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船舶和海上技术船用超低温止回阀设计与试验要求发展报告

DevelopmentReportonDesignandTestingRequirementsforMarineCryogenicCheckValvesinShipsandMarineTechnology

摘要

随着液化天然气（LNG）运输需求的增长，LNG船作为高技术、高附加值的专用船舶，其核心设备的安全性至关重要。超低温止回阀作为LNG输送系统的关键部件，需在-163℃的极端环境下稳定运行，其设计、制造与检验的标准化成为行业发展的迫切需求。目前，国内缺乏统一的超低温止回阀标准，导致企业需参考多项国际标准（如BS、ASME、API等），造成资源浪费和技术混乱。2019年ISO21157:2019《船舶与海洋技术—船用超低温止回阀—设计与试验要求》的发布为国际统一化提供了基础。本报告基于该国际标准，结合国内产业现状，分析国家标准立项的目的意义、范围及主要技术内容，旨在推动我国超低温止回阀技术的规范化、国际化发展，提升行业竞争力。

关键词

超低温止回阀；LNG船舶；标准化；试验方法；材料要求

CryogenicCheckValve;LNGShip;Standardization;TestingMethods;MaterialRequirements

正文

1立项目的与意义

LNG船是在-163℃超低温环境下运输液化天然气的专用船舶，具有高技术、高难度和高附加值的特征。其输送系统核心部件——超低温止回阀的性能直接关系到船舶结构完整性、设备安全及人员生命保障。目前，国内相关标准缺失，导致设计、制造和检验环节依赖多项国际标准（如BS、ASME、ASTM、API），这些标准在技术要求上存在差异，造成应用混乱和资源浪费。例如，不同标准对材料低温韧性、密封性能的试验要求不一致，增加了企业的合规成本和技术风险。

2019年，ISO21157:2019标准的发布为全球超低温止回阀提供了统一的技术框架。通过制定与之协调的国家标准，可实现以下目标：

1.技术规范化：明确设计、制造与检验要求，消除无标可依的困境；

2.效率提升：减少企业研究多标准的时间成本，加速产品研发与认证；

3.国际接轨：推动国产阀门进入全球市场，增强产业链竞争力；

4.安全保障：通过标准化试验确保阀门在极端工况下的可靠性，降低事故风险。

2范围与主要技术内容

本标准适用于工作温度不高于-46℃的船用超低温止回阀，涵盖其设计、制造、性能要求及试验方法，具体内容包括：

2.1技术要求

-分类与结构：根据阀门连接方式、密封形式及使用场景进行分类，规定结构设计需满足低温收缩与抗冲击需求；

-材料规范：明确阀体、阀盖等核心部件在超低温下的材料性能（如奥氏体不锈钢需符合ASTMA351Gr.CF8M），确保低温韧性及耐腐蚀性；

-尺寸与外观：规定接口尺寸、表面处理及无损检测要求，避免因制造缺陷导致泄漏。

2.2试验与检验方法

-低温密封试验：在-196℃液氮环境中验证阀门的密封性能，泄漏率需低于ISO5208的A级标准；

-压力循环试验：模拟实际工况进行高低温交变压力测试，评估阀门疲劳寿命；

-冲击试验：参照ASTME23标准，检验材料在低温下的夏比冲击韧性。

2.3标记与追溯

要求阀门本体标注材料等级、温度等级、生产批号等信息，实现全生命周期质量追溯。

主要参与单位介绍

中国船舶工业综合技术经济研究院作为本标准制定的核心单位，长期致力于船舶行业标准化研究与推广。该院具备完善的低温试验设备和专业技术团队，曾主导多项国家级船舶设备标准制定，并参与ISO/TC8（船舶与海洋技术委员会）国际标准修订工作。在本标准编制中，该院联合阀门制造企业、船级社及科研机构，通过实验验证与工程应用反馈，确保技术内容的科学性与实用性，为我国船舶配套产业的标准化建设提供了重要支撑。

结论与展望

本标准通过整合国际先进经验与国内产业需求，为船用超低温止回阀提供了全面的技术规范，将有效提升产品质量与行业协作效率。未来，随着LNG动力船舶和浮式储存再气化装置（FSRU）等新兴领域的发展，超低温阀门的应用场景将进一步扩展。建议行业从以下方面持续推进：

1.技术迭代：结合新材料（如高性能合金）与智能监测技术，完善标准内容；

2.国际协作：深化与ISO、IEC等组织的合作，推动中国标准国际化；

3.产业协同：加强设计、制造、检验环节的联动，构建标准化生态体系。

本标准的实施将助力我国船舶工业迈向高端制造，为全球能源运输安全提供可靠保障。

参考文献

[1]ISO21157:2019,Shipsandmarinetechnology—Marinecryogenic