控制阀泄漏量等级的规定和最大阀座泄露漏量计算

控制阀泄漏量等级的规定和最大阀座泄漏量计算

控制阀泄漏量指在规定的试验条件下，流过控制阀的流体流量。试验条件包括执行机构推力、阀芯和阀座的压紧力、流体特性等。泄漏量等级有六级。表1-1是泄漏量等级和试验条件。

表1-1 泄漏量等级及试验条件 泄漏等级

测试介质 测试程序最大阀座泄漏量 I

由制造方和购买方商定 II

液体或气体 1 5×10-3×C R （注1和注3） III

液体或气体 1 10-3×C R （注1和注3） 液体 1或2 IV

气体 1 10-4×C R （注1和注3） IV-S1

气体 1 5×10-6×C R （注1和注3） V

液体 2 1.8×10-7×Δp (kPa)×D(阀座直径，mm) l/h ， VI 气体 1 3×10-3×Δp (kPa)×泄漏速率（见表4-46）

注1：可压缩流体的体积流量，使用标准条件为：101.325kPa 绝压和温度0℃或15℃；

注2：等级VI 表示仅用于有弹性材质阀座的控制阀；

注3：阀的额定容量是测试流体（液体或气体）在额定行程和描述的测试条件下通过控制阀的流量；它与额定流量系数的应用条件判别式和计算公式是不同，见GB/T4213-2008。

注4：表中，C R 是控制阀的额定容量；Δp 是控制阀两端最大压差；D 是阀座直径。

泄漏等级VI 的泄漏速率见表1-2。

表1-2 泄漏等级VI 的泄漏速率系数

允许泄漏速率 允许泄漏速率 阀座直径DN

（mm ） 毫升/分 气泡数/分 阀座直径DN （mm ） 毫升/分 气泡数/分

25 0.15 1 150 4.00 27 40 0.30 2 200 6.75 45 50 0.45 3 250 11.1 - 65 0.60 4 300 16.0 - 80 0.90 6 350 21.6 - 100 1.70 11 400 28.4 - 表中，气泡数的计数是采用IEC 标准推荐的方法。它用φ6×1mm 的管端光滑、无倒角或毛刺的管子垂直插入水下5~10mm 深度测得的。对管道直径与表中数据的差值大于2mm 时，应采用插值法获得。这是假设泄漏速率与阀座直径的平方成正比推导获得的。

测试流体为液体（L ）时通常采用水。测试流体为气体（G ）时通常采用空气或氮气。测试流体温度通常为5~40℃。

测试程序1的测试条件：测试介质压力在300~400kPa （3~4bar ）表压，或如果压力低于350kPa 时，在用户规定的最大操作压差的±5%内。

测试程序2的测试条件：测试压差在用户规定的阀两端最大操作压差的±5%内。 泄漏量用代码表示为：泄漏等级、测试流体、测试程序。例如，IVG1表示泄漏等级IV ，测试流体为气体（Gas ），采用测试程序1进行测试时的泄漏量。

泄漏量是阀全关时由于泄漏而流过控制阀的流量。根据不同的泄漏等级，泄漏量不同，一般约为最大流量的0.5~0.001%。控制阀的最小流量是控制阀可调节流量的下限，根据不

同可调比，其值变化，通常为最大流量的2~4%。以气动薄膜执行机构配气开直通单座阀为例，当输入信号压力为0kPa 时，流过控制阀的流量是泄漏量；当输入信号压力为20kPa 时，流过控制阀的流量是最小流量。

需要指出，另一种控制阀泄漏量是指由于填料不能完全密封造成的外泄漏量。它与控制阀内部由于不能严密关闭造成的流体泄漏是两个不同概念。控制阀外泄漏量测试，称为密封性测试。外泄漏量与工艺过程对外部泄漏量的要求有关，例如，核工业过程中一些流体不允许向外泄漏，因此，应选用波纹管密封的控制阀或双重密封的控制阀；对有毒有害流体的应用场合，应选外泄泄漏量等级高的控制阀；一般流体，例如，水等，可选外泄漏量等级低的控制阀。

控制阀的外泄漏可通过合理选择填料和填料结构来解决。控制阀的内泄漏需通过合理的阀体结构设计，合适的压紧力和选用合适的软密封垫等方法来解决。

【计算例】泄漏量计算。

已知：直通单座控制阀。DN 100；PN 40；

阀座直径：D =100 mm ；

额定流量系数C ：K v = 160 m 3/h ；

压差比系数：x T = 0.72；

液体压力恢复系数：F L = 0.90。

测试条件为：测试1条件：Δp = 300 kPa （由制造商选择）；

解：测试程序1：用水作为测试介质 (计算阀的额定容量)

2771300160111.0/0

11=××××==ρρp C F F N Q R P Δm 3/h 测试程序1：使用空气作为测试介质 (计算阀的额定容量)

40030010021=+=+=p p p ΔkPa （绝压，假设出口压力100 kPa ，为大气） 压差比：75.0400

3001===p p x Δ 72.072.01=×=T x F γ

因T x F x γ>，但由于x 不能超过T x F γ，这时，膨胀系数Y ：667.031131=−=−

=T x F x Y γ 计算阀额定流通能力：

质量流通能力：

125291

29397.2872.0667.040016011.1118=×××××××==Z T xM Y Cp F N W P kg/h 体积流通能力：

96721

29397.2872.0667.040016016.24119=×××××××==Z MT x Y Cp F N Q P m 3/h 以此,计算控制阀的最大允许阀座泄漏量：

·泄漏等级II ：

测试流体：水，测试程序1，最大泄漏量：

5×10-3×277 = 1.385 m3/h =23.1 l/min

测试流体：空气，测试程序1，最大泄漏量：

5×10-3×12529 = 62.6 kg/h 或5×10-3×9672 = 48.4 m3/h = 806 l/min ·泄漏等级III：

测试流体：水，测试程序1，最大泄漏量：

10-3×277 = 1.385 m3/h = 4.62 l/min

测试流体：空气，测试程序1，最大泄漏量：

10-3×12529 = 12.5 kg/h 或 10-3×9672 = 161.2 l/min

也可根据表1-1计算其他泄漏等级时允许的最大泄漏量。