一、標準編號及標準名稱

GB/T 38520—2020《船用超低溫拉斷閥》

二、制定背景

液化天然氣（LNG）船被稱為造船界皇冠上的明珠之一，其運輸或儲存的LNG需要維持在-162℃的超低溫狀態(tài)下，是典型的高技術(shù)、高難度、高附加值船舶。超低溫拉斷閥是確保船舶LNG加注或裝卸安全的重要配套裝置，具有快速響應(yīng)、防止介質(zhì)泄漏等功能，對安全可靠性能要求極高。目前，國內(nèi)已打破國外壟斷并開始研制并生產(chǎn)船用超低溫拉斷閥，但與之配套的標準尚存空白，船級社認證認可也缺乏標準支撐。在國際方面，國際標準化組織船舶與海洋技術(shù)委員會液體和氣體燃料船舶工作組（ISO/TC8/WG8）也將拉斷閥列為明確需要制定的國際標準項目。為此，國家標準化管理委員會下達了《船用超低溫拉斷閥》推薦性國家標準制定計劃，以滿足船舶LNG加注配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，推動我國船用超低溫拉斷閥制造技術(shù)的發(fā)展。

三、標準主要內(nèi)容

1.標準適用范圍

本標準規(guī)定了船用超低溫拉斷閥的分類、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、貯存等內(nèi)容，適用于船舶LNG加注、過駁和裝卸等作業(yè)過程中使用的軟管傳輸系統(tǒng)用拉斷閥的設(shè)計、制造和驗收。

2.技術(shù)內(nèi)容

2.1產(chǎn)品分類

船用超低溫拉斷閥目前常用的主要有兩種結(jié)構(gòu)型式：致斷螺栓式和拉索斷開式，其中致斷螺栓式應(yīng)用較多，拉斷閥兩端設(shè)有單向閥，兩端通過致斷螺栓連接，當拉斷閥受到的拉力大于致斷螺栓的設(shè)定拉力值時，致斷螺栓瞬間斷開，單向閥在彈簧作用力下瞬間關(guān)閉，確保拉斷閥不泄漏。典型結(jié)構(gòu)型式如圖1所示。

1—左閥體；2—彈簧；3—左閥芯；4—致斷螺栓；5—右閥芯；6—右閥體。

圖1 致斷螺栓式拉斷閥典型結(jié)構(gòu)示意圖

拉索斷開式拉斷閥兩端連接采用卡箍形式，內(nèi)有安全銷固定，拉索通過拉斷安全銷使卡箍脫開從而實現(xiàn)拉斷閥脫離。典型結(jié)構(gòu)型式如圖2所示。

1—預(yù)緊彈簧；2—左閥體；3—閥芯組件；4—卡箍；5—右閥體；6—孔用檔圈；

7—閥芯限位；8—密封；9—繩導向；10—繩組件；11—安全銷；12—卡箍座。

圖2 拉索斷開式拉斷閥典型結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 基本參數(shù)

拉斷閥的基本參數(shù)包括公稱尺寸、公稱壓力、設(shè)計壓力、設(shè)計溫度和拉斷力。對于致斷螺栓式拉斷閥，考慮到國內(nèi)現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢，本標準將致斷螺栓式拉斷閥公稱尺寸系列確定為DN25、DN40、DN50、DN80、DN100和DN150。公稱壓力選定PN16，設(shè)計壓力相應(yīng)確定為1.6MPa。設(shè)計溫度確定為-196℃～85℃。最大軸向拉斷力即低溫空載時的拉斷力一般設(shè)定為不超過連接軟管抗拉強度的2/3。

對于拉索斷開式拉斷閥，比致斷螺栓式拉斷閥規(guī)格相對較大一些，將其公稱尺寸系列確定為DN25～DN250。關(guān)于公稱壓力、設(shè)計壓力與設(shè)計溫度與致斷螺栓式確定依據(jù)相同。拉斷力以卡箍結(jié)構(gòu)中的安全銷被拉斷時的力為設(shè)計準則。

2.3 設(shè)計與結(jié)構(gòu)

由于拉斷閥工作于-162℃的超低溫狀態(tài)，表面冰層厚度參照ISO 21593:2019《船舶與海上技術(shù)  液化天然氣加注干式快速接頭技術(shù)要求》的規(guī)定。防靜電結(jié)構(gòu)設(shè)計要求參照GB/T 24925—2010《低溫閥門  技術(shù)條件》的規(guī)定。拉斷閥自斷開至兩端完全封閉即完全關(guān)閉時間確定為一般不超過3s。

2.4 殼體壁厚

關(guān)于殼體最小壁厚，DN25參照GB/T 12235—2007《石油、石化及相關(guān)工業(yè)用鋼制截止閥和升降式止回閥》的要求，DN50～DN250參照GB/T 26640—2011《閥門殼體最小壁厚尺寸要求規(guī)范》的要求，與相關(guān)標準協(xié)調(diào)一致。

2.5 主要零部件材料

考慮到耐腐蝕性，拉斷閥殼體、閥芯等主要零部件材料選用06Cr17Ni12Mo2（316）或同等級別的奧氏體不銹鋼鍛件，與ISO 21593:2019《船舶與海上技術(shù)  液化天然氣加注干式快速接頭技術(shù)要求》協(xié)調(diào)一致。緊固件、密封件根據(jù)其適用的工作壓力和溫度按GB/T 24925《低溫閥門  技術(shù)條件》規(guī)定的材料要求選用。

2.6 性能及其試驗方法

拉斷閥的性能主要包括流量-壓力損失、強度、常溫密封性、低溫密封性、低溫拉斷性能、拉斷密封性、耐跌落性能、復位操作性能、耐低溫高壓沖擊性能和耐火性能等。

3.其他要求

除了產(chǎn)品技術(shù)要求和試驗方法外，本標準還規(guī)定了產(chǎn)品檢驗規(guī)則，包括型式檢驗和出廠檢驗項目、樣品數(shù)量和合格判據(jù)，以及產(chǎn)品標志、包裝、運輸和貯存規(guī)定，為產(chǎn)品的選型和使用提供了規(guī)范指導。

四、標準意義

1.規(guī)范設(shè)計檢驗，為產(chǎn)品型式認可提供依據(jù)和指導

本標準在調(diào)研國內(nèi)外船用超低溫拉斷閥研制技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢基礎(chǔ)上，提出了船用超低溫拉斷閥的基本參數(shù)、設(shè)計與結(jié)構(gòu)、尺寸、外觀質(zhì)量、材料，性能等技術(shù)要求，并結(jié)合試驗驗證，提出了一套完整、詳細且科學合理的性能試驗方法，可作為船級社《液化天然氣燃料加注船舶規(guī)范》的重要配套標準，規(guī)范指導產(chǎn)品的設(shè)計、制造和驗收，為產(chǎn)品型式認可提供依據(jù)。

2.聚焦質(zhì)量安全，支撐和保障產(chǎn)品和裝備安全運營

本標準從安全角度出發(fā)，充分考慮了低溫拉斷閥的耐低溫高壓沖擊性能和耐火性能和要求，規(guī)定了相應(yīng)試驗方法，確保在發(fā)生高壓沖擊和火災(zāi)等緊急情況下，拉斷閥不損壞，仍能保持一定的密封性能，避免對現(xiàn)場人員和設(shè)備造成危害。此外，標準中還提出了拉斷閥防靜電結(jié)構(gòu)設(shè)計，防止部分斷開、被意外拉斷或機械結(jié)構(gòu)卡死等安全設(shè)計要求，保障了低溫拉斷閥的質(zhì)量和使用安全。

3.瞄準國際先進，引領(lǐng)和推動產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)發(fā)展

本標準在制定過程中，特邀行業(yè)內(nèi)技術(shù)專家和英國 KLAW 公司、德國 ARTA 公司等國外拉斷閥先進制造廠商代表參與技術(shù)內(nèi)容研討及拉斷閥性能試驗驗證，充分考慮和反映了國內(nèi)外產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢。標準中規(guī)定的拉斷閥公稱尺寸規(guī)格參考了國外主要廠商的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，拉斷閥密封性、跌落、導電性、耐火性、耐低溫高壓沖擊等性能要求和試驗方法與《國際氣體及低閃點燃料動力船舶安全規(guī)則》、ISO 21593:2019《船舶與海上技術(shù)  液化天然氣加注干式快速接頭技術(shù)要求》等國內(nèi)外規(guī)范和標準協(xié)調(diào)一致，獲得了國內(nèi)外廠商代表的一致認可，達到了國際先進水平，可引導國內(nèi)LNG船舶配套產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，推動國內(nèi)超低溫拉斷閥的研制、設(shè)備裝船和出口創(chuàng)匯。