管线球阀设计的重大变革
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用函数表达来解读: 阀体强度(壁厚)=f(材料,压力,温
度,口径,结构形式,阀门类别,外部载 荷)
阀体的壁厚=F(Class,口径)。 阀门的设计,制造按Class(磅级)和口 径来分类。——阀门标准化设计。
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但是,问题有它的两面性。这样 一个不考虑阀门种类,阀体的结构型 式,一个组别内材料的不同强度给出 的最小壁厚,是一个“保守上限值”。 这一值对中小阀门影响不大,随着口 径增大,压力等级提高,材料的消耗 增加很大。
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B16.34与API 6D不存在紧密的关联。 API 6D标准与API 6D的阀门在B 16.34,
1978年正式颁布之前,已经使用了三十年。 1978年以后,B 16.34作为API 6D的一个引
用标准。 2008年之前的API 6D标准中,没有具体指
出引用B 16.34的具体章节。 B16.34引言中提出,本标准可能不适合于
这是经过近40年两个标准的相 互影响、渗透,形成的一个新的认 识,形成一个新的标准条款
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B16.34的发展历史
ß ASME B16.34是由美国机械工程师 学会(ASME)制定,并由美国国家 标准学会(ANSI)批准;
ß API 6D是美国石油学会(API)制 定,并由美国国家标准学会(ANSI) 批准;
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某些国外的阀门制造商把B16.34作为产 品的设计标准,不准确的引用B16.34的某 些章节。
国内的阀门制造业,全面执行B16.34的 设计标准,并在某些标准中把B16.34的最 小壁厚作为强制执行的标准。列入TS认证。
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提供了一个保守的“上限值”
忽略阀门种类,阀门结构型式对强度的 影响,所以标准是保守的。
对阀体局部应力的考虑,包含在材料 的安全系数,所以标准是保守的。
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提供了一个保守的“上限值” 对于同组别材料中不同材
料,不同机械性能对阀体强度 影响未予考虑,所以标准是保 守的。
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B16.34的发展历史
1999年,修订该标准,包括公制单位作为主 要的参考单位。采用最新版的ASME锅炉压力 容器规范,第Ⅱ卷D部分的数据,重新计算 所有的压力—温度等级。即2004版于2004年 2月20日由美国国家标准学会(ANSI)批准。
2007年开始修订,修改压力——温度等级, 增加新材料,所有的应符合最新版的ASME锅 炉压力容器规范,第Ⅱ卷,D部分的材料性 能。即2009版于2009年6月18日由美国国家 标准学会(ANSI)批准。
二、ASME B16.34与API6D发展的历史
第一个标准是有关螺纹的标准, 发行于1924年,至今已有500个标 准,覆盖石油工业的所有领域。 API标准是:
学会的技术权威,是一个技术中心, 代表行业的水平和提供最佳范例, 促进规程合理化, 在全世界石油领域中运行, API是美国国家标准学会(ANSI)认可
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B16.34的发展历史
1977年6月16日,由美国国家 标准学会(ANSI)批准发布 B16.34“法兰端、螺纹端、焊接 端钢制阀门”技术标准。
提出“压力—温度等级”来 规范承压壳体边界力学性能与压 力、温度材料的函数关系。
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B16.34的发展历史
1981年8月14日,美国国家标准学会批准B 16.34第二版。扩大了材料的应用范围,增 加了镍基合金。
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提供了一个保守的“上限值”
B16.34的最大贡献是简 化了阀门的设计,提供了一 个全球标准化的阀门产品。
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ß 四、ASME B16.34与API 6D的关联 与存在问题
—B16.34在2008年之前不是API 6D的设计标准; —B16.34在2008年以后是可选的设计标准 之一。
已经使用的阀门……,例如,API 6D阀门。
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例如: API 6D的阀门结构:上装式球阀和三段式 管线球阀(无阀颈阀门),它的设计不符
合B 16.34中6.1.3阀体颈部中的要求,
即:
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ß 三、B16.34标准对阀门制造业贡 献
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B16.34对阀门制造业的贡献:
历史上阀门的设计,输入: 通径D,工作压力P,工作温度t,
工作介质(决定材料),阀门类别, 阀门结构,外部载荷等
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B16.34对阀门制造业的贡献: 用表格形式建立阀体压力边界 完整性与材料、压力、温度的 关系,提出阀门磅级Class概念, 按Class来设计阀门的理念。
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一. B 16.34引言
标准明确指出,标准反映阀 门的通用要求,这一要求不适合已 经使用的API 6D管线球阀。
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一. B 16.34引言
这一引言从1978年第一版至2013年第五版 没有变化,唯一的变更是: ß 1978版—1998版,引言中含有“本引言不 是B16.34——XX版的一部分”。 ß 2013新版,取消了引言中“本引言不是 B16.34——XX版的问题是: (1)管线球阀是一个无阀颈的阀门; 上装式阀门的阀颈很短; 不符合B16.34的相关规定。 (2)B16.34提供的是一个保守的上限
值,在大口径产品设计中偏于保守 而增加阀门制造成本。
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为协调API 6D-2008版对壁厚作出变更: 在6.1.1壁厚节中提出“对于多件阀体结构,如三片
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2020/11/29
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ß一、ASME B16.34
第五版2013 引言
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一. B 16.34引言
美国国家标准旨在为制造商、用户, 以及公众之间提供一个双方约定的基 础。
美国国家标准的存在本身并不排除 不符合该标准产品的制造,销售或产 品的使用。
只有在引用本标准,作为产品的指 定标准、规范、销售合同或公共法规 时,才确定强制遵守。
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一. B 16.34引言
引言第一段说了三个内容: 1. B16.34标准是供需双方约定的基础; 2. 标准本身不排除不符合本标准的产品
制造、销售和使用; 3. 引用本标准作为产品标准,要强制遵
守。
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一. B 16.34引言
本标准必须指出,标准是反映各 行业阀门通用的某些要求,这些要求 可能不适合于某些已知用途的阀门, 它可能包含某些令人满意的成功经验 证实的产品特性。油、气产品管道中 开发和使用的相关阀门就是恰当的例 子。这些阀门符合现有的API 6D标准, 其自身就可满足联邦法规和管道安全 运行局输送部所制定的规则要求。
1985年,增加了承插焊和螺纹端阀门的要求。 1994年,采用适用于ASME《锅炉压力容器规
范》的最新材料数据,按照附录F重新计算 压力—温度等级表。并与1996年10月3日由 美国国家标准学会(ANSI)批准。
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B16.34的发展历史
1999年,修订该标准,包括公制单位作为主 要的参考单位。采用最新版的ASME锅炉压力 容器规范,第Ⅱ卷D部分的数据,重新计算 所有的压力—温度等级。即2004版于2004年 2月20日由美国国家标准学会(ANSI)批准。
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二、ASME B16.34与API6D发展的历史 ß API 6D的前身是API 5GI,发行
于1936年九月 ß 经五次修订,于1947年第五版发
行时正式更名为API 6D。至今已出 版第24版。
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B16.34的发展与演变
1969年12月,美国国家标准 B 16委员会的名称从“管道法兰 和管件标准化委员会”改为“阀 门、管件和垫片标准化委员会”, 该委员会批准成立一个分委会来 制定不同于法兰连接端的钢制阀 门的新标准的方案。
美国 Cameron API 6D,ANSI相关标准
意大利 Grove B16.34,API 6D
德国 Shuck AD 2000,API 6D
捷克 MSA
B16.34,ASME Ⅷ-(1)(2),API 6D
日本 TIX
ASME Ⅷ, API 6D
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1. Cameron,舒克,日本TIX的阀 体不满足B16.34;
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例如一个Class900,NPS 48的 球阀,德国舒克公司按AD 2000设 计的重量为为19吨,而按B16.34设 计的重量为28.5吨。所以阀门制造 业按ASME第Ⅷ卷锅炉压力容器建造 规则设计势在必行。
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国外管线球阀著名公司对B16.34标准在 样本中的表述:
式的壁厚要求”。 (C)对于多件阀体结构的阀门,如三片式球阀,其
中阀体是由主阀体和附属于它的两个左、右阀体 构成的,其内径d值确定为: (1)对于两个左、右阀体,d值应符合6.1.2节(a) 的要求。 (2)对于主阀体,d值应是主阀体的内径。如果主 阀体壁有轴向孔,无论是直通的还是部分螺纹连 接的,内外管间隙也应满足图2中f和g的尺寸要求。
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ß二、ASME B16.34与 API 6D发展的历史
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二、ASME B16.34与API6D发展的历史
API(美国石油学会)作为美国 贸易协会下属的一个机构成立于 1991年。
其任务是,向政府提供税务 建议,所属工业领域的统计,制订 行业标准。