我國閥門行業(yè)高新技術(shù)發(fā)展趨勢的淺析  



    中國閥門產(chǎn)品市場隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，也在向高技術(shù)含量、高參數(shù)、耐強腐蝕、高壽命方向發(fā)展。根據(jù)對國內(nèi)外閥門技術(shù)的分析和國內(nèi)外閥門市場需求的分析，研究出近幾年來各行業(yè)用工業(yè)閥門及閥門行業(yè)高新技術(shù)發(fā)展趨勢及投資方向，如下：

    1.石油、天然氣井口裝置用閥
    石油、天然氣井口裝置用閥主要為符合美國API6A標(biāo)準(zhǔn)的單閘板或雙閘板、有導(dǎo)流孔或無導(dǎo)流孔的鍛鋼平行式閘閥、泥漿閥、角式節(jié)流閥、油田平行式調(diào)節(jié)閥、油田直通式止回閥、注水\聚合物平行式閘閥、卡箍式平行閘閥、先導(dǎo)式安全閥和止回閥。
    石油、天然氣井口裝置用閥門的公稱壓力級為API2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、20000psi；公稱通徑為DN46~228mm（113/16in~9in）；溫度等級為K（-60~182℃）、L（-42~182℃）、P（-29~182℃）、R（室溫）、S（-18~166℃）、T（-18~182℃）、U（-18~121℃）、V（2~121℃）；材料要求為AA、BB、CC、DD、EE、FF、HH；材料性能要求按36K、45K、60K、75K；產(chǎn)品技術(shù)要求按PSL1（產(chǎn)品規(guī)范等級1）、PSL2（產(chǎn)品規(guī)范等級2）、PSL3（產(chǎn)品規(guī)范等級3）、PSL4（產(chǎn)品規(guī)范等級4）。

    2.石油、天然氣長輸管線用閥
    石油、天然氣長輸管線用閥主要為符合美國API6D標(biāo)準(zhǔn)的單閘板或雙閘板、有導(dǎo)流孔或無導(dǎo)流孔的平板閘閥；鍛鋼或鑄鋼三體式、上裝式或全焊接式固定球球閥；油密封或壓力平衡式旋塞閥；旋啟式或蝶式止回閥、通球止回閥；清管閥等。
    這些閥門的公稱壓力級為CL150（PN2.0MPa）、CL300（PN5.0MPa）、CL400（PN6.4MPa）、CL600（PN10.0MPa）、CL900（PN15.0MPa）、CL1500（PN25.0MPa）、CL2500（PN42.0MPa）；公稱通徑為DN50~1500mm（2in~60in）；耐火試驗技術(shù)要求按ISO10497；閥門的壓力試驗按ISO5208。
    3.核電用閥
    核電用閥門比常規(guī)的大型火力發(fā)電站用閥門其技術(shù)特點和要求要高。閥類一般有閘閥、截止閥、止回閥、蝶閥、安全閥、主蒸汽隔離閥、球閥、隔膜閥、減壓閥和控制閥等；具有代表性閥門的zui高技術(shù)參數(shù)為：zui大口徑DN1200mm（核3級的蝶閥）、DN800mm（核2級的主蒸汽隔離閥）、DN350mm（核1級的主回路閘閥）；zui高壓力：約1500磅級；zui高溫度：約350℃；介質(zhì)：冷卻劑（硼化水）等。生產(chǎn)核級閥門產(chǎn)品規(guī)定要求：通常按核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EJ、美國ASME、IEEE標(biāo)準(zhǔn)及法國壓水堆核島機械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則RCC-M等。

    核電用閥發(fā)展的具體類型、參數(shù)如下：
    ⑴無填料函的閘閥：
    a液壓驅(qū)動閘閥。該閥借助自身壓力水推動活塞開啟或關(guān)閉，該閥公稱通徑：DN350、400mm；工作壓力：PN17.5MPa；工作溫度：315℃。
    b全封閉型電動閘閥。該閥應(yīng)采用特制的屏閉式電機，通過浸水工作的內(nèi)行星減速機構(gòu)使閘板作啟閉運動。該閥公稱通徑：DN100~800mm；工作壓力：PN2.5~45.0MPa；工作溫度：200~500℃。
    注：上述兩種無填料函閘閥優(yōu)點：沒有填料密封，避免了外漏點，同時，減少能耗。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價較高。
    ⑵核電用截止閥：
    用于輔助管路上的截止閥。該閥通常為三種結(jié)構(gòu)，即填料式截止閥、波紋管式截止閥和金屬膜片式截止閥。該閥介質(zhì)為中等參數(shù)（中溫、中壓）的水和蒸汽；公稱通徑：DN10~150mm。
    ⑶核電用蝶閥：
    用于冷卻系統(tǒng)和安全殼內(nèi)輸送空氣介質(zhì)的系統(tǒng)中的蝶閥。該閥通常為三種結(jié)構(gòu)，即同軸直連式襯膠蝶閥、偏心式金屬密封蝶閥和雙動式（蝶板在回轉(zhuǎn)前先脫開密封面再回轉(zhuǎn)）金屬密封蝶閥。該閥公稱通徑：DN≤2500mm；工作壓力：PN＜4.0MPa；工作溫度：100~150℃。此外，用于風(fēng)道系統(tǒng)中的快速關(guān)閉蝶閥，其公稱通徑：DN400~1200mm也列為發(fā)展的方向。
    ⑷核電用帶探測器的先導(dǎo)式安全閥：
    用于核島系統(tǒng)中的帶探測器的先導(dǎo)式安全閥。采用帶探測器的先導(dǎo)式安全閥，可以根據(jù)壓力與彈簧力平衡的敏感關(guān)系，來改變位置控制釋放和加充介質(zhì)的兩個觸點的原理，從結(jié)構(gòu)上避免卡阻問題。該閥采用正作用式帶彈簧預(yù)緊和波紋管密封的閥瓣結(jié)構(gòu)，可以保證可靠的密封。該閥公稱通徑：DN600mm；工作壓力：PN1.265MPa。
    ⑸核電用止回閥型隔離閥：
    用于蒸汽系統(tǒng)的止回閥型隔離閥，其結(jié)構(gòu)形狀類似于升降式止回閥。該閥公稱通徑：DN64~800mm（21/2in~30in）；工作壓力：PN1.0~42.0MPa（Class600~2500）；工作溫度：-29~1050℃。
    ⑹核電用主蒸汽隔離閥
    核島和常規(guī)島用主蒸汽隔離閥、主給水閥門，其公稱通徑：DN800mm；公稱壓力：40.0MPa；溫度700℃；

    此外，滿足地震要求的安全閥也是急需開發(fā)的核電閥門
    4.海洋石油用閥
    海上采油平臺的采油、防噴、注水、注氣、水下設(shè)備等系統(tǒng)需要開發(fā)一些耐海水、鹽霧侵蝕要求的特種閥門。這些閥門要求有較強的抗腐蝕性、抗風(fēng)暴等異常外力的能力，并且要求密封可靠、操作靈活、維修方便。

    海洋石油用閥發(fā)展的具體類型、參數(shù)如下：
    ⑴鍛鋼單閘板或雙閘板帶導(dǎo)流孔或不帶導(dǎo)流孔平板閘閥
    該閥的結(jié)構(gòu)可參照美國卡麥隆F型閘閥、“AF”型海底閥門（用于海下1000米）、“DF”型海底閥門（用于海下3000米）、MCEVOY公司C型、E型閘閥。這類閥門的公稱通徑：DN46~162mm（113/16in~63/8in）；公稱壓力級為API2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、20000psi；工作溫度：-59~343℃；技術(shù)要求按API6A的規(guī)定。
    ⑵雙瓣蝶式止回閥
    該閥技術(shù)參數(shù)：公稱通徑：DN53~280mm（21/16in~11in）；公稱壓力級為API2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、20000psi；溫度等級為K（-60~182℃）、L（-42~182℃）、P（-29~182℃）、R（室溫）、S（-18~166℃）、T（-18~182℃）、U（-18~121℃）、V（2~121℃）；材料要求為AA、BB、CC、DD、EE、FF、HH；材料性能要求按36K、45K、60K、75K；產(chǎn)品技術(shù)要求按PSL1（產(chǎn)品規(guī)范等級1）、PSL2（產(chǎn)品規(guī)范等級2）、PSL3（產(chǎn)品規(guī)范等級3）、PSL4（產(chǎn)品規(guī)范等級4）。
    ⑶帶壓平衡閥桿的角式節(jié)流閥
    該閥的設(shè)計、制造按API6A標(biāo)準(zhǔn)；其公稱壓力級為API3000psi、5000psi、10000psi；公稱通徑：DN50mm、DN80mm、DN100mm、DN150mm（2in、3in、4in、6in）；使用溫度：-29~121℃。（該閥的節(jié)流頭可設(shè)計為針型節(jié)流頭或套筒節(jié)流頭）。

    5.石化、電力用閥
    石化、電力閥門產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點是發(fā)展缺門產(chǎn)品。如下：
    ⑴高溫高壓調(diào)節(jié)閥
    用于大型火電機組的高溫高壓調(diào)節(jié)閥，其結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)它的流量特性和工況控制要求來確定，可以是單座，也可以是雙座或套筒結(jié)構(gòu)。該調(diào)節(jié)閥的公稱通徑：DN50~500mm；公稱壓力：≤42.0MPa；使用溫度：510~570℃。
     ⑵減溫減壓閥
    該減溫減壓閥，石化行業(yè)要求能設(shè)計成類似費希爾的CVS閥，并將壓力和溫度控制在一個閥內(nèi)完成，減壓后的噴水降溫控制要（在4~7℃范圍內(nèi)），關(guān)閥嚴(yán)密，低噪聲，長壽命。
    ⑶高溫高壓大口徑安全閥
    用于蒸汽系統(tǒng)的高溫高壓大口徑安全閥，其設(shè)計結(jié)構(gòu)可采用彈簧式。設(shè)計中主要解決的關(guān)鍵問題是：該類閥門的整定壓力、回座壓力、密封性能、重復(fù)動作穩(wěn)定性及彈簧的疲勞。其公稱通徑：DN200~400mm；公稱壓力：≤5.0MPa；zui高使用溫度：570℃。
    ⑷高壓蒸氣疏水閥
    用于高壓蒸汽系統(tǒng)排除凝結(jié)水的高壓蒸汽疏水閥，其開發(fā)的結(jié)構(gòu)可以為熱動力型HRW、HRF圓盤式；機械型高壓自由浮球式；熱靜力型BK27、BK28、BK212雙金屬片式。該類閥門的公稱通徑：DN15~50mm；公稱壓力：15.0MPa。

    6.環(huán)保用閥
    該環(huán)保系統(tǒng)需發(fā)展的閥門：陶瓷片密封旋轉(zhuǎn)閥、PVC塑料閥、大密封面平板閘閥、不銹鋼旋塞閥等。

    7.冶金系統(tǒng)用閥
    冶金系統(tǒng)用閥，由于介質(zhì)常為粉狀和懸浮固體顆粒狀，加之溫度較高，故對閥門的耐磨、耐溫及耐蝕等要求較高。

    冶金系統(tǒng)用閥發(fā)展的具體類型、參數(shù)如下：
    ⑴圓頂閥
    用于火力發(fā)電廠氣力除灰、進料、放料系統(tǒng)的圓頂閥。該閥由閥體、主動軸、從動軸、球體等組成，其公稱通徑：DN50~300mm；工作壓力：PN1.0~0.6MPa；zui高使用溫度：1050℃。設(shè)計該閥時，其密封面應(yīng)考慮采用噴涂鈷基碳化鎢合金材料，使其更加堅硬，增強耐磨性能。
    ⑵排灰平板閘閥
    用于煉鋼廠煉鐵除灰系統(tǒng)的“排灰平板閘閥”。該除灰系統(tǒng)的介質(zhì)——“灰粉”，不僅形狀是顆粒的（有時是分散形狀，有時是混合形狀），而且具有一定的粘性，還夾有一氧化碳（CO）。由于介質(zhì)“灰粉”中的顆粒，閥座往往有不同程度的損傷、擦傷、磨損，故，要求其“排灰平板閘閥”的主件，例如閘板、閥座等零部件均應(yīng)具有較強的耐磨性。煉鐵除灰系統(tǒng)工況的使用壓力在0.25MPa左右的低壓范圍內(nèi)；溫度在≤250℃的范圍內(nèi)（一般情況下為常溫，有時瞬間溫度可達250℃）；公稱管徑僅從DN50mm~DN400mm（DN300mm的管徑zui常見）。
    該閥其結(jié)構(gòu)如采用帶導(dǎo)流孔，并且“加大密封面”的密封設(shè)計，不僅能提高其耐磨性；滿足其密封性能；而且能避免灰粉進入閥體底腔。在設(shè)計中，可充分利用現(xiàn)行帶導(dǎo)流孔平板閘閥產(chǎn)品，將閥座改為“加大密封面”的密封狀態(tài)。對耐磨性而言，其金屬對金屬硬密封壽命雖zui長，但金屬對金屬“加大密封面”的硬密封，一則標(biāo)準(zhǔn)上允許漏，（如設(shè)計為零泄漏成本將十分高昂且加工難度大）；二則密封不如非金屬材料。其密封不如非金屬材料，是因為金屬表面磨蝕時會產(chǎn)生一層氧化物，盡管這層氧化物覆蓋在受到腐蝕作用的部位上，能減慢金屬的進一步腐蝕，但如果發(fā)生滑動的話，該層氧化物就會被清除，使裸露出來的金屬表面受到進一步的腐蝕，從而加快磨損，削弱其密封性能。而采用非金屬材料，不僅能節(jié)約成本，降低加工難度，而且能保證其密封性能。
    由于鋼廠煉鐵除灰系統(tǒng)的工況溫度一般為常溫，有時瞬間zui高溫度也只有250℃。故采用非金屬材料（建議采用對位聚苯）作密封面，既可以滿足其工況溫度、耐磨，又可以滿足其密封性能。非金屬材料——對位聚苯，適用溫度為≤300℃，且比硬質(zhì)的PTFE更硬，能滿足煉鐵廠除灰系統(tǒng)的工況，不失為較理想的密封面材料。閥座材料建議采用1Cr13。
    ⑶耐強酸腐蝕的不銹鋼閥
    冶金系統(tǒng)用耐強酸腐蝕的不銹鋼閥。該閥其公稱通徑：DN50~2400mm；公稱壓力0.05~1.6MPa；zui高使用溫度：1050℃。

    8.氧化鋁工業(yè)用閥
    氧化鋁工業(yè)在生產(chǎn)過程中，介質(zhì)多為堿性泥漿和顆粒狀物質(zhì)，結(jié)疤現(xiàn)象極為嚴(yán)重，且介質(zhì)對閥門體腔及內(nèi)件的沖蝕現(xiàn)象也很嚴(yán)重。因此，氧化鋁工業(yè)用閥要求其抗結(jié)疤耐結(jié)疤；抗沖蝕耐沖蝕。
    集氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)中普通結(jié)構(gòu)的閘閥、截止閥、球閥等眾多之長于一身的料漿閥（直通式截止閥），不僅抗結(jié)疤耐結(jié)疤，而且抗沖蝕耐沖蝕，是氧化鋁生產(chǎn)用閥的理想產(chǎn)品。該閥的整體結(jié)構(gòu)采用Y型結(jié)構(gòu)，即閥桿中心線于介質(zhì)流動方向成45°夾角，連接形式為法蘭連接；支架為光桿；密封面堆焊硬質(zhì)合金；閥體采用兩開式、中間夾閥座的形式，為防止介質(zhì)對體腔內(nèi)的沖蝕，在體腔內(nèi)受沖刷較嚴(yán)重的部位鑲嵌耐磨的硬質(zhì)合金鋼圈。
    該閥的公稱壓力級為CL150（PN2.0MPa）、CL300（PN5.0MPa）、CL400（PN6.4MPa）；公稱通徑：DN50~350mm；工作溫度：≤450℃。

    9.大型化工成套裝置用閥
    大型化工成套裝置主要是乙烯、合成氨、空分等裝置

    ⑴乙烯裝置用閥
    乙烯生產(chǎn)常用的原料是常壓輕柴油和減壓重柴油，并且乙烯裝置的工況條件極其惡劣，高溫（900℃）、高壓（10.0MPa）、超低溫（-196℃）、大流量等工況都在乙烯中體現(xiàn)。

    乙烯裝置用低溫閥
    該閥的結(jié)構(gòu)形式可以是閘閥、截止閥的結(jié)構(gòu)形式，也可以是止回閥的結(jié)構(gòu)形式。其公稱通徑：DN50~700mm；公稱壓力：1.6~6.4MPa；zui低使用溫度：-196℃。

    ⑵合成氨裝置用閥
    合成氨裝置的介質(zhì)主要為三大類，即合成氣——含有H2、N2、CO、CO2、NH3合成的組成類似于人工煤氣（H2屬于爆炸限很低的極危險氣體，CO有毒）；尿素——含有NH3、、CO2、氨基甲酸銨等；液氨或汽氨。合成氨裝置用閥的zui高工作溫度在500℃左右，zui低溫度為液氨介質(zhì)在-196℃，zui高工作壓力達32.0MPa。

    合成氨裝置用閥發(fā)展的具體類型、參數(shù)如下：
    a高溫、高壓角式截止閥
    該閥公稱通徑：DN10~1100mm；公稱壓力：≤42.0MPa；zui高使用溫度：560℃。

    b節(jié)流閥
    該閥公稱通徑：DN10~1100mm；公稱壓力：≤42.0MPa；zui高使用溫度：560℃。
    ⑶空分裝置用閥
    由于空分裝置生產(chǎn)氧、氮氣體過程都是在-183℃低溫下進行，因此空分裝置用閥要求較高
    空分裝置用閥發(fā)展的具體類型、參數(shù)如下：
    空分裝置用低溫閥
    該閥公稱通徑：DN1.5~900mm；公稱壓力：0.2~16.0MPa；zui低使用溫度：-183℃。

    10.城建用閥
    城建用閥將呈現(xiàn)如下走勢：發(fā)展城市燃?xì)獍l(fā)電機組燃料煤氣切斷球閥；發(fā)展取代城市供水和供熱系統(tǒng)中普通蝶閥、低壓閘閥和截止閥的中線蝶閥和軟密封閘閥；發(fā)展汽車用液化石油氣、液化天然氣——汽油鋼瓶閥門。發(fā)展城市樓寓采暖，空調(diào)用水力平衡閥、智能儀表及熱計量閥。發(fā)展城市燃?xì)夤芫W(wǎng)用安全放散閥、電動流量調(diào)節(jié)閥、氣液聯(lián)動緊急切斷球閥。