摘要：介紹國家標準GB 27790-2011《城鎮(zhèn)燃氣調壓器》和GB 27791-2011《城鎮(zhèn)燃氣調壓箱》，分析了新國家標準相對于舊行業(yè)標準的進步。

關鍵詞：城鎮(zhèn)燃氣調壓器；  城鎮(zhèn)燃氣調壓箱；  標準

Comparison between New and Old Standards for City Gas Pressure Regulator and Pressure Regulating Installation

Abstract: The national standards，namely City Gas Pressure Regulators(GB 27790-20 11)and City Gas Pressure Regulating Installation(GB 2779 1-2011)are introduced. The progress of the new national standard that is relative to the old industrial standard is analyzed.

Key words: city gas pressure regulator；city gas pressure regulator installation；standard

1 產品標準的制定和修訂過程

國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會于2011年12月30日發(fā)布了GB 27790-2011《城鎮(zhèn)燃氣調壓器》，該標準是在CJ 274-2008《城鎮(zhèn)燃氣調壓器》的基礎上，結合多年來城鎮(zhèn)燃氣調壓器產品的檢驗實踐，進一步參照BS EN334：2005修訂而成，于2012年11月1日正式實施；同期發(fā)布實施的標準GB 27791-2011《城鎮(zhèn)燃氣調壓箱》，是在CJ／T 275-2008《城鎮(zhèn)燃氣調壓箱》的基礎上，結合多年來城鎮(zhèn)燃氣調壓箱產品的檢驗實踐，講一步參照BS ENl2186：2000修訂而成的。

2 新舊標準對比

新的國家標準GB 27790-2011和GB 27791-2011，與舊有的行業(yè)標準CJ 274-2008和CJ／T275-2008相比，條款的敘述更加嚴密，對產品的安全性要求更高，更加符合產品質量檢驗和行業(yè)發(fā)展的要求。

2.1 條款敘述嚴密性

2.1.1 調壓器的關閉壓力區(qū)等級

標準CJ 274-2008在調壓器的關閉壓力區(qū)等級方面，僅定義了每條靜特性曲線的關閉壓力區(qū)等級：“最小流量和最大流量的比值的最大允許值乘上100”。而在產品檢驗過程中，對調壓器性能的分析主要通過對一族靜特性曲線(設定出口壓力條件下，對應3個不同進口壓力的3條靜特性曲線)綜合特性的分析進行判定。標準CJ 274-2008中并未定義調壓器靜特性線族的關閉壓力區(qū)等級，也未闡述靜特性線族的關閉壓力區(qū)等級與每條靜特性曲線關閉壓力區(qū)等級的關系。因此，根據標準CJ 274-2008的定義，現(xiàn)有的調壓器關閉壓力區(qū)等級的確定和關閉壓力區(qū)性能的判定方法存在爭議，究竟是在3條靜特性曲線的關閉壓力區(qū)等級中取較大值作為靜特性線族的關閉壓力區(qū)等級，還是綜合考慮3條靜特性曲線的最大、最小流量來重新計算靜特性線族的關閉壓力區(qū)等級，無明確定論。

對此，標準GB 27790-201 1在第3.1.33條中增加了關于靜特性線族的關閉壓力區(qū)等級的定義：“靜特性線族上，最大進口壓力下的最小流量和最小進口壓力下的最大流量的比值的最大允許值乘上100”。根據此定義可知，計算每族靜特性曲線的關閉壓力區(qū)等級時，在綜合考慮各種條件后，采用最不利情況下的關閉壓力區(qū)等級作為該族靜特性曲線的關閉壓力區(qū)等級。至此，調壓器靜特性中的關閉壓力區(qū)等級的判定方法和依據更加清晰和明確：從每條靜特性曲線和每族靜特性曲線的關閉壓力區(qū)等級兩方面來同時對調壓器的關閉壓力區(qū)等級性能進行檢驗和判定。

2.1.2 調壓器的產品型號編制

標準GB 27790-2011與CJ 274-2008相比，調壓器型號的編制更加嚴密：GB 27790-2011在第4.2.1條產品型號編制中增加了代表連接型式的代號，將螺紋連接(代號為L)和法蘭連接(省略代號)的調壓器加以區(qū)分。

2.1.3 調壓箱的出口壓力設定值試驗

標準CJ／T 275-2008對調壓箱出口壓力設定值試驗過程中的進口壓力條件并無明確規(guī)定，調壓箱產品在此項試驗的檢驗過程中，進口壓力值的選取存在爭議。GB 27791-2011在第7.6.3條中明確了進口壓力的選?。?ldquo;在最低進口壓力下”，試驗條件更加明確。

2.2 安全性

2.2.1 調壓器耐低溫性試驗

標準CJ 274-2008在城鎮(zhèn)燃氣調壓器耐低溫性試驗要求(第6.5.1條)中規(guī)定，對于標稱工作溫度范圍為-10～60℃的調壓器，其在-10℃條件下的關閉壓力需要滿足式(1)的要求。對于標稱工作溫度范圍為-20～60℃的調壓器，其在-20℃條件下的關閉壓力需要滿足式(2)的要求。

式中 p_b——調壓器的實際關閉壓力，Pa

     P_2,s——調壓器的出口壓力設定值，Pa,

     S_G——調壓器的標稱關閉壓力等級

標準CJ 274-2008對標稱工作溫度范圍為-20～60℃的調壓器的耐低溫性要求低于標稱工作溫度范圍為-10～60℃的調壓器。但是標稱工作溫度范圍為-20～60℃的調壓器在實際工作過程中，也可能處于-10℃的環(huán)境中，標準CJ 274-2008對標稱工作溫度范圍為-20～60℃的調壓器在-10℃環(huán)境中的關閉壓力并無規(guī)定。另一方面，一些城鎮(zhèn)燃氣調壓器的生產企業(yè)利用標準CJ 274-2008中的此項規(guī)定，將適用于-l0～60℃調壓器的標稱工作溫度定為-20～60℃，這樣可以令原本耐低溫性試驗不合格的調壓器在檢驗過程中符合標準的規(guī)定。此種現(xiàn)象將有可能導致型式檢驗合格但是實際上耐低溫性能不合格的調壓器流入市場，調壓器在實際工作過程中性能有所降低，存在安全隱患。

為確保調壓器產品的性能和質量，標準GB27790-2011對調壓器的耐低溫性試驗要求進行了修訂：第6.7.2條規(guī)定，標稱工作溫度范圍為-20～60℃的調壓器不僅需要在-20℃條件下滿足式(2)的要求，還需要在-10℃條件下滿足式(1)的要求。

2.2.2 調壓器的密封性試驗

調壓器的密封性試驗分為外密封試驗和內密封試驗。關于調壓器的外密封性，標準CJ 274-2008要求調壓器的承壓件和所有連接處在外密封試驗過程中，金屬表面及各連接部位應無泄漏。關于調壓器的內密封性，標準CJ 274-2008要求調壓器在最大進口壓力下作靜特性試驗時，在關閉后5 min和30 min時分別測得的關閉壓力相同。但是，在實際的檢驗過程中，試驗管道無法保證完全無泄漏，且儀表在測量過程中存在誤差，無法保證試驗壓力完全恒定不變。因此，標準GB 27790-2011對調壓器密封性的檢驗方法進行了修訂，允許存在符合要求的微小泄漏量，對調壓器密封性的要求進行了量化，量化后的密封性試驗規(guī)定與CJ 274-2008中的規(guī)定相比，試驗方法更加合理，更加嚴密。

①外密封試驗要求

關于調壓器的外密封性試驗，標準GB 27790-2011在第7.5節(jié)中增加了“調壓器經承壓件液壓強度試驗合格后進行外密封試驗”的要求，提高了試驗過程的安全性，并提高了對產品質量的要求。

GB 27790-201 1保留了CJ 274-2008的外密封試驗方法，并在第7.5.6條中增加了一種量化的調壓器外密封試驗方法——壓降法：將試驗件緩慢增壓至所規(guī)定的試驗壓力進行保壓，保壓期間進行兩次壓力測量，兩次測量的時間間隔應足夠長，以確保壓力測量儀表的讀數(shù)有明顯的變化，記錄下兩次測量得到的壓力值、試驗介質溫度值和時間間隔。根據式(3)、(4)計算每個承壓腔的泄漏量，要求所有承壓腔的泄漏總量不高于GB 27790-2011中表10的規(guī)定。

式中 Δp——修正后的壓降，Pa

     p_m,1、p_m,2——第一次、第二次測量時承壓腔內試驗介質的壓力，Pa

     p_a,1、p_a,2——第一次、第二次測量時實驗室的大氣壓力，Pa

     θ₁、θ₂——第一次、第二次測量時承壓腔內試驗介質的溫度，℃

式中 q_i——每個承壓腔的計算泄漏量，m³／h

V——每個承壓腔的容積，m³  

    Δt——兩次測量的時間間隔，h

②內密封試驗要求

CJ 274-2008對調壓器型式檢驗內密封試驗的規(guī)定為(第6.3.5條)：“在最大進口壓力下作靜特性試驗時，在調壓器關閉后5 min和30 min時分別測量出口壓力，兩次測得的出口壓力應相同(考慮到測量精度及溫度修正)。”CJ 274-2008中調壓器兩次關閉壓力測量的時間間隔為25 min。對于反應迅速的調壓器，25 min的時間間隔過長，降低了試驗效率；對于反應緩慢的調壓器，25 min的時間間隔過短，試驗結果無法反映調壓器的實際內密封性能。

GB 27790-201l在第6.5.5.1款中對調壓器型式檢驗內密封試驗的試驗方法進行了修訂，采用壓降法作為調壓器內密封性能檢驗的試驗方法：在調壓器最大進口壓力條件下進行靜特性試驗時，在調壓器關閉5 min后測量兩次出口壓力。要求兩次測量的時間間隔和壓力測試結果符合本文第2.2.2①中對壓降法的規(guī)定。不過在計算總體泄漏量的過程中，計算公式中的物理量含義有所改變：式(3)中的p_m,1和p_m,2表示5 min和足夠長時間間隔后調壓器的關閉壓力值；式(4)中的V表示從調壓器的閥口到流量調節(jié)閥之間的試驗管路容積。

GB 27790-2011中對調壓器內密封試驗的規(guī)定在確保試驗結果精度和有效性的前提下，可以根據每個調壓器的具體情況選擇合適的關閉壓力測試的時間間隔(可能大于25 min，可能小于25 min，也可能等于25 min)。與CJ 274-2008相比，GB27790-2011中對調壓器內密封試驗的規(guī)定充分考慮了各種調壓器內密封性的差異，試驗方法與BSEN334更加貼近，試驗時間間隔的選取更加科學；試驗結果實現(xiàn)了高度的量化性，同時能夠更加準確地反映調壓器內密封性能的真實情況；兼顧了試驗結果準確性和試驗過程高效率性的平衡，實現(xiàn)了人力和物力資源的優(yōu)化配置。

2.2.3 調壓器膜片的耐壓試驗

關于調壓器膜片的耐壓試驗，標準CJ 274-2008第6.8.1條規(guī)定：“試驗壓力應為設計壓力的1.15倍，保壓期間不應漏氣。”而標準GB 27790-2011第6.3.1條將試驗要求改為：“試驗壓力為設計壓力(見本標準5.1.1.3)的1.5倍，保壓期間不應漏氣。”提高了對調壓器膜片耐壓強度的要求。

2.2.4 調壓箱的絕緣性能試驗

標準CJ／T 275-2008中規(guī)定，調壓箱使用的絕緣法蘭或絕緣接頭的常態(tài)絕緣電阻為“不應小于2.5 MΩ”；而標準GB 27791-2011對其常態(tài)絕緣電阻的要求提升至“應大于10 MΩ”，提高了采用絕緣法蘭或絕緣接頭調壓箱的絕緣性要求。

2.3 行業(yè)發(fā)展性和檢驗實踐性

近些年，城鎮(zhèn)燃氣調壓器(箱)行業(yè)的發(fā)展十分迅速，行業(yè)標準CJ 274-2008和CJ／T 275-2008的部分條款已不適用于或無法涵蓋所有的調壓器(箱)類型。同時，行業(yè)標準發(fā)布實施過程中，相關的調壓器(箱)產品質量檢驗機構在多年的檢驗過程中，發(fā)現(xiàn)行業(yè)標準的部分條款設置得不合理。因此，為了順應行業(yè)的發(fā)展，并充分結合相關檢驗機構的檢驗實踐，新的國家標準GB 27790-2011和GB27791-2011對舊行業(yè)標準CJ 274-2008和CJ／T275-2008的部分條款進行了修訂。

2.3.1  調壓器常用的金屬材料

隨著金屬材料制造業(yè)和調壓器行業(yè)的發(fā)展，金屬材料的性能日趨提高，調壓器的加工制造工藝日趨完善，越來越多的金屬材料能夠滿足調壓器的制造和性能要求。因此，在常用金屬材料的規(guī)定方面，與標準CJ 274-2008相比，標準GB 27790-2011不僅保留了原有標準中的灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼、鍛鋼和軋鋼、不銹鋼，還增加了鑄造鋁合金、鍛造鋁合金、可鍛鑄鐵等金屬材料。同時，由于相關引用標準的修訂，鑄鋼、鍛鋼和軋鋼、不銹鋼的牌號有所增加和修改。

2.3.2 調壓器膜片的耐燃氣性能試驗

由于標準GB l6802-1997《城鎮(zhèn)燃氣調壓器》在制定時，國內的氣源比較繁雜，煤制氣、重油裂解氣、秸稈氣、沼氣、天然氣、液化石油氣等多種氣源并存，而且大多數(shù)氣源對調壓器橡膠膜片的腐蝕性比較嚴重，尤其是當時作為主要氣源的煤制氣。因此，當時提出了一種較為嚴格的檢驗方法：采用B溶液(體積分數(shù)為30％甲苯和70％異辛烷的混合溶液)作為浸泡溶劑，用以模擬具有高腐蝕性的氣源對城鎮(zhèn)燃氣調壓器膜片性能的影響。CJ 274-2008在編制的過程中，沿用了這一規(guī)定，要求調壓器的橡膠膜片在標準室溫條件下在B溶液中浸泡72 h，取出后5 min內的質量變化率不大于±20％，體積變化率不大于±30％；在干燥空氣中放置24 h后的質量變化率不大于±10％，體積變化率不大于±15％。

21世紀，隨著天然氣時代的到來，其他氣源逐漸淡出甚至退開燃氣市場，天然氣成為我國大部分城鎮(zhèn)燃氣輸配系統(tǒng)的主要氣源。天然氣經過凈化后進入城鎮(zhèn)燃氣輸配管網，其潔凈度較高，對調壓器橡膠膜片的腐蝕性大大降低。為了適應這一新的變化，GB 27790-2011沿用了CJ 274-2008的試驗方法，但對橡膠膜片的浸泡溶劑進行了區(qū)分：對工作介質為人工煤氣的調壓器，用B溶液浸泡；對工作介質為天然氣、液化石油氣和液化石油氣混空氣的調壓器，用液態(tài)正戊烷浸泡。

液態(tài)正戊烷對橡膠膜片的腐蝕性低于B溶液。為了驗證液態(tài)正戊烷和B溶液對橡膠膜片腐蝕程度的差異性，國家燃氣用具質量監(jiān)督檢驗中心財3個不同調壓器廠家的橡膠膜片(分別編號為1號、2號和3號)按照標準中規(guī)定的試驗方法，分別采用液態(tài)正戊烷和B溶液進行浸泡，浸泡結果見表1。

標準CJ 274-2008發(fā)布實施后，檢驗中心經過多年的調壓器質量檢驗工作，通過對調壓器橡膠膜片耐城鎮(zhèn)燃氣性能檢驗結果(試驗溶劑為B溶液)的統(tǒng)計，得出50％以上的橡膠膜片能夠滿足更高標準要求的結論。同時，在新標準的規(guī)定中，以非人工煤氣為氣源的調壓器橡膠膜片的試驗溶劑改為腐蝕性較小的液態(tài)正戊烷。因此，為了在順應氣源變化這一行業(yè)發(fā)展趨勢的同時，確保并促進調壓器橡膠膜片產品質量的進一步提高，標準GB 27790-2011對橡膠膜片耐城鎮(zhèn)燃氣性能的指標進行廠新的規(guī)定：調壓器的橡膠膜片在標準室溫條件下在規(guī)定液體(液態(tài)正戊烷或B溶液)中浸泡72 h，取出后5min內的質量變化率和體積變化率均不應大于±15％；在干燥空氣中放置24 h后的質量變化率和體積變化率均不應大于±10％。

2.3.3 調壓器的耐久性試驗

根據檢驗中心多年的檢驗經驗可知，耐久性試驗后的靜特性試驗不需要完全按照耐久性試驗前靜特性試驗的繁瑣步驟逐一進行，通過簡化的試驗步驟和試驗結果即可反映調壓器耐久性試驗后的靜特性。故GB 27790-2011對調壓器耐久性試驗后的靜特性試驗步驟進行了簡化：分別在調壓器進口壓力范圍內取兩點p_1,min和p_1,max在出口壓力范罔內取兩點p_2,min和p_2,max (而CJ 274-2008是分別在調壓器的進口壓力范圍內和出口壓力范圍內各取3點進行耐久性試驗后的靜特性試驗)。GB 27790-2011對調壓器耐久性試驗后靜特性試驗方法的簡化，既能夠準確地反映調壓器耐久性試驗后的靜特性，又節(jié)省了人力和物力資源。

2.3.4 調壓箱的規(guī)格和結構形式的多樣化

隨著調壓箱行業(yè)的不斷發(fā)展，調壓箱的規(guī)格和結構形式不斷增加。標準CJ／T 275-2008已無法涵蓋所有的調壓箱種類，導致部分調壓箱在制造和檢驗的過程中缺乏合理合法的依據。針對此種情況，GB 27791-2011在第4.2(c)條中增加了最大進口壓力為2.5MPa和4.0MPa兩種規(guī)格的調壓箱；在第6.5節(jié)和6.9節(jié)中分別對兩路及兩路以上調壓、帶監(jiān)控調壓器等裝置的調壓箱進行了進一步的規(guī)定，要求各路的出口壓力設定值和關閉壓力符合標準要求。

2.3.5 調壓箱的強度試驗

CJ／T 275-2008中規(guī)定，調壓箱的強度試驗采用水作為試壓介質。隨著調壓箱行業(yè)的不斷發(fā)展，部分調壓箱由于其結構和功能的要求，不可采用液壓試驗法進行強度試驗。因此，GB 27791-2011在第6.3節(jié)中一方面保留了CJ／T 275-2008中以水作為試壓介質的強度試驗方法：“用水作為試壓介質時，試驗壓力應為1.5倍設計壓力且不應低于0.6MPa”：另一方面增加了以壓縮空氣或惰性氣體作為試壓介質的強度試驗方法：“用壓縮空氣或惰性氣體為試壓介質時，試驗壓力應為l.15倍設計壓力且不應低于0.6MPa。”

由于氣體的壓縮系數(shù)較大，采用壓縮空氣或惰性氣體作為試壓介質時，強度試驗的危險程度高于液壓試驗，因此我國對氣壓試驗的安全性要求進行了相關規(guī)定。

GB l50.1-2011《壓力容器第l部分：通用要求》的第4.6.1條中規(guī)定：“耐壓試驗一般采用液壓試驗。對于不適宜進行液壓試驗的容器，可采用氣壓試驗或氣液組合試驗。”GB l50.4-2011《壓力容器第4部分：制造、檢驗和驗收》的第l l.4.10.2款中規(guī)定：“氣壓試驗和氣液組合壓力試驗應有安全措施，試驗單位的安全管理部門應當派人進行現(xiàn)場監(jiān)督。”

GB 50235-2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》在第8.6.1條第l款中規(guī)定：“壓力試驗應以液體為試驗介質。當管道的設計壓力小于或等于0.6MPa時，也可采用氣體為試驗介質，但應采取有效的安全措施。”在第8.6.1條第2款中規(guī)定：“脆性材料嚴禁使用氣體進行壓力試驗。”在第8.6.2條第2款中規(guī)定：“當管道的設計壓力大于0.6MPa，設計和建設單位認為液壓試驗不切實際時，可采用本規(guī)范第8.6.5條規(guī)定的氣壓試驗來代替液壓試驗。”

在第8.6.2條第4款中規(guī)定：“現(xiàn)場條件不允許進行管道液壓和氣壓試驗時，可同時采用下列方法代替壓力試驗，但應經建設單位和設計單位同意：①所有環(huán)向、縱向對接焊縫和螺旋焊焊縫應進行l00％射線檢測或l00％超聲檢測。②除本規(guī)范第8.6.2條第4款第l項規(guī)定以外的所有焊縫(包括管道支承件與管道組成件連接的焊縫)，應進行l00％的滲透檢測或100％的磁粉檢測。③應由設計單位進行管道系統(tǒng)的柔性分析。④管道系統(tǒng)應采用敏感氣體或浸入液體的方法進行泄漏試驗，試驗要求應在設計“文件中明確規(guī)定。”

本文作者：張乃方翟軍 林升柏 岳明 陳浩 李軍 王洪林 皮洋

作者單位：中國市政工程華北設計研究總院