2008年中國各類閥門技術發展分析
http://www.xibaipo.cc 2009-03-19 15:41 中企顧問網
本文導讀：2008年中國各類閥門技術發展分析
一、海洋石油用閥技術
海上采油平臺的采油、防噴、注水、注氣、水下設備等系統需要開發一些耐海水、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。海洋石油用閥發展的具體類型、參數如下：
（1）鍛鋼單閘板或雙閘板帶導流孔或不帶導流孔平板閘閥
該閥的結構可參照美國卡麥隆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℃；技術要求按API6A的規定。
（2）雙瓣蝶式止回閥
該閥技術參數：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；產品技術要求按PSL1（產品規范等級1)、PSL2（產品規范等級2)、PSL3（產品規范等級3)、PSL4（產品規范等級4)。
（3）帶壓平衡閥桿的角式節流閥
該閥的設計、制造按API6A標準；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℃。(該閥的節流頭可設計為針型節流頭或套筒節流頭)。
二、冶金系統用閥技術
冶金系統用閥，由于介質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。
冶金系統用閥發展的具體類型、參數如下：
（1）圓頂閥
用于火力發電廠氣力除灰、進料、放料系統的圓頂閥。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；最高使用溫度：1050℃。設計該閥時，其密封面應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。
（2）排灰平板閘閥
用于煉鋼廠煉鐵除灰系統的“排灰平板閘閥”。該除灰系統的介質——“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“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、閥座等零部件均應具有較強的耐磨性。煉鐵除灰系統工況的使用壓力在0.25MPa左右的低壓范圍內；溫度在≤250℃的范圍內(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的管徑最常見)。
該閥其結構如采用帶導流孔，并且“加大密封面”的密封設計，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。在設計中，可充分利用現行帶導流孔平板閘閥產品，將閥座改為“加大密封面”的密封狀態。對耐磨性而言，其金屬對金屬硬密封壽命雖最長，但金屬對金屬“加大密封面”的硬密封，一則標準上允許漏，(如設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的工況溫度一般為常溫，有時瞬間最高溫度也只有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℃，且比硬質的PTFE更硬，能滿足煉鐵廠除灰系統的工況，不失為較理想的密封面材料。閥座材料建議采用1Cr13。
（3）耐強酸腐蝕的不銹鋼閥
冶金系統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；最高使用溫度：1050℃。
三、氧化鋁工業用閥技術
氧化鋁工業在生產過程中，介質多為堿性泥漿和顆粒狀物質，結疤現象極為嚴重，且介質對閥門體腔及內件的沖蝕現象也很嚴重。因此，氧化鋁工業用閥要求其抗結疤耐結疤；抗沖蝕耐沖蝕。
四、石化、電力用閥技術
石化、電力閥門產品，其結構調整的重點是發展缺門產品。如下：
（1）高溫高壓調節閥
用于大型火電機組的高溫高壓調節閥，其結構設計應根據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構。該調節閥的公稱通徑：DN50-500 mm；公稱壓力：≤42.0MPa；使用溫度：510-570℃。
（2）減溫減壓閥
該減溫減壓閥，石化行業要求能設計成類似費希爾的CVS閥，并將壓力和溫度控制在一個閥內完成，減壓后的噴水降溫控制要精確（在4-7℃范圍內），關閥嚴密，低噪聲，長壽命。
（3）高溫高壓大口徑安全閥
用于蒸汽系統的高溫高壓大口徑安全閥，其設計結構可采用彈簧式。設計中主要解決的關鍵問題是：該類閥門的整定壓力、回座壓力、密封性能、重復動作穩定性及彈簧的疲勞。其公稱通徑：DN200-400 mm；公稱壓力：≤5.0MPa；最高使用溫度：570℃。
（4）高壓蒸氣疏水閥
用于高壓蒸汽系統排除凝結水的高壓蒸汽疏水閥，其開發的結構可以為熱動力型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：DN15-50 mm；公稱壓力：15.0MPa。
五、石油、天然氣用閥門技術
1、石油、天然氣井口裝置用閥。然氣井口裝置用閥主要為符合美國API 6A標準的單閘板或雙閘板、有導流孔或無導流孔的鍛鋼平行式閘閥、泥漿閥、角式節流閥（CHOKE閥）、先導式安全閥和止回閥。這些閥門的公稱壓力級為API 2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、 20000psi；公稱通徑為DN46工程-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；產品技術要求按PSL1（產品規范等級1）、PSL２（產品規范等級２）、PSL３（產品規范等級３）、PSL４（產品規范等級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API 6D標準的單閘板或雙閘板、有導流孔或無導流孔的鍛鋼平行式閘閥；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（PN5.0 MPa）、CL400（PN6.4MPa）、CL600（PN10.0MPa）、CL900（PN15.0MPa）、CL1500（PN25.0MPa）、CL2500（PN42.0MPa）；公稱通徑為DN50-1500mm（2in-60in）；耐火試驗技術要求按ISO10497；閥門的壓力試驗按ISO5208。
六、大型化工成套裝置用閥技術
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（10.0 MPa）、超低溫（-196℃）、大流量等工況都在乙烯中體現。
乙烯裝置用閥發展的具體類型、參數如下：
a 高溫裂解平板閘閥
該閥為自密封式和撐開式兩種。其公稱通徑：DN15-1200 mm；公稱壓力：0.05-1.6MPa；最高使用溫度：800℃。
b低溫閥
該閥的結構形式可以是閘閥、截止閥的結構形式，也可以是止回閥的結構形式。其公稱通徑：DN50-700 mm；公稱壓力：1.6-6.4MPa；最低使用溫度：-196℃。
海上采油平臺的采油、防噴、注水、注氣、水下設備等系統需要開發一些耐海水、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。海洋石油用閥發展的具體類型、參數如下：
（1）鍛鋼單閘板或雙閘板帶導流孔或不帶導流孔平板閘閥
該閥的結構可參照美國卡麥隆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℃；技術要求按API6A的規定。
（2）雙瓣蝶式止回閥
該閥技術參數：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；產品技術要求按PSL1（產品規范等級1)、PSL2（產品規范等級2)、PSL3（產品規范等級3)、PSL4（產品規范等級4)。
（3）帶壓平衡閥桿的角式節流閥
該閥的設計、制造按API6A標準；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℃。(該閥的節流頭可設計為針型節流頭或套筒節流頭)。
二、冶金系統用閥技術
冶金系統用閥，由于介質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。
冶金系統用閥發展的具體類型、參數如下：
（1）圓頂閥
用于火力發電廠氣力除灰、進料、放料系統的圓頂閥。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；最高使用溫度：1050℃。設計該閥時，其密封面應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。
（2）排灰平板閘閥
用于煉鋼廠煉鐵除灰系統的“排灰平板閘閥”。該除灰系統的介質——“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“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、閥座等零部件均應具有較強的耐磨性。煉鐵除灰系統工況的使用壓力在0.25MPa左右的低壓范圍內；溫度在≤250℃的范圍內(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的管徑最常見)。
該閥其結構如采用帶導流孔，并且“加大密封面”的密封設計，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。在設計中，可充分利用現行帶導流孔平板閘閥產品，將閥座改為“加大密封面”的密封狀態。對耐磨性而言，其金屬對金屬硬密封壽命雖最長，但金屬對金屬“加大密封面”的硬密封，一則標準上允許漏，(如設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的工況溫度一般為常溫，有時瞬間最高溫度也只有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℃，且比硬質的PTFE更硬，能滿足煉鐵廠除灰系統的工況，不失為較理想的密封面材料。閥座材料建議采用1Cr13。
（3）耐強酸腐蝕的不銹鋼閥
冶金系統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；最高使用溫度：1050℃。
三、氧化鋁工業用閥技術
氧化鋁工業在生產過程中，介質多為堿性泥漿和顆粒狀物質，結疤現象極為嚴重，且介質對閥門體腔及內件的沖蝕現象也很嚴重。因此，氧化鋁工業用閥要求其抗結疤耐結疤；抗沖蝕耐沖蝕。
四、石化、電力用閥技術
石化、電力閥門產品，其結構調整的重點是發展缺門產品。如下：
（1）高溫高壓調節閥
用于大型火電機組的高溫高壓調節閥，其結構設計應根據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構。該調節閥的公稱通徑：DN50-500 mm；公稱壓力：≤42.0MPa；使用溫度：510-570℃。
（2）減溫減壓閥
該減溫減壓閥，石化行業要求能設計成類似費希爾的CVS閥，并將壓力和溫度控制在一個閥內完成，減壓后的噴水降溫控制要精確（在4-7℃范圍內），關閥嚴密，低噪聲，長壽命。
（3）高溫高壓大口徑安全閥
用于蒸汽系統的高溫高壓大口徑安全閥，其設計結構可采用彈簧式。設計中主要解決的關鍵問題是：該類閥門的整定壓力、回座壓力、密封性能、重復動作穩定性及彈簧的疲勞。其公稱通徑：DN200-400 mm；公稱壓力：≤5.0MPa；最高使用溫度：570℃。
（4）高壓蒸氣疏水閥
用于高壓蒸汽系統排除凝結水的高壓蒸汽疏水閥，其開發的結構可以為熱動力型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：DN15-50 mm；公稱壓力：15.0MPa。
五、石油、天然氣用閥門技術
1、石油、天然氣井口裝置用閥。然氣井口裝置用閥主要為符合美國API 6A標準的單閘板或雙閘板、有導流孔或無導流孔的鍛鋼平行式閘閥、泥漿閥、角式節流閥（CHOKE閥）、先導式安全閥和止回閥。這些閥門的公稱壓力級為API 2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、 20000psi；公稱通徑為DN46工程-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；產品技術要求按PSL1（產品規范等級1）、PSL２（產品規范等級２）、PSL３（產品規范等級３）、PSL４（產品規范等級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API 6D標準的單閘板或雙閘板、有導流孔或無導流孔的鍛鋼平行式閘閥；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（PN5.0 MPa）、CL400（PN6.4MPa）、CL600（PN10.0MPa）、CL900（PN15.0MPa）、CL1500（PN25.0MPa）、CL2500（PN42.0MPa）；公稱通徑為DN50-1500mm（2in-60in）；耐火試驗技術要求按ISO10497；閥門的壓力試驗按ISO5208。
六、大型化工成套裝置用閥技術
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（10.0 MPa）、超低溫（-196℃）、大流量等工況都在乙烯中體現。
乙烯裝置用閥發展的具體類型、參數如下：
a 高溫裂解平板閘閥
該閥為自密封式和撐開式兩種。其公稱通徑：DN15-1200 mm；公稱壓力：0.05-1.6MPa；最高使用溫度：800℃。
b低溫閥
該閥的結構形式可以是閘閥、截止閥的結構形式，也可以是止回閥的結構形式。其公稱通徑：DN50-700 mm；公稱壓力：1.6-6.4MPa；最低使用溫度：-196℃。
