GB/T 40011-2021 低温先导式安全阀

　　ICS 13 . 240 J 16

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 4001 1—2021

　　低温先导式安全阀

　　pilot safety valve for cryogenic fluid service

　　2021-04-30 发布 2021-1 1-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 4001 1—2021

　　GB/T 4001 1—2021

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草 。

　　本标准由中国机械工业联合会提出 。

　　本标准由全国安全泄压装置标准化技术委员会(SAC/TC503)归口 。

　　本标准起草单位:合肥通用机械研究院有限公司 、北京航天动力研究所 、北京航天石化技术装备工程有限公司 、杭州杭氧工装泵阀有限公司 、扬中市阀门厂有限公司 、江苏苏盐阀门机械有限公司 、天正阀门有限公司 、徐州八方安全设备有限公司 、罗浮阀门集团有限公司 、科科集团有限公司 、凯瑞特阀业有限公司 。

　　本标准主要起草 人: 王 晓 钧 、吴 玉 珍 、陈 殿 京 、唐 旭 丽 、胡 赞 、陈 金 龙 、韩 正 海 、张 俊 策 、刘 利 利 、葛臣信 、葛金存 、李运龙 。

　　GB/T 4001 1—2021

　　低温先导式安全阀

　　1 范围

　　本标准规定了低温先导式安全阀(以下简称安全阀)的术语和定义,技术要求,试验方法,检验要求 ,标志,包装 、运输和贮存 。

　　本标准 适 用 于 公 称 压 力 小 于 或 等 于 pN100 , 公 称 尺 寸 小 于 或 等 于 DN500 , 工 作 温 度 不 低 于—196 ℃ ,最低整定压力为 0 . 1 Mpa 的低温蒸发气介质的先导式安全阀 。

　　整定压力 0 . 06 Mpa~0 . 1 Mpa 的低温蒸发气介质的先导式安全阀可参考使用 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注 日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 150 . 4 压力容器 第 4 部分:制造 、检验和验收

　　GB/T 12225 通用阀门 铜合金铸件技术条件

　　GB/T 12241 安全阀 一般要求

　　GB/T 12242 压力释放装置 性能试验规范

　　GB/T 28778 先导式安全阀

　　JB/T 7248 阀门用低温钢铸件技术条件

　　HG 20202 脱脂工程施工及验收规范

　　NB/T 47013 . 2—2015 承压设备无损检测 第 2 部分:射线检测

　　NB/T 47013 . 3—2015 承压设备无损检测 第 3 部分:超声检测

　　NB/T 47013 . 5—2015 承压设备无损检测 第 5 部分:渗透检测

　　3 术语和定义

　　GB/T 12241 、GB/T 12242 和 GB/T 28778 界定的术语和定义适用于本文件 。

　　4 技术要求

　　4 . 1 结构

　　低温先导式安全阀的组成示意如图 1 所示 。

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　　说明 :

　　1 — 主阀体 ;

　　2 — 连接导管 ;

　　3 — 主阀阀瓣 ;

　　4 — 活塞密封环 ;

　　5 — 升温装置 ;

　　6 — 弹簧 ;

　　7 — 导阀 。

　　图 1 低温先导式安全阀

　　4 . 2 设计要求

　　4 . 2 . 1 安全阀结构

　　安全阀结构要求除符合本标准外,还应符合 GB/T 28778 的规定 。

　　4 . 2 . 2 设计温度

　　在要求的最低工作温度至 65 ℃之间,安全阀应能正常工作 。

　　4 . 2 . 3 阀体

　　4 . 2 . 3 . 1 阀体在长期受介质压力 、温度交变产生的应力及管道安装引起的附加应力的总载荷下,应能保持足够的强度和刚度 。

　　4 . 2 . 3 . 2 阀体采用组焊方式时,焊接应按 GB/T 150 . 4 的规定 。

　　4 . 2 . 3 . 3 主阀体的阀座宜采用分离阀座形式,分离阀座应采用可靠的方式固定在阀体内 。

　　4 . 2 . 4 阀瓣和阀座

　　4 . 2 . 4 . 1 主阀和导阀的密封副可为金属与金属,或金属与非金属的密封结构 。采用弹性密封副结构的 ,非金属材料应镶嵌或安装在金属槽内,以防止弹性材料冷流变形 、被吹出等现象发生 。

　　4 . 2 . 4 . 2 密封面堆焊硬质合金时,加工后堆焊层的厚度应不小于 2 mm 。

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　　4 . 2 . 5 导向装置

　　安全阀的主阀和导向装置设计应考虑工作环境中,始终能正常动作。 设计应考虑避免安全阀使用时,阀座密封和连接管接头处可能出现的泄漏,从而引起凝固成霜等现象,导致安全阀动作故障。

　　4 . 2 . 6 升温或气化机构

　　导阀进口端宜采用升温或气化机构,使导阀和主阀气室进入的均是气体介质,且温度高于安全阀入口的介质温度,使阀瓣导向密封材料在适宜温度范围内。 升温或气化机构应进行相应的传热计算或试验,保证进入导阀的介质温度。

　　4 . 2 . 7 导阀排空出口

　　用于有毒或可燃性介质的安全阀,导阀的排空出口应排放到主阀出 口或是一个安全的地方。 对于无污染和危险的介质,导阀的排空出口可采用导管向下侧对空排放。

　　4 . 2 . 8 安全阀强制泄压装置

　　应在导阀处设置有强制泄压装置。 强制泄压装置在安全阀主阀进口端有介质压力时,应能使安全阀主阀开启。

　　4 . 2 . 9 附加背压的影响

　　4 . 2 . 9 . 1 如果存在附加背压,则结构设计时应考虑背压的影响。 在附加背压可能高于安全阀进口压力时,主阀保持正常状态,不能开启。

　　4 . 2 . 9 . 2 在任何情况下,附加装置与导阀和主阀的装配不应影响安全阀的正常动作和排量。

　　4 . 3 材料

　　4 . 3 . 1 安全阀所使用的材料应按工作温度及材料性能进行选择,并应符合下列要求:

　　a) 在工作温度下,材料的组织结构应稳定,材料不应产生低温脆性破坏,具有抗老化性能。

　　b) 安全阀与介质接触的材料应考虑介质的耐腐蚀性等要求。

　　c) 安全阀内有动作的零件应选用不低于阀体的耐腐蚀材料,应最大限度地降低卡阻 、咬合和擦伤等现象的发生,并考虑材料的电化学腐蚀等因素。

　　d) 导向件等材料除应考虑大气水雾产生的腐蚀影响,还应考虑在低温工作环境温度时,腐蚀物质聚积的腐蚀影响。

　　e) 采用焊接结构时,应考虑材料焊接性能及低温下的可靠性。

　　4 . 3 . 2 低温钢和奥氏体钢铸件应符合 JB/T 7248 的规定。 铜合金铸件应符合 GB/T 12225 的规定。

　　4 . 3 . 3 当工作介质为氧气或者具有氧化性时,安全阀的材料应具有与氧的相容能力。

　　4 . 4 无损检测

　　4 . 4 . 1 阀体 采 用 组 焊 方 式 时 , 阀 体 进 口 端 处 焊 缝 应 进 行 射 线 检 测 或 超 声 检 测 , 检 测 结 果 应 符 合NB/T 47013 . 2—2015 或 NB/T 47013 . 3—2015 中的 I 级 。

　　4 . 4 . 2 阀座和阀瓣的密封面堆焊硬质合金的应进行表面无损检测,检测结果应符合 NB/T 47013 . 5 — 2015 中的 I 级 。

　　4 . 5 脱脂处理

　　装配前所有零件应进行清洗,必要时进行脱脂处理,脱脂处理应符合 HG 20202 的规定。

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　　4 . 6 性能

　　4 . 6 . 1 液压强度试验

　　在安全阀组装前,与介质接触的部分和连接管道等应进行水压强度试验,水压强度试验应符合GB/T 28778 的规定,试验部位应无可见泄漏 。

　　4 . 6 . 2 安全阀气密性试验

　　安全阀组装前,与介质接触的部分和连接管道等零件应干燥 。安全阀组装后,除出 口端外,进行压力值为 90%整定压力的气密性试验,试验应符合 GB/T 28778 的规定,试验部位无可见泄漏 。

　　4 . 6 . 3 动作性能

　　整定压力偏差 、超过压力 、启闭压差及动作特性应符合 GB/T 28778 的规定 。

　　4 . 6 . 4 排量

　　安全阀的排量应符合 GB/T 28778 的规定 。

　　4 . 6 . 5 密封性

　　4 . 6 . 5 . 1 常温密封性

　　安全阀常温密封性应符合 GB/T 28778 的规定 。

　　4 . 6 . 5 . 2 低温密封性

　　安全阀低温工况试验时,主阀座的泄漏率应不大于 3 × DN mm3 /s(标态) ,安全阀的其他部件不准许泄漏 。

　　5 试验方法

　　5 . 1 常温试验

　　5 . 1 . 1 安全阀在装配前,应完成安全阀壳体 、连接管道等的液压强度试验 。 装配后,进行整体气密性试验 。

　　5 . 1 . 2 安全阀常温动作性能 、排量或排量系数 、密封性能试验按 GB/T 28778 的规定,试验介质应为纯净气体 。

　　5 . 2 低温试验

　　5 . 2 . 1 安全阀的低温试验在常温试验合格后进行 。

　　5 . 2 . 2 安全阀低温试验项目为整定压力和密封性 。

　　5 . 2 . 3 低温试验条件如下所列:

　　a) 低温试验的安全阀应保持清洁,其内部无水分 。试验过程中,应监测阀体的温度 。低温试验冷却采用液氮,试验介质为氮气(液氮) ,也可以是其他非易燃易爆 、有低温蒸发特性的介质 。

　　b) 在阀内有介质压力时,安全阀能全部开启,在出厂时可将该装置拆除,采用堵头封闭,并有防松措施 。

　　5 . 2 . 4 试验设备应符合以下要求:

　　GB/T 4001 1—2021

　　— 安全阀试验装置由与试验阀门口径相适应 、有一定容积的低温气体试验容器,阀门,管路及压力仪表等组成,如图 2 所示 。

　　— 试验容器应设置两个温度测点 , 一个用来测量低温液体温度,另一个用来测量低温气体温度 ,且尽可能靠近待试阀门入口 。

　　说明 :

　　1 — 低温容器 ;

　　2 — 低温液化介质阀 ;

　　3 — 气体增压阀 ;

　　4 — 压力表 ;

　　5 — 温度仪表 ;

　　6 — 被测试低温先导式安全阀 ;

　　7 — 放空阀 。

　　图 2 低温安全阀试验系统

　　5 . 2 . 5 试验程序

　　5 . 2 . 5 . 1 整定压力试验

　　整定压力试验方法如下所列:

　　a) 试验前,将安全阀安装在低温试验容器上,可采取强制措施开启安全阀,在系统内通入液氮或其他有低温蒸发特性的介质,采用吹扫预冷等方式充分冷却安全阀和试验系统,以达到要求的温度 。采用其他冷却方法时,安全阀的流道不应有结霜现象 。

　　b) 试验时,安全阀入口处的介质温度与试验容器内的流体温度相差应不超过 30 ℃ 。 在安全阀进口端温度达到后,解除安全阀强制开启,调整试验容器内介质压力达到安全阀的整定压力 ,从而控制安全阀开启 、关闭 。观察安全阀在整定压力下能否顺利开启及开启后能否正常回座 。

　　c) 安全阀的整定压力试验应不少于 3 次,试验应连续进行,其整定压力偏差应符合 GB/T 28778

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　　的规定 。 阀门回座后应无可视或可听见的泄漏 。

　　5 . 2 . 5 . 2 密封试验

　　密封试验程序如下所列:

　　a) 密封试验应在完成安全阀的整定压力试验后进行 。

　　b) 在安全阀主阀和导阀出口安装有引漏接管的盲板,引漏接管采用排水集气法收集气体 。

　　c) 控制试验容器内的压力在安全阀整定压力的 90% ,维持该压力 5 min,检测排水集气法收集气体量 。

　　5 . 3 恢复常温后密封试验

　　低温试验后,待阀恢复到常温后,进行常温时的密封性能试验,试验方法和试验结果按GB/T 28778的规定 。

　　6 检验要求

　　6 . 1 检验项目与技术要求

　　安全阀检验分出厂检验和型式试验两种,其检验项目和技术要求见表 1 。

　　表 1 检验项目和技术要求

　　6 . 2 出厂检验和铅封

　　6 . 2 . 1 安全阀应逐台进行出厂检验,检验合格后方可出厂 。检验项目按表 1 的规定 。

　　6 . 2 . 2 允许仅通过调节导阀来设定整定压力或冷态试验差压力 。在这种情况下,应证明导阀在此开启感应压力下能使主阀达到需要的整定压力 。

　　6 . 2 . 3 安全阀出厂检验合格后,在主阀进出口安装保护堵盖,并对主阀和导阀进行铅封 。

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　　6 . 3 型式试验

　　6 . 3 . 1 安全阀有以下情况之一的,应进行产品试制并且通过型式试验 :

　　a) 新产品投产前 、停产一年以上重新生产 ;

　　b) 产品的结构 、材料 、工艺等方面有重大改变影响产品性能时 。

　　6 . 3 . 2 型式试验采取从制造厂经检查合格的库存阀门中随机抽取的方法 。 每一规格的抽样基数不少于 3 件 。

　　6 . 3 . 3 型式试验项目按表 1 的规定 。

　　7 标志

　　7 . 1 主阀阀体上的标志

　　标志可与主阀阀体一起做出或标在铭牌上,铭牌固定于主阀阀体上 。在先导式安全阀的阀体上至少应标明下列内容 :

　　a) 公称尺寸 DN;

　　b) 阀体材料或代号 ;

　　c) 制造商名或商标 ;

　　d) 当进口与出口连接的尺寸或压力级相同时,应标有介质流向的箭头 ;

　　e) 产品序列号 。

　　7 . 2 导阀阀体上的标志

　　标志可与导阀一起做出或标在铭牌上,铭牌固定在导阀上 。在先导式安全阀导阀的阀体上至少应标明下列内容 :

　　a) 制造商名或其他能鉴别制造商的标记 ;

　　b) 产品序列号 ;

　　c) 导阀阀体材料或代号 ;

　　d) 整定压力 ;

　　e) 阀体上各种进出口的标记 。

　　7 . 3 铭牌的标志

　　固定于先导式安全阀的铭牌至少应标明下列内容 :

　　a) 整定压力, Mpa ;

　　b) 依据的标准编号 ;

　　c) 产品型号 ;

　　d) 基准流体代号(G表示气体)的额定排量系数或额定排量 ;

　　e) 流道面积, mm2 ;

　　F) 极限工作温度 。

　　8 包装 、运输和贮存

　　8 . 1 包装

　　8 . 1 . 1 安全阀在装箱前,应进行干燥处理,阀门应密封包装 。 氧气介质用安全阀装箱前,应进行清洁,

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　　防止油脂污染,整台阀门应封闭包装。 氧气用安全阀和包装箱外应有“禁油”等标志。

　　8 . 1 . 2 包装箱应坚固耐用,用可靠固定方式保证安全阀在箱内垂直并不晃动。

　　8 . 1 . 3 包装箱上应注明下列标志:产品名称 、规格 、数量。 包装箱上应有防雨 、不许倒置等标识。

　　8 . 2 运输

　　在运输过程中,应使产品直立放置,避免剧烈撞击 、倒置等,应注意防雨 、防潮。

　　8 . 3 贮存

　　安全阀应存放在洁净干燥的室内环境中,有条件时应装箱存放。