ISO 5208: испытания арматуры давлением и классы утечки

ISO 5208 «Industrial valves - Pressure testing of metallic valves» задаёт испытания, которые изготовитель проводит на каждой металлической арматуре: прочность и плотность корпуса, герметичность затвора и прочность механизма закрытия. Действует издание ISO 5208:2015, оно заменило ISO 5208:2008 (BSI, SIS). Стандарт применяют вместе со стандартом на конкретное изделие; вопросы безопасности самих испытаний он не охватывает.

Три испытания проверяют корпус, затвор и механизм

Корпус испытывают жидкостью, обычно водой, давлением 1,5 PN при открытом затворе. Затвор проверяют двумя способами: высоким давлением воды 1,1 PN или воздухом низкого давления, как указано в обзоре Project Materials; нормы ГОСТ 9544-2015 по воздуху, например, даны для 0,6 МПа. Какой из вариантов обязателен, решает стандарт на изделие или заказчик. Длительность выдержки зависит от DN и берётся из таблиц ISO 5208.

Для неметаллических деталей это два разных нагружения. При 1,1 PN кольцо седла прижато давлением и рискует выдавиться в зазор. На воздухе низкого давления прижим от среды в разы меньше, и плотность держит в основном натяг кольца при сборке. Седло, которое проходит гидравлику, на воздухе низкого давления может дать пузырьки, поэтому программу испытаний передают изготовителю кольца заранее.

Классы утечки растут от A до G

Шкала ISO 5208 задаёт допустимую утечку на единицу номинального диаметра. Межгосударственный ГОСТ 9544-2015 в таблице 2 приводит те же классы и прямо указывает, что они соответствуют международному стандарту; ниже значения из него (текст на meganorm.ru):

Если у арматуры входной и выходной патрубки разного диаметра, норму считают по меньшему DN. Как записать класс в КД отечественной арматуры вместе со средой и давлением, задают нормы ГОСТ 9544.

Что означает класс A по ISO 5208?

Класс A по ISO 5208 означает отсутствие видимой утечки через затвор арматуры в течение всего времени испытания, при проверке и водой, и воздухом. Этот класс требуют для арматуры с мягким седлом из фторопласта, резины или PEEK: шаровых кранов, дисковых затворов, клапанов с эластичным уплотнением. Для металлического седла класс A достижим редко, обычно его сдают по классам B, C или D.

Норму утечки пересчитывают в капли для стенда

Пример расчёта, условные данные: задвижка DN 100 с металлическим седлом, класс D, испытание водой. Допустимая утечка 0,10 × 100 = 10 мм³/с, за 60 секунд 600 мм³. При объёме капли около 50 мм³ из насадки стенда это примерно 12 капель за минуту. По воздуху тот же класс даёт 30 × 100 = 3 000 мм³/с, и счёт идёт уже по пузырькам или расходомеру.

Тот же кран DN 100 с мягким седлом сдают по классу A: на воде не должно быть ни капли, на воздухе ни пузырька. Разница в требовании между металлом и мягким кольцом здесь принципиальная: для мягкого седла один пузырёк уже брак, поэтому натяг, чистоту кромки и марку кольца проверяют до сборки, а не на стенде.

API 598 считает давление от класса, а не от PN

Дополнительный запрос «api 598» ведёт к американскому аналогу. API 598 Valve Inspection and Testing применяется к арматуре по API 600, 602, 608, 6D и 594. Давление корпуса 1,5 рабочего давления класса при 38 °C, затвор высоким давлением 1,1 того же значения и воздухом низкого давления. API 598 добавляет испытание верхнего уплотнения штока, которого в ISO 5208 нет.

Для мягкого седла критерий тот же: нулевая видимая утечка. Для металлического седла API 598 задаёт допустимое число капель или пузырьков в минуту по размеру, и эти нормы нельзя приравнивать к классу D ISO 5208: арматура, прошедшая по ISO, может не пройти по API. Поэтому в заказе на арматуру и на детали затвора указывают один выбранный стандарт.

EN 12266-1 повторяет шкалу классов для европейской арматуры

Запрос «en 12266» относится к европейскому стандарту EN 12266-1:2012 «Industrial valves - Testing of metallic valves - Part 1: Pressure tests, test procedures and acceptance criteria - Mandatory requirements» (DIN). Он задаёт обязательные заводские испытания давлением для европейских стандартов на изделия и использует ту же шкалу классов утечки от A до G.

В паспортах европейской арматуры класс пишут как «класс A по EN 12266-1», и для ремонтной службы это прямо говорит: затвор мягкий, и его кольцо должно дать нулевую утечку после замены. Если при ремонте поставить кольцо из другого материала, класс в паспорте перестаёт быть гарантией.

Детали затвора проектируют под класс и испытательную среду

Класс утечки влияет на геометрию и материал мягкого седла. Для класса A на воздухе низкого давления кольцо должно иметь натяг по шару или диску, который сохранится после циклов. Для классов B–D на металлическом седле мягкие детали затвора работают вспомогательно: уплотнение седла в корпусе, кольца круглого сечения в держателе, прокладка крышки. Их утечка в протоколе затвора не видна, но видна в испытании корпуса.

Испытание корпуса при 1,5 PN нагружает прокладку крышки и сальник сильнее, чем рабочее давление. Прокладка, рассчитанная впритык под PN, на испытании корпуса может потечь, и арматуру забракуют не из-за затвора. Поэтому давление испытания корпуса передают и изготовителю прокладок.

Данные для заказа деталей затвора под ISO 5208

Протокол испытаний собранного изделия начинается со строки в заказе на кольцо. Для седла и прокладок крышки туда записывают:

• тип арматуры, DN и PN, стандарт на изделие;
• стандарт испытаний: ISO 5208, API 598 или EN 12266-1 и требуемый класс;
• испытательные среды и давления: вода 1,1 PN, воздух низкого давления, давление корпуса 1,5 PN;
• рабочую среду и температуру;
• материал кольца седла или условия для подбора;
• чертёж кольца с допусками или снятую деталь;
• количество на серию и годовой ремонтный запас.

Если завод просит подобрать марку фторопласта или натяг под класс A, это остаётся гипотезой до первого стенда: в КП её пишут строкой «предложение изготовителя кольца», а подтверждением служит протокол испытания пробных изделий по ISO 5208.

Кольца сёдел и прокладки для арматуры делают по чертежу и образцу

Под класс A на кранах и затворах наша компания производит фторопластовые кольца сёдел мехобработкой, кольца из PEEK, резиновые уплотнения тарелок; под испытание корпуса при 1,5 PN делаем прокладки крышек для трубопроводной арматуры. Серийные кольца идут по чертежу с ревизией, ремонтные снимаются по образцу. Порог заказа 9 000 ₽ с НДС; для серии кольца закрепляют за чертежом и поставляют по графику выпуска, для ремонта в работу берут и одно кольцо, снятое по образцу, эскизу или фото с размерами.

На отечественном заводе программу испытаний строят по ГОСТ 33257-2015, а трубопроводная арматура нефтегаза ссылается на те же буквы через API 6D.