2024船舶和海上技術(shù)船用超低溫閘閥設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

船舶和海上技術(shù)船用超低溫閘閥設(shè)計(jì)與試驗(yàn)要求II目次1范圍 12規(guī)性用件 13術(shù)和義 24壓—度定值 3質(zhì)型 3作力設(shè)溫度 35設(shè)計(jì) 4閥本構(gòu) 4料則 4體型與料 4長蓋設(shè)與料 5板設(shè)型與料 6桿型與料 6桿封 7座封的式材料 7栓螺的式材料 7驅(qū)裝和作的要求 7表處理 86焊和處理 86.186.2處理 87試和驗(yàn) 8料驗(yàn) 8損測 87.3寸查 10觀視查 10處檢查 10作能驗(yàn) 10力驗(yàn)上封驗(yàn)和封試驗(yàn) 107.8火驗(yàn) 117.9溫驗(yàn) 118標(biāo)志 13附錄A 14參考獻(xiàn) 15PAGEPAGE15船舶和海上技術(shù)船用超低溫閘閥設(shè)計(jì)與試驗(yàn)要求范圍本文件規(guī)定了在超低溫環(huán)境下(-196℃~-50℃)船用超低溫閘閥的設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)要求。（ISO5208工業(yè)閥門金屬閥門的壓力試驗(yàn)（IndustrialvalvesPressuretestingofmetallicvalves）ISO5209通用工業(yè)閥門標(biāo)記（Generalpurposeindustrialvalves—Marking）ISO28921-11（IndustrialvalvesIsolatingvalvesforlow-temperatureapplications—Part1:Design,manufacturingproductiontesting）API598:2016閥門檢驗(yàn)與測試（ValveInspectionandTesting）API600:2015（SteelGateValves,FlangedButt-weldingEnds）ASMEB1.5梯形螺紋（AcmeScrewThreads）ASMEB1.8短牙梯形螺紋（StubAcmeScrewThreads）ASMEB1.20.1通用管螺紋（英寸）(PipeThreads,GeneralPurpose(Inch))ASMEB16.5管法蘭及法蘭附件（PipeFlangesandFlangedFittings）ASMEB16.10閥門結(jié)構(gòu)尺寸（Face-to-FaceandEnd-to-EndDimensionsofValves）ASME16.1FordFitingScke-WeingadTreaedASMEB16.25對(duì)焊端部（Butt-weldingEnds）ASMEB16.34法蘭、螺紋和焊接端連接的閥門（Valves-Flanged,Threads,andWeldingEnd）ASMEB46.1表面特征(表面粗糙度、波紋度和花紋方向)（SurfaceTexture(SurfaceRoughness,Waviness,andLay)）ASMEB16.47大直徑鋼法蘭：公稱管徑NPS26~NPS60的公制/英制標(biāo)準(zhǔn)（LargeDiameterSteelFlanges：NPS26throughNPS60Metric/InchStandard）ASMESec.V無損檢測（NondestructiveExamination）ASMESec.VIII壓力容器建造規(guī)則（RulesforConstructionofPressureVessels）ASTMA53,,(Pipe,SteelBlackandHot-Dipped,Zinc-CoatedWeldedandSeamless)ASTMA105/A105MForgings,CarbonSteel,forPipingComponents)ASTMA106SeamlessCarbonSteelPipeforHigh-TemperatureService)ASTMA182/A182M（ForgedRolledAlloy-SteelPipeFlanges,ForgedFittingsandValvesandPartsforHigh-temperatureService）ASTMA194/A194M高溫高壓螺栓用碳鋼及合金鋼螺母（CarbonandAlloySteelNutsandBoltsforHigh-PressureandHigh-TemperatureService）ASTMA216/216M高溫用可熔焊碳鋼鑄件(SteelCastings,CarbonSuitableforFusionWeldingforHigh-TemperatureService)ASTMA312TP304L和TP316不銹鋼(GradeTP304L,TP316)ASTMA320/A320M低溫用合金鋼和不銹鋼螺栓材料（Alloys-SteelandStainlessSteelBoltingmaterialforLow-Temperatureservice）ASTMA350/A350M需切口韌性試驗(yàn)的管道部件用碳鋼和低合金鋼鍛件（Forgings,CarbonandLow-AlloySteel,RequiringNotchToughnessTestingforPipingComponents）ASTMA351/A351M承壓件用奧氏體鑄鋼件（Casting,Austenitic,Austenitic-Ferritic(Duplex),forPressure-ContainingParts）ASTMA358304L和316L不銹鋼(Grade304L,316L)ASTMA694/694M高壓傳輸設(shè)備的管法蘭、配件、閥門及零部件用碳素鋼及合金鋼鍛件（Forgings,CarbonandAlloySteel,forPipeFlanges,Fittings,Valves,andPartsforHigh-PressureTransmissionservice）ASTME186厚壁［2～4.5英寸(50.8～114mm)]鋼鑄件參考射線底片（ReferenceRadiographsforHeavy-Walled(2to41/2-in.(50.8to114-mm))SteelCastings）ASTME446厚壁等于和小于2英寸的鑄鋼件參考射線底片（ReferenceRadiographsforSteelCastingsupto2in.inThickness）MSS-SP-55（QualityStandardforSteelastngsfrVavs,FlagesadFitinsandoterPiingompnnts(Vsualethd下列術(shù)語和定義適用于本文件。ISO和IEC用于標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語庫地址如下：——IEC：\h/——ISO：\h/obp3.1公稱尺寸nominaldiameter（DN）DN（mm注1：除在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定，字母DN后面的數(shù)字不代表測量值，也不能用于計(jì)算目的。注2：采用DN標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的那些標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)給出DN與管道元件的尺寸的關(guān)系，例如DN/OD或DN/ID。3.2公稱壓力nominalpressure（PN）用于標(biāo)識(shí)壓力的字母數(shù)字組合。為方便使用，數(shù)字取圓整后的整數(shù)。注1：所有由相同公稱尺寸（DN）和相同PN數(shù)標(biāo)記的設(shè)備，應(yīng)與端部連接類型相適應(yīng)，且具有相同的匹配尺寸。注2：許用工作壓力基于材料、設(shè)計(jì)和工作溫度，并從相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的壓力/溫度表中選取。3.3公稱管道尺寸nominalpipesize（NPS）用于標(biāo)識(shí)管件、法蘭或法蘭附件端部連接件的尺寸的無量綱數(shù)字。注：該數(shù)字不必與法蘭或法蘭附件的內(nèi)徑相同。3.4等級(jí)class用于標(biāo)識(shí)管系部件的機(jī)械特性和尺寸特征的字母數(shù)字組合，由字母“class”及其后的無量綱整數(shù)數(shù)字組成。介質(zhì)類型及相關(guān)溫度見表1。表1介質(zhì)類型類型溫度（大氣壓下）液體密度（密度）LNG（液態(tài)天然氣）-163℃～-88℃434～478kg/m3NG（天然氣）-160℃～65℃（0.7～0.89kg/m3）LN2（液氮）-196℃804kg/m3N2（氮?dú)猓?196℃～65℃（1.184kg/m3）ASMEB16.34PN150(Class900閥門工作壓力和設(shè)計(jì)溫度見表2。表2工作壓力和設(shè)計(jì)溫度PN（Class）最大工作壓力MPa（Psi）備注20（150）2.0（290）環(huán)境溫度下50（300）5.2（750）110（600）10.3（1500）130（800）13.8（2000）150（900）15.5（2250）注：工作壓力根據(jù)采購方提供的管道設(shè)計(jì)工況而定。設(shè)計(jì)OS&（B型式3表3各制造方法的材料類型制造方法材料法蘭端型式焊接端型式鍛造ASTMA182F304F316ASTMA182F304L、F316L鑄造ASTMA351CF8、CF8MASTMA351CF3、CF3M制造除非采購方另有規(guī)定，閥門應(yīng)按照下列要求進(jìn)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級(jí)。·PN110(Class600)，按ASMEB16.11的Class6000級(jí)。·PN130(Class800)～PN250(Class1500)，按ASMEB16.11的Class9000級(jí)?！獙?duì)焊端（NPS2.5(DN65)及以上）·連接管道的厚度小于Sch40s：滿足Sch40s并根據(jù)ASMEB16.25制造?！みB接管道的厚度大于Sch40s：按實(shí)際管道厚度，并根據(jù)ASMEB16.25制造?！みB接管道的厚度應(yīng)滿足訂購方提供的“壁厚系列”。2）“法蘭端”型式——NPS24(DN600)及以下：按ASMEB16.5制造·PN20（Class150），PN50（Class300）：突面（RF）型法蘭。·PN110(Class600)及以上：大槽面(LGF)型法蘭或突面(RF)型法蘭?！狽PS26以上按ASMEB16.47制造·PN20（Class150），PN50（Class300）：突面（RF）型法蘭?！N110(Class600)以上：大槽面(LGF)型法蘭或突面(RF)型法蘭。ASMEB16.5ASMEB16.47ASMEB46.1量。設(shè)計(jì)加長閥蓋的設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下要求：ASMEB16.34b)閥蓋與閥體間的法蘭連接應(yīng)滿足API600:2015中2,2,2~2.2.4；ISO28921-1；材料（b））——鑄造區(qū)域：ASTMA351CF3、CF3M?！懺靺^(qū)域：ASTMA182F304L、F316L?！B接管區(qū)域：ASTMA312或相當(dāng)于ASTMA358304L、316L的材料或更好的材料。——連接管應(yīng)為無縫管或至多只有一道縱向焊縫，不允許采用軌道焊接方法焊接。設(shè)計(jì)應(yīng)在楔塊的上游側(cè)制造一個(gè)通風(fēng)孔，以平衡中心空腔中的壓力。e）雙向閥應(yīng)按如下方式安裝一個(gè)系統(tǒng)，以消除閥腔內(nèi)的異常高壓：1）材料：奧氏體鋼和不銹鋼2）標(biāo)準(zhǔn)化和尺寸：螺紋制造應(yīng)符合ASMEB1.20.1-NPS1/2厚壁短柱（螺紋）-NPS1/2閥體根部球閥（螺紋，等級(jí)和材料與閘閥閥體相同或更好）-NPS1/2管道（螺紋，安全閥，使用前側(cè)）-NPS1/2X3/4腔體安全閥（螺紋，閥門壓力等級(jí)與閘閥壓力相同）-NPS3/4管道（螺紋，安全閥，使用背面）材料ASTMA182F316、ASTMA351CF8M1.6mm設(shè)計(jì)API600:2015（Ra：小于0.8μm）f)閥桿螺紋應(yīng)滿足ASMEB1.5或ASMEB1.8。材料閥桿應(yīng)采用ASTMA182F316，以及性能相當(dāng)或優(yōu)于閥體的材料。（c）生化學(xué)反應(yīng)或發(fā)生物理沉淀。d)閥桿密封填料應(yīng)便于更換。設(shè)計(jì)API6002.3.9材料ASTMA182F3161.6mm設(shè)計(jì)閥蓋法蘭、支架和壓蓋法蘭的螺栓和螺母應(yīng)符合API600的要求。材料螺栓和螺母的材料如下：a）螺栓材料應(yīng)不低于ASTMA320B8Class2；b）螺母材料應(yīng)不低于ASTMA1948?！狝STMA105、A350LF2、A694F52、ASTMA216WCC?！蚰T鐵、ASTMA53,ASTMA106。所有閥門表面均應(yīng)進(jìn)行酸洗和鈍化處理。焊接焊接要求如下：（WPS）（PQR）熱處理熱處理應(yīng)按相應(yīng)的材料熱處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。（）ASMESec.ⅧUHA51UG840.381mmδ5%~105（RT）ASMEB16.3481ASME16.34101）滿足ASMESec.Ⅴ和ASMEB16.34強(qiáng)制性附錄；ASTME446（50.8mm）ASTME186（50.8mm～114.3mm）的參考射線照片進(jìn)行對(duì)比分析。ASMEB16.34ASMESec.Div.1：2018UW-514.PT)探傷試驗(yàn)范圍如下：），10025.4mm1004）100%的閘板和閥座表面應(yīng)進(jìn)行滲透探傷試驗(yàn)。表面硬化處理后，閘板和閥座的機(jī)械加工面應(yīng)進(jìn)行滲透探傷試驗(yàn)。5）100%焊接密封區(qū)域進(jìn)行滲透探傷試驗(yàn)。試驗(yàn)程序應(yīng)滿足ASMESec.Ⅴ和ASMEB16.34附錄III。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如下：1）鑄造件、鍛造件：ASMEB16.34附錄D；2）焊接區(qū)域：ASMESec.ⅧDiv.1附錄8。(UT)試驗(yàn)范圍如下;ASMEB16.34:20178100ASMESec.Ⅴ和ASMEB16.34:2017IVASMEB16.34:2017E。復(fù)驗(yàn)若試驗(yàn)不合格，應(yīng)對(duì)相關(guān)區(qū)域修復(fù)后進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。檢查主要尺寸是否符合制造商提交的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和圖紙。MSS-SP-5552360。API598在流體流向的上部區(qū)域施加壓力，檢查下部區(qū)域是否泄漏，以進(jìn)行泄漏試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)所用介質(zhì)、所需試驗(yàn)類型等見表4。表4壓力試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目殼體壓力試驗(yàn)低壓氣密封試驗(yàn)高壓密封試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)揮發(fā)性液體，如煤油、甲醇、酒精等。干燥空氣、氮?dú)鈸]發(fā)性液體，如煤油、甲醇、酒精等。試驗(yàn)壓力ASMEB16.3422.1B2.2B38°C1.50.7Mpa（關(guān)閉）ASMEB16.3422.1B2.2B38°C1.1）試驗(yàn)時(shí)間≥5min≥5min(氣泡試驗(yàn)時(shí)間)≥5min試驗(yàn)方法完全擰緊填料壓蓋完全擰緊填料壓蓋完全擰緊填料壓蓋驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)無泄漏API598API598注：除表4所示的測試介質(zhì)外，制造商與采購方可就額外的測試介質(zhì)達(dá)成協(xié)議。上密封座試驗(yàn)根據(jù)采購方要求進(jìn)行。上密封座試驗(yàn)所用介質(zhì)、所需試驗(yàn)類型等見表5。表5上密封座試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目高壓上密封試驗(yàn)低壓上密封試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)干燥空氣、氮?dú)庠囼?yàn)壓力ASMEB16.3422.1B2.2B（特38°C1.5（完全打開0.7Mpa（關(guān)閉狀態(tài)）試驗(yàn)時(shí)間≥5min≥5min試驗(yàn)方法填料壓蓋完全松開填料壓蓋完全松開驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)無泄漏無泄漏注：除表5所示的測試介質(zhì)外，制造商與采購方可就額外的測試介質(zhì)達(dá)成協(xié)議。高壓氣體殼體試驗(yàn)應(yīng)在殼體壓力試驗(yàn)后進(jìn)行。表6高壓氣體殼體試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目高壓氣體殼體試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)干燥空氣、氮?dú)庠囼?yàn)壓力1.1倍最大工作壓力（輕微開啟）試驗(yàn)時(shí)間≥5min驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)填料函及殼體無泄漏雙向試驗(yàn)期間連接安全閥防火試驗(yàn)可用API6FA許可證書代替。按照下列要求進(jìn)行試驗(yàn)。如有必要，下文未提及的其他試驗(yàn)要求應(yīng)符合ISO28921-1。5%的閥門（至少一個(gè)）進(jìn)行試驗(yàn)。10%低溫驗(yàn)收試驗(yàn)應(yīng)按下述順序進(jìn)行：a)初始驗(yàn)證試驗(yàn)、b)低溫性能試驗(yàn)、c)回歸環(huán)境溫度試驗(yàn)。在產(chǎn)品測試階段，只需要試驗(yàn)b)。試驗(yàn)方法和步驟如下。a)初始驗(yàn)證試驗(yàn)本試驗(yàn)是在低溫試驗(yàn)之前檢驗(yàn)閥門的泄漏，在閥門關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)行。1)試驗(yàn)溫度：環(huán)境溫度；試驗(yàn)介質(zhì)：氦氣，氮?dú)?；試?yàn)壓力：1.1試驗(yàn)時(shí)間：5min；可接受泄漏量：無可見泄漏。b)低溫性能試驗(yàn)準(zhǔn)備試驗(yàn)1.1）ISO28921-1壓蓋等的合適位置；1.2）閥體和閥蓋浸入液氮容器中冷卻。冷卻期間，應(yīng)使用氦氣吹掃閥門內(nèi)部，然后用熱電偶檢查閥體、閥蓋、填料壓蓋的內(nèi)外表面溫度。試驗(yàn)類型和方法：當(dāng)溫度穩(wěn)定在-196℃時(shí)，按照如下要求進(jìn)行試驗(yàn)。2.1）7.9.2-196ISO5208D7。（僅適用于型式試驗(yàn)?196°C1400N(40kgf5表7根據(jù)閥門壓力級(jí)的各階段升壓速率（供參考）壓力級(jí)