工业制冷装置用截止阀标准的对比与分析

台州龙江化工机械科技有限公司□熊从贵

台州市特种设备监督检验中心□胡家扬 陈灵江

阀门是管道系统的基本组成部件，是用于控制管道系统中流体的流量以及流向的机械装置，广泛应用于国民经济的各个领域。由于管道系统中流体的压力、温度和物理性质不同，对流体的控制要求和使用要求也不相同，因此阀门又分为很多品种和结构，如截止阀、球阀、闸阀、减压阀、安全阀、止回阀等。

无论是什么领域，在管道系统中众多的阀门里，截止阀的应用数量是最多的，在工业制冷装置中也是一样。截止阀是使阀门前后的管道系统中的流体切断或者连通，同时具有调节流量的作用。截止阀除了能够承受流体工作温度下的压力载荷外，还要求在切断时能密而不漏，在连通时具有较小的压降。

1 工业制冷装置阀门标准对比分析

（1）适用范围

目前适用于工业制冷装置的截止阀标准，主要有GB/T 26478—2011《氨用截止阀和升降式止回阀》和JB/T 7245—2017《制冷系统用钢制、铁制制冷剂截止阀和升降式止回阀》，两者适用范围的对比见表1。

表1 阀门适用范围标准对比

JB/T 7245—2017适用的介质、公称压力、温度和公称直径都比GB/T 26478—2011更广泛，JB/T 7245—2017的适用范围基本涵盖了目前工业制冷装置用截止阀的需求。

（2） 结构

阀门结构要求的对比见表2。

1） JB/T 7245—2017 和 GB/T 26478—2011对阀体和阀盖规定的加工方法一致，都可以采用铸造、锻造或组焊。

表2 阀门结构要求标准对比

2）JB/T 7245—2017 和 GB/T 26478—2011对阀门的结构要求也基本相同，但JB/T 7245—2017对于阀门安全使用方面的规定更多。如：阀体与阀盖采用螺纹连接时，应保证在去除锁紧装置前阀盖无法被旋出的结构要求，能防止阀门在线使用时因误操作而发生安全事故；截止阀能在工作压力下进行填料的紧固和更换，更换填料时能防止阀杆旋出的结构要求，有利于阀门的在线维护，延长阀门的在线安全使用周期；对于手动截止阀配备密封阀帽的结构要求，为阀杆的填料密封增加了保障措施，为防止阀杆处的介质泄漏增加了一道安全防线。

（3） 材料

阀门材料要求的对比见表3。

表3 阀门材料要求标准对比

1）对于阀门的材料要求，两者的最大区别在于GB/T 26478—2011给出了灰铸铁阀门、球墨铸铁阀门、流体管件焊接阀门、钢制阀门、WCB、WCC及LCB、LCC材料的使用压力和温度范围，而JB/T 7245—2017则是引用了阀门材料的相应标准；

2）GB/T 26478—2011对于钢制阀门的规定不具体，从材料的分类来讲，流体管件焊接阀门、CB、WCC及LCB、LCC材料制造的阀门也都是钢制阀门，标准中的规定让标准应用者不知道标准中所提及的钢制阀门到底是什么阀门；

3）应特别注意的是GB/T 26478—2011中球墨铸铁的使用温度下限与TSG D 0001—2009《压力管道安全技术监察规程——工业管理》规定的球墨铸铁的使用温度应高于-20℃相抵触；

4）JB/T 7245—2017规定了阀体、阀盖、阀杆是阀门的主体材料，应提供材料的化学成分与力学性能的合格证明，但是GB/T 26478—2011中没有类似的规定。

（4） 压力试验

阀门压力试验要求的对比见表4。

表4 阀门压力试验要求标准对比

1）GB/T 26478—2011的耐压试验和密封试验所规定的试验介质都是水或空气，JB/T 7245—2017则规定耐压试验的试验介质为水或空气，JB/T 7245—2017则规定耐压试验的试验介质为水或空气，密封试验的试验介质为空气。对于制冷装置用截止阀，使用的介质都具有较强的渗透性，密封试验的试验介质应采用空气或具有更强渗透性的惰性气体，才能获得较好的试验效果；

2）GB/T 26478—2011根据不同的阀门规格确定保压时间，阀门的规格越大，保压时间越长，JB/T 7245—2017则采用相同的保压时间。阀门较大时，延长保压时间让试验人员有足够的时间进行检查，是比较合理的；

3）JB/T 7245—2017虽然增加了阀门的密封试验抽查，但是对上密封试验进行抽查，不如GB/T 26478—2011要求100%进行上密封试验合理。既然JB/T 7245—2017要求截止阀能在工作压力下进行填料的紧固和更换，对上密封性能的要求就更高，为了确保能够实现这一技术要求，理应100%对上密封进行试验。

（5）其他性能试验

对阀门其他性能试验要求的对比见表5。

表5 阀门其他性能试验要求标准对比

JB/T 7245—2017与GB/T 26478—2011相比，增加了耐高温试验、耐低温试验、流通能力试验、耐用性试验、耐振动试验和启闭寿命试验的型式试验项目，对提高阀门的性能起到一定的促进作用。

2 工业制冷装置用阀门存在的问题

（1） 材料

材料的质量直接关系到阀门是否能安全使用，工业制冷装置用截止阀应用于不同的制冷系统，由于流体温度不同，对阀门承压元件的材料有不同的要求。目前，各个标准对阀门材料的要求存在不一致，如何处理这些差异，对正确选择阀门材料至关重要。

按照GB/T 20801.2—2006《压力管道规划工业管道 第2部分：材料》的规定，制冷系统中常用的符合GB/T 8163—2018《输送流体用无缝钢管》、GB 9948—2013《石油裂化用无缝钢管》标准的20#流体无缝钢管，在非低温低应力工况下，厚度≤2.5mm的最低使用温度为-46℃；低温低应力工况下，最低使用温度为-101℃。

GB/T 20801.2—2006还规定钢管厚度>2.5mm的，母材、热影响区、焊缝金属分别经-46℃的V形缺口低温冲击试验 （三个10mm×10mm×55mm的标准试样的冲击功平均值不小于18J，单个试样的最低冲击功不小于14J）合格后也可用于最低温度-46℃。

台州市特种设备监督检验中心用φ219mm×8mm的20#流体无缝钢管母材、手工电弧焊焊缝、氩弧焊焊缝制备 （10mm×5mm×55mm，采用小试样时，冲击合格标准按试样宽度的比例降低）的试样进行大量的冲击试验，根据汪文超著 《氨制冷管道低温冲击韧性试验研究》提供的数据曲线图，将20#无缝钢管母材、手工电弧焊焊缝、氩弧焊焊缝的冲击试验值换算成标准试验的冲击试验值后，母材-45℃的冲击试验值小于10J、手工电弧焊焊缝-45℃的冲击试验值小于7J、氩弧焊焊缝-45℃的冲击试验值小于15J，试验结果与GB/T 20801.2—2006的规定存在较大差距，也可能与试验所选用的管壁厚度较大有关，还需要进一步试验验证。

（2）阀门的质量证明文件

GB/T 20801.2—2006规定阀门的质量证明文件应包括产品合格证和质量证明书，其中产品合格证一般应包括产品名称、编号、规格型号、执行标准等内容，同时还规定了产品合格证的具体格式。阀门的产品质量证明书除包含产品合格证的内容外，还应包括主要承压元件 （阀体、阀盖、阀杆）材料化学成分及力学性能、热处理状态、无损检测结果、耐压试验结果、产品标准或合同规定的其他检验项目、外协件的质量证明。产品合格证和质量证明书应有阀门制造单位检验人员和质保工程师的签章。

阀门应逐件采用标志进行标记，标志内容一般应包括制造单位代号或商标、许可标志、材料（牌号、规格、炉批号）、产品编号等，产品规格较小 （≤DN40），无法标记全部内容的，可以采用标签或者省略部分内容，原则上应能从产品标志追溯到产品质量证明文件、

JB/T 7245—2017 与 GB/T 26478—2011都应符合GB/T 20801.2—2006的规定，即使JB/T 7245—2017与 GB/T 26478—2011中有与GB/T 20801.2—2006不一致的规定，阀门制造单位也应按照GB/T 20801.2—2006的规定执行，如果采购单位发现阀门的质量证明文件有不符合GB/T 20801.2—2006规定的，有权要求制造单位及时整改。

3 阀门选用注意事项

（1）允许的最低工作温度

经过上面的标准对比和分析，发现相关规范和产品标准对各种材料的允许最低工作温度存在较大差异，根据惯例，实际执行时应以较严格的要求为准。结合工业制冷装置用阀门的特有工况，可以分为最低工作温度≥-29℃、≥-46℃和>-60℃三档，按照相应材料的规定可选用的阀门材料可参考表6。

表6 阀门最低使用温度下可选用的主体材料

（2）低温钢阀门的焊接

1）焊后热处理

GB/T 20801.4-2006《压力管道规范 工业管道 第4部分：制作与安装》规定，有应力腐蚀倾向的焊接接头应进行焊后热处理。对于异种钢焊接接头应按照热处理要求较高者确定是否进行焊后热处理，对于氨制冷装置用阀门不应采用强度等级大于或等于16Mn的材料加工焊接阀。也不宜选用LCC材料加工的焊接阀，因为LCC材料的抗拉强度上限为665MPa，其抗拉强度值有可能超过630MPa而存在液氨应力腐蚀风险。

2）焊接工艺评定

LCB、LCC、LC1分别对应的中国材料牌号为 ZG25Mn、ZG20SiMn、ZG20MnMo， 这些材料均未列入NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》的母材分类分组表，其公称成分也不在 “母材分类分组表”的范围内，安装单位应按照NB/T 47014—2011的规定对每个钢号分别进行焊接工艺评定。

4 结束语

目前，虽然我国制冷装置用截止阀的产品标准只有两部，但仍有标准条款存在不一致或与国家规范相互抵触的情况，正确理解标准和规范的内容是正确选择制冷装置用阀门的前提。本文对现行的两部制冷装置用截止阀标准进行了对比分析，指出了在材料方面、质量证明文件方面存在的问题，以及在选用阀门时应注意阀门的材料是否能够满足最低工作温度的要求和焊接要求，以供同行参考。