一、为什么要做壳体试验
阀门长期在高温高压下工作,铸造或锻造时隐藏的砂眼、裂纹、夹渣都可能成为定时炸弹。壳体试验(Shell Test)就是用高于工作压力的液体或气体,提前让这些缺陷“现形”。ISO 5208 把试验统一成 1.5 倍安全系数,既足够苛刻,又不会把正常阀门压坏。
二、核心公式——一句话就能背
试验压力 P_t = 1.5 × P_c
其中 P_c 是阀门在 20 °C 时的最大允许工作压力(Cold Working Pressure,CWP)。
记住:1.5 倍只与 CWP 有关,与管道设计压力、运行温度无关。
三、如何找到 P_c?三种常见场景
阀门铭牌直接写 PN 或 Class
? PN 16 = 16 bar ≈ 1.6 MPa → P_c = 1.6 MPa
? ASME Class 150,碳钢 20 °C 时 CWP 通常 19.6 bar → P_c = 19.6 bar
铭牌只有“20 °C 29 bar”——那就直接取 29 bar。
铭牌缺失:按阀体材料查 ISO 5208 附录或 EN 12516,找到对应温度-压力表,在 20 °C 栏读出最高允许压力。
四、温度修正——别让“热水”误导你
ISO 5208 的 1.5 倍是常温公式。如果试验液体不是 20 °C(比如 60 °C 热水),材料强度下降,需要把 CWP 先按 EN 1092 或 ASME B16.34 的温压表折算回 20 °C 的等效压力,再乘 1.5。现场最简单做法是:用常温清水试压,省掉温度修正。
五、计算实例
例:一块 WCB 碳钢闸阀,铭牌打“ASME Class 300”。查 ASME B16.34 表 2-1.1,Class 300 在 20 °C 时的 CWP 为 51.1 bar。
P_t = 1.5 × 51.1 bar = 76.7 bar
实际试验时四舍五入到 77 bar(或 7.7 MPa)。保压时间 DN 50~100 为 60 秒,无可见渗漏即合格。
六、现场操作小贴士
试验介质:首选清水,不锈钢阀门用氯离子≤25 mg/L 的水,避免点蚀。
排气:阀体顶部一定要放气阀,防止空气压缩导致压力虚高。
压力表:量程 1.5~3 倍试验压力,经校准且在有效期。
安全措施:试验台四周 2 米设围栏,人员戴护目镜;气体试验需额外风险评估。
记录:留存“阀门编号-试验压力-保压时间-结果”三方签字,质保期追溯用。
七、易错点提醒
? 把设计压力当成 CWP:设计压力往往低于 CWP,导致试验压力不足。
? 忽略单位:PN 与 Class 的“bar”“psi”混淆,必须换算成同一单位再乘 1.5。
? 用气压代替水压:气体储存能量大,壳体一旦爆裂碎片速度极高,除非标准允许,否则禁止用气压做壳体强度试验。
结语
ISO 5208 把阀门壳体试验写得像“说明书”,只要记住“1.5×20 °C 最大允许工作压力”这一条,再查对材料压力-温度表,就能算出安全可靠的试验压力。下次现场有人问“打多少压?”,你只需看铭牌、翻表格、乘系数,三分钟给出答案。
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