GB/T 21385-2008 金属密封球阀

　　ICS 23 . 060 . 10 J 16

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 21385—2008

　　金 属 密 封 球 阀

　　Metal-seatedballvalve

　　2008-02-02 发布 2008-07-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T21385—2008

　　前 言

　　本标准由中国机械工业联合会提出 。

　　本标准由全国阀门标准化技术委员会(SAC/TC 188)归 口 。

　　本标准起草单位：合肥通用机械研究院 、上海耐莱斯 · 詹姆斯伯雷阀门有限公司 、苏州纽威阀门有限公司 、浙江超达阀门股份有限公司 、上海开维喜阀门有限公司 、浙江华东阀门有限公司 、浙江五洲阀门制造有限公司 、成都成高阀门有限公司 。

　　本标准主要起草人：黄明亚 、金成波 、邬佑靖 、高开科 、邱晓来 、何伟华 、金公元 、郑祖辉 、曾品其 。

　　本标准由全国阀门标准化技术委员会负责解释 。

　　Ⅰ

　　GB/T21385—2008

　　金 属 密 封 球 阀

　　1 范围

　　本标准规定了法兰连接 、焊接连接及螺纹连接金属密封球阀(以下简称 “球阀 ”)的术语 、结构形式 、技术要求 、材料 、装配与调试 、试验方法 、检验规则 、标记 、铭牌及供货 。

　　本标准适用于公称尺寸 DN15 ~ DN600 、公称压力 PN16 ~ PN420 的球阀 。

　　2 规范性引用文件

　　下 列 文 件 中 的 条 款 通 过 本 标 准 的 引 用 而 成 为 本 标 准 的 条 款 。 凡 是 注 日 期 的 引 用 文 件 ，其 随 后所 有 的 修 改 单(不 包 括 勘 误 的 内 容)或 修 订 版 均 不 适 用 于 本 标 准 ，然 而 ，鼓 励 根 据 本 标 准 达 成 协 议的 各 方 研 究 是 否 可 使 用 这 些 文 件 的 最 新 版 本 。 凡 是 不 注 日 期 的 引用 文 件 ，其 最 新 版 本 适 用 于 本标准 。

　　GB/T 70 . 1 内六角圆柱头螺钉(GB/T 70 . 1—2000 , eqv ISO 4762:1997)

　　GB/T 196 普通螺纹 基本尺寸(GB/T 196—2003 , ISO 724:1993 , MOD)

　　GB/T 197 普通螺纹 公差(GB/T 197—2003 , ISO 965-1:1998 , MOD)

　　GB/T 228 金属材料 室温拉伸试验方法(GB/T 228—2002 , ISO 6892:1998(E) , MOD) GB/T 897 双头螺柱 bm = 1d

　　GB/T 898 双头螺柱 bm = 1 . 25d

　　GB/T 901 等长双头螺柱 B 级

　　GB/T 4622 . 3 缠绕式垫片 技术条件

　　GB/T 5782 六角头螺栓(GB/T 5782—2000 , eqv ISO 4014:1999)

　　GB/T 5783 六角头螺栓 全螺纹(GB/T 5783—2000 , eqv ISO 4017:1999)

　　GB/T 6170 1 型六角螺母(GB/T 6170—2000 , eqv ISO 4032:1999)

　　GB/T 6175 2 型六角螺母(GB/T 6175—2000 , eqv ISO 4033:1999)

　　GB/T 7306 55 °密封管螺纹(GB/T 7306—2000 , eqv ISO 7-1 :1994)

　　GB/T 9113 . 1 ~ 9113 . 4 整体钢制管法兰

　　GB/T 9124 钢制法兰 技术条件

　　GB/T 9128 钢制管法兰用金属环垫 尺寸(GB/T 9128—2003 , ISO 7483:1991 , NEQ)

　　GB/T 12220 通用阀门 标志(GB/T 12220—1989 , idt ISO 5209:1977)

　　GB/T 12221 金属阀门 结构长度(GB/T 12221—2005 , ISO 5752:1982 , MOD)

　　GB/T 12224 钢制阀门 一般要求

　　GB/T 12228 通用阀门 碳素钢锻件技术条件

　　GB/T 12229 通用阀门 碳素钢铸件技术条件

　　GB/T 12230 通用阀门 不锈钢铸件技术条件

　　GB/T 13927—1992 通用阀门 压力试验(neq ISO 5208:1982)

　　JB/T 6899—1993 阀门的耐火试验

　　JB/T 7370 柔性石墨编织填料

　　JB/T 7928 通用阀门 供货要求

　　JB/T 9092—1999 阀门的检验与试验

　　1

　　GB/T21385—2008

　　3 术语

　　3 . 1

　　金属密封球阀 metal-seated ballvalve

　　球阀密封副(即阀座密封面与球体密封面)材料配对为金属对金属的球阀 。

　　3 . 2

　　单向密封 unidirectionalsealing

　　只能在规定的方向即球阀上标示的密封方向密封 。

　　3 . 3

　　双向密封 bidirectionalsealing

　　在两个方向上都能密封 。

　　4 结构形式

　　球阀的结构形式分为浮动球式和固定球式，连接形式为法兰连接 、焊接连接及螺纹连接，其典型结构见图 1 和图 2 。

　　1 — 填料压盖;

　　2 — 阀杆;

　　3 — 阀杆密封件;

　　4 — 右阀体;

　　5 — 阀座;

　　6 — 球体;

　　7 — 左阀体 。

　　图 1 法兰连接浮动球球阀典型结构

　　2

　　GB/T21385—2008

　　1 — 填料箱; 6 — 阀座密封件;

　　2 — 阀杆密封件; 7 — 圆柱弹簧(蝶形弹簧);

　　3 — 阀杆; 8 — 阀体;

　　4 — 填料压板; 9 — 固定轴;

　　5 — 阀座; 10 — 球体;

　　11 — 连接体 。

　　图 2 法兰连接固定球球阀典型结构

　　5 技术要求

　　5 . 1 压力-温度额定值

　　球阀的压力-温度额定值应不高于壳体的额定压力-温度额定值 。 此外阀座 、阀杆及阀体连接密封处等非金属件受温度的影响，会限制球阀的压力-温度额定值 。 因此，球阀的压力-温度额定值应满足这些非金属件温度限制的规定 。壳体的压力-温度额定值按照 GB/T 12224 的规定 。

　　5 . 2 结构长度

　　球阀的结构长度尺寸按 GB/T 12221 的规定或按订货合同的要求 。

　　5 . 3 连接端

　　5 . 3 . 1 平面 、凸面式法兰按 GB/T 9113 . 1 的规定，或按订货合同的要求 。

　　5 . 3 . 2 凹凸面式法兰按 GB/T 9113 . 2 的规定，或按订货合同的要求 。

　　5 . 3 . 3 榫槽面式法兰按 GB/T 9113 . 3 的规定，或按订货合同的要求 。

　　5 . 3 . 4 环连接式法兰按 GB/T 9113 . 4 的规定，或按订货合同的要求 。

　　5 . 3 . 5 法兰密封连接面的表面粗糙度按 GB/T 9124 的规定 。

　　5 . 3 . 6 焊接连接端按 GB/T 12224 的规定，或按订货合同的要求 。

　　5 . 3 . 7 承插焊连接端按有关标准的规定，或按订货合同的要求 。

　　5 . 3 . 8 内螺纹连接端的螺纹按 GB/T 7306 的规定，或按订货合同的要求 。

　　5 . 4 球阀的流道

　　缩径和不缩径的阀门流道都应该是圆形的，其最小直径按表 1 的规定 。

　　3

　　GB/T21385—2008

　　表 1 阀门通道最小直径 单位为毫米

　　公称尺寸DN

　　最小通道直径

　　PN16 ~ PN100

　　PN150

　　PN250

　　PN420

　　全通径

　　缩径

　　全通径

　　缩径

　　全通径

　　缩径

　　全通径

　　缩径

　　15

　　13

　　9 . 5

　　13

　　9 . 5

　　13

　　9 . 5

　　13

　　9 . 5

　　20

　　19

　　13

　　19

　　13

　　19

　　13

　　19

　　13

　　25

　　25

　　19

　　25

　　19

　　25

　　19

　　25

　　19

　　32

　　32

　　25

　　32

　　25

　　32

　　25

　　32

　　25

　　40

　　38

　　32

　　38

　　32

　　38

　　32

　　38

　　32

　　50

　　49

　　38

　　49

　　38

　　49

　　38

　　42

　　38

　　65

　　62

　　49

　　62

　　49

　　62

　　49

　　52

　　42

　　80

　　74

　　62

　　74

　　62

　　74

　　62

　　62

　　52

　　100

　　100

　　74

　　100

　　74

　　100

　　74

　　87

　　62

　　125

　　125

　　100

　　125

　　100

　　125

　　100

　　112

　　87

　　150

　　150

　　125

　　150

　　125

　　144

　　125

　　131

　　112

　　200

　　201

　　150

　　201

　　150

　　192

　　144

　　179

　　131

　　250

　　252

　　201

　　252

　　201

　　239

　　192

　　223

　　179

　　300

　　303

　　252

　　303

　　252

　　287

　　239

　　265

　　223

　　350

　　334

　　303

　　322

　　303

　　315

　　287

　　—

　　—

　　400

　　385

　　334

　　373

　　322

　　360

　　315

　　—

　　—

　　450

　　436

　　385

　　423

　　373

　　—

　　—

　　—

　　—

　　500

　　487

　　436

　　471

　　423

　　—

　　—

　　—

　　—

　　600

　　589

　　487

　　570

　　471

　　—

　　—

　　—

　　—

　　5 . 5 阀体

　　5 . 5 . 1 除对接焊的焊接坡口区域外，阀体的最小壁厚 tm 按 GB/T 12224 的规定 。

　　5 . 5 . 2 法兰应与阀体整体铸造或锻造 。

　　5 . 5 . 3 如采用上游端密封的固定球球阀，可以在阀体上开设一个 DN15 的带堵头螺纹试验孔，螺纹应按 GB/T 7306 的规定或按订货合同的规定 。

　　5 . 5 . 4 如订货 合 同 有 规 定，阀 体 可 以 设 泄 放 孔，泄 放 孔 螺 纹 尺 寸 按 表 2 的 规 定 。 锥 管 螺 纹 应 符 合GB/T 7306的规定，普通螺纹应符合 GB/T 196 的规定 。

　　表 2 放泄孔螺纹尺寸

　　公称尺寸DN

　　螺 纹 尺 寸

　　mm

　　inch

　　50 ~ 100

　　14

　　1/2

　　150 ~ 200

　　20

　　3/4

　　≥250

　　24

　　1

　　5 . 6 壳体的连接

　　5 . 6 . 1 阀门的阀体与连接体(左阀体与右阀体)的连接可以采用螺柱配螺母连接 。

　　5 . 6 . 2 采用螺柱连接的阀门，应用螺柱配螺母 。螺柱应按 GB/T 897 或 GB/T 898 或 GB/T 901 的规

　　4

　　GB/T21385—2008

　　定，螺母应按 GB/T 6175 的规定 。 当螺柱不大于 M24 时，可以用粗牙螺纹;当螺柱不小于 M27 时，应用螺距不超过 3 mm 的螺纹 。螺纹尺寸和公差按 GB/T 196 和 GB/T 197 的规定 。

　　5 . 6 . 3 壳体连接之间的垫片应该采用合适的结构 。装配时，严禁采用重油脂或密封剂，允许使用黏度不超过煤油的轻质润滑油 。

　　5 . 7 填料箱的连接

　　填料箱与阀体的连接采用螺钉或螺栓连接 。螺钉连接应 按 GB/T 70 . 1 的 规 定，螺 栓 连 接 应 符 合GB/T 5782 或 GB/T 5783 的规定 。

　　5 . 8 填料压盖的连接

　　填料压 盖 的 连 接 可 采 用 螺 柱 配 螺 母(按 5 . 6 . 2 的 规 定 )、螺 栓 连 接 或 螺 钉 连 接 。 螺 母 可 按GB/T 6170的规定，螺栓连接应符合 GB/T 5782 或 GB/T 5783 的规定，螺钉连接应符合 GB/T 70 . 1 的规定 。

　　5 . 9 耐火结构

　　如订货合同有规定，球阀应设计成耐火结构 。

　　5 . 10 阀杆防吹出结构

　　阀杆一般应设计成在介质压力作用下，拆开阀杆密封挡圈(如填料压盖等)时，阀杆不会被内部介质压力吹出的结构 。

　　5 . 1 1 阀杆结构

　　5 . 1 1 . 1 阀杆若发生破坏，破坏断裂处应在阀门的压力区域外，在介质压力作用下，阀杆不会飞出 。

　　5 . 1 1 . 2 与球体的连接处及在阀门的压力区域内，阀杆的抗扭强度应至少超过在阀体外阀杆抗扭强度的 20% 。

　　5 . 1 1 . 3 阀杆应设计制造有足够的强度，能保证阀门在规定的使用范围内不产生永久变形或损伤 。

　　5 . 12 球体

　　5 . 12 . 1 球体的通道应是圆形的，应是实心球，除非买方许可，可以用空心球体 。

　　5 . 12 . 2 球阀全开时应保证球体通道与阀体通道在同一轴线上 。

　　5 . 12 . 3 球体与阀杆的连接面应能承受最大挤压应力 。

　　5 . 13 填料压盖

　　5 . 13 . 1 球阀的填料压盖应是可调节密封力的结构，在不拆卸球阀的任何零部件的情况下就可以调节填料的密封力 。

　　5 . 13 . 2 高压阀门的填料压盖可做成两部分，如图 2 所示，避免由于压盖螺栓紧定不均匀引起压盖的偏斜，进而引起阀杆的卡住现象 。

　　5 . 14 密封方向

　　对单向密封及有推荐介质流向的阀门应在阀体上标示介质流向 。

　　5 . 15 操作

　　5 . 15 . 1 球阀的驱动可采用手动(包括直接用手柄或蜗轮驱动)、电动 、液动或气动等形式 。

　　5 . 15 . 2 驱动装置应能保证球阀在规定的使用压力及温度范围内的正常操作 。

　　5 . 15 . 3 当球阀的工作温度较高时，在驱动装置与阀体之间应采取隔热措施，以保证驱动装置的正常工作 。

　　5 . 15 . 4 用手柄的球阀，当球阀全开启时扳手的方向应与球体通道平行;球阀应有表示球体通道位置的指示牌或在阀杆顶部刻槽 。

　　5 . 15 . 5 用手柄或手轮直接操作球阀的开关，以顺时针方向为关闭，手柄或手轮上应有表示开关方向的标志;球阀应有全开和全关的限位结构 。

　　5 . 15 . 6 扳手或手轮应安装牢固，并在需要时可方便地拆卸和更换;拆卸和更换扳手或手轮时，不会影响球阀或阀杆的密封 。

　　5

　　GB/T21385—2008

　　5 . 16 壳体强度性能

　　球阀应能经受公称压力的 1 . 5 倍的压力试验，试验后，壳体(包括填料函及阀体与阀盖连接处)不得发生渗漏或引起结构损伤 。

　　5 . 17 密封性能

　　球阀的密封性能应符合 GB/T 13927—1992 的 D级规定 。

　　5 . 18 低压密封试验

　　球阀的低压密封性能应符合 JB/T 9092—1999 的规定 。

　　6 材料

　　6 . 1 球阀壳体

　　除了 订 货 合 同 另 有 规 定 外，球 阀 壳 体(阀 体 、连 接 体 、填 料 箱 、固 定 球 阀 的 底 盖 等 )的 材 料 按GB/T 12224 、GB/T 12228 、GB/T 12229 或 GB/T 12230 的规定 。

　　6 . 2 球阀的内件

　　6 . 2 . 1 球阀内件基体材料通常包括，不锈钢系 、硬质合金系及特种合金系，因为不锈钢系 、硬质合金系及特种合金系的材料有较好的高温稳定性，可根据不同的高温工况选用合适的材料 。

　　6 . 2 . 2 球阀密封表面的硬化处理，各制造厂商可根据实际工况要求，自行制定 。

　　6 . 2 . 3 球体和金属阀座

　　球体和阀座应采用抗腐蚀性能不低于阀体抗腐蚀性能的材料 。

　　6 . 2 . 4 阀杆

　　阀杆是阀门中重要受力零件，阀杆材料必须具有足够的强度和韧性，能耐介质 、大气及填料的腐蚀，耐擦伤，工艺性好 。

　　6 . 2 . 5 弹簧

　　阀座配蝶形弹簧或圆柱弹簧材料可选用不锈钢或镍基合金 。

　　6 . 2 . 6 填料 、垫片

　　阀杆密封 、阀体连接处和填料箱及固定轴等处密封垫片的密封材料，由制造厂按照球阀最大允许使用温度及 相 应 的 压 力 等 级 选 取 材 料 。 柔 性 石 墨 编 织 填 料 应 符 合 JB/T 7370 , 缠 绕 式 垫 片 应 符 合GB/T 4622 . 3的规定，金属透镜垫的使用应符合 GB/T 9128 的规定 。其他密封材料的使用可根据供需双方的约定使用 。

　　6 . 3 连接螺栓和螺母

　　连接螺栓和螺母材料可用经调质处理的高强度合金钢制作(最低抗拉强度大于 690 MPa) , 或采用经固溶处理后奥氏体不锈钢制作(最低抗拉强度大于 585 MPa) 。

　　7 装配与调试

　　7 . 1 阀门的所有零件在装配前应经质量检验部门检查，不合格的零件不得进行装配 。

　　7 . 2 紧固件的螺纹连接表面，在装配时可涂二硫化钼脂(膏)或相当效果的涂料，防止咬死现象 。

　　7 . 3 阀门应严格按图样和有关技术文件进行组装和调试，应保证运动灵活，无任何卡阻现象 。

　　7 . 4 每台阀门出厂前应至少做三次带载开关试验，运行平稳 、可靠 。

　　8 试验方法

　　8 . 1 压力试验

　　8 . 1 . 1 每台阀门出厂前均应按照 GB/T 13927—1992 的规定进行压力试验 。

　　8 . 1 . 2 试验介质

　　壳体强度试验及液体密封试验的介质可为淡水(可加防腐剂)、煤油或其他黏度不大于水的非腐蚀性液体，对奥氏体不锈钢 、双相不锈钢的阀门，其试验水的氯离子含量不应超过 100 μg/g(100 ppm) ,低

　　6

　　GB/T21385—2008

　　压气密封试验的介质为 0 . 4 MPa ~ 0 . 7 MPa压缩空气或氮气 。

　　8 . 1 . 3 壳体强度试验

　　8 . 1 . 3 . 1 壳体试验的试验压力为球阀在 38℃时公称压力的 1 . 5 倍 。

　　8 . 1 . 3 . 2 壳体试验时，阀杆填料密封应调整到能维持试验压力状态，使启闭件处于部分开启状位置;给腔体内充满试验介质，并逐渐加压到试验压力，试验压力最短持续时间按表 3 的规定，试验后应 满 足

　　5 . 16 的规定 。

　　8 . 1 . 3 . 3 在试验过程中，不得对阀门施加影响试验结果的外力 。试验压力在保压和检测期间应维持不变 。用液体作试验时，应尽量排除阀门腔体内的气体 。

　　8 . 1 . 3 . 4 凡经补焊的阀体均应重新进行强度试验，且试验应在补焊和热处理之后进行 。对需进行无损检测的壳体，则应在无损检测后进行 。

　　表 3 金属密封球阀压力试验持续时间

　　公称尺寸

　　壳体强度试验时间/s

　　静压密封试验最短持续时间/s

　　DN≤50

　　15

　　15

　　65≤DN≤200

　　60

　　30

　　250≤DN≤400

　　180

　　60

　　DN≥500

　　180

　　120

　　注：试验持续时间是指阀门完全准备好后，处于满载压力的检查时间 。

　　8 . 1 . 4 密封试验

　　8 . 1 . 4 . 1 密封试验应在壳体强度试验后进行 。

　　8 . 1 . 4 . 2 高压密封试验，对金属密封的球阀，阀座的液体密封试验用 1 . 1 倍公称压力的试验介质进行 。

　　8 . 1 . 4 . 3 密封试验时，封闭阀门两端，启闭件处于微开启状态，给体腔充满试验介质，并逐渐加压到试验压力，关闭启闭件，释放 阀 门 一 端 的 压 力 ，最 短 持 续 时 间 按 表 3 的 规 定 。试 验 结 果 应 符 合 5 . 17 的规定 。

　　8 . 1 . 4 . 4 对于双向密封球阀，对每个阀座都必须进行密封试验 。

　　8 . 1 . 4 . 5 对于浮动球结构的球阀，试验时，两个阀座之间的腔体内应充满试验压力的介质 。

　　8 . 1 . 4 . 6 对于固定球上游(进口侧)端密封结构的球阀，进行上游端阀座的密封试验，在球阀两个阀座间中腔的泄压螺纹孔处通过引管观察球阀的泄漏情况 。

　　8 . 1 . 4 . 7 试验过程中不应使阀门受到可能影响试验结果的外力，应以设计给定的方式关闭阀门 。

　　8 . 1 . 5 低压密封试验

　　低压密封试验(当客户有要求时)，阀门的气密封试验用 0 . 4 MPa ~ 0 . 7 MPa 的气体进行试验 。

　　8 . 2 阀体壁厚测量

　　用测厚仪或专用卡尺量具测量阀体流道 、中腔和阀盖部位的壁厚 。

　　8 . 3 材料成分分析

　　在阀体 、球体的本体材料上钻屑取样，取样应当在表面 6 . 5 mm 之下处 。

　　8 . 4 阀体材质力学性能

　　用阀体同炉号 、同批热处理的试棒按 GB/T 228 规定的方法进行 。

　　8 . 5 耐火试验

　　对于有耐火结构要求的球阀，应按 JB/T 6899—1993 规定的方法进行耐火试验 。

　　8 . 6 整机带载开关试验