(高清版)GBT 40515-2021 船舶和海上技術(shù)　船用超低溫截止閥　設(shè)計(jì)與試驗(yàn)要求

ICS47.020.30GB/T40515—2021/ISO18139:2017船舶和海上技術(shù)船用超低溫截止閥設(shè)計(jì)與試驗(yàn)要求(ISO18139:2017,IDT)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T40515—2021/ISO18139:2017 I 3術(shù)語和定義 24壓力-溫度額定值 34.1介質(zhì)類型 34.2工作壓力和設(shè)計(jì)溫度 3 45.1截止閥基本結(jié)構(gòu) 5.2閥體的型式與材料 45.3加長閥蓋的型式與材料 55.4閥盤的型式與材料 55.5閥桿的型式與材料 55.6閥桿密封 65.7閥座密封圈的型式與材料 65.8螺栓和螺母的型式與材料 65.9驅(qū)動(dòng)裝置和操作機(jī)構(gòu)的要求 65.10表面處理 75.11焊接和熱處理 86試驗(yàn)和檢驗(yàn) 86.1材料檢驗(yàn) 86.2無損檢測 8 9 96.5熱處理 9 96.7壓力試驗(yàn)、上密封試驗(yàn)和密封性試驗(yàn) 6.8防火試驗(yàn) 6.9低溫試驗(yàn) 7標(biāo)志 附錄A(資料性)超低溫截止閥 GB/T40515—2021/ISO18139:2017本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件使用翻譯法等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO18139:2017《船舶和海上技術(shù)超低溫截止閥設(shè)計(jì)與與本文件中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國文件如下：——GB/T12220—2015工業(yè)閥門標(biāo)志(ISO5209:1977,MOD)——補(bǔ)充“ASTMA105/A105M”“ASTMA216/A216M”“ASTMA312/A312M”和“ASTMA358/ 本文件由全國船用機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC137)提出并歸口。I1GB/T40515—2021/ISO18139:2017船舶和海上技術(shù)船用超低溫截止閥本文件規(guī)定了在超低溫環(huán)境下(-196℃~-50℃)船用超低溫截止閥的設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)要求。ISO5209通用工業(yè)閥門標(biāo)記(Generalpurposeindustrialvalves—Marking)ISO28921-1工業(yè)閥門低溫用隔離閥第1部分：設(shè)計(jì)、制造及產(chǎn)品檢測(Industrialvalves—Isolatingvalvesforlow-temperatureapplications—Part1:Design,manufacturingandproductiontes-ting)ASMEB1.5梯形螺紋(AcmeScrewThreads)ASMEB1.8短牙梯形螺紋(StubAcmeScrewFlangedFittings)ASMEB16.5管法蘭及法蘭附件(PipeFlangesandFlangedFittings)ASMEB16.11承插焊和螺紋連接的鍛造管件(ForgedFittings,Socket-WeldingandThreaded)ASMEB16.25對(duì)焊端部(Butt-weldingEnds)ASMEB16.47大直徑鋼法蘭(LargeDiameterSteelFlanges)Waviness,andLay))ASTMA105/A105M管道用碳素鋼鍛件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(StandardSpecificationforCarbonSteelForgingsforPipingApplications)RolledAlloy-SteelPipeFlanges,ForgedFittingsandValvesandPartsforHigh-temperatureService)ASTMA194/A194M高溫或高壓或高溫高壓螺栓用碳鋼及合金鋼螺母(CarbonandAlloySteelNutsandBoltsforHigh-PressureandHigh-TemperatureService)ASTMA216/A216M高溫用可熔焊碳鋼鑄件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(StandardSpecificationforSteelCastingsCarbonSuitableforFusionWelding,forHigh-TemperatureService)ASTMA312/A312M無縫、焊接和重度冷加工奧氏體不銹鋼管(StandardSpecificationforSeamless,Welded,andHeavilyColdWorkedAusteniticStainlessSteelPipes)ASTMA320/A320M低溫用合金鋼和不銹鋼螺栓材料(Alloys-SteelBoltingmaterialforLow-Temperatureservice)ASTMA350/A350M需切口韌性試驗(yàn)的管道部件用碳鋼和低合金鋼鍛件(Forgings,CarbonandLow-AlloySteel,RequiringNotchToughnessTestingforPipingComponents)2GB/T40515—2021/ISO18139:2017ASTMA351/A351M容壓件用奧氏體鑄件(Casting,Austenitic,Austenitic-Ferritic(Duplex),forPressure-ContainingParts)SpecificationforElectric-Fusion-WeldedAusteniticChromium-NickelStainlessSteelPipeforHigh-TemperatureServiceandGeneralApplications)ASTMA536/A536M球墨鑄鐵件(StandardSpecificationforDuctileIronCastings)ings,CarbonandAlloySteel,forPipeFlanges,Fittings,Valves,andPartsforHigh-PressureTrans-missionservice)ASTME186厚壁[2in～4.5in(50.8mm～114mm)]鋼鑄件參考射線底片(ReferenceRadio-graphsforHeavy-Walled(2to41/2-in.(50.8tol14mm))SteelCastings)ASTME446厚壁等于和小于2in的鑄鋼件參考射線底片(ReferenceRadiographsforSteelCastingsupto2in.inThickness)ASMESec.V無損檢測(NondestructiveExamination)API600法蘭端、對(duì)焊端及螺栓閥蓋的鋼質(zhì)閘閥(SteelGateValves—FlangedButt-weldingEnds,BoltedBonnets)SteelCastingsforValves,FlangesandFittingsandotherPipingComponents(VisualMethod)]steelglobeandglobestopandcheckvalves(flangedandbutt-weldingends)forthepetroleum,petro-chemicalandalliedindustries)3術(shù)語和定義——IEC:/——ISO:/obpDN3.2用于參考的與壓力相關(guān)的數(shù)字標(biāo)識(shí)。3GB/T40515—2021/ISO18139:20173.3公稱管道尺寸nominalpipesize3.4等級(jí)class介質(zhì)類型見表1。表1介質(zhì)類型(示例)介質(zhì)類型溫度(大氣壓下)/℃液體密度(密度)/(kg/m3)LNG(液態(tài)天然氣)—163~—88434～478NG(天然氣)—160～650.7～0.89LN?(液氮)N?(氮?dú)?—196～65本閥門工作壓力和設(shè)計(jì)溫度見表2。最大工作壓力備注常溫下壓力級(jí)和最大工作壓力應(yīng)滿足ASMEB16.34規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)。設(shè)計(jì)溫度應(yīng)在-196℃~100℃。注1:當(dāng)壓力等級(jí)超過PN150(Class900)時(shí)，可按照雙方達(dá)成的協(xié)議進(jìn)行。注2:工作壓力根據(jù)訂購方提供管道工況而定。4GB/T40515—2021/ISO18139:20175.1截止閥基本結(jié)構(gòu)閥的結(jié)構(gòu)與功能如本文件所示。當(dāng)有不同于本文件的結(jié)構(gòu)時(shí)，制造方可以按照與訂購方達(dá)成協(xié)議進(jìn)行(截止閥基本結(jié)構(gòu)參見附錄A中圖A.1)。截止閥通常是整體上裝式螺栓連接閥蓋的結(jié)構(gòu)型式。材料應(yīng)選用性能不低于表3所列的材料，對(duì)于法蘭端類型的閥門材料可用焊接端類型材料替代。制造方法材料法蘭端型式焊接端型式鍛造ASTMA182F304、F316ASTMA182F304L、F316L鑄造ASTMA351CF8、CF8MASTMA351CF3、CF3Ma)閥門結(jié)構(gòu)長度應(yīng)符合ASMEB16.10。b)閥門殼體最小壁厚應(yīng)符合ASMEB16.34中表3A和3B的要求。1)“焊接端”型式——承插焊端●PN100(Class600)按ASMEB16.11的Class6000級(jí)?！馪N130(Class800)～PN250(Class1500)按ASMEB16.11的Class9000級(jí)。 對(duì)焊端●連接管道的厚度小于Sch40:滿足Sch4●連接管道的厚度大于Sch40:滿足連接管道的厚度，并根據(jù)ASMEB16.25或——小于或等于NPS24(DN600)按ASMEB16.5制造5GB/T40515—2021/ISO18139:2017——大于或等于NPS26(DN650)按ASMEB16.47制造●超過PN100(Class600):大槽面(LGF)型法蘭或突面(RF)型法蘭?！砻娴募庸ぞ葢?yīng)符合ASMEB16.5和ASMEB16.47的要求，并按照ASMEB46.1進(jìn)行測量。加長閥蓋型式應(yīng)符合：a)閥蓋最小壁厚應(yīng)滿足ASMEB16.34表3A和3B的要求，對(duì)于上密封座后的加長頸部應(yīng)滿足ASMEB16.34中6.1.3的要求；b)閥蓋與閥體間的法蘭連接應(yīng)滿足API600中5.5或BS1873的要求；c)加長閥蓋的長度應(yīng)滿足ISO28921-1;d)隔離套環(huán)和滴水板可安裝在非絕緣的加長閥蓋上；f)上密封座安裝在加長閥蓋內(nèi)部。制造方法為鑄造或焊接鑄(鍛)件及連接管。b)焊接鑄(鍛)件及連接管注：當(dāng)溫度范圍為一80℃~-52℃時(shí)，可使用軟密封閥盤。b)閥盤應(yīng)使閥體工作時(shí)閥座磨損最小化。c)閥盤導(dǎo)軌應(yīng)使閥盤與閥桿對(duì)準(zhǔn)。材料應(yīng)為ASTMA182F304或F316或更優(yōu)性能的材料。為提高耐磨性能，在閥座處應(yīng)堆焊一層6GB/T40515—2021/ISO18139:2017b)閥桿的最小直徑應(yīng)大于BS1873中的最小直徑。若是“縮徑型”,制造商和訂購方可以達(dá)成d)閥桿的外表面必須精確地貼合到密封填料上以保持密封，并精細(xì)加工(表面粗糙度Ra:小于0.8μm),以避免閥門工作時(shí)的損壞。f)閥桿螺紋應(yīng)滿足ASMEB1.5或ASMEB1.8。閥桿材料應(yīng)采用等同于ASTMA182F316的材料或優(yōu)于閥體的材料。b)閥桿密封填料應(yīng)有足夠的密封性和強(qiáng)度以防止在閥門開啟或關(guān)閉以及長時(shí)間工作下受到損壞。d)閥桿密封填料應(yīng)便于更換。閥座上的閥座密封圈(或整體式閥座)應(yīng)為單座(或整體閥座)型，并帶有一個(gè)可阻擋介質(zhì)流動(dòng)的孔口。閥座密封圈應(yīng)采用等同于ASTMA182F316的材料或優(yōu)于閥體的材料。為提高耐磨性，與閥盤接觸部分應(yīng)進(jìn)行表面硬化處理。如果是軟密封型閥盤，則不需要對(duì)閥座表面進(jìn)行表面硬化處理。表面硬用于閥蓋法蘭、支架和填料壓板的螺栓和螺母應(yīng)符合BS1873的要求。螺栓和螺母的材料如下：a)螺栓材料應(yīng)不低于ASTMA320B8Class2;b)螺母材料應(yīng)不低于ASTMA1948。7GB/T40515—2021/ISO18139:2017若驅(qū)動(dòng)裝置帶有手動(dòng)操作件，在手動(dòng)操作件上輸入不超過360N的力即可使閥門開啟或關(guān)閉。手強(qiáng)度保證在壓差為公稱壓力的狀態(tài)下持續(xù)工作。a)齒輪箱材料b)手輪材料自動(dòng)操作裝置(特別是電氣防爆裝置)的防爆等級(jí)應(yīng)符合閥門所安裝危險(xiǎn)區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)(如適用)。應(yīng)安裝位置指示器以檢查閥的開度。不要對(duì)閥桿和閥座圈施加過大的力。此外，制造齒輪箱應(yīng)做防水設(shè)計(jì)。制造商和訂購方可以就手輪的安裝方向和位置達(dá)成協(xié)議。閥門開啟的操作方向?yàn)槟鏁r(shí)針。所有不銹鋼表面(除密封面外)均應(yīng)進(jìn)行酸洗鈍化處理。8GB/T40515—2021/ISO18139:2017a)焊接應(yīng)遵照焊接工藝規(guī)程(WPS)和工藝評(píng)定報(bào)告(PQR)進(jìn)行。b)焊接修補(bǔ)應(yīng)按制造商和訂購方認(rèn)可的焊接修補(bǔ)工藝要求(RWPS)進(jìn)行。c)焊接修復(fù)區(qū)域的無損檢測應(yīng)按照6.2進(jìn)行。交檢驗(yàn)員。熱處理應(yīng)按相應(yīng)的材料熱處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。6試驗(yàn)和檢驗(yàn)由訂購方或訂購方指定的第三方進(jìn)行檢驗(yàn)與試驗(yàn)。6.2無損檢測檢測前訂購方和制造商可達(dá)成相應(yīng)協(xié)議。射線探傷照片和無損檢測結(jié)果報(bào)告應(yīng)至少保存5年。一6.2.1射線探傷(RT)a)試驗(yàn)范圍如下：1)試驗(yàn)范圍應(yīng)滿足ASMEB16.34第8章的要求。每個(gè)鑄造閥門的焊接部位和關(guān)鍵區(qū)域以及閥體和短管的連接焊縫均應(yīng)進(jìn)行射線探傷，但閥體對(duì)焊端部應(yīng)在加工坡口之前進(jìn)行射線探傷試驗(yàn)。2)鑄造閥門的取樣數(shù)量為總數(shù)的5%(至少1個(gè)),按照ASME16.34的規(guī)定進(jìn)行關(guān)鍵區(qū)域探傷。若有缺陷，另外抽取10%的閥門再進(jìn)行試驗(yàn)。若此時(shí)出現(xiàn)更多缺陷，則所有鑄件不合格。b)試驗(yàn)程序和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如下：1)滿足ASMESec.V和ASMEB16.34強(qiáng)制性附錄。2)鑄造部件，應(yīng)通過與符合ASTME446(壁厚小于50.8mm)和ASTME186(壁厚為50.8mm～114.3mm)的射線照相進(jìn)行對(duì)比分析。3)鑄造部件的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)見ASMEB16.34。4)焊接部件的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)見ASMESec.VIDiv.1UW-51和附錄4。6.2.2滲透探傷(PT)滲透探傷如下：9GB/T40515—2021/ISO18139:2017a)試驗(yàn)范圍如下：1)滲透試驗(yàn)的范圍包括100%的閥體，閥蓋可檢測到的內(nèi)外表面，端部坡口的機(jī)械加工面，2)若存在鑄件裂紋，100%的裂紋排除區(qū)域應(yīng)進(jìn)行滲透試驗(yàn)。3)直徑大于25.4mm的螺栓100%應(yīng)進(jìn)行滲透試驗(yàn)。4)100%的閥盤和閥座圈應(yīng)進(jìn)行滲透試驗(yàn)。高強(qiáng)度材料進(jìn)行表面硬化處理后，閥盤和閥座圈的機(jī)械加工面應(yīng)進(jìn)行滲透試驗(yàn)。5)100%焊接密封區(qū)域進(jìn)行滲透試驗(yàn)。b)試驗(yàn)程序應(yīng)滿足ASMESec.V和ASMEB16.34附錄Ⅲ。2)焊接區(qū)域：ASMESec.VIDiv.1附錄8。6.2.3超聲波(UT)1)超聲波探傷范圍應(yīng)按照ASMEB16.34第8章的規(guī)定在100%鍛造閥體和閥蓋上進(jìn)行；2)每個(gè)閥門的閥桿均應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷。b)試驗(yàn)應(yīng)按ASMESec.V和ASMEB16.34附錄IV進(jìn)行。c)驗(yàn)收應(yīng)按ASMEB16.34附錄IV。檢查主要尺寸是否符合制造方提交的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和圖紙。座密封面上其他損傷。在焊接部分應(yīng)無裂痕、咬邊、引弧等，焊接部分的焊道高度不應(yīng)低于基體材料表面。方法應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)中說明。成品閥門應(yīng)進(jìn)行不少于5次操作循環(huán)試驗(yàn)。前5次循環(huán)操作在沒有任何壓力的情況下進(jìn)行，接著在公稱壓力下進(jìn)行10次循環(huán)操作，并檢查是否存在故障。閥門還應(yīng)按表4的規(guī)定在壓差為公稱壓力下進(jìn)行不少于一次的操作試驗(yàn)，操作力應(yīng)不大于360N(36kgf)。GB/T40515—2021/ISO18139:2017常溫下每臺(tái)組裝完工的閥門應(yīng)按照API598進(jìn)行壓力試驗(yàn)、上密封試驗(yàn)和密封性試驗(yàn)，試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)記錄，以檢查每個(gè)成品閥門的閥門強(qiáng)度和密封性能。測試結(jié)果應(yīng)作為記錄提交。當(dāng)閥門進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)項(xiàng)目殼體壓力試驗(yàn)低壓氣密封試驗(yàn)高壓密封試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)水、氣體干燥空氣、氮?dú)飧稍锟諝?、氮?dú)庠囼?yàn)壓力在38℃時(shí)壓力額定值的1.5倍，ASMEB16.34表2中2.1B和2.2B規(guī)定(特殊等級(jí))(部分開啟)0.7MPa(關(guān)閉狀態(tài))在38℃時(shí)壓力額定值的1.1倍，ASMEB16.34表2中2.1B和2.2B規(guī)定(特殊等級(jí))(關(guān)閉狀態(tài))試驗(yàn)時(shí)間(氣泡試驗(yàn)時(shí)間)試驗(yàn)狀態(tài)完全擰緊填料壓蓋完全擰緊填料壓蓋完全擰緊填料壓蓋驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)無泄漏API598API598表5上密封座試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目高壓上密封試驗(yàn)低壓上密封試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)干燥空氣、氮?dú)飧稍锟諝?、氮?dú)庠囼?yàn)壓力在38℃時(shí)壓力額定值的1.5倍，ASMEB16.34表2中規(guī)定0.7MPa(關(guān)閉狀態(tài))試驗(yàn)時(shí)間試驗(yàn)狀態(tài)填料壓蓋完全松開填料壓蓋完全松開驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)無泄漏無泄漏防火試驗(yàn)可被API6FA許可代替。6.9低溫試驗(yàn)GB/T40515—2021/ISO18139:2017a)按每個(gè)規(guī)格和壓力等級(jí)，取總數(shù)量5%的閥門(至少一個(gè))進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于緊急關(guān)閉閥，100%b)若試驗(yàn)不合格，額外再取總數(shù)量10%進(jìn)行檢驗(yàn)。若再出現(xiàn)缺陷，則該批閥門全部不合格。低符合相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。品出廠交付階段，只需要試驗(yàn)b)。試驗(yàn)方法和步驟如下。a)初始驗(yàn)證試驗(yàn)b)低溫性能試驗(yàn)1)準(zhǔn)備試驗(yàn)1.1)適當(dāng)?shù)牡蜏卦囼?yàn)的裝置應(yīng)按照ISO28921-1制造。熱電偶應(yīng)安裝在閥體、閥蓋、填1.2)閥體和閥蓋浸入液氮容器中冷卻。冷卻中閥門內(nèi)部應(yīng)使用氦清洗，然后用熱電偶2.1)低溫密封試驗(yàn)：試驗(yàn)按6.9.2進(jìn)行。此時(shí)溫度應(yīng)為-196℃,根據(jù)NPS,可接受的泄漏率小于10cm3/(min·in),階段升高壓力至試驗(yàn)壓力的速率見表6。表6根據(jù)閥門壓力的升壓速率(參考)壓力級(jí)升壓速率升壓階段保壓時(shí)間備注檢查并記錄升壓階段的泄漏量大于Class8002.2)低溫操作試驗(yàn)(僅適用于型式試驗(yàn)):在-196℃時(shí)，關(guān)閉-開啟操作至少在壓差為作還應(yīng)在閥門的工作壓力和無壓差下下進(jìn)行5次以上。c)回歸環(huán)境溫度試驗(yàn)GB/T40515—2021/ISO18139:20171)室溫下的泄漏試驗(yàn)閥門泄漏按照6.9.2a)檢查。最大允許泄漏率根據(jù)NPS確定應(yīng)符合API598的表5。2)工作試驗(yàn)a)標(biāo)志在閥體上的內(nèi)容應(yīng)符合ISO5209,并標(biāo)明流體流動(dòng)方向；還應(yīng)在閥體中間流體方向標(biāo)志的上端或下端標(biāo)出“LT”字樣。b)銘牌上標(biāo)志的內(nèi)容應(yīng)符合ISO5209,銘牌號(hào)應(yīng)標(biāo)志。c)閥門啟閉方向應(yīng)在執(zhí)行器上予在標(biāo)志。GB/T40515—2021/ISO18139:2017(資料性)超低溫截止閥標(biāo)引序號(hào)說明：7——螺母；14——填料：圖A.1超低溫截止閥(示例)GB/T40515—2021/ISO18139:2017[1]ISO68-1:1998ISOgeneralpurposescrewthreads—Basicprofile—Part1:Metricscrewthreads[2]ISO261:1998ISOgeneralpurposemetricscrewthreads—Generalplan[3]ISO262:1998ISOgeneralpurposemetricscrewthreads—Selectedsizesforscrews,boltsandnuts[4]ISO724:1993ISOgeneral-purposemetricscrewthreads—Basicdimensions[5]ISO2901:2016ISOmetrictrapezoidalscrewthreads—Basicanddesignprofiles[6]