胡春艷，葉志烜，胡軍，李忠，郝偉沙

（合肥通用機(jī)械研究院有限公司，安徽 合肥 230031）

球閥是目前發(fā)展最快的閥門種類之一，因其結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好，在一定范圍內(nèi)體積小、重量輕、材料省、安裝尺寸小、驅(qū)動力矩小、操作簡便以及易實(shí)現(xiàn)快速啟閉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油、天然氣輸送系統(tǒng)中。目前，國際上閥門有米制標(biāo)準(zhǔn)和英制標(biāo)準(zhǔn)兩套相互獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)體系，米制標(biāo)準(zhǔn)體系是米制計(jì)量單位，ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)、EN 歐盟標(biāo)準(zhǔn)、DIN 德國標(biāo)準(zhǔn)和GB 中國國標(biāo)一般采用米制或以米制為主，而美國一直以英制為主，英國的舊標(biāo)準(zhǔn)基本采用英制，20 世紀(jì)70 年代后的標(biāo)準(zhǔn)逐步過渡為公制或公英制共用。本文通過對我國管線用的鋼制球閥的主要標(biāo)準(zhǔn)與國際、國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析，了解國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的差異。

1 關(guān)鍵指標(biāo)

球閥主要由閥體、球體、閥座、閥桿、填料部件等組成。球閥的連接形式有法蘭連接、焊接連接、螺紋連接等。按結(jié)構(gòu)形式可分為浮動球球閥、固定球球閥等。經(jīng)查閱，國內(nèi)鋼制球閥標(biāo)準(zhǔn)的基本框架是由范圍、一般要求、結(jié)構(gòu)要求、性能要求以及其他特殊要求組成，相應(yīng)的關(guān)鍵指標(biāo)有壓力-溫度額定值、壁厚、閥體、球體、閥桿、壓力試驗(yàn)等指標(biāo)。

表1 適用范圍

表2 各標(biāo)準(zhǔn)閥體壁厚對照 mm

2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 12237-2007，石油、石化及相關(guān)工業(yè)用的鋼制球閥。

GB/T 21385-2008，金屬密封球閥。

ISO 7121：2016， 通用工業(yè)用鋼制球閥（Steel ball valves for general-purpose industrial applications）。

API 608-2012，法蘭、螺紋和焊接連接的金屬球閥（Metal Ball Valves-Flanged,Threaded and Welding Ends）。

BS 5351：1986，石油、石化及相關(guān)工業(yè)用鋼制球閥（Steel ball valves for the petroleum,petrochemical and allied industries）。

3 對比分析

3.1 適用范圍

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍如表1 所示。

3.2 壓力-溫度額定值

API 608、GB/T 12237 規(guī)定了球閥殼體、閥座和密封件的壓力-溫度額定值；GB/T 21385 中規(guī)定球閥殼體的壓力-溫度額定值按GB/T 12224 的規(guī)定，并說明閥座、閥桿及閥體連接密封處等非金屬件受溫度的影響，會限制球閥的壓力-溫度額定值；ISO 7121 中規(guī)定球閥殼體的壓力-溫度額定值應(yīng)符合ISO 7005/1 中相應(yīng)材料規(guī)定，但可能會受到某些閥座材料壓力-溫度范圍的限制。BS 5351 中對壓力-溫度額定值未明確要求。

3.3 結(jié)構(gòu)要求

國 內(nèi) 標(biāo) 準(zhǔn)GB/T 26640 和GB/T 12224（ 參 考ASME B16.34 編制）專門或單獨(dú)章節(jié)規(guī)定閥體的最小壁厚， GB/T 12237、GB/T 21385 最小壁厚均按GB/T 12224 的規(guī)定；API 608 也規(guī)定了最小壁厚要求應(yīng)按ASME B16.34 的規(guī)定，以DN200、PN16 為例，各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壁厚大小如表2 所示。從表中看出國內(nèi)球閥標(biāo)準(zhǔn)的最小壁厚以GB/T 12224 為主，GB/T 26640 中規(guī)定的最小壁厚相對保守。

GB/T 12237、GB/T 21385、API 608、BS 5351 中對球體的要求是除非買方許可，球體應(yīng)為實(shí)心球且球體的通道應(yīng)是圓形。ISO 7121 中僅要求球體的通道應(yīng)是圓形，未對是否實(shí)心作規(guī)定。

GB/T 12237、GB/T 21385、API 608、BS 5351、ISO 7121 中對閥桿結(jié)構(gòu)均做防脫要求。

3.4 壓力試驗(yàn)

世界各國都制有閥門通用的壓力試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。從壓力試驗(yàn)規(guī)范的內(nèi)容和形式看,可將這些標(biāo)準(zhǔn)分成兩個體系。GB/T 13927《工業(yè)閥門 壓力試驗(yàn)》、GB/T 26480《閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)》、ISO 5208《工業(yè)閥門-金屬閥門的壓力試驗(yàn)》、API 598《閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)》、MSS SP61《鋼制閥門的壓力試驗(yàn)》、NF 87-401《石油工業(yè)用閥門的試驗(yàn)和驗(yàn)收檢查》都明確規(guī)定了閥門的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)介質(zhì)、保持壓力的最短持續(xù)時間以及允許泄漏量。這些標(biāo)準(zhǔn)主要分成2 大體系，一個是以ISO 5208 為主導(dǎo)的工業(yè)閥門壓力試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系，如MSS SP61、GB/T 13927 等，我國GB/T 13927 標(biāo)準(zhǔn)修改采用ISO 5208 編制而成；一個是以以API 598 石油、石化類產(chǎn)品壓力試驗(yàn)為主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)體系，如NF 87-401、GB/T 26480 等，我國GB/T 26480 為修改采用API 598 編制而成。

球閥的試驗(yàn)主要包括3 個項(xiàng)目，殼體試驗(yàn)、低壓密封試驗(yàn)和高壓密封試驗(yàn)。GB/T 12237 中的壓力試驗(yàn)按GB/T 26480，GB/T 21385 中的壓力試驗(yàn)按GB/T 13927，ISO 7121中的壓力試驗(yàn)按ISO 5208，API 608 中的壓力試驗(yàn)按API 598，具體的試驗(yàn)項(xiàng)目如表3、4 所示。

表3 GB/T 13927(ISO 5208)壓力試驗(yàn)項(xiàng)目要求

4 結(jié)語

本文列出鋼制球閥標(biāo)準(zhǔn)的幾項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，通過對比可以看到我國鋼制球閥標(biāo)準(zhǔn)基本采用了國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)編制而成，各項(xiàng)指標(biāo)的要求基本與國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)保持一致，隨著社會的發(fā)展，這將為企業(yè)的生產(chǎn)帶來便利。

表4 GB/T 26480(API 598)壓力試驗(yàn)項(xiàng)目要求