钢制球阀国内外主要标准比较分析

2019-04-26胡春艳叶志烜胡军李忠郝伟沙

中国设备工程 2019年6期

胡春艳，叶志烜，胡军，李忠，郝伟沙

（合肥通用机械研究院有限公司，安徽合肥 230031）

球阀是目前发展最快的阀门种类之一，因其结构简单、密封性能好，在一定范围内体积小、重量轻、材料省、安装尺寸小、驱动力矩小、操作简便以及易实现快速启闭等优点，广泛应用于石油、天然气输送系统中。目前，国际上阀门有米制标准和英制标准两套相互独立的标准体系，米制标准体系是米制计量单位，ISO 国际标准、EN 欧盟标准、DIN 德国标准和GB 中国国标一般采用米制或以米制为主，而美国一直以英制为主，英国的旧标准基本采用英制，20 世纪70 年代后的标准逐步过渡为公制或公英制共用。本文通过对我国管线用的钢制球阀的主要标准与国际、国外先进标准进行比较分析，了解国内外标准的差异。

1 关键指标

球阀主要由阀体、球体、阀座、阀杆、填料部件等组成。球阀的连接形式有法兰连接、焊接连接、螺纹连接等。按结构形式可分为浮动球球阀、固定球球阀等。经查阅，国内钢制球阀标准的基本框架是由范围、一般要求、结构要求、性能要求以及其他特殊要求组成，相应的关键指标有压力-温度额定值、壁厚、阀体、球体、阀杆、压力试验等指标。

表1 适用范围

表2 各标准阀体壁厚对照 mm

2 相关标准

GB/T 12237-2007，石油、石化及相关工业用的钢制球阀。

GB/T 21385-2008，金属密封球阀。

ISO 7121：2016，通用工业用钢制球阀（Steel ball valves for general-purpose industrial applications）。

API 608-2012，法兰、螺纹和焊接连接的金属球阀（Metal Ball Valves-Flanged,Threaded and Welding Ends）。

BS 5351：1986，石油、石化及相关工业用钢制球阀（Steel ball valves for the petroleum,petrochemical and allied industries）。

3 对比分析

3.1 适用范围

相关标准的适用范围如表1 所示。

3.2 压力-温度额定值

API 608、GB/T 12237 规定了球阀壳体、阀座和密封件的压力-温度额定值；GB/T 21385 中规定球阀壳体的压力-温度额定值按GB/T 12224 的规定，并说明阀座、阀杆及阀体连接密封处等非金属件受温度的影响，会限制球阀的压力-温度额定值；ISO 7121 中规定球阀壳体的压力-温度额定值应符合ISO 7005/1 中相应材料规定，但可能会受到某些阀座材料压力-温度范围的限制。BS 5351 中对压力-温度额定值未明确要求。

3.3 结构要求

国内标准GB/T 26640 和GB/T 12224（参考ASME B16.34 编制）专门或单独章节规定阀体的最小壁厚， GB/T 12237、GB/T 21385 最小壁厚均按GB/T 12224 的规定；API 608 也规定了最小壁厚要求应按ASME B16.34 的规定，以DN200、PN16 为例，各标准规定的壁厚大小如表2 所示。从表中看出国内球阀标准的最小壁厚以GB/T 12224 为主，GB/T 26640 中规定的最小壁厚相对保守。

GB/T 12237、GB/T 21385、API 608、BS 5351 中对球体的要求是除非买方许可，球体应为实心球且球体的通道应是圆形。ISO 7121 中仅要求球体的通道应是圆形，未对是否实心作规定。

GB/T 12237、GB/T 21385、API 608、BS 5351、ISO 7121 中对阀杆结构均做防脱要求。

3.4 压力试验

世界各国都制有阀门通用的压力试验标准。从压力试验规范的内容和形式看,可将这些标准分成两个体系。GB/T 13927《工业阀门压力试验》、GB/T 26480《阀门的检验和试验》、ISO 5208《工业阀门-金属阀门的压力试验》、API 598《阀门的检验和试验》、MSS SP61《钢制阀门的压力试验》、NF 87-401《石油工业用阀门的试验和验收检查》都明确规定了阀门的试验项目、试验压力、试验介质、保持压力的最短持续时间以及允许泄漏量。这些标准主要分成2 大体系，一个是以ISO 5208 为主导的工业阀门压力试验标准体系，如MSS SP61、GB/T 13927 等，我国GB/T 13927 标准修改采用ISO 5208 编制而成；一个是以以API 598 石油、石化类产品压力试验为主导的标准体系，如NF 87-401、GB/T 26480 等，我国GB/T 26480 为修改采用API 598 编制而成。

球阀的试验主要包括3 个项目，壳体试验、低压密封试验和高压密封试验。GB/T 12237 中的压力试验按GB/T 26480，GB/T 21385 中的压力试验按GB/T 13927，ISO 7121中的压力试验按ISO 5208，API 608 中的压力试验按API 598，具体的试验项目如表3、4 所示。