1.API規(guī)范6D《管道閥門》第23版發(fā)布的背景
該版本標(biāo)準(zhǔn)是ISO14313與API Spec 6D要求相互協(xié)調(diào)的結(jié)果,6D標(biāo)準(zhǔn)中引用了API標(biāo)準(zhǔn)、ASTM標(biāo)準(zhǔn)、ASME標(biāo)準(zhǔn)、NACE標(biāo)準(zhǔn)、ASNT標(biāo)準(zhǔn)和AWS標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)還引用了與之對應(yīng)的、等同的或等效的ISO標(biāo)準(zhǔn)或EN(歐盟)標(biāo)準(zhǔn),例如:
標(biāo)準(zhǔn)概要 | 美國標(biāo)準(zhǔn) | ISO或EN標(biāo)準(zhǔn) |
管線閥門 | API Spec 6D | ISO 14313 |
石油工業(yè)質(zhì)量綱要 | API Spec Q1 | ISO/TS 29001 |
金屬材料抗硫標(biāo)準(zhǔn) | NACE MR 0175 | ISO 15156 |
金屬材料CVN試驗(yàn) | ASTM A370 | ISO 148-1 |
非密封管螺紋 | ASME B1.20.1 | ISO 228-1 |
焊接工藝和焊工技能評定 | ASME BPVC-IX | ISO 9606-1 EN 287-1 |
NDE人員資格評定 | ASNT SNT-TC-1A | ISO 9712 |
鋼產(chǎn)品檢驗(yàn)證書 | EN 10204 | ISO 10474 |
閥門防火試驗(yàn) | API Std. 607 | ISO 10497 |
焊接工藝評定 | ASME BPVC-Ⅸ | ISO 15607 |
焊接工藝評定 | ASME BPVC-Ⅸ | ISO 15609 |
焊接工藝評定 | ASME BPVC-Ⅸ | ISO 15614-1 |
焊接MPI接收水平 | ASME BPVC-Ⅷ-1 | ISO 23278 |
焊接PT接收水平 | ASME BPVC-Ⅷ-1 | ISO 23277 |
閥門材料壓力-溫度等級 | ASME B16.34 | EN 1092-1 |
法蘭連接 | ASME B16.5 | EN 1092-1 |
2.閥門類型和規(guī)格的變化
6D第23版中包含如下結(jié)構(gòu)和類型的閥門,其中,增加了活塞式和軸流式止回閥,并增加了Class 900 Lb的DN 38~48”、Class l500 Lb的DN18~36”和Class 2500 Lb的DN 14~20”。
類型 | 球閥 | 閘閥 | 止回閥 | 旋塞閥 | ||||
結(jié)構(gòu) 型式 分類 |
閥 體 結(jié) 構(gòu) |
上裝式 | 閘 板 結(jié) 構(gòu) |
膨脹式 | 閥 瓣 結(jié) 構(gòu) |
旋啟式 | 無 閥 座 |
潤滑式 |
三片式 (對夾式) |
平閘板/ 帶導(dǎo)流孔 |
軸流式 | 非潤滑式 | |||||
焊接式 | 平閘板/不 帶導(dǎo)流孔 |
活塞式 | 有 閥 座 |
金屬襯套 | ||||
球 體 |
浮動球 | 閥 桿 結(jié) 構(gòu) |
楔式 | 閥 瓣 數(shù) 重 |
單閥瓣 | 非金屬襯里 | ||
固定球 | 眀桿 | 雙閥瓣 | 流 道 孔 |
文丘里孔 | ||||
暗桿 | 多閥瓣 | 圓孔 | ||||||
閥 體 |
法蘭式 | |||||||
對夾式 |
6D標(biāo)準(zhǔn)中的圖例僅是示意圖,幫助標(biāo)準(zhǔn)使用者理解標(biāo)準(zhǔn),某些類型和結(jié)構(gòu)的閥門未列入其中;所有類型的閥門均有全通徑和縮徑之分;以上分類主要是依據(jù)閥門結(jié)構(gòu)形式分類,當(dāng)然,也可以進(jìn)行其他分類,如閥門端部連接形式等。
3.設(shè)計(jì)和計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)
API規(guī)范6D第22版沒有強(qiáng)制性規(guī)定承壓元件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、予以考慮的載荷以及設(shè)計(jì)許用應(yīng)力,而6D第23版則作出了強(qiáng)制性的規(guī)定如下:
(1)承壓元件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,如ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范第8卷第1分冊、或ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范第8卷第2分冊、ASME B16.34、EN 12516—1和EN 13445—3等。
(2)承壓元件的設(shè)計(jì)載荷應(yīng)考慮管道壓力載荷、管道安裝載荷和閥門操作力等。
(3)承壓元件的設(shè)計(jì)許用應(yīng)力應(yīng)與所選擇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相一致。
6D規(guī)范也給設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的選擇提供極大的空間——制造商與采購方協(xié)商確定,即只要購買方同意,與上述標(biāo)準(zhǔn)等效的中國或其他國家和組織的標(biāo)準(zhǔn)也可選用,同時(shí),購買方要對其確定選用標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性、可靠性、權(quán)威性承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任和風(fēng)險(xiǎn)。
6D規(guī)范也同時(shí)兼顧并協(xié)調(diào)了歐盟承壓設(shè)備指令PED/97/23/EC的要求,將承壓設(shè)備指令規(guī)定的閥門殼體靜水壓試驗(yàn)壓提高到1.5倍的設(shè)計(jì)壓力。
某些設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),如ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范第8卷規(guī)定了相應(yīng)的和特定的制造和試驗(yàn)(包括NDE)要求。
6D第23版中的承壓元件(Pressure—Containing Elements)應(yīng)包括承壓件(Pressure—Containing Parts)和承壓緊固件,即應(yīng)依據(jù)ASME B16.34等國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)對承壓件閥體進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的同時(shí),還依據(jù) ASME B16.34等國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)對承壓緊固件如閥體與閥蓋連接的螺栓進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
4.壓力——溫度等級的確定存在如下幾種情況:
有表3中兩種額定壓力
公稱壓力PN(bar) | 20 | 50 | 64 | 100 | 150 | 250 | 420 |
ASME 額定等級 Class(Lb) |
150 | 300 | 400 | 600 | 900 | 1500 | 2500 |
壓力-溫度等級的確存在如下幾種情況:
(1)對于標(biāo)準(zhǔn)PN的壓力——溫度等級,應(yīng)依據(jù)EN 1092—1標(biāo)準(zhǔn)中適當(dāng)材料組別的額定值表來確定;
(2)對于標(biāo)準(zhǔn)Class的壓力——溫度等級,應(yīng)依據(jù)ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)中適當(dāng)材料組別的額定值表來確定;
(3)若客戶規(guī)定的中間設(shè)計(jì)壓力和溫度,應(yīng)采用線性插入法來確定壓力——溫度等級;
(4)未在EN 1092—l和ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)覆蓋材料的壓力——溫度等級,應(yīng)按照適用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)材料性能來確定。
例如,ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)已刪除了額定壓力Class 400Lb,所以若客戶指定閥門額定壓力Class 400 Lb,則閥門的壓力——溫度等級應(yīng)采用線性插入法來確定。
5.閥門操作
6D標(biāo)準(zhǔn)要求閥門制造商向采購方提供如下閥門參數(shù),其意圖如表4所列。
閥門參數(shù) | 意圖 | 備注 |
流量系數(shù)Cv或Kv | 計(jì)算整個管線系統(tǒng)的流量系數(shù),以便確定管線輸送系統(tǒng)中增壓泵和電機(jī)的功率、輸電變壓器和輸電線路的電力容量。 | |
新閥門的開啟力或力矩 | 作為配置、選型閥門驅(qū)動裝置的依據(jù)。 | |
閥門上最大閥桿開啟力或力矩 | 作為配置、選型閥門驅(qū)動裝置的依據(jù),確定并限制驅(qū)動裝置的最大操作力或力矩,防止過大配置的驅(qū)動裝置損壞閥門驅(qū)動鏈,包括閥桿零件。 | |
手動操作閥門的操作圈數(shù) | 作為配置、選型閥門驅(qū)動裝置的依據(jù)。 | 新要求 |
6.閥門材料
6D第23版更加明確地要求閥門制造商應(yīng)制定、發(fā)布金屬承壓件和控壓件的書面材料規(guī)范。作為最低要求,該書面材料規(guī)范應(yīng)規(guī)定化學(xué)成分、碳當(dāng)量(如焊接端閥體)、熱處理方法和程序、機(jī)械性能(抗拉性能、夏比沖擊性能和硬度)、材料試驗(yàn)要求和材料合格證明等要求。此外,必要時(shí),還應(yīng)規(guī)定金相試驗(yàn)和耐腐蝕試驗(yàn)要求。承壓件的材料應(yīng)依據(jù)制造商與采購方協(xié)商的EN 1092—1或ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)或其他國際公認(rèn)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇,或依據(jù)制造商與采購方的協(xié)議選擇材料。
標(biāo)準(zhǔn)特別對焊接端的承壓件材料化學(xué)成分進(jìn)行了規(guī)定,其目的是確保閥門承壓件與管道連接的可焊性并防止焊接產(chǎn)生的熱量可能對材料性能(如奧氏體不銹鋼的耐蝕性)的影響。
對焊接端的碳鋼承壓件,其化學(xué)成分要求有所提高:
6D版本 | 最大C% | 最大 S% |
最大 P% |
最大CE% | ||
熔煉分析 | 產(chǎn)品分析 | 熔煉分析 | 產(chǎn)品分析 | |||
22 | 0.23 | 0.25 | 無要求 | 無要求 | 0.43 | 0.45 |
23 | 0.23 | 0.23 | 0.035 | 0.035 | 0.43 | 0.43 |
對焊接端的奧氏體不銹鋼承壓件,其化學(xué)成分要求有所變化:
6D版本 | 情形1 | 情形2:Nb或Nb+Ta穩(wěn)定化處理 | ||
最大C% | 最大C% | Nb% | (Nb+Ta)% | |
22 | 0.03 | 0.08 | ≥10XC% | ≥8XC% |
23 | 0.03 | 0.08 | 材料穩(wěn)定化處理,無穩(wěn)定化元素要求 |
6D第23版雖沒有規(guī)定穩(wěn)定化元素含量要求,要求似乎放寬了;但從實(shí)際控制來看,標(biāo)準(zhǔn)要求并沒有降低,即不管是否添加穩(wěn)定化元素及添加量,必須確保材料金相組織穩(wěn)定化;而6D第22版僅要求添加穩(wěn)定化元素的含量,至于穩(wěn)定化效果的要求則沒有明確規(guī)定。
7.焊接
6D標(biāo)準(zhǔn)要求的焊接包括承壓件和控壓件的焊接和補(bǔ)焊,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了焊接工藝規(guī)范(WPS)、焊接工藝評定(PQR)和焊工技能評定(WPQ)要求及其變化如下表所述。
6D版本 | 焊接工藝評定(PQR)要求 | 焊工技能評定(WPQ)要求 |
22 | ASME Ⅸ或EN 288-3及6D要求的沖擊/硬度試驗(yàn) | ASME Ⅸ或EN 287-1 |
23 | ISO 15607或ISO 15609或ISO 15614-1或ASME Ⅸ及6D要求的沖擊/硬度試驗(yàn) | ISO 9606-1或ASME Ⅸ或EN287-1 |
6D版本 | 試樣 | 試驗(yàn)方法 | 試樣尺寸 斷口形式 試驗(yàn)溫度 |
沖擊值CVN(J) | ||
SMYS (MPa) |
平均最小 | 單個最小 | ||||
22 | WM/HAZ | ISO 148或 ASTM A370 |
全尺寸10X10X55 CVN 最低設(shè)計(jì)溫度 |
≤586 587-688 ≥689 |
20 27 34 |
16 20 25 |
23 | WM/HAZ | ISO 148-1或 ASTM A370 |
全尺寸10X10X55 CVN 最低設(shè)計(jì)溫度 |
<586 587-689 >689 |
20 27 34 |
16 21 26 |
6D版本 | 試驗(yàn)位置 | 試驗(yàn)方法 | 硬度合格要求 |
22 | BM/WM/HAZ | 標(biāo)準(zhǔn):HRC或HV10 | MACE MR 0175 |
23 | BM/WM/HAZ | 標(biāo)準(zhǔn):HV5或HV10 協(xié)議:HRC或HRB |
ISO 15156 |
6D 版本 |
補(bǔ)焊前 | 補(bǔ)焊后 | 補(bǔ)焊總要求 | |||
缺陷去 除方法 |
NDE | NDE | ||||
方法 | 接收準(zhǔn)則 | 方法 | 接收準(zhǔn)則 | |||
22 | 機(jī)械挖掘后MPI或PT | 制造商書面程序 | 制造商書面程序 | 按制造商書面程序?qū)Τ袎杭M(jìn)行MPI或PT | 制造商書面程序 | 無明確要求 |
23 | 機(jī)械挖掘后MPI或PT | 附錄A | 附錄A | 按附錄A對承壓件進(jìn)行NDE,方法與缺陷監(jiān)測同 | 附錄A | 有明確要求 |
6D第23版關(guān)于補(bǔ)焊的明確的總要求如下:
(1)輕微缺陷光滑打磨并確保最小壁厚;
(2)補(bǔ)焊應(yīng)依據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行,包括缺陷去除、焊接、熱處理、NDE和報(bào)告等要求;
(3)補(bǔ)焊長度:≤30%部分熔透焊縫長度或≤20%全熔透焊縫,且任何補(bǔ)焊長度≤50mm;
(4)若補(bǔ)焊后需熱處理,應(yīng)按適用的材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;
(5)糾正鍛件和板材制造缺陷的補(bǔ)焊應(yīng)依據(jù)制造商與采購方的協(xié)議進(jìn)行,鑄件的補(bǔ)焊應(yīng)依據(jù)適用的材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
8.無損檢測(NDE)
6D第23版標(biāo)準(zhǔn)提出了目前API會標(biāo)產(chǎn)品規(guī)范中最全面的NDE的要求,其適用于閥門產(chǎn)品所有零件的NDE,包括補(bǔ)焊。盡管標(biāo)準(zhǔn)以附錄A的形式提出NDE要求,但只要客戶提出NDE要求,該附錄要求就成為強(qiáng)制性要求,閥門制造商必須嚴(yán)格執(zhí)行。
9.術(shù)語和定義“除非另有協(xié)議”和“除非另有規(guī)定”
6D第23版中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的限制條件“除非另有協(xié)議”和“除非另有規(guī)定”,這兩個術(shù)語定義其含義是不一樣的。
6D第23版條款4.37除非另有規(guī)定(unless othei。wise specified)定義為(本國際標(biāo)準(zhǔn)要求的修改)除非采購方另有規(guī)定。例如,6D標(biāo)準(zhǔn)條款7.13中規(guī)定“除非另有規(guī)定,閥門關(guān)閉應(yīng)為順時(shí)針方向”,即若沒有采購方規(guī)定,閥門關(guān)閉的手輪方向必須為順時(shí)針方向,否則,就不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,并導(dǎo)致采購方拒收。
6D第23版條款4.36除非另有協(xié)議(unless otherwise agreed)定義為(本國際標(biāo)準(zhǔn)要求的修改)除非制造商與采購方對與標(biāo)準(zhǔn)不一致之處達(dá)成協(xié)議(共識)。例如,6D標(biāo)準(zhǔn)條款10.1中規(guī)定“除非另有協(xié)議,最終的NDE活動應(yīng)在熱處理之后進(jìn)行”,即若沒有采購方的同意,最終的NDE必須在熱處理之后進(jìn)行,否則,就不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,并導(dǎo)致采購方拒收。
總之,無論是“除非另有協(xié)議”還是“除非另有規(guī)定”,只要要求經(jīng)采購方同意或規(guī)定了,盡管這些要求偏離標(biāo)準(zhǔn)要求,也會成為法律責(zé)任要求,制造商必須強(qiáng)制性地履行。
另外,標(biāo)準(zhǔn)中還經(jīng)常出現(xiàn)“若采購方規(guī)定”(if specifled by the purchaser)一詞。“若采購方規(guī)定”意味著標(biāo)準(zhǔn)的某些要求成為強(qiáng)制性要求。例如,6D 標(biāo)準(zhǔn)附錄A.1條款規(guī)定“若采購方規(guī)定,制造商應(yīng)執(zhí)行本附錄規(guī)定NDE要求”,附錄A的要求就成為強(qiáng)制性要求。所以,附錄A是強(qiáng)制性附錄–Annex A(Normativc)。
10.6D標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢
6D第23版已較以前版本提高了兼容性。在標(biāo)準(zhǔn)的互認(rèn)方面,它認(rèn)可并協(xié)調(diào)丫ISO和EN標(biāo)準(zhǔn),包括沒汁標(biāo)準(zhǔn)、材料標(biāo)準(zhǔn)、焊接標(biāo)準(zhǔn)和NDE標(biāo)準(zhǔn)。以后還會有更多ISO和EN標(biāo)準(zhǔn)被引用協(xié)調(diào)到標(biāo)準(zhǔn)中,成為標(biāo)準(zhǔn)的組成部分。
6D第23版也給采購方提供了更大的采購選擇空間,制造商也有更大的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)選擇的自由,如標(biāo)準(zhǔn)允許采用ISO、EN、ASME等不同體系的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、材料標(biāo)準(zhǔn)、焊接標(biāo)準(zhǔn)和NDE標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)在沒計(jì)章節(jié)中提出了“承壓元件的設(shè)計(jì)和計(jì)算應(yīng)依據(jù)國際公認(rèn)的沒計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)……標(biāo)準(zhǔn)的選擇心依據(jù)協(xié)議”和“未被ASME B16.34和EN 1092—l覆蓋的材料的壓力——溫度等級應(yīng)依據(jù)適用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中材料性能來確定”,那么什么是國際公認(rèn)的設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn),中國國家標(biāo)準(zhǔn)是國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)嗎?采購方可以選擇中國標(biāo)準(zhǔn)或發(fā)展中國家的標(biāo)準(zhǔn)嗎?我認(rèn)為是可行的,即采購方可以選擇他(她)們認(rèn)可國家標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。既然設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以是發(fā)展中國家標(biāo)準(zhǔn),其所包含的承壓件材料也可以被采購方所認(rèn)可。當(dāng)然,采購方應(yīng)為他(她)們的選擇權(quán)利承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任和風(fēng)險(xiǎn),所以,我也建議采購方謹(jǐn)慎從事。
API也適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化的大趨勢,提高標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。標(biāo)準(zhǔn)的生命力在于其應(yīng)用的廣泛性,只有兼容性好了,其廣泛性才更高。未來的API標(biāo)準(zhǔn)僅提供一種基本要求的框架,而給采購方和制造商提供更大的自由空間。有部電視劇叫《我的婚姻我做主》,那么經(jīng)濟(jì)全球化的采購也是“我的采購我做主”,最終還是需要采購方權(quán)衡做主的責(zé)任和風(fēng)險(xiǎn)有多大!本文僅是個人觀點(diǎn),凡表述和理解與標(biāo)準(zhǔn)不一致之處,均以標(biāo)準(zhǔn)原文為準(zhǔn)。
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