1 范围
本标准规定了钛及钛合金阀门的技术要求、材料、试验方法、检验规则、标志、包装、贮存和运输。本标准适用于公称压力PN10～PN160、公称尺寸DN8～DN800，介质温度-29℃～300℃的钛及钛合金
闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀、柱塞阀、旋塞阀。其它类型的钛及钛合金阀门可参照使用。
2 规范性引用文件
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GB/T 223（所有部分） 钢铁及合金化学分析方法
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 231.1 金属材料 布氏硬度试验 第1部分：试验方法GB/T 1176 铸造铜及铜合金
GB/T 1220 不锈钢棒
GB/T 2965 钛及钛合金棒材
GB/T 3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分
GB/T 5193 钛及钛合金加工产品超声波探伤方法
GB/T 6614 钛及钛合金铸件
GB/T 9113 整体钢制管法兰
GB/T 9443 铸钢件渗透检测 GB/T 12220 工业阀门 标志GB/T 12221 金属阀门 结构长度
GB/T 12224-2015 钢制阀门 一般要求
GB/T 12234 石油、天然气工业用螺柱连接阀盖的钢制闸阀
GB/T 12235 石油、石化及相关工业用钢制截止阀和升降式止回阀
GB/T 12236 石油、化工及相关工业用的钢制旋启式止回阀
GB/T 12237 石油、石化及相关工业用的钢制球阀
GB/T 12238 法兰和对夹连接弹性密封蝶阀
GB/T 15073 铸造钛及钛合金
GB/T 16598 钛及钛合金饼和环
GB/T 22130 钢制旋塞阀
GB/T 23603 钛及钛合金表面污染层检测方法
GB/T 25137 钛及钛合金锻件
JB/T 4745-2002 钛制焊接容器
JB/T 6440 阀门受压铸钢件射线照相检测JB/T 7928 工业阀门 供货要求
JB/T 12526 工业阀门 柱塞阀
NB/T 47013.2 承压设备无损检测 第2部分：射线检测NB/T 47013.3 承压设备无损检测 第3部分：超声检测NB/T 47013.5 承压设备无损检测 第5部分：渗透检测
3 技术要求
3.1 一般要求
钛及钛合金阀门除应符合本标准的规定外，对于本标准未做规定的内容，应符合GB/T 12234、GB/T 12235、GB/T 12236、GB/T 12237、GB/T 12238、GB/T 22130、JB/T 12526的规定或按订货合同的要求。
3.2 结构长度
结构长度按GB/T 12221的规定。
3.3 连接端
法兰连接端按GB/T 9113的规定，对接焊连接端按GB/T 12224的规定。
3.4 阀体壁厚
阀体最小壁厚除应符合GB/T 12224-2015中6.1.2的要求外，还应考虑钛及钛合金材料的特性，增加一定的附加厚度余量。
3.5 表面处理
3.5.1 阀杆、金属阀座和动密封件应进行表面硬化处理，以满足相应的耐擦伤和耐磨损性能要求。
3.5.2 承压壳体外表面保持材料本色或喷砂、酸洗清除表面氧化玷污层。
3.6 性能要求
壳体试验、密封试验及其它性能要求应符合相应阀门产品标准的规定。
4 材料
4.1 材料选用
4.1.1 承压件材料应具有良好的耐腐蚀性能、力学性能、焊接性能、成形性能及其它工艺性能和物理性能，能满足阀门的使用、制造与检验要求。
4.1.2 阀门零部件材料按表 1 选取，或按订货合同的要求。
4.1.3 承压件材料若符合表 3～表 4 中所列材料标准、牌号、状态，仅截面尺寸超出所列范围，只要力学性能符合表中要求或其它规定要求，也可选用。
4.1.4 钛及钛合金材料在干氯气、甲醇、氢气、三氯乙烯、液态的四氧化二氮、熔融金属盐、四氯化碳、尿吡啶、溴蒸气、一定条件的发烟硝酸等介质中可能产生燃烧、爆炸或腐蚀开裂等，针对这些介质应回避或慎用。
4.1.5 阀门内件材料的选择应避免导电性腐蚀介质所产生的电偶腐蚀，并防止咬合和擦伤。
表1 阀门零部件材料
零部件名称 | 材料 | ||
名称 | 牌号 | 标准编号 | |
阀体、阀盖 |
钛及钛合金 | TA1、TA2、TA3、TA4、TA9、 TA10、TC4、ZTi1、ZTi2 |
GB/T 3620.1、GB/T 15073 |
阀杆 | 钛及钛合金 | TA1、TA2、TA3、TA4、TC4、 TC6、TC9 | GB/T 2965、GB/T 16598、GB/T 25137 |
启闭件 | 钛及钛合金 | TA2、TC4 | GB/T 6614、GB/T 2965、GB/T 16598、GB/T 25137 |
阀杆螺母 | 铸铝青铜 | ZCuAl9Mn2、ZCuAl10Fe3 |
GB/T 1176 |
铸锰黄铜 |
ZCuZn38Mn2Pb2 | ||
铸铝黄铜 | ZCuZn25Al6Fe3Mn3 | ||
螺栓 | 不锈钢 | 14Cr17Ni2、12Cr18Ni9 | GB/T 1220 |
钛合金 | TA3、TA4、TC4 | GB/T 3620.1 | |
螺母 |
不锈钢 |
12Cr13、20Cr13、12Cr18Ni9 |
GB/T 1220 |
钛合金 | TA2、TA3、TA9 | GB/T 3620.1 | |
4.2 许用温度和许用应力
4.2.1 许用温度
铸件的许用温度上限为250℃，锻件和棒材的许用温度上限为300℃。
4.2.2 许用应力
承压件材料在各温度下的许用应力应按表2～表4的规定，其它零部件参照使用。
表2 铸件各温度下的最大许用应力值 单位为兆帕
牌号 |
状态 | 抗拉强度 Rm≥ | 屈服强度 RP0.2≥ | 下列温度（℃）下的最大许用应力 | |||||||||
-29～20 | 40 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | ||||
ZTi1 | 铸态 | 345 | 275 | 92 | 92 | 84 | 74 | 69 | 62 | 58 | 53 | 50 | 46 |
ZTi2 | 铸态 | 440 | 370 | 118 | 118 | 106 | 97 | 89 | 80 | 74 | 66 | 62 | 56 |
注1：中间温度的最大许用应力值用插入法计算； 注2：铸件的最大许用应力值已乘铸件质量系数0.8。 | |||||||||||||
表3 锻件各温度下的最大许用应力值 单位为兆帕
牌号 |
状态 |
抗拉强度Rm≥ |
屈服强度RP0.2≥ | 断后 伸长率A/% | 下列温度（℃）下的最大许用应力 | |||||||||||
-29～20 | 40 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 | 300 | |||||
TA1 | 退火 | 240 | 140 | 24 | 93 | 93 | 81 | 75 | 69 | 62 | 55 | 48 | 43 | 38 | 35 | 31 |
TA2 | 退火 | 400 | 275 | 20 | 123 | 123 | 113 | 105 | 97 | 89 | 83 | 77 | 70 | 62 | 55 | 51 |
TA3 | 退火 | 500 | 380 | 18 | 147 | 147 | 132 | 121 | 111 | 100 | 92 | 83 | 76 | 69 | 65 | 60 |
TA4 | 退火 | 580 | 485 | 15 | 180 | 180 | 161 | 148 | 135 | 122 | 112 | 102 | 94 | 85 | 80 | 74 |
TA9 | 退火 | 370 | 250 | 20 | 123 | 123 | 113 | 105 | 97 | 89 | 83 | 77 | 70 | 62 | 55 | 51 |
TA10 | 退火 | 485 | 345 | 18 | 162 | 162 | 151 | 144 | 135 | 126 | 117 | 108 | 106 | 104 | 102 | 100 |
注1：中间温度的最大许用应力值用插入法计算； 注2：上述的最大许用应力值适用于纵剖面不大于100cm2的饼材及截面积不大于100cm2的环材。 | ||||||||||||||||
表4 棒材各温度下的最大许用应力值 单位为兆帕
牌号 |
状态 |
抗拉强度Rm≥ |
屈服强度RP0.2≥ |
断后伸长率A/% | 下列温度（℃）下的最大许用应力 | |||||||||||
-29～20 | 40 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 | 300 | |||||
TA1 | 退火 | 240 | 140 | 24 | 93 | 93 | 81 | 75 | 69 | 62 | 55 | 48 | 43 | 38 | 35 | 31 |
TA2 | 退火 | 400 | 275 | 20 | 123 | 123 | 113 | 105 | 97 | 89 | 83 | 77 | 70 | 62 | 55 | 51 |
TA3 | 退火 | 500 | 380 | 18 | 147 | 147 | 132 | 121 | 111 | 100 | 92 | 83 | 76 | 69 | 65 | 60 |
TA4 | 退火 | 580 | 485 | 15 | 180 | 180 | 161 | 148 | 135 | 122 | 112 | 102 | 94 | 85 | 80 | 74 |
TA9 | 退火 | 370 | 250 | 20 | 123 | 123 | 113 | 105 | 97 | 89 | 83 | 77 | 70 | 62 | 55 | 51 |
TA10 | 退火 | 485 | 345 | 18 | 162 | 162 | 151 | 144 | 135 | 126 | 117 | 108 | 106 | 104 | 102 | 100 |
注1：中间温度的最大许用应力值用插入法计算； 注2：上述的最大许用应力值适用于截面积不大于64.5cm2的圆棒及截面厚度不大于76mm的矩形棒。 | ||||||||||||||||
4.2.3 当材料的厚度或截面积超过表 3～表 4 中所规定的室温力学性能下限值的尺寸范围时，作为阀门承压壳体用材料仍应将室温抗拉强度 Rm 及屈服强度 RP0.2 及伸长率 A 的下限值作为技术要求，其合格指标可按材料标准中尺寸范围内的合格指标，也可另行协商确定。
4.2.4 材料最大许用拉伸应力值乘以 0.8 得到最大许用剪切应力值。
4.3 热处理
4.3.1 铸件应进行真空退火处理，真空退火时的真空度不低于 6.65×10-2Pa。有特殊要求时，则按图样规定进行。
4.3.2 对内部质量有特殊要求的铸件，经供需双方协商确定，可进行热等静压处理，热等静压处理可代替退火处理。
4.4 焊接
4.4.1 材料在熔焊时严禁混入钢铁和其它金属。
4.4.2 焊接和焊补应采用惰性气体保护等离子焊、钨极氩弧焊及熔化极氩弧焊等。
4.4.3 承压件的焊接和焊补应按 JB/T 4745-2002 中附录 B 或按订货合同的规定进行焊接工艺评定，评定合格后方可进行焊接生产。
4.4.4 承压件焊接用焊丝应按 JB/T 4745-2002 中附录 D 的规定或订货合同的要求。
4.4.5 阀体端法兰和阀体中法兰需采用焊接时，应采用对接焊形式，法兰应是锻造材料，该法兰与阀体的焊接应按 JB/T 4745-2002 的相关规定执行。
4.5 无损检测
4.5.1 新的或修改已有设计的铸件，其首批铸出的 5 件中至少有 3 件代表性铸件应在各关键截面处进行射线检测；首批铸件后的每批（5 件）中应至少抽取 1 件进行射线检测，若首批铸件后的每批不足 5 件时，也要抽取 1 件进行射线检测，铸件质量按 JB/T 6440 的规定进行检验和验收。
4.5.2 铸件外表面应进行渗透检测，铸件表面质量按 GB/T 9443 的规定进行检验，质量等级不低于 2 级为合格。
4.5.3 锻件和棒材应进行超声波检测，锻件质量按 GB/T 5193 的规定进行检验，不低于 A 级为合格， 表面质量按 NB/T 47013.5 进行 100%渗透检测，不低于Ⅰ级为合格。
4.5.4 对接焊缝应进行射线检测，对于不能进行射线检测的焊缝，应进行超声波检测。射线检测质量等级应达到 NB/T 47013.2 中Ⅱ级的规定，超声检测质量等级应达到 NB/T 47013.3 中Ⅰ级的规定。
4.5.5 焊接端部、金属阀座和启闭件的密封面应按NB/T 47013.5 进行渗透检测，不应有裂纹、气孔等影响性能的缺陷。
4.6 污染物检测
表面铁离子污染物检测宜采用菲绕啉（二氮杂菲）试验方法进行，表面氧、氮、碳等污染物检测应按 GB/T 23603 的规定进行，验收标准按合同规定。
5 试验方法
5.1 化学成份
在阀体、阀盖等零件的本体材料上钻屑取样，取样应当在表面6.5mm之下处，按GB/T 223的规定或采用光谱进行化学成分分析。
5.2 力学性能
用阀体同炉号、同批热处理的试棒或试块，拉伸试验按GB/T 228.1规定的方法进行，冲击试验按GB/T 229规定的方法进行，硬度试验按GB/T 231.1规定的方法进行。
5.3 其它试验和检验
钛及钛合金阀门的其它试验和检验应符合GB/T 12234、GB/T 12235、GB/T 12236、GB/T 12237、GB/T 12238、GB/T 22130、JB/T 12526的规定。
6 检验规则
6.1 检验项目
钛及钛合金阀门的检验项目除按表5的规定外，还应符合相应阀门产品标准的规定。
表5 检验项目
检验项目 | 检验类别 |
技术要求 |
试验方法 | |
出厂检验 | 型式试验 | |||
化学成分 | √ | √ | 4.1 | 5.1 |
力学性能 | √ | √ | 4.2 | 5.2 |
无损检测 | - | √ | 4.5 | 4.5 |
污染物检验 | - | √ | 4.6.2 | 4.6.2 |
6.2 出厂检验
钛及钛合金阀门须逐台进行出厂检验，检验合格后方可出厂。检验项目、技术要求和试验方法按6.1 的规定。
6.3 型式试验
6.3.1 有下列情况之一时，应对样机进行型式试验，试验合格后方可批量生产：
——新产品试制定型；
——正式生产后，如产品结构、材料、工艺有较大改变可能影响产品性能。
6.3.2 技术协议要求进行型式试验时，应抽样进行型式试验。抽样可在生产线的终端经检验合格的产品中随机进行抽样，也可在产品成品库中随机抽取或者从已供给用户但未使用并保持出厂状态的产品中随机抽取 1 台。对整个系列产品进行质量考核时，根据该系列范围大小情况从中抽取 2～3 个典型规格进行试验。
6.3.3 型式试验的全部试验项目应符合 6.1 的规定。
7 标志
标志应按GB/T 12220的规定。
8 包装、贮存和运输
包装、贮存和运输过程中应防止铁离子污染，其它要求按 JB/T 7928 的规定。
