《船用超低溫拉斷閥》國家標準解讀

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℃的超低溫狀態下，是典型的高技術、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、防止介質泄漏等功能，對安全可靠性能要求極高。目前，國內已打破國外壟斷并開始研制并生產船用超低溫拉斷閥，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加注配套產業發展需求，推動我國船用超低溫拉斷閥制造技術的發展。

三、標準主要內容

1.標準適用范圍

本標準規定了船用超低溫拉斷閥的分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸、貯存等內容，適用于船舶LNG加注、過駁和裝卸等作業過程中使用的軟管傳輸系統用拉斷閥的設計、制造和驗收。

2.技術內容

2.1產品分類

船用超低溫拉斷閥目前常用的主要有兩種結構型式：致斷螺栓式和拉索斷開式，其中致斷螺栓式應用較多，拉斷閥兩端設有單向閥，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閉，確保拉斷閥不泄漏。典型結構型式如圖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構示意圖

拉索斷開式拉斷閥兩端連接采用卡箍形式，內有安全銷固定，拉索通過拉斷安全銷使卡箍脫開從而實現拉斷閥脫離。典型結構型式如圖2所示。

1—預緊彈簧；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構示意圖

2.2 基本參數

拉斷閥的基本參數包括公稱尺寸、公稱壓力、設計壓力、設計溫度和拉斷力。對于致斷螺栓式拉斷閥，考慮到國內現狀和技術發展趨勢，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，設計壓力相應確定為1.6MPa。設計溫度確定為-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格相對較大一些，將其公稱尺寸系列確定為DN25～DN250。關于公稱壓力、設計壓力與設計溫度與致斷螺栓式確定依據相同。拉斷力以卡箍結構中的安全銷被拉斷時的力為設計準則。

2.3 設計與結構

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

2.4 殼體壁厚

關于殼體最小壁厚，DN25參照GB/T 12235—2007《石油、石化及相關工業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范》的要求，與相關標準協調一致。

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  液化天然氣加注干式快速接頭技術要求》協調一致。緊固件、密封件根據其適用的工作壓力和溫度按GB/T 24925《低溫閥門  技術條件》規定的材料要求選用。

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

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

四、標準意義

1.規范設計檢驗，為產品型式認可提供依據和指導

本標準在調研國內外船用超低溫拉斷閥研制技術現狀和發展趨勢基礎上，提出了船用超低溫拉斷閥的基本參數、設計與結構、尺寸、外觀質量、材料，性能等技術要求，并結合試驗驗證，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范》的重要配套標準，規范指導產品的設計、制造和驗收，為產品型式認可提供依據。

2.聚焦質量安全，支撐和保障產品和裝備安全運營

本標準從安全角度出發，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，規定了相應試驗方法，確保在發生高壓沖擊和火災等緊急情況下，拉斷閥不損壞，仍能保持一定的密封性能，避免對現場人員和設備造成危害。此外，標準中還提出了拉斷閥防靜電結構設計，防止部分斷開、被意外拉斷或機械結構卡死等安全設計要求，保障了低溫拉斷閥的質量和使用安全。

3.瞄準國際先進，引領和推動產品質量和技術發展

本標準在制定過程中，特邀行業內技術專家和英國 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內容研討及拉斷閥性能試驗驗證，充分考慮和反映了國內外產品技術發展趨勢。標準中規定的拉斷閥公稱尺寸規格參考了國外主要廠商的產品數據，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則》、ISO 21593:2019《船舶與海上技術  液化天然氣加注干式快速接頭技術要求》等國內外規范和標準協調一致，獲得了國內外廠商代表的一致認可，達到了國際先進水平，可引導國內LNG船舶配套產業的創新發展，推動國內超低溫拉斷閥的研制、設備裝船和出口創匯。