그만큼 미국 국립 표준 연구소 (ANSI) 밸브 설계의 다양한 측면을 규제하기위한 포괄적 인 밸브 표준 스위트를 설립했습니다., 조작, 테스트, 및 설치.
이러한 표준은 고품질을 보장하는 데 중요한 역할을합니다, 다른 제조업체의 제품에서 일관된 성능과 호환성, 산업 전반의 엔지니어링 관행의 균일 성 촉진.
1. ANSI 밸브 표준의 배경 및 진화
설립 1918, ANSI는 광범위한 부문에서 미국 국가 표준을 개발하기위한 조정 기관 역할을합니다..
밸브 엔지니어링 분야에서, ANSI는 구조화되고 진화하는 표준화 시스템을 공식화하는 데 중요한 역할을했습니다..
국내 산업 요구와 경험적 관행을 기반으로 처음 개발되었습니다.,
ANSI 밸브 표준은 전 세계 무역 및 기술 발전의 복잡성이 점점 커지고 있습니다..
국제 공학 커뮤니티가 표준의 조화를 향해 나아가면서,
ANSI는 The와 같은 기관과 적극적으로 협력했습니다 국제표준화기구 (ISO) 그리고 미국 기계공학회 (ASME).
이것은 ANSI 밸브 표준의 글로벌 수용 및 적용 가능성을 크게 향상 시켰습니다., 특히 국경 간 인프라 프로젝트에서.
2. ANSI 밸브 표준 시스템: 통합 프레임 워크
단일 통합 코드와는 반대로, ANSI 밸브 표준은 수많은 상호 관련 문서로 구성된 광범위한 시스템을 구성합니다..
대부분은 ASME 표준과 밀접한 관련이 있습니다, 특히 B16 시리즈, ~와 같은:
ANSI 밸브 표준 개요
| 범주 | 기준 | 제목 / 설명 |
|---|---|---|
| 디자인 표준 | ANSI B16.34 | 밸브 - 플랜지, 나사산, 그리고 용접 끝: 압력 온도 등급을 포함합니다, 치수, 벽 두께, 그리고 테스트. |
| ANSI B16.5 | 파이프 플랜지 및 플랜지 피팅: 치수를 지정합니다, 공차, 플랜지에 대한 압력 온도 등급. | |
| 재료 표준 | ANSI B16.24 | 청동 밸브: 청동 주물의 재료 구성 및 성능을 지정합니다. |
| B16.34에서 참조 | 탄소강에 대한 재료 요구 사항이 포함되어 있습니다, 스테인레스 스틸, 그리고 특별한 합금. | |
| 제조공정 | ANSI/AWS D1.1 | 구조 용접 코드 - 강철: 밸브 제조를위한 용접 관행을 관리합니다. |
| 주조 & 가공 사양 | 캐스팅을 덮습니다, 단조, 열처리, 가공, 결함 검사 절차. | |
점검 & 테스트 |
ANSI B16.104 | 밸브 시트 누출: 밸브 누출 분류 및 허용 가능한 한계를 정의합니다. |
| B16.34에서 참조 | 특정 압력에서 정수압 쉘 테스트 및 시트 테스트가 필요합니다.. | |
| 압력 온도 등급 | ANSI B16.34 별관 | 다양한 재료 및 밸브 클래스에 대한 자세한 압력 온도 차트를 제공합니다.. |
| 설치 표준 | ANSI B31.1 / B31.3 | 전원 및 프로세스 배관 코드: 밸브의 배관 시스템 통합 요구 사항을 개요합니다. |
| 상호 운용성 표준 | ANSI/ISA 75.05.01 | 제어 밸브 용어: 제어 밸브에 대한 명명법 및 사양을 표준화합니다. |
| 치수 호환성 | ANSI B16.10 | 밸브의 대면 및 엔드 투 엔드 치수: 치수 일관성을 보장합니다. |
3. ANSI 밸브 표준의 주요 범주
밸브 디자인 표준
ANSI/ASME B16.34는 플랜지가있는 스틸 밸브의 설계 규정의 핵심에 있습니다., 스레드, 또는 엉덩이가 끝납니다.
신체 치수에 대한 정확한 요구 사항을 제시합니다, 보닛 건설, 줄기 구성, 다양한 서비스 조건에서 기능적 무결성을 보장하기위한 디스크 형상.
예를 들어, 각 압력 - 온도 클래스에 대한 최소 벽 두께를 지정합니다,
수업을 보장합니다 600 밸브는 작동 압력이 도달 할 때 강도와 누출 압박감을 유지합니다. 1,440 psi at 100 °F.
그 동안에, ANSI/ASME B16.5 파이프 플랜지 및 플랜지 피팅의 플랜지 치수 및 압력 - 온도 등급을 정의합니다. (½ ″ –24 ″ NPS),
밸브 플랜지가 보안을 위해 해당 파이프 라인 구성 요소와 완벽하게 짝을 이루도록, 누출이없는 연결.
밸브 재료 표준
ANSI 표준은 밸브 구성 요소에 사용 된 합금을 엄격하게 조절합니다..
ANSI B16.24에 따라, 청동 주물은 엄격한 화학 성분 및 기계적 특성 임계 값을 충족해야합니다..
비슷하게, ANSI/ASME B16.34는 유체 매체에 기반한 탄소 강철 등급에서 부식 방지 스테인리스 및 합금강에 이르기까지 허용 강을 분류합니다., 온도, 그리고 압력.
부식성이 높거나 고온 환경에서, 엔지니어는 일반적으로 이중 스테인리스 스틸 또는 니켈 기반 합금을 선택합니다, 밸브 서비스 수명을 최대로 확장 할 수 있습니다 50% 표준 재료와 비교합니다.
밸브 제조 공정 표준
제조업체는 모든 생산 단계에서 엄격한 ANSI 지침을 준수해야합니다., 단조, 가공, 및 용접 - 밸브 무결성과 성능을 보장합니다.
첫 번째, ~ 동안 주조, 파운드리는 다공성을 감지하기 위해 초음파 또는 방사선 검사를 구현합니다, 수축, 그리고 포함, 결함률을 최대로 줄입니다. 20%.
게다가, 그들은 쏟아지는 온도와 냉각 속도, 특히간에 1,200 ° C 및 1,350 ° C - 균일 한 미세 구조를 달성하고 뜨거운 눈물을 예방합니다.
ANSI는 최대 결함 크기를 지정하고 5% 캐스팅의 단면에는 하위 임계 값 결함이 포함될 수 있습니다, 각 밸브 본체가 기계적 강도 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
에서 가공 단계, 제작자는 밀봉면과 줄기 보어에서 ± 0.1 mm 이내에 위치 정확도를 갖는 CNC 센터를 사용합니다..
추가적으로, 그들은 모든 가공 내 측정을 수행합니다 50 부분품, 치수 분산을 유지합니다 0.05 mm.
이 컨트롤은 누출 경로를 최소화하고 ANSI의 표면-피리 콜 아웃과 정렬합니다. 1.6 임계 밀봉 표면의 µm RA.
마지막으로, 밸브 제조업체가 실행됩니다 용접 ANSI/AWS D1.1 프로토콜에 따라,
합금 강을 위해 잔류 응력을 완화하기위한 합금강의 경우 100-200 ° C에서의 예열 및 600–650 ° C에서의 열 처리가 포함됩니다..
용접기는 벤드를 통해 절차를 자격을 갖습니다, 인장, –29 ° C에서의 충격 테스트, 각 조인트가 만나거나 초과되는지 확인합니다 90% 기본 금속 강도.
이러한 상세한 프로세스 표준에 따라, 생산 업체는 탁월한 내구성을 가진 밸브를 제공합니다, 누출 저항, 그리고 서비스 수명.
검사 및 테스트 표준
ANSI/ASME B16.104 밸브의 서비스 준비를 검증하는 포괄적 인 검사 및 테스트 방법을 규정합니다..
쉘 테스트가 필요합니다 1.5 밸브의 정격 압력, 그래서 클래스 300 판막 (705 PSI 등급) a 1,058 PSI 정수압 테스트,
다른 밸브 유형에 대한 최대 허용 누출 속도로 시트 누설 테스트를 정의합니다..
이러한 엄격한 테스트 조건과 지속 시간을 시행함으로써, ANSI는 정격 성능 임계 값을 충족하는 밸브 만 공장을 떠나도록합니다., 현장 실패 및 유지 보수 비용을 극적으로 줄입니다.
4. 주요 ANSI 밸브 표준에 대한 자세한 검사
ANSI는 가장 영향력있는 밸브 표준을 4 개의 플래그십 문서로 그룹화합니다..
각각은 특정 엔지니어링 도메인을 다룹니다, 그리고 함께 그들은 디자인을 안내하는 일관된 시스템을 형성합니다., 조작, 및 적용.
ANSI/ASME B16.5 - 파이프 플랜지 및 플랜지 피팅
첫 번째, B16.5 공칭 파이프 크기의 플랜지 치수 및 등급을 표준화합니다 (NPS) ½ ″에서 24 ″에서.
6 개의 압력 클래스 (15)를 정의합니다, 300, 400, 600, 900, 그리고 1500 - 특정 압력 - 온도 곡선과 관련이 있습니다.
예를 들어, 수업 150 12 인치 NPS 라인의 플랜지는 285 psi at 100 °F, 수업 중 900 같은 크기로 도달합니다 1,440 psi.
이 표준은 또한 볼트-원선 직경 공차를 지정합니다 (플랜지 ≥8 ″의 경우 ± 1 mm), 얼굴 마감 (125–250 μin), 개스킷 유형 (제기 얼굴, 평평한 얼굴, 및 고리 형 조인트).
이 매개 변수를 시행함으로써, B16.5는 모든 밸브 플랜지가 해당 파이프 플랜지와 유출되지 않도록 짝짓기를 보장합니다., 기계적으로 건전한 연결.
ANSI/ASME B16.10-대면 및 엔드 투 엔드 치수
다음, B16.10 다양한 밸브 유형에 대한 치수 표준을 규정합니다,
게이트 포함, 지구, 공, 나비, 밸브를 점검하십시오, 대면 및 중앙 대면 길이는 제조업체에서 일관성을 유지합니다..
예를 들어, 6 인치 클래스 300 게이트 밸브는 정확히 측정해야합니다 406 MM 대면, ± 3 mm의 공차.
이 균일 성은 현장 교체를 단순화합니다: 엔지니어는 인접한 배관을 수정하지 않고 마모 된 밸브를 교체 할 수 있습니다..
B16.10은 또한 플랜지 엔드 및 쉘 치수의 두께를 다룹니다., 밸브가 기존 시스템에 완벽하게 맞는지 보장합니다.
ANSI/ASME B16.34 - 밸브 설계, 재료, 그리고 등급
뿐만 아니라, B16.34 설계 기준을 통합합니다, 재료 그룹 분류, 플랜지가있는 스틸 밸브의 압력 - 온도 등급, 스레드, 그리고 엉덩이가 끝납니다.
그것은 탄소강에서 허용 가능한 합금을 나열합니다 (ASTM A216 WCB) 높은 니켈 합금으로 (ASTM A351 CF8M)- 각 자료 그룹 번호를 할당합니다.
이 그룹은 압력 - 온도 파괴 테이블에 직접 매핑됩니다; 예를 들어, 그룹의 스테인리스 스틸 밸브 5 에서 내려야합니다 1,000 psi at 100 ° F까지 500 psi at 750 °F.
B16.34는 추가로 쉘 두께 계산을 요구합니다, 노즐 강화 요구 사항, 및 정수압 테스트 절차,
따라서 밸브가 맥동 또는 주기적 하중 하에서 구조적 무결성을 유지하도록합니다..
ANSI/ASME B16.47-대형 직경의 플랜지
마지막으로, B16.47 플랜지 표준을 대형 직경으로 확장합니다 (26″ –60 ″ NPS), 대용량 파이프 라인의 고유 한 응력을 해결합니다.
시리즈 A와 시리즈 b로 나뉩니다, 각각 별도의 볼트-원선 직경 및 두께 프로파일을 갖는다.
36 인치 클래스의 경우 300 플랜지, 시리즈 A는 8 개의 1 ″ 볼트를 요구합니다, Series B는 12 개의 1¼ ″ 볼트를 사용합니다.
표준은 또한 다양한 열 및 압력 사이클에서 개스킷 압출을 방지하기 위해 최소 플랜지 강성을 규정합니다..
이러한 사양을 체계화함으로써, B16.47은 대형 보어 밸브와 배관 부품이 석유 화학에서 안정적으로 수행 될 것이라고 보장합니다., LNG, 및 전력 생성 응용 프로그램.
5. 압력 등급 및 온도 분류
밸브 압력 클래스 —150, 300, 600, 900, 1500, 그리고 2500 - 최대 허용 작업 압력을 정의하십시오 (mawp) 기준 온도에서 100 °F (38 ℃).
예를 들어, 수업 150 밸브는 일반적으로 유지됩니다 285 psi, 수업 중 600 밸브가 견딜 수 있습니다 1,440 같은 온도에서 psi.
하지만, 서비스 온도가 상승함에 따라, 재료 강도가 감소하고 그에 따라 MAWP가 감소해야합니다.
설명하기 위해, 클래스에서 카본 스틸 밸브를 고려하십시오 300:
- ~에 100 °F, 저항합니다 740 psi.
- ~에 500 °F, MAWP는 대략적으로 떨어집니다 370 psi - 주변 등급의 절반.
- 그 너머에 800 °F, 허용 압력은 아래로 떨어집니다 200 psi, 고온 합금 또는 서비스 요구 감소가 필요합니다..
ANSI 압력 - 온도 테이블 각 재료 그룹에 대한 상세한 곡선을 제공합니다..
스테인리스 스틸 용 (그룹 5 B16.34에서), mawp at 100 ° F입니다 1,000 수업에 대한 psi 600 그러나 감소합니다 650 psi at 400 ° F와 TO 500 psi at 750 °F.
이 테이블을 컨설팅하여, 엔지니어는 밸브 등급을 시스템 조건과 정확히 일치시킬 수 있습니다, 따라서과 손실을 피하고 구성 요소 수명을 연장합니다.
게다가, ANSI 표준은 최소 설계 마진을 권장합니다: 밸브는 정수압 쉘 테스트를 거쳐야합니다 1.5 × MAWP 및 시트 누설 테스트 1.1 × mawp.
이 내장 안전 버퍼는 온도로 인한 강도 감소에서도 안정적인 작동을 보장합니다., 궁극적으로 식물 무결성을 보호하고 계획되지 않은 가동 중지 시간을 줄입니다.
6. 다른 표준과의 관계
ANSI 밸브 표준은 밀접하게 통합됩니다 ASME 응집력있는 기계 공학 프레임 워크를 형성하는 코드.
사실은, ~ 위에 80% ANSI의 B16 시리즈는 B16.34 및 ASME 섹션 VIII과 같은 ASME 사양과 직접 정렬됩니다..
따라서, 디자이너는 통일 된 참조의 혜택을받습니다: 압력 용기 계산에 대해서는 ASME와 상충되는 요구 사항을 조정하지 않고 밸브 치수 및 등급에 대한 ANSI/ASME에 문의합니다..
이 시너지 효과는 예상만큼 엔지니어링 오류를 줄입니다 25% 프로젝트 일정을 평균 2 주까지 가속화합니다..
게다가, ANSI와 협력합니다 미국 석유 연구소 (API) 산업 별 요구를 해결합니다.
예를 들어, API 600 사워 서비스 환경에 대한 게이트 밸브 요구 사항 추가 야금 및 화재 안전 테스트 조항으로 ANSI/ASME B16.34.
결과적으로, 석유 및 가스 운영자는 종종 이중 규정 준수를 요구합니다.,
그리고 섹터-표적화 된 내구성에 대한 API-최대 달성 할 수 있습니다 40% 부식성 서비스의 밸브 교체가 적습니다.
마지막으로, ANSI는 지속적인 대화를 유지합니다 ISO 그리고 안에 (유럽 규범) 국제 무역 관행을 조화시키는 기관.
연락위원회를 통해, ANSI, ISO와 같은 5208 누설 테스트 용,
그래서 그 이상 65% 글로벌 프로젝트의 ANSI 또는 ISO 명칭을 서로 바꾸어 할 수 있습니다..
이 글로벌 조정은 제조업체가 재고를 간소화 할 수 있도록하며 엔지니어링 회사는 최소한의 커스텀 표준 작업으로 국제 입찰을 확보 할 수 있도록 도와줍니다..
7. 글로벌 무역 및 엔지니어링 응용
글로벌 표준화 및 시장 인식
ANSI 밸브 표준은 국제 시장에서 널리 인정됩니다, 특히 석유와 같은 부문에서 & 가스, 발전, 수처리, 그리고 석유 화학.
많은 글로벌 프로젝트는 품질을 보장하기 위해 ANSI 호환 밸브를 지정합니다, 성능, 까다로운 운영 조건 하에서 안전.
그들의 광범위한 채택은 공급 업체 간의 더 부드러운 커뮤니케이션을 용이하게합니다, 엔지니어, 그리고 규제 기관.
국경 간 거래 촉진
글로벌 조달에서, ANSI 표준은 일반적인 기술 언어 역할을합니다.
예를 들어, ANSI B16.34 (밸브 디자인) 및 ANSI B16.5 (플랜지 치수) 종종 국경 간 인프라 계약으로 의무화됩니다.
이 표준화는 설치 중 불일치 위험을 줄이고 다국적 공급망의 호환성을 향상시킵니다..
기술적 장벽 감소
ANSI 표준은 ISO 및 IEC와 같은 국제 조직과의 조정을 통해 거래에 대한 기술적 장벽을 줄이는 데 도움이됩니다..
결과적으로, ANSI 압력 클래스와 ISO PN 등급간에 호환성이 커지고 있습니다..
이 조화는 지역 전체의 밸브의 더 쉽게 대체 및 교환 가능성을 허용합니다., 조달을 간소화하고 프로젝트 리드 시간을 줄입니다.
엔지니어링 설계 및 도구 향상
엔지니어링 관점에서, ANSI 밸브 표준은 재료 선택을위한 안정적인 기준점을 제공합니다., 압력 등급, 그리고 치수 디자인.
엔지니어는 이러한 표준에 의존하여 안전하고 효율적인 밸브 선택을 보장합니다..
추가적으로, 많은 CAD 및 시뮬레이션 도구 (예를 들어, 시저 II, AutoCAD 플랜트 3D) ANSI 사양을 통합합니다, 설계 프로세스를보다 정확하고 표준화합니다.
글로벌 프로젝트 효율성 지원
사양 및 테스트 방법에서 균일 성을 촉진함으로써, ANSI 밸브 표준은 글로벌 프로젝트가 일정과 예산 내에서 유지되는 데 도움이됩니다..
반복적 인 검증의 필요성을 줄입니다, 규정 준수를 용이하게합니다, 다른 제조업체의 밸브가 동일한 성능 벤치 마크를 충족하도록합니다..
8. 미래의 개발 및 기술 통합
스마트 밸브 기술 수용
산업 자동화가 가속화됩니다, ANSI 밸브 표준은 센서가 장착 된 스마트 밸브에 대한 지침을 통합 할 것으로 예상됩니다., 액추에이터, 실시간 모니터링 시스템.
이 지능형 밸브는 예측 유지 보수에 중요한 역할을합니다., 성능 최적화, 원격 진단.
ANSI 표준의 향후 개정은 커뮤니케이션 프로토콜을 다룰 수 있습니다 (예를 들어, 수사슴, profibus, 또는 modbus) 산업 제어 시스템과의 원활한 통합을 보장하기위한 사이버 보안 측면.
지속 가능성 및 환경 성과
지구 환경 문제에 대응하여, ANSI 밸브 표준의 개발은 지속 가능성에 점점 더 중점을두고 있습니다..
여기에는 밸브 밀봉 시스템에 대한보다 엄격한 방출 제어가 포함됩니다 (도망자 배출과 같은), 친환경 재료의 사용, 유량 제어를위한 효율성 향상.
표준은 녹색 엔지니어링 관행 및 국제 기후 목표와 일치하도록 발전 할 것입니다..
고급 재료 및 제조 기술
이중 스테인레스 강과 같은 고급 재료의 채택, 부식 방지 합금, 복합재는 밸브 제조의 진화를 주도하고 있습니다.
ANSI 표준은 이러한 자료를 해결하기 위해 확장 될 것으로 예상됩니다., 특히 고압 및 고온 응용의 경우.
추가적으로, 신흥 제조 기술 - 첨가제 제조와 같은 (3D 프린팅) 고급 표면 처리 - 재료 자격 및 테스트를위한 새로운 지침이 필요합니다..
디지털 표준화 및 접근성
디지털 시대에, ANSI 표준은 디지털 플랫폼과 대화식 도구를 통해 더욱 액세스 할 수있게되었습니다..
향후 개발에는 클라우드 기반 표준 라이브러리가 포함될 수 있습니다, 밸브 구성 요소 용 디지털 쌍둥이, 건물 정보 모델링과 통합 (bim) 시스템.
이러한 혁신은 설계 효율성을 향상시킬 것입니다, 준수 확인, 복잡한 엔지니어링 시스템에서 밸브의 수명주기 관리.
글로벌 조화 노력
ANSI는 ISO 및 IEC와 같은 다른 국제 표준화 기관과 점점 더 협력하고 있습니다..
향후 발전에는 중복성을 줄이고 글로벌 상호 운용성을 촉진하기 위해 더 큰 정렬 및 조화를 이룰 수 있습니다..
이 추세는 지역 및 국제 사양 간의 갈등을 최소화함으로써 다국적 프로젝트에 도움이됩니다..
9. 결론
그만큼 ANSI 밸브 표준 프레임 워크는 밸브 엔지니어링을위한 기초 기둥 역할을합니다, 성능 일관성 보장, 안전, 산업 시스템 간의 상호 운용성.
ASME와의 정렬, ISO, API 표준은 글로벌 관련성을 더욱 향상시킵니다.
산업이 깨끗한 에너지와 더 똑똑한 인프라로 전환함에 따라, ANSI 표준은 계속 발전 할 것입니다, 엔지니어링 무결성을 유지하면서 혁신을 지원합니다.
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