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全球阀门产品未来发展趋势分析

随着国外大型成套技术的发展,出现了一系列新型成套设备与单机。与阀门有关的新型成套设备发展的特点是大型化、高参数化、高性能自动化和成套化,与这些成套设备的控制方式相适应。近20年来,国外阀门的控制方式也有很大发展。除一般手动、机动、电动、气动、液动传动之外,电液连动、气液连动、自动控制的阀门品种不断增多,并有进一步发展的趋势。
  比如炼油设备。最大炼油厂3640万吨/年(加勒比海的维尔京群岛),3000万吨/年(委内瑞拉)。目前2000万吨/年以上的炼油厂有近30个;最大单元炼油减压装置的处理能力达到2400万吨/年,催化裂化装置达到824万吨/年,加氢裂化装置达到320万吨/年。装置大型化,迫使阀门也越来越大,控制方式也开始向自动化方向发展。
  近年来,长输管线发展很快,其主要原因一是成本低,只相当于铁路运输的1/3;二是埋设在地下,不易破坏;三是管线建设速度快,投资省。因此,长输管线用阀门近几年需求大增。发电设备最大机组容量双轴火电机组l30万kW,单轴火电机组120万kW,最大核电机组130万kW。
  与这些成套设备配套的阀门中最大平板闸阀直径达到1620mm、2000mm;最大蝶阀通径9750mm;最大球阀通径3050mm,不算驱动装置阀门的重量达到184吨;最大水用闸阀通径2750mm,压力达到9MPa。
  设备大型化的经济效果概括起来说,一是提高生产效率,二是减少基建投资,三是降低原燃材料消耗。以年处理能力500万吨的炼油设备与100万吨的相比,每吨产品生产能力的投资减少50%。一座600万吨/年炼油厂与两座300万吨/年的炼油厂比较,投资只相当于后者的69%,钢材消耗为53%,占地面积为54%,生产费用为75%,而劳动生产率却提高到170%。
  由于成套设备自动化水平越来越高,国外石油化工企业主要生产过程已经实现直接数字控制,有的还实现了计算机分级控制。合成氨乙烯、尿素、合成纤维、合成橡胶和合成塑料等化工企业普遍实现巡回检测、报警等,有的企业已经实现部分自动化控制。
  目前,国外20万kW以上大型发电机组普遍向计算机控制发展;核电站普遍用计算机控制;长输管线系统不少国家用计算机控制,并装有微波通讯系统,总控制室只需要两三个值班人员,可以通过电视监视全线工作情况。
  随着各类成套设备、工艺流程和性能的改善,国外阀门的系列品种还在不断增加,近年来出现了不少新品种阀门。如:紧急切断阀、快速开关阀、防火阀、防静电阀、减温减压阀、蝶型止回阀、泄压阀、真空夹套阀、水冷或气冷阀、安全闸阀、安全截止阀等多种新式阀门,其中通用阀门中球阀、蝶阀和平板闸阀是20年来发展最快的阀门品种。

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截止阀结构简单,可通过阀杆既旋转又升降的原理,达到阀门的开启或截断,并确保阀门的密封和上密封功能。由于该结构特殊的运动原理,也造成对阀门上密封副间受力极为不利的后果(形成既有密封副间必须的垂直压力,又有密封副间相对滑移的摩擦)。实践证明,阀门的上密封往往只启闭几次,就因为密封副间的擦伤而引起泄漏。擦伤轻微的需拆开修复,擦伤严重的均因损坏而报废,这样的后果不但增加了企业的制造成本,而且影响阀门的性能。为解决此类问题对阀门上密封的结构和材料做了试验和改进。
  ①将阀杆的上密封部位移动到阀瓣上(目的是在受力过程中,使阀瓣上的上密封面相对阀盖上的上密封面处于静止无滑移状态)。此改进虽然可提高上密封的寿命,但由于要增加一道阀瓣盖与阀瓣间的密封使得结构较复杂,性价比较低。
  ②改变上密封副材料。在阀杆密封锥面上堆焊抗擦伤性能好的司太立硬质合金,此方法虽然取得了较好的效果,但一方面因为司太立合金成本太高,另一方面由于阀杆基本材料为13Cr马氏体不锈钢,可焊性差,堆焊时须焊前预热,焊后保温和焊接工艺复杂。另外,为保证阀杆的尺寸精度,还要增加粗加工工序。综合分析,除特殊要求外,此方案其性价比也不好。
  实践证明,提高阀杆锥面硬度是提高截止阀门
  (4)提高阀门产品的安全性,保障设备和人员的安全。
  许多阀门都是用在压力管道上,安全至关重要。国家质量监督检验检疫总局颁布了《特种设备安全技术规范》,阀门作为压力管道元件的一种,也包括在特种设备内。阀门产品引起的安全事故,主要有两方面的原因,一是产品没有达到标准的要求,如壳体的壁厚要求,焊接连接处的探伤检验要求、材料要求等,另一原因是安装、使用不当。全国阀门标委会一直重视产品标准中的安全性要求,这些要求在《特种设备安全技术规范》被引用,成为强制性的要求,从而最大限度地保障设备和人员的安全。阀门标委会在近年先后申请制定了《阀门壳体最小壁厚尺寸要求规范》、《工业阀门
  安装使用维护  一般要求》等标准。阀门产品标准中的安全要求和阀门安全标准的制修订将是今后工作的一个重点。

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