термопласта. Они дают класс герметичности в нормальной работе и выгорают при пожаре.
2. Уплотнение седла в корпусе: кольцо круглого сечения или прокладка за седлом. В огнестойком исполнении здесь обычно графит или металлографит.
3. Уплотнение штока: сальниковые кольца из терморасширенного графита, часто вместе с кольцами из PTFE для низкого момента.
4. Прокладка разъёма корпуса: графитовая, спирально-навитая с графитом или иная, указанная в КД.

Если любая из этих позиций меняется по марке или по конструкции, протокол API 607 к крану уже не относится. Отсюда требования к поставке: марка материала в сертификате, неизменная геометрия по ревизии чертежа, партия с прослеживаемостью до сырья.

Замена материала седла без испытания ломает квалификацию

Частая ситуация на заводе: серийная поставка колец седла из определённой марки наполненного фторопласта прерывается, снабжение находит похожую марку другого изготовителя по меньшей цене. По размерам кольцо то же, и стенд по ГОСТ 33257 или API 598 кран проходит. Но огнестойкость испытывали с прежним материалом, и новый наполнитель иначе ведёт себя в огне: по-другому выгорает, оставляет другой зольный остаток, иначе деформирует посадочное место.

Решение принимает конструктор вместе со службой качества, а не снабжение. Обычную партию кранов принимают по программе испытаний арматуры по ГОСТ 33257, а для огнестойкого исполнения к нему добавляется проверка, что материал деталей из п. 7 совпадает с испытанным образцом.

Можно ли заменить кольца седла огнестойкого крана аналогом?

Кольца седла огнестойкого крана по API 607 можно заменить аналогом той же марки материала и той же геометрии по ревизии чертежа, подтверждённой сертификатом на материал. Если марка фторопласта, наполнитель или конструкция кольца другие, квалификация по п. 7 стандарта на такой кран не распространяется, и решение о новом огневом испытании принимает изготовитель крана. Для ремонта на месте это означает заказ колец по исходной КД.

Данные для заказа колец и прокладок огнестойкого крана

Чтобы изготовитель деталей рассчитал кольца и прокладки для огнестойкого крана с первого раза, в заявку переносят:

• тип крана, размер и класс, номер протокола огневого испытания, на который опирается серия;
• позицию детали по п. 7: седло, уплотнение седла в корпусе, шток, разъём;
• марку материала из испытанного образца и требование к сертификату на неё;
• чертёж с ревизией или образец детали из испытанного крана;
• рабочую среду, температуру и класс герметичности в нормальной работе;
• количество на серию и годовой расход, график поставок.

Если марку материала заказчик не задаёт и просит подобрать, это предложение изготовителя деталей. Его записывают в КП отдельно и до серии подтверждают испытанием крана у изготовителя арматуры, а не стендом изготовителя колец.

Кольца сёдел и прокладки для огнестойких кранов делают по КД

Наша компания производит детали для трубопроводной арматуры: кольца из фторопласта и наполненного фторопласта мехобработкой, кольца из PEEK, прокладки по чертежу и уплотнительные кольца. Серию делают по чертежу с фиксированной маркой материала, для ремонтного фонда кольца можно повторить по образцу из снятого крана, если известна марка. Заказ возможен от одной штуки, минимальная сумма 9 000 ₽ с НДС.

Огнестойкость собранного крана подтверждает только огневое испытание у изготовителя арматуры. Изготовитель колец отвечает за марку, размеры и прослеживаемость партии, поэтому в карточке детали держат ссылку на протокол API 607, ревизию чертежа и марку материала.