API_6A泥浆闸阀设计规范.doc

dousondouson 苏州道森压力控制有限公司企业标准 des107 rev.a api 6a 泥浆闸阀设计规范2009-02-28 发布 2009-03-01 实施 苏州道森压力控制有限公司douson 苏州道森压力控制有限公司 第 2 页 共 18 页 suzhou douson pressure control co. ltd文件号：des107 生效日期 api 6a 泥浆闸阀设计规范版本号：a 2009 年 03 月 28 日 目 录1范围 32引用标准 33定义 34泥浆闸阀命名和典型结构 35设计和性能一般要求 451性能要求 总则 452技术参数 453设计方法 6531 一般性设计要求 6532 阀门尺寸设计 76材料要求 1261. 通用要求 1262阀门中关键零件的一般要求 1363金属密封件材料及硬度 1464非金属密封件1465中法兰用螺栓螺母的材料及性能要求 1466其它金属零件用材料及性能要求 157阀门零件的表面处理 158质量控制 1681炼钢和铸造1682热加工工艺1683材料试样1684无损检测1685承压件缺陷的补焊179试验方法和要求 1791金属材料1792强度和密封性能试验1793通径试验1794扭矩试验1710检验规则17101检验分类 17102出厂检验 17103型式试验 1811标志、包装、储存18111标志 18112包装 18113储存和运输 18douson 苏州道森压力控制有限公司 第 3 页 共 18 页 suzhou douson pressure control co. ltd文件号：des107 生效日期 api 6a 泥浆闸阀设计规范版本号：a 2009 年 03 月 28 日1. 范围 本规范规定了 api 6a 泥浆闸阀的分类、技术要求、试验方法。 （或 sy/t5127） 本规范适用于 douson 公司按 api6a 标准设计制造的石油、天然气用闸阀。2. 引用标准 本规范中引用了下列出版物除非另有具体的日期规定必须使用下列标准的最新版本包括任何更正版、补充版、修订版。 api 6a（iso10423）井口装置及采油树设备规范 sy/t5127 井口装置及采油树设备规范 api 5b 套管、油管和管线管螺纹的加工、量规和螺纹检验 des104 api 6a 闸阀规范 des414 api 6a 产品通径测试及通径规技术要求 des415 api 6a 闸阀压力及通孔测试要求 gb/t6414 铸件公差及机加工余量 gb/t12362 锻件公差 gb/t15826 机加工余量 jb3970 卡箍连接 gb9253 石油螺纹 mss-sp553 定义 本规范涉及的术语和定义参照 api 6aiso 10423。4 泥浆闸阀命名和典型结构41 泥浆闸阀命名 泥浆闸阀，6a 2 dmv1 3m 2lp ，dd pu psl2 pr1 rev.a 版本号 产品性能级别 产品规范级别 温度级别 材料级别 端部连接方式 额定工作压力 泥浆闸阀结构代号 公称通径 执行标准 名称douson 苏州道森压力控制有限公司 第 4 页 共 18 页 suzhou douson pressure control co. ltd文件号：des107 生效日期 api 6a 泥浆闸阀设计规范版本号：a 2009 年 03 月 28 日42 泥浆闸阀典型结构 图 1 泥浆闸阀1.阀体 2.阀座 3.闸板 4.阀盖 6.填料压盖 7.支架 8.阀杆螺母 9.手柄 10.开口销 11.手轮12.油杯 13.防尘圈 14.15.16.20.o 型圈 17.上填料垫 18.填料 19.下填料垫 21.25.螺母22.24.螺柱 23.注油器 26.铭牌 27.铆钉5 设计和性能一般要求51 性能要求总则 性能要求是对阀门在安装状态特定的和唯一的要求。所设计的阀门应符合在额定的工作压力、温度和表 4 材料类别相适应的介质流体条件下，其性能符合本规范和 api 6a 中相应的规定。性能要求为 pr1。52 技术参数521 公称规格：2 in、2-1/2in、3in、4in、5in522 额定压力值 i） 总则。 阀门应仅按以下最高额定工作压力设计：13.8mpa2000psi 20.7mpa3000psi 34.5mpa5000psi 69.0mpa10000psi。 ii）螺纹式装置的限制。 设计带有内螺纹式端部和出口连接的装置， 应按表 1 限定螺纹尺寸和额定工作压力。 表 1 api 内螺纹式端部或出口连接的额定压力值 螺纹类型 管螺纹规格（in） 外径规格 （mm） 额定工作压力（mpa） 1/2 21.3 69.0 管线管（公称规格） 3/42 26.760.3 34.5 2-1/25 70.3127 20.7油管（不加厚和外加厚圆螺纹） 1.054-1/2 26.7114.3 34.5套管（圆螺纹、偏梯形螺纹、直 4-1/25-1/2 114.3139。 7 34.5 连形） douson 苏州道森压力控制有限公司 第 5 页 共 18 页 suzhou douson pressure control co. ltd文件号：des107 生效日期 api 6a 泥浆闸阀设计规范版本号：a 2009 年 03 月 28 日523 额定温度值 i） 总则。阀门应设计成用于表 2 所示的一种或多种带有最低和最高温度的规定温度额 定值。最低温度是阀门可承受的最低环境温度，最高温度是阀门直接接触的流体最 高温度。 ii）设计阀门时应考虑温度的变化所引起的不同的热膨胀影响。 表 2 额定温度值 温度级别 作业范围c min max k -60 82 l -46 82 p -29 82 r 室温 s -18 66 t -18 82 u -18 121 v 2 121524 额定材料级别 i） 总则。阀门所用的材料包括金属材料，应满足表 3 的规定。 ii）在满足力学性能的条件下，不锈钢可用于代替碳钢和低合金钢，抗腐合金可用于代 替不锈钢。 表 3 材料要求 最低材料要求 材料类别 阀体、阀盖、端部和出口连接 阀座、阀杆、闸板 aa 碳钢、低合金钢 碳钢、低合金钢 bb 不锈钢 dda 碳钢、低合金钢b 碳钢、低合金钢b eea 不锈钢ba 指按 nace mr 0175 定义b 指符合 nace mr 0175碳钢有：wcb、1020、1040、zg20、20、zg45、40、45低合金钢有：4c、4d、4130、4140、zg30crmo、30crmo、zg35crmo、35crmo、42crmo不锈钢有：ca15、410、17-4ph、zg1cr13、1cr13525 产品规范级别 产品规范级别分：psl1、psl2、psl3，其中 psl3 要求最高，具体规定详见 api6a 井 口装置及采油树规范。douson 苏州道森压力控制有限公司 第 6 页 共 18 页 suzhou douson pressure control co. ltd文件号：des107 生效日期 api 6a 泥浆闸阀设计规范版本号：a 2009 年 03 月 28 日53 设计方法531 一般性设计要求 i）法兰应符合 api6a 规范中规定的要求设计 ii）其它端部连接和出口连接，性能要求应符合 api6a 规范中规定的要求设计见表 4 表 4 标准材料性能要求 力学性能 材料代号 最小抗拉强度 最小屈服强度 最小伸长率 50mm 最小断面收缩率 mpa mpa 36k 483 248 21 - 45k 483 310 19 32 60k 586 414 18 35 75k 655 517 17 35 aasme 规范 按 asme 锅炉和压力容器规范第卷第 2 册附录 4 所叙述的设计方法可用于承压 阀门的设计计算。设计许用应力按下列准则限定： s t0.83s y和 s m2/3s y 式中: s t静水压试验压力下的最大许用的主膜应力强度； s y材料规定的最小屈服强度； s m额定工作压力下的设计应力强度。 b变形能理论 变形能理论方法可用于承压阀门的设计计算。压力容器基本壁厚可在静水试验压 力的基础上，结合三维应力确定其尺寸并受下列准则限定： s e s y 式中： s e在压力容器壁内最高应力处的最大许用当量应力，按变形能理论方法计 算； s y材料规定的最小屈服强度； iii封闭螺柱 封闭螺柱的最大许用抗拉应力应按螺柱预紧、额定工作压力和静水压试验等情况确 定。根据螺纹的小径面积，螺柱应力应不超过下列限定 s a0.83 s y 式中:douson 苏州道森压力控制有限?第 7 页 共 18 页 suzhou douson pressure control co. ltd文件号：des107 生效日期 api 6a 泥浆闸阀设计规范版本号：a 2009 年 03 月 28 日 s a最大许用抗拉应力； s y材料规定的最小屈服强度；532 阀门尺寸设计 阀体尺寸设计 a阀体毛坯制造方式 a1阀体采用铸造。其铸造公差按 gb/t6414 中铸件尺寸公差等级 ct12，机械加工 余量等级按 g。表面质量应符合 mss-sp55。此要求同样适用于对阀盖的要求。 a2阀体采用锻造。其锻造按 gb/t12362 中锻件尺寸公差 s 值决定，机械加工余量 材料技术要求应符合 dew1004 api 按 gb/t15826.1-gb/t15826.9 中 s 值决定。 6a 锻件和锻材通用技术要求。此要求同样适用于对阀盖、阀杆、闸板、阀座 的要求。 b阀体端部连接 b1法兰连接按 api6a 井口装置及采油树规范中规定的设计； b2螺纹连接按本规范表 1 选择和按 gb9253 设计； b3卡箍连接按 jb3970 设计； b4焊接连接按 api6a 井口装置及采油树规范中规定的设计；见图 2。 图2 c阀体中腔设计来源于阀座外圆尺寸。公差 f9/h9；其密封表面的粗造度不大于 1.6um； d阀体上下高度尺寸来源于闸板行程，公差为 js12； e阀体最小壁厚尺寸设计，推荐尺寸见表 5； e1按 asme 锅炉和压力容器规范第卷第 2 册附录 4 所叙述的方法设计。 e2按厚壁容器壁厚计算，计算公式如下。阀体的实际最小壁厚应不小于计算的最 小壁厚值。 d n k 0 1 sb c， （mm） 2 s b ：考虑腐蚀裕量后的阀体最小壁厚 d n ：阀体中腔最大内径，（mm）douson 苏州道森压力控制有限公司 第 8 页 共 18 页 suzhou douson pressure control co. ltd文件号：des107 生效日期 api 6a 泥浆闸阀设计规范版本号：a 2009 年 03 月 28 日 c：考虑铸造或锻造偏差、工艺性和介质腐蚀因素而附加的裕量，一般取 25mm k 0 ：阀体外径与内径之比（由下式计算） k0 3 p b s ：材料许用应力，（mpa）取 与 两者中的较小值 nb ns b 与 s 分别为常温下材料的强度极限和屈服极限n b 与 n s 分别为 b 和 s 为 强度指标的安全系数。铸件：n b 4.25，n s 2.3；锻件 n b 3，n s 2。 p：设计工作压力，（mpa） 表 5 阀体推荐最小壁厚（mm） 额定工作压力（psi） 阀体最小壁厚 2000 3000 5000 10000 2 13 15 15 21 2-1/2 15 18 18 25 3 18 20 20 28 4 20 23 23 - 5 23 25 25 - f阀体与阀盖连接设计 f1阀体与阀盖采用法兰连接 f1.1阀