气动设备的CE认证PED指令气密性测试指南
标准定位与适用范围
法规定位
Directive 2014/68/EU 取代 97/23/EC,自 2016 年 7 月 19 日起适用,管理对象包括压力容器、管道、锅炉、换热器以及安全附件与压力附件。判定是否适用须综合最大允许压力 PS、介质组别、容积或公称直径与预期用途,不能只看产品是否「带气压」。CE 标志是制造商在按适用模块完成符合性评定后签署 EU 符合性声明的结果,类别越高,公告机构参与程度越高;气密性试验是最终检验的一个项目,不能替代设计审查、材料证明、焊接与无损检测等整套证据。
适用范围与对象
若产品构成承压边界,例如储气罐、压力容器、承压管路、带压力腔的阀组或安全附件,则按 PED 路径评定,气密性试验对象为制造完成后的整体设备或按设计划分的承压腔;常用检验依据包括 EN 13445-5(非受火压力容器)、EN 13480(工业管道)与 EN 12266(阀门)。若产品只是执行元件或控制元件,如普通气缸、电磁换向阀、管接头与过滤减压阀,通常需先按机械指令、电磁兼容等适用法规判断,不能因系统供气压力高于 0.5 bar 就套用 PED。
边界与不适用情形
气密性合格只说明在规定试验介质、压力与保压时间内未检出超允许值的泄漏,不等于耐压强度合格、不等于长期密封寿命合格,也不能替代对疲劳、腐蚀、温度与振动的评价。液压耐压试验与气压试验、气密性试验是不同项目,试验压力倍数与安全措施各不相同。文中倍数与时间均为对公开资料的说明性引用,正式参数须按适用标准条款、设备类别与经批准的检验计划核对。
试验目的与可靠性含义
检测目的
泄漏风险来自焊缝、法兰、螺纹、密封面、阀座与材料缺陷。试验要把两类问题分开:一是承压边界在设计压力以上是否有足够强度裕度(耐压试验),二是在规定条件下是否存在不可接受的泄漏(气密性或泄漏率测定)。前者关注宏观变形与破裂,后者关注单位时间的泄漏量或压降;两者目的、介质与判据都不同。
方法学含义
气密性试验常用洁净干燥气体(如氮气、空气或含示踪气体的混合气),在规定试验压力下保压,通过压降法、气泡法、皂液法或氦质谱检漏判定;对于要求定量泄漏率的场合,需给出单位时间泄漏率并按方法换算。耐压试验优先采用液压,因液体压缩能小;确需气压试验时须有额外安全防护,试验压力与升压程序按标准条款执行。EN 12266 区分壳体试验与密封试验,也属于同一逻辑。
与可靠性的关联
密封件压缩回弹、密封面粗糙度、装配力矩、焊接残余应力与热循环都会影响泄漏;运行中的振动、温度循环与介质腐蚀会使出厂合格的产品在服役后劣化。因此除出厂检验外,设计阶段还需考虑密封型式、材料相容性与维护周期,并在运输、安装与定期检验文件中规定复检要求。
Δp_corr = (p₁ − p₂) − K·(T₁ − T₂) 温度修正后的保压压降表达,p 与 T 为保压起止的压力与温度,K 为按气体状态关系确定的修正系数;用于排除环境温度干扰。
Δp_corr = (p₁ − p₂) − K·(T₁ − T₂) 温度修正后的保压压降表达,p 与 T 为保压起止的压力与温度,K 为按气体状态关系确定的修正系数;用于排除环境温度干扰。
试验条件与参数框架
设备与检验状态条件
受检设备应完成全部焊接、热处理、无损检测与装配,承压腔内部清洁干燥,表面可观察;提供设计压力与温度、容积、介质组别、材料证明、焊接工艺评定、无损检测报告与铭牌信息。带内衬、涂层或不可拆卸保温层的部位应预留检漏通道或在覆盖前完成检验。试验前记录环境温度、介质温度与大气压,必要时按方法做温度修正。
装置与参数框架
配备经校准的压力表或压力传感器、温度计、检漏装置(压降采集、皂液、气泡收集或氦质谱)、安全阀与隔离阀、以及防护屏障与远程监控;试验介质应干燥洁净且与材料相容。试验压力、升压梯度、保压时间与允许压降或泄漏率按适用标准与检验计划设定;液压耐压试验还需控制水温以避免低温脆断。气压试验因储能高,应设置隔离区与分级升压程序。
分组与记录条件
逐腔记录试验介质、起始与终止压力、温度、保压起止时刻、压降曲线、检漏位置与方法、允许判据、以及任何可见气泡、渗漏或异常声响;多腔设备按腔体分别记录,不得用一个腔的结果代表全部。出现压力表漂移、环境温度剧烈波动或工装自身泄漏时,应判该次结果无效并复测。
| 项目 | 常见条件 | 依据 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 适用门槛 | PS 大于 0.5 bar | Directive 2014/68/EU | 先判适用性 |
| 类别划分 | 按介质、PS、容积或 DN | 附录 II 分类表 | I 至 IV 类 |
| 检验依据 | 压力容器与管道检验 | EN 13445-5、EN 13480 | 按设备选型 |
| 阀门试验 | 壳体与密封分列 | EN 12266 系列 | 非同一项目 |
| 气密性 | 规定介质与保压时间 | 检验计划与适用标准 | 定量或定性 |
Q_L = Δp_corr·V / Δt 压降法定量泄漏率的简化表达,V 为受检腔有效容积、Δt 为保压时间;需注明介质、压力与温度条件。
| 项目 | 常见条件 | 依据 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 适用门槛 | PS 大于 0.5 bar | Directive 2014/68/EU | 先判适用性 |
| 类别划分 | 按介质、PS、容积或 DN | 附录 II 分类表 | I 至 IV 类 |
| 检验依据 | 压力容器与管道检验 | EN 13445-5、EN 13480 | 按设备选型 |
| 阀门试验 | 壳体与密封分列 | EN 12266 系列 | 非同一项目 |
| 气密性 | 规定介质与保压时间 | 检验计划与适用标准 | 定量或定性 |
Q_L = Δp_corr·V / Δt 压降法定量泄漏率的简化表达,V 为受检腔有效容积、Δt 为保压时间;需注明介质、压力与温度条件。
试验方法与步骤
适用性判定与检验准备流程
收集设计参数与预期用途→按 PS、介质组别、容积或 DN 查附录 II 判定是否属于 PED 及所属类别→选择符合性评定模块与适用的协调标准→编制检验计划,明确耐压、气密性、无损检测与最终检验的项目、顺序与见证点→确认材料与焊接文件齐套→检查试验装置校准与安全隔离。
气密性与耐压试验流程
完成外观与尺寸检查→按检验计划隔离并封堵各开口→分级升压至规定试验压力→在保压期间连续记录压力与温度→按选定方法对各密封面与焊缝检漏→按判据判定并降压→另按程序完成耐压试验(通常为液压),检查可见变形、渗漏与压力保持→试验后排净介质、干燥并复核安全附件整定与铭牌。
合规组合流程
按类别完成设计审查或型式检验、材料与工艺评定、质量体系或最终检验等模块任务→汇总试验报告、计算书、图纸、材料证书、焊接与无损检测记录、风险评估、说明书→由公告机构按模块参与核查(如适用)→签署 EU 符合性声明、加贴 CE 标志并标注公告机构编号→保存技术文件并规定在役定期检验要求。
| 试验类型 | 考察对象 | 常用介质 | 常见误用 |
|---|---|---|---|
| 耐压试验 | 强度与塑性变形 | 优先液体 | 用气密替代 |
| 气密性试验 | 泄漏与压降 | 干燥气体或示踪气 | 与耐压合并 |
| 壳体试验 | 阀体或承压外壳 | 液体或气体 | 与密封混记 |
| 阀座密封试验 | 关闭件密封副 | 按规定介质 | 用壳体值代替 |
| 在役复检 | 服役后密封状态 | 按检验规程 | 用出厂值代替 |
p_test = k·PS·(σ_design/σ_test) 液压试验压力的许用应力比修正形式,k 与应力比值按适用标准条款取值;不可直接把工作压力当试验压力。
| 试验类型 | 考察对象 | 常用介质 | 常见误用 |
|---|---|---|---|
| 耐压试验 | 强度与塑性变形 | 优先液体 | 用气密替代 |
| 气密性试验 | 泄漏与压降 | 干燥气体或示踪气 | 与耐压合并 |
| 壳体试验 | 阀体或承压外壳 | 液体或气体 | 与密封混记 |
| 阀座密封试验 | 关闭件密封副 | 按规定介质 | 用壳体值代替 |
| 在役复检 | 服役后密封状态 | 按检验规程 | 用出厂值代替 |
p_test = k·PS·(σ_design/σ_test) 液压试验压力的许用应力比修正形式,k 与应力比值按适用标准条款取值;不可直接把工作压力当试验压力。
测量、判据与失效定义
测量项目
各腔体试验介质与压力、起始与终止温度、保压时间与压降曲线、泄漏率或气泡观察结果、泄漏位置、耐压试验后的残余变形与外观、安全阀整定值、材料与焊接文件核查结果、铭牌与流体组别信息。
结果判据
气密性以规定保压时间内的压降不超过允许值、或定量泄漏率不超过规定限值、或检漏部位无可见连续气泡为判据;耐压试验以无可见渗漏、无影响安全功能的塑性变形或异常压力下降为判据。公开资料中液压试验压力常引用设计压力的约 1.25 倍或按许用应力比修正的表达式,气压试验倍数更低但安全要求更严,具体公式与倍数须按适用标准条款核对。以上为说明性引用,正式判据须按现行有效文本与设备类别确定。
失效定义
任一密封面出现连续气泡、压降超出允许值、定量泄漏率超限、耐压试验后出现永久变形或裂纹,判该腔不符;以气压试验替代规定的液压耐压试验而无安全措施与批准、把系统工作压力当作试验压力、用保压时间不足的数据判定合格,或忽略多腔设备中的某一承压腔,均判方法不符;把普通气动元件按 PED 加贴 CE 标志而缺少适用性依据,判合规路径错误。
| 测量量 | 定义 | 常见误差来源 | 判定属性 |
|---|---|---|---|
| 试验压力 | 检验施加的规定压力 | 用工作压力代替 | 工况基础 |
| 压降 | 保压期温度修正后的压力变化 | 温度波动未修正 | 气密判据 |
| 泄漏率 | 单位时间泄漏量 | 工装自身泄漏 | 定量判据 |
| 保压时间 | 达到试验压力后的持续时间 | 起算时刻混淆 | 有效性条件 |
| 残余变形 | 耐压后不可恢复的变形 | 只观察渗漏 | 耐压判据 |
E_g ≈ p·V 气压试验储能的量级表达,说明为何气体介质试验的破坏能量远高于液体,需要额外安全隔离与分级升压。
| 测量量 | 定义 | 常见误差来源 | 判定属性 |
|---|---|---|---|
| 试验压力 | 检验施加的规定压力 | 用工作压力代替 | 工况基础 |
| 压降 | 保压期温度修正后的压力变化 | 温度波动未修正 | 气密判据 |
| 泄漏率 | 单位时间泄漏量 | 工装自身泄漏 | 定量判据 |
| 保压时间 | 达到试验压力后的持续时间 | 起算时刻混淆 | 有效性条件 |
| 残余变形 | 耐压后不可恢复的变形 | 只观察渗漏 | 耐压判据 |
E_g ≈ p·V 气压试验储能的量级表达,说明为何气体介质试验的破坏能量远高于液体,需要额外安全隔离与分级升压。
数据分析与报告
数据处理
压降应按温度修正后表达,不能直接用表压读数差代替;泄漏率需注明试验介质、压力、温度与换算方法;气泡法结果以位置与连续性描述,不宜换算成等效泄漏率;耐压与气密性数据分栏记录,不得合并为单一「密封合格」结论;多腔设备按腔体分别判定并记录最不利结果。
报告要素
记录所引用的指令与协调标准编号及版本、设备名称与序列号、设计压力温度与容积、介质组别与类别、评定模块、材料与焊接文件清单、试验介质与装置校准信息、逐腔原始压力温度数据与计算结果、检漏方法与位置、耐压后检查结果、安全附件整定、公告机构信息(如适用),以及结果仅对所述设备与试验条件有效的声明。
| 异常现象 | 可能成因 | 排查方向 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 压降随时间波动 | 环境温度变化 | 恒温或温度修正 | 假阳性 |
| 封堵处持续气泡 | 工装密封不良 | 单独核查工装 | 假阳性 |
| 法兰局部渗漏 | 装配力矩或密封面损伤 | 复核力矩与表面 | 高频问题 |
| 多腔结果矛盾 | 壳程管程串漏 | 分腔分别试验 | 需隔离 |
| 元件被判承压设备 | 适用性判定错误 | 复核 PS 与用途 | 合规风险 |
p_set ≤ PS 安全附件整定压力与最大允许压力的关系表达,整定值须按设计与适用标准核定并在最终检验中复核。
| 异常现象 | 可能成因 | 排查方向 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 压降随时间波动 | 环境温度变化 | 恒温或温度修正 | 假阳性 |
| 封堵处持续气泡 | 工装密封不良 | 单独核查工装 | 假阳性 |
| 法兰局部渗漏 | 装配力矩或密封面损伤 | 复核力矩与表面 | 高频问题 |
| 多腔结果矛盾 | 壳程管程串漏 | 分腔分别试验 | 需隔离 |
| 元件被判承压设备 | 适用性判定错误 | 复核 PS 与用途 | 合规风险 |
p_set ≤ PS 安全附件整定压力与最大允许压力的关系表达,整定值须按设计与适用标准核定并在最终检验中复核。
实施要点与行业实践
实施要点
工装与临时封堵件的泄漏常被误判为产品泄漏,试验前应对工装单独做气密核查。温度波动是压降法的主要干扰,应在恒温或温度修正条件下判定;氦质谱等灵敏方法需明确背景值与检出限。多腔换热器类设备应按壳程与管程分别试验,防止串漏造成误判;气压试验的安全隔离与分级升压不可省略。
行业实践
市场上常见「气动设备都需 PED CE 认证」或「气密性合格即耐压合格」的简化表述,前者忽略适用性判定,后者把两类试验混同。也常见把供应商元件证书当作整机符合性证据。采购与技术协议宜写明 PS 与介质组别、类别判定依据、评定模块、耐压与气密性各自的方法与判据、以及公告机构授权范围是否覆盖该设备类别。
S = Q_L / Q_allow 实测泄漏率与允许泄漏率之比,用于内部风险排序;正式判定仍以适用标准与检验计划的判据为准。
| 关系式 | 含义 |
|---|---|
| Δp_corr = (p₁ − p₂) − K·(T₁ − T₂) | 温度修正后的保压压降表达,p 与 T 为保压起止的压力与温度,K 为按气体状态关系确定的修正系数;用于排除环境温度干扰。 |
| Q_L = Δp_corr·V / Δt | 压降法定量泄漏率的简化表达,V 为受检腔有效容积、Δt 为保压时间;需注明介质、压力与温度条件。 |
| p_test = k·PS·(σ_design/σ_test) | 液压试验压力的许用应力比修正形式,k 与应力比值按适用标准条款取值;不可直接把工作压力当试验压力。 |
| E_g ≈ p·V | 气压试验储能的量级表达,说明为何气体介质试验的破坏能量远高于液体,需要额外安全隔离与分级升压。 |
| p_set ≤ PS | 安全附件整定压力与最大允许压力的关系表达,整定值须按设计与适用标准核定并在最终检验中复核。 |
| S = Q_L / Q_allow | 实测泄漏率与允许泄漏率之比,用于内部风险排序;正式判定仍以适用标准与检验计划的判据为准。 |
S = Q_L / Q_allow 实测泄漏率与允许泄漏率之比,用于内部风险排序;正式判定仍以适用标准与检验计划的判据为准。
| 关系式 | 含义 |
|---|---|
| Δp_corr = (p₁ − p₂) − K·(T₁ − T₂) | 温度修正后的保压压降表达,p 与 T 为保压起止的压力与温度,K 为按气体状态关系确定的修正系数;用于排除环境温度干扰。 |
| Q_L = Δp_corr·V / Δt | 压降法定量泄漏率的简化表达,V 为受检腔有效容积、Δt 为保压时间;需注明介质、压力与温度条件。 |
| p_test = k·PS·(σ_design/σ_test) | 液压试验压力的许用应力比修正形式,k 与应力比值按适用标准条款取值;不可直接把工作压力当试验压力。 |
| E_g ≈ p·V | 气压试验储能的量级表达,说明为何气体介质试验的破坏能量远高于液体,需要额外安全隔离与分级升压。 |
| p_set ≤ PS | 安全附件整定压力与最大允许压力的关系表达,整定值须按设计与适用标准核定并在最终检验中复核。 |
| S = Q_L / Q_allow | 实测泄漏率与允许泄漏率之比,用于内部风险排序;正式判定仍以适用标准与检验计划的判据为准。 |
典型应用场景
典型应用场景
储气罐与承压管路的出厂最终检验、换热器壳程与管程的串漏排查、阀门壳体与密封试验、气动系统成套设备的 PED 适用性判定、耐压试验方式由液压改为气压时的安全评估,以及公告机构最终检验见证前的检验计划编制等。
| 阶段 | 输入 | 输出 | 责任 |
|---|---|---|---|
| 适用性判定 | 设计参数与预期用途 | 类别与模块结论 | 制造商 |
| 检验计划 | 标准清单与见证点 | 试验项目与顺序 | 制造商/公告机构 |
| 最终检验 | 完工设备与校准装置 | 逐腔试验报告 | 试验 |
| 评定与声明 | 技术文件与证书 | 符合性声明与 CE 标志 | 制造商/公告机构 |
| 阶段 | 输入 | 输出 | 责任 |
|---|---|---|---|
| 适用性判定 | 设计参数与预期用途 | 类别与模块结论 | 制造商 |
| 检验计划 | 标准清单与见证点 | 试验项目与顺序 | 制造商/公告机构 |
| 最终检验 | 完工设备与校准装置 | 逐腔试验报告 | 试验 |
| 评定与声明 | 技术文件与证书 | 符合性声明与 CE 标志 | 制造商/公告机构 |
常见问题解答
问:气动设备都适用 PED 吗?
答:不一定。PED 适用于最大允许压力 PS 大于 0.5 bar 的压力设备、安全附件与压力附件,需按介质组别、容积或 DN 与预期用途综合判定。普通气缸、电磁阀、接头等执行或控制元件通常不因此自动成为 PED 意义上的承压设备。
问:气密性试验和耐压试验是一回事吗?
答:不是。耐压试验验证承压边界在超设计压力下不发生塑性变形或破裂,优先用液体;气密性试验验证规定条件下的泄漏或压降,常用干燥气体或示踪气体。两者介质、压力与判据不同,不能互相替代。
问:为什么气压试验要求更严的安全措施?
答:气体可压缩,储能远高于液体,一旦破裂释放能量大。因此气压试验通常需要分级升压、隔离区、远程监控与经批准的程序,不能因「不方便用水」就随意改换介质。
问:压降法为什么会误判?
答:环境温度变化会引起压力读数波动,工装与临时封堵件自身也可能泄漏。判定前需做温度修正、单独核查工装气密性,并确认保压起止时刻与记录间隔一致。
问:PED 的类别怎么确定?
答:按附录 II 的分类表,依据流体组别(危险性)、最大允许压力 PS、容积或公称直径以及设备用途综合查表,分为 I 至 IV 类。类别越高,公告机构在设计审查、生产监督或最终检验中的参与程度越高。
问:CE 标志后面为什么有时有编号?
答:在需要公告机构介入的模块下,CE 标志后标注该机构编号,表示第三方参与了评定。它不是质量等级,也不能替代制造商签署的 EU 符合性声明与完整技术文件。
问:多腔设备怎么安排气密性试验?
答:应按承压腔分别隔离、分别加压与记录,例如换热器的壳程与管程。若腔间存在串漏,单腔数据会互相干扰,需先隔离再判,避免把内漏误判为外漏合格。
问:供应商提供的元件证书能代替整机符合性吗?
答:通常不能。整机还需证明设计、材料、焊接、无损检测、最终检验、说明书与符合性声明符合适用模块要求;元件证书只能作为技术文件中的支持性证据之一。
本文围绕相关产品标准与强制性安全标准的公开资料与工程实践进行梳理,用于说明不合格项目的试验方法、判定逻辑、成因分析与整改方向,不构成对任何具体产品的合格结论,也不替代适用法规、客户规范或经签署的试验大纲。正式标准编号、版本、限值与试验程序均以委托方提供的现行有效文本及技术协议为准;检测结论与合规判断应分别表述。



