工业过程控制阀的现行标准.pdf

工业过程控制阀的现行标准 工业过程控制阀的现行标准 李宝华 摘要世界工业发展的历程证明， 发展产业必须要有相应的标准化作为支撑条件。 标准用来衡量产品质量、 实现不同厂商间协调和信息交换，在确定技术体制、促进技术融合、加强科学管理、提高产品质量 等方面发挥重要作用。工业过程控制阀是过程控制的重要组成，标准化工作已有相当进展，形成系 列的标准体系。了解和采用工业过程控制阀的现行标准，确保控制阀产品正确设计、制造、选用、 安装、维护，是使工业过程控制中功能强化、正常有效、安全可靠的基础。 关键词标准化；工业过程控制阀；现行标准；GB/T 17213；IEC 60534；ISA 75 标准和标准化 标准和标准化 什么是标准在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或 特性的文件，称为标准。该文件经协商一致制定并经一个公认机构的批准。标准应以科学、技术和经验的 综合成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。标准化为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在 的问题制定共同的和重复使用的规则的活动，称为标准化。它包括制定、发布及实施标准的过程。标准化 的重要意义是改进产品、过程和服务的适用性，防止贸易壁垒，促进技术合作 世界工业发展的历程证明，发展产业必须要有相应的标准化作为支撑条件。标准用来衡量产品质量、 实现不同厂商间协调和信息交换，在确定技术体制、促进技术融合、加强科学管理、提高产品质量等方面 发挥重要作用。随着贸易的国际化，标准也日趋国际化。国际标准具有一定的技术先进的代表性，以国际 标准为基础制定本国标准，已成为 WTO 对各成员的要求。 目前，世界上约有近 300 个国际和区域性组织，制定各种标准或技术规则。公认的国际标准是指国际 标准化组织（ISO） 、国际电工委员会（IEC）和国际电信联盟（ITU）制定的标准，以及国际标准化组织确 认并公布的其他国际组织制定的标准。国际标准在世界范围内统一使用。ISO/IEC 导则 21-1981（E）中 规定，一般可采用六种方法将国际标准和国外先进标准订入（编入）采用国的国家标准。 中国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四级。国家标准的制定/实施用于强 制推行或推荐性指导在全国范畴内应统一的技术要求。 工业过程控制阀的国际标准化工作是由国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，缩 写 IEC）的 TC/SC 65B 负责。在中国，控制阀产品归类执行器，行业属于中国仪器仪表行业协会下的工业 自动化仪表分会的执行器专委会；在国家统计局的制造业划分中为类别 41“仪器仪表及文化、办公机械制 造业”的子类 411“通用仪器仪表制造”下的 4111 类“工业自动控制系统装置制造”的子项；而一般阀门 产品归类通用机械，行业属于中国通用机械行业协会下的阀门分会，在国家统计局的制造业划分中为类别 35“通用设备制造业”的子类 3543“阀门和旋塞的制造”。控制阀标准化工作是由全国工业过程测量和控制标 准化委员会第一分技术委员会负责（控制仪表及装置、工业控制计算机系统，IEC/TC 65 的国内归口） 。 IEC 的工业过程控制阀标准化工作组 IEC 的工业过程控制阀标准化工作组 IEC 是世界上最早的国际性电工标准化专门机构，目的是促进电气、电子工程等领域中标准化及有关 问题的国际合作，增进国际间的相互了解。它的任务是制定国际标准以加强国际间的贸易。IEC 制订的标 准在国际上占有重要的地位，在国际贸易中常常用 IEC 标准作为确定规格和产品质量的标准依据。国际电 工委员会目前设有 80 多个技术委员会，各技术委员会内可设分委员会，各技术委员会和分委员会下设若 干工作组。 其中第 65 技术委员会 （缩写 TC65） ， 名为 “工业过程测量和控制 （Industrial –Process Measurement and Control） ” ，它成立于 1969 年，当时定名为“过程控制系统（Process Control System） ” ，其任务是制订 工业过程控制系统以及系统中电动、气动、液动和机械的测量、控制和安全装置的有关国际标准。从当时 的名称、工作范围和工作组的设置来看，其重点是工业过程控制系统的标准制订，但在国际标准化组织中 已设有 ISO/TC124“工业过程控制仪表” ，其任务为制订工业过程控制仪表的国际标准，与 IEC/TC65 有重 叠。经 IEC 与 ISO 协商，ISO 决定撤消 ISO/TC124，将工作移交给 IEC/TC65。同时，IEC/TC65 的名称 改为“工业过程测量和控制” ，其任务为制订工业过程测量和控制系统与系统元件（即仪表）的国际标准， 协调影响测量和控制系统匹配的有关标准化工作。 考虑到系统和系统元件的不同特点以及有利于工作的开展， TC65 在 1973 年成立了两个分技术委员会 SC65A“系统考虑（System Consideration） ”和 SC65B“系统的元件（Elements of Systems） ” 。1982 年又成 立了 SC65C“测量和控制系统的数字数据通信（Digital Date Communication for Measurement and Control Systems） ” ，分别承担系统、仪表和数据通信方面的国际标准制订。后来又从 TC66 转过来 SC65D“分析 仪器（Analyzing Equipment） ” 。 SC65B 的第 9 工作组（WG9）具体负责工业过程控制阀（Industrial Process Control Valves）的标准制 订工作，任务是为工业过程控制用的各种控制阀阀体组件、执行机构和阀门定位器制订基本要求、端面距 和相关尺寸、额定压力、泄漏和其他性能要求、尺寸计算方法和评定方法方面的标准，其标准序号为 IEC 60534。 国内外工业过程控制阀的现行标准国内外工业过程控制阀的现行标准 IEC 60534 标准系列现分 9 个部分共 18 个标准（参见表 2） ，从其体系可以看出，IEC 标准不针对具体 产品，与中国国内原有的产品标准有所不同，是根据产品的共性问题独立制订标准。重点统一定义、试验 方法、计算方法、联结形式、安装尺寸等，更多的体现了用户的要求。目前，国际区域和大多数国家都等 同采用了 IEC 60534 标准体系。 中国于改革开放后开始本着认真研究、积极采用、区别对待的方针全面引入国际标准，控制阀标 准化工作得到快速发展。 对于工业过程控制阀标准首先等效采用了 IEC 60534 的 1、 5、 7、 8-1 四个标准 （等 效采用是在引用 IEC 标准号前加“eqv”来表示；等同采用是在引用 IEC 标准号后加“IDT”来表示） ，国 家标准号是 GB/T 17213，参见表 1。中国国家标准化委员会 2005 年第 12 号公报又公布了等同 IEC60534 的 14 个 GB/T17213 标准， 于 2006 年 4 月 1 日开始实施。 2008 年按 IEC 60534-5-2004 版修订和公布了 GB/T 17213.5-2008 标准。目前共发布、实施有 GB/T 17213 工业过程控制阀的 16 个现行标准，但其中有 4 个标 准（GB/T 17213.1、.4、.8、.16）与 IEC 标准存在版本不同，另有 2 个 IEC 标准（IEC 60534-2-5 和-9）还 没有转化为中国国家标准。 值得思考的是中国国家标准化委员会在采用国际标准时并没有沿用 IEC 的标准号， 而且顺序号也有区 别，这与国际惯例不太一样，也给推广标准带来一些影响，此外，针对气动控制阀（调节阀）还单独有一 个 GB/T 4213-2008 标准。 比较流行的做法是不改变顺序号，例如，欧洲标准化委员会（CEN）等同采用 IEC 60534 标准体系， 标准代号为 EN 60534；德国标准化学会（DIN）等同采用 IEC 60534 标准及 EN 60534 标准体系，标准代 号为 DIN EN 60534。其它欧洲国家也是如此。欧洲也单独有一个工业过程控制阀标准（EN 1349-2009） ， 几经修订；德国采用后的标准号为 DIN EN 1349-2010。日本采用 IEC 60534 标准体系后的工业标准号则为 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 w w w . b z f x w . c o m JIS B 2005，现有 16 个标准。 美国国家标准学会（ANSI）/美国国际自动化学会（ISA，原为美国仪表学会）是控制阀标准体系的开 拓者之一，具有技术先进性和全面性的特征，ISA 75 系列的控制阀标准在全球有很大影响，目前已公布有 23 个标准（参见表 3） ，其中有 19 个也是美国国家标准。 对于控制阀的关键附件-阀门定位器的标准，美标为 ANSI/ISA 75.13.01-1996（R2007） “带模拟输入信 号和气动输出的阀门定位器的性能评定方法” ，是 2007 修订版，主要用于常规的电气阀门定位器，还没有 智能阀门定位器的标准。 IEC 标准先公布有 IEC 61514-2000 “工业过程控制系统 气动输出的阀门定位器性 能评定方法” ，后又公布有针对智能阀门定位器的 IEC 61514-2-2004“工业过程控制系统 气动输出的智能 阀门定位器性能评定方法” 。这两个 IEC 标准在中国已等同采用，分别为 GB/T 22137.1-2008“工业过程控 制系统用阀门定位器 第 1 部分 气动输出阀门定位器性能评定方法” 和 GB/T 22137.2-2008 “工业过程控制 系统用阀门定位器 第 2 部分 气动输出智能阀门定位器性能评定方法” 。 GB/T 17213.1-1998 和 IEC 60534-1-2005 的比对GB/T 17213.1-1998 和 IEC 60534-1-2005 的比对 在工业过程控制阀标准系列的第 1 部分 “控制阀术语和总则” ， IEC 60534-1 是 2005 年的 ed3.0 版， GB/T 17213.1-1998 是等效 IEC 60423-1-1987 的 ed2.0 版。比对两个不同版本，可以看到技术内容上有一些不同， IEC 适应新的技术发展进行了标准升级。 IEC 60534-1-2005 在“组件术语”中的 3.1.2“角行程控制阀”条目下增加了 3.1.2.2“圆缺球阀（V 型 球阀） ”和 3.1.2.5“偏心旋塞阀” 。将阀门公称通径和公称压力条目移动到“功能术语”中的 4.1 和 4.2，并 增加了美标口径 NPS（条目 4.3）和美标压力等级 class（条目 4.4） 。 IEC 60534-1-2005 在“功能术语”中对流量系数条目进行了删改，去除了“确定流量系数的基本方程 式”和“流量系数 Av”的说明，前者是放在 IEC 60534-2 中重点说明，后者是因为不常用。根据实际需要， 还增加了 4.10“安装后流量特性”和 4.12“安装后可调比”的解释。 IEC 60534-1-2005 还删除了原 ed2.0 版中的“设计要求”条目。 结束语 了解和采用工业过程控制阀的现行标准，确保控制阀产品正确设计、制造、选用、安装、维护，是使 工业过程控制中功能强化、正常有效、安全可靠的基础。符合国际标准和国家标准的的控制阀产品有利于 国内外市场开拓和产品推广，有利于国产控制阀的产品研发、吸收转化、提高技术性能，有利于提升工业 过程控制的整体水平和加快实现流程工业自动化。 w w w . b z f x w . c o m 表 1. 中国国家标准委员会的控制阀标准及阀门定位器标准 No. 标准号 标准名（中文） 标准名（英文） 1 GB/T 17213.1-1998 eqv IEC 60534-11987 工业过程控制阀 第 1 部分控制阀术语和 总则 Industrial-process control valves--Part 1Control valve terminology and general considerations 2 GB/T 17213.2-2005 IEC 60534-2-11998,IDT 工业过程控制阀 第 2-1 部分 流通能力 安 装条件下流体流量的计算公式 Industrial-process control valves Part 2-1Flow capacity Sizing equations for fluid flow under Installed conditions 3 GB/T 17213.3-2005 IEC 60534-3-1-2000,IDT 工业过程控制阀 第 3-1 部分尺寸 两通 球形直通 控制阀法兰端面距和两通球形 角形 控制阀法兰中心至法兰端面的间距 Industrial-process control valves Part 3-1 Dimensions-Face-to-face dimensions for flanged,two-way,globe-type,straight pattern and center-to-face dimensions for flanged,two-way,globe-type,angle pattern control valves 4 GB/T 17213.4-2005 IEC 60534-41999,IDT 工业过程控制阀 第 4 部分检验和例行试 验 Industrial-process control valves Part 4Inspection and routine testing 5 GB/T 17213.5-2008 IEC 60534-5-2004,MOD 工业过程控制阀 第 5 部分 标志 Industrial-process control valves - Part 5 Marking 6 GB/T 17213.6-2005 IEC 60534-6-11997,IDT 工业过程控制阀 第 6-1 部分定位器与控 制阀执行机构 连接的安装细节 定位器在 直行程执行机构上的安装 Industrial-process control valves Part 6-1Mounting details for attachment of Positioners to control valves-Positioner mounting on linear actuators 7 GB/T 17213.7-1998 eqv IEC 60534-71989 工业过程控制阀 第 7 部分控制阀数据单 Industrial-process control valves--Part 7Control valve data sheet 8 GB/T 17213.8-1998 eqv IEC 60534-8-11986 工业过程控制阀 第 8 部分噪声的考虑 第 1 节实验室内测量空气动力流流经控制阀 产生的噪声 Industrial-process control valves--Part 8Noise considerations--Section 1Laboratory measurement of noise generated by aerodynamic flow through control valves 9 GB/T 17213.9-2005 IEC 60534-2-31997,IDT 工业过程控制阀 第 2-3 部分 流通能力 试 验程序 Industrial-process control valves Part 2-3Flow capacity-Test procedures 10 GB/T 17213.10-2005 IEC 60534-2-41989,IDT 工业过程控制阀 第 2-4 部分 流通能力 固 有流量特性和可调比 Industrial-process control valves Part 2Flow capacity Section FourInherent flow characteristics and rangeability 11 GB/T 17213.11-2005 IEC 60534-3-22001,IDT 工业过程控制阀 第 3-2 部分尺寸 角行 程控制阀蝶阀除外的端面距 Industrial-process control valves Part 3-2Dimensions-Face-to-face dimensions for rotary control valves except butterfly valves 12 GB/T 17213.12-2005 IEC 60534-3-31998,IDT 工业过程控制阀 第 3-3 部分尺寸 对焊 式两通球形直通控制阀的端距 Industrial-process control valves Part 3-3Dimensions-End-to-end dimensions for buttweld,two-way,globe-type,straight pattern control valves 13 GB/T 17213.13-2005 IEC 60534-6-22000,IDT 工业过程控制阀 第 6-2 部分定位器与控 制阀执行机构连接的安装细节定位器在角 行程执行机构上的安装 Industrial-process control valves Part 6-2Mounting details for attachment of Positioners to control valves-Positioner mounting on rotary actuators 14 GB/T 17213.14-2005 IEC 60534-8-21991,IDT 工业过程控制阀 第 8-2 部分噪声的考虑 实验室 内测量液动流流经控制阀产生的 噪声 Industrial-process control valves Part 8-2Noise considerations-Laboratory of noise generated by hydrodynamic flow through control valves 15 GB/T 17213.15-2005 IEC 60534-8-32000,IDT 工业过程控制阀 第 8-3 部分噪声的考虑 空气动力流流经控制阀产生的噪声预测方 法 Industrial-process control valves Part 8-3Noise considerations-Control valve aerodynamic noise prediction 16 GB/T 17213.16-2005 IEC 60534-8-41994,IDT 工业过程控制阀 第 8-4 部分噪声的考虑 液动流流经控制阀产生的噪声预测方法 Industrial-process control valves Part 8-4Noise considerations-Prediction of noise generated by hydrodynamic flow 17 GB/T 4213-2008 气动调节阀 Pneumatic industrial process control valves 18 GB/T 22137.1-2008 IEC 60514-2000,IDT 工业过程控制系统用阀门定位器 第 1 部 分气动输出阀门定位器性能评定方法 Valve positiongers for use in industrial-process control system - Part 1 s of uating the perance of valve positiongers with pneumatic outputs 19 GB/T 22137.2-2008 IEC 60514-2-2004,IDT 工业过程控制系统用阀门定位器 第 2 部 分气动输出智能阀门定位器性能评定方 法 Valve positiongers for use in industrial-process control system - Part 2 s of uating the perance of intelligent value positiongers with pneumatic outputs 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 w w w . b z f x w . c o m 表 2. 国际电工委员会（IEC）的控制阀标准及阀门定位器标准 No. 标准号 标准名（英文） 标准名（中文） 1 IEC 60534-1 ed3.0 2005-01 Industrial-process control valves - Part 1 Control valve terminology and general considerations 工业过程控制阀 第 1 部分控制 阀术语和总则 2 IEC 60534-2-1 ed1.0 1998-09 Industrial-process control valves - Part 2-1 Flow capacity - Sizing equations for fluid flow under installed conditions 工业过程控制阀 第 2-1 部分流 通能力 安装条件下流体流量的 计算公式 3 IEC 60534-2-3 ed2.0 1997-12 Industrial-process control valves - Part 2-3 Flow capacity - Test procedures 工业过程控制阀 第 2-3 部分流 通能力 试验程序 4 IEC 60534-2-4 ed2.0 2009-05 Industrial-process control valves - Part 2-4 Flow capacity - Inherent flow characteristics and rangeability 工业过程控制阀 第 2-4 部分流 通能力 固有流量特性和可调比 5 IEC 60534-2-5 ed1.0 2003-09 Industrial-process control valves - Part 2-5 Flow capacity - Sizing equations for fluid flow through multistage control valves with interstage recovery 工业过程控制阀 第 2-5 部分流 通能力 流体流经带级间恢复的 多级控制阀的计算公式 6 IEC 60534-3-1 ed1.0 2000-02 Industrial-process control valves - Part 3-1 Dimensions - Face-to-face dimensions for flanged, two-way, globe-type, straight pattern and centre-to-face dimensions for flanged, two-way, globe-type, angle pattern control valves 工业过程控制阀 第 3-1 部分尺 寸 两通球形直通 控制阀法兰端 面距和两通球形角形 控制阀法 兰中心至法兰端面的间距 7 IEC 60534-3-2 ed2.0 2001-04 Industrial-process control valves - Part 3-2 Dimensions - Face-to-face dimensions for rotary control valves except butterfly valves 工业过程控制阀 第 3-2 部分尺 寸 角行程控制阀蝶阀除外的端 面距 8 IEC 60534-3-3 ed1.0 1998-08 Industrial-process control valves - Part 3-3 Dimensions End-to-end dimensions for buttweld, two-way, globe-type, straight pattern control valves 工业过程控制阀 第 3-3 部分尺 寸 对焊式两通球形直通控制阀 的端距 9 IEC 60534-4 ed3.0 2006-06 Industrial-process control valves - Part 4 Inspection and routine testing 工业过程控制阀 第 4 部分检验 和例行试验 10 IEC 60534-5 ed2.0 2004-02 Industrial-process control valves - Part 5 Marking 工业过程控制阀 第 5 部分 标志 11 IEC 60534-6-1 ed1.0 1997-08 Industrial-process control valves - Part 6 Mounting details for attachment of positioners to control valves - Section 1 Positioner mounting on linear actuators 工业过程控制阀 第 6-1 部分定 位器与控制阀执行机构 连接的 安装细节 定位器在直行程执行 机构上的安装 12 IEC 60534-6-2 ed1.0 2000-11 Industrial-process control valves - Part 6-2 Mounting details for attachment of positioners to control valves - Positioner mounting on rotary actuators 工业过程控制阀 第 6-2 部分定 位器与控制阀执行机构连接的安 装细节定位器在角行程执行机构 上的安装 13 IEC 60534-7 ed1.0 1989-12 Industrial-process control valves. Part 7 Control valve data sheet 工业过程控制阀 第 7 部分控制 阀数据单 14 IEC 60534-8-1 ed2.0 2005-09 Industrial-process control valves - Part 8-1 Noise considerations - Laboratory measurement of noise generated by aerodynamic flow through control valves 工业过程控制阀 第 8 部分噪声 的考虑 第 1 节实验室内测量空 气动力流流经控制阀产生的噪声 15 IEC 60534-8-2 ed1.0 1991-05 Industrial-process control valves - Part 8-2 Noise considerations - Laboratory measurement of noise generated by hydrodynamic flow through control valves 工业过程控制阀 第 8-2 部分噪 声的考虑 实验室 内测量液动流 流经控制阀产生的噪声 16 IEC 60534-8-3 ed2.0 2000-07 Industrial-process control valves - Part 8-3 Noise considerations - Control valve aerodynamic noise prediction 工业过程控制阀 第 8-3 部分噪 声的考虑 空气动力流流经控制 阀产生的噪声预测方法 17 IEC 60534-8-4 ed2.0 2005-08 Industrial-process control valves - Part 8-4 Noise considerations - Prediction of noise generated by hydrodynamic flow 工业过程控制阀 第 8-4 部分噪 声的考虑 液动流流经控制阀产 生的噪声预测方法 18 IEC 60534-9 ed1.0 2007-09 Industrial-process control valves - Part 9 Test procedure for response measurements from step s 工业过程控制阀 第 9 部分阶跃 输入的响应测量测试程序 19 IEC 61514 ed1.0 2000-04 Industrial-process control systems - s of uating the perance of valve positioners with pneumatic outputs 工业过程控制系统 阀门定位器 气动输出阀门定位器性能评定方 法 20 IEC 61514-2 ed1.0 2004-01 Industrial process control systems - Part 2 s of uating the perance of intelligent valve positioners with pneumatic outputs 工业过程控制系统 阀门定位器 气动输出智能阀门定位器性能 评定方法 w w w . b z f x w . c o m 表 3. 美国国家标准学会（ANSI）及美国国际自动化学会（ISA，原美国仪表学会）的控制阀标准 No. 标准号 标准名（英文） 标准名（中文） 1 ANSI/ISA-75.01.01 IEC 60534-2-1 Mod-2007 Flow Equations for Sizing Control Valves 控制阀计算的流量方程式 2 ANSI/ISA-75.02.01-2008 Control Valve Capacity Test Procedures 控制阀容量试验程序 3 ANSI/ISA-75.05.01-2000 R2005 Control Valve Terminology 控制阀术语 4 ISA-75.07-1997 Laboratory Measurement of Aerodynamic Noise Generated by Control Valves 控制阀空气动力噪声的实验室测 量 5 ANSI/ISA-75.08.01-2002 R2007 Face-to-Face Dimensions for Integral Flanged Globe-Style Control Valve Bodies Classes 125, 150, 250, 300, and 600 整体法兰的单座型控制阀体端面 间的尺寸（磅级 125、150、250、 300 和 600） 6 ANSI/ISA-75.08.02-2003 Face-to-Face Dimensions for Flangeless Control Valves Classes 150, 300, and 600 无法兰的控制阀端面间的尺寸 磅级 150、300 和 600 7 ANSI/ISA-75.08.03-2001 R2007 Face-to-Face Dimensions for Socket Weld-End and Screwed-End Globe-Style Control Valves Classes 150, 300, 600, 900, 1500, and 2500 承插焊接和螺纹连接的单座型控 制阀的端面间尺寸磅级 150、 300、600、900、1500 和 2500 8 ANSI/ISA-75.08.04-2001 R2007 Face-to-Face Dimensions for Buttweld-End Globe-Style Control Valves Class 4500 对焊的单座型控制阀的端面间尺 寸（磅级 4500） 9 ANSI/ISA-75.08.05-2002 R2007 Face-to-Face Dimensions for Buttweld-End Globe-Style Control Valves Class 150, 300, 600, 900, 1500, and 2500 对焊的单座型控制阀的端面间尺 寸磅级 150、 300、 600、 900、 1500 和 2500 10 ANSI/ISA-75.08.06-2002 R2007 Face-to-Face Dimensions for Flanged Globe-Style Control Valve Bodies Classes 900, 1500, and 2500 法兰的单座型控制阀体的面对面 尺寸磅级 900、1500 和 2500 11 ANSI/ISA-75.08.07-2001 R2007 Face-to-Face Dimensions for Separable Flanged Globe-Style Control Valves Classes 150, 300, and 600 可分离法兰的单座型控制阀的端 面间尺寸磅级 150、300 和 600 12 ANSI/ISA-75.08.08-1999 R2007 Face-to-Centerline Dimensions for Flanged Globe-Style Angle Control Valve Bodies Classes 150, 300, and 600 法兰球型角度控制阀体的端面至 中心尺寸 13 ISA-75.08.09-2004 Face-to-Face Dimensions for Sliding Stem Flangeless Control Valves Classes 150, 300, and 600 直行程无法兰的控制阀端面间尺 寸磅级 150、300 和 600 14 ANSI/ISA-75.10.01-2008 General Requirements