球閥的端面距離是多少?
重點結論
這個問題有一半有標準答案,另一半沒有。ASME B16.10 固定法蘭閥的端面距離,以及對焊端與溝槽端的端到端長度,所以 Class 150 法蘭球閥在 1/2 吋是 108 mm、4 吋是 229 mm,不論誰做的都一樣。螺紋端與承插銲端在那份標準的範圍之外。沒有任何東西規定螺紋球閥要多長,意思是兩家供應商都完全正確,卻出貨不同長度的閥。法蘭閥的尺寸來自標準;螺紋閥的尺寸來自供應商的圖面,而圖面是它唯一存在的地方。
標準實際涵蓋什麼
ASME B16.10 是閥門的尺寸標準,而它的範圍比一般引用它的方式窄。它涵蓋閘閥、球型閥、栓塞閥、球閥、止回閥與蝶閥,而且是按端接形式涵蓋,不是按閥門類型。
| 端接形式 | 在 ASME B16.10 裡 | 那個尺寸叫什麼 |
|---|---|---|
| 法蘭 | 有 | 端面距離,量在墊片接觸面之間 |
| 對焊 | 有 | 端到端長度 |
| 溝槽 | 有 | 端到端長度 |
| 晶片式,夾在法蘭之間 | 有 | 以「夾裝於法蘭之間的閥類」納入 |
| 螺紋 | 沒有 | 未標準化 |
| 承插銲 | 沒有 | 未標準化 |
最後兩列對規範小口徑閥門的人最重要,因為 1/4 吋到 3 吋的球閥大多是螺紋端。一張圖面在螺紋閥旁邊寫「尺寸依 ASME B16.10」,引用的是一份搆不到它的標準。
Class 150 法蘭球閥
端面距離量在墊片接觸面之間,也就是凸面法蘭上的凸起面。以下是 Class 150 的數值。
| NPS | DN | 端面距離 mm | 約合英吋 |
|---|---|---|---|
| 1/2" | DN15 | 108 | 4.25 |
| 3/4" | DN20 | 117 | 4.6 |
| 1" | DN25 | 127 | 5.0 |
| 1-1/4" | DN32 | 140 | 5.5 |
| 1-1/2" | DN40 | 165 | 6.5 |
| 2" | DN50 | 178 | 7.0 |
| 2-1/2" | DN65 | 190.5 | 7.5 |
| 3" | DN80 | 203 | 8.0 |
| 4" | DN100 | 229 | 9.0 |
標準對球閥另外區分長型與短型。在上表 Class 150 的範圍內兩者相同,到較高壓力等級與較大口徑才分開。規格書指名其中一種時,它同時也在指定一段管排長度;把短型閥裝進為長型留的空間,就會留下一段要靠管路補起來的缺口。
螺紋這個缺口為什麼存在
法蘭接頭有天然的基準。墊片面是平的、與軸垂直,而對接管路的法蘭面位置已知,所以標準可以固定一個中間的數字,符合它的每一顆閥都裝得進同一段管排。
螺紋接頭沒有對應的東西。管子在錐形螺紋裡停在哪,取決於旋入多深;而旋入多深取決於螺紋公差、止洩劑與施工者。整個組合裡沒有任何一個平面是標準量得到的。
所以螺紋閥唯一存在的尺寸——整體端到端長度——是閥門本身的性質,不是接頭的性質。製造商會公布它,因為客戶排管要用,而每一家算出來的數字都不一樣。
為什麼一顆螺紋閥比另一顆長
四件事會改變長度,而且四件都是設計選擇,不是公差。
| 設計選擇 | 對長度的影響 |
|---|---|
| 兩片式與三片式閥體 | 三片式有兩個端蓋與一個中段,多出兩組接合面與貫穿螺栓,兩片式沒有 |
| 全通徑與縮徑 | 全通徑要裝更大的球體與更大的閥座凹槽,閥體必須夠長才容得下 |
| 兩端的螺紋深度 | 攻牙長度要能容納完整的螺紋嵌合,給多少是設計決定 |
| 對應壓力等級的壁厚 | 等級越高閥體越厚,那些材料要有地方去 |
以上沒有一項是錯誤。同尺寸同等級的兩顆閥,一顆是全通徑三片式、一顆是縮徑兩片式,它們長度不同是因為它們本來就是不同的閥。問題出在圖面把它們當成可互換,而標準並沒有說它們不是。
最常踩到的替換陷阱
一顆螺紋球閥在服役中壞了,依尺寸與壓力等級叫了一顆替換品。東西到貨,兩項都對,卻裝不進那個空隙。
訂單沒有出錯。原本那顆是縮徑兩片式,替換的是全通徑三片式,或者兩顆來自不同製造商,而 ASME B16.10 的範圍本來就不涵蓋螺紋端,沒有標準要求它們一樣長。箱子上的尺寸描述的是通徑,不是外形。
避開它的做法是:把實際裝上去那顆閥的端到端長度,連同尺寸與壓力等級一起記進維修紀錄。那個數字只存在於供應商的圖面上,所以必須趁圖面還在手上的時候抄下來。
兩個被漏掉的尺寸
長度決定閥門裝不裝得進管路。另外兩個數字決定它裝進去之後能不能操作,而只列端面距離的型錄兩個都沒給。
中心線到把手頂端的高度。從通徑中心線量起,這是上方任何東西必須讓開的高度。裝在風管下方、機櫃裡或貼著天花板的閥,長度可以剛好,仍然裝不進去。
把手擺動半徑。長柄需要四分之一圓的淨空才能轉。半徑就是柄長,而它掃過的那段弧必須整整九十度都是空的,不是只有兩個端點是空的。弧線中途有一根管子,閥門就停在四十五度——那是節流不是全開。
這兩個數字跟長度一樣只在供應商的圖面上,理由也一樣:沒有標準規定它們。
承插銲有同樣的缺口
承插銲端與螺紋端一起落在 ASME B16.10 之外,理由相近。承插接頭先把管子頂到承口內的肩部,焊接前再退回一段留給膨脹。所以管子停在哪由施工慣例決定,不是由閥門決定。
結果跟螺紋一樣。承插銲閥有一個端到端長度,它來自製造商,而兩顆同尺寸同等級的閥沒有被要求要一樣。
訂替換品之前怎麼量
要換掉一顆螺紋閥而原始圖面已經不見時,尺寸只能從裝在管上的那顆量。四個量測就足以問供應商有沒有現成品裝得上。
- 端到端,跨過兩端外緣,趁閥門還在管上量。這是替換品必須對上的數字。
- 兩端六角的對邊尺寸,用來確認口徑,也給供應商一個核對螺紋的依據。
- 閥門在開啟位置時,中心線到把手頂端的高度。
- 把手長度,以及它掃過的弧是不是淨空。
第一項是最常被略過的,因為尺寸與壓力等級感覺已經夠了。在螺紋閥上並不夠。
詢價單上該寫什麼
法蘭閥的話標準已經包了大部分。螺紋閥的話,以下沒有一項是預設成立的。
- 尺寸與壓力等級——這兩項在螺紋閥上完全決定不了長度。
- 端到端長度,要求對方從圖面給數字,而不是從型錄區間推測。
- 閥體構造,因為同尺寸的兩片式與三片式長度不同。
- 通徑形式,因為同尺寸的全通徑與縮徑長度不同。
- 開啟位置時到把手頂端的高度,它決定管路上方的淨空,而在原位更換時最容易忘。
- 把手擺動半徑,因為長柄需要四分之一圓的淨空,一面牆或一根鄰管就會拿掉它。
- 要裝進既有管路時,被換掉那一段的長度,讓供應商能判斷有沒有現成品對得上。
本文沒有解決的問題
上面的數值是法蘭球閥的 Class 150。更高的等級有各自的表,而長型與短型會隨等級與口徑增加而分開,所以 Class 300 的閥不是換了法蘭的 Class 150 閥。
端面距離是墊片面之間的尺寸,它不談法蘭外徑、螺栓圓或螺栓孔數——那些來自法蘭標準,不是 B16.10。
本文沒有給出任何一顆特定螺紋閥的長度。沒有標準數字可給,而這正是本文的重點;特定產品的數字來自那個產品的圖面。
常見問題
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引用標準:ASME B16.10,閥門端面距離與端到端尺寸,用於範圍界定與 Class 150 數值。法蘭本身由 ASME B16.5 規範,包含外徑、螺栓圓與螺栓孔,那些 B16.10 不處理。MSS SP-110 涵蓋螺紋、承插銲、焊接、溝槽與擴口端球閥,處理的是設計與額定值而非長度。
Class 150 端面距離數值引自已出版的 B16.10 參考表,供定位之用。特定產品的圖面仍是準據文件;對螺紋閥而言它是唯一的文件,因為沒有尺寸標準適用於那種端接形式。