工業(yè)制冷裝置用截止閥標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比與分析

臺(tái)州龍江化工機(jī)械科技有限公司□熊從貴

臺(tái)州市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)中心□胡家揚(yáng) 陳靈江

閥門是管道系統(tǒng)的基本組成部件，是用于控制管道系統(tǒng)中流體的流量以及流向的機(jī)械裝置，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。由于管道系統(tǒng)中流體的壓力、溫度和物理性質(zhì)不同，對(duì)流體的控制要求和使用要求也不相同，因此閥門又分為很多品種和結(jié)構(gòu)，如截止閥、球閥、閘閥、減壓閥、安全閥、止回閥等。

無論是什么領(lǐng)域，在管道系統(tǒng)中眾多的閥門里，截止閥的應(yīng)用數(shù)量是最多的，在工業(yè)制冷裝置中也是一樣。截止閥是使閥門前后的管道系統(tǒng)中的流體切斷或者連通，同時(shí)具有調(diào)節(jié)流量的作用。截止閥除了能夠承受流體工作溫度下的壓力載荷外，還要求在切斷時(shí)能密而不漏，在連通時(shí)具有較小的壓降。

1 工業(yè)制冷裝置閥門標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析

（1）適用范圍

目前適用于工業(yè)制冷裝置的截止閥標(biāo)準(zhǔn)，主要有GB/T 26478—2011《氨用截止閥和升降式止回閥》和JB/T 7245—2017《制冷系統(tǒng)用鋼制、鐵制制冷劑截止閥和升降式止回閥》，兩者適用范圍的對(duì)比見表1。

表1 閥門適用范圍標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

JB/T 7245—2017適用的介質(zhì)、公稱壓力、溫度和公稱直徑都比GB/T 26478—2011更廣泛，JB/T 7245—2017的適用范圍基本涵蓋了目前工業(yè)制冷裝置用截止閥的需求。

（2） 結(jié)構(gòu)

閥門結(jié)構(gòu)要求的對(duì)比見表2。

1） JB/T 7245—2017 和 GB/T 26478—2011對(duì)閥體和閥蓋規(guī)定的加工方法一致，都可以采用鑄造、鍛造或組焊。

表2 閥門結(jié)構(gòu)要求標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

2）JB/T 7245—2017 和 GB/T 26478—2011對(duì)閥門的結(jié)構(gòu)要求也基本相同，但JB/T 7245—2017對(duì)于閥門安全使用方面的規(guī)定更多。如：閥體與閥蓋采用螺紋連接時(shí)，應(yīng)保證在去除鎖緊裝置前閥蓋無法被旋出的結(jié)構(gòu)要求，能防止閥門在線使用時(shí)因誤操作而發(fā)生安全事故；截止閥能在工作壓力下進(jìn)行填料的緊固和更換，更換填料時(shí)能防止閥桿旋出的結(jié)構(gòu)要求，有利于閥門的在線維護(hù)，延長(zhǎng)閥門的在線安全使用周期；對(duì)于手動(dòng)截止閥配備密封閥帽的結(jié)構(gòu)要求，為閥桿的填料密封增加了保障措施，為防止閥桿處的介質(zhì)泄漏增加了一道安全防線。

（3） 材料

閥門材料要求的對(duì)比見表3。

表3 閥門材料要求標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

1）對(duì)于閥門的材料要求，兩者的最大區(qū)別在于GB/T 26478—2011給出了灰鑄鐵閥門、球墨鑄鐵閥門、流體管件焊接閥門、鋼制閥門、WCB、WCC及LCB、LCC材料的使用壓力和溫度范圍，而JB/T 7245—2017則是引用了閥門材料的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)；

2）GB/T 26478—2011對(duì)于鋼制閥門的規(guī)定不具體，從材料的分類來講，流體管件焊接閥門、CB、WCC及LCB、LCC材料制造的閥門也都是鋼制閥門，標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定讓標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用者不知道標(biāo)準(zhǔn)中所提及的鋼制閥門到底是什么閥門；

3）應(yīng)特別注意的是GB/T 26478—2011中球墨鑄鐵的使用溫度下限與TSG D 0001—2009《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程——工業(yè)管理》規(guī)定的球墨鑄鐵的使用溫度應(yīng)高于-20℃相抵觸；

4）JB/T 7245—2017規(guī)定了閥體、閥蓋、閥桿是閥門的主體材料，應(yīng)提供材料的化學(xué)成分與力學(xué)性能的合格證明，但是GB/T 26478—2011中沒有類似的規(guī)定。

（4） 壓力試驗(yàn)

閥門壓力試驗(yàn)要求的對(duì)比見表4。

表4 閥門壓力試驗(yàn)要求標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

1）GB/T 26478—2011的耐壓試驗(yàn)和密封試驗(yàn)所規(guī)定的試驗(yàn)介質(zhì)都是水或空氣，JB/T 7245—2017則規(guī)定耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)介質(zhì)為水或空氣，JB/T 7245—2017則規(guī)定耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)介質(zhì)為水或空氣，密封試驗(yàn)的試驗(yàn)介質(zhì)為空氣。對(duì)于制冷裝置用截止閥，使用的介質(zhì)都具有較強(qiáng)的滲透性，密封試驗(yàn)的試驗(yàn)介質(zhì)應(yīng)采用空氣或具有更強(qiáng)滲透性的惰性氣體，才能獲得較好的試驗(yàn)效果；

2）GB/T 26478—2011根據(jù)不同的閥門規(guī)格確定保壓時(shí)間，閥門的規(guī)格越大，保壓時(shí)間越長(zhǎng)，JB/T 7245—2017則采用相同的保壓時(shí)間。閥門較大時(shí)，延長(zhǎng)保壓時(shí)間讓試驗(yàn)人員有足夠的時(shí)間進(jìn)行檢查，是比較合理的；

3）JB/T 7245—2017雖然增加了閥門的密封試驗(yàn)抽查，但是對(duì)上密封試驗(yàn)進(jìn)行抽查，不如GB/T 26478—2011要求100%進(jìn)行上密封試驗(yàn)合理。既然JB/T 7245—2017要求截止閥能在工作壓力下進(jìn)行填料的緊固和更換，對(duì)上密封性能的要求就更高，為了確保能夠?qū)崿F(xiàn)這一技術(shù)要求，理應(yīng)100%對(duì)上密封進(jìn)行試驗(yàn)。

（5）其他性能試驗(yàn)

對(duì)閥門其他性能試驗(yàn)要求的對(duì)比見表5。

表5 閥門其他性能試驗(yàn)要求標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

JB/T 7245—2017與GB/T 26478—2011相比，增加了耐高溫試驗(yàn)、耐低溫試驗(yàn)、流通能力試驗(yàn)、耐用性試驗(yàn)、耐振動(dòng)試驗(yàn)和啟閉壽命試驗(yàn)的型式試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)提高閥門的性能起到一定的促進(jìn)作用。

2 工業(yè)制冷裝置用閥門存在的問題

（1） 材料

材料的質(zhì)量直接關(guān)系到閥門是否能安全使用，工業(yè)制冷裝置用截止閥應(yīng)用于不同的制冷系統(tǒng)，由于流體溫度不同，對(duì)閥門承壓元件的材料有不同的要求。目前，各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥門材料的要求存在不一致，如何處理這些差異，對(duì)正確選擇閥門材料至關(guān)重要。

按照GB/T 20801.2—2006《壓力管道規(guī)劃工業(yè)管道 第2部分：材料》的規(guī)定，制冷系統(tǒng)中常用的符合GB/T 8163—2018《輸送流體用無縫鋼管》、GB 9948—2013《石油裂化用無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)的20#流體無縫鋼管，在非低溫低應(yīng)力工況下，厚度≤2.5mm的最低使用溫度為-46℃；低溫低應(yīng)力工況下，最低使用溫度為-101℃。

GB/T 20801.2—2006還規(guī)定鋼管厚度>2.5mm的，母材、熱影響區(qū)、焊縫金屬分別經(jīng)-46℃的V形缺口低溫沖擊試驗(yàn) （三個(gè)10mm×10mm×55mm的標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊功平均值不小于18J，單個(gè)試樣的最低沖擊功不小于14J）合格后也可用于最低溫度-46℃。

臺(tái)州市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)中心用φ219mm×8mm的20#流體無縫鋼管母材、手工電弧焊焊縫、氬弧焊焊縫制備 （10mm×5mm×55mm，采用小試樣時(shí)，沖擊合格標(biāo)準(zhǔn)按試樣寬度的比例降低）的試樣進(jìn)行大量的沖擊試驗(yàn)，根據(jù)汪文超著 《氨制冷管道低溫沖擊韌性試驗(yàn)研究》提供的數(shù)據(jù)曲線圖，將20#無縫鋼管母材、手工電弧焊焊縫、氬弧焊焊縫的沖擊試驗(yàn)值換算成標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的沖擊試驗(yàn)值后，母材-45℃的沖擊試驗(yàn)值小于10J、手工電弧焊焊縫-45℃的沖擊試驗(yàn)值小于7J、氬弧焊焊縫-45℃的沖擊試驗(yàn)值小于15J，試驗(yàn)結(jié)果與GB/T 20801.2—2006的規(guī)定存在較大差距，也可能與試驗(yàn)所選用的管壁厚度較大有關(guān)，還需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

（2）閥門的質(zhì)量證明文件

GB/T 20801.2—2006規(guī)定閥門的質(zhì)量證明文件應(yīng)包括產(chǎn)品合格證和質(zhì)量證明書，其中產(chǎn)品合格證一般應(yīng)包括產(chǎn)品名稱、編號(hào)、規(guī)格型號(hào)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，同時(shí)還規(guī)定了產(chǎn)品合格證的具體格式。閥門的產(chǎn)品質(zhì)量證明書除包含產(chǎn)品合格證的內(nèi)容外，還應(yīng)包括主要承壓元件 （閥體、閥蓋、閥桿）材料化學(xué)成分及力學(xué)性能、熱處理狀態(tài)、無損檢測(cè)結(jié)果、耐壓試驗(yàn)結(jié)果、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或合同規(guī)定的其他檢驗(yàn)項(xiàng)目、外協(xié)件的質(zhì)量證明。產(chǎn)品合格證和質(zhì)量證明書應(yīng)有閥門制造單位檢驗(yàn)人員和質(zhì)保工程師的簽章。

閥門應(yīng)逐件采用標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)志內(nèi)容一般應(yīng)包括制造單位代號(hào)或商標(biāo)、許可標(biāo)志、材料（牌號(hào)、規(guī)格、爐批號(hào)）、產(chǎn)品編號(hào)等，產(chǎn)品規(guī)格較小 （≤DN40），無法標(biāo)記全部?jī)?nèi)容的，可以采用標(biāo)簽或者省略部分內(nèi)容，原則上應(yīng)能從產(chǎn)品標(biāo)志追溯到產(chǎn)品質(zhì)量證明文件、

JB/T 7245—2017 與 GB/T 26478—2011都應(yīng)符合GB/T 20801.2—2006的規(guī)定，即使JB/T 7245—2017與 GB/T 26478—2011中有與GB/T 20801.2—2006不一致的規(guī)定，閥門制造單位也應(yīng)按照GB/T 20801.2—2006的規(guī)定執(zhí)行，如果采購單位發(fā)現(xiàn)閥門的質(zhì)量證明文件有不符合GB/T 20801.2—2006規(guī)定的，有權(quán)要求制造單位及時(shí)整改。

3 閥門選用注意事項(xiàng)

（1）允許的最低工作溫度

經(jīng)過上面的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比和分析，發(fā)現(xiàn)相關(guān)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種材料的允許最低工作溫度存在較大差異，根據(jù)慣例，實(shí)際執(zhí)行時(shí)應(yīng)以較嚴(yán)格的要求為準(zhǔn)。結(jié)合工業(yè)制冷裝置用閥門的特有工況，可以分為最低工作溫度≥-29℃、≥-46℃和>-60℃三檔，按照相應(yīng)材料的規(guī)定可選用的閥門材料可參考表6。

表6 閥門最低使用溫度下可選用的主體材料

（2）低溫鋼閥門的焊接

1）焊后熱處理

GB/T 20801.4-2006《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道 第4部分：制作與安裝》規(guī)定，有應(yīng)力腐蝕傾向的焊接接頭應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。對(duì)于異種鋼焊接接頭應(yīng)按照熱處理要求較高者確定是否進(jìn)行焊后熱處理，對(duì)于氨制冷裝置用閥門不應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)大于或等于16Mn的材料加工焊接閥。也不宜選用LCC材料加工的焊接閥，因?yàn)長(zhǎng)CC材料的抗拉強(qiáng)度上限為665MPa，其抗拉強(qiáng)度值有可能超過630MPa而存在液氨應(yīng)力腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

2）焊接工藝評(píng)定

LCB、LCC、LC1分別對(duì)應(yīng)的中國材料牌號(hào)為 ZG25Mn、ZG20SiMn、ZG20MnMo， 這些材料均未列入NB/T 47014—2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》的母材分類分組表，其公稱成分也不在 “母材分類分組表”的范圍內(nèi)，安裝單位應(yīng)按照NB/T 47014—2011的規(guī)定對(duì)每個(gè)鋼號(hào)分別進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。

4 結(jié)束語

目前，雖然我國制冷裝置用截止閥的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)只有兩部，但仍有標(biāo)準(zhǔn)條款存在不一致或與國家規(guī)范相互抵觸的情況，正確理解標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的內(nèi)容是正確選擇制冷裝置用閥門的前提。本文對(duì)現(xiàn)行的兩部制冷裝置用截止閥標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比分析，指出了在材料方面、質(zhì)量證明文件方面存在的問題，以及在選用閥門時(shí)應(yīng)注意閥門的材料是否能夠滿足最低工作溫度的要求和焊接要求，以供同行參考。