Межгосударственный стандарт ГОСТ 34777-2021 "Холодильные системы и тепловые насосы. Клапаны. Требования, испытания и маркировка" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 октября 2021 г. N 1149-ст)

Межгосударственный стандарт ГОСТ 34777-2021
"Холодильные системы и тепловые насосы. Клапаны. Требования, испытания и маркировка"
(введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 октября 2021 г. N 1149-ст)

Refrigerating systems and heat pumps. Valves. Requirements, testing and marking

УДК 621.574:621.646.2:006.354
МКС 27.080; 27.200

Дата введения - 1 июня 2022 г.
Введен впервые

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Разработан Российским союзом предприятий холодильной промышленности (Россоюзхолодпром) и Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "РСТ")

2 Внесен Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 271 "Холодильные установки"

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 сентября 2021 г. N 143-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения	AM	ЗАО "Национальный орган по стандартизации и метрологии Республики Армения"
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 октября 2021 г. N 1149-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34777-2021 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2022 г.

5 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт предназначен для описания требований безопасности, методов испытаний, маркировки клапанов и других устройств с аналогичными корпусами для использования в холодильных системах, включая тепловые насосы.

Клапаны могут рассматриваться в сборе с удлинительными трубами.

В настоящем стандарте рассматриваются критерии, используемые при выборе материалов.

Настоящий стандарт описывает методы обеспечения безопасности конструкции клапанов при воздействии низких температур. Настоящий стандарт применяется к конструкции корпусов и крышек устройств для сброса давления, включая устройства с разрывной мембраной. Настоящий стандарт не применяется к любым другим элементам конструкции устройств для сброса давления.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.2.063-2015 Арматура трубопроводная. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.085 Арматура трубопроводная. Клапаны предохранительные. Выбор и расчет пропускной способности

ГОСТ 12.2.233 (ISO 5149:1993) Система стандартов безопасности труда. Системы холодильные холодопроизводительностью свыше 3,0 кВт. Требования безопасности

ГОСТ 3326 Клапаны запорные, клапаны и затворы обратные. Строительные длины

ГОСТ 5761-2005 Клапаны на номинальное давление не более PN 250. Общие технические условия

ГОСТ 4666-2015 Арматура трубопроводная. Требования к маркировке

ГОСТ 7293 Чугун с шаровидным графитом для отливок. Марки

ГОСТ EN 378-1 Системы холодильные и тепловые насосы. Требования безопасности и охраны окружающей среды. Часть 1. Основные требования, определения, классификация и критерии выбора

ГОСТ EN 378-2 Системы холодильные и тепловые насосы. Требования безопасности и охраны окружающей среды. Часть 2. Проектирование, конструкция, изготовление, испытания, маркировка и документация

ГОСТ EN 378-3 Системы холодильные и тепловые насосы. Требования безопасности и охраны окружающей среды. Часть 3. Размещение оборудования и защита персонала

ГОСТ EN 378-4 Системы холодильные и тепловые насосы. Требования безопасности и охраны окружающей среды. Часть 4. Эксплуатация, техническое обслуживание, ремонт и восстановление

ГОСТ ISO 14903-2016 Системы холодильные и тепловые насосы. Оценка герметичности компонентов и соединений

ГОСТ ISO/TR 15608 Сварка. Руководство по системе группирования металлических материалов

ГОСТ IEC 60335-2-40 Бытовые и аналогичные электрические приборы. Безопасность. Часть 2-40. Частные требования к электрическим тепловым насосам, воздушным кондиционерам и осушителям

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ EN 378-1, ГОСТ 3326, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 детали, нагруженные давлением: Деталь, которая подвергается избыточному внутреннему давлению от 0,05 МПа (0,5 бар) при нормальных условиях эксплуатации.

3.2

диск клапана: Запирающий элемент или его составная часть, имеющий, как правило, форму круга с отношением толщины к диаметру меньше единицы. [ГОСТ 24856-2014, статья 7.6]

3.3

затвор: Совокупность подвижных и неподвижных элементов арматуры, образующих проходное сечение и соединение, препятствующее протеканию рабочей среды. [ГОСТ 24856-2014, статья 7.9]

3.4

клапан (Нрк. вентиль): Тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды. Примечание - Термином "вентиль" в рекламно-информационных источниках обычно называют запорный клапан, как правило, с ручным управлением. В технической документации применение этого термина не рекомендуется в связи с отсутствием у него однозначного толкования. [ГОСТ 24856-2014, статья 4.2]

3.5 холодильный клапан: Клапан, предназначенный для использования в составе холодильной установки.

3.6 класс герметичности затворов: Буква от А до G, указывающая внутреннюю герметичность затвора клапана.

3.7 максимальная рабочая температура: Самая высокая температура, которая может возникнуть во время работы или остановки холодильной системы или во время испытаний в условиях испытаний.

3.8 минимальная рабочая температура: Самая низкая температура, которая может возникнуть во время работы или остановки холодильной системы или во время испытаний в условиях испытаний.

3.9 номинальное давление PN: Наибольшее избыточное давление при температуре среды 293 К (20 °С), при котором допустима длительная работа арматуры и деталей трубопровода, имеющих заданные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках их прочности, соответствующих температуре 293 К (20 °С).

Примечание - Справочная величина, которая должна подтверждаться приемо-сдаточными испытаниями при изготовлении.

3.10

номинальный диаметр DN: Под номинальным диаметром понимают параметр, применяемый для трубопроводных систем в качестве характеристики присоединяемых частей, например, соединений трубопроводов, фитингов и арматуры. Примечание - Номинальный диаметр следует указывать с помощью обозначения DN и числового значения, выбранного из ряда. Например, номинальный диаметр 200 должен обозначаться - DN 200. [ГОСТ 28338-89, пункты 1, 3]

3.11 рабочий диапазон: Сочетание температуры и давления, при которых клапан может безопасно работать.

3.12

седло: Неподвижный или подвижный элемент затвора, установленный или сформированный в корпусе арматуры. [ГОСТ 24856-2014, статья 7.24]

3.13

строительная длина клапана: Линейный размер арматуры между наружными торцевыми плоскостями ее присоединительных частей к трубопроводу или оборудованию. [ГОСТ 24856-2014, статья 6.1.30]

3.14 чувствительная к давлению часть: Часть клапана, которая под воздействием более чем в 1,5 PS и 1,25 PS ₀ функционально срабатывает (диафрагмы, поплавковые затворы и т.д.).

4 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

A _L - удлинение при разрушении, мм;

А ₅ - удлинение при разрушении, %;

А - срок службы в годах для расчета действия коррозии, лет;

C _Q - поправочный коэффициент, учитывающий качество отливки;

- отрицательный допуск на толщину стенки, мм;

e _act - фактическая толщина стенки в заданных точках измерения проверяемого клапана, мм;

е _В - эталонная толщина - это минимальная толщина материала, необходимая для обеспечения достаточной прочности деталей, нагруженных давлением, мм;

е _с - уменьшение толщины стенки, вызванное появлением коррозии, мм;

е _con - толщина стенки детали, указанная в проектном чертеже, мм;

KV - энергия удара при разрушении, Дж;

KV ₀ - значение энергии удара при разрушении, определяемая как независимая от температуры, Дж;

- стандартное значение энергии удара при разрушении при стандартной температуре материала, Дж;

KV _TSmin - энергия удара при разрушении при минимальной рабочей температуре TS _min, Дж;

KV _S - объемный расход воды в кубических метрах в час при перепаде давления 0,1 МПа (1 бар) при полном открытии клапана, м ³/ч;

L - утечка в процентах от K _VS, %;

P _F - пробное давление, бар;

PS - расчетное давление без учета влияния температуры, бар;

PS ₀ - расчетное давление при температуре окружающей среды (от минус 10 °С до плюс 50 °С) в соответствии с расчетом прочности (без коррекции влияния температуры), бар;

PS _TSmax - расчетное давление при максимальной рабочей температуре, бар;

PS _TSmin - расчетное давление при минимальной рабочей температуре, бар;

P _Test - давление разрушения корпуса клапана (больше, чем P _F), бар;

р ₁ - давление на входе, бар;

р ₂ - давление на выходе, бар;

р - перепад давления, бар;

р' - испытательное давление клапана после производства, бар;

Q _M - массовый расход, кг/ч;

Q _V - объемный расход на выходе, м ³/ч;

R _е1,0 - предел текучести при остаточном удлинении 1,0 %, МПа;

R _е0,1TSmax - предел текучести при остаточном удлинении 1,0 % при максимальной рабочей температуре, МПа;

R _е0,2 - предел текучести при остаточном удлинении 0,2 % при температуре окружающей среды, МПа;

R _p0,2 - условный предел текучести при остаточном удлинении 0,2 % при температуре окружающей среды, МПа;

R _p0,2TSmin - условный предел текучести при остаточном удлинении 0,2 % при минимальной рабочей температуре, МПа;

R _p0,2/t - условный предел текучести при остаточном удлинении 0,2 % при температуре t, МПа;

R _p0,2TSmax - условный предел текучести при остаточном удлинении 0,2 % при максимальной рабочей температуре, МПа;

R _p1,0 - условный предел текучести при остаточном удлинении 1,0 % при температуре окружающей среды, МПа;

R _eH - верхний предел текучести, МПа;

R _eHTSmax - верхний предел текучести при максимальной рабочей температуре, МПа;

R _m - предел прочности на растяжение, МПа;

R _mTSmax - предел прочности на растяжение при максимальной рабочей температуре, МПа;

R _mact - фактический предел прочности на растяжение материала проверяемого клапана, МПа;

R _mcon - предел прочности на растяжение, использованный для расчета, МПа;

Р - плотность используемой среды, кг/м ³;

- плотность воды при 15,5 °С, кг/м ³;

- плотность потока на входе, кг/м ³;

- плотность потока на выходе, кг/м ³;

S _C - фактор для компенсации влияния коррозии;

S _con - коэффициент запаса прочности по пределу прочности в соответствии с таблицей А.1;

S _TSmin - поправочный коэффициент, учитывающий снижение прочности материала при минимальной рабочей температуре;

S _TSmax - поправочный коэффициент, учитывающий снижение прочности материала при максимальной рабочей температуре;

- коэффициент запаса прочности по пределу текучести;

- допускаемое напряжение по предельным нагрузкам, МПа;

- допускаемое расчетное значение напряжения, МПа;

t _min25 - самая низкая температура, при которой могут использоваться детали, нагруженные давлением, если их нагрузка составляет 25 % от допустимого расчетного напряжения при 20 °С с учетом коэффициента запаса прочности в соответствии с таблицей А.1, °С;

t _min75 - самая низкая температура, при которой могут использоваться детали, нагруженные давлением, если их нагрузка составляет 75 % от допустимого расчетного напряжения при 20 °С с учетом коэффициентов запаса прочности в соответствии с таблицей А.1, °С;

t _min100 - самая низкая температура, при которой могут использоваться детали, нагруженные давлением, если их нагрузка составляет 100 % от допускаемого расчетного напряжения при 20 °С с учетом коэффициентов запаса прочности в соответствии с таблицей А.1, °С;

T _R - эталонная температура - это минимальная рабочая температура TS _min с коррекцией;

T _S - температурная поправка для расчета эталонной температуры T _R;

T _KV - температура испытания на удар;

TS - рабочая температура, °С;

TS _min - минимальная рабочая температура, °С;

TS _max - максимальная рабочая температура, °С;

V - внутренний объем клапана, дм ³;

X - поправочный коэффициент, учитывающий отклонение фактической толщины стенки от толщины стенки, указанной в рабочем чертеже;

K - равно значению ;

Y - поправочный коэффициент, учитывающий отклонение прочности материала испытуемого образца от прочности материала, указанного в рабочем чертеже;

Z - поправочный коэффициент, учитывающий качество соединения (например, сварного соединения);

- уменьшение толщины стенок в год, мм.

5 Основные требования

Клапаны проектируют для установки и эксплуатации в соответствии со стандартами безопасности холодильных систем и стандартами безопасности на трубопроводную арматуру по ГОСТ EN 378-1 - ГОСТ EN 378-4, ГОСТ 12.2.233, ГОСТ 12.2.063, ГОСТ 12.2.085, ГОСТ IEC 60335-2-40, [1] и [2].

Применение удлинительных труб определяет производитель.

Если удлинительные трубы не включены в конструкцию клапана, требования по безопасности устанавливаются для сборки (клапан плюс удлинительные трубы).

Все детали клапана должны быть спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы они оставались герметичными и выдерживали давление, которое может возникнуть во время эксплуатации, стоянки и транспортировки холодильной системы, с учетом ожидаемых термических, физических и химических воздействий.

Производитель классифицирует категорию клапана согласно приложению Е.

Клапаны, особенно клапаны для оттайки парообразным хладагентом, не должны подвергаться повышенному напряжению (выше допустимого) вследствие монтажа или температурных колебаний во время работы.

Примечание - Оттайка парообразным хладагентом может привести к гидравлическим ударам, что может привести к переходным давлениям, превышающим PS.

При испытании не допускается потеря герметичности затвора клапана сверх допустимых пределов.

Надлежащее функционирование клапанов с ручным управлением должно быть обеспечено во всем рабочем диапазоне вплоть до допустимого давления PS и соответствующей допустимой температуры TS.

Надлежащее функционирование клапанов с приводом от внешнего источника (гидропривод, электропривод) должно быть обеспечено во всем рабочем диапазоне, который должен быть указан изготовителем.

6 Материалы

6.1 Общие положения

Все материалы должны быть разрешены к применению в установленном порядке и удовлетворять требованиям к материалам и их контролю в соответствии с 6.8 по ГОСТ 12.2.063-2015 в части, не противоречащей настоящему разделу.

6.1.1 Использование металлических материалов

Металлические материалы, включая сварочные присадочные металлы, припои, твердые припои и герметики, должны учитывать термические, химические и механические воздействия, возникающие при работе системы. Материалы должны быть устойчивы к хладагентам, растворителям (в абсорбционных системах), смесям хладагент-масло и другим средам, используемым в каждом конкретном случае.

Примечание - Информацию о стали можно найти в [3].

Если свойства материала изменяются во время технологического процесса изготовления (например, посредством сварки или глубокого волочения) до такой степени, что прочность и/или энергии по Шарпи уменьшаются, то эти уменьшенные значения должны учитываться с помощью поправок или должна быть применена соответствующая компенсационная обработка материала (например, термообработка).

Остаточные напряжения могут уменьшить ударную нагрузку и увеличить коррозию под напряжением. При необходимости должно быть подтверждено, что остаточные напряжения не влекут за собой неблагоприятных последствий.

Материалы с деформацией выше 2 % обычно должны подвергаться термообработке с соответствующими спецификациями материалов. Если не используется термообработка, необходимо провести испытания давлением.

6.1.2 Использование неметаллических материалов

Разрешается использовать неметаллические материалы, например, для прокладок, покрытий, изоляционных материалов и уровнемеров, при условии, что они совместимы с другими материалами, хладагентами и смазочными материалами.

Совместимость резиновых и термопластичных уплотнительных материалов и плоских прокладок оценивают в соответствии с приложением И.

6.2 Требования к материалам для деталей, нагруженных давлением

Пластинчатый чугун не должен использоваться, но чугун с шаровидным графитом может быть использован до температур, при которых может быть доказано, что он достигает общих уровней безопасности, эквивалентных альтернативным разрешенным материалам.

Примечание - Информация о чугуне с шаровидным графитом содержится в ГОСТ 7293.

Автоматная сталь обычно не имеет ударной вязкости, KV ₀, необходимой для деталей, нагруженных давлением. Она может использоваться для деталей, где давление не является существенным конструктивным фактором.

Если предлагаются новые материалы, проектирование должно выполняться с использованием приложений А-Г при условии, что известны предел текучести или предел прочности при максимальной рабочей температуре и энергия ударного разрушения при самой низкой рабочей температуре. Если эти свойства не известны, материал не должен использоваться.

6.3 Совместимость соединений

Материалы, которые должны быть физически соединены, должны быть пригодны для эффективного соединения, в зависимости от конкретных используемых материалов и от размеров указанного трубопровода.

6.4 Пластичность

Материалы, которые должны быть значительно деформированы, должны быть достаточно пластичными и способными к термообработке в случае необходимости.

6.5 Старение

Материалы для деталей, нагруженных давлением, не должны быть подвержены старению.

6.6 Отливки

Отливки должны иметь низкий уровень напряжений. Если они не подвергаются термической обработке для снятия напряжений, контролируемое охлаждение должно обеспечиваться после процесса литья и после любой термической обработки, которая могла быть применена.

6.7 Кованые и сварные детали

Кованые и сварные детали должны быть изготовлены из подходящих материалов (например, свариваемой низкоуглеродистой стали) и подвергаться термообработке, если сочетание рабочей температуры, рабочего давления и толщины стенки указывает на необходимость термической обработки.

Автоматная сталь не подходит для сварки.

6.8 Гайки, болты и винты

Материалы гаек, болтов и винтов, используемые для соединения частей корпуса, работающего под давлением, должны иметь характеристики, соответствующие условиям эксплуатации во всем диапазоне рабочих температур и достигать минимальные значения относительного удлинения при разрушении и энергии разрыва ударных образцов с надрезом, приведенные ниже. Испытуемый образец для измерения энергии разрыва на ударную вязкость должен быть изготовлен вдоль направления прокатки, а ориентация надреза должна быть перпендикулярна направлению прокатки:

а) для ферритных материалов удлинение при разрушении А ₅ 14 %;

б) для холоднодеформированных аустенитных материалов удлинение при разрушении A _L 0,4 х d;

в) энергия ударного разрыва с надрезом KV при 20 °С для закаленных легированных сталей не менее 52 Дж и не менее 40 Дж для закаленных углеродистых сталей (образец ISO V).

При самой низкой рабочей температуре энергия разрыва с надрезом KV для закаленных легированных сталей и закаленных углеродистых сталей должна составлять не менее 27 Дж (образец ISO V).

Свойства материала, используемые для расчета прочности гаек, болтов и винтов, используемых в качестве крепежных элементов, должны соответствовать температуре 20 °С.

Примечание - Некоторые подходящие материалы приведены в приложении Д к настоящему стандарту.

6.9 Шпиндели

Материал для шпинделей должен быть устойчивым к коррозии для обеспечения безопасной эксплуатации и должен иметь соответствующие характеристики материала во всем диапазоне рабочих температур.

6.10 Стеклянные материалы

На стекле не должно быть кристаллических включений и неровностей поверхности.

Примечание - Термоусиление (отпуск) стекла следует применять только по соображениям прочности.

6.11 Требования к документации, подтверждающей качество материала

Документ, подтверждающий качество материала, предоставляет изготовитель в соответствии с требованиями покупателя. Документ содержит информацию об испытаниях материала и обеспечивает прослеживаемость с момента окончательного испытания до изготовления продукции. Свидетельство об испытании или проверке должно быть подготовлено и подписано компетентным лицом, которое проводило испытание или проверку.

Документ, подтверждающий качество материала, должен быть одного из следующих типов:

а) тип 1: свидетельство соответствия заказу (протокол испытаний не прилагается);

б) тип 2: протокол испытаний, подтверждающий соответствие заказу. Испытуемый материал может быть из другой партии, чем поставляемый материал;

в) тип 3: свидетельство соответствия заказу, в котором предоставляются результаты испытаний. Испытуемый материал должен быть из той же партии, что и поставляемый материал.

Требования к документу, подтверждающему качество материала, зависят от категорий клапана, которые приведены в приложении Е, и функции детали, изготовленной из данного материала, в клапане.

Сертификат типа 1 или выше требуется для материалов, используемых:

а) для клапанов категории меньше I;

б) для несущих частей без давления.

Сертификат типа 2 или выше требуется для материалов, используемых:

а) для несущих деталей под давлением, клапанов категории I;

б) для гаек, болтов и винтов клапанов категории II-IV, если только их поломка не приведет к внезапному сбросу давления.

Сертификат типа 3 требуется для материалов, используемых в опорных частях клапанов категории II, III и IV, за исключением гаек, болтов и винтов, если их поломка не приведет к внезапному сбросу давления. Этот сертификат должен быть подтвержден компетентным уполномоченным органом.

Примечание - Гайки, болты и винты должны применяться таким образом, что поломка одной гайки, болта или винта может привести к утечке, но не приведет к внезапному сбросу давления.

6.12 Измерение энергии ударного разрушения KV нестандартных образцов (образцов меньшего размера)

Если необходимо измерить энергию ударного разрушения материала детали и сварного шва, но образец для испытания по Шарпи в натуральную величину не может быть вырезан, тогда нужно вырезать образец максимальной толщины для испытания по Шарпи.

Необходимые энергии разрушения для образцов меньшего размера приведены в таблице 1. Для представления поведения образца в натуральную величину должна применяться более низкая температура испытания на удар. Температурные сдвиги должны соответствовать таблице 1.

Таблица 1 - Эквивалентные требования к энергии удара при извлечении образцов меньшего размера из более толстых срезов

Требуемая энергия удара, KV, Дж	Геометрия образца, мм х мм	Требование к образцам меньшего размера
		KV, Дж	Геометрия образца, мм х мм	Сдвиг температуры испытания на удар
27	10 х 10	20	7,5 х 10	T KV - 5 K
27	10 х 10	14	5 х 10	T KV - 20 K
40	10 х 10	30	7,5 х 10	T KV - 5 K
40	10 х 10	24	5 х 10	T KV - 20 K
20	7,5 х 10	14	5 х 10	T KV - 15 K
30	7,5 х 10	20	5 х 10	T KV - 15 K
14	5 х 10	-	-	-
20	5 х 10	-	-	-

7 Конструкция

7.1 Общие положения

Клапаны должны удовлетворять требованиям ГОСТ 5761 в части, не противоречащей настоящему стандарту.

Клапаны используют в рабочем диапазоне, указанном изготовителем.

Приведенные здесь требования относятся к деталям клапана, на которые действует давление и изготовленным из материалов, определенных в разделе 6.

Корпус клапана выполняют плавными переходами во избежание концентрации напряжений, которые могут привести к разрушению или коррозионному растрескиванию.

Корпуса под давлением, использующие стекло в качестве материала, должны соответствовать требованиям приложения Ж.

7.2 Максимально допустимое давление

Максимально допустимое давление PS определяет изготовитель, прочность клапана проверяют с учетом PS.

Примечание - Допускается превышать максимально допустимое давление PS в течение короткого промежутка времени, необходимого для сброса давления, с максимальным значением в 1,1 раза больше PS.

Клапан может иметь давление PS, которое зависит от рабочей температуры. Эта зависимость обязательно указывается при маркировке клапана (см. пример в таблице 5) и в эксплуатационной документации.

7.3 Расчет прочности клапана

Конструкцию клапана проверяют на прочность во всем рабочем диапазоне.

Существуют два метода проверки:

а) расчетным методом в соответствии с приложениями А, В и Г;

б) экспериментальным методом в соответствии с приложениями Б, В и Г.

Приложения А и Б используются для проверки максимально допустимого давления PS ₀ при температурах окружающей среды, приложение В - для проверки максимально допустимого давления PS при температурах выше температуры окружающей среды, а приложение Г - для проверки максимально допустимого давления PS при температурах ниже окружающей среды.

Требуемая проверка зависит от категории клапана, как определено в приложении Е.

Для клапанов категории I или выше:

- для клапанов, классифицированных по номинальному диаметру DN в приложении Е: Если произведение не более 3000, проверку проводят либо расчетным, либо экспериментальным методом. Если произведение не менее 3000, проверку выполняют расчетным путем;

- для клапанов, классифицированных по объему V в приложении Е: Если произведение не более 6000, проверку проводят либо расчетным путем, либо экспериментальным методом. Если произведение не менее 6000, проверку производят расчетом.

Для клапанов категории ниже I проверку проводят либо расчетным, либо экспериментальным методом.

Для клапанов из материала с пониженной пластичностью при низких температурах допустимое напряжение должно быть уменьшено в соответствии с приложением Г.

7.4 Корпуса и крышки

Расчет на прочность корпусов и крышек, находящихся под давлением, выполняют в соответствии с 7.3.

Шпиндели и сальники не подлежат этим расчетам или испытаниям.

Резьбовые крышки конструируют таким образом, чтобы невозможно было вывинтить крышку из корпуса клапана, не снимая блокирующее устройство.

7.5 Гайки, болты, винты, крепеж и уплотнения

При расчете винтов, крепежных элементов, гаек и уплотнений учитывают весь рабочий диапазон температур (от TS _min до TS _max).

Во избежание поломок, вызванных замерзшей водой, влага не должна проникать в сильфонные уплотнения.

Если для уплотнения используются мягкие материалы, материал должен быть зафиксирован и закреплен.

7.6 Герметичность затвора клапана

7.6.1 Общие положения

Герметичность затвора клапана должна быть классифицирована в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 - Классы герметичности затвора

Класс герметичности затвора клапана	Значение утечки a
А	Отсутствие пузырьков за время измерения в течение одной минуты б
В	0,02 % от K VS
С	0,1 % от K VS в
D	0,25 % от K VS
Е	0,5 % от K VS
F	1 % от K VS
G	- г
а Изготовитель должен проводить измерения утечки при температуре окружающей среды, охватывающей весь диапазон перепада давления. Для ручных клапанов см. таблицу 3 для предлагаемых верхних пределов максимального перепада давления. б Для предохранительных клапанов производитель должен измерить утечку вплоть до 0,9 x заданное давление клапана. в K VS - скорость потока воды в кубических метрах в час при перепаде давления р 0,1 МПа (1 бар) при номинальном полном раскрытии (м 3/ч). г Для класса герметичности затвора G испытания для проверки герметичности должны проводиться в соответствии с указаниями в технической литературе.

7.6.2 Герметичность затвора, испытание на утечку

Расход утечки L указывается в процентах от значения K _VS в направлении перекрываемого потока.

Изготовитель должен измерить утечку, охватывающую весь диапазон перепада давления, для которого клапан спроектирован, с использованием газа (например, воздуха или азота). Расход утечки L не должен превышать пределов, указанных в таблице 2.

Для класса герметичности затвора G расход утечки L должен быть указан в нормативной документации.

Для двунаправленных клапанов расход утечки должен измеряться в обоих направлениях. Наибольшее измеренное значение используется для расчета L по формулам (1) или (2).

При измерении утечки затвор клапана должен быть закрыт до испытания с применением предписанной силы закрытия.

Расход утечки рассчитывают по формулам

;

(1)

.

(2)

Примечание - Расчет допустимого расхода утечки не зависит от давления, используемого при измерении утечки.

Пример 1 - Клапан имеет KV _S 4,6 м ³/ч и измеренный максимальный расход Q _V утечки затвора на выходе 15 мм ³ воздуха в минуту, т.е. Q _V = 0,0009 м ³/ч. L = 100 % х 0,0009/4,6 = 0,02 %.

Пример 2 - Клапан имеет KV _S 300 м ³/ч и измеренный максимальный расход Q _V утечки затвора клапана на выходе 1000 мм ³ (1 см ³) воздуха в минуту, т.е. Q _V = 0,06 м ³/ч. L = 100 % х 0,06/300 = 0,02 %.

7.7 Резьбовые шпиндели и валы

Шпиндели и валы защищают от непреднамеренного отвинчивания.

Шпиндель клапана проектируют таким образом, чтобы избежать дополнительных напряжений в клапане, чтобы не было риска поломки шпинделя при чрезмерном крутящем моменте.

Шпиндели клапанов проектируют таким образом, чтобы не было задира между шпинделем, крышкой и резьбовой частью, если таковые имеются. Это может быть достигнуто путем выбора материалов, которые обеспечивают низкие силы трения в соединении.

Шпиндели клапанов изготовляют из таких материалов, которые устойчивы к коррозии по отношению к хладагентам и маслам, а также окружающим условиям.

7.8 Конструкция сальника

Любая часть узла сальника или сальника в целом не должна быть произвольно отвинчена и таким образом вытолкнута внутренним давлением. Одним из способов достижения этого является использование винтовых резьб различного шага, при этом винтовая резьба сальниковой гайки должна иметь меньший шаг.

Особые конструктивные решения требуются в случае температур ниже минус 40 °С, чтобы обеспечить надлежащее функционирование во всем диапазоне допустимых температур. Одним из способов достижения этого является обогрев или использование теплоизолированного кожуха.

Повышенные температуры также требуют специальных конструктивных решений для обеспечения правильной работы клапана.

7.9 Затвор клапана

Затворы клапана с диаметром седла более 25 мм конструируют таким образом, чтобы исключить трение скольжения между диском клапана и седлом в корпусе, т.е. при вращении шпинделя диск клапана не должен вращаться. Это не относится к шаровым кранам.

Если для седел и клапанных дисков используются мягкие материалы, то они должны быть зафиксированы и закреплены.

7.10 Колпачки

Колпачки, действующие как уплотнения, должны быть рассчитаны на достаточную прочность.

Корпус или крышка могут быть снабжены уплотнительной крышкой, в которой шпиндель проходит через сальник.

Резьбовые колпачки, которые должны выполнять функцию уплотнения, должны оставаться герметичными до допустимого давления PS.

Корпус или крышка, в которой шпиндель проходит через сальник, могут быть снабжены уплотнительным колпачком.

Резьбовые колпачки, которые должны выполнять функцию уплотнения и оставаться герметичными до расчетного давления PS, должны иметь такую конструкцию, чтобы давление под колпачком падало еще до полного его свинчивания.

Для этого в колпачке или корпусе клапана делают разгрузочное отверстие (см. рисунок 1).

Колпачки клапанов, которые в обычных условиях не требуется откручивать, должны быть законтрены проволокой, которую могут снимать только уполномоченные лица.

Винтовые резьбы на колпачках должны быть правосторонними.

Клапаны с ручным управлением, при условии нечастых операций по техническому обслуживанию, и если клапан не используется во время аварийной ситуации, должны быть снабжены герметизирующим колпачком в дополнение к обычному уплотнению клапана.

Рисунок 1 - Разгрузочное отверстие (левое) и разгрузочное отверстие (правое)

7.11 Ручные клапаны

Следует обратить внимание на необходимость разгрузки от перепада давления, если номинальный диаметр клапана и перепад давления велики. Разгрузка может быть с помощью внешнего или внутреннего обводного канала. Максимальный перепад давления для ручных клапанов приведен в таблице 3. Ручные клапаны с DN менее 50 могут работать при перепаде давления до 90 бар.

Ручное усилие и размеры маховика или рукоятки должны соответствовать приложению К.

Таблица 3 - Клапаны с ручным управлением. Максимальный перепад давления при закрытии вручную

DN	50	65		80		100		125		150		200		250		300	350		400
Максимальный перепад давления, бар	90		70		60		44		33		21	14	9		6			4,5		3,5
Примечание - 1 бар = 0,1 МПа.

Клапаны, которые будут использоваться для испытания на прочность резервуара под давлением, секций трубопровода или в качестве дроссельных клапанов, должны быть герметичными в обоих направлениях. Необходимые закрывающие крутящие моменты должны быть указаны изготовителем, если перепад давления больше приведенного в таблице 3.

Характеристика проходного сечения регулирующих клапанов с ручным управлением должна быть такой, чтобы полное открытие затвора происходило примерно через два полных оборота шпинделя и чтобы проходное сечение постепенно увеличивалось (например, путем использования усеченного конуса).

Для клапанов с ручным приводом, используемых при экстремальных температурах, должны быть приняты меры, чтобы оператор не обжегся или не обморозился.

7.12 Защита от коррозии

Поверхности, которые могут быть подвержены коррозии, например поверхность фланца, резьба или внутренние полости, должны быть обработаны антикоррозионным средством или иным образом защищены для хранения при температуре окружающей среды выше точки росы. Эта защита должна оставаться в силе не менее одного года.

Покраска, покрытие, обработка поверхности - в соответствии с конструкторской документацией изготовителя или в соответствии со специальными требованиями покупателя.

Маркировка, как указано в разделе 10, должна оставаться долговечно разборчивой.

8 Качество исполнения

Не должно быть дефектов, ухудшающих безопасность, правильное функционирование или установку клапанов. Это особенно относится к присоединительным поверхностям.

Контактные поверхности корпуса и крышки, сальника, затвора клапана должны быть достаточно гладкими, чтобы обеспечить герметичность.

Все внутренние поверхности и детали, которые могут вступить в контакт с хладагентом, не должны содержать посторонних веществ, таких как ржавчина, окалина, грязь, сколы и тому подобное. После завершения изготовления и испытаний клапан не должен содержать жидкости, кроме той, которая требуется для защиты от коррозии, любая такая жидкость не должна оказывать вредного влияния на контур хладагента.

9 Производственные испытания

9.1 Испытание на прочность

После изготовления каждый клапан испытывают при давлении р' не менее чем в 1,5 раза больше PS и в 1,25 раза больше PS ₀. Это также относится к деталям клапана, тестируемым отдельно.

Для серийно выпускаемых клапанов категории ниже I, как это определено в приложении Е, испытание на прочность при производстве может проводиться на статистической основе. Статистический метод должен быть задокументирован.

Пример 1 - Клапан спроектирован на расчетное давление PS ₀ - 28 бар при температуре окружающей среды, но из-за хрупкости при низких температурах PS равно 21 бар (рассчитано с t _min75), испытательное давление выбирается как большее из 1,5 х 21 бар = 31,5 бар и 1,25 х 28 бар = 35 бар, т.е. испытательное давление для производственных испытаний при температуре окружающей среды составляет не менее 35 бар.

Пример 2 - Клапан, аналогичный тому, что в приведенном выше примере, имеет расчетное давление PS ₀ 28 бар, но изготовитель решил позволить PS зависеть от рабочей температуры. При низких температурах PS составляет 21 бар. Чтобы рассчитать производственное испытательное давление, изготовителю необходимо учитывать максимальное значение PS, а именно 28 бар. Испытательное давление большее из 1,5 х 28 бар = 42 бар и 1,25 х 28 бар = 35 бар, т.е. испытательное давление составляет по меньшей мере 42 бар.

Примечание - Испытания на прочность под давлением могут проводиться без внутренних частей, которые не выдерживают испытательного давления.

Под воздействием испытательного давления образец не должен иметь видимых дефектов. Время выдержки под давлением выбирают согласно НТД изготовителя.

Если испытание на прочность под давлением проводится с использованием газа (например, воздуха или азота), то должны быть приняты меры, позволяющие избежать риска разрыва клапана. Например, проведение испытания либо в специальной камере, достаточно прочной, чтобы погасить эффект разрыва клапана, либо под водой в резервуаре, оборудованном средствами предотвращения выброса осколков, или с использованием других подходящих защитных устройств.

Если испытание на прочность под давлением проводится с использованием жидкости, клапан должен быть тщательно высушен после завершения испытания.

9.2 Герметичность относительно внешней среды

Испытание на герметичность должно проводиться только после того, как клапан был проверен на достаточную прочность под давлением.

Примечание - Испытания на прочность и герметичность по отношению к внешней среде могут быть совмещены только при условии применения газовой среды в качестве испытательной среды.

Испытание проводят с использованием газа (например, воздуха или азота), при этом испытательное давление равно расчетному давлению PS при температуре окружающей среды. Время выдержки под давлением выбирают согласно НТД изготовителя.

Во время испытания пузырьки не должны образовываться в течение как минимум одной минуты, когда образец погружается в воду с низким поверхностным натяжением.

Испытание проводят с частично открытым затвором клапана или с давлением, приложенным к обеим сторонам клапана одновременно.

Допускаются эквивалентные тесты, например тест на обнаружение утечки гелия. Если какие-либо изменения вносятся в процедуру испытания, как описано выше (например, в случае испытания на обнаружение утечки гелия), испытание должно проводиться таким образом, чтобы обеспечить надежную оценку. Должно быть задокументировано, что испытание на герметичность достигает, по меньшей мере, той же эффективности, что и пузырьковый тест.

Из соображений охраны окружающей среды и безопасности предпочтительными средами для испытаний являются азот, гелий и диоксид углерода. Радиоактивные метки могут быть добавлены в тестовые газы. Следует избегать воздушных и газовых смесей, поскольку некоторые смеси могут быть опасными. Кислород не должен использоваться для испытаний на герметичность.

Колпачки, действующие как уплотнения, должны проверяться на наличие устройства для сброса давления при отвинчивании.

После проведения испытаний необходимо принять меры, для того чтобы среда для испытаний была безопасно выпущена.

9.3 Герметичность затвора клапана

Этот пункт относится к деталям, которые обеспечивают герметичность затвора клапана.

Для класса герметичности затвора клапана от А до F, как определено в 7.6.1, должен быть испытан каждый клапан.

Не должно быть утечки во время испытания при перепаде давления р, приведенном в таблице 4.

Таблица 4 - Требования к производственным испытаниям на герметичность затвора клапана

Класс герметичности затвора клапана	Необходимый минимум испытательного давления	Значение утечки
А	Максимальный перепад давления а, б	Отсутствие пузырьков за время измерения в течение одной минуты б
В	Максимальный перепад давления а	0,02 % от KV S
С	5,5 бар	0,1 % от KV S
D	5,5 бар	0,25 % от KV S
Е	5,5 бар	0,5 % от KV S
F	5,5 бар	1 % от KV S
G в	-	-
а Для ручных клапанов см. таблицу 4, в которой приведены рекомендуемые верхние пределы максимального перепада давления. б Для предохранительных клапанов максимальный перепад давления должен составлять 0,9 x установленное давление клапана. в Для класса герметичности затвора G следует проводить испытания для проверки герметичности затвора, указанные в технической литературе. Например, статистическими методами.

Испытания на герметичность затвора регулирующей арматуры проводят согласно ГОСТ ISO 14903.

9.4 Частные случаи при испытаниях на прочность и плотность

Для клапанов, предназначенных к эксплуатации при температурах ниже минус 40 °С или повышенных температурах и имеющих корпуса с обогревом или теплоизолированным кожухом испытания на прочность и плотность материала корпуса проводят до монтажа этих элементов. При испытаниях следует обеспечить контроль тех элементов, которые невозможно проверить при испытании клапана в сборе.

Испытания на прочность и плотность материала корпуса клапанов с обогревом или теплоизолированным кожухом должны проводиться до монтажа этих элементов.

9.5 Объем приемо-сдаточных испытаний

В состав приемо-сдаточных испытаний входят:

- визуальный контроль;

- испытания на прочность и плотность материала деталей и сварных швов, работающих под давлением среды (9.1, 9.4);

- испытания на герметичность по отношению к внешней среде неподвижных и подвижных соединений (9.2);

- испытания на работоспособность;

- испытания на герметичность затвора (9.3).

10 Маркировка и дополнительная информация

10.1 Общие положения

Маркировка клапанов категории I и выше, как определено в приложении Е, должна включать, по крайней мере, информацию, указанную в 10.2.

Маркировка клапанов категории ниже I должна включать, по крайней мере, информацию перечислений а), б), в) подраздела 10.2.

Маркировку выбивают на корпусе или фланце, или наносят на пластинке или этикетке, прикрепленной к клапану.

10.2 Маркировка

Маркировку выполняют на корпусе, или на фланце, или на фирменной табличке, прикрепленной к клапану, и она содержит следующие сведения:

а) все обязательные сведения в соответствии с ГОСТ 4666-2015 (пункт 4.1.2);

б) давление PS в зависимости от температуры (если это предусмотрено изготовителем в конструкции клапана, см. таблицу 5);

Таблица 5 - Максимально допустимое давление как функция рабочей температуры (пример)

PS, бар	TS, °С
22	От 50,1 до 150
28	От минус 10,0 до 50,0
21	От минус 60,0 до минус 10,1
7	От минус 85,0 до минус 60,1

в) регулирующие клапаны с ручным управлением должны быть дополнительно обозначены: буквой "R" (обозначает регулирующий клапан) на верхнем фланце корпуса, или табличкой (этикеткой) с надписью "регулирующий клапан" под гайкой маховика.

Колпачки со свободным внутренним объемом 1 л и более, которые выполняют функцию уплотнения, должны иметь маркировку с максимально допустимым давлением PS.

Примечание - Как правило, в соответствии с приложением Е эти колпачки относятся к категории 1 или выше, если свободный чистый внутренний объем рассматривается как сосуд высокого давления.

11 Комплектность

11.1 Комплектность - в соответствии с ГОСТ 5761-2005 (подраздел 6.13).

11.2 Обязательная информация, которую необходимо приводить в эксплуатационной документации

Для клапанов категории ниже I, как определено в приложении Е, изготовитель должен предоставить следующую информацию, касающуюся безопасности:

а) расчетное давление PS, которое может быть указано как функция температуры;

б) минимальную и максимальную допустимую температуру TS;

в) подробную информацию о типе подсоединения клапана;

г) копии сертификатов на материалы.

Для клапанов категории I или выше, как определено в приложении Е, изготовитель должен предоставить следующую информацию, касающуюся безопасности:

а) информацию, запрашиваемую в разделе 10;

б) ссылку на настоящий стандарт;

в) хладагенты, для которых подходит клапан;

г) значение KV _S;

д) обозначение материала частей корпуса, нагруженных давлением;

е) подробную информацию о типе подсоединения клапана;

ж) копии сертификатов на материалы.

Разделы руководства по эксплуатации на клапан должны содержать в т. ч. обязательные разделы: инструкцию по сборке, установке и применению, инструкцию по обслуживанию и осмотру, предупреждения о возможных опасностях, вызванных неправильным использованием клапана.

Библиография

[1]	Технический регламент Таможенного союза TP ТС 010/2011	"О безопасности машин и оборудования"
[2]	Технический регламент Таможенного союза TP ТС 032/2013	"О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением"
[3]	EN 13445-2	Unfired pressure vessels - Part 2: Materials (Сосуды, работающие под давлением без огневого подвода теплоты. Часть 2. Материалы)
[4]	EN 14276-1:2006+А1:2011	Pressure equipment for refrigerating systems and heat pumps - Part 1: Vessels - General requirements (Оборудование под давлением для холодильных систем и тепловых насосов. Часть 1. Сосуды. Общие требования)
[5]	ISO 817	Refrigerants - Designation and safety classification (Хладагенты. Обозначение и классификация по безопасности)

Ключевые слова: системы холодильные, насосы тепловые, клапаны, испытания, маркировка, требования.