2024船舶和海上技术船用超低温闸阀设计与试验

船舶和海上技术船用超低温闸阀设计与试验要求II目次1范围 12规性用件 13术和义 24压—度定值 3质型 3作力设温度 35设计 4阀本构 4料则 4体型与料 4长盖设与料 5板设型与料 6杆型与料 6杆封 7座封的式材料 7栓螺的式材料 7驱装和作的要求 7表处理 86焊和处理 86.186.2处理 87试和验 8料验 8损测 87.3寸查 10观视查 10处检查 10作能验 10力验上封验和封试验 107.8火验 117.9温验 118标志 13附录A 14参考献 15PAGEPAGE15船舶和海上技术船用超低温闸阀设计与试验要求范围本文件规定了在超低温环境下(-196℃~-50℃)船用超低温闸阀的设计、制造和试验要求。（ISO5208工业阀门金属阀门的压力试验（IndustrialvalvesPressuretestingofmetallicvalves）ISO5209通用工业阀门标记（Generalpurposeindustrialvalves—Marking）ISO28921-11（IndustrialvalvesIsolatingvalvesforlow-temperatureapplications—Part1:Design,manufacturingproductiontesting）API598:2016阀门检验与测试（ValveInspectionandTesting）API600:2015（SteelGateValves,FlangedButt-weldingEnds）ASMEB1.5梯形螺纹（AcmeScrewThreads）ASMEB1.8短牙梯形螺纹（StubAcmeScrewThreads）ASMEB1.20.1通用管螺纹（英寸）(PipeThreads,GeneralPurpose(Inch))ASMEB16.5管法兰及法兰附件（PipeFlangesandFlangedFittings）ASMEB16.10阀门结构尺寸（Face-to-FaceandEnd-to-EndDimensionsofValves）ASME16.1FordFitingScke-WeingadTreaedASMEB16.25对焊端部（Butt-weldingEnds）ASMEB16.34法兰、螺纹和焊接端连接的阀门（Valves-Flanged,Threads,andWeldingEnd）ASMEB46.1表面特征(表面粗糙度、波纹度和花纹方向)（SurfaceTexture(SurfaceRoughness,Waviness,andLay)）ASMEB16.47大直径钢法兰：公称管径NPS26~NPS60的公制/英制标准（LargeDiameterSteelFlanges：NPS26throughNPS60Metric/InchStandard）ASMESec.V无损检测（NondestructiveExamination）ASMESec.VIII压力容器建造规则（RulesforConstructionofPressureVessels）ASTMA53,,(Pipe,SteelBlackandHot-Dipped,Zinc-CoatedWeldedandSeamless)ASTMA105/A105MForgings,CarbonSteel,forPipingComponents)ASTMA106SeamlessCarbonSteelPipeforHigh-TemperatureService)ASTMA182/A182M（ForgedRolledAlloy-SteelPipeFlanges,ForgedFittingsandValvesandPartsforHigh-temperatureService）ASTMA194/A194M高温高压螺栓用碳钢及合金钢螺母（CarbonandAlloySteelNutsandBoltsforHigh-PressureandHigh-TemperatureService）ASTMA216/216M高温用可熔焊碳钢铸件(SteelCastings,CarbonSuitableforFusionWeldingforHigh-TemperatureService)ASTMA312TP304L和TP316不锈钢(GradeTP304L,TP316)ASTMA320/A320M低温用合金钢和不锈钢螺栓材料（Alloys-SteelandStainlessSteelBoltingmaterialforLow-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）ASTMA351/A351M承压件用奥氏体铸钢件（Casting,Austenitic,Austenitic-Ferritic(Duplex),forPressure-ContainingParts）ASTMA358304L和316L不锈钢(Grade304L,316L)ASTMA694/694M高压传输设备的管法兰、配件、阀门及零部件用碳素钢及合金钢锻件（Forgings,CarbonandAlloySteel,forPipeFlanges,Fittings,Valves,andPartsforHigh-PressureTransmissionservice）ASTME186厚壁［2～4.5英寸(50.8～114mm)]钢铸件参考射线底片（ReferenceRadiographsforHeavy-Walled(2to41/2-in.(50.8to114-mm))SteelCastings）ASTME446厚壁等于和小于2英寸的铸钢件参考射线底片（ReferenceRadiographsforSteelCastingsupto2in.inThickness）MSS-SP-55（QualityStandardforSteelastngsfrVavs,FlagesadFitinsandoterPiingompnnts(Vsualethd下列术语和定义适用于本文件。ISO和IEC用于标准化的术语库地址如下：——IEC：\h/——ISO：\h/obp3.1公称尺寸nominaldiameter（DN）DN（mm注1：除在相关标准中另有规定，字母DN后面的数字不代表测量值，也不能用于计算目的。注2：采用DN标识系统的那些标准，应给出DN与管道元件的尺寸的关系，例如DN/OD或DN/ID。3.2公称压力nominalpressure（PN）用于标识压力的字母数字组合。为方便使用，数字取圆整后的整数。注1：所有由相同公称尺寸（DN）和相同PN数标记的设备，应与端部连接类型相适应，且具有相同的匹配尺寸。注2：许用工作压力基于材料、设计和工作温度，并从相关标准的压力/温度表中选取。3.3公称管道尺寸nominalpipesize（NPS）用于标识管件、法兰或法兰附件端部连接件的尺寸的无量纲数字。注：该数字不必与法兰或法兰附件的内径相同。3.4等级class用于标识管系部件的机械特性和尺寸特征的字母数字组合，由字母“class”及其后的无量纲整数数字组成。介质类型及相关温度见表1。表1介质类型类型温度（大气压下）液体密度（密度）LNG（液态天然气）-163℃～-88℃434～478kg/m³NG（天然气）-160℃～65℃（0.7～0.89kg/m³）LN2（液氮）-196℃804kg/m³N2（氮气）-196℃～65℃（1.184kg/m³）ASMEB16.34PN150(Class900阀门工作压力和设计温度见表2。表2工作压力和设计温度PN（Class）最大工作压力MPa（Psi）备注20（150）2.0（290）环境温度下50（300）5.2（750）110（600）10.3（1500）130（800）13.8（2000）150（900）15.5（2250）注：工作压力根据采购方提供的管道设计工况而定。设计OS&（B型式3表3各制造方法的材料类型制造方法材料法兰端型式焊接端型式锻造ASTMA182F304F316ASTMA182F304L、F316L铸造ASTMA351CF8、CF8MASTMA351CF3、CF3M制造除非采购方另有规定，阀门应按照下列要求进行制造。）ASMEB16.34:2017AASMEB16.10ASMEB16.341）——承插焊端（NPS2(DN50)及以下）·PN20(Class150)，PN50(Class300)，按ASMEB16.11的Class3000级。·PN110(Class600)，按ASMEB16.11的Class6000级。·PN130(Class800)～PN250(Class1500)，按ASMEB16.11的Class9000级。——对焊端（NPS2.5(DN65)及以上）·连接管道的厚度小于Sch40s：满足Sch40s并根据ASMEB16.25制造。·连接管道的厚度大于Sch40s：按实际管道厚度，并根据ASMEB16.25制造。·连接管道的厚度应满足订购方提供的“壁厚系列”。2）“法兰端”型式——NPS24(DN600)及以下：按ASMEB16.5制造·PN20（Class150），PN50（Class300）：突面（RF）型法兰。·PN110(Class600)及以上：大槽面(LGF)型法兰或突面(RF)型法兰。——NPS26以上按ASMEB16.47制造·PN20（Class150），PN50（Class300）：突面（RF）型法兰。·PN110(Class600)以上：大槽面(LGF)型法兰或突面(RF)型法兰。ASMEB16.5ASMEB16.47ASMEB46.1量。设计加长阀盖的设计应符合以下要求：ASMEB16.34b)阀盖与阀体间的法兰连接应满足API600:2015中2,2,2~2.2.4；ISO28921-1；材料（b））——铸造区域：ASTMA351CF3、CF3M。——锻造区域：ASTMA182F304L、F316L。——连接管区域：ASTMA312或相当于ASTMA358304L、316L的材料或更好的材料。——连接管应为无缝管或至多只有一道纵向焊缝，不允许采用轨道焊接方法焊接。设计应在楔块的上游侧制造一个通风孔，以平衡中心空腔中的压力。e）双向阀应按如下方式安装一个系统，以消除阀腔内的异常高压：1）材料：奥氏体钢和不锈钢2）标准化和尺寸：螺纹制造应符合ASMEB1.20.1-NPS1/2厚壁短柱（螺纹）-NPS1/2阀体根部球阀（螺纹，等级和材料与闸阀阀体相同或更好）-NPS1/2管道（螺纹，安全阀，使用前侧）-NPS1/2X3/4腔体安全阀（螺纹，阀门压力等级与闸阀压力相同）-NPS3/4管道（螺纹，安全阀，使用背面）材料ASTMA182F316、ASTMA351CF8M1.6mm设计API600:2015（Ra：小于0.8μm）f)阀杆螺纹应满足ASMEB1.5或ASMEB1.8。材料阀杆应采用ASTMA182F316，以及性能相当或优于阀体的材料。（c）生化学反应或发生物理沉淀。d)阀杆密封填料应便于更换。设计API6002.3.9材料ASTMA182F3161.6mm设计阀盖法兰、支架和压盖法兰的螺栓和螺母应符合API600的要求。材料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。——ASTMA105、A350LF2、A694F52、ASTMA216WCC。——球墨铸铁、ASTMA53,ASTMA106。所有阀门表面均应进行酸洗和钝化处理。焊接焊接要求如下：（WPS）（PQR）热处理热处理应按相应的材料热处理标准进行。（）ASMESec.ⅧUHA51UG840.381mmδ5%~105（RT）ASMEB16.3481ASME16.34101）满足ASMESec.Ⅴ和ASMEB16.34强制性附录；ASTME446（50.8mm）ASTME186（50.8mm～114.3mm）的参考射线照片进行对比分析。ASMEB16.34ASMESec.Div.1：2018UW-514.PT)探伤试验范围如下：），10025.4mm1004）100%的闸板和阀座表面应进行渗透探伤试验。表面硬化处理后，闸板和阀座的机械加工面应进行渗透探伤试验。5）100%焊接密封区域进行渗透探伤试验。试验程序应满足ASMESec.Ⅴ和ASMEB16.34附录III。验收标准如下：1）铸造件、锻造件：ASMEB16.34附录D；2）焊接区域：ASMESec.ⅧDiv.1附录8。(UT)试验范围如下;ASMEB16.34:20178100ASMESec.Ⅴ和ASMEB16.34:2017IVASMEB16.34:2017E。复验若试验不合格，应对相关区域修复后进行复验。检查主要尺寸是否符合制造商提交的相关标准和图纸。MSS-SP-5552360。API598在流体流向的上部区域施加压力，检查下部区域是否泄漏，以进行泄漏试验。压力试验所用介质、所需试验类型等见表4。表4压力试验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挥发性液体，如煤油、甲醇、酒精等。干燥空气、氮气挥发性液体，如煤油、甲醇、酒精等。试验压力ASMEB16.3422.1B2.2B38°C1.50.7Mpa（关闭）ASMEB16.3422.1B2.2B38°C1.1）试验时间≥5min≥5min(气泡试验时间)≥5min试验方法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注：除表4所示的测试介质外，制造商与采购方可就额外的测试介质达成协议。上密封座试验根据采购方要求进行。上密封座试验所用介质、所需试验类型等见表5。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、氮气试验压力ASMEB16.3422.1B2.2B（特38°C1.5（完全打开0.7Mpa（关闭状态）试验时间≥5min≥5min试验方法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注：除表5所示的测试介质外，制造商与采购方可就额外的测试介质达成协议。高压气体壳体试验应在壳体压力试验后进行。表6高压气体壳体试验试验项目高压气体壳体试验试验介质干燥空气、氮气试验压力1.1倍最大工作压力（轻微开启）试验时间≥5min验收标准填料函及壳体无泄漏双向试验期间连接安全阀防火试验可用API6FA许可证书代替。按照下列要求进行试验。如有必要，下文未提及的其他试验要求应符合ISO28921-1。5%的阀门（至少一个）进行试验。10%低温验收试验应按下述顺序进行：a)初始验证试验、b)低温性能试验、c)回归环境温度试验。在产品测试阶段，只需要试验b)。试验方法和步骤如下。a)初始验证试验本试验是在低温试验之前检验阀门的泄漏，在阀门关闭状态下进行。1)试验温度：环境温度；试验介质：氦气，氮气；试验压力：1.1试验时间：5min；可接受泄漏量：无可见泄漏。b)低温性能试验准备试验1.1）ISO28921-1压盖等的合适位置；1.2）阀体和阀盖浸入液氮容器中冷却。冷却期间，应使用氦气吹扫阀门内部，然后用热电偶检查阀体、阀盖、填料压盖的内外表面温度。试验类型和方法：当温度稳定在-196℃时，按照如下要求进行试验。2.1）7.9.2-196ISO5208D7。（仅适用于型式试验−196°C1400N(40kgf5表7根据阀门压力级的各阶段升压速率（供参考）压力级