ГОСТ 33257-2015: методы контроля и испытаний арматуры

Стенд завода-изготовителя арматуры проверяет корпус, затвор и все уплотнения сразу, в одном цикле. Если течёт крышка, сальник или кольцо штока, испытание останавливают, и вопрос сразу уходит к деталям, которые стояли в этом узле. ГОСТ 33257-2015 описывает, как именно проверяют эти места, и из его пунктов складываются требования к прокладкам, кольцам и набивке.

Стандарт с 2016 года задаёт методы для всех испытаний арматуры

ГОСТ 33257-2015 «Арматура трубопроводная. Методы контроля и испытаний» введён в России с 01.04.2016, по каталогу files.stroyinf.ru введён впервые; текст сверялся по изданию на files.stroyinf.ru. Конкретные методы и объём испытаний указывают в ТУ или программе и методике испытаний, а стандарт даёт их содержание, требования к стендам, средствам измерения, испытательным средам и критериям оценки.

Пункт 8.1.2 делит испытания на основные, дополнительные и специальные. Дополнительные включают гидравлические и акустические характеристики, показатели надёжности и безопасности; их объём по п. 8.1.3.1 устанавливают в КД по согласованию с заказчиком.

Из четырёх основных испытаний два про уплотнения

Основные испытания по п. 8.1.2: прочность и плотность материала корпусных деталей и сварных швов; герметичность относительно внешней среды по уплотнениям подвижных соединений (сальник, сильфон) и неподвижных (прокладочных и т. п.); герметичность затвора; проверка функционирования. Они обязательны при любом виде контрольных испытаний, от предварительных до эксплуатационных.

Неметаллические детали стоят во всех трёх последних проверках. Прокладка корпус–крышка и кольца разъёмов отвечают за неподвижные соединения. Кольца штока, манжеты, сальниковая набивка, кольца из фторопласта и графита отвечают за подвижные. Сёдла, уплотнения тарелок и дисков отвечают за затвор, нормы для которого стандарт берёт из ГОСТ 9544-2015. Проверка функционирования ловит трение: тугой шток после замены набивки часто означает перетянутый сальник или не тот материал колец.

Среду испытания выбирают по опасности рабочей среды

Для проверки сальника и прокладок пункт 8.6.1.5 разводит арматуру на две группы. Газовую и предназначенную для опасных жидкостей проверяют по уплотнениям воздухом, всю прочую водой, и выбранную среду записывают в КД. Основные испытательные среды по п. 7.1 вода, воздух и гелий, допускаются азот, природный газ, фреон, керосин для арматуры на нефтепродукты. При замене гелия и фреона на воздух или керосина на воду условия и время выдержки меняют по приложению Г.

Воздух по п. 7.4 должен соответствовать 9 классу загрязнённости по ГОСТ 17433 или классу чистоты не хуже 684 по международному стандарту; сноска указывает, что в России действует ГОСТ Р ИСО 8573-1-2005. Для уплотнений из резины и фторопласта это важно: масло и твёрдые частицы из плохо подготовленного воздуха портят поверхность колец ещё на стенде.

Сальник проверяют после трёх ходов штока и при моменте по чертежу

Пункт 8.6.1.7 требует перед испытанием проверить крутящий момент затяжки гаек сальника, он должен совпадать со сборочным чертежом, и настройку хода запорного или регулирующего элемента. По п. 8.6.1.8 герметичность сальника проверяют после трёхкратного перемещения затвора на открытие и закрытие, а усилия или моменты при этом должны оставаться в пределах КД.

Где искать течь, задают три пункта подряд. По п. 8.6.1.9 контролёр смотрит два кольцевых зазора: втулка сальника против штока и втулка против коробки. При дренажном отверстии за первым по давлению сальником течь ловят на его выходе (п. 8.6.1.10), а второй и следующие сальники проверяют так, как велит КД (п. 8.6.1.11).

Из этих пунктов следует простая вещь для заказа колец штока. Набивка или комплект колец должны держать давление при том моменте, который указан на чертеже, а не при «дотянуть до сухого». Если кольца из другого материала требуют большего момента, вырастет усилие на штурвале, и арматура не пройдёт проверку функционирования. Подбор плетёной набивки описан через ГОСТ 5152-84 на сальниковые набивки.

Как проверяют сальник арматуры по ГОСТ 33257?

Сальник арматуры по ГОСТ 33257-2015 проверяют в сборе: сначала сверяют момент затяжки гаек сальника со сборочным чертежом, затем трижды открывают и закрывают затвор с контролем усилия, подают испытательную среду при открытом затворе и заглушенном патрубке, выдерживают под давлением и осматривают зазоры между втулкой и штоком и между втулкой и коробкой. Если есть дренажное отверстие основного сальника, утечку контролируют на его выходе.

Верхнее уплотнение испытывают при ослабленном сальнике

Арматуру с верхним уплотнением по п. 8.6.3.4 испытывают отдельно. Делают два цикла «открыто–закрыто» без среды, ставят затвор в промежуточное положение, ослабляют затяжку сальника и подают среду до появления утечки в зазорах втулки. Затем затвор поднимают в верхнее положение усилием или моментом из КД, давление доводят до значения таблицы 3, выдерживают по таблице 4 и осматривают.

Смысл проверки в том, что верхнее уплотнение должно держать среду без участия сальника, например при замене набивки под давлением. Для изготовителя колец сальника это значит, что новые кольца будут ставить в коробку, когда шток уже прижат к верхнему седлу, и размеры колец должны позволять установку без разборки узла.

Гелиевый контроль даёт свои нормы для прокладок и колец

Приложение В описывает методы контроля, в том числе масс-спектрометрические. Таблица В.3 задаёт критерии по объёмной концентрации гелия: по неподвижным соединениям, то есть прокладкам, не более 50 см³/м³. Для подвижных соединений при давлении 0,6 МПа критерии зависят от уплотнения: сильфон и сальник арматуры поворотного типа класс A, не более 50 см³/м³; фторопластовые уплотнительные кольца класс B, не более 100 см³/м³; графитовые кольца класс C, не более 1 000 см³/м³.

Таблица показывает, что материал кольца штока прямо определяет достижимый класс по внешней утечке. Если КД требует класс B по гелию, графитовые кольца не годятся по определению, а фторопластовые проходят только при правильной геометрии и поджатии. Это требование изготовитель колец должен видеть в заявке до выбора материала.

Точность стенда и остановка испытания тоже касаются уплотнений

Пункт 6.10 ограничивает погрешности, если в КД не указано иное: давление ±2,5 %, температура ±1,5 %, время ±2,0 %, ход ±0,5 %, утечка до 1,67 мм³/с не хуже ±0,167 мм³/с, больше этого ±5,0 %. Класс точности манометров по п. 6.12 не ниже 1,5 до 14 МПа и не ниже 1,0 выше; манометр класса 1,5 работает во второй трети шкалы.

Пункт 6.4 запрещает стенду давить на изделие силой, не предусмотренной КД, кроме минимальных усилий заглушек: лишняя сила зажима может закрыть течь по прокладке крышки и скрыть дефект. Пункт 5.18 требует прекратить испытания при утечке через подвижные и неподвижные соединения, при падении давления, не связанном с процессом, при ударах и шуме. Время контроля утечки в затворе для класса A по ГОСТ 9544 по таблице 4 не меньше 180 с.

Программа испытаний арматуры переходит в заявку на уплотнения

Заявка на кольца штока и прокладку крышки собирается из программы испытаний арматуры, и в ней достаточно шести строк:

1. Испытательную среду и давление для проверки по уплотнениям: вода или воздух, значение по таблице 3.
2. Момент затяжки гаек сальника со сборочного чертежа и допустимое усилие на штурвале или приводе.
3. Требуемый класс по внешней утечке, если контроль гелиевый: от него зависит фторопласт или графит.
4. Наличие верхнего уплотнения и требование менять набивку под давлением.
5. Рабочую среду и температуру, ресурс в циклах.
6. Размеры коробки сальника, штока и канавок либо чертёж деталей.

Если старые кольца сняты с крана без паспорта, их материал в заявке помечают словом «предположительно», например «графит, предположительно», и до проверки на образце он не считается требованием.

Прокладки и кольца для арматуры заказывают по чертежу или образцу

Наша компания производит детали, на которых держится стендовая проверка: прокладки крышек, фторопластовые кольца и шевронные пакеты штока, сёдла; основа для расчёта чертёж, эскиз, фото или образец. Паронитовые, фторопластовые и резиновые фланцевые прокладки закрывают патрубки. Ходовые размеры берут из рядов, особые точат по чертежу; комплект делают даже на один кран, сумма заказа от 9 000 ₽ с НДС.

Вместе со сборочным чертежом или узлом в сборе полезно прислать выписку из программы испытаний: среду, давление и момент затяжки сальника. Пройдёт ли кран проверку по ГОСТ 33257 с новыми кольцами, покажет стенд ремонтной службы или завода, и для непроверенной конструкции колец первую партию ставят на испытания до серии. Если стенд принял кран, тот же материал колец переносят на весь выпуск, а в заявке называют число кранов в год и шаг отгрузок.