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關於（yú）閥門選用的某些問題

2013-3-7 來源：作者：中國華陸工程公司魯劍英

在各類石油化工和化工裝置中, 閥門的投資費用約占配管（guǎn）總費用的50% 以上, 顯然, 正確、合（hé）理地選（xuǎn）用閥門是石（shí）油化工管道設計中的（de）重要問題。如何根據工藝過程的需要, 合理地選擇不同類型、結構、性能和材（cái）質的閥門, 請參見有關設計手冊和資料（liào）, 本文旨在反映管道設計過程中（zhōng）所遇到的有（yǒu）關閥門選用的（de）某些問題, 以供（gòng）參考（kǎo）。

1 閥（fá）門型號編製方法

至今, 在我國石油化工設計中, 閥門的選用主要是根據各種標準、各（gè）類產品目錄、眾（zhòng）多的廠家樣本, 在材料表中列出閥門的技術規格, 即（jí）閥門的型號和公稱直徑, 業主的采購部門則（zé）按照材料表（biǎo）中的閥門型號進行采購。

“閥門型（xíng）號編製（zhì）方法”JB308- 75 是我國閥門行業采（cǎi）用最廣的標準。然（rán）而, 近年來由於進口閥（fá）門國產化, 各種新型閥門的生產以及新材料的應用均突破了上述“ 編（biān）製方法”。因而, 各種版本的（de）產品目錄主要參照JB308- 75, 對其中（zhōng）未（wèi）作規定的代號（hào）進（jìn）行了補（bǔ）充, 於是（shì）就產（chǎn）生了各種產品目錄中略（luè）有不同（tóng）的（de）編製方法。此外, 還有中國閥門協會的規定“一（yī）般用工業閥門型號編製方法” CVA2.1- 84、“電站（zhàn）閥門型號編（biān）製方法“ JB4018- 85 以及各閥門廠廠家的編製方法。這些互不相同的編製方法（fǎ）給設計人員的選用帶來諸多的（de）不便, 也產生了新的問題。圖1 和圖2 示出JB308- 75 和CVA2.1- 84 的編製方法, 下麵（miàn）試就其主要方麵進行一些分析。

1.1 類型代號（hào）

JB308- 75 和CVA2.1- 84 的類型代號基本相（xiàng）同, 但對特殊工況的表示不同, 前者對（duì）低溫、保穩JB308- 75 編製方（fāng）法溫( 帶加熱套) 和帶波紋管的閥門, 在類型代號前分別冠以“D”、 “B”和“” W”; 而後者, 其特殊工況的代號不同且在（zài）類型代號的右下角表（biǎo）示, 代號如下:

A— 低溫

B— 保溫( 帶加熱套)

C— 帶波紋管

D— 抗硫

E — 耐火

F —防靜電

G— 煤（méi）氣及天然氣

CVA2.1- 84 規定（dìng）, 若采用（yòng）國際標準, 於類型代號前加“C”表示。

機械工業出版社出版的“ 產品樣本”中, 類型代號增加了P — 排汙閥（fá）, U —柱塞閥。此外, 各閥（fá）門生產（chǎn）廠根據（jù）自己的閥（fá）門（mén）品種, 對閥門（mén）的類型代號也作（zuò）了很多（duō）補充規（guī）定, 在類（lèi）型代號前分別冠以不同的代號, 筆者從各種（zhǒng）樣本中, 擇其主要錄於表1。

1.2 閥座密封麵或襯裏材料代號

“ 產（chǎn）品樣本”中所列的該代（dài）號最（zuì）多, 見表（biǎo）2。

CVA2.1- 84 中, M 代號意義與之不同, 表示石墨。

各廠家亦根據不同情況有所補充。例如良工閥門（mén）廠補充（chōng）規定了以下閥座密封（fēng）材料:

Y1 — 鎳基硬質合金 Co —Ni( HF) Stellite

Y2 —鉻基（jī）硬質合金 Co —Cr( HF) Stellite

Y3 — 鐵基硬質合（hé）金 Co — Fe( HF) Stellite

並且規定有閥板密（mì）封麵（miàn）代號, 代號相同（tóng）, 但用小字在閥座密封麵材料代號的右下角表示, 若與閥座相同時則省略。如:

1.3 公稱壓力（lì）數值

按照標準規定, 公稱壓力數值應按GB1048 “ 管道元件（jiàn）公稱壓力”的（de）規定, 以10 倍的公稱（chēng）壓力（lì） ( MPa) 數值表（biǎo）示。用於電站工業（yè）的閥門, 當介質最（zuì）高（gāo）溫（wēn）度超過530 ℃時, 標注工作壓力以字母P標誌, 並在P 的右（yòu）下角附加介質最高溫度數字,該數字是以10 除介質最（zuì）高溫度（dù）數值所得的整數。例如: P54140, 表示介質最高（gāo）溫度為540 ℃ , 工作壓力為（wéi）14MPa。

按照國外標準製造的閥門（mén）, 其公稱壓力數值通常仍以相應標準的（de）代號表（biǎo）示, 但需標注單位, 同時加以括號。例如: DZ40Y-150 ( Lb) ( ANSI 標準) ; J11H-10( K) ( JIS 標準) 。某些產品目錄中未加(Lb) , 若上例中沒有( Lb) ,則（zé）易誤認為是15MPa 的（de）公稱壓力。采（cǎi）用JIS 標準時不加括號（hào）, 則易誤認為是閥體材質代（dài）號應當指出, 決不可僅根據閥門樣本中的最高使用溫度, 認為在任何情（qíng）況下（xià）, 閥門都可以在其公稱壓力下使用。必須顧及溫度的影（yǐng）響, 根據（jù）工藝條件, 按照不同閥體材料閥門的溫度-壓力表 ( pressure-temperature rating ) 來確定適用的閥門。

國內外閥門由於基準溫度不（bú）同, 其溫度-壓力表有很大差異。國外（wài）閥門常常可以升級使用, 而按JB標準生（shēng）產的閥門, 即使其工作壓力未超過公稱壓力, 但由（yóu）於操（cāo）作溫度大於基準溫度（dù）, 往往也會是（shì）不合理的。例如, 按（àn）ANSI B16-34 製造的（de）公稱壓力為300 等級, 材料為A216WCB 的閥門, 完全（quán）可在4.6MPa、93 ℃ 操作條件下使用; 而按JB 標準生（shēng）產的公稱壓力4.0MPa、碳鋼製的閥門, 在300 ℃時,即使在工作壓力3.5MPa 下使（shǐ）用也（yě）是不合理的。

1.4 閥體材料代號

表3 列出“ 產品樣本”根據JB308- 75 並補充的閥體材（cái）料代號。

然而（ér）, 此表仍無法適（shì）應閥門（mén）產品發展的需（xū）要。筆者根據產品目錄和各種樣本, 將各廠補充的代號, 擇其主要列於表4, 由於（yú）缺乏統一, 其中不乏同一代號代表不同的材料; 相同的材料卻有不同（tóng）的代號（hào）。

表5 列出國外閥門常用的閥體材料。對（duì）於低溫閥門, 若需要數量不多, 采用18- 8 不鏽鋼是適宜的, 因（yīn）為采用低溫鎳鋼等要在一定溫度下進行衝擊試驗, 而用不鏽鋼不必做此試驗, 且是定型產品, 供貨方便。

1.5 其它

盡管補充了上述情況, 目前的編（biān）碼仍未（wèi）把閥門的（de）技術規格全麵描（miáo）述清楚。例如閥門法蘭（lán）的密封麵就無相應的代號, 為此, 不少廠家( 如大連高壓閥門廠) 的產品型號編碼中（zhōng）就包含了這一代號。通常（cháng）公稱（chēng）壓力為（wéi）0.25~ 2.5MPa 的閥門, 其法蘭密封麵按RF 加工, 並加工密封水線, 如不要求密封水線, 應在（zài）訂貨時指出（chū）; 公稱壓力為4. 0~16. 0MPa 的閥門, 其法蘭麵（miàn）加工為凹麵, 6.3~16.0MPa 的閥門亦（yì）可加工成（chéng）梯形槽麵; 公稱壓力為16.0、32. 0MPa 的閥門端法蘭為螺紋法蘭時,密封麵均為透鏡式。設計者應（yīng）按需提出具體（tǐ）要求, 最好在閥門數據表（biǎo）中規定閥門的規格、數據、材料, 包（bāo）括密（mì）封麵的（de）型式和粗糙度（dù）要求, 以保證性能滿足工藝要求。

我公司某項（xiàng）目閥門材料表中就是僅以通常的閥門編號描述, 其中4.0MPa 的閥門, 在設計協議中要求其密封（fēng）麵（miàn）為RF 型, 而廠方隻根據材料表進行采購, 沒注意到（dào）密封麵的要求, 所采購的閥門是通（tōng）常的（de）凹麵, 造成所供管道法蘭不能與之匹配。閥（fá）門的密封麵應根據管道等級中（zhōng）的規定（dìng）, 按照所連接法蘭的密封麵（miàn）要求來確定。

由此可見（jiàn）, 僅按照粗線條分類的閥門型號進（jìn）行采購, 已不能適應今天石油（yóu）化工建設的需要, 必須代之以技術規格（gé）詳盡的閥門數據表和采（cǎi）購技術規定。

1.6 閥門數據（jù）表

閥門數據表應主要包括（kuò）以下幾個方麵:

( 1) 工藝條件;

( 2) 閥門類型;

( 3) 結構型式;

( 4) 采用標準: ① 製造標（biāo）準; ② 結構長度標準; ③ 連接法蘭（lán）標準( 包括法蘭型式、密封麵（miàn）型式和密（mì）封麵粗糙度) ; ④承插（chā）口標準; ⑤ 螺紋標準; ⑥對（duì）焊端坡⑦標準、管表號或壁厚。

( 5) 公稱壓力;

( 6) 閥門規格;

( 7) 傳（chuán）動型（xíng）式: ①齒輪傳動方式（shì）及布置方式（shì）; ②鏈（liàn）輪傳動方式及鏈條長度。

( 8) 材料( 包括閥體材（cái）料和（hé）主要內件（jiàn）材（cái）料) ;

( 9) 密封麵材（cái）料的匹配( 閥座密封麵和閘板密（mì）封麵, 閥（fá）座和閥瓣) ;

( 10) 墊片（piàn）要求;

( 11) 填料要求;

( 12) 耐火要求( 球閥) ;

( 13) 阻尼要求（qiú）( 止回閥) ;

( 14) 旁（páng）通要（yào）求( 包括旁通閥類型、閥蓋型式及連接方式和尺寸) ;

( 15) 鎖定結構, 要否配鎖;

( 16) 其它附加要求: ① 排液口; ② 對焊和承插焊的閥門, 各端是否（fǒu）要求焊（hàn）有短管（guǎn）及相應的焊後熱處理;

( 17) 檢驗標準和要求。

2 閥門結構尺（chǐ）寸

目前, 石油化工管道設計中的管道布置圖和空視圖( isomet ric) 不少（shǎo）是采用CAD 繪製的（de）, 由（yóu）於（yú）要求在繪圖前就輸入閥門長度, 但定貨廠家未定,因此擔心閥門長度的準確性（xìng）是很（hěn）自然的（de）。

筆者根據手邊的樣本, 對設計中大量（liàng）應用的國內標準法蘭閘閥和截止閥的結構長度（dù）分別（bié）與JB97- 75、JB96- 75 和GB12221- 89 進行了核對。發現絕大部分閘閥和（hé）截止閥是符合JB97-75 和JB96- 75 的, 僅少數（shù）專用閥門的尺（chǐ）寸有所差異。與GB12221- 89 的核對情況概括如表（biǎo）6。

值得提出, 在GB12221- 89 的附加說明（míng）中聲明, 自該標準實施之日起, 原JB97- 75“ 閘閥結構（gòu）長度“等標準中法蘭連接部分的結構長度作廢。但奇怪的是絕大部分產品樣本中的尺寸仍與其（qí）相符, 而（ér）與GB12221- 89 卻不完全相符, 其中相符部分的尺（chǐ）寸亦與JB97- 75 和JB96- 75 相同。由上所述, 筆者（zhě）認為, 在沒有確定（dìng）供貨廠家之（zhī）前, 對大量應用的法蘭閘閥和截止閥, 設計中暫且可先（xiān）采用（yòng）JB97- 75 和JB96- 75 中（zhōng）的尺寸; 按美國標準ANSIB16-34 或（huò）API 標準生產（chǎn）的閥門, 可采用ANSI B16. 10 中（zhōng）的尺寸。在確（què）定廠家、收到製（zhì）造商資料（liào）後, 再進行核對。希望生產廠家盡快按（àn）現行標準組織生產（chǎn）。

3 閥門標準

目前, 國內市場上的閥門（mén）品種（zhǒng）眾多, 各（gè）種閥門標準處於新老交替的過渡時期, 大量JB 標準的閥門仍在生產, GB 標（biāo）準的閥門相繼問世, 此外還有大量按國外標（biāo）準（zhǔn）如API STD-600,API STD-602,API STD-6D, ASME/ANSI B16-34, JPI - 7S -36, BS5352, E101 等生產的閥門, 以滿足不同的需要。

在化工係（xì）統的（de）管道設計中, 為了與（yǔ）國際（jì）標準接軌, 對於引進（jìn）裝置的國內配套裝置以及（jí）國內設計的新建裝置中, 大部分采用HG20553- 93“ 化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸選用係列“標準中的Ia 係列, 與其相匹配（pèi）的法蘭為GB9113~ 9123中的ANSI 係列, 即PN 為2.0, 5.0, 10.0, 15.0, 25.0, 42.0MPa 的法蘭, 因而需要相應標準的閥門與之匹配。然而, 目前市場（chǎng）上所提供的國標閥門中, 幾乎都是DIN 係列公稱（chēng）壓力等級, 即PN為（wéi）0.25, 0.6, 1.0, 2.5, 4.0, 6.3, 10.0, 16.0MPa等。按照（zhào）ANSI 係列公（gōng）稱壓力（lì）等級生（shēng）產的GB 標準閥門真可謂鳳毛麟角, 筆者翻遍手邊所有產（chǎn）品目錄及樣本, 僅發現一例即白銀柯登（dēng）五金（jīn）化工工業有限公司( 蘭州) 生產的Q41F- 20, 50( C, P, R)球閥是按GB 標準生產, 結構長度按GB12221, 法蘭按GB9113。

GB12221- 89 等閥門標（biāo）準發布近8 年來, 其中ANSI 體（tǐ）係公稱（chēng）壓力等級的閥門（mén）竟幾乎無產品（pǐn）供（gòng）應市場。不少廠家認為, 可采用（yòng）國內生產（chǎn）的美標閥門來滿足需要, 這是可行的解決辦法。但筆者認為, 隻（zhī）有標準而無（wú）產品, 實在令人費解, 設計者首選（xuǎn）優質的國標閥門, 這是情理之中（zhōng）的事（shì）, 期（qī）望生產廠家能注意這一點, 盡快以優質的國標閥門占領這（zhè）片市場。