抗硫放空阀设计、制造和检验技术条件

1、抗硫放空阀设计、制造和检验技术条件1 主题内容及使用范围本要求规定了抗硫放空阀设计、制造及检验的最低要求。本要求适用于公称压力PN32MPa，工作温度-20120，含H2S+CO28mol%的天然气加工处理装置及集输系统放空阀。2 引用标准GB12220-89GB12227-89GB12228-89GB12229-89GB12230-89GB12231-89GB12235-89GB699-88 通用阀门 标志 通用阀门 球墨铸铁件技术要求 通用阀门 碳素钢锻件技术要求 通用阀门 碳素钢铸件技术要求 通用阀门 奥氏体钢铸件技术要求 阀门铸钢件外观质量要求 通用阀门 法兰连接钢制截止阀与升降式止回

2、阀 优质碳素结构钢技术要求不锈钢棒合金结构技术条件铸钢件射线照相及底片等级分类方法一般工程用铸造碳钢金相 GB1220-84 GB3077-88 GB5677-85 GB8493-87GB/T13927-92 通用阀门 压力试验GB4157-84GB150-1998GB/T6402-91GB1172-74Q/YCS76-93TG166-80 金属抗硫化物应力腐蚀开裂恒负荷拉伸试验方法 钢制压力容器 钢锻件超声波检验方法 黑色金属硬度及强度换算值 耐腐蚀3YC-7合金 318抗硫不锈钢NACE MR 0175-97 油田设备用抗硫化物应力开裂的金属材料SY/T0599-1997 天然气地面设施抗

3、硫化物应力开裂金属材料要求JB4726-94JB4728-94JB4730-94 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 压力容器用不锈钢锻件 压力容器无损检测3 术语3.1 酸性气体含有液态水和硫化氢，总压等于或大于0.4MPa，而且硫化氢分压（P H2S）大于0.0003MPa的天然气。3.2 抗硫材料在酸性气体中工作对硫化物应力破裂具有良好抗力的金属材料和非金属材料。3.3 抗硫阀门按照NACE MR 0175-97或SY/T0599-1997标准及本技术要求制造的、具有抗硫化物应力破裂性能的阀门。4 型号规格4.1 型号KS F J 4 1 X X密封代号直通式法兰连接截止阀放空抗硫4.2 规

4、格KSFJ41 XX-XX DN XX公称通径（mm）公称压力（MPa）5 机构5.1 总体结构形式采用法兰连接，直通型，低进高出结构形式。5.2 密封结构采用由笼形阀套，柱塞阀芯，堆焊硬质合金阀座组成的硬质密封及辅助软质密封结构。5.3 法兰连接法兰连接应符合JB/T79.1-94，JB/T79.2-94及JB/T82.2-94等标准连接尺寸，也允许按用户指定标准或连接形式设计、加工。6 设计放空阀是压力管道系统的一个重要组成部分，较大口径阀门已经达到GB150和“容规”划定的“压力容器”范围。因此阀门设计首先应考虑安全可靠，特别是抗硫放空阀更应该确保安全。 6.1 设计程序放空阀设计程序与

5、基本内容应满足阀门设计手册所规定的设计程序与基本内容。 6.2设计计算放空阀阀体、阀杆及其它应作强度计算的构件除按阀门设计手册给出的方法进行初算外，还应按GB150分析设计部分进行有限单元法强度和刚度分析，计算结果按第四强度理论分析，许用应力按抗硫设计要求折减，折减系数为0.60.7. 6.3 部分阀体最小壁厚表6.3 部分阀体最小壁厚6.4 部分阀杆直径表6.4 部分阀杆直径7 材料除遵照国标和行标的一般规定外，还应遵照以下防硫要求：7.1 凡与酸性气体或者液体接触的零部件均应选择抗硫材料。7.2 承受拉伸载荷或内压的零部件，其工作应力不得高于材料屈服强度的50%。7.3 应根据NACE M

6、R 0175-97或SY/T0599-1997最新版本规定的抗硫材料中选材。7.4 若选用上述两个标准范围以外的材料，须按GB4157方法进行抗硫性能评价并符合抗硫性能指标的要求。7.5 承受内压的壳体材料7.5.1 碳素钢铸件：碳含量不得高于0.30%；锰含量不得高于1.0%；并应控制以下有害杂质元素：S0.035%，P0.035%，其它元素Ni、Cr、Cu均不超过0.30%；其总量不超过1.0%；室温冲击韧性Akv30J（V型缺口试样）。7.5.2 奥氏体钢铸件：化学成分、力学性能、质量要求等均应符合GB12230的规定。7.5.3 碳素钢锻件应符合GB12228及JB4726的规定，不锈

7、钢锻件应符合JB4728的规定。7.6 硬度与酸性气体或液体接触的零部件均应控制材料硬度。7.6.1 碳素钢、低合金钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢均应控制硬度HRc22。7.6.2 318抗硫不锈钢应控制硬度HRc24。7.6.3 高合金耐蚀材料、有色金属材料、密封面堆焊（喷焊）材料的硬度按NACE MR 0175-97和SY/T0599-1997的有关规定。7.7 球墨铸铁铁素体球铁QT400-18可用于阀门内部承受低负荷的零部件。7.8 非金属密封材料可用于酸性气体的非金属密封材料有氟塑料、聚苯硫醚（PPS）、碳纤维、聚酰亚胺、氟橡胶、丁腈橡胶、7903耐油密封脂。8 制造8.1 承内压的

8、壳体铸钢件公称压力高于16MPa的阀门壳体不得采用铸件。8.1.1 铸件加工前应核对化学成分、机械性能、检验表面质量、不合格者不加工。8.1.2 铸件浇冒口应避开受压部位。8.1.3 铸件浇冒口应按规定工艺切除，不准切割进本体，并应在热处理前进行。8.2 热处理8.2.1 锻造或铸造的碳钢、低合金钢、马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢的零部件均应按NACE MR 0175-97或SY/T0599-1997标准规定的制度进行热处理以获得抗硫性能良好的组织并消除残余应力。 8.2.2 部分钢种热处理制度部分钢种热处理制度见表8.2.2，表中仅给出加热温度、冷却介质。加热时间、保温时间应按构件截面尺寸查相应

9、热处理手册确定。表8.2.2 部分钢种热处理制度注：1Cr13、2Cr13只允许用于低应力状态。8.3 焊接8.3.1 碳钢壳体缺陷补焊后应进行适当的热处理以消除热影响区有害的组织（未回火马氏体、低温回火马氏体、屈氏体、上、下贝氏体）和焊接应力，并控制焊接区硬度HRc22。8.3.2 奥氏体钢壳体缺陷补焊后应进行固溶处理。8.3.3 铸件表面存在气孔，凹陷、砂眼等缺陷允许采用补焊修复，铸件上有裂纹者不允许补焊，应判废。8.3.4补焊操作方法8.3.4.1 铸件缺陷应全部除去，坡面应光洁，坡口角度不小于30°。8.3.4.2 焊条可选用结427，焊条使用前须在要求的温度下烘干，随烘随用

10、。8.3.4.2 铸件焊前应预热（焊面金属法兰），焊后缓冷（可用热砂埋或石棉布保温）。预热宽度不小于工作厚度的5倍。8.3.4.4 补焊后应对焊缝表面及过渡区作表面检查，焊肉应高出本体1.52mm；焊瘤应铲平或磨去；焊肉和本体不得有未熔合区、裂纹、咬肉、气孔、夹渣等影响强度的缺陷存在；检验过渡区硬度不得大于HRc22。8.3.4.5 补焊后应按GB5677要求进行射线探伤检验。对铸件颈部与阀体相贯R处，补焊后可进行射线检验，做出确切的详细记录。缺陷等级应符合GB5677的二级要求；若射线穿透能力受壁厚限制不能进行时，可用超声波检验，探伤方法符合JB4009-85接触式超声波纵波直射探伤方法规定

11、，要求达到一级波型（2次以上发射波，无乱波发射）。8.3.4.6 对已焊补的铸件，焊补后应作整体回火处理，超探和硬度检验，合格后即可使用。8.3.5 密封面堆焊（喷焊）前应预热，预热温度应高于500，密封面堆焊（喷焊）耐蚀耐磨合金后应进行适当的热处理以消除有害组织、焊接应力，并提高堆焊层硬度，控制基体材料硬度HRc22，表面硬度HRc45。8.4 冷加工及锻造8.4.1 冷加工冷轧、冷拔、冷弯、冷敲打等加工会使材料产生内应力，使强度、硬度增大，从而使材料对硫化物应力破裂敏感性增大；经冷加工的零部件应按NACE MR0175-97或SY/T0599-1997的规定进行消除应力热处理。8.4.2

12、锻造锻造比应大于3，锻件应进行消除应力热处理和超声波探伤。8.5 镀层碳钢、低合金钢零部件可采用电刷镀和化学镀Ni-P合金镀层，提高表面耐蚀性和耐磨性。8.6 圆弧过渡零部件的螺纹退刀槽、壳体内外壁变径部位、法兰根部都应采取较大半径的圆弧过渡、防止应力集中。8.7 螺纹保护碳钢、低合金钢零部件螺纹连接处应采用涂覆耐硫密封润滑脂或缠F塑料带，防止腐蚀和粘扣。8.8 主要零件机械加工8.8.1 本规定给出的是机械加工最低要求，加工时除按本规定执行外，还应符合设计图纸。8.8.2 阀芯（放空截止阀）8.8.2.1 阀芯圆柱面应光滑，无可见划痕，阀芯端部密封面表面粗糙度不低于Ra0.4。8.8.2.2

13、 阀芯与阀座应进行对研，以提高其密封性。8.8.3 阀体8.8.3.1 阀体端法兰与中法兰8.8.3.1.1 阀体端法兰端面应与阀体管线轴线垂直，不垂直度不低于11级。8.8.3.1.2 阀体中法兰端面应与阀体中心线垂直，不垂直度不低于11级。8.8.3.1.3 法兰螺栓孔位置度公差应以法兰的密封面和法兰内圆柱表面的轴线构成的三基准体系为基准给出，公差值t按下式计算，其结果还应按GB1184-89附表5位置度数系就近圆整为数系的标准值tK²ZZ=Dmin-dmax式中：t各螺栓孔轴线的位置度公差值；K间隙利用系数，一般取K=0.6；Z螺栓孔内径与螺栓外径间的间隙；Dmin螺栓孔直径的

14、最小极限尺寸；dmax螺栓外径的最大极限尺寸。8.8.3.2 阀座孔阀体阀座孔应与阀体中心线同轴，公差等级不低于6级。8.8.4 阀盖与阀杆8.8.4.1 阀盖与阀杆应加工成锥形或球形倒密封。8.8.4.2 阀盖填料函孔应与中心线同轴，其公差为8级。8.8.4.3 阀杆梯形螺纹应与光杆同轴，其公差为9级。8.8.5 阀座与阀芯密封面硬度不低于HRc50，两者硬度差不低于HB50。8.8.6 凡未注尺寸公差应不大于GB1804-79中14级。8.8.7 未注形位公差应不大于GB1184-80中D级。8.8.8 密封8.8.8.1 O形密封圈尺寸及公差应符合GB1235-76O形橡胶密封圈有关要求

15、。8.8.8.2 氟塑料密封填料应符合JB1714-81及JB1715-81有关要求。8.8.8.3 密封脂采用7903或7903-1耐油密封润滑脂，其性能应符合SY4023-83有关要求。9 装配和试压9.1 全部零件在装配前应除去污秽、毛刺、尖棱和不平整处。9.2 合格零件才能装配，装配时应做好记录以备存档。9.3 试压要求9.3.1 该阀在规定的耐压试验压力下，材质及各连接部位不允许渗漏。9.3.2 该阀在规定的密封试验压力下，密封面不允许渗漏。9.4 该阀应清洁美观、油漆不应有流痕、气泡等。10 检验除遵照国标、行标进行常规检验外还应进行以下检验，并应符合标准和本要求规定的指标：10.

16、1 阀体铸钢件外观质量检验应符合GB12231的有关要求及以下要求，达不到要求者应判废。10.1.1 铸件应逐件进行表面质量检查，不得有裂纹及影响强度的缺陷。 10.1.2 位于加工面上的气孔、砂眼等缺陷应小于加工余量。10.2 材料的化学成分、力学性能检验10.2.1 每炉铸件应检验化学成分。10.2.2 力学性能检验项目为s、b、5、或Akv。10.3 显微组织10.3.1 碳素钢铸件经热处理或焊补及热处理后均应进行高倍显微组织检验，不得有铸态组织，按GB8493测定晶粒度不得低于5级；非金属夹杂物不得超过3级。 10.3.2 碳素钢锻件不得有马氏体、屈氏体、贝氏体等组织，其晶粒度不得低于

17、6级。10.4 硬度与介质接触的零部件均应进行硬度检验，并应符合7.6条的规定。10.5 射线探伤对于承受内压的壳体应按GB5677进行射线探伤和评级，重点是应力集中部位和铸件热节、浇冒口部位；其气孔、夹渣、缩孔等缺陷不得超过级规定；未熔合及裂纹性缺陷应予判废。首批制造产品应100%探伤，铸造工艺稳定后可采取抽检。10.6 性能试验性能试验分耐压性能试验及密封性能试验，耐压性能试验是考核整个壳体及阀盖的致密性及耐压性能，耐压试验时其他零件不装配，只试壳体。密封性能试验是考核阀门密封副的密封性能。性能试验时压力逐渐提高至规定值，不允许压力急剧增加，在规定持续时间内，其压力保持不变，不允许渗漏。1

18、0.6.1 耐压性能试验壳体应逐台进行耐压性能试验，试验前壳体内壁上的粘砂及脏物应清除干净，耐压性能试验第一阶段为水压试验，试验介质为清洁水，试验压力为公称压力的1.5倍，试验温度为540之间，持续时间不少于30分钟，无压力降，没有发现漏水和冒汗现象，没有发现破裂的迹象为合格。由于壳体铸件致密性对抗硫性能影响很大，故耐压试验的第二阶段是在1倍公称压力下做气压致密性试验，试验介质为空气或氮气，试验温度为540之间，持续时间不少于2分钟，不得有气泡逸出。试验壳体应浸在水槽中，并有严格的安全保护及操作要求以确保操作者人身安全。壳体进行致密性试验是，发现任何渗漏现象为不合格。10.6.2 密封性能试验密封性能试验分低压密封性能试验和高压密封性能试验，试验介质为空气或氮气，试验温度为540之间，持续时间不少于2分钟；低压密封性能试验时，试验压力为0.06MPa；高压密封性能试验时，试验压力为公称压力，发现任何渗漏现象为不合格。10.6.3 其他检查项目按第8章的全部要求进行。10.6.4 每台产品检验合格后，必须发给合格证，方能出厂。10.7 所有加工、装配及检验记录均应存进该阀技术档案中，每个阀门的档案永久保存。11 标志、包装、运输贮存11.1 抗硫阀应在通用型号前加“KS”字母符号，在手轮上有开、关标志。 11