1.1 进口控制球阀
进口球阀主要应用在炼油装置中临氢高压、耐磨、高频开关、超低温等工况,最初是引进工艺包时由专利商推荐使用,进口球阀大部分是国外阀门厂与专利商合作,按工艺包要求研制的阀门,经过大量工程项目使用和持续改进,产品质量稳定、性能可靠,市场占有率很高。
常用的进口品牌有:MOGAS、HARTMANN、NELES、ARGUS、AST、VTI、KOSO、KTM、PERRIN、OMB(低温)、POYAM(低温) 等。
国产球阀主要应用在炼油装置中低压和普通工况,阀门供应商众多,企业研发能力和管理水平参差不齐,产品整体质量水平和性能与进口品牌还有一定差距。
近几年来,国内部分有研发实力和企业管理水平较高的供应商,针对临氢高压、耐磨、高频开关、超低温工况球阀的结构特点和进口球阀应用中出现的问题,在阀门结构设计、填料和密封材料选择、表面硬化处理等方面,开展国产化攻关和研究,解决了球阀在苛刻工况使用中遇到的各种问题,用国产品牌替代了进口,取得了良好效果。
2.1 设计研发能力
国内供应商基本上都建立了生产管理系统(APS)和制造管理系统(MES),设有独立的设计研发部门,采用进口或国产三维软件开展阀门结构设计和仿真模拟计算。
国内供应商在阀门试压和产品性能测试方面参差不齐,整体水平与国外先进企业存在较大差距。
3.1 可替代进口的国产球阀
3.2 工业应用情况
3.2.1 镇海炼化应用实例
3.2.2 浙江石化应用实例
1)S-ZORB装置。氢气+催化剂管线14台程控球阀采用国产品牌;
2)煤气化装置Ⅰ。74台氧气切断阀、114台氮气切断阀、96台水煤浆锁渣阀全部采用国产品牌;
3)煤气化装置Ⅱ。98台氮气切断阀、72台水煤浆锁渣阀采用国产品牌。
3.2.3 中科炼化应用实例
POX装置:33台粉煤主管道锁斗阀由进口品牌改用国产盘阀。
3.2.4 东华能源(宁波)应用实例
PP装置:使用109台国产PDS程控阀,投用2~4年。
3.2.5 青岛LNG接收站应用实例
1)LNG装车撬。使用1台国产ANSI 150LB 3〞低温球阀(-156℃),投用4年。
4.1 阀座和阀球密封面拉伤
4.2 涂层脱落
阀球涂层脱落实例
原因分析:涂层结合力差,涂层耐腐蚀性差等。
解决办法有以下几点:
1)改进表面硬化处理方案,提高涂层结合力和喷涂质量。
2)改进喷涂粉末配方,增加涂层抗腐蚀性能等。
4.3 污垢在弹簧腔内聚集或结块
污垢在弹簧腔内聚集或结块实例
原因分析:阀座结构设计不合理,导致油污进入阀座弹簧腔等。
解决办法有以下几点:
1)阀座弹簧采用内腔封闭式等防尘结构。
2)重油、粉料和含固体颗粒工况小口径阀门尽量采用碟簧等。
1)阀杆密封结构设计不合理。
2)阀杆密封填料质量不合格等。
解决办法有以下几点:
1)阀杆填料密封采用多重复合密封低逸散结构。
2)阀杆密封填料采用高性能一流品牌产品等。
原因分析:
原因分析:
4.7 阀杆断裂
原因分析:
1)阀杆直径偏小。
2)阀杆材料强度和刚度偏低等。
解决办法有以下几点:
1)加粗阀杆直径。
2)阀杆改用高强度材料。
6)阀杆填料密封采用多重复合密封低逸散结构。
关键零部件加工精度应注意以下几点:
1)超音速喷涂
HVOF:喷涂燃料为煤油(油枪)
HVAF:喷涂燃料为丙烷(气枪)
特点:涂层厚度为0.20~0.25mm,涂层结合力为70~90MPa,涂层硬度为HV750~HV1200。涂层孔隙率HVOF比HVAF大。
2)氧乙炔火焰喷涂。特点:涂层厚度为0.5~0.7mm,涂层结合力不小于200MPa,涂层硬度为HRC50~HRC65(HV500~HV830),涂层孔隙率不大于0.5%。热喷后必须进行重熔提高喷焊层的结合力和抗氧化能力。
3)等离子喷涂。特点:涂层厚度为0.25~3mm,硬度为HV700~HV1000。
4)激光熔覆。特点:涂层厚度可达0.5mm,涂层孔隙率不大于0.1,涂层硬度较高。
5)气相沉淀。气相沉淀分为:化学气相沉淀(CVD)和物理气相沉淀(PVD)。特点:硬化层厚度为2~5μm,硬度不小于HV2000。
6.1 技术突破方向
6.2 质量提升建议