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《船用超低温拉断阀》国家标准解读


更新时间:    发布者:国家市场监督管理总局标准技术司



一、标准编号及标准名称

GB/T 38520—2020《船用超低温拉断阀》

二、制定背景

液化天然气(LNG)船被称为造船界皇冠上的明珠之一,其运输或储存的LNG需要维持在-162℃的超低温状态下,是典型的高技术、高难度、高附加值船舶。超低温拉断阀是确保船舶LNG加注或装卸安全的重要配套装置,具有快速响应、防止介质泄漏等功能,对安全可靠性能要求极高。目前,国内已打破国外垄断并开始研制并生产船用超低温拉断阀,但与之配套的标准尚存空白,船级社认证认可也缺乏标准支撑。在国际方面,国际标准化组织船舶与海洋技术委员会液体和气体燃料船舶工作组(ISO/TC8/WG8)也将拉断阀列为明确需要制定的国际标准项目。为此,国家标准化管理委员会下达了《船用超低温拉断阀》推荐性国家标准制定计划,以满足船舶LNG加注配套产业发展需求,推动我国船用超低温拉断阀制造技术的发展。

三、标准主要内容

1.标准适用范围

本标准规定了船用超低温拉断阀的分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等内容,适用于船舶LNG加注、过驳和装卸等作业过程中使用的软管传输系统用拉断阀的设计、制造和验收。

2.技术内容

2.1产品分类

船用超低温拉断阀目前常用的主要有两种结构型式:致断螺栓式和拉索断开式,其中致断螺栓式应用较多,拉断阀两端设有单向阀,两端通过致断螺栓连接,当拉断阀受到的拉力大于致断螺栓的设定拉力值时,致断螺栓瞬间断开,单向阀在弹簧作用力下瞬间关闭,确保拉断阀不泄漏。典型结构型式如图1所示。

1—左阀体;2—弹簧;3—左阀芯;4—致断螺栓;5—右阀芯;6—右阀体。

图1致断螺栓式拉断阀典型结构示意图

拉索断开式拉断阀两端连接采用卡箍形式,内有安全销固定,拉索通过拉断安全销使卡箍脱开从而实现拉断阀脱离。典型结构型式如图2所示。

 

1—预紧弹簧;2—左阀体;3—阀芯组件;4—卡箍;5—右阀体;6—孔用档圈;

7—阀芯限位;8—密封;9—绳导向;10—绳组件;11—安全销;12—卡箍座。

图2拉索断开式拉断阀典型结构示意图

2.2基本参数

拉断阀的基本参数包括公称尺寸、公称压力、设计压力、设计温度和拉断力。对于致断螺栓式拉断阀,考虑到国内现状和技术发展趋势,本标准将致断螺栓式拉断阀公称尺寸系列确定为DN25、DN40、DN50、DN80、DN100和DN150。公称压力选定PN16,设计压力相应确定为1.6MPa。设计温度确定为-196℃~85℃。最大轴向拉断力即低温空载时的拉断力一般设定为不超过连接软管抗拉强度的2/3。

对于拉索断开式拉断阀,比致断螺栓式拉断阀规格相对较大一些,将其公称尺寸系列确定为DN25~DN250。关于公称压力、设计压力与设计温度与致断螺栓式确定依据相同。拉断力以卡箍结构中的安全销被拉断时的力为设计准则。

2.3设计与结构

由于拉断阀工作于-162℃的超低温状态,表面冰层厚度参照ISO 21593:2019《船舶与海上技术 液化天然气加注干式快速接头技术要求》的规定。防静电结构设计要求参照GB/T 24925—2010《低温阀门 技术条件》的规定。拉断阀自断开至两端完全封闭即完全关闭时间确定为一般不超过3s。

2.4壳体壁厚

关于壳体最小壁厚,DN25参照GB/T 12235—2007《石油、石化及相关工业用钢制截止阀和升降式止回阀》的要求,DN50~DN250参照GB/T 26640—2011《阀门壳体最小壁厚尺寸要求规范》的要求,与相关标准协调一致。

2.5主要零部件材料

考虑到耐腐蚀性,拉断阀壳体、阀芯等主要零部件材料选用06Cr17Ni12Mo2(316)或同等级别的奥氏体不锈钢锻件,与ISO 21593:2019《船舶与海上技术 液化天然气加注干式快速接头技术要求》协调一致。紧固件、密封件根据其适用的工作压力和温度按GB/T 24925《低温阀门 技术条件》规定的材料要求选用。

2.6性能及其试验方法

拉断阀的性能主要包括流量-压力损失、强度、常温密封性、低温密封性、低温拉断性能、拉断密封性、耐跌落性能、复位操作性能、耐低温高压冲击性能和耐火性能等。

3.其他要求

除了产品技术要求和试验方法外,本标准还规定了产品检验规则,包括型式检验和出厂检验项目、样品数量和合格判据,以及产品标志、包装、运输和贮存规定,为产品的选型和使用提供了规范指导。

四、标准意义

1.规范设计检验,为产品型式认可提供依据和指导

本标准在调研国内外船用超低温拉断阀研制技术现状和发展趋势基础上,提出了船用超低温拉断阀的基本参数、设计与结构、尺寸、外观质量、材料,性能等技术要求,并结合试验验证,提出了一套完整、详细且科学合理的性能试验方法,可作为船级社《液化天然气燃料加注船舶规范》的重要配套标准,规范指导产品的设计、制造和验收,为产品型式认可提供依据。

2.聚焦质量安全,支撑和保障产品和装备安全运营

本标准从安全角度出发,充分考虑了低温拉断阀的耐低温高压冲击性能和耐火性能和要求,规定了相应试验方法,确保在发生高压冲击和火灾等紧急情况下,拉断阀不损坏,仍能保持一定的密封性能,避免对现场人员和设备造成危害。此外,标准中还提出了拉断阀防静电结构设计,防止部分断开、被意外拉断或机械结构卡死等安全设计要求,保障了低温拉断阀的质量和使用安全。

3.瞄准国际先进,引领和推动产品质量和技术发展

本标准在制定过程中,特邀行业内技术专家和英国KLAW公司、德国ARTA公司等国外拉断阀先进制造厂商代表参与技术内容研讨及拉断阀性能试验验证,充分考虑和反映了国内外产品技术发展趋势。标准中规定的拉断阀公称尺寸规格参考了国外主要厂商的产品数据,拉断阀密封性、跌落、导电性、耐火性、耐低温高压冲击等性能要求和试验方法与《国际气体及低闪点燃料动力船舶安全规则》、ISO 21593:2019《船舶与海上技术 液化天然气加注干式快速接头技术要求》等国内外规范和标准协调一致,获得了国内外厂商代表的一致认可,达到了国际先进水平,可引导国内LNG船舶配套产业的创新发展,推动国内超低温拉断阀的研制、设备装船和出口创汇。