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阀门逸散性泄漏测试:ISO 15848-1/-2 与 API 624 怎么选、怎么测

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📅 2026 年 11 月 3 日 · 阅读时长 ~9 min

阀门”漏不漏”其实是三个不同的问题:壳体强度、密封面内漏、阀杆对外泄漏。GB/T 13927、API 598 和 ISO 5208 回答的是前两个;当项目写明 Low-E、LDAR 或 VOCs 治理要求时,真正管用的是另一套标准——ISO 15848-1/-2 与 API 624。这两套文件测的是同一件事(阀杆、阀盖等向外界的微量泄漏),但分级体系、循环条件和判定单位完全不同,报价和验收时最容易在这里对不上。

本文按”标准各管什么 → 等级怎么读 → 生产试验测什么 → 设备怎么配”的顺序把两套体系拆开对照。涉及的数值以项目引用的正式文本为准,文中表格用于选型沟通时快速定位。

一、逸散性泄漏测的是哪个部位

逸散性泄漏(fugitive emissions)指阀门在受压状态下,从动态密封点——主要是阀杆/阀轴穿出阀体的填料函——以及阀体连接处向大气的非受控微量释放。介质多是甲烷、VOCs 或工艺气体,泄漏量以 ppmv(体积浓度,嗅探法)或 mg·s⁻¹·m⁻¹(单位阀杆直径的体积泄漏率,氦法)计,远低于内漏判定的量级,肉眼和常规水压手段都测不出来。

一个常见的口径错误:拿 ISO 5208 的 A 级或 API 598 的泄漏率去回应逸散性泄漏条款。前者判的是阀座密封面(内漏),后者判的是阀杆填料(外漏),测量方法、单位和合格线都不通用。两套要求在同一台阀上会同时存在,各自验收。

二、ISO 15848-1:型式试验,把性能写成一组等级代号

ISO 15848-1 是型式试验(type testing)标准:用代表设计的样品阀,在受控的温度、压力和循环条件下验证阀杆密封与阀体连接的泄漏表现,结果不写”合格/不合格”,而是写成一组可引用的等级代号——密封等级 + 耐久等级 + 温度等级 + 试验介质。

密封等级

试验介质可选氦气(H)或纯度不低于 97% 的甲烷(M),等级随介质分别标记:

介质 等级 泄漏率限值 典型可达的密封形式
氦气 AH ≤10⁻⁵ mg·s⁻¹·m⁻¹ 波纹管密封,或同等阀杆密封的 90° 回转阀
氦气 BH ≤10⁻⁴ mg·s⁻¹·m⁻¹ PTFE 系填料或橡塑密封
氦气 CH ≤10⁻² mg·s⁻¹·m⁻¹ 柔性石墨填料
甲烷 AM / BM / CM ≤50 / ≤100 / ≤500 ppmv 与左侧三档密封形式对应

注意两点:A 级只能用氦气和真空法测,常规嗅探设备达不到分辨率;泄漏率以单位阀杆直径计,同样等级下大口径阀的绝对泄漏量允许更大,比较两家厂商报告时要先核对口径是否一致。

耐久等级与温度等级

耐久等级规定机械循环数和热循环数,隔离阀与控制阀分开分级:

阀门类型 耐久等级 机械循环 热循环
隔离阀 CO1 205 2
隔离阀 CO2 1500 3
隔离阀 CO3 2500 4
控制阀 CC1 / CC2 / CC3 20000 / 60000 / 100000 2 / 3 / 4

温度等级覆盖 -196 ℃、-46 ℃、常温(-29~+40 ℃)、200 ℃、400 ℃几档,试验温度取项目对应的档位。一份完整的 ISO 15848-1 证书应能读出四个要素,例如”BH–CO2–200 ℃–氦”。采购方核对报告时按这四格对,缺任何一格都不能直接引用。

三、ISO 15848-2 与 API 624:从型式到生产

型式试验证明的是”这个设计可以”,批量交付时还要回答”这一台也可以”,这就是生产试验(ISO 15848-2)的角色:对已通过 Part 1 型式试验的阀门,在发货前按抽样或逐台做短流程验证(常温、少量循环),方法和限值与型式等级挂钩。

API 624 是美国体系对应的路径,对象是装备石墨填料的明杆和升降旋转阀杆阀门,且填料组须先通过 API 622 的型式试验。要点:

项目 API 624 要求
试验介质 甲烷,纯度 ≥97%
循环 310 次机械循环 + 3 次热循环(260 ℃/500 °F),可选项 -29 ℃低温循环
试验压力 取 600 psig 与 ASME B16.34 在 260 ℃下额定值中的较低者,全程恒定
测量 按 EPA Method 21 嗅探原理,铝箔罩屏蔽干扰,静态/动态泄漏分别记录
填料调整 试验期间不允许
合格线 全程 ≤100 ppmv
适用范围 ≤NPS 24、≤Class 1500;阀杆垂直安装

与它配套的 API 641 覆盖球阀、蝶阀等 90° 回转阀,同样是甲烷 100 ppmv 判线。选型时容易犯的错是给回转阀指定 API 624——它只管明杆类,回转阀应走 API 641 或 ISO 15848-1。

四、两套体系怎么对应到一台阀上

实际项目里经常被同时要求。可按这个思路对齐:ISO 15848-1 给出的是”设计能力等级”,API 624/641 给出的是”该设计在甲烷/100 ppmv 判线下的型式结论”。一台填料阀可以同时持有 BH-CO2 证书和 API 624 报告,两者不互相替代:氦法测不出甲烷体系关心的现场可比性,甲烷嗅探也到不了 BH 的分辨率。写技术协议时把两个引用分开列,验收各按各的判。

另一处高频分歧是”试验用甲烷还是氦”。氦法分辨率高、适合毒性和苛刻工况的等级评定;甲烷法贴近现场 LDAR 的 EPA Method 21 口径。介质选择写进合同,试验台两种介质的回路要分开设计——这一点在设备阶段就要定,事后切换代价很高。

五、测试台要配到什么程度

逸散性泄漏试验台与常规试压台的差距主要在四件事上:

  • 加载与循环机构:机械循环由驱动装置完成,不得对阀杆或填料施加侧向载荷;首次和末次循环要记录运行扭矩。
  • 加热与测温:热循环需要把阀体加热到 260 ℃±5% 并恒温,测温点按标准布置(填料函为主控点),升降温速率和保温时间要能复现。
  • 测量链:嗅探法需要符合 Method 21 精度要求的检测仪、铝箔罩、探针行进速度控制和背景补偿;氦法则是真空罩 + 氦质谱仪,两套测量链不能混用。
  • 安全边界:甲烷是加压可燃气体,供气回路、吹脱、联锁和人员防护要按试验设施单独设计,这也是这类台位与水压台报价差距最大的部分。

如果只做生产试验(ISO 15848-2 / 发货前抽检),台位可以简化:常温、短循环、嗅探测量为主;但要预留升级到型式试验条件的空间,因为客户送来的第一个问题往往是”能不能照 API 624 的循环做一遍”。

六、验收时核对的五件事

  1. 型式证书的四要素(密封等级–耐久等级–温度等级–介质)是否与合同条款逐项对应;
  2. API 624 报告里的填料型号、圈数和扭矩是否与交付阀门一致——填料组是按 API 622 验证的,换填料等于换结论;
  3. 泄漏测量记录是否区分静态与动态,读数是否含背景修正;
  4. 试验期间有无填料调整记录(API 624 不允许,ISO 15848-1 按等级允许 0/1/2/3 次);
  5. 生产试验的抽样规则和记录格式是否已写进技术协议。

常见问题

ISO 15848-1 的 A 级是不是”零泄漏”?

不是。A 级是量化的泄漏率上限(氦法 ≤10⁻⁵ mg·s⁻¹·m⁻¹),且只能用真空法测量。把 A 级写成”零泄漏”写进协议,验收时没有任何仪器能证明这个判据。

做过 API 624 的阀,还需要 ISO 15848-1 证书吗?

看合同。API 624 是针对明杆石墨填料阀、甲烷 100 ppmv 判线的型式结论;欧洲项目或要求等级代号(如 BH-CO3)的条款仍需 ISO 15848-1 报告。两者测量介质、单位和循环体系不同,不能互相换算。

常规试压台能不能顺便做逸散性泄漏测试?

水压/气密台判定的是内漏和壳体强度,量级和测量链都不同。逐项改造(加甲烷回路、加热、嗅探测量链)的成本通常高于按用途新建台位;可以把需求边界一次列清再定方案。

涉及的具体参数、判据和适用范围,以项目引用的 ISO 15848-1/-2、API 622/624/641 正式文本为准,文中表格供选型沟通时快速定位。这两套体系与内漏标准的分工,见ISO 5208 泄漏等级与API 598 与 GB/T 13927 对照;各本标准的适用范围与现行版本汇总在阀门试验标准索引,试验压力与口径的核对口径见PN 与 CWP 核对清单。

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相关检测设备

上面这些试验项目落到设备上,可按阀型与项目对应选择:

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