我国的石油、化工、电力、机械等工业都是 20 世纪 50 年代沿前苏联的模式发展起来的,因此,工艺装置所采用的管路附件(如阀门、法兰及法兰管件等),也是参照前苏联标准生产的。所以,前苏联标准采用的机械、石油化工用管路附件,在我国早已形成体系,有很长的使用历史。JB 标准的法兰和阀门在管路设计中已应用了几十年,特别是一些老装置的更新、改造都需要一些相匹配的管路附件,短时期无法淘汰,需要进行长期过度。
改革开放以来,我国引进了许多大中型石化装置,这些引进装置大多是采用欧美技术,其管路阀门大多数采用的是美国 ASME、API 标准,德国 DIN 标准,英国 BS 标准等。目前国内已有相当数量的阀门厂可以按国外标准生产相应的阀门。但是,JB 阀门存在着许多问题,因此国外阀门,尤其是 API 阀门在国内的生产及推广应用,所具有的优越性能越来越明显。
API 阀门与 JB 阀门的性能比较
- API 标准阀门结构长度较短,阀门占用空间小,重量轻,而 JB 阀门结构长度长,闸板和支架结构不尽合理。API 阀门多采用弹性闸板结构,密封效果好,减少内漏,此外,弹性闸板还能避免过紧和因热胀引起的卡死现象。
- JB 标准阀门一种型号代表一种固定类型,而标准所提供的型号十分有限,用户稍做改动,制造厂即认为是非标阀门,提出加价或延期交货,如设计根据操作条件改变阀门密封副或填料结构,制造厂即认为非标,而 API 标准不存在问题
- 用户使用表明,JB 阀门容易内漏和外漏,寿命短,操作不方便,选择范围窄,而 API 阀门可克服这些不足。
- API 阀门有质量论证机构,可以有效保证阀门质量,且 API 标准对阀门的机构、材料、试验及检验都有详细规定,制造厂及用户容易使用。
另外,1989 年我国又推出一套 GB 阀门标准,但这套标准并没有广泛推广应用,与之配对的法兰为所谓的“大外径”系列,且 GB 阀门与 JB 阀门的温压曲线又不相同,二者不能匹配使用;GB 阀门标准体系不够完善,它采用 GB9131 规定的温压曲线,而 GB9131 标准所列材料较少,限制了其使用。目前,国内市场上的阀门品种繁多,各种阀门标准处于新老交替的过度时期,大量 JB 标准的阀门仍在生产,GB 标准的阀门相继问世,此外还有大量按国外如 API STD.600、API STD.602、API STD 6D、ASME/ANSI B 16.34、JBI-7S-36、BS5352、E101 等生产的阀门,可满足不同的需要。
阀门及管件的匹配
由于阀门是安装在管道中,因此,先介绍一下我国目前选用管法兰及配管系列标准。目前,国际上管法兰标准概括起来主要春在着两个体系:即欧洲法兰体系和美洲法兰体系。欧洲法兰体系以德国和前苏联管法兰为代表;美洲法兰体系美国ANSI管法兰为代表;这两个体系的法兰尺寸彼此不能互换。
我国的石油化工大多是 20 世纪 50 年代按前苏联模式建立起来,因此,JB 标准系列靠近欧洲法兰体系。目前,我国钢管标准存在着两套外径系列的管子规格,一套为“小外径”管;另一套外“大外径”管。石油、化工装置常用的阀门法兰公称直径及匹配的管子系列尺寸见《表 1》所示。所谓“大、小外径管”的含义是指在相同管道公称通径的前提下,管道附件(阀门、法兰、管件)所需要管子外径尺寸的大小而言,尺寸大的叫“大外径“管;尺寸小的叫”小外径“管。例如:管道公称通径外 DN150 的法兰既可以选用外径为 Φ168 的管子又可以选用管子外径为 Φ159 的钢管;选用前者为大外径系列钢管,选用后者为小外径系列钢管。
表 1
公称压力 |
匹配管子外径 |
公称压力 |
匹配管子外径 |
大外径系列外径 |
小外径系列外径 |
大外径系列外径 |
小外径系列外径 |
DN15 |
Φ22 |
Φ18 |
DN125 |
Φ140 |
Φ133 |
DN20 |
Φ27 |
Φ25 |
DN150 |
Φ168 |
Φ159 |
DN25 |
Φ34 |
Φ32 |
DN200 |
Φ219 |
Φ219 |
DN32 |
Φ42 |
Φ38 |
DN250 |
Φ273 |
Φ273 |
DN40 |
Φ48 |
Φ45 |
DN300 |
Φ324 |
Φ325 |
DN50 |
Φ60 |
Φ57 |
DN350 |
Φ356 |
Φ377 |
DN65 |
Φ76 |
Φ73 |
DN400 |
Φ406 |
Φ426 |
DN80 |
Φ89 |
Φ89 |
DN450 |
Φ457 |
Φ480 |
DN100 |
Φ114 |
Φ108 |
DN500 |
Φ508 |
Φ530 |
针对目前存在的标准体系的差异,为了便于更好地选用阀门及进行管路附件匹配,现将几种常用的标准体系选择匹配表列出,见《表 2》,供选用时参考。
表 2
管件名称 |
小外径系列 |
大外径系列 |
JB 标准 |
HGJ 标准 |
SH 标准 |
GB 标准 |
ANSI 标准 |
阀门 |
JB 系列 |
JB 系列 |
API 600 API 602 API 603 API 608 API 609 API 594 |
GB 12232~12247 |
API 600 API 602 API 603 API 608 API 609 API 594 |
法兰 |
JB/T 74~86 |
HGJ 44~68 |
SJ 3406 |
GB 9112~9131 |
ANSI B16.5 |
垫片 |
JB/T 87 JB/T 88 JB/T 89 JB/T 90 |
HGJ 69~74 |
SH 3401 SH 3402 SH 3403 SH 3404 |
GB 539 GB/T 3985 GB 4622.1 GB 4622.2 |
ANSI B16.20 ANSI B16.21 |
紧固件、螺栓、螺母 |
GB 5780~5782 GB 41 GB 6170 |
GBJ 75 |
SH 3404 |
GB 5780~GB 5782 GB 41 GB 6170 |
ANSI B16.5 |
注:
- JB 系列阀门是指按 JB 标准生产的阀门,现在大多数阀门厂家仍按该标准生产阀门。
- GB 12232~12247 标准生产阀门并没有真正推广应用,市场上只有标准而无产品,可用相应的 API 标准阀门代替。