ISO 10434:1998
(Main)Bolted bonnet steel gate valves for petroleum and natural gas industries
Bolted bonnet steel gate valves for petroleum and natural gas industries
Robinets-vannes en acier à chapeau boulonné pour les industries du pétrole et du gaz naturel
Jekleni zasuni s prirobničnim zgornjim delom za naftno industrijo in industrijo zemeljskega plina
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10434
First edition
1998-10-15
Bolted bonnet steel gate valves for
petroleum and natural gas industries
Robinets-vannes en acier à chapeau boulonné pour les industries du
pétrole et du gaz naturel
A
Reference number
ISO 10434:1998(E)
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ISO 10434:1998(E)
Contents
1 Scope .1
2 Normative references .2
3 Definitions .2
4 Pressure/temperature ratings.3
5 Design.3
5.1 Body wall thickness.3
5.2 Bonnet wall thickness .4
5.3 Body dimensions.5
5.3.1 Flanged ends.5
5.3.2 Butt-welding ends.6
5.3.3 Body seats.8
5.3.4 Openings .8
5.4 Bonnet dimensions .8
5.5 Bonnet-to-body joint .9
5.6 Gate.10
5.7 Yoke .11
5.8 Stem and stem nut.11
5.9 Packing and packing box.13
5.10 Bolting.13
5.11 Operation.13
5.12 Auxiliary connections.14
© ISO 1998
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or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
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6 Materials . 17
6.1 Materials other than trim materials. 17
6.2 Trim . 17
6.3 Repair. 20
7 Testing and inspection. 20
7.1 Pressure tests . 20
7.1.1 Shell test. 20
7.1.2 Obturator tightness test. 20
7.1.3 Backseat test. 21
7.1.4 Optional closure test. 21
7.2 Inspection. 22
8 Marking . 22
8.1 Legibility . 22
8.2 Body markings. 22
8.3 Ring joint markings . 23
8.4 Identification plate. 23
9 Preparation for despatch . 23
Annex A (informative) Information to be specified by the purchaser. 24
Annex B (informative) Identification of valves terms . 25
Annex C (informative) Bibliography . 26
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
International Standard ISO 10434 was prepared jointly by Technical Committees ISO/TC 153, Valves,
Subcommittee SC 1, Design, manufacture, marking and testing, and ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore
structures for petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 6, Processing equipment and systems.
Annexes A, B and C of this International Standard are for information only.
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Introduction
The purpose of this International Standard is to establish, in ISO format, the basic requirements and practices for
flanged and butt-welding end steel gate valves of bolted bonnet construction which parallel those given in American
Petroleum Institute Standard API 600. In order to maintain compatibility with the flanges defined in ISO 7005-1 and
the flanges in the American National Standard ASME B16.5, valves have been designated to be PN-marked for the
former and Class-marked for the latter. It is not the purpose of this International Standard to replace ISO 6002 or
any other International Standard which is not identified with petroleum refinery or natural gas industry applications.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO ISO 10434:1998(E)
Bolted bonnet steel gate valves for petroleum and natural gas
industries
1 Scope
This International Standard specifies the requirements for a heavy duty series of bolted bonnet steel gate valves for
petroleum refinery and related applications where corrosion, erosion and other service conditions indicate a need
for full port openings, heavy wall sections and extra large stem diameters.
This specification sets forth the requirements for the following gate valve features:
bolted bonnet;
outside screw and yoke;
rising stems;
non-rising handwheels;
single or double gate;
wedge or parallel seating;
metallic seating surfaces;
flanged or butt-welding ends.
It covers valves of the nominal sizes DN:
25; 32; 40; 50; 65; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600
and is applicable for nominal pressures PN:
20; 50; 110; 150; 260; 420
when metric sized bolt holes are provided in end flanges and PN designations are marked on the valve body.
It also covers valves of the corresponding nominal pipe sizes NPS:
1; 1¼; 1½; 2; 2½; 3; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 24
and applies for equivalent nominal Class ratings:
150; 300; 600; 900; 1 500; 2 500
when inch-sized bolt holes are provided in end flanges and Class designations are marked on the valve body.
It also covers additional marking requirements for valves that are PN (or Class) designated but have flanges drilled
for inch (or metric) bolt holes.
1
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2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of the publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to
revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 7-1:1994, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads — Part 1: Dimensions, tolerances
and designation.
ISO 4200:1991, Plain end steel tubes, welded and seamless — Dimensions.
ISO 5208:1993, Industrial valves — Pressure testing of valves.
ISO 5209:1977, General purpose industrial valves — Marking.
ISO 5210:1991, Industrial valves — Multi-turn valve actuator attachments.
1)
ISO 5752:— , Metal valves for use in flanged pipe systems — Face-to-face and centre-to-face dimensions.
ISO 6708:1995, Pipework components — Definition and selection of DN (nominal size).
ISO 7005-1:1992, Metallic flanges — Part 1: Steel flanges.
ISO 7268:1983, Pipe components — Definition of nominal pressure.
ANSI/ASME B1.1:1989, Unified inch screw threads (UN and UNR thread form).
ANSI/ASME B1.5:1988 (R1994), Acme screw threads.
ANSI/ASME B1.8:1988 (R1994), Stub Acme screw threads.
ANSI/ASME B1.12:1987 (R1992), Screw threads — Class 5 interference — Fit thread.
ANSI/ASME B1.20.1:1983 (R1992), Pipe threads, general purpose (inch).
ANSI/ASME B16.5:1996, Pipe flanges and flanged fittings.
ANSI/ASME B16.34:1996, Valves — Flanged, threaded and welding end.
ANSI/ASME B18.2.2:1987 (R1993), Square and hex nuts (inch series).
ANSI/ASTM A193:1996, Specification for alloy steel and stainless steel bolting materials for high-temperature
service.
ANSI/ASTM A194:1996, Specification for carbon and alloy steel nuts for bolts for high-pressure and high-
temperature service.
ANSI/ASTM A307:1994, Specification for carbon steel bolts and studs, 60 000 psi tensile strength.
3 Definitions
For the purposes of this International Standard, the definition of nominal size given in ISO 6708 and of nominal
pressure given in ISO 7268 apply. Alternatively, the definitions of pressure Class and Nominal Pipe Size given in
ANSI/ASME B16.34 apply.
1)
To be published. (Revision of ISO 5752:1982)
2
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4 Pressure/temperature ratings
4.1 The pressure/temperature ratings applicable to the valves specified in this International Standard shall be in
accordance with those specified in the tables of ANSI/ASME B16.34 for Standard Class for the applicable material
specification and the applicable Class (PN). Restrictions on temperature and pressure conditions, for example those
imposed by special soft seals or special trim materials shall be marked on the valve identification plate (see 8.4).
4.2 The temperature for a corresponding pressure rating is the maximum temperature of the pressure-containing
shell of the valve. In general, this temperature is the same as that of the contained fluid. The use of a pressure
rating corresponding to a temperature other than that of the contained fluid is the responsibility of the user.
4.3 For temperatures below the lowest temperature listed in the pressure/temperature tables (see 4.1), the service
pressure shall be no greater than the pressure for the lowest listed temperature. The use of valves at lower
temperatures is the responsibility of the user. Consideration should be given to the loss of ductility and impact
strength of many materials at low temperature.
5 Design
5.1 Body wall thickness
5.1.1 A valve body schematic is shown in Figure 1. The minimum body wall thickness, t , at the time of
m
manufacture shall be as given in table 1, except as indicated in 5.1.2 for butt-welding valve ends. Additional metal
thickness needed for assembly stresses, stress concentrations, and shapes other than circular shall be determined
by individual manufacturers since these factors vary widely.
Key
1 Junction of body run and body neck 6 Body neck
2 Body end flange 7 Axis of body run
3 Body end port inside diameter 8 Butt-welding end
4 Axis of body neck 9 Body run
5 Body/bonnet flange
Figure 1 — Identification of terms
3
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5.1.2 The weld end preparation in butt-welding end valves (see 5.3.2) shall not reduce the body wall thickness to
less than the values specified in 5.1.1 within a region closer to the outside surface of the body neck than t
m
measured along the run direction. The transition to the weld preparation shall be gradual and the section shall be
essentially circular through the entire length of the transition. Sharp discontinuities or abrupt changes in section in
areas that infringe into the transition shall be avoided, except for test collars or bands, either welded or integral. In
no case shall the thickness be less than 0,77 t at a distance of 1,33 t from the weld end.
m m
5.2 Bonnet wall thickness
The minimum bonnet wall thickness at the time of manufacture, except for the neck extension which forms the stem
and packing entry-way, shall be t as given in table 1. For the stem and packing entry-way the local minimum wall
m
thickness shall be based on the local diameter, e.g. the diameter of the stem bore or packing box bore, and shall be
in accordance with table 2.
Table 1 — Minimum wall thickness for body and bonnet
PN designation
20 50 110 150 260 420
Nominal Nominal pipe
size Class designation size
DN NPS
150 300 600 900 1 500 2 500
Minimum wall thickness, t
m
mm
25 6,4 6,4 7,9 12,7 12,7 15 1
32 6,4 6,4 8,6 14,2 14,2 17,5 1¼
40 6,4 7,9 9,4 15 15 19,1 1½
50 8,6 9,7 11,2 19,1 19,1 22,4 2
65 9,7 11,2 11,9 22,4 22,4 25,4 2½
80 10,4 11,9 12,7 19,1 23,9 30,2 3
100 11,2 12,7 16 21,3 28,7 35,8 4
150 11,9 16 19,1 26,2 38,1 48,5 6
200 12,7 17,5 25,4 31,8 47,8 62 8
250 14,2 19,1 28,7 36,6 57,2 67,6 10
300 16 20,6 31,8 42,2 66,8 86,6 12
350 16,8 22,4 35,1 46 69,9 — 14
400 17,5 23,9 38,1 52,3 79,5 — 16
450 18,3 25,4 41,4 57,2 88,9 — 18
500 19,1 26,9 44,5 63,5 98,6 — 20
600 20,6 30,2 50,8 73,2 114,3 — 24
4
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Table 2 — Minimum wall thickness for bonnet neck
PN designation
Stem or 20 50 110 150 260 420
packing Class designation
entryway 150 300 600 900 1 500 2 500
diameter Minimum wall thickness, t
m
mm
mm
15 2,8 3 3,6 4,2 5,3 7,6
16 2,8 3,1 3,6 4,4 5,6 7,9
17 2,8 3,2 3,7 4,5 5,8 8,2
18 2,9 3,5 3,9 4,7 5,9 8,5
19 3 3,8 4,1 5,1 6,1 8,9
20 3,3 4 4,2 5,2 6,3 9,2
25 4 4,8 4,8 6,3 7,1 11
30 4,6 4,8 4,8 6,5 8,2 13,1
35 4,8 4,8 5,1 7,1 9,7 14,6
40 4,9 5 5,7 7,5 10,2 16,4
50 5,5 6,2 6,3 7,9 11,6 19,8
60 5,6 6,4 6,8 8,9 13,4 23,2
70 5,6 6,9 7,4 9,9 15,8 26,5
80 5,8 7,2 8,1 11 17,4 30,1
90 6,4 7,4 8,8 12 19,1 33,2
100 6,4 7,7 9,5 12,8 20,8 36,7
110 6,4 8,1 10,3 14,1 22,9 40,1
120 6,6 8,6 10,9 14,9 24,8 43,5
130 7,1 8,8 11,3 16,2 26,5 46,9
140 7,1 9,2 12 17,3 28,3 50,2
5.3 Body dimensions
5.3.1 Flanged ends
5.3.1.1 Body end flanges PN 20 through 420 shall comply with the requirements of series 1 of ISO 7005-1, except
that Class-designated valves shall have inch bolt holes in accordance with ANSI/ASME B16.5. Unless otherwise
specified, raised face end flanges shall be provided.
5.3.1.2 Face-to-face dimensions for flanged end valves PN 20, PN 50, and PN 110 shall be in accordance with
ISO 5752, basic series 3, 4 and 5, except that the applicable tolerance shall be in accordance with the note in
table 3. For PN > 110, the face-to-face dimensions shall be the same as the end-to-end dimensions given in table 3.
5.3.1.3 Body end flanges and bonnet flanges shall be cast or forged integral with the body. However, when
specified by the purchaser, forged flanges may be attached by welding by a qualified welding operator using a
qualified welding procedure; in this case all flanges attached by welding shall use a butt-welded joint. Heat
treatment to ensure that the material is suitable for the full range of service conditions shall be performed in
accordance with the material specifications.
5
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Table 3 — End-to-end dimensions for butt-welding end valves
PN designation
20 50 110 150 260 420 Nominal pipe
Nominal size Class designation size
DN 150 300 600 900 1 500 2 500 NPS
End-to-end dimensions
mm
25 127 165 216 254 254 308 1
32 140 178 229 279 279 349 1¼
40 165 190 241 305 305 384 1½
50 216 216 292 368 368 451 2
65 241 241 330 419 419 508 2½
80 283 283 356 381 470 578 3
100 305 305 432 457 546 673 4
150 403 403 559 610 705 914 6
200 419 419 660 737 832 1 022 8
250 457 457 787 838 991 1 270 10
300 502 502 838 965 1 130 1 422 12
350 572 762 889 1 029 1 257 — 14
400 610 838 991 1 130 1 384 — 16
450 660 914 1 092 1 219 1 537 — 18
500 711 991 1 194 1 321 1 664 — 20
600 813 1 143 1 397 1 549 1 943 — 24
NOTE — The tolerance applicable to the above dimensions is:
— for DN ¶ 250: – 2 mm
— for DN Ä 300: – 3 mm
5.3.2 Butt-welding ends
5.3.2.1 Butt-welding ends shall be in accordance with the details shown in figure 2, unless otherwise specified by
the purchaser.
5.3.2.2 End-to-end dimensions for butt-welding end valves shall be in accordance with table 3, unless otherwise
specified by the purchaser.
6
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Dimensions in millimetres
a) Welding end for connection to pipe of wall thickness b) Welding end for connection to pipe of wall thickness
T ¶¶ 22 mm T > 22 mm
A = nominal outside diameter of welding end
= nominal inside diameter of pipe
B
T = nominal wall thickness of pipe
Nominal size
25 32 40 50 65 80 100 150 200 250 300 350 400 450 500 600
DN
Nominal pipe
1 1¼ 1½ 2 2½ 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 24
size NPS
nom. 35 44 50 62 78 91 117 172 223 278 329 362 413 464 516 619
A mm
+ 25, + 4
tol.
−10, − 1
+ 3
+ 1 + 2
B mm tol.
− 2
− 1 − 2
NOTES
1 The inside and outside surfaces of valve welding ends shall be machine finished overall. The contour within the envelope is
at the option of the manufacturer unless specifically ordered otherwise.
2 Intersections should be slightly rounded.
3 Valves with minimum wall thickness equal to 3 mm or less may have ends cut square or slightly chamfered.
4 For nominal outside diameters and wall thickness of standard steel pipe, see ISO 4200.
Figure 2 — Weld ends
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5.3.3 Body seats
5.3.3.1 The inside diameter of the body seat, except for assembly drive lugs on threaded seat rings, shall not be
less than the values specified in table 4.
Table 4 — Body port diameter
PN designation
20 50 110 150 260 420
Nominal Class designation Nominal pipe
size 150 300 600 900 1 500 2 500 size
DN Minimum port diameter NPS
mm
25 25 25 25 22 22 19 1
32 31 31 31 28 28 25 1¼
40 38 38 38 34 34 28 1½
50 50 50 50 47 47 38 2
65 63 63 63 57 57 47 2½
80 76 76 76 72 69 57 3
100 100 100 100 98 92 72 4
150 150 150 150 146 136 111 6
200 200 200 199 190 177 146 8
250 250 250 247 238 222 184 10
300 300 300 298 282 263 218 12
350 336 336 326 311 288 241 14
400 387 387 374 355 330 276 16
450 438 431 419 400 371 311 18
500 488 482 463 444 415 342 20
600 590 584 558 533 498 412 24
5.3.3.2 Integral body seats are permitted in austenitic stainless steel valves. When an austenitic stainless steel or
a hard-facing material is used for the body seat, this material may be weld deposited directly on the valve body.
Otherwise, valve bodies shall have separate shoulder or bottom seated seat rings that are either threaded or
welded in place except that for DN ¶ 50, rolled or pressed in seat rings may be used.
5.3.3.3 Body seating surfaces shall not have sharp corners at either the inner or outer seat circumference.
5.3.3.4 Sealing compounds or greases shall not be used when assembling seat rings. However, a light lubricant
having a viscosity no greater than kerosene may be used to prevent galling of mating threaded surfaces.
5.3.4 Openings
Tapped openings are prohibited unless specified by the purchaser. All openings shall be in accordance with 5.12.
When tapped openings are permitted for testing, they shall not be larger than DN 15.
5.4 Bonnet dimensions
5.4.1 The bonnet stem hole shall be designed to leave enough clearance for stem guiding and packing extrusion.
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5.4.2 The bonnet shall include a conical stem backseat in one of the following forms:
a bushing;
an integral surface in the case of an austenitic stainless steel valve;
an austenitic stainless steel or hardface weld deposit with a minimum thickness of 1,6 mm.
5.4.3 The restrictions of 5.3.4 on openings also apply to the bonnet.
5.4.4 Bonnets shall be one piece castings or forgings subject to the same requirements and exceptions as
specified in 5.3.1.3.
5.4.5 The gland bolting shall not be anchored to the bonnet or yoke through a fillet welded attachment or stud
welded pins. The anchor design shall not include slotted holes or brackets which do not shackle gland bolting during
repacking.
5.5 Bonnet-to-body joint
5.5.1 The bonnet-to-body joint shall be a flange and gasket type.
5.5.2 For PN 20 valves, the bonnet-to-body joint shall be one of the following types which are illustrated in figure 5
of ISO 7005-1:1992:
Type A, flat face;
Type B, raised face;
Types C and D, tongue and groove;
Types E and F, spigot and recess;
Type J, ring joint.
5.5.3 For valves having nominal pressure greater than PN 20 the bonnet-to-body joint shall be in accordance with
5.5.2, except that the Type A, flat face, joint is not permitted.
5.5.4 The bonnet flange gasket shall be suitable for the temperature range – 29 °C to 538 °C and shall be one of
the following:
solid metal, corrugated or flat;
filled metal jacketed, corrugated or flat;
metal ring joint;
spiral wound metal gasket with filler and a centring/compression ring;
spiral wound metal gasket with filler to be used only in a bonnet-to-body joint design that provides gasket
compression control.
For PN 20, the following may also be used:
flexible graphite sheet having a perforated stainless steel reinforcement.
5.5.5 Except for all PN 20 valves and all valves in sizes DN 65 and smaller, bonnet-to-body flanges shall be
circular.
9
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ISO 10434:1998(E)
5.5.6 Bonnet and body flange nut bearing surfaces shall be parallel to the flange face within ± 1°. Spot facing or
backfacing required to meet the parallelism requirement shall be in accordance with ISO 7005-1:1992, 2.6.
5.5.7 The bonnet-to-body joint shall be secured by a minimum of four through-type stud bolts. The minimum stud
bolt size, for each valve size, in accordance with its PN or Class designation, shall be as follows:
M10 or 3/8 when 25 ¶ DN ¶ 65;
M12 or 1/2 when 80 ¶ DN ¶ 200;
M16 or 5/8 when 250 ¶ DN.
Valve bonnet bolting shall, as a minimum, meet the following bolt cross-sectional area requirements:
5.5.8
A
g
k()PN < 11,25 S < 1 552
b
A
b
where
S is the allowable bolt stress at 38 °C, in megapascals (when greater than 138 MPa, use 138 MPa);
b
PN is the nominal pressure rating number;
A is the area bounded by the effective outside periphery of the gasket in square millimetres, except that in the
g
case of a ring joint the bounded area is defined by the pitch diameter of the ring;
A is the total effective bolt tensile stress area, in square millimetres;
b
k is a coefficient having the following value:
k = 1,25 when PN20;
k = 1 when PN50;
k = 0,91 when PN110;
k = 1 when PN150;
k = 0,97 when PN260;
k = 1 when PN420.
5.5.9 At assembly, all gasket contact surfaces shall be free of heavy oils, grease and sealing compounds. A light
coating of a lubricant, no heavier than kerosene, may be applied if needed to assist in proper gasket assembly.
5.6 Gate
5.6.1 A one-piece wedge gate, as either a solid or flexible wedge design, shall be furnished, unless otherwise
specified by the purchaser. In the open position, the wedge shall completely clear the valve seat openings.
5.6.2 A two-piece split wedge gate or a parallel seat double disc gate may be furnished when specified by the
purchaser. A split wedge gate consists of two independent seating parts that conform to the body seats when
closed. A double disc gate has a spreading mechanism that forces the two parallel discs to the body seats when
closed.
5.6.3 Gates shall be designed so that all parts can function properly independent of the installed valve orientation.
10
---------------------- Page: 15 ----------------------
© ISO
ISO 10434:1998(E)
5.6.4 Guides shall be provided in the gate and the shell and shall be designed so as to minimise seat wear and
maintain gate to stem alignment in all valve orientations. Gate-to-shell design shall consider wear that may be
caused by corrosion, erosion and abrasion.
5.6.5 Gate seating surfaces shall be integral or faced with weld metal. Finished thickness of any facing material
shall be not less than 1,6 mm.
5.6.6 Wedge gates shall be designed to account for seat wear. The dimensions that fix the position of the gate
seats relative to the body seats shall be such that the gate, starting from the time of manufacture, can move into the
seats, as a result of seat wear, a distance defined as wear travel. The required minimum wear travel varies with
valve size, as given in table 5.
Table 5 — Minimum wear travel
Valve size range Minimum wear travel
mm
DN
25 ¶ DN ¶ 50 2,3
65 ¶ DN ¶ 150 3,3
200 ¶ DN ¶ 300 6,4
350 ¶ DN ¶ 450 9,7
500 ¶ DN ¶ 600 12,7
5.7 Yoke
5.7.1 The yoke may be either an integral part of the bonnet or a separate part. The yoke shall retain the stem nut
which links the handwheel to the stem.
5.7.2 Yokes shall be designed so as to allow the stem nut to be removed (when the valve is not under pressure)
without removing the bonnet from the valve body.
5.7.3 Yokes that are separate shall have yoke-to-bonnet mating surfaces machined so as to assure a proper
bearing assembly interface.
5.7.4 The yoke-to-stem nut bearing surfaces shall be machined flat and parallel.
...
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.Robinets-vannes en acier à chapeau boulonné pour les industries du pétrole et du gaz naturelBolted bonnet steel gate valves for petroleum and natural gas industries75.180.01Oprema za industrijo nafte in zemeljskega plina na splošnoEquipment for petroleum and natural gas industries in general23.060.30Zapirni ventili (zasuni)Gate valvesICS:Ta slovenski standard je istoveten z:ISO 10434:1998SIST ISO 10434:2000en01-september-2000SIST ISO 10434:2000SLOVENSKI
STANDARD
SIST ISO 10434:2000
AReference numberISO 10434:1998(E)INTERNATIONALSTANDARDISO10434First edition1998-10-15Bolted bonnet steel gate valves forpetroleum and natural gas industriesRobinets-vannes en acier à chapeau boulonné pour les industries dupétrole et du gaz naturelSIST ISO 10434:2000
ISO 10434:1998(E)©
ISO 1998All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronicor mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.International Organization for StandardizationCase postale 56 · CH-1211 Genève 20 · SwitzerlandInternetiso@iso.chPrinted in SwitzerlandiiContents1 Scope.12 Normative references.23 Definitions.24 Pressure/temperature ratings.35 Design.35.1 Body wall thickness.35.2 Bonnet wall thickness.45.3 Body dimensions.55.3.1 Flanged ends.55.3.2 Butt-welding ends.65.3.3 Body seats.85.3.4 Openings.85.4 Bonnet dimensions.85.5 Bonnet-to-body joint.95.6 Gate.105.7 Yoke.115.8 Stem and stem nut.115.9 Packing and packing box.135.10 Bolting.135.11 Operation.135.12 Auxiliary connections.14SIST ISO 10434:2000
© ISOISO 10434:1998(E)iii6 Materials.176.1 Materials other than trim materials.176.2 Trim.176.3 Repair.207 Testing and inspection.207.1 Pressure tests.207.1.1 Shell test.207.1.2 Obturator tightness test.207.1.3 Backseat test.217.1.4 Optional closure test.217.2 Inspection.228 Marking.228.1 Legibility.228.2 Body markings.228.3 Ring joint markings.238.4 Identification plate.239 Preparation for despatch.23Annex A (informative)
Information to be specified by the purchaser.24Annex B (informative)
Identification of valves terms.25Annex C (informative)
Bibliography.26SIST ISO 10434:2000
ISO 10434:1998(E)© ISOivForewordISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISOmember bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technicalcommittees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established hasthe right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, inliaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International ElectrotechnicalCommission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.International Standard ISO 10434 was prepared jointly by Technical Committees ISO/TC 153, Valves,Subcommittee SC 1, Design, manufacture, marking and testing, and ISO/TC 67, Materials, equipment and offshorestructures for petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 6, Processing equipment and systems.Annexes A, B and C of this International Standard are for information only.SIST ISO 10434:2000
© ISOISO 10434:1998(E)vIntroductionThe purpose of this International Standard is to establish, in ISO format, the basic requirements and practices forflanged and butt-welding end steel gate valves of bolted bonnet construction which parallel those given in AmericanPetroleum Institute Standard API 600. In order to maintain compatibility with the flanges defined in ISO 7005-1 andthe flanges in the American National Standard ASME B16.5, valves have been designated to be PN-marked for theformer and Class-marked for the latter. It is not the purpose of this International Standard to replace ISO 6002 orany other International Standard which is not identified with petroleum refinery or natural gas industry applications.SIST ISO 10434:2000
SIST ISO 10434:2000
INTERNATIONAL STANDARD
© ISOISO 10434:1998(E)1Bolted bonnet steel gate valves for petroleum and natural gasindustries1 ScopeThis International Standard specifies the requirements for a heavy duty series of bolted bonnet steel gate valves forpetroleum refinery and related applications where corrosion, erosion and other service conditions indicate a needfor full port openings, heavy wall sections and extra large stem diameters.This specification sets forth the requirements for the following gate valve features:¾ bolted bonnet;¾ outside screw and yoke;¾ rising stems;¾ non-rising handwheels;¾ single or double gate;¾ wedge or parallel seating;¾ metallic seating surfaces;¾ flanged or butt-welding ends.It covers valves of the nominal sizes DN:25; 32; 40; 50; 65; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600and is applicable for nominal pressures PN:20; 50; 110; 150; 260; 420when metric sized bolt holes are provided in end flanges and PN designations are marked on the valve body.It also covers valves of the corresponding nominal pipe sizes NPS:1; 1¼; 1½; 2; 2½; 3; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 24and applies for equivalent nominal Class ratings:150; 300; 600; 900; 1 500; 2 500when inch-sized bolt holes are provided in end flanges and Class designations are marked on the valve body.It also covers additional marking requirements for valves that are PN (or Class) designated but have flanges drilledfor inch (or metric) bolt holes.SIST ISO 10434:2000
ISO 10434:1998(E)© ISO22 Normative referencesThe following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of thisInternational Standard. At the time of the publication, the editions indicated were valid. All standards are subject torevision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate thepossibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and ISO maintainregisters of currently valid International Standards.ISO 7-1:1994, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads — Part 1: Dimensions, tolerancesand designation.ISO 4200:1991, Plain end steel tubes, welded and seamless — Dimensions.ISO 5208:1993, Industrial valves — Pressure testing of valves.ISO 5209:1977, General purpose industrial valves — Marking.ISO 5210:1991, Industrial valves — Multi-turn valve actuator attachments.ISO 5752:—1), Metal valves for use in flanged pipe systems — Face-to-face and centre-to-face dimensions.ISO 6708:1995, Pipework components — Definition and selection of DN (nominal size).ISO 7005-1:1992, Metallic flanges — Part 1: Steel flanges.ISO 7268:1983, Pipe components — Definition of nominal pressure.ANSI/ASME B1.1:1989, Unified inch screw threads (UN and UNR thread form).ANSI/ASME B1.5:1988 (R1994), Acme screw threads.ANSI/ASME B1.8:1988 (R1994), Stub Acme screw threads.ANSI/ASME B1.12:1987 (R1992), Screw threads — Class 5 interference — Fit thread.ANSI/ASME B1.20.1:1983 (R1992), Pipe threads, general purpose (inch).ANSI/ASME B16.5:1996, Pipe flanges and flanged fittings.ANSI/ASME B16.34:1996, Valves — Flanged, threaded and welding end.ANSI/ASME B18.2.2:1987 (R1993), Square and hex nuts (inch series).ANSI/ASTM A193:1996, Specification for alloy steel and stainless steel bolting materials for high-temperatureservice.ANSI/ASTM A194:1996, Specification for carbon and alloy steel nuts for bolts for high-pressure and high-temperature service.ANSI/ASTM A307:1994, Specification for carbon steel bolts and studs, 60 000 psi tensile strength.3 DefinitionsFor the purposes of this International Standard, the definition of nominal size given in ISO 6708 and of nominalpressure given in ISO 7268 apply. Alternatively, the definitions of pressure Class and Nominal Pipe Size given inANSI/ASME B16.34 apply.
1) To be published. (Revision of ISO 5752:1982)SIST ISO 10434:2000
© ISOISO 10434:1998(E)34 Pressure/temperature ratings4.1
The pressure/temperature ratings applicable to the valves specified in this International Standard shall be inaccordance with those specified in the tables of ANSI/ASME B16.34 for Standard Class for the applicable materialspecification and the applicable Class (PN). Restrictions on temperature and pressure conditions, for example thoseimposed by special soft seals or special trim materials shall be marked on the valve identification plate (see 8.4).4.2
The temperature for a corresponding pressure rating is the maximum temperature of the pressure-containingshell of the valve. In general, this temperature is the same as that of the contained fluid. The use of a pressurerating corresponding to a temperature other than that of the contained fluid is the responsibility of the user.4.3
For temperatures below the lowest temperature listed in the pressure/temperature tables (see 4.1), the servicepressure shall be no greater than the pressure for the lowest listed temperature. The use of valves at lowertemperatures is the responsibility of the user. Consideration should be given to the loss of ductility and impactstrength of many materials at low temperature.5 Design5.1 Body wall thickness5.1.1
A valve body schematic is shown in Figure 1. The minimum body wall thickness, tm, at the time ofmanufacture shall be as given in table 1, except as indicated in 5.1.2 for butt-welding valve ends. Additional metalthickness needed for assembly stresses, stress concentrations, and shapes other than circular shall be determinedby individual manufacturers since these factors vary widely.Key1Junction of body run and body neck2Body end flange3Body end port inside diameter4Axis of body neck5Body/bonnet flange6Body neck7Axis of body run8Butt-welding end9Body runFigure 1 — Identification of termsSIST ISO 10434:2000
ISO 10434:1998(E)© ISO45.1.2
The weld end preparation in butt-welding end valves (see 5.3.2) shall not reduce the body wall
thickness toless than the values specified in 5.1.1 within a region closer to the outside surface of the body neck than tmmeasured along the run direction. The transition to the weld preparation shall be gradual and the section shall beessentially circular through the entire length of the transition. Sharp discontinuities or abrupt changes in section inareas that infringe into the transition shall be avoided, except for test collars or bands, either welded or integral. Inno case shall the thickness be less than 0,77 tm at a distance of 1,33 tm from the weld end.5.2 Bonnet wall thicknessThe minimum bonnet wall thickness at the time of manufacture, except for the neck extension which forms the stemand packing entry-way, shall be tm as given in table 1. For the stem and packing entry-way the local minimum wallthickness shall be based on the local diameter, e.g. the diameter of the stem bore or packing box bore, and shall bein accordance with table 2.Table 1 — Minimum wall thickness for body and bonnetPN designationNominal2050110150260420Nominal pipesizeClass designationsizeDN1503006009001 5002 500NPSMinimum wall thickness, tmmm256,46,47,912,712,7151326,46,48,614,214,217,51¼406,47,99,4151519,11½508,69,711,219,119,122,42659,711,211,922,422,425,42½8010,411,912,719,123,930,2310011,212,71621,328,735,8415011,91619,126,238,148,5620012,717,525,431,847,862825014,219,128,736,657,267,6103001620,631,842,266,886,61235016,822,435,14669,9—1440017,523,938,152,379,5—1645018,325,441,457,288,9—1850019,126,944,563,598,6—2060020,630,250,873,2114,3—24SIST ISO 10434:2000
© ISOISO 10434:1998(E)5Table 2 — Minimum wall thickness for bonnet neckPN designationStem or2050110150260420packingClass designationentryway1503006009001 5002 500diametermmMinimum wall thickness, tmmm152,833,64,25,37,6162,83,13,64,45,67,9172,83,23,74,55,88,2182,93,53,94,75,98,51933,84,15,16,18,9203,344,25,26,39,22544,84,86,37,111304,64,84,86,58,213,1354,84,85,17,19,714,6404,955,77,510,216,4505,56,26,37,911,619,8605,66,46,88,913,423,2705,66,97,49,915,826,5805,87,28,11117,430,1906,47,48,81219,133,21006,47,79,512,820,836,71106,48,110,314,122,940,11206,68,610,914,924,843,51307,18,811,316,226,546,91407,19,21217,328,350,25.3 Body dimensions5.3.1 Flanged ends5.3.1.1
Body end flanges PN 20 through 420 shall comply with the requirements of series 1 of ISO 7005-1, exceptthat Class-designated valves shall have inch bolt holes in accordance with ANSI/ASME B16.5. Unless otherwisespecified, raised face end flanges shall be provided.5.3.1.2
Face-to-face dimensions for flanged end valves PN 20, PN 50, and PN 110 shall be in accordance withISO 5752, basic series 3, 4 and 5, except that the applicable tolerance shall be in accordance with the note intable 3. For PN > 110, the face-to-face dimensions shall be the same as the end-to-end dimensions given in table 3.5.3.1.3
Body end flanges and bonnet flanges shall be cast or forged integral with the body. However, whenspecified by the purchaser, forged flanges may be attached by welding by a qualified welding operator using aqualified welding procedure; in this case all flanges attached by welding shall use a butt-welded joint. Heattreatment to ensure that the material is suitable for the full range of service conditions shall be performed inaccordance with the material specifications.SIST ISO 10434:2000
ISO 10434:1998(E)© ISO6Table 3 — End-to-end dimensions for butt-welding end valvesPN designation2050110150260420Nominal pipeNominal sizeClass designationsizeDN1503006009001 5002 500NPSEnd-to-end dimensionsmm251271652162542543081321401782292792793491¼401651902413053053841½502162162923683684512652412413304194195082½802832833563814705783100305305432457546673415040340355961070591462004194196607378321 02282504574577878389911 270103005025028389651 1301 422123505727628891 0291 257—144006108389911 1301 384—164506609141 0921 2191 537—185007119911 1941 3211 664—206008131 1431 3971 5491 943—24NOTE —The tolerance applicable to the above dimensions is:—for DN ¶ 250: ± 2 mm—for DN Ä 300: ± 3 mm5.3.2 Butt-welding ends5.3.2.1
Butt-welding ends shall be in accordance with the details shown in figure 2, unless otherwise specified bythe purchaser.5.3.2.2
End-to-end dimensions for butt-welding end valves shall be in accordance with table 3, unless otherwisespecified by the purchaser.SIST ISO 10434:2000
© ISOISO 10434:1998(E)7Dimensions in millimetresa)Welding end for connection to pipe of wall thicknessT ¶¶ 22 mmb)Welding end for connection to pipe of wall thicknessT > 22 mmA = nominal outside diameter of welding endB = nominal inside diameter of pipeT = nominal wall thickness of pipeNominalDNsize253240506580100150200250300350400450500600Nominalsize NPSpipe11¼1½22½346810121416182024A mmnom.354450627891117172223278329362413464516619tol.+-2510,,+-41B mmtol.+-11+-22+-32NOTES1The inside and outside surfaces of valve welding ends shall be machine finished overall. The contour within the envelope isat the option of the manufacturer unless specifically ordered otherwise.2Intersections should be slightly rounded.3Valves with minimum wall thickness equal to 3 mm or less may have ends cut square or slightly chamfered.4For nominal outside diameters and wall thickness of standard steel pipe, see ISO 4200.Figure 2 — Weld endsSIST ISO 10434:2000
ISO 10434:1998(E)© ISO85.3.3 Body seats5.3.3.1
The inside diameter of the body seat, except for assembly drive lugs on threaded seat rings, shall not beless than the values specified in table 4.Table 4 — Body port diameterPN designation2050110150260420NominalClass designationNominal pipesize1503006009001 5002 500sizeDNMinimum port diametermmNPS252525252222191323131312828251¼403838383434281½505050504747382656363635757472½807676767269573100100100100989272415015015015014613611162002002001991901771468250250250247238222184103003003002982822632181235033633632631128824114400387387374355330276164504384314194003713111850048848246344441534220600590584558533498412245.3.3.2
Integral body seats are permitted in austenitic stainless steel valves. When an austenitic stainless steel ora hard-facing material is used for the body seat, this material may be weld deposited directly on the valve body.Otherwise, valve bodies shall have separate shoulder or bottom seated seat rings that are either threaded orwelded in place except that for DN ¶ 50, rolled or pressed in seat rings may be used.5.3.3.3
Body seating surfaces shall not have sharp corners at either the inner or outer seat circumference.5.3.3.4
Sealing compounds or greases shall not be used when assembling seat rings. However, a light lubricanthaving a viscosity no greater than kerosene may be used to prevent galling of mating threaded surfaces.5.3.4 OpeningsTapped openings are prohibited unless specified by the purchaser. All openings shall be in accordance with 5.12.When tapped openings are permitted for testing, they shall not be larger than DN 15.5.4 Bonnet dimensions5.4.1
The bonnet stem hole shall be designed to leave enough clearance for stem guiding and packing extrusion.SIST ISO 10434:2000
© ISOISO 10434:1998(E)95.4.2
The bonnet shall include a conical stem backseat in one of the following forms:¾ a bushing;¾ an integral surface in the case of an austenitic stainless steel valve;¾ an austenitic stainless steel or hardface weld deposit with a minimum thickness of 1,6 mm.5.4.3
The restrictions of 5.3.4 on openings also apply to the bonnet.5.4.4
Bonnets shall be one piece castings or forgings subject to the same requirements and exceptions asspecified in 5.3.1.3.5.4.5
The gland bolting shall not be anchored to the bonnet or yoke through a fillet welded attachment or studwelded pins. The anchor design shall not include slotted holes or brackets which do not shackle gland bolting duringrepacking.5.5 Bonnet-to-body joint5.5.1
The bonnet-to-body joint shall be a flange and gasket type.5.5.2
For PN 20 valves, the bonnet-to-body joint shall be one of the following types which are illustrated in figure 5of ISO 7005-1:1992:¾ Type A, flat face;¾ Type B, raised face;¾ Types C and D, tongue and groove;¾ Types E and F, spigot and recess;¾ Type J, ring joint.5.5.3
For valves having nominal pressure greater than PN 20 the bonnet-to-body joint shall be in accordance with5.5.2, except that the Type A, flat face, joint is not permitted.5.5.4
The bonnet flange gasket shall be suitable for the temperature range – 29 °C to 538 °C and shall be one ofthe following:¾ solid metal, corrugated or flat;¾ filled metal jacketed, corrugated or flat;¾ metal ring joint;¾ spiral wound metal gasket with filler and a centring/compression ring;¾ spiral wound metal gasket with filler to be used only in a bonnet-to-body joint design that provides gasketcompression control.For PN 20, the following may also be used:¾ flexible graphite sheet having a perforated stainless steel reinforcement.5.5.5
Except for all PN 20 valves and all valves in sizes DN 65 and smaller, bonnet-to-body flanges shall becircular.SIST ISO 10434:2000
ISO 10434:1998(E)© ISO105.5.6
Bonnet and body flange nut bearing surfaces shall be parallel to the flange face within ± 1°. Spot facing orbackfacing required to meet the parallelism requirement shall be in accordance with ISO 7005-1:1992, 2.6.5.5.7
The bonnet-to-body joint shall be secured by a minimum of four through-type stud bolts. The minimum studbolt size, for each valve size, in accordance with its PN or Class designation, shall be as follows:¾ M10 or 3/8 when 25 ¶ DN ¶ 65;¾ M12 or 1/2 when 80 ¶ DN ¶ 200;¾ M16 or 5/8 when 250 ¶ DN.5.5.8
Valve bonnet bolting shall, as a minimum, meet the following bolt cross-sectional area requirements:kAA()PNgb < 11,25 Sb < 1 552whereSb is the allowable bolt stress at 38 °C, in megapascals (when greater than 138 MPa, use 138 MPa);PN is the nominal pressure rating number;Ag is the area bounded by the effective outside periphery of the gasket in square millimetres, except that in thecase of a ring joint the bounded area is defined by the pitch diameter of the ring;Ab is the total effective bolt tensile stress area, in square millimetres;k is a coefficient having the following value:k = 1,25 when PN20;k = 1 when PN50;k = 0,91 when PN110;k = 1 when PN150;k = 0,97 when PN260;k = 1 when PN420.5.5.9
At assembly, all gasket contact surfaces shall be free of heavy oils, grease and sealing compounds. A lightcoating of a lubricant, no heavier than kerosene, may be applied if needed to assist in proper gasket assembly.5.6 Gate5.6.1
A one-piece wedge gate, as either a solid or flexible wedge design, shall be furnished, unless otherwisespecified by the purchaser. In the open position, the wedge shall completely clear the valve seat openings.5.6.2
A two-piece split wedge gate or a parallel seat double disc gate may be furnished when specified by thepurchaser. A split wedge gate consists of two independent seating parts that conform to the body seats whenclosed. A double disc gate has a spreading mechanism that forces the two parallel discs to the body seats whenclosed.5.6.3
Gates shall be designed so that all parts can function properly independent of the installed valve orientation.SIST ISO 10434:2000
© ISOISO 10434:1998(E)115.6.4
Guides shall be provided in the gate and the shell and shall be designed so as to minimise seat wear andmaintain gate to stem alignment in all valve orientations. Gate-to-shell design shall consider wear that may becaused by corrosion, erosion and abrasion.5.6.5
Gate seating surfaces shall be integral or faced with weld metal. Finished thickness of any facing materialshall be not less than 1,6 mm.5.6.6
Wedge gates shall be designed to account for seat wear. The dimensions that fix the position of the gateseats relative to the body seats shall be such that the gate, starting from the time of manufacture, can move into theseats, as a result of seat wear, a distance defined as wear travel. The required minimum wear travel varies withvalve size, as given in table 5.Table 5 — Minimum wear travelValve size rangeDNMinimum wear travelmm25 ¶ DN ¶ 502,365 ¶ DN ¶ 1503,3200 ¶ DN ¶ 3006,4350 ¶ DN ¶ 4509,7500 ¶ DN ¶ 60012,75.7 Yoke5.7.1
The yoke may be either an integral part of the bonnet or a separate part. The yoke shall retain the stem nutwhich links the handwheel to the stem.5.7.2
Yokes shall be designed so as to allow the stem nut to be removed (when the valve is not under pressure)without removing the bonnet from the valve body.5.7.3
Yokes that are separate shall have yoke-to-bonnet mating surfaces machined so as to assure a properbearing assembly interface.5.7.4
The yoke-to-stem nut bearing surfaces shall be machined flat and parallel. A lubricating fitting shall beprovided for the bearing surfaces unless permanently lubricated bearings are used.5.8 Stem and stem nut5.8.1
The minimum stem diameter at the time of manufacture shall be in accordance with table 6. The minimumstem diameter applies to the stem in the packing area and to the major diameter of the trapezoidal stem thread.5.8.2
Stems shall have a gate attachment means at one end and an external trapezoidal style thread form at theother. Stem nuts shall be used for handwheel attachment and to drive the operating stem thread.5.8.3
The stem to stem nut threads shall be of trapezoidal form as specified in ANSI/ASME B1.5 or ANSI/ASMEB1.8, with nominal dimensional variations allowed. Stem threads shall be left-handed so that a direct operatedhandwheel rotated in a clockwise direction will close the valve.5.8.4
The stem shall be one-piece wrought material. Welded fabrication is not permitted.5.8.5
The stem end that connects to a gate shall be in the form of a tee. However, for a double disc gate, the endconnection may be threaded.5.8.6
The stem connection shall be designed to prevent the stem from turning or from becoming disengaged fromthe gate while
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10434
Première édition
1998-10-15
Robinets-vannes en acier à chapeau
boulonné pour les industries du pétrole et
du gaz naturel
Bolted bonnet steel gate valves for petroleum and natural gas industries
A
Numéro de référence
ISO 10434:1998(F)
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Sommaire Page
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .2
3 Définitions .3
4 Relations pression/température.3
5 Conception .3
5.1 Épaisseur de paroi du corps.3
5.2 Épaisseur de paroi du chapeau.4
5.3 Dimensions du corps .5
5.3.1 Extrémités à brides.5
5.3.2 Extrémités à souder en bout .6
5.3.3 Sièges de corps .8
5.3.4 Orifices.9
5.4 Dimensions du chapeau .9
5.5 Joint corps/chapeau.9
5.6 Opercule .11
5.7 Arcade.11
5.8 Tige et écrou de tige.12
5.9 Garniture et boîte à garniture .13
5.10 Boulonnerie.14
5.11 Fonctionnement.14
5.12 Raccordements auxiliaires .15
6 Matériaux .18
6.1 Matériaux autres que les matériaux de l'équipement interne .18
© ISO 1998
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
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6.2 Équipement interne . 18
6.3 Réparations . 21
7 Essai et contrôle . 21
7.1 Essais sous pression . 21
7.1.1 Essai d'enveloppe. 21
7.1.2 Essai d'étanchéité de l'obturateur . 22
7.1.3 Essai d'étanchéité arrière . 22
7.1.4 Essai de fermeture optionnel . 22
7.2 Contrôle . 23
8 Marquage. 23
8.1 Lisibilité . 23
8.2 Marquages du corps. 23
8.3 Marquages des brides d'extrémité. 24
8.4 Plaque signalétique. 24
9 Préparation pour expédition. 24
Annexe A (informative) Informations à spécifier par l'acheteur. 26
(informative)
Annexe B Identification du vocabulaire de la robinetterie . 27
Annexe C (informative) Bibliographie . 28
iii
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ISO 10434:1998(F) ISO
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO, participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 10434 a été élaborée conjointement par les comités techniques ISO/TC 153,
Robinetterie, sous-comité SC 1, Conception, construction, marquage et essais et ISO/TC 67, Matériel, équipement,
structures en mer, pour les industries du pétrole et du gaz naturel, sous-comité SC 6, Systèmes et équipements de
traitement.
Les annexes A, B et C de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d’information.
iv
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ISO 10434:1998(F)
Introduction
L'objet de la présente Norme internationale est d'établir, dans le format ISO, des prescriptions de base pour les
robinets-vannes en acier à extrémités à brides ou à souder en bout, à chapeau boulonné, dont la construction est
analogue à celle spécifiée dans l’API 600 de l'institut américain du pétrole. Pour continuer à assurer une
compatibilité avec les brides définies dans l'ISO 7005-1 et les brides américaines de l'ASME B16.5, les robinets-
vannes ont été désignés respectivement en pressions nominales (PN) et par «Class». La présente Norme
internationale n'a pas pour objet de remplacer l'ISO 6002 ni d'autres Normes internationales ne traitant pas
directement des applications en raffinerie de pétrole ou en industrie du gaz naturel.
v
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NORME INTERNATIONALE ISO ISO 10434:1998(F)
Robinets-vannes en acier à chapeau boulonné pour les industries
du pétrole et du gaz naturel
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale fixe des prescriptions pour une large gamme de robinets-vannes en acier à
chapeau boulonné pour les raffineries de pétrole et applications similaires pour lesquelles la corrosion, l'érosion et
autres conditions relatives au service impliqueraient l'utilisation d'orifices de passage intégral, de parois épaisses et
de tiges de grands diamètres.
Ces prescriptions s'appliquent aux éléments suivants des robinets-vannes:
— chapeau boulonné;
— tige à filetage extérieur et arcade;
— tiges montantes;
— volants non montants;
— obturateur à simple ou double opercule;
— sièges obliques ou parallèles;
— surfaces de portées métalliques;
— extrémités à brides ou à souder en bout.
Elle traite des robinets-vannes de diamètres nominaux DN
25; 32; 40; 50; 65; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600
et s'applique aux robinets-vannes de pressions nominales PN
20; 50; 110; 150; 260; 420
lorsque les brides d'extrémité présentent des trous de passage pour boulons aux dimensions métriques et que les
désignations PN sont marquées sur le corps du robinet-vanne.
Elle s'applique également aux robinets-vannes de dimensions nominales de tuyauterie NPS correspondant à
1 ; 114// ; 112 ; 2 ; 212/ ; 3 ; 46 ; ; 8 ; 10 ; 12 ; 14 ; 16 ; 182 ; 02 ; 4
et couvre les «Class» nominales équivalentes à
150; 300; 600; 900; 1 500; 2 500
lorsque les brides d'extrémité présentent des trous de passage pour boulons aux dimensions en inches et que les
désignations par «Class» sont marquées sur le corps du robinet-vanne.
1
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Elle fixe également des prescriptions supplémentaires relatives au marquage des robinets à brides, désignés par
PN (ou «Class»), dont les trous de passage pour boulons sont percés suivant des dimensions en inches (ou
métriques).
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
ISO 7-1:1994, Filetages de tuyauterie pour raccordement avec étanchéité dans le filet — Partie 1: Désignation,
dimensions et tolérances.
ISO 4200:1991, Tubes lisses en acier, soudés et sans soudure — Tableaux généraux des dimensions et des
masses linéiques.
ISO 5208:1993, Robinetterie industrielle — Essais sous pression pour les appareils de robinetterie.
ISO 5209:1977, Appareils de robinetterie industrielle d'usage général — Marquage.
ISO 5210:1991, Robinetterie industrielle — Raccordement des actionneurs multitours aux appareils de robinetterie.
1)
ISO 5752:— , Appareils de robinetterie métalliques utilisés dans les tuyauteries à brides — Dimensions face-à-
face et face-à-axe.
ISO 6708:1995, Composants de réseau de tuyauterie — Définition et sélection des DN (diamètre nominal).
ISO 7005-1:1992, Brides métalliques — Partie 1: Brides en acier.
ISO 7268:1983, Tuyauterie — Définition de la pression nominale.
ANSI/ASME B1.1:1989, Unified inch screw threads (UN and UNR thread form).
ANSI/ASME B1.5:1988 (R1994), Acme screw threads.
ANSI/ASME B1.8:1988 (R1994), Stub Acme screw threads.
ANSI/ASME B1.12:1987 (R1992), Screw threads — Class 5 interference — Fit thread.
ANSI/ASME B1.20.1:1983 (R1992), Pipe threads, general purpose (inch).
ANS/ASME B16.5:1996, Pipe flanges and flanged fittings.
ANSI/ASME B16.34:1996, Valves — Flanged, threaded and welding end.
ANSI/ASME B18.2.2:1987 (R1993), Square and hex nuts (inch series).
ANSI/ASTM A193:1996, Specification for alloy steel and stainless steel bolting materials for high-temperature
service.
ANSI/ASTM A194:1996, Specification for carbon and alloy steel nuts for bolts for high-pressure and high-
temperature service.
ANSI/ASTM A307:1994, Specification for carbon steel bolts and studs, 60 000 psi tensile strength.
1)
À publier. (Révision de l’ISO 5752:1982)
2
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3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions du diamètre nominal et de la pression
nominale données respectivement dans l'ISO 6708 et l'ISO 7268 s'appliquent. Autrement, les définitions de la
«Class» de pression et de la dimension nominale de tuyauterie données dans l'ANSI/ASME B16.34 s'appliquent.
4 Relations pression/température
4.1 Les relations pression/température applicables aux robinets-vannes spécifiés dans la présente Norme
internationale doivent correspondre aux tableaux de l'ANSI/ASME B16.34, Class standard, pour les robinets-
vannes de même «Class» (pression nominale) et de matériaux correspondants. Les restrictions imposées aux
conditions de pression et de température, notamment pour les portées souples ou les matériaux spéciaux
d'équipement interne, doivent figurer sur la plaque d'identification du robinet-vanne (voir 8.4).
4.2 La température correspondant à la pression indiquée dans les relations pression/température est la
température maximale de l'enveloppe sous pression du robinet-vanne. Cette température est en règle générale la
même que celle du fluide véhiculé. La responsabilité de l'application d'une pression correspondant à une
température autre que celle du fluide véhiculé incombe à l'utilisateur.
4.3 Pour les températures inférieures au minimum indiqué dans les tableaux des relations pression/température
(voir 4.1), la pression de service ne doit pas être supérieure à la pression correspondant à la température la plus
basse spécifiée. La responsabilité de l'emploi de robinets-vannes à des températures inférieures incombe
également à l'utilisateur. Il convient de noter en particulier la perte de ductilité et de résistance à la flexion par choc
de beaucoup de matériaux à basse température.
5 Conception
5.1 Épaisseur de paroi du corps
5.1.1 Un corps de robinet-vanne est représenté schématiquement à la figure 1. L'épaisseur minimale de paroi du
corps, t , au moment de la fabrication, doit correspondre aux valeurs données dans le tableau 1, sauf indication
m
contraire en 5.1.2 pour les robinets-vannes à extrémités à souder en bout. Les surépaisseurs de métal nécessaires
pour résister aux contraintes d'assemblage, aux concentrations de contraintes et pour les formes autres que
circulaires, doivent être déterminées au cas par cas par chaque fabricant, en raison des variations importantes de
ces facteurs.
5.1.2 La préparation à la soudure des extrémités de robinets-vannes à extrémités à souder en bout (voir 5.3.2) ne
doit pas réduire l'épaisseur de paroi du corps en dessous des valeurs prescrites en 5.1.1, et cela sur une zone
distante de moins de t de la face extérieure du fût du corps, le mesurage étant effectué dans la direction de la
m
région proche des extrémités à souder. La transition vers l'embout à souder doit être progressive et présenter une
section essentiellement circulaire sur toute sa longueur. Les discontinuités soudaines ou changements brusques de
section dans les parties jouxtant la zone de transition doivent être proscrites; font exception à cette règle les
collerettes ou bandes d'essai, qu'elles soient soudées ou fassent partie intégrante de l'ensemble. En aucun cas,
l'épaisseur ne doit être inférieure à 0,77 t à une distance de 1,33 t d’une extrémité à souder.
m m
3
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Légende
1 Jonction entre la région proche des extrémités du corps 6 Fût du corps
2 Bride d'extrémité 7 Axe des extrémités à souder en bout du corps
3 Diamètre intérieur de l'orifice d'extrémité du corps 8 Extrémités à souder
4 Axe du fût du corps 9 Zone proche des extrémités à souder
5 Bride corps/chapeau
Figure 1 — Illustration des termes
5.2 Épaisseur de paroi du chapeau
L'épaisseur minimale de paroi du chapeau, au moment de la fabrication, à l'exception de l'extrémité du fût qui forme
l'entrée de la tige et de la garniture, doit être t comme donné dans le tableau 1. Pour l'entrée de la tige et de la
m
garniture, l'épaisseur minimale de la paroi doit être fonction du diamètre local, par exemple du diamètre de la tige ou
celui de la boîte à garniture, et doit être conforme aux données du tableau 2.
Tableau 1 — Épaisseur minimale de paroi du corps et du chapeau
Désignation PN
Diamètre 20 50 110 150 260 420 Dimension
nominal nominale de
Désignation «Class»
tuyauterie
DN 150 300 600 900 1 500 2 500 NPS
Épaisseur minimale de paroi, t
m
mm
25 6,4 6,4 7,9 12,7 12,7 15 1
32 6,4 6,4 8,6 14,2 14,2 17,5 114/
40 6,4 7,9 9,4 15 15 19,1 112/
50 8,6 9,7 11,2 19,1 19,1 22,4 2
65 9,7 11,2 11,9 22,4 22,4 25,4 212/
80 10,4 11,9 12,7 19,1 23,9 30,2 3
100 11,2 12,7 16 21,3 28,7 35,8 4
150 11,9 16 19,1 26,2 38,1 48,5 6
200 12,7 17,5 25,4 31,8 47,8 62 8
250 14,2 19,1 28,7 36,6 57,2 67,6 10
300 16 20,6 31,8 42,2 66,8 86,6 12
350 16,8 22,4 35,1 46 69,9 — 14
400 17,5 23,9 38,1 52,3 79,5 — 16
450 18,3 25,4 41,4 57,2 88,9 — 18
500 19,1 26,9 44,5 63,5 98,6 — 20
600 20,6 30,2 50,8 73,2 114,3 — 24
4
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Tableau 2 — Épaisseur minimale du fût du chapeau
Désignation PN
20 50 110 150 260 420
Diamètre d’entrée
de la tige ou de la Désignation «Class»
garniture
d’étanchéité
150 300 600 900 1 500 2 500
Épaisseur minimale de la paroi, t
m
mm
mm
15 2,8 3 3,6 4,2 5,3 7,6
16 2,8 3,1 3,6 4,4 5,6 7,9
17 2,8 3,2 3,7 4,5 5,8 8,2
18 2,9 3,5 3,9 4,7 5,9 8,5
19 3 3,8 4,1 5,1 6,1 8,9
20 3,3 4 4,2 5,2 6,3 9,2
25 4 4,8 4,8 6,3 7,1 11
30 4,6 4,8 4,8 6,5 8,2 13,1
35 4,8 4,8 5,1 7,1 9,7 14,6
40 4,9 5 5,7 7,5 10,2 16,4
50 5,5 6,2 6,3 7,9 11,6 19,8
60 5,6 6,4 6,8 8,9 13,4 23,2
70 5,6 6,9 7,4 9,9 15,8 26,5
80 5,8 7,2 8,1 11 17,3 30,1
90 6,4 7,4 8,8 12 18,7 33,2
100 6,4 7,7 9,5 12,8 20,8 36,7
110 6,4 8,1 10,3 14,1 22,9 40,1
120 6,6 8,6 10,9 14,9 24,8 43,5
130 7,1 8,8 11,3 16,2 26,5 46,9
140 7,1 9,2 12 17,3 28,3 50,2
5.3 Dimensions du corps
5.3.1 Extrémités à brides
5.3.1.1 Les brides d'extrémité du corps, de PN 20 à PN 420, doivent être conformes aux prescriptions de la série 1
de l'ISO 7005-1, à l'exception des robinets-vannes désignés par «Class», dont les trous de passage pour boulons
aux dimensions en inches doivent être conformes à l'ANSI/ASME B16.5. Sauf spécification contraire, les brides
d'extrémité doivent être prévues à face surélevée.
5.3.1.2 Les dimensions face-à-face des robinets-vannes à extrémités à brides, de PN 20, PN 50 et PN 110,
doivent être conformes à l'ISO 5752, séries de base 3, 4 et 5, à l'exception des tolérances applicables qui doivent
être conformes à la note du tableau 3. Pour une pression nominale > PN 110, les dimensions face-à-face doivent
être identiques aux dimensions entre extrémités indiquées dans le tableau 3.
5.3.1.3 Les brides d'extrémité du corps et celles du chapeau doivent être moulées ou forgées attenantes au corps.
Toutefois, sur spécification de l'acheteur, les brides forgées peuvent être soudées par un opérateur certifié suivant
un mode opératoire qualifié; dans ce cas, le soudage doit être prévu bout à bout. Les traitements thermiques
permettant de s'assurer que le matériau est apte à servir sous toute la gamme des conditions de service doivent
être effectués en accord avec les spécifications du matériau.
5
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Tableau 3 — Longueurs entre extrémités de raccordement des robinets-vannes à extrémités
à souder en bout
Désignation PN
Diamètre 20 50 110 150 260 420 Dimension
nominal nominale de
Désignation «Class»
tuyauterie
DN 150 300 600 900 1 500 2 500 NPS
Longueurs entre extrémités
mm
25 127 165 216 254 254 308 1
32 140 178 229 279 279 349 114/
40 165 190 241 305 305 384 112/
50 216 216 292 368 368 451 2
65 241 241 330 419 419 508 212/
80 283 283 356 381 470 578 3
100 305 305 432 457 546 673 4
150 403 403 559 610 705 914 6
200 419 419 660 737 832 1 022 8
250 457 457 787 838 991 1 270 10
300 502 502 838 965 1 130 1 422 12
350 572 762 889 1 029 1 257 — 14
400 610 838 991 1 130 1 384 — 16
450 660 914 1 092 1 219 1 537 — 18
500 711 991 1 194 1 321 1 664 — 20
600 813 1 143 1 397 1 549 1 943 — 24
NOTE — Les tolérances applicables aux longueurs indiquées ci-dessus sont
— pour DN < 250: – 2 mm
— pour DN > 300: – 3 mm
5.3.2 Extrémités à souder en bout
5.3.2.1 Sauf spécification contraire de l'acheteur, les extrémités à souder en bout doivent être conformes aux
informations fournies par la figure 2.
5.3.2.2 Sauf spécification contraire de l'acheteur, la longueur entre extrémités de raccordement des robinets-
vannes à extrémités à souder en bout doit être conforme au tableau 3.
6
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Dimensions en milllimètres
a) Extrémité à souder à une tuyauterie b) Extrémité à souder à une tuyauterie
d'épaisseur de paroi T << 22 mm d'épaisseur de paroi T . 22 mm
A = diamètre extérieur nominal de l'extrémité à souder
B = diamètre intérieur nominal de la tuyauterie
T = épaisseur nominale de paroi de la tuyauterie
Diamètre
nominal DN 25 32 40 50 65 80 100 150 200 250 300 350 400 450 500 600
Dimension
nominale de 1114/ 112/ 2212/ 3468 10 12 14 16 18 20 24
tuyauterie
NPS
nom. 35 44 50 62 78 91 117 172 223 278 329 362 413 464 516 619
A mm + 2,5 + 4
tol.
- 1,0 - 1
+ 1 + 2 + 3
B mm tol.
- 1 - 2 - 2
NOTES
1 Les surfaces intérieure et extérieure des extrémités à souder des robinets-vannes doivent être complètement finies par
usinage. Le contour réel à l'intérieur de l'enveloppe est laissé à l'initiative du fabricant, sauf convention contraire lors de la
commande.
2 Il convient que les intersections soient légèrement arrondies.
3 Les robinets-vannes d'épaisseur minimale de paroi inférieure ou égale à 3 mm peuvent avoir des bords droits ou légèrement
chanfreinés.
4 Pour les diamètres extérieurs nominaux et les épaisseurs de paroi des tuyauteries en acier normalisées, voir l'ISO 4200.
Figure 2 — Extrémités à souder
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5.3.3 Sièges de corps
5.3.3.1 Le diamètre intérieur du siège de corps, à l'exception des encoches prévues pour l'assemblage des sièges
filetées, ne doit pas être inférieur aux valeurs spécifiées dans le tableau 4.
Tableau 4 — Diamètre des orifices du corps
Désignation PN
Diamètre 20 50 110 150 260 420 Dimension
nominale de
nominal
Désignation «Class»
tuyauterie
DN 150 300 600 900 1 500 2 500 NPS
Diamètre minimal des orifices
mm
25 25 25 25 22 22 19 1
32 31 31 31 28 28 25 114/
40 38 38 38 34 34 28 112/
50 50 50 50 47 47 38 2
65 63 63 63 57 57 47 212/
80 76 76 76 72 69 57 3
100 100 100 100 98 92 72 4
150 150 150 150 146 136 111 6
200 200 200 199 190 177 146 8
250 250 250 247 238 222 184 10
300 300 300 298 282 263 218 12
350 336 336 326 311 288 241 14
400 387 387 374 355 330 276 16
450 438 431 419 400 371 311 18
500 488 482 463 444 415 342 20
600 590 584 558 533 498 412 24
5.3.3.2 Les sièges de corps incorporés sont autorisés pour les robinets-vannes en acier inoxydable austénitique.
En cas d'utilisation d'acier inoxydable austénitique ou d'un matériau de rechargement dur pour le siège de corps, ce
matériau peut être déposé par soudure directement sur le corps du robinet. Autrement, les corps des robinets
doivent avoir des épaulements et des bagues de siège séparés qui sont soit filetés, soit soudés en place, sauf que,
pour un diamètre nominal < DN 50, des bagues de siège roulées ou autoclave peuvent être utilisées.
5.3.3.3 Les surfaces de portée du corps ne doivent pas avoir d'angles vifs à l'intérieur ou à l'extérieur de la
circonférence du siège.
5.3.3.4 Des produits d'étanchéité ou de graissage ne doivent pas être utilisés lors de l'assemblage des bagues de
siège. Toutefois, un lubrifiant fluide, dont la viscosité est inférieure ou égale à celle du kérosène, peut être utilisé
afin d'éviter toute éraillure des surfaces de contact filetées.
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5.3.4 Orifices
Sauf spécification contraire de l'acheteur, les orifices taraudés sont interdits. Tous les orifices doivent être
conformes aux spécifications de 5.12. Lorsque des orifices filetés sont autorisés pour les essais, ils ne doivent pas
être supérieurs au DN 15.
5.4 Dimensions du chapeau
5.4.1 L'orifice de passage de la tige à l'intérieur du chapeau doit être conçu de manière à laisser suffisamment
d'espace pour le guidage de la tige et la mise en place des garnitures.
5.4.2 Le chapeau doit comprendre une portée d'étanchéité conique pour la tige, sous une des formes suivantes:
— une douille vissée;
— un siège incorporé s'il s'agit d'un robinet-vanne en acier inoxydable austénitique;
— un dépôt de soudure austénitique ou de stellite, d'épaisseur minimale 1,6 mm.
5.4.3 Les restrictions stipulées en 5.3.4 pour les orifices s'appliquent également au chapeau.
5.4.4 Les chapeaux doivent être moulés ou forgés en une seule pièce, en respectant les prescriptions et
exceptions de 5.3.1.3.
5.4.5 La boulonnerie de fouloir ne doit pas être fixée au chapeau ou à l'arcade par surface de raccordement
soudée ou par goujons soudés. La conception de la fixation ne doit pas comprendre d'orifices en fente ou d'équerre
qui ne retiennent pas la boulonnerie de fouloir pendant le renouvellement de la garniture.
5.5 Joint corps/chapeau
5.5.1 L'assemblage corps/chapeau doit comporter un joint d'étanchéité.
5.5.2 Pour les robinets-vannes de PN 20, l'assemblage corps/chapeau doit être choisi parmi les cinq types
suivants, détaillés à la figure 5 de l'ISO 7005-1:1992:
— Type A, à face plate;
— Type B, à face surélevée;
— Types C et D, à emboîtement double;
— Types E et F, à emboîtement simple;
— Type J, à joint annulaire.
5.5.3 Pour les robinets dont la pression nominale est supérieure à PN 20, l'assemblage corps/chapeau doit être
conforme aux spécifications de 5.5.2 à l'exception du type A, face plate, qui n'est pas autorisé.
5.5.4 Le joint d'étanchéité de l'assemblage corps-chapeau doit être apte à supporter une plage de températures
comprise entre - 29 °C et 538 °C et doit être choisi parmi les formes suivantes:
— joint métallique solide, ondulé ou plat;
— enveloppe métallique, ondulée ou plate;
— joint annulaire métallique;
— joint métallique spiralé avec produit d'étanchéité et bague de compression/centrage;
— joint métallique spiralé avec produit d'étanchéité à utiliser seulement lorsqu'un contrôle de compression du joint
est garanti.
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Pour les robinets de PN 20, il est également possible d'utiliser:
— une feuille graphite flexible avec un renforcement d'acier inoxydable perforé.
5.5.5 À l'exception des robinets-vannes PN 20 et de tous les robinets de diamètres nominaux inférieurs ou égaux
à DN 65, les brides d'assemblage chapeau/corps doivent être circulaires.
5.5.6 Les surfaces d'appui d'écrou de la bride chapeau/corps doivent être parallèles par rapport à la surface de la
bride à – 1�. Le lamage ou le dressage de face arrière, nécessaires pour respecter les prescriptions de
parallélisme, doivent être conformes à l'ISO 7005-1:1992, 2.6.
5.5.7 Le joint corps/chapeau doit être fixé par un minimum de quatre goujons de type traversant. Le diamètre
minimal du goujon pour chaque robinet-vanne, en fonction de sa désignation PN ou sa désignation«Class», doit
être comme suit:
— M10 ou 3/8 lorsque 25 <
...
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