石油、天然氣工業(yè)用高壓清管閥規(guī)范天津百利展發(fā)集團有限公司發(fā)布 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14分類、結構形式和參數(shù) 24.1分類 2 3 35技術要求 45.1壓力-溫度額定值 45.2結構長度及偏差 45.3清管閥性能 45.4防靜電結構 45.5耐火結構 45.6注脂機構 4 4 5 5 5 65.12快開門裝置 65.13殼體的連接 65.14手柄和驅動裝置 75.15壓力平衡裝置 75.16清管閥啟閉操作 75.17無損檢測 76材料 86.1清管閥的殼體 86.2球體和閥座 8 86.4殼體的連接螺柱 86.5密封材料和非金屬材料 86.6其他零件 8 87.1壓力試驗 87.2防靜電試驗 87.3耐火試驗 87.4壁厚測量 9 97.6閥體材質力學性能 9 9 9 9 9 9 9 9 9.3標牌上的標志 19.4其他標記 1 附錄A(資料性附錄)清管閥的操作要求 A.3運行、使用和維護 本標準是依據(jù)GB/T1.1-2020給出的規(guī)則起草。本標準是對2025年3月首次發(fā)布。本標準由天津百利展發(fā)集團有限公司提出。本標準起草單位：天津百利展發(fā)集團有限公司。本標準主要起草人：陳維斌、李永超、張文浩、閆霞、王賀松、姚志剛、范慶、張中德本標準為首次發(fā)布。本標準規(guī)定了石油、天然氣工業(yè)用的法蘭連接鋼制清管閥的術語和定義、分類、結構形式和參數(shù)、技術要求、材料、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、供貨與包裝。本標準適用于公稱壓力為CL2500(PN420),公稱尺寸為NPS2～12(DN50～DN300),以天然氣、油品等為工作介質，用于輸送管線的掃管工藝，作接收、發(fā)射清管器用的清管閥。下列文件對本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1047管道元件DN(公稱尺寸)的GB/T1048管道元件PN(公稱壓力)的定GB/T12224鋼制閥門一般要求GB/T12228通用閥門碳素鋼鍛件技術條件GB/T12229通用閥門碳素鋼鑄件技術條件GB/T12230通用閥門不銹鋼鑄件技術條件GB/T19672管線閥門技術條件NB/T47013.2承壓設備無損檢測第2部分：射線檢測NB/T47013.3承壓設備無損檢測第3部分：超聲檢測NB/T47013.4承壓設備無損檢測第4部分：磁粉檢測NB/T47013.5承壓設備無損檢測第5部分：滲透檢測具有兩個密封副的閥門，在關閉位置時，兩個密封副可同時保副之間)的閥體有一個泄放介質壓力的接口。連接在閥體腔體與管道間，能夠實現(xiàn)清管閥中腔壓力與管道壓力一4.1.1清管閥按介質流動特征分為介質斷流(I型)和介質不斷流(Ⅱ型)兩種基本功能類型。I型、Ⅱ型清管閥主要通過球體的不同實現(xiàn)不同介質流動特征，球體示意圖如圖1、圖2所示。4.1.2I型清管閥：當球體處于裝入或取出清管器的位置時介質斷流，并且球體通道直徑與管道內徑和使用的清管器相匹配，保證清管器進入本閥。4.1.3Ⅱ型清管閥：該型清管閥在I型清管閥的基礎上附加球體旁通通道而成，當球體處于裝入或取出清管器的位置時，因設有球體旁通通道，整個操作過程中介質不會斷流。球體旁通通道截面積一般為兩端通道流通面積的15%～30%。4.2.1清管閥的結構形式為法蘭連接的固定式球閥加水平位置的快開門結構。4.2.2清管閥的典型結構形式通常有頂裝式和側裝式。清管閥的典型結構形式和主要零件名稱如圖3、圖4所示。1——驅動裝置；2——閥桿；3——填料壓蓋；4——閥體；5——側體；6——球體；7——閥座；8——彈簧；9——調整墊；10——導電彈簧；11——底蓋；12——快卸蓋。4.3.1公稱尺寸為NPS2~NPS12或DN50～DN300,并應符合GB/T1047。44.3.2公稱壓力為Class2500或PN420,并應符合GB/T1048的規(guī)定。1——驅動裝置；2——閥桿；3——閥蓋；4——球體；5——閥體；6閥座；7——彈簧；8——調整墊；9——側體；10——導電彈簧；11——底蓋；12——快卸蓋。5.1.1清管閥殼體的壓力-溫度額定值應符合ASMEB16.34或GB/T12224的規(guī)定。5.1.2清管閥因將非金屬材料用于閥座和密封件等，其非金屬部件可能限制最低或最高的允許操作溫度和允許最大壓力。因為，壓力-溫度額定值既要滿足殼體材料，也要滿足閥座密封面等非金屬材料的要求。5.2.1法蘭連接清管閥的結構長度由制造廠確定，或按訂貨合同的要求。5.2.2結構長度的偏差應按GB/T12221的法蘭連接閥門結構長度公差的規(guī)定。清管閥應具有雙截斷和泄放功能(DBB)。若有要求，清管閥在全開啟和全關閉位置均應具有雙截斷和泄放功能(DBB)。清管閥應設計成防靜電的結構，并符合GB/T19672的規(guī)定，或按訂貨合同要求。清管閥應具有耐火結構設計，并符合GB/T19672的規(guī)定，或按訂貨合同要求。5.6.1若訂貨合同有要求，清管閥應在閥座和/或閥桿部位設置密封劑注入口。5.6.2注脂機構一般采用螺紋連接口，應符合GB/T19672的規(guī)定。5.7.1閥體壁厚的設計和計算應按照ASMEBPVC第VⅢ卷第1冊UG27的相關規(guī)定。閥體形狀為圓柱形時如下：5圓柱形殼體的最小厚度或最大允許工作壓力應為下面(1)或(2)中的較大厚度或較小壓力(1)周向應力(縱向接縫)。當厚度不超過內徑的一半，或P不超過0.385SE時，應適用以(2)縱向應力(環(huán)縫)。當厚度不超過內徑的一半，或P不超過1.25SE時，應適用以下公t——筒體最小壁厚，單位mm;P——內部設計壓力，單位MPa;S——最大許用應力值，單位MPa;E——圓柱形殼體中適當接頭的接頭系數(shù)。5.7.2清管閥殼體(閥體、泄壓裝置、排污裝置、閥蓋、側體、快開門、壓力平衡裝置)采用鍛焊、板焊、管子組焊組合件時，應滿足GB/T12224中焊件的要求，并按材料的特性進行相應的5.7.3閥體通道(兩片式時)、球體通道、側體通道之間應平滑過渡；閥體通道、側體通道5.7.4閥體具有取放清管器的通道，內徑應能保證取放清管器；在閥體取放清管器的通道外端連接快開門裝置。5.7.5閥體必須設置腔體壓力泄壓裝置和排污裝置，泄壓裝置和排污裝置在不操作時要保持5.7.6如果介質有可能在閥腔內被截流，應確保閥腔壓力不超過清管閥在38℃時，最高工作壓力的1.33倍。當有要求時，應設置閥腔壓力安全泄放閥，泄放閥的最小公稱尺寸應不小于5.7.7閥體上應有清晰可見的收發(fā)方向標志。5.8.1球體殼體的最小壁厚應滿足球體的強度要求，且應考慮球體與閥座間的密封性能。5.8.2球體通道應是圓柱形的，通道一側必須帶有柵欄，柵欄強度應能滿足管線清管時清管器在規(guī)定的最高速度條件下的沖擊。通道的直徑和長度應能方便地收發(fā)清管器。若無特殊要求，對于使用清管球的清管閥的球體通道長度應不小于1.1DN;對于使用機械清管器的清管閥的球體通道長度應不小于1.5DN;對于使用泡沫清管器的清管閥的球體通道長度應不小于2DN。球體通道的最小直徑一般與管道內徑和使用的清管器相匹配。Ⅱ型清管閥的球體應設有旁通通道。5.8.3清管閥在發(fā)射或接收清管器時應保證球體通道與閥體通道在同一軸線上；在取放清管器時應保證球體通道口與閥體取放清管器的通道口對齊并方向一致。5.9.1閥座設計應保證閥座的密封面與球體能夠實現(xiàn)緊密貼合，滿足清管閥操作條件下的密5.9.2應保證閥座通道與閥體通道安裝在同一軸線上。5.9.3閥座通道的最小直徑應與管道內徑和使用的清管器相匹配。5.10.1閥桿設計計算所能承受的轉矩應超過開啟清管閥所需最大轉矩的2倍。65.10.2閥桿及其連接應能保證在最大負荷操作時不產生永久變形或損傷。5.10.3閥桿伸出部位應能防止介質從該處泄漏。5.10.4閥桿的上端應有閥門開關位置的明顯指示，該指示方向應為球體主通道開口(無柵欄)方向。5.11.1側體通道直徑應與管道內徑一致。5.11.2側體的最小壁厚要求與閥體的5.11.3側體法蘭連接尺寸和密封面形式應按ASMEB16.5、GB/T9124的規(guī)定，或按訂貨合同的要求。5.12.1快開門裝置連接于閥體取放清管器的通道端，也可在閥體取放清管器的通道端整體加工，快開門裝置內徑應能保證取放清管器。5.12.2快開門應有可以啟閉的密封機構。密封機構必須在快開門關閉時保持密封。5.12.3快開門必須設有安全聯(lián)鎖機構，防止對快開門密封機構誤操作。安全聯(lián)鎖機構的功能5.12.4快開門的結構形式參照SY/T0556,設計、制造、檢驗應符合GB150的規(guī)定。5.13.1閥體與側體、閥體與閥蓋應采用螺柱配厚螺母連接。閥體與側體的連接應能承受管道的拉伸載荷和彎曲載荷；閥體與閥蓋、快開門裝置等的連接螺栓應能承受規(guī)定的閥門操作和額定壓力。5.13.2閥體與側體的連接螺柱數(shù)量不得少于4個，連接螺母的支撐面與法蘭面應當平行，且垂直于螺柱的中心軸線；側體連接法蘭的背面應加工或锪平。5計算螺栓載荷，螺栓應力應滿足API6D中5.1.4的要求。(a)通用要求在螺栓法蘭連接件設計中，應按操作和預緊墊片兩種設計條件進行計算，且取決于其較嚴峻的條件。(1)操作狀態(tài)要求在設計溫度下能抵抗設計壓力欲使連接分開的端部靜壓力，并使在墊片或連接接觸表面上保持有足夠的壓緊力，以保證緊密連接。最小載荷是設計壓力、墊片材料、在壓力下保持密封的有效的墊片面積或接觸面積的函數(shù)，按下面(c)(1)中公式(1)計算，并確定螺栓數(shù)值的兩個要求之一，即A(2)預緊狀態(tài)在常溫和常壓下進行裝配時，用初始螺栓載荷把墊片或連接接觸表面壓緊。足夠的墊片預緊最小初始載荷是墊片材料和被壓緊的有效墊片面積或接觸表面積的函數(shù)，按下面(c)(2)中公式(2)計算，并確定螺栓數(shù)值的兩個要求中的另一個，即A。當操作狀態(tài)對螺栓所需的Am值以及螺栓實際的A值起決定作用時，設計法蘭的螺栓載荷應按下面公式(e)(5)修正,以考慮操作狀態(tài)。(c)所需的螺栓載荷用以計算所需的螺栓橫截面積的法蘭螺栓載荷應確定如下：(1)操作狀態(tài)下所需的螺栓載荷應足夠抵抗在以墊片反力作用直徑為界的面積上的最大許用工作壓力所產生的端部靜壓力H,此外，還必須在墊片或連接接觸表面上維持一個經驗表明足以保持緊密連接的壓縮載荷H,(此壓縮載荷表示為內壓乘以m,m值是墊片材料和結構的函數(shù))。注：ASMEBPVCV-1中強制附錄2中表2-5.1和表2-5.2列出了許多常用的墊片材料和接觸面形狀，以及實際應用中證明正確的m、b和建議值。這些值僅作為建議，并不是強制性的。操作狀態(tài)下所需的螺栓載荷‰,由公式(1)來確定：7W?=H+H=0.785G2P+(2bx式中：H——總的端部靜壓力；H,——連接接觸表面總壓緊力；G——墊片反作用載荷作用位置處的直徑，單位mmP——內部設計壓力，單位MPa;墊片的有效密封寬度，單位mm(2)在獲得緊密連接以前，必須先用最小初始載荷(在常溫無內壓條件下)把墊片或連接接觸面適當壓緊。此最小初始載荷是墊片材料和受壓緊墊片有效面積的函數(shù)。所需的最小螺栓初始載荷W應按公式(2)確定：式中：b——墊片的有效密封寬度，單位mmG墊片反作用載荷作用位置處的直徑，單位mmy——墊片或連接接觸面的單位壓緊力，查ASMEBPVCVⅢ-1中強制附錄2中表2-5.1和表2-5.2對于許多低壓設計和要求高壓緊載荷的壓緊面和材料，以及在操作狀態(tài)下按公式(1)計算的螺栓載荷不足以使連接密封的情況下，要按照公式(2)來提供足夠的螺栓載荷以壓緊墊片或連接接觸表面。因此，必須配備螺栓并將其預先上緊，以提供足以滿足按兩種要求單獨計算的螺栓載荷。當公式(2)起決定作用時，法蘭大小是螺栓載荷的函數(shù)，而不是內壓力的函數(shù)。5.13.3.2螺栓應力須同時滿足以下要求。(a)需要驗證密封外徑處的螺栓應力時，螺栓應力不得超過試驗載荷下材料SMYS的0.83倍。(b)為了解決由扭矩引起的螺栓應力變化，預緊引起的理論螺栓應力不應超過允許溫度下屈服強度的70%。5.13.4連接在閥體上的泄壓裝置、排污裝置、壓力平衡裝置、安全泄放閥等應按GB/T12224輔助連接件的規(guī)定執(zhí)行。5.14.1清管閥配置的手柄和驅動裝置應符合GB/T19672的規(guī)定，除非用戶另有規(guī)定。5.14.2驅動裝置與清管閥的連接尺寸按ISO5211的規(guī)定或按訂貨合同要求。5.14.3驅動裝置應有開關位置指示器，并有全開和全關的限位結構，且能進行限位調整。位置指示器應符合GB/T19672的規(guī)定。5.14.4清管閥的手柄或驅動裝置在全開位置應表示球體通道方向與管線方向一致，清管閥處于接收或發(fā)射清管器狀態(tài)；在全關位置應表示球體通道方向與管線方向垂直，清管閥處于填裝或收取清管器狀態(tài)。5.15.1清管閥宜設置壓力平衡裝置，除非用戶另有規(guī)定。5.15.2壓力平衡裝置應符合GB/T12224輔助連接件的規(guī)定。5.15.3壓力平衡裝置應設有關閉開關，保證填裝或收取清管器時壓力平衡裝置管路關閉。5.16.1清管閥應能滿足正常連續(xù)循環(huán)啟閉動作5次的操作。清管閥的操作參見附錄A。5.16.2在啟閉操作后，應滿足閥門密封要求?？扉_門保持密封，各裝置通道保持密封，閥桿填料保持密封，且閥門結構和零部件沒有出現(xiàn)損壞。5.17.1清管閥承壓件按GB/T12224的規(guī)定對有關部位進行無損檢測。85.17.2射線檢測應符合NB/T475.17.3殼體連接緊固件宜進行6.1.1若無特殊要求，清管閥的殼體(包括閥體及其泄壓、6.1.2允許使用本標準6.1.1中未包含的其他標準規(guī)定的材料性能，或按訂貨合同的規(guī)定。低溫閥材料要求。定進行清除及修復，符合相應的材料標準。焊后熱處理也應按相應的材料標準執(zhí)行。6.2.2球體和閥座應采用耐蝕性不低于閥體性能的材料，可以采用表面處理等方法改善耐蝕性。清管閥閥桿的材料應符合GB/T12236.5.1密封材料應采用耐蝕性不低于殼體的材料，并按清管閥最大允許使用溫度及相應的壓力6.5.2應根據(jù)非金屬材料(閥座密封件和其他部位密封件)確定清管閥6.5.3用于烴類氣體輸送清管的清管閥內的非金屬零件應具有抗減壓爆裂分解性能。清管閥其它零件材料的選用可按JB/T5300的規(guī)定。清管閥的密封試驗應按GB/T19672的規(guī)定執(zhí)行。若有壓力平衡裝置，應先關閉壓力平衡裝置通道，且應進行如下操作， I型清管閥應使球體處于取放清管器的位置，在閥門的進出口兩端分別加壓，取放清管器的通道敞開通向大氣，以檢查泄漏量。敞開通向大氣，以檢查泄漏量。9防靜電結構的清管閥應按GB/T19672的要求進行防靜電試驗。耐火結構的清管閥，應按有關防火試驗的標準進行耐火試驗驗證。用測厚儀或專用卡尺量具測量閥體(流道、中腔)、閥蓋、側體、球體殼體、通道套等部位的壁厚。在清管閥的閥體、球體的本體材料上鉆屑取樣，取樣應當在表面下6.5mm處；也可用其他方法對本體材料進行成分分析。用閥體同爐號、同批熱處理的試棒按GB/T228的規(guī)定進行閥體材料的力學性能試驗。7.7.1清管閥啟閉操作試驗應在密封試驗合格后進行。7.7.2試驗介質應用清潔的常溫水、煤油或非腐蝕性液體介質。7.7.3進行啟閉操作試驗時應進行如下操作： 打開狀態(tài)，壓力平衡裝置(如果有該裝置)通道處于關閉狀態(tài)； 關閉快開門裝置，關閉泄壓裝置，打開壓力平衡裝置(如果有該裝置)通道，操作清管閥到發(fā)射或接收清管器的位置(指示為全開位置); 操作清管閥到取放清管器的位置(指示為全關位置),打開泄壓裝置，打開快開門裝置，關閉壓力平衡裝置(如果有該裝置)通道。7.7.4上述過程為一個循環(huán)。7.7.5按上述要求循環(huán)操作閥門5次后，進行密封試驗，并應符合密封性能要求。用于氣體介質的清管閥，密封試驗壓力為0.4MPa~0.7MPa。7.7.6試驗時，應使用清管閥所配帶的手柄和/或驅動裝置與閥門一同進行試驗。按5.17的規(guī)定，對相關部位進行檢測。8.1.1本標準規(guī)定的所有檢驗項目，一般由供貨方質量檢驗部門負責進行。必要時，訂貨方可派代表參加。8.1.2需要時，型式檢驗(或定型檢驗、鑒定檢驗)應由有關主管部門認可的質量監(jiān)督檢驗機構負責進行。供貨方應具備滿足本標準要求的測量設備和試驗設備，并且應在有效計量檢定周期內。本標準所規(guī)定的檢驗，分為如下兩類：a)型式檢驗(或鑒定檢驗、定型檢驗);b)出廠檢驗(或質量一致性檢驗)。8.4.1每臺清管閥必須在出廠前進行檢驗，經檢驗合格并附有合格證書方能出廠。8.4.2出廠檢驗項目和技術要求按表1的規(guī)定。檢驗項目檢驗類別出廠檢驗型式檢驗殼體試驗√√符合本標準7.1.1按本標準7.1.1高壓(液體)√√符合本標準7.1.2低壓(氣體)√√符合本標準7.1.2防靜電試驗一√符合本標準5.4一√符合本標準5.5一√符合本標準5.7√√符合本標準6.1、6.2閥體材質力學性能a√√符合本標準6.1一√無損檢測一√符合本標準5.17標志√√符合本標準第9章a當符合本標準7.1的規(guī)定時，該項目在零件進貨、加工過程階段適時8.5.1型式檢驗項目、技術要求、試驗方法按表1的規(guī)定。8.5.2有下列情況之一時，應準備1臺～2臺進行型式檢驗，檢驗合格后方可進行成批生產：a)新產品或老產品轉廠生產的試制定型鑒定；b)正式生產后，如結構、材料、工藝有較大改變可能影響產品性能時；c)產品長期停產后恢復生產時。8.5.3有下列情況之一時，應抽樣進行型式檢驗：a)正式生產時，定期或積累一定產量后應周期性進行一次檢驗；b)國家質量監(jiān)督機構提出進行型式試驗的要求。抽樣可以在生產線的終端在經檢驗合格的產品中抽取，也可以在產品庫中隨機抽取，或從已供給用戶但未使用并保持出廠狀態(tài)的產品中隨機抽取，每一規(guī)格供抽樣的最少基數(shù)和抽樣數(shù)按表2的規(guī)定。到用戶處抽樣時，供抽樣的最少基數(shù)不受限制，抽樣數(shù)仍按表2的規(guī)定。對系列產品進行質量考核時，根據(jù)該系列范圍大小情況從2個～3個典型規(guī)格中進行檢驗。公稱尺寸(DN)供抽樣的最少臺數(shù)臺抽樣臺數(shù)臺51318.5.5型式檢驗的全部檢驗項目都應符合表1