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加氢装置用高压阀门技术规范加氢装置用高压阀门技术规范 1 范围 本标准规定了加氢装置用高压阀门的基本要求，主要包括设计、制造、材料、检查和 检验、质量保证、包装与标志及资料交付等要求。除满足下列条款外，还应符合项目采购规 格书的技术要求。 本标准适用于公称压力 PN15.0 MPa(900lb) PN42.0 MPa(2500lb)、公称通径 DN15450、介 质为油品、氢气，氢气加硫化氢、油品加氢气加硫化氢的高压临氢工况下的闸阀、截止阀、 止回阀的设计、制造、检验等（以下简称加氢阀门） 。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其 随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标 准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版 本适用于本标准。 API 598 API 600 API 602 阀门检查和试验 石油及天然气工业用阀盖螺栓连接的钢制闸阀 法兰、螺纹、对焊和阀体加长连接的紧凑型钢制闸阀 管法兰和法兰管件 阀门的结构长度 承插焊和螺纹连接的锻钢管件 对焊端部 法兰端、螺纹端和焊接端阀门 焊接与无缝的锻钢钢管 ASME B16.5 ASME B16.10 ASME B16.11 ASME B16.25 ASME B16.34 ASME B36.10M ASME -1 压力容器建造规则 ASTM A105/A105M ASTM A182/A182M ASTM A216/A216M ASTM A217/A217M ASTM A262/A262M ASTM A275/A275M ASTM A351/A351M ASTM A388/A388M ASTM E45 管件用碳素钢锻件规格 高温用锻制或轧制的合金钢和不锈钢管道法兰、 锻制管件、阀门及零件 适用于高温工况可熔焊的碳素钢铸件规格 高温承压件用马氏体不锈钢和合金钢铸件 不锈钢晶间化学作用的敏感性测定的推荐规程 钢锻件磁粉检测的测试方法 承压件用奥氏体、奥氏体-铁素体(双相)钢铸件 重型钢锻件的超声检测 测定钢中夹杂物含量的规程 ASTM E112 ASTM E165 ASTM E381 ASTM E709 BS 1868 BS 1873 MSS SP-25 MSS SP-54 MSS SP-55 平均晶粒度的测定方法 液体渗透检验法的推荐实施方法 钢制品的宏观腐蚀测试、检查和评定 磁粉检查的推荐实施标准 石油、石油化工用法兰和对焊连接钢制止回阀 石油、石油化工用法兰和对焊连接钢制截止阀和截止止回阀 阀门管件法兰和管接头的标记标准 阀门法兰管件及其它管道附件的铸钢件质量标准射线照相检验方法 阀门法兰管件及其它管道附件的铸钢件质量标准表面缺陷评估的目检方法 油田设备用抗硫化物应力腐蚀断裂的金属材料 腐蚀性石油炼制环境中抗硫化物应力腐蚀开裂材料的选择 NACE MR0175 NACE MR0103 ISO 15848 3 3.1 一般要求加氢阀门的设计制造应符合 API 600、API 602、BS 1868、BS 1873、ASME B16.34、NACE MR0175、NACE MR0103 及本标准规定。 3.2 3.3 3.4 阀门的结构长度应符合 ASME B16.10 规定，API 602（企标） 。 阀门的端法兰尺寸应符合 ASME B16.5 规定。 所有阀门接触介质的承压部件，均应考虑不小于 3.2mm 的介质对金属腐蚀而造成的减 薄量，阀门壁厚应符合 API 600、API 602 规定。 3.5 3.6 3.7 3.8 对焊端连接的阀门，对焊端坡口应符合 ASME B16.25 规定，不允许采用带垫环型式。 阀门的承插焊连接端部尺寸应符合 ASME B16.11 规定。 阀门的对焊端连接端部尺寸应符合 ASME B16.25 及 ASME B36.10M 规定。 阀门的检查和试验应符合 API 598 规定。试验时间为规定时间的两倍，并全数（100%） 用液体作高压密封试验，用 0.6MPa 作气压密封试验。 3.9 除 API 602 外，阀门流道最小内径按照 ASME B16.34 附录 A 关于公称管道尺寸和压力 等级的规定。 4 其他要求 4.1 发到现场的阀门应是装配完整、性能良好的阀门，买方不需要再进行其它工作就可直 接使用。 4.2 带有轴承和齿轮传动的阀门，装配前应充装足够的润滑油。 4.3 DNNPS2”的闸阀应选用楔式弹性闸板。 4.4 制造商对其制造用的阀门结构图（包括结构尺寸、零部件明细表、强度试验条件等内 容）在制造前，应交由买方确认。 4.5 阀体不得采用锻焊或铸焊结构。 4.6 阀门手轮的尺寸设计应使手动操作力不应超过 350N。 4.7 阀杆密封面粗糙度应不大于 Ra0.4. 4.8 填料箱与填料和柔性石墨包覆圈接触的表面粗糙度应不大于 Ra1.6。 4.9 填料压盖和填料压套采用分体式设计，球面结合。 4.10 阀门承压零部件强度设计时，应充分考虑刚度，应采用有限元应力分析法；流场分析采 用有限元分析软件进行优化结构参数。 5 材料 5.1 所有阀体、阀盖、阀杆、闸板（阀瓣） 、阀座、金属密封环垫圈（RJ） ，对于自紧密封 阀门，还应包括填料箱、密封圈等零件材料均应符合相应 ASTM 标准的要求。 5.2 锻件 5.2.1 对碳素钢应采用电炉加 VOD 或更好的冶炼方法冶炼；对奥氏体不锈钢应采用电炉加 AOD 或更好的冶炼方法冶炼。硫、磷有害杂质元素的含量应分别小于 0.015、0.020。对 碳素钢碳当量 CE 不大于 0.40%（炉后） 。 5.2.2 对碳素钢锻件，锻后应进行正火处理；对合金钢锻件，锻后应进行“正火+回火”或 “淬火+回火”处理；对奥氏体不锈钢锻件，应进行固溶处理，对稳定型奥氏体不锈钢锻件， 应进行固溶和稳定化热处理，对沉淀硬化不锈钢锻件，应进行固溶+时效热处理。 5.2.3 每批锻件（指同批号、同材质、同规格、同炉号、同热处理条件）至少抽验一次化学 成分和机械性能试验，试验结果应符合 ASTM 标准要求。 5.2.4 每批锻件至少抽检一次金相结构和侵蚀试验，试验按 ASTM E381 标准进行。结果应 符合下列要求： a) 对于碳素钢，晶粒度应不低于 ASTM E112 标准中的 5 级要求； b) 对于不锈钢，晶粒度应不低于 ASTM E112 标准中的 7 级。 c) d) 无枝晶和柱状组织。 非金属夹带物应不低于 ASTM E45 标准： 对于碳素钢： 硫化物1.0 级 硅酸盐1.5 级 氧化铝1.0 级 球化氧化物2 级 总级别数5 级 对于不锈钢： 硫化物0.5 级 硅酸盐1.5 级 氧化铝1.0 级 球化氧化物2 级 总级别数3 级 e) 不允许有尺寸大于 ASTM E45 标准中的 2.5 级的偏析和带状不均匀组织。 f) 5.2.5 不允许有条状夹渣和裂纹。 承插焊和对焊连接锻造阀体， 应逐件检查焊接端的硬度， 验收按相应 ASTM 标准规定。 5.2.6 5.2.6.1 外观检查应逐件进行，且应符合下列要求： 对深度不大于实际壁厚的 10且不侵入最小壁厚的结疤、发裂、折叠、夹渣，允 许研磨清除，消除缺陷后剩余的壁厚应不小于最小壁厚。否则，该锻件应给予报废。 5.2.6.2 5.2.6.3 锻件精加工后，不允许有微裂纹。 锻件承压部件（包括阀杆） ，应逐件进行超声波检查，检查按 ASTM A388 标准进行。 检查结果应符合下列要求： a) b) 5.2.6.4 单个圆形缺陷尺寸应不大于当量直径2mm。 3 无密集缺陷，50cm 范围，当量直径1.5mm 不超过 5 个缺陷回波显示。 对碳素体锻制承压部件的焊接端部和应力集中区域，应逐件进行磁粉检查，检查 按 ASTM A275 标准进行。检查结果应符合下列要求： a) b) c) d) 无任何裂纹和白点。 任何线性显示的长度不大于 2mm。 单个圆形缺陷的尺寸不大于 4mm。 密集缺陷(指尺寸小于 0.5mm 的集中缺陷)累积长度在任何 100mm100mm 的面积中 不大于 2mm。 5.2.6.5 对不锈钢锻制承压部件的焊接端部和应力集中区域，应逐件进行液体渗透检查， 检查按 ASTM E165 标准进行。检查结果应符合下列要求： a) 无任何裂纹和白点。 b) 任何线性显示的长度不大于 2mm。 c) 单个圆形缺陷的尺寸不大于 2mm。 d) 密集缺陷(指尺寸小于 0.5mm 的集中缺陷)累积长度在任何 100mm100mm 的面积中 不大于 2mm。 5.2.6.6 任何承压部件的缺陷不允许焊补修复。 5.3 铸件 5.3.1 对碳素钢应采用电炉 VOD 或更好冶炼方法冶炼；对奥氏体不锈钢应采用电炉加 AOD 或更好冶炼方法冶炼。硫、磷有害杂质元素的含量应分别小于 0.015、0.020。对碳素钢 碳当量 CE 不大于 0.40%（炉后） 。 5.3.2 对碳素钢铸件，铸后应进行正火处理；对合金钢铸件，铸后应进行“正火+回火”处 理；对奥氏体不锈钢铸件，应进行固溶处理。对稳定型奥氏体不锈钢铸件，应进行固溶和稳 定化热处理。 5.3.3 每批铸件（指同批号、同材质、同规格、同炉号、同热处理条件）至少抽检一次化 学成分和机械性能试验，试验结果应符合 ASTM 标准要求。 5.3.4 每批铸件至少抽检一次金相结构和侵蚀试验，试验按 ASTM E381 标准进行。结果应 符合下列要求： a) 对于碳素钢，晶粒度应不低于 ASTM E112 标准中的 5 级要求； b) 对于不锈钢应不低于 ASTM E112 标准中的 7 级。 c) 无枝晶和柱状组织。 d) 非金属夹带物应不低于 ASTM E45 标准： 对于碳素钢： 硫化物0.5 级 硅酸盐1.5 级 氧化铝1.5 级 球化氧化物2 级 总级别数6 级 对于不锈钢： 硫化物0.5 级 硅酸盐1.5 级 氧化铝1.5 级 球化氧化物2 级 总级别数4.5 级 e) f) 5.3.5 5.3.6 不允许有尺寸大于 ASTM E45 标准中的 2.5 级的偏析和带状不均匀组织。 不允许有条状夹渣和裂纹。 外观检查应逐件进行，且不低于 MSS SP-55 标准中的 B 级要求： 铸件承压部件， 应逐件进行射线检查， 检查方法和质量评定按 ASME B16.34、 SP-54 MSS 标准进行。检查结果应符合下列要求： 气孔（A） ：不小于 2 级。 夹砂（B） ：不小于 2 级。 缩孔（CA、CB、CC、CD）不小于 2 级。 热裂纹和冷裂纹（D、E）:无。 夹杂、麻孔（F、G）:无。 5.3.7 对碳素钢铸件应逐件进行磁粉检查，检查按 ASTM E709 标准进行，检查结果应符合 下列要求： a) b) c) d) 无任何热裂纹和冷裂纹。 任何线性显示的长度不大于 2mm。 单个圆形缺陷的尺寸不大于 4mm。 密集缺陷(指尺寸小于 0.5mm 的集中缺陷)累积长度在任何 100mmX100mm 的面积中不 大于 2mm。 5.3.8 对于不锈钢铸件，应逐件进行液体渗透检查，检查按 ASTM E165 标准进行,检查结果 应符合下列要求： a) b) c) 无任何热裂纹和冷裂纹。 任何线性显示的长度不大于 2mm。 单个圆形缺陷的尺寸不大于 4mm。 d) 密集缺陷(指尺寸小于 0.5mm 的集中缺陷)累积长度在任何 100mmX100mm 的面积中不 大于 2mm。 5.3.9 a) 补焊 超过以下任一缺陷不允许焊补： 1) 深度超过 25mm 或截面厚度的 20%（取两者中较小值） ； 2 2) 单个焊补面积超过 65cm 。 3) 所有焊补总面积应不超过该铸件表面积的 3%。 b) c) d) 缺陷同一处焊补修理次数不得超过 2 次。 焊补修理后应按 5.3.6、5.3.7、5.3.8 规定进行检验。 所有的焊补修理原则上应在整体热处理之前进行。 对于机加工过程中出现的需要焊 补修理的缺陷，应在焊补修理后再进行整体热处理（即不允许局部热处理） ，但此 时应考虑热处理对已加工好的加工面的影响。每个铸件的整体热处理（奥氏体化热 处理）应不超过 2 次。 5.4 无论是锻件或铸件，对奥氏体不锈钢材料，每批均应抽检一次进行晶间腐蚀试验。试 验方法和试验结果应符合 ASTM A262 中 E 法的要求。 5.5 5.6 奥氏体不锈钢零部件(阀体、阀盖、闸板)均应进行酸洗钝化处理。 密封面（包括阀板、阀座、上密封面）均应逐件进行液体渗透检查，检查的方法和检 查结果应符合 5.3.8 的要求。 5.7 阀杆填料均应能承受 450条件下“氢气、烃类、烃类+氢气+硫化氢”的长期作用而不 失效。保证此处的泄漏量在不大于 100ppm 的条件下，使用期应不低于 3 年，阀杆填料氯离 子含量不超过 50ppm。 5.8 奥氏体不锈钢铸件铁素体含量应控制在 5%12%。 6 检查和检验 6.1 阀门装配完毕，对整体阀门应逐项进行检查。对每个阀门要进行尺寸检查，端部尺寸 和偏差应符合 ASME B16.5、ASME B16.25、ASME B16.11 规定。 6.2 所有阀门按 API598 做水压试验。奥氏体不锈钢阀门水压试验时，水中氯离子含量不得 超过 50ppm。 6.3 所有阀门按 API598 做高压阀座关闭性试验和低压密封试验及上密封试验 （具有上密封 性能的阀门） 。 6.4 在 6.3 条试验合格后，对 2”10” 900lb、1500lb 的阀门和 2”8”2500lb 的阀门 进行高压气体强度试验，试验压力分别为 15MPa、25MPa 和 42MPa，不允许泄漏。 6.5 买方保留目睹制造厂现场检验（包括原材料的检查记录和报告等）的权力。卖方应在 检查和试验前 8 周向买方通报，并提供详细的日期、时间和进度表。买方可派人到制造地参 与和见证试验。但任何设计方及买方的检查都不能免除制造商对其产品的最终质量责任。 7 质量保证 7.1 制造厂应具备完整可控的质保体系，确保每台阀门质量具备可追溯性。 7.