(高清版)GBT 40515-2021 船舶和海上技术　船用超低温截止阀　设计与试验要求

ICS47.020.30GB/T40515—2021/ISO18139:2017船舶和海上技术船用超低温截止阀设计与试验要求(ISO18139:2017,IDT)国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会GB/T40515—2021/ISO18139:2017 I 3术语和定义 24压力-温度额定值 34.1介质类型 34.2工作压力和设计温度 3 45.1截止阀基本结构 5.2阀体的型式与材料 45.3加长阀盖的型式与材料 55.4阀盘的型式与材料 55.5阀杆的型式与材料 55.6阀杆密封 65.7阀座密封圈的型式与材料 65.8螺栓和螺母的型式与材料 65.9驱动装置和操作机构的要求 65.10表面处理 75.11焊接和热处理 86试验和检验 86.1材料检验 86.2无损检测 8 9 96.5热处理 9 96.7压力试验、上密封试验和密封性试验 6.8防火试验 6.9低温试验 7标志 附录A(资料性)超低温截止阀 GB/T40515—2021/ISO18139:2017本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件使用翻译法等同采用国际标准ISO18139:2017《船舶和海上技术超低温截止阀设计与与本文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：——GB/T12220—2015工业阀门标志(ISO5209:1977,MOD)——补充“ASTMA105/A105M”“ASTMA216/A216M”“ASTMA312/A312M”和“ASTMA358/ 本文件由全国船用机械标准化技术委员会(SAC/TC137)提出并归口。I1GB/T40515—2021/ISO18139:2017船舶和海上技术船用超低温截止阀本文件规定了在超低温环境下(-196℃~-50℃)船用超低温截止阀的设计、制造和试验要求。ISO5209通用工业阀门标记(Generalpurposeindustrialvalves—Marking)ISO28921-1工业阀门低温用隔离阀第1部分：设计、制造及产品检测(Industrialvalves—Isolatingvalvesforlow-temperatureapplications—Part1:Design,manufacturingandproductiontes-ting)ASMEB1.5梯形螺纹(AcmeScrewThreads)ASMEB1.8短牙梯形螺纹(StubAcmeScrewFlangedFittings)ASMEB16.5管法兰及法兰附件(PipeFlangesandFlangedFittings)ASMEB16.11承插焊和螺纹连接的锻造管件(ForgedFittings,Socket-WeldingandThreaded)ASMEB16.25对焊端部(Butt-weldingEnds)ASMEB16.47大直径钢法兰(LargeDiameterSteelFlanges)Waviness,andLay))ASTMA105/A105M管道用碳素钢锻件标准规范(StandardSpecificationforCarbonSteelForgingsforPipingApplications)RolledAlloy-SteelPipeFlanges,ForgedFittingsandValvesandPartsforHigh-temperatureService)ASTMA194/A194M高温或高压或高温高压螺栓用碳钢及合金钢螺母(CarbonandAlloySteelNutsandBoltsforHigh-PressureandHigh-TemperatureService)ASTMA216/A216M高温用可熔焊碳钢铸件标准规范(StandardSpecificationforSteelCastingsCarbonSuitableforFusionWelding,forHigh-TemperatureService)ASTMA312/A312M无缝、焊接和重度冷加工奥氏体不锈钢管(StandardSpecificationforSeamless,Welded,andHeavilyColdWorkedAusteniticStainlessSteelPipes)ASTMA320/A320M低温用合金钢和不锈钢螺栓材料(Alloys-SteelBoltingmaterialforLow-Temperatureservice)ASTMA350/A350M需切口韧性试验的管道部件用碳钢和低合金钢锻件(Forgings,CarbonandLow-AlloySteel,RequiringNotchToughnessTestingforPipingComponents)2GB/T40515—2021/ISO18139:2017ASTMA351/A351M容压件用奥氏体铸件(Casting,Austenitic,Austenitic-Ferritic(Duplex),forPressure-ContainingParts)SpecificationforElectric-Fusion-WeldedAusteniticChromium-NickelStainlessSteelPipeforHigh-TemperatureServiceandGeneralApplications)ASTMA536/A536M球墨铸铁件(StandardSpecificationforDuctileIronCastings)ings,CarbonandAlloySteel,forPipeFlanges,Fittings,Valves,andPartsforHigh-PressureTrans-missionservice)ASTME186厚壁[2in～4.5in(50.8mm～114mm)]钢铸件参考射线底片(ReferenceRadio-graphsforHeavy-Walled(2to41/2-in.(50.8tol14mm))SteelCastings)ASTME446厚壁等于和小于2in的铸钢件参考射线底片(ReferenceRadiographsforSteelCastingsupto2in.inThickness)ASMESec.V无损检测(NondestructiveExamination)API600法兰端、对焊端及螺栓阀盖的钢质闸阀(SteelGateValves—FlangedButt-weldingEnds,BoltedBonnets)SteelCastingsforValves,FlangesandFittingsandotherPipingComponents(VisualMethod)]steelglobeandglobestopandcheckvalves(flangedandbutt-weldingends)forthepetroleum,petro-chemicalandalliedindustries)3术语和定义——IEC:/——ISO:/obpDN3.2用于参考的与压力相关的数字标识。3GB/T40515—2021/ISO18139:20173.3公称管道尺寸nominalpipesize3.4等级class介质类型见表1。表1介质类型(示例)介质类型温度(大气压下)/℃液体密度(密度)/(kg/m³)LNG(液态天然气)—163~—88434～478NG(天然气)—160～650.7～0.89LN₂(液氮)N₂(氮气)—196～65本阀门工作压力和设计温度见表2。最大工作压力备注常温下压力级和最大工作压力应满足ASMEB16.34规定的标准级。设计温度应在-196℃~100℃。注1:当压力等级超过PN150(Class900)时，可按照双方达成的协议进行。注2:工作压力根据订购方提供管道工况而定。4GB/T40515—2021/ISO18139:20175.1截止阀基本结构阀的结构与功能如本文件所示。当有不同于本文件的结构时，制造方可以按照与订购方达成协议进行(截止阀基本结构参见附录A中图A.1)。截止阀通常是整体上装式螺栓连接阀盖的结构型式。材料应选用性能不低于表3所列的材料，对于法兰端类型的阀门材料可用焊接端类型材料替代。制造方法材料法兰端型式焊接端型式锻造ASTMA182F304、F316ASTMA182F304L、F316L铸造ASTMA351CF8、CF8MASTMA351CF3、CF3Ma)阀门结构长度应符合ASMEB16.10。b)阀门壳体最小壁厚应符合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级。●PN130(Class800)～PN250(Class1500)按ASMEB16.11的Class9000级。 对焊端●连接管道的厚度小于Sch40:满足Sch4●连接管道的厚度大于Sch40:满足连接管道的厚度，并根据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●超过PN100(Class600):大槽面(LGF)型法兰或突面(RF)型法兰。—表面的加工精度应符合ASMEB16.5和ASMEB16.47的要求，并按照ASMEB46.1进行测量。加长阀盖型式应符合：a)阀盖最小壁厚应满足ASMEB16.34表3A和3B的要求，对于上密封座后的加长颈部应满足ASMEB16.34中6.1.3的要求；b)阀盖与阀体间的法兰连接应满足API600中5.5或BS1873的要求；c)加长阀盖的长度应满足ISO28921-1;d)隔离套环和滴水板可安装在非绝缘的加长阀盖上；f)上密封座安装在加长阀盖内部。制造方法为铸造或焊接铸(锻)件及连接管。b)焊接铸(锻)件及连接管注：当温度范围为一80℃~-52℃时，可使用软密封阀盘。b)阀盘应使阀体工作时阀座磨损最小化。c)阀盘导轨应使阀盘与阀杆对准。材料应为ASTMA182F304或F316或更优性能的材料。为提高耐磨性能，在阀座处应堆焊一层6GB/T40515—2021/ISO18139:2017b)阀杆的最小直径应大于BS1873中的最小直径。若是“缩径型”,制造商和订购方可以达成d)阀杆的外表面必须精确地贴合到密封填料上以保持密封，并精细加工(表面粗糙度Ra:小于0.8μm),以避免阀门工作时的损坏。f)阀杆螺纹应满足ASMEB1.5或ASMEB1.8。阀杆材料应采用等同于ASTMA182F316的材料或优于阀体的材料。b)阀杆密封填料应有足够的密封性和强度以防止在阀门开启或关闭以及长时间工作下受到损坏。d)阀杆密封填料应便于更换。阀座上的阀座密封圈(或整体式阀座)应为单座(或整体阀座)型，并带有一个可阻挡介质流动的孔口。阀座密封圈应采用等同于ASTMA182F316的材料或优于阀体的材料。为提高耐磨性，与阀盘接触部分应进行表面硬化处理。如果是软密封型阀盘，则不需要对阀座表面进行表面硬化处理。表面硬用于阀盖法兰、支架和填料压板的螺栓和螺母应符合BS1873的要求。螺栓和螺母的材料如下：a)螺栓材料应不低于ASTMA320B8Class2;b)螺母材料应不低于ASTMA1948。7GB/T40515—2021/ISO18139:2017若驱动装置带有手动操作件，在手动操作件上输入不超过360N的力即可使阀门开启或关闭。手强度保证在压差为公称压力的状态下持续工作。a)齿轮箱材料b)手轮材料自动操作装置(特别是电气防爆装置)的防爆等级应符合阀门所安装危险区域的标准(如适用)。应安装位置指示器以检查阀的开度。不要对阀杆和阀座圈施加过大的力。此外，制造齿轮箱应做防水设计。制造商和订购方可以就手轮的安装方向和位置达成协议。阀门开启的操作方向为逆时针。所有不锈钢表面(除密封面外)均应进行酸洗钝化处理。8GB/T40515—2021/ISO18139:2017a)焊接应遵照焊接工艺规程(WPS)和工艺评定报告(PQR)进行。b)焊接修补应按制造商和订购方认可的焊接修补工艺要求(RWPS)进行。c)焊接修复区域的无损检测应按照6.2进行。交检验员。热处理应按相应的材料热处理标准进行。6试验和检验由订购方或订购方指定的第三方进行检验与试验。6.2无损检测检测前订购方和制造商可达成相应协议。射线探伤照片和无损检测结果报告应至少保存5年。一6.2.1射线探伤(RT)a)试验范围如下：1)试验范围应满足ASMEB16.34第8章的要求。每个铸造阀门的焊接部位和关键区域以及阀体和短管的连接焊缝均应进行射线探伤，但阀体对焊端部应在加工坡口之前进行射线探伤试验。2)铸造阀门的取样数量为总数的5%(至少1个),按照ASME16.34的规定进行关键区域探伤。若有缺陷，另外抽取10%的阀门再进行试验。若此时出现更多缺陷，则所有铸件不合格。b)试验程序和验收标准如下：1)满足ASMESec.V和ASMEB16.34强制性附录。2)铸造部件，应通过与符合ASTME446(壁厚小于50.8mm)和ASTME186(壁厚为50.8mm～114.3mm)的射线照相进行对比分析。3)铸造部件的验收标准见ASMEB16.34。4)焊接部件的验收标准见ASMESec.VIDiv.1UW-51和附录4。6.2.2渗透探伤(PT)渗透探伤如下：9GB/T40515—2021/ISO18139:2017a)试验范围如下：1)渗透试验的范围包括100%的阀体，阀盖可检测到的内外表面，端部坡口的机械加工面，2)若存在铸件裂纹，100%的裂纹排除区域应进行渗透试验。3)直径大于25.4mm的螺栓100%应进行渗透试验。4)100%的阀盘和阀座圈应进行渗透试验。高强度材料进行表面硬化处理后，阀盘和阀座圈的机械加工面应进行渗透试验。5)100%焊接密封区域进行渗透试验。b)试验程序应满足ASMESec.V和ASMEB16.34附录Ⅲ。2)焊接区域：ASMESec.VIDiv.1附录8。6.2.3超声波(UT)1)超声波探伤范围应按照ASMEB16.34第8章的规定在100%锻造阀体和阀盖上进行；2)每个阀门的阀杆均应进行超声波探伤。b)试验应按ASMESec.V和ASMEB16.34附录IV进行。c)验收应按ASMEB16.34附录IV。检查主要尺寸是否符合制造方提交的相关标准和图纸。座密封面上其他损伤。在焊接部分应无裂痕、咬边、引弧等，焊接部分的焊道高度不应低于基体材料表面。方法应在标准中说明。成品阀门应进行不少于5次操作循环试验。前5次循环操作在没有任何压力的情况下进行，接着在公称压力下进行10次循环操作，并检查是否存在故障。阀门还应按表4的规定在压差为公称压力下进行不少于一次的操作试验，操作力应不大于360N(36kgf)。GB/T40515—2021/ISO18139:2017常温下每台组装完工的阀门应按照API598进行压力试验、上密封试验和密封性试验，试验的结果应记录，以检查每个成品阀门的阀门强度和密封性能。测试结果应作为记录提交。当阀门进行强度试验项目壳体压力试验低压气密封试验高压密封试验试验介质水、气体干燥空气、氮气干燥空气、氮气试验压力在38℃时压力额定值的1.5倍，ASMEB16.34表2中2.1B和2.2B规定(特殊等级)(部分开启)0.7MPa(关闭状态)在38℃时压力额定值的1.1倍，ASMEB16.34表2中2.1B和2.2B规定(特殊等级)(关闭状态)试验时间(气泡试验时间)试验状态完全拧紧填料压盖完全拧紧填料压盖完全拧紧填料压盖验收标准无泄漏API598API598表5上密封座试验试验项目高压上密封试验低压上密封试验试验介质干燥空气、氮气干燥空气、氮气试验压力在38℃时压力额定值的1.5倍，ASMEB16.34表2中规定0.7MPa(关闭状态)试验时间试验状态填料压盖完全松开填料压盖完全松开验收标准无泄漏无泄漏防火试验可被API6FA许可代替。6.9低温试验GB/T40515—2021/ISO18139:2017a)按每个规格和压力等级，取总数量5%的阀门(至少一个)进行试验。对于紧急关闭阀，100%b)若试验不合格，额外再取总数量10%进行检验。若再出现缺陷，则该批阀门全部不合格。低符合相应的验收标准。品出厂交付阶段，只需要试验b)。试验方法和步骤如下。a)初始验证试验b)低温性能试验1)准备试验1.1)适当的低温试验的装置应按照ISO28921-1制造。热电偶应安装在阀体、阀盖、填1.2)阀体和阀盖浸入液氮容器中冷却。冷却中阀门内部应使用氦清洗，然后用热电偶2.1)低温密封试验：试验按6.9.2进行。此时温度应为-196℃,根据NPS,可接受的泄漏率小于10cm³/(min·in),阶段升高压力至试验压力的速率见表6。表6根据阀门压力的升压速率(参考)压力级升压速率升压阶段保压时间备注检查并记录升压阶段的泄漏量大于Class8002.2)低温操作试验(仅适用于型式试验):在-196℃时，关闭-开启操作至少在压差为作还应在阀门的工作压力和无压差下下进行5次以上。c)回归环境温度试验GB/T40515—2021/ISO18139:20171)室温下的泄漏试验阀门泄漏按照6.9.2a)检查。最大允许泄漏率根据NPS确定应符合API598的表5。2)工作试验a)标志在阀体上的内容应符合ISO5209,并标明流体流动方向；还应在阀体中间流体方向标志的上端或下端标出“LT”字样。b)铭牌上标志的内容应符合ISO5209,铭牌号应标志。c)阀门启闭方向应在执行器上予在标志。GB/T40515—2021/ISO18139:2017(资料性)超低温截止阀标引序号说明：7——螺母；14——填料：图A.1超低温截止阀(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]