GB/T 34530.1-2017 低温绝热气瓶用阀门 第1部分:调压阀
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资料介绍
ICS 23 . 020 . 30 J 74
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 34530 . 1—2017
低温绝热气瓶用阀门
第 1 部分:调压阀
valveforcryogenicinsulatedcylinder—
part1:pressureregulatingvalve
2017-12-29 发布 2018-07-01 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/T 34530 . 1—20 17
GB/T 34530 . 1—20 17
前 言
GB/T 34530《低温绝热气瓶用阀门》分为以下 2 个部分:
— 第 1 部分:调压阀;
— 第 2 部分:截止阀。
本部分为 GB/T 34530 的第 1 部分。
本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本部分由全国气瓶标准化技术委员会(SAC/TC 31)提出并归口 。
本部分起草单位:宁波三安制阀有限公司、丹阳飞轮气体阀门有限公司、上海特种设备监督检验技术研究院、张家港富瑞特种设备股份有限公司、雷舸阀门(上海)有限公司、浙江金盾消防器材有限公司、上海百图低温阀门有限公司、广东省特种设备检测研究院。
本部分主要起草人:翁国栋、鲁卫国、徐维普、刘永平、曹广滨、缪利华、吴淑民、夏莉、范高萍。
GB/T 34530 . 1—20 17
低温绝热气瓶用阀门
第 1 部分:调压阀
1 范围
GB/T 34530 的本部分规定了低温绝热气瓶用调压阀(以下简称“阀”)的术语和定义、基本型式、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、产品合格证及产品批量检验质量证明书。
本部分适用 于公称工作压力不大 于 3. 5 MPa, 设计 温度 为 - 196 ℃ ~ + 85 ℃ , 环境 温度 为-40 ℃ ~+60 ℃ ,调压范围为 0.2 MPa~3.5 MPa,介质为液氧、液氮、液氩、液化天然气、二氧化碳、氧
化亚氮等气瓶用调压阀。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注 日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 228 . 1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分:室温试验方法
GB/T 4423 铜及铜合金拉制棒
GB/T 5231 加工铜及铜合金牌号和化学成分
GB/T 12716 60°密封管螺纹
GB/T 13005 气瓶术语
GB/T 15382 气瓶阀通用技术要求
JB/T 6896—2007 空气分离设备表面清洁度
YS/T 482 铜及铜合金分析方法 光电发射光谱法
3 术语和定义
GB/T 13005 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
增压调压阀 pressurebuildregulator
对气瓶增压管路中的液体进行汽化,从而升高及稳定气瓶压力的阀。
3.2
降压调压阀 pressureeconomizerregulator
使气瓶优先使用内胆顶部的气体,并保持内胆工作压力稳定的阀。
3.3
组合调压阀 combinationpressureregulator
同时具有增压调压和降压调压功能的阀。
3.4
增压入口 pressurebuildinlet
增压调压阀和组合调压阀的入口,连接气瓶的增压管路。
注:增压入口 的标记为 PB IN。
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3.5
增压出口 pressurebuildoutlet
增压调压阀的出口,连接气瓶的气相空间。
注:增压出口 的标记为 PB OUT。
3.6
降压入口 pressureeconomizerinlet
降压调压阀的入口,连接气瓶的气相空间。
注:降压入口 的标记为 EC IN。
3.7
降压出口 pressureeconomizeroutlet
降压调压阀出口,连接气瓶的用气管路。
注:降压入口 的标记为 EC OUT。
4 基本型式
4 . 1 根据阀的使用功能不同,阀可分为组合调压阀、增压调压阀、降压调压阀,分别见图 1、图 2 和图 3 。
4 . 2 阀的型号按下列表示方法编制,包括阀门类别、类型、功能代码、公称通径、结构类型、改型序号等内容。
示例:DYZ-6A1 表示通径为 6 mm 的低温绝热气瓶用组合调压阀,第 A种结构类型,第 1 次改型。
说明:
5 — 垫圈;
6 — 阀座;
7 — 阀体;
8 — 阀瓣。
图 1 组合调压阀基本结构型式图
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说明:
1 — 调节螺杆;
2 — 调压弹簧;
3 — 阀盖;
4 — 膜片组件;
5 — 垫圈;
6 — 阀体;
7 — 阀瓣。
图 2 增压调压阀基本结构型式图
说明:
1 — 调节螺杆;
2 — 调压弹簧;
3 — 阀盖;
4 — 膜片组件;
5 — 垫圈;
6 — 阀体。
图 3 降压调压阀基本结构型式图
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5 技术要求
5 . 1 材料要求
5 . 1 . 1 通用要求
阀的材料应符合下列规定:
a) 在设计温度下,材料的组织结构应稳定,不应产生由材料相变而引起的变形和脆性破坏;
b) 材料应满足气瓶所盛装介质的相容性要求;
c) 弹性元件材料的选择应避免在频繁动作下引起的弹性不足、局部破裂等现象;
d) 金属密封材料的选择应避免在频繁动作下引起的卡阻、咬合和擦伤等现象;
e) 非金属密封件材料应具有良好的抗低温性能,不应采用橡胶密封材料;如用于氧气或氧化性气体宜采用氟塑料。
5 . 1 . 2 阀体材料
阀体材料宜采用 HPb59-1 铅黄铜,其力学性能和化学成分应符合 GB/T 4423 和 GB/T 5231 的规定。采用其他材料时,其力学性能不得低于 HPb59-1 的要求。
5 . 1 . 3 非金属密封材料
5 . 1 . 3 . 1 耐氧气老化性
在温度为 70 ℃ ±2 ℃和压力为 2 MPa 的氧气(纯度 ≥99.5%)中连续放置 96 h后,在 25 倍的放大
镜下检验应无裂纹。
5 . 1 . 3 . 2 液化天然气介质相容性
用于液化天然气介质的非金属密封材料,在温度为 25 ℃ ± 3 ℃的正戊烷中浸泡 72 h,体积变化率应不大于 20%;然后在 40 ℃ ±3 ℃的空气中放置 48 h,质量变化率应不大于 5%。
5 . 2 设计和工艺要求
5 . 2 . 1 阀与气瓶应采用螺纹连接方式,螺纹规格宜采用 NPT 1/4,螺纹精度应符合 GB/T 12716 的规定。
5 . 2 . 2 阀应根据气瓶的工作压力预调整一个设定压力值,并在阀上标出设定压力值和调压范围。
5 . 2 . 3 阀的各连接口应按缩写标记作出永久性标识。
5 . 2 . 4 阀应设计成顺时针转动调节螺杆为增加设定压力,反之为减少设定压力,并且需具有锁紧装置。
5 . 2 . 5 应根据材料的热膨胀系数设定活动部件的间隙,保证活动部件在设计温度范围内应能灵活运动。
5 . 2 . 6 阀盖上腔应有排气孔,使上盖腔体内的压力与外界保持一致。
5 . 2 . 7 增压调压的密封结构宜采用金属对非金属密封。 降压调压的密封结构可采用金属对金属密封或金属对非金属密封;如采用金属对非金属密封,应有金属阀座支承,避免非金属密封件遇冷变形。
5.2.8 用于氧气或氧化性气体的阀,与介质直接接触部件的清洗应符合 JB/T 6896—2007 中 C1 类要求。
5 . 2 . 9 用于可燃介质的阀,应设计成防静电结构。
5 . 2 . 10 阀体宜采用锻压成型,表面应色泽一致,不得有裂纹、折皱、夹杂物、疏松、缩孔、未充满等有损阀性能的缺陷。
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5 . 3 性能要求
5 . 3 . 1 阀体耐压性
在 5 倍公称工作压力下,至少保压 5 min,阀体应无泄漏、永久变形及破裂等现象。
5 . 3 . 2 气密性
5 . 3 . 2 . 1 常温气密性
阀在室温和 1.2 倍公称工作压力下,至少保压 1 min,应无泄漏。
5 . 3 . 2 . 2 低温气密性
阀按工作方式与液氮气瓶连接,并使阀处于-40 ℃的环境中,液氮气瓶以不小于 9.2 m3 /h 的流量排放气体,连续工作 3 h后,阀应无泄漏。
5 . 3 . 2 . 3 高温气密性
阀按工作方式与液氮气瓶连接,并使阀处于 85 ℃的环境中,液氮气瓶以不小于 9.2 m3 /h 的流量排放气体,连续工作 3 h后,阀应无泄漏。
5 . 3 . 3 组合调压阀、增压调压阀密封性
分别在公称工作压力下和 0 .2 MPa压力下,至少保压 1 min,阀增压密封口应无泄漏。
5 . 3 . 4 组合调压阀、增压调压阀调压性能
阀应在调压范围内预调一个设定压力,阀的实际关闭压力与设定压力允差不超过 5%。当增压出口端的压力低于 90%的设定压力时,阀应开启。
5 . 3 . 5 降压调压阀调压性能
阀应在调压范围内预调一个设定压力,在设定压力下,阀应动作。 降低阀输入端的压力,当流量降
至 50 mL/min 时,此时输入端的压力不得低于 95%的设定压力。
5 . 3 . 6 降压调压阀开启性能
在 102%~105%的设定压力下,阀输出流量应不小于 800 mL/min。
5 . 3 . 7 耐振性
在公称工作压力下,阀应能承受位移幅值为 2 mm(P-P)、频率为 33.3 Hz、时间为 120 min,x、y、Z
三个相互垂直的方向上的振动,阀上各螺纹连接处均应无松动,同时应符合 5 . 3 . 2 . 1 的要求。
5 . 3 . 8 耐用性
阀在 105%设定压力的液氮气体作用下,经过下列共 30 000 次压力循环:
a) 在室温下,循环 28 000 次 ;
b ) 在 85 ℃ ±2 ℃温度下,循环 1 000 次 ;
c) 在 -40 ℃ ±2 ℃温度下,循环 1 000 次 。
阀的设定压力值变化不应超过 5% ,同时应符合 5.3.2.1 的要求。
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5 . 3 . 9 耐盐雾腐蚀性
阀在 33 ℃ ~36 ℃的盐雾室内,按 6.14 的试验方法,进行 96 h 的盐雾试验后,阀的设定压力值变化不应超过 5% ,同时应符合 5.3.2.1 的要求。
5 . 3 . 10 耐应力腐蚀性
采用铜合金材料的阀按 6.15 的试验方法,在 34 ℃ ± 2 ℃的氨-空气混合物的环境中放置 24 h 后,
在 25 倍的放大镜下检查应无裂纹。
6 试验方法
6 . 1 材料检验
阀体材料的力学性能按 GB/T 228 . 1 的规定进行检验,化学成分采用 YS/T 482 规定的光谱法进行检验。
6 . 2 耐氧气老化性试验
将非金属零件放入密封容器内,抽真空至 13. 3 Pa 以下,然后充入氧气(纯度 ≥99. 5%) 压力至1.8 MPa~1.9 MPa,放入温度为 70 ℃ ±2 ℃的高温箱内,当容器内的温度平稳后,调节容器的压力至2 MPa,然后连续放置 96 h;取出后冷却至常温,在 25 倍的放大镜下检查应符合 5.1.3.1 的规定。
6 . 3 液化天然气介质相容性试验
6 . 3 . 1 体积变化试验
每次取 3 只样品,进行体积变化试验。 首先,在室温条件下将其放在小直径线环上,用万分之一的天平分别称取样品的空气中质量(M1);然后,将样品在无水乙醇中浸没一次,取出放入蒸馏水中,分别
称取其在水中的质量(M2)。将样品擦干后,浸入 25 ℃ ±3 ℃的正戊烷(分析纯)液体中保持 72 h,将样品逐个从液体中取出,每取出一只试样,在 30 s 内立即擦干,并放在同一线环上称取其空气中质量
(M3);随后,立刻将其在无水乙醇中浸没一次,然后放入蒸馏水中,称取其水中质量(M4) 。体积变化率计算见式(1) :
体积变化率
取 3 个试样的平均值作为试验的结果,应符合 5 . 1 . 3 . 2 的规定。
6 . 3 . 2 质量变化试验
本试验与体积变化试验采用同一组试样同时进行试验。在完成体积变化试验后,将样品置于 40 ℃ ± 3 ℃的空气中至少保持 48 h,然后在室温条件下直至质量恒定,记录最终称量值(M2′)。质量变化率按
式(2)进行计算:
质量变化率 …………………………( 2 )
取 3 个试样的平均值作为试验结果,应符合 5 . 1 . 3 . 2 的规定。
6 . 4 外观检查
阀的外观采用 目测的方法检查,应符合 5 . 2 . 10 和 8 . 1 的规定。
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6 . 5 进出气口连接尺寸检查
阀进出气口的尺寸应采用满足该尺寸公差等级的量具进行检验,检验结果应符合该尺寸相应公差要求。
6 . 6 耐压性试验
将阀体装在试验装置上,封堵阀体与外界各通气孔,将阀体的进气口与水压试验台相连接,充入洁
净的自来水,缓慢升压至 5 倍的公称工作压力,保压 5 min,应符合 5.3.1 的规定。
6 . 7 气密性试验
6 . 7 . 1 常温气密性试验
在常温下,封堵住阀的 PB IN 和 EC OUT,从 PB OUT(组合调压阀、增压调压阀)或 EC IN(降压
调压阀)充入干燥、洁净的氮气或空气至 1.2 倍公称工作压力,浸入水中至少保压 1 min,应符合 5.3.2.1 的
规定。
6 . 7 . 2 低温气密性试验
6 . 7 . 2 . 1 组合调压阀、增压调压阀低温气密性试验
阀的低温气密性按以下步骤进行:
a) 如图 4 所示,将阀装入高低温箱内,各连接口与液氮气瓶相应的接口相连,液氮气瓶的公称容积应不小于 175 L,同时使阀浸入酒精液体中;
b) 液氮气瓶的气相阀出口端接流量计,气相阀与流量计之间应接适量的汽化盘管,气体排放管路应引至室外;
c) 往液氮气瓶中充入液氮至最大充装量的 90%以上;
d) 开启高低温箱,使温度保持在-40 ℃ ±2 ℃ ;
e) 开启气瓶的增开阀,阀开始工作;
f) 开启气相阀,调节出口的初始流量为 9.2 m3 /h,保持阀连续工作 3 h;
g) 使阀继续保持工作状态,观察 5 min,应符合 5.3.2.2 的要求。
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说明:
V-1 — 进出液阀;
V-2 — 气相阀;
V-3 — 增开阀;
R-1 — 被测阀;
P-1 — 压力表;
L-1 — 流量计;
RV-1 — 安全装置。
图 4 组合调压阀、增压调压阀高低温气密性试验示意图
6 . 7 . 2 . 2 降压调压阀低温气密性试验
阀的低温气密性按以下步骤进行:
a) 如图 5 所示,将阀装入高低温箱内,各连接口与液氮气瓶相应的接口相连,液氮气瓶的公称容积应不小于 175 L,同时使阀浸入酒精液体中;
b) 将液氮气瓶上的增压阀增压调压值设定为 1.2 倍被测阀的设定压力;
c) 按 6.7.2.1 的 b) ~g)的步骤进行试验,应符合 5.3.2.2 的要求。
说明:
V-1 — 进出液阀; V-2 — 气相阀;
V-3 — 增开阀;
R-1 — 被测阀;
R-2 — 增压阀;
P-1 — 压力表;
L-1 — 流量计;
RV-1 — 安全装置。
图 5 降压调压阀高低温气密性试验示意图
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6 . 7 . 3 高温气密性试验
6 . 7 . 3 . 1 组合调压阀、增压调压阀高温气密性试验
按 6.7.2.1 的试验方法,将高低温箱的温度设定为 85 ℃ ± 2 ℃ , 同时将阀浸入水中观察,其结果应
符合 5 . 3 . 2 . 3 的要求 。
6 . 7 . 3 . 2 降压调压阀高温气密性试验
按 6.7.2.2 的试验方法,将高低温箱的温度设定为 85 ℃ ± 2 ℃ , 同时将阀浸入水中观察,其结果应
符合 5 . 3 . 2 . 3 的要求 。
6 . 8 组合调压阀、增压调压阀密封性试验
将阀装在试验装置上,逆时针旋转阀的调节螺杆至弹簧不受压,从增压入口充入干燥、洁净的氮气
或空气至公称工作压力,浸入水中至少保压 1 min,应符合 5.3.3 的规定;然后将进气压力降至0.2 MPa,浸入水中至少保压 1 min,应符合 5 .3 .3 的规定。
6 . 9 组合调压阀、增压调压阀调压性能试验
将阀(组合调压阀 EC OUT 口与 PB OUT 口连通)按照图 6 所示安装在试验装置上,打开 V-1,关
闭 V-2,从阀 PB IN 端充入干燥、洁净的氮气或空气至设定压力以上 0.3 MPa, PB OUT 端的压力将逐渐上升,待压力不再上升,持续 1 min,此压力为阀的关闭压力,应符合 5.3.4 的规定。
关闭 V-1,打开 V-2,将 PB OUT端压力降至 90%的设定压力;关闭 V-2,打开 V-1 , PB OUT 端的
压力将逐渐上升,应符合 5 . 3 . 4 的规定。
说明:
V-1 — 截止阀;
V-2 — 截止阀;
R-1 — 被测阀;
P-1 — 0~6 MPa 、0.4 级压力表;
P-2 — 0~6 MPa 、0.4 级压力表。
图 6 增压阀调压性能试验示意图
6 . 10 降压调压阀调压性能试验
按照图 7 所示将阀安装在试验装置上,从阀的 EC IN 充入干燥、洁净的氮气或空气至设定压力,阀
应动作。降低阀输入端的压力,当流量降至于 50 mL/min 时,此时输入端的压力应符合 5.3.5 的规定。
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说明:
V-1 — 截止阀;
L-1 — 流量计;
R-1 — 被测阀;
P-1 — 0~6MPa 、0.4 级压力表。
图 7 降压调压阀调压性能试验示意图
6 . 1 1 降压调压阀开启性能试验
按照图 8 所示将阀安装在试验装置上,从阀的 EC IN端充入干燥、洁净的氮气或空气至 102%~105%的设定压力,通过节流阀使阀的 EC OUT 端保持不低于 90%的设定压力,阀输出流量应符合 5. 3. 6 的
规定。
说明:
V-1 — 截止阀;
V-2 — 节流阀;
R-1 — 被测阀;
L-1 — 流量计;
P-1 — 0~6 MPa 、0.4 级压力表;
P-2 — 0~6 MPa 、0.4 级压力表。
图 8 降压调压阀开启性能试验示意图
6 . 12 耐振性试验
将阀装在试验装置上,堵住阀的 PB OUT 和 EC OUT,从阀的 PB IN(组合调压阀、增压调压阀)或
EC IN(降压调压阀)充入干燥、洁净氮气或空气至公称工作压力,将试验装置按 x、Y、Z 三个相互垂直的方向,依次安装在振动试验台上,按位移幅值为 2 mm(P-P)、频率为 33.3 Hz各振动 120 min,其结果
应符合 5 . 3 . 7 的规定。
6 . 13 耐用性试验
将阀(组合调压阀封堵住 EC OUT 口)按照图 9 所示安装在高低温箱上,阀的进气口(组合调压阀、
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增压调压阀为 PB IN 口,降压调压阀为 EC IN 口)连接液氮气瓶的气相阀,液氮气瓶的压力应保持在
105%的设定压力以上。
关闭控制阀 V-2,开启控制阀 V-1,持续时间为 5 s~10 s,该时间应能确保被测阀的进口压力恢复至液氮气瓶压力;关闭控制阀 V-1,开启控制阀 V-2,持续时间 5 s~10 s。以此为一个循环,经过下列共
30 000 次压力循环:
a) 在室温下,循环 28 000 次 ;
b ) 在 85 ℃ ±2 ℃温度下,循环 1 000 次 ;
c) 在 -40 ℃ ±2 ℃温度下,循环 1 000 次 。
试验结果应符合 5 . 3 . 8 的规定。
说明:
V-1 — 截止阀;
V-2 — 截止阀;
R-1 — 被测阀;
P-1 — 0~6 MPa 、0.4 级压力表;
P-2 — 0~6 MPa 、0.4 级压力表。
图 9 耐用性试验示意图
6 . 14 耐盐雾腐蚀性试验
将阀放在 33 ℃ ~36 ℃之间的盐雾室内,封堵住阀的各个进出气 口,在无任何遮掩物的情况下,采用 5% 氯化钠和 95% 蒸馏水(质量)组成的溶液,对阀进行连续 96 h 的盐雾喷洒试验,然后取出,立即
冲洗试样,并轻轻地揩去表面沉积物,再按 6 . 7 . 1 、6 . 9 和 6 . 10 的规定进行相应的试验,其结果应符合5 . 3 . 9 的规定 。
6 . 15 耐应力腐蚀性试验
去除阀上的油脂,以 30 N ·m 的力矩拧上阀各连接口堵头,在螺纹上不能用聚四氟乙烯带或密封胶。将相对密度为 0 .94(质量)的 600 mL 氨水倒入 30 L加盖的玻璃器皿中,将阀放置于离氨水液面上方 40 mm 的塑料托盘上。将玻璃器皿放置于温度为 34 ℃ ±2 ℃的高温箱内,持续 24 h,其结果应符合
5 . 3 . 10 的规定 。
注:30N · m 为 NPT 1/4 螺纹的扳紧力矩;如采用其他螺纹,根据连接口的密封要求来确定相应的力矩。
7 检验规则
7 . 1 原材料检验
7 . 1 . 1 材料与零件进厂应具有质量证明书。
7 . 1 . 2 阀体材料应按材料的批次进行力学性能和化学成分的进厂复验。
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7 . 2 出厂检验
7 . 2 . 1 逐只检验
阀在出厂前应进行逐只检验,其检验项 目按表 1 规定;在检验过程中,如有一项不合格则该阀不合格。
7 . 2 . 2 批量检验
阀应在每批(不大于 2 000 只为一批)连续生产的经逐只检验合格的产品中抽取,每批抽取 3 只,批成品数不足 2 000 只时,同样抽取 3 只 。检验项 目按表 1 规定,在检验过程中,如有 1 只阀不符合本部分某一项的要求,则加倍抽取;重新检测时,如仍有项目不合格,则该批阀为不合格品。
表 1 检验项目表
7 . 3 型式试验
7 . 3 . 1 有以下情况之一的,应由制造方委托取得相应型式试验资质的检验机构进行型式试验:
a ) 新产品投产前的;
b) 该产品停止生产一年以上又重新生产的;
c) 产品的材料、结构、工艺等方面有重大变更(注)影响安全性能的;
d) 首次申请、增项及换发《特种设备制造许可证》的。
注:重大变更,是指阀的型式、阀体材料、密封件材料变更等。
7 . 3 . 2 型式试验用阀应在出厂检验合格的产品中抽取,抽样数量、试验项目及试验顺序见表 2 。
7 . 3 . 3 型式试验全部项 目应符合标准要求,如有一件阀不符合本部分某一项之要求,则加倍抽取,重新检测时,如仍有项目不合格,则判定该阀型式试验不合格。
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表 2 型式试验项目
8 标志、包装、运输和贮存
8 . 1 标志
阀上应有清晰可辨、易于观察的永久性标志,并至少包含下列内容:
a ) 阀的型号;
b ) 阀的调压方向;
c ) 阀的调压范围及设定压力;
d ) 阀的端口标识;
e ) 生产厂名或商标;
f) 生产批号、产品序列号;
g) 特种设备制造许可证编号及标志。
8 . 2 包装、运输及贮存
包装、运输及贮存按 GB/T 15382 的规定。
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9 产品合格证、产品批量检验质量证明书
9 . 1 产品合格证
每只阀应附产品合格证(或电子合格证标识),合格证应包含如下内容:
a ) 合格证编号;
b ) 阀的名称、型号;
c ) 阀的调压范围及设定压力;
d ) 产品执行的标准号;
e ) 制造许可证编号;
f) 产品批号;
g) 出厂检验日期;
h ) 生产厂名称;
i ) 检验员、质检部门印章。
9 . 2 产品批量检验质量证明书
产品批量检验质量证明书按 GB/T 15382 的规定。
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