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國內(nèi)外鋼制楔式閘閥標準概況及分析
2010-09-02 來源:泵閥制造商情 文字:[    ]
1、國內(nèi)外鋼制楔式閘閥標準的概況

    在各種管道和設備等流體輸送系統(tǒng)中,閘閥是目前應用最為廣泛的閥門品種之一。閘閥的主要特點是:(1)流通阻力。唬2)開關所需力矩。(3)介質(zhì)流動的方向不受限制;(4)閥門全開時,關閉件受沖蝕小;(5)形體簡單結(jié)構(gòu)緊湊;(6)制作工藝性好。目前廣泛地應用在石油、化工、冶金、電站、醫(yī)藥、食品等工業(yè)裝置上。隨著國際間經(jīng)濟和技術(shù)交往的日益增加,閥門這一重要的工業(yè)配套管路附件在國際市場上流通也迅速增加,各國的閥門標準是不同的,閥門的結(jié)果長度和連接法蘭標準也各不相同,這給國際間閥門流通使用帶來很大不便。

    目前,世界上各工業(yè)先進國家對于閥門的設計、制造、檢驗均制訂各自的國家標準,閥門標準采用的計量單位主要有公制和英制兩大系統(tǒng)。中國GB、德國DIN、法國NF、前蘇聯(lián)等國的閥門標準均采用公制;美國ANSI、API標準過去一直采用英制,現(xiàn)在也增添了公制附表。各國標準中選用閘閥的壓力--溫度額定值基準是不統(tǒng)一的。采用公制的國家,通常把常溫下最大工作壓力規(guī)定為公稱壓力,如GB標準規(guī)定:碳鋼WCB閥門的公稱壓力PN10MPa表示常溫時的最大工作壓力,當溫度升高到425℃時它的最大工作壓力僅為5.3MPa;而美國等采用英制的國家,則按不同的材料規(guī)定在某一指定溫度下的工作壓力位公稱壓力。以美國國家標準ANSIA216WCB材料的150磅級碳鋼閘閥為例:使用溫度約560℉時,它的許用工作壓力為150psi(lbf/in2),當閥門的最高使用溫度規(guī)定為800℉時,其相應的許用工作壓力為80psi(lbf/in2)。閥門計量制壓力基準以及閥門其它技術(shù)參數(shù)的不統(tǒng)一,嚴重阻礙了閥門產(chǎn)品的交流和使用,國際標準化問題則突顯出來。

    關于閥門的國際標準化問題,1971年9月在日內(nèi)瓦召開第二十五次理事會議上,決定成立通用閥門工業(yè)用閥門技術(shù)委員會TC153《閥門》,秘書國是英國標準學會。TC153成立以來,活動頻繁,每年召開多次會議討論和制訂有關的國際標準,ISO/TC153在通用閥門基本尺寸、壓力、溫度等級、材料試驗和名稱術(shù)語等方面都進行了大量的國際標準化統(tǒng)一工作,它所制訂的閥門基礎標準,普遍適用發(fā)達國家及發(fā)展中國家的閥門工業(yè),如ISO的一些標準:一般工業(yè)用閥門標記;一般工業(yè)用閥門術(shù)語;金屬閥門結(jié)構(gòu)長度;閥體閥蓋用螺栓連接的鋼制閘閥;閥門材料、檢驗和壓力試驗等等。目前這些國際標準大多已被各國不同程度的采用,多數(shù)是修改采用(等效采用),也有些是等同采用和非等效采用(參照)。ISO國際標準標準化組織在協(xié)調(diào)各國閥門標準方面做了多方面的努力,ISO國際標準即考慮到發(fā)展中國家的現(xiàn)有閥門工業(yè)水平,又注意吸收發(fā)達國家標準中的先進技術(shù),盡量協(xié)調(diào)統(tǒng)一,使ISO標準廣泛用于世界各國。

    采用國際標準是我國的一項重要技術(shù)政策,隨著我國閥門標準化工作的加強,閥門標準得以快速發(fā)展,通過積極參加閥門行業(yè)國際活動,使我國能及時了解閥門國際標準制修訂動態(tài),跟蹤國際標準情況,實時制定、修訂我國的標準,緊跟國際形勢。同時讓國外同行了解中國的閥門,為讓中國閥門企業(yè)更快地走進國際市場創(chuàng)造條件。

    通過對國外有關鋼制閘閥的主要標準和我國標準進行對比分析,試從閘閥的殼體部分、密封部分、閥桿部分、檢驗試驗等幾個主要方面,找出國內(nèi)外標準存在的差異,為閥門設計制造者提供參考。

   1、國內(nèi)外鋼制楔式閘閥標準的概況

    在各種管道和設備等流體輸送系統(tǒng)中,閘閥是目前應用最為廣泛的閥門品種之一。閘閥的主要特點是:(1)流通阻力。唬2)開關所需力矩。(3)介質(zhì)流動的方向不受限制;(4)閥門全開時,關閉件受沖蝕。唬5)形體簡單結(jié)構(gòu)緊湊;(6)制作工藝性好。目前廣泛地應用在石油、化工、冶金、電站、醫(yī)藥、食品等工業(yè)裝置上。隨著國際間經(jīng)濟和技術(shù)交往的日益增加,閥門這一重要的工業(yè)配套管路附件在國際市場上流通也迅速增加,各國的閥門標準是不同的,閥門的結(jié)果長度和連接法蘭標準也各不相同,這給國際間閥門流通使用帶來很大不便。

    目前,世界上各工業(yè)先進國家對于閥門的設計、制造、檢驗均制訂各自的國家標準,閥門標準采用的計量單位主要有公制和英制兩大系統(tǒng)。中國GB、德國DIN、法國NF、前蘇聯(lián)等國的閥門標準均采用公制;美國ANSI、API標準過去一直采用英制,現(xiàn)在也增添了公制附表。各國標準中選用閘閥的壓力--溫度額定值基準是不統(tǒng)一的。采用公制的國家,通常把常溫下最大工作壓力規(guī)定為公稱壓力,如GB標準規(guī)定:碳鋼WCB閥門的公稱壓力PN10MPa表示常溫時的最大工作壓力,當溫度升高到425℃時它的最大工作壓力僅為5.3MPa;而美國等采用英制的國家,則按不同的材料規(guī)定在某一指定溫度下的工作壓力位公稱壓力。以美國國家標準ANSIA216WCB材料的150磅級碳鋼閘閥為例:使用溫度約560℉時,它的許用工作壓力為150psi(lbf/in2),當閥門的最高使用溫度規(guī)定為800℉時,其相應的許用工作壓力為80psi(lbf/in2)。閥門計量制壓力基準以及閥門其它技術(shù)參數(shù)的不統(tǒng)一,嚴重阻礙了閥門產(chǎn)品的交流和使用,國際標準化問題則突顯出來。

    關于閥門的國際標準化問題,1971年9月在日內(nèi)瓦召開第二十五次理事會議上,決定成立通用閥門工業(yè)用閥門技術(shù)委員會TC153《閥門》,秘書國是英國標準學會。TC153成立以來,活動頻繁,每年召開多次會議討論和制訂有關的國際標準,ISO/TC153在通用閥門基本尺寸、壓力、溫度等級、材料試驗和名稱術(shù)語等方面都進行了大量的國際標準化統(tǒng)一工作,它所制訂的閥門基礎標準,普遍適用發(fā)達國家及發(fā)展中國家的閥門工業(yè),如ISO的一些標準:一般工業(yè)用閥門標記;一般工業(yè)用閥門術(shù)語;金屬閥門結(jié)構(gòu)長度;閥體閥蓋用螺栓連接的鋼制閘閥;閥門材料、檢驗和壓力試驗等等。目前這些國際標準大多已被各國不同程度的采用,多數(shù)是修改采用(等效采用),也有些是等同采用和非等效采用(參照)。ISO國際標準標準化組織在協(xié)調(diào)各國閥門標準方面做了多方面的努力,ISO國際標準即考慮到發(fā)展中國家的現(xiàn)有閥門工業(yè)水平,又注意吸收發(fā)達國家標準中的先進技術(shù),盡量協(xié)調(diào)統(tǒng)一,使ISO標準廣泛用于世界各國。

    采用國際標準是我國的一項重要技術(shù)政策,隨著我國閥門標準化工作的加強,閥門標準得以快速發(fā)展,通過積極參加閥門行業(yè)國際活動,使我國能及時了解閥門國際標準制修訂動態(tài),跟蹤國際標準情況,實時制定、修訂我國的標準,緊跟國際形勢。同時讓國外同行了解中國的閥門,為讓中國閥門企業(yè)更快地走進國際市場創(chuàng)造條件。

    通過對國外有關鋼制閘閥的主要標準和我國標準進行對比分析,試從閘閥的殼體部分、密封部分、閥桿部分、檢驗試驗等幾個主要方面,找出國內(nèi)外標準存在的差異,為閥門設計制造者提供參考。

     3、密封件部分國內(nèi)外標準對比

    閘閥的密封件部分,主要是指閥座與閘板的密封面。各國標準一般都是根據(jù)閥門使用工況的不同規(guī)定了一系列可供選擇的密封副,國外閘閥標準對密封面的材料和硬度有嚴格的要求,API600列出十四種材料,它還規(guī)定了當閥座閘板的密封面都采用Cr13材料時,其硬度值不得小于HB250,這樣對提高密封面的密封性能及延長使用壽命均有好處。除了金屬對金屬密封副外,英國標準規(guī)定,閥座也可以采用軟密封材料,但它們磨損或破壞時,金屬部分的密封副仍可以保證密封作用。

    我國閥門標準至2006年以前,GB標準對閥門密封面堆焊層的厚度規(guī)定為:加工后的密封面堆焊層的厚度至少為2㎜;而API、BS標準則不分規(guī)格一律規(guī)定:加工后的密封面堆焊層厚度至少為1.6㎜,新版本的API602標準規(guī)定:加工后的密封面堆焊層厚度至少為1.0㎜,相比之下我國標準則顯得保守。在不影響密封性能和密封壽命的情況下,減少密封面的堆焊層厚度,可以節(jié)省昂貴的密封面材料,目前新版的GB/T12234-2007標準已經(jīng)參照采用API和BS標準的相關數(shù)據(jù)。

    4、關于閥桿和閥桿密封

    閥桿在閥門開啟和關閉操作過程中,除了承受拉、壓和扭矩的作用力外,還與介質(zhì)和填料直接接觸,閥桿材料必須保證在規(guī)定溫度下有足夠的強度和沖擊韌性,并有一定的耐蝕、耐磨性能,我國早期閥門閥桿材料多采用不銹鋼,且標準中沒有閥桿硬度的具體要求;國際標準和國外標準API、BS、JPI等十分重視閥桿質(zhì)量控制,明確規(guī)定閥桿材料至少采用Cr13不銹鋼,并對它的硬度做了規(guī)定。

    國外標準和GB標準對填料區(qū)域閥桿直徑給出了最小規(guī)定值,

    還規(guī)定閥桿應為整體鍛造結(jié)構(gòu),不允許采用焊接組裝的閥桿。

    各國標準對于閥桿的上密封有共同的要求,規(guī)定閥桿上應設有上密封面,當閥門處于全開啟狀態(tài)時,它與閥蓋上密封座吻合,保證密封可靠。關于閥桿頭部的結(jié)構(gòu),各國標準都規(guī)定為“T”型。BS和JPI標準還補充提出,不得采用螺紋或銷子的方式來連接閥桿與閘板,以避免閥桿產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或從閘板上脫開。

    為了保證操作的安全,API、BS及新GB標準規(guī)定,新閥門在關閉位置時,閥桿螺紋伸出閥桿螺母的長度至少應相當于所要求的磨損行程。對于公稱管徑小于或等于DN150的閥門,閥桿螺紋伸出閥桿螺母的長度最大可達磨損行程的5倍,對于公稱管徑大于DN150的閥門,該長度最大可以是磨損行程的3倍。

      5、關于閘閥的試驗、檢查和檢驗

    國際標準化組織和世界上各工業(yè)先進的國家都制訂有閥門通用

    的檢驗和試驗標準,ISO5208工業(yè)用閥門試驗方法、API598閥門的檢驗和試驗、MSS鋼閥門的壓力試驗等標準都明確規(guī)定了閥門的試驗項目,同時對試驗壓力、試驗介質(zhì)、試驗持續(xù)時間及允許泄漏量等都做了詳細規(guī)定。

    閘閥的試驗主要包括殼體試驗、低壓密封試驗、上密封試驗和高壓密封試驗。美國API標準規(guī)定:閘閥的殼體強度、上密封試驗和低壓密封試驗三項是必須的試驗,而高壓密封試驗是任選的。日本JIS標準規(guī)定閘閥只需要進行殼體、閥座密封及上密封三項試驗。我國GB標準中參照采用了API598標準的規(guī)定。

    對比各國的有關閘閥的試驗標準,殼體強度試驗多數(shù)國家的標準規(guī)定為以1.5倍常溫的額定壓力值作為試驗壓力。各國標準所要求的試驗持續(xù)時間按閥門的公稱通徑的大小而有所不同,但是在殼體強度試驗時,一致規(guī)定任何泄漏都是不允許的。液體試驗的介質(zhì)一般采用常溫水,GB、API、ISO等標準還強調(diào)了試驗介質(zhì)應含有防銹劑,同時也允許使用粘度不大于水的液體進行試驗。低壓密封試驗一般采用空氣或惰性氣體,我國標準規(guī)定試驗壓力為0.5-0.7Mpa,上密封試驗是在全開啟狀態(tài)下進行的,它的試驗壓力一般規(guī)定為1.1倍的公稱壓力,國內(nèi)外標準均規(guī)定不允許有任何泄漏。

    以上從五個方面對鋼制閘閥進行了國內(nèi)外標準的對比分析,工作中無論采用那個國家標準,使用者還應認真學習和查閱相關標準,了解各標準中共性的內(nèi)容和特殊的規(guī)定。這樣才能靈活使用標準,在設計、制造工作中充分體現(xiàn)標準的互換性和一致性。

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