制冷系统及热泵 阀门 要求、试验和标记

ICS27.200

CCSJ73

中华人民共和国国家标准

GB/TXXXXX—XXXX

制冷系统及热泵阀门要求、试验和标记

Refrigeratingsystemsandheatpumps—Valves—Requirements,testingand

marking

（ISO21922:2021,Refrigeratingsystemsandheatpumps—Valves—

Requirements,testingandmarking,MOD）

（征求意见稿）

2023.5.31

XXXX-X-X发布XXXX-X-X实施

国家市场监督管理总局

发布

国家标准化管理委员会

GB/TXXXXX—202X

目次

前言............................................................................III

引言............................................................................IV

1范围............................................................................1

2规范性引用文件..................................................................1

3术语和定义......................................................................1

4符号............................................................................3

5一般要求.................................................................................................................................................5

5.1安装和操作......................................................................................................................................5

5.2承压部件..........................................................................................................................................6

5.3机械应力过大..................................................................................................................................6

5.4密封性..............................................................................................................................................6

5.5手动阀的功能..................................................................................................................................6

5.6制动器操作阀的功能......................................................................................................................6

6材料............................................................................6

6.1概述..................................................................................................................................................6

6.2承压部件的材料要求......................................................................................................................7

6.3接头的兼容性..................................................................................................................................7

6.4延展性..............................................................................................................................................7

6.5老化..................................................................................................................................................7

6.6铸件..................................................................................................................................................7

6.7锻造和焊接部件..............................................................................................................................7

6.8螺母、螺栓和螺钉..........................................................................................................................7

6.9阀杆..................................................................................................................................................8

6.10玻璃材料........................................................................................................................................8

6.11文件要求........................................................................................................................................8

6.12小尺寸样品的冲击能量KV测量.................................................................................................8

7设计............................................................................9

7.1概述..................................................................................................................................................9

7.2最大允许压力..................................................................................................................................9

7.3阀门和阀门组件强度设计..............................................................................................................9

7.4阀体和阀盖....................................................................................................................................10

7.5螺母、螺栓、螺钉、紧固件和密封件........................................................................................10

7.6阀座密封性....................................................................................................................................10

7.7旋紧阀杆和手柄............................................................................................................................12

7.8填料函的设计................................................................................................................................12

7.9阀座................................................................................................................................................12

7.10阀帽..............................................................................................................................................12

7.11手动阀..........................................................................................................................................13

7.12腐蚀防护......................................................................................................................................13

8适当的制造程序.................................................................14

I

GB/TXXXXX—202X

9生产测试.......................................................................14

9.1强度压力测试................................................................................................................................14

9.2密封性测试....................................................................................................................................14

9.3阀座密封能力................................................................................................................................15

9.4阀盖................................................................................................................................................15

10标记和附加信息.................................................................................................................................15

10.1概述..............................................................................................................................................15

10.2标记..............................................................................................................................................15

10.3示例..............................................................................................................................................16

10.4手动调节阀..................................................................................................................................16

10.5阀帽..............................................................................................................................................16

11证明文件......................................................................16

11.1概述..............................................................................................................................................16

11.2阀门文件......................................................................................................................................16

11.3阀门组件的附加文件........................................................17

附录A（规范性）通过计算设计阀门的程序...........................................18

附录B（规范性）阀门的实验设计方法...............................................21

附录C（规范性）最大工作温度下允许压力的确定.....................................24

附录D（规范性）最低工作温度下允许压力的测定—避免脆性断裂的要求..................................25

附录E（资料性）常用材料的特性汇编..............................................................................................35

附录F（资料性）个别方法的合理性...................................................................................................48

附录G（规范性）阀门组件的压力强度验证......................................................................................55

附录H（规范性）阀门类别的确定......................................................................................................56

附录I（资料性）DN系统.....................................................................................................................61

附录J（规范性）附加要求——视镜和指示器...................................................................................64

附录K（规范性）相容性筛选试验......................................................................................................67

附录L（资料性）应力腐蚀裂纹..........................................................................................................70

附录M（规范性）手动阀操作元件的尺寸确定方法.........................................................................72

II

GB/TXXXXX—202X

引言

本文件旨在规定制冷系统中适用的阀门和其他具有类似阀体的部件的安全要求、安全系数、

试验方法、试验压力以及标记。

IV

GB/TXXXXX—202X

制冷系统及热泵阀门要求、试验和标记

1范围

本文件规定了制冷系统及热泵用阀门和具有类似阀体的其他部件(以下统称“阀门”)的安全

要求、特定功能要求以及标记。

本文件包括对带有延伸管的阀门的要求。

本文件规定了设计承压的阀门部件时应遵循的程序，以及材料选择中应采用的标准。

本文件规定了安全性评估中由于低温引起的阀体强度衰减的计算方法。

本文件适用于压力容器压力释放装置的阀体和阀盖的设计，包括爆破片装置，但不适用于压

力释放装置其他任何方面的设计或应用。

此外，本文件适用于最高工作温度不超过200℃、最大压力不超过160bar的阀门。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引

用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修

改单）适用于本文件。

GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法

GB∕T9237制冷系统及热泵安全与环境要求

ISO/TR15608焊接金属材料分组系统指南

EN12516-2工业阀门外壳设计强度第2部分：钢制阀门外壳的计算方法

EN13445-3非直接接触火焰压力容器第3部分：设计

EN14276-2制冷系统及热泵用压力设备第2部分：管件一般要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

阀门valve

具有耐压外壳且附加了设计功能的装置，功能例如通过打开、关闭、或部分阻塞流体通道、

通过分流或混合流体来控制含水量、或通过滤流体，来影响流动。

注：根据欧洲压力设备指南2014/68/EU，带有耐压外壳且附加设计功能的设备被指定为压力附件。

3.2

延伸管extensionpipe

由阀门制造商连接到阀门的管路，不影响阀门本身的耐压强度。

注1：延伸管两端的直径通常不同。

注2：延伸管的应用由制造商决定，其优点是延伸管的耐压强度验证变得与阀门的安全系数验证无关。

3.3

阀门组件valveassembly

1

GB/TXXXXX—202X

阀门和一个或多个延伸管的组合。

注：附录H.6中给出了一个阀门组件的示例。

3.4

工作范围operatingrange

阀门可以安全运行的温度和压力条件的组合。

3.5

公称尺寸nominalsize

DN

管道系统部件尺寸的字母数字名称，用于参考目的，包括字母DN后接无量纲整数，该整数

与孔的物理尺寸或端部接头的外径间接相关，单位为毫米。

注1：字母DN后面的数字不代表可测量的值，也不应该是用于计算目的，除非本文件中另有规定。

注2：如果未规定公称尺寸，就本文件而言，假定其为管件或部件的内径，单位为毫米。

注3：公称尺寸与通常用于阀座开口尺寸的端口尺寸不同。

注4：有关公称尺寸体系的更多信息参见附录I。

3.6

公称压力nominalpressure

PN

出于参考目的而四舍五入后的一个数字化的压力标称值。

注：所有公称尺寸（DN）相同且由相同PN编号设计的设备应具有兼容的匹配尺寸。

3.7

腐蚀corrosion

所有形式的材料损耗（例如氧化、侵蚀、磨损和磨蚀）。

3.8

最高工作温度maximumoperatingtemperature

制冷系统运行或停止或在测试工况下的测试期间可能出现的最高温度。

3.9

最低工作温度minimumoperatingtemperature

制冷系统运行或停止期间或在测试工况下的测试期间可能出现的最低温度。

3.10

承压部件pressurebearingpart

可承受内部压力超过50kPa（表压）的部件。

3.11

主承压部件mainpressurebearingpart

对设备的完整性至关重要的构成承压外壳的部件。

注：例如阀盖、外壳、端盖和法兰。

3.12

阀座密封性等级seattightnessclass

用字母A到G表示的阀座上阀门的内部密封度。

3.13

主管机构competentbody

在评估材料制造质量体系和相关材料技术方面具有公信力的第三方组织。

2

GB/TXXXXX—202X

注：根据阀门的预期市场，国家立法可以对主管机构提出额外要求。

3.14

阀门接头类型typeofvalveconnection

直接固定在阀门端部，与其他设备连接的接头的标准和尺寸。

注：可能的阀门接头类型如：

a）NPS2，如对接焊接连接至ASME/ANSIB36.10的2英寸钢管；

b）NPT1/2，如根据ASME/ANSIB1.20.1的1/2英寸螺纹连接；

c）EN1092-1/11/C的DN200×6.3/PN40，如公称尺寸DN200、壁厚6.3mm、PN40的表面C型（舌形）

的11型法兰。

3.15

压敏部件pressuresensitivepart

暴露在1.5倍PS和1.25倍PS0较大压力下后，会导致无法可靠运行的阀门部件。

注：示例包括波纹管、隔膜或浮球。

3.16

阀杆spindle

启动设计功能的阀门部件，例如打开或关闭以影响流体的流动。

注：阀门不一定需要安装阀杆。

3.17

最大允许压力maximumallowablepressure

PS

制造商规定的阀门或阀门组件的最大设计压力。

3.18

–10℃至+50℃环境温度下的最大允许压力maximumallowablepressureatambient

temperaturefrom–10°C～+50°C

PS0

制造商规定的阀门或阀门组件在环境温度–10℃至+50℃时的最大设计压力。

4符号

本文件中使用的符号如表1所示。

表1符号列表

符号含义单位

AL测量杆长大于或等于直径的0.4倍时，断裂后的延展。mm

A5测量杆长大于或等于直径的5倍时，断裂后的延展。%

a腐蚀影响的计算寿命（年）；通常是20年—

CQ铸件质量的补偿系数—

D手轮的直径mm

δe壁厚负偏差mm

eact待测试阀门给定测量点的实际壁厚mm

eB参考厚度是为承压部件提供足够强度所需的最小材料厚度mm

3

GB/TXXXXX—202X

符号含义单位

ec腐蚀发生导致的壁厚减少mm

econ设计图纸中规定的部件壁厚mm

F操作手动力来调整手动操作元件的尺寸N

Fs调整手动操作元件尺寸的最大手动力N

KV冲击断裂能量J

KV0冲击断裂能阈值，其中冲击断裂能定义为与温度无关J

t材料标准温度下冲击断裂能的标准值

KV0J

KVTSmin最低工作温度TSmin下的冲击断裂能J

3

KVS额定全开时压差δp为1bar（0.1MPa）时的水流量m/h

LKVS的渗漏百分比%

l杠杆的长度或曲柄圆的半径mm

PF最大允许设计试验压力bar

PS最大容许压力bar

PS0环境温度-10℃至+50℃下的最大允许压力bar

PSTSmax最高工作温度下的最大允许压力bar

PSTSmin最低工作温度下的最大允许压力bar

PTest最小爆破试验压力（大于PF）bar

p1进口压力bar

p2下游压力bar

Δp压差bar

P'每个阀门生产后的测试压力bar

QM质量流量kg/h

3

QV下游体积流量m/h

2

Re1.0屈服强度，1.0%允差MPa,N/mm

2

Re1.0TSmax屈服强度，最高工作温度下允差1.0%MPa,N/mm

2

Re0.2屈服强度，在环境温度下允差0.2%MPa,N/mm

2

Rp0.2验证强度，环境温度下允差0.2%MPa,N/mm

2

Rp0.2TSmin验证强度，在最低工作温度下允差0.2%MPa,N/mm

2

Rp0.2/t验证强度，温度测试时允差0.2%MPa,N/mm

2

Rp0.2TSmax验证强度，在最高工作温度下允差0.2%MPa,N/mm

2

Rp1.0验证强度，环境温度下允差1.0%MPa,N/mm

2

ReH屈服强度上限MPa,N/mm

2

ReHTSmax最高工作温度下的屈服强度上限MPa,N/mm

2

Rm抗张强度MPa,N/mm

2

RmTSmax最高工作温度下的抗拉强度MPa,N/mm

2

Rmact待测试阀门材料的实际抗拉强度MPa,N/mm

4

GB/TXXXXX—202X

符号含义单位

2

Rmcon用于设计的抗拉强度MPa,N/mm

ρ实际流体的密度kg/m3

3

ρ015.5℃时的水密度kg/m

3

ρ1上游密度kg/m

3

ρ2下游密度kg/m

SC补偿腐蚀影响的系数—

Scon考虑抗拉强度的爆破试验压力计算系数，表A.1—

SF允许成形的系数—

STSmin考虑最低工作温度导致的冲击断裂能量降低的因素—

STSmax最大工作温度导致强度降低的因素—

Sσ考虑测试压力的因素—

2

σcon初始设计应力MPa,N/mm

2

σcorr从σcon导出的允许应力值MPa,N/mm

承压部件可以使用的最低温度，如果它们的载荷达到20℃时允许设计应

tmin25°C

力的25%，安全系数根据表A.1

承压部件可以使用的最低温度，如果它们的载荷达到20℃时允许设计应

tmin75°C

力的75%，安全系数根据表A.1

承压部件可以使用的最低温度，如果它们的载荷等于20℃时允许设计应

tmin100°C

力的100%，安全系数根据表A.1

设计参考温度是由最小工作温度TSmin调整的，基于参考厚度eB确定

TR

TSmin时使用

TS设计参考温度TR的温度调节

TKV冲击试验温度

TS工作温度°C

TSmin最低工作温度°C

TSmax最高工作温度°C

τ在规定条件下操作阀门的扭矩Nm

在规定条件下，为了克服暂时的中间动态条件，使闭塞器就位或离开的

τsNm

最大扭矩

V阀门的内部容积l

X相对于设计壁厚的实际壁厚校正—

K给Δp/P的赋值—

Y根据试验样品的当前强度值，相对于阀门设计的强度参数进行修正—

Z考虑接头质量的系数（例如焊接接头）—

∂壁厚每年耗损mm

注：1bar=0.1MPa。

5

GB/TXXXXX—202X

5一般要求

5.1安装和操作

阀门和阀门组件的设计应符合相关制冷系统安全标准中规定的运行负荷和条件。

相关制冷系统安全标准包括：

a）GB∕T9237；

b）IEC60335-2-40；

c）ANSI/ASHRAE15；

d）EN378-1，EN378-2和EN378-4。

延伸管的应用由制造商决定。

注1：当使用延伸管时，最终的装置是包含了一个阀门（见3.1）和延伸管（见3.2）的阀门组件（见3.3）。

注2：延伸管的应用具有以下优点：延伸管的耐压强度验证变得与阀门的安全系数验证无关。

延伸管和阀门组件的最低工作温度（TSmin）、最高工作温度（TSmax）和最大允许压力（PS）

应与阀门组件中的阀门相同。

制造商应根据附录H对阀门、延伸管和阀门组件的类别进行适当分类。

5.2承压部件

阀门或阀门组件的所有部件的设计和制造应确保防漏，承受运行、停止和运输过程中可能出

现的压力，并考虑到预估的热应力、物理应力和化学应力，。

5.3机械过应力

安装后，阀门和阀门组件，尤其是热气除霜阀门，不应承受管件安装或运行过程中温度变化

产生的机械过应力。

注：热气除霜会产生液压冲击，导致瞬时压力超过PS。

5.4密封性

当按照9.2中所述进行测试时，阀门或阀门组件不得向外部泄漏。阀座应密封到9.3中规定

的程度。

5.5手动阀的功能

在可允许的压力PS和相关的允许温度TS的整个操作范围内，应确保手动阀的正常运行。

5.6制动器操作阀的功能

在制造商规定的整个操作范围内，应确保由液压或外部能源操作的制动器操作阀的正常运行。

6材料

6.1概述

6.1.1使用金属材料

金属材料，包括焊接填充金属、焊料、铜焊金属和密封剂，应考虑系统运行中产生的热应力、

化学应力和机械应力。材料应能耐受每种特定情况下使用的制冷剂、溶剂（在吸收式系统中）和

冷冻油混合物。

注：适用材料的清单见附录E。钢材以及其他有用的信息也可在EN13445-2或ASMEB31.5中找到。

6

GB/TXXXXX—202X

如果材料性能在制造过程中发生变化（例如通过焊接或深拉），导致强度和/或夏比缺口能

降低，根据GB/T229，这些降低的值应予以考虑，做出修正或进行适当的补偿材料处理（例如

热处理）。

残余应力会降低冲击强度，增加应力腐蚀（见附录L）。这类情况下，应验证残余应力不会

产生不利影响。

变形大于2%的材料应按照各自的材料规格进行热处理。或者，如果不使用热处理，则应通

过试验验证其耐内压性。

6.1.2使用非金属材料

允许使用非金属材料，例如垫圈、涂层、绝缘材料和视镜，只要它们与其他材料、制冷剂和

润滑剂兼容。如果非金属材料，例如垫圈、涂层、绝缘材料和视镜，与其他材料、制冷剂和润滑

剂兼容，则可以使用。

应依据附录K评估橡胶和热塑性密封材料以及平垫片的兼容性。

6.2承压部件所用材料的要求

本文件中列出的材料（见附录E）已确定用于阀门。

不应使用层状铸钢，除非在许用温度条件下，能够证明球墨铸钢可以达到与替代材料相当的

整体安全水平。

注：EN1563包含球墨铸钢的信息。

易切削钢一般不具备承压部件所需要的冲击强度（KV0）。它可用于压力是非重要设计参数

的承压部件。

如果使用新材料，应使用附录A至附录D进行设计，前提是已知在最大工作温度下的屈服

强度或验证强度（如适用）和最低工作温度下的冲击断裂能。如果这些特性未知，则不应使用该

材料。

6.3接头的兼容性

根据使用的特定材料和特定的管件尺寸，物理连接的材料应适合且能有效的连接。

6.4延展性

明显变形的材料应具有足够的延展性，并能在必要时进行热处理。

6.5老化

承压部件的材料不应显著受到老化的影响。

6.6铸件

铸件应呈现低应力水平。如果未对其进行应力消除热处理，应确保在铸造过程之后以及可能

已经进行的任何热处理之后进行受控冷却。

6.7锻造和焊接部件

锻造和焊接部件应由合适的材料（例如可焊接的密纹低碳钢）制成。并且在工作温度、工作

压力和壁厚的组合计算表明热处理是必要的情况下，应当进行热处理。

易切削钢不能焊接。

6.8螺母、螺栓和螺钉

用于连接承受压力载荷的外壳部件的螺母、螺栓和螺钉的材料，应在由工作温度定义的螺母、

7

GB/TXXXXX—202X

螺栓和螺钉应用极限的整个范围内，表现出正确的材料特性，由此应达到以下断裂伸长率和缺口

冲击断裂能的最小值。由此，断裂伸长率和缺口冲击断裂能应达到以下最小值。冲击断裂能测量

试样应平行于拉伸或轧制方向，切口方向应垂直于拉伸或轧制方向。

a）对于铁素体材料，断裂伸长率A5≥14%；

b）对于冷成型奥氏体材料，断裂伸长率AL≥0.4×d；

c）对于最低工作温度TSmin≥-10℃：回火合金钢在20℃时的缺口冲击断裂能KV至少为

52J，回火碳钢至少为40J（ISOV型试样）；

d）对于最低工作温度TSmin＜-10℃：对于回火碳钢和回火合金钢（V型试样），最低温度

下的缺口冲击断裂能KV至少为40J。

注：附录E中给出了一些合适的材料。

6.9阀杆

阀杆材料应耐腐蚀，以确保安全运行，并应在整个工作温度范围内表现出合适的材料特性。

6.10玻璃材料

玻璃应无起泡、结晶外壳和表面不规则物。玻璃的热强化（回火）仅应出于强度的因素。

6.11文件要求

制造商应提供材料测试证书，以确保使用的材料符合要求的规格，并且从接收到生产一直到

最终测试都是可追溯的，最好是在交付时，并且不晚于试运行时。任何要求的检验证书应由进行

检验、试验或检查的合格人员代表准备并签字。

每个证书应为以下3种类型之一：

a）证书类型1：声明符合订单的证书；

b）证书类型2：显示符合订单的测试报告，测试的材料可以是不同于所提供材料的批次；

c）证书类型3：声明符合订单的证书，提供测试结果，测试的材料应与提供的材料来自

同一批次。

注1：ISO10474检验文件类型2.1、2.2和3.1分别为钢铁和钢铁产品证书类型1、2、3的例子。

注2：EN10204检验文件类型2.1、2.2和3.1分别为所有金属材料证书类型1、2、3的例子。

材料试验证书的要求取决于阀门的类别（见附录H）和材料在阀门中的作用。

以下情况中使用的材料需要第1类或更高级别的证书：

a）小于Ⅰ类的阀门和延伸管；

b）用于非承压的部件。

用于以下用途的材料需要第2类或更高级别的证书：

a）Ⅰ类阀门和延伸管的承压部件；

b）第Ⅱ类至第Ⅳ类阀门的螺母、螺栓和螺钉，除非其失效会导致压力瞬间释放。

如果其失效将导致压力的瞬间释放，则第Ⅱ类、第Ⅲ类和第Ⅳ类阀门和延伸管的主要承压部

件以及螺母、螺栓和螺钉所用材料需要第3类证书。这些证书应由认证机构验证，或者制造商应

由认证机构验证后批准。

注1：螺母、螺栓和螺钉通常用于单个螺母、螺栓或螺钉失效会导致泄漏，但不会导致压力瞬间释放的情况。

注2：欧洲压力设备条例2014/68/EU允许1类阀门的“附件”使用检验类型2.1，对于更高的类别使用类型2.2。

为简单起见，本文件的要求略高。

6.12小尺寸样品的冲击能量KV测量

如果不能从部件和焊缝中提取全尺寸夏比锤试样，则应对小尺寸试样进行测试。冲击试验应

在考虑中的部件的最大厚度上进行。

8

GB/TXXXXX—202X

表2给出了小尺寸样品所需的能量。为了表示全厚度试样的性能，应采用较低的冲击试验温

度。温度变化应符合表2的规定。

表2从较厚的截面提取小尺寸样品时的等效冲击能量要求

所需冲击能量样本横截面几何形状小尺寸样品要求

样本横截面几何形状

KV[J][毫米×毫米]KV[J]冲击试验温度

[毫米×毫米]

2710×10207.5×10TKV–5K

2710×10145×10TKV–20K

4010×10307.5×10TKV–5K

4010×10245×10TKV–20K

207.5×1014