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全球阀门技术发展动态

  20多年来,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。

  炼油设备:最大炼油厂3640万t/年(加勒比海的维尔京群岛),3000万t/年(委内瑞拉)。目前2000万t/年以上的炼油厂有近三十个。

  最大单元炼油装置的处理能力:常减压装置2400万t/年,催化裂化装置824万t/年,重整装置569万t/年,加氢裂化装置320万t/年。

  油、气长输管线设备: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。

  最长输油管线4830Km(伊朗)和4665Km(前苏联,友谊线)。最长输送油品管线4578km(美国,休斯顿至纽约)。

  最长输气管线7680km(从阿拉斯加经加拿大到美国西部)。

  最大管线直径1620和拟建的2500。

  最高管线输送压力为9~12MPa。

  合成氨设备:最大54万t/年和50万t/年。

  乙烯设备:最大能力50万t/年至80万t/年。

  发电设备最大机组容量:双轴火电机组l30万kW(美国,瑞士造),单轴火电机组120万kw(前苏联),最大核电机组130万kW(德国)

  与这些成套设备配套的阀门最大通径与最高压力:最大平板闸阀通径1620mm,2000和3050roll(美国、日本);最大蝶阀通径9750mm(英国包文公司设计,瑞士造);最大球阀通径3050mm,不算驱动装置的重量184t(瑞士造,美国田纳州):最大水用闸阀通径2750mm,9MPa(日本)。

  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t的炼油设备与100万t的相比,每t产品生产能力的投资减少50%。

  一座600万t/年炼油厂与两座300万t/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l70%。

  年产20万t合成氨设备的每吨产品耗电为1450kW.h,新建的年产46万t装置的每吨产品耗电量下降为50kw/h。只相当于20万t级设备耗电量的1/29。

  60万kW发电机组与20万机组相比,设备单位功率造价下降10%~20%,电站建设费用、单位功率、钢材消耗量和制造工时减少20%。

  成套设备自动化水平,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、有的实现闭环控制和局部最佳化控制。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,总控制室只有2---3个值班人员。可以通过电视监视全线工作情况。

  以上这些成套设备的控制方式也都要求阀门与之相适应。所以,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、自动控制的阀门品种不断增多,并有进一步发展的趋势。

  系列品种水平

  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。目前国外最高阀门基本技术参数见见上表。

  阀门产品质量水平

  A.密封可靠性。国外按关闭件密封程度规定用途和选择产品,并对密封程度进行分类,一般分为三个等级。一、二级用于密封性要求高的地方,三级用于通用的中低压工业阀门。尽管渗漏数值不尽相同,但却有渗漏量规定。国外阀门渗漏量都有标准。

  B.阀门一次开关时间。某些阀门要求在很短时间内开启或关闭。一次开关时间长短标志着阀门性能的优劣。美国某些阀门一次开关时间已经达到毫秒的程度。如AMES研究中心打开一个六英寸300磅级的闸阀只需要1ms,中等口径DN350~400快速开关阀只有0.6s,开关球阀的时间达到0.05~O.1s,日本冈野阀门公司制造的超音

  速高温阀,一次开启时间为1s,介质是空气,DN40,PNl4MPa,工作温度为1267℃,介质流速为音速的11倍,3640m/s。

  制造工艺水平

  铸造方面:国外铸件为冲天炉加电炉双联,铸钢为电炉加精炼。金属液质量高,化学成分稳定,造型为树脂砂,潮膜自动线或机械造型(机械化造型约占50%)多数为微机控制,设备先进,铸件尺寸精度高,表面光洁、清砂手段较好。

  锻造方面:国外大多数采用模锻,并已经采用多向模锻和闭合膜锻。锻件质量高,材料利用率最高可达95%。最大锻造通径可达DN500。

  热处理方面:国外热处理大部分已经采用可控热处理。如日本可控处理已约占70%ˇ80%,还有的采用真空热处理。氮化也采用了离子氮化、软氮化、化学处理等新工艺。

  机械加工方面:国外的加工设备已经自动化、数控化并已经采用了加工中心,还有的应用群控设备进行加工、普遍采用了成组技术及机夹式刀具,数字式量具、配备有专用清洁装配车间,试验装置先进、齐全,渗漏量检测手段先进。

  规格品种与技术标准水平

  从规格上看,日本约有8000个规格,前苏联有28000个规格,许多阀门是在基型上改变材料、连接型式和尺寸而形成多品种的“派生阀门”。世界上工业发达国家生产的阀门材料多达百种,铸钢件的钢种有五、六十种之多,尤其是超低碳钢系列很多,发展很快,因而国外阀门产品适应能力很强。为此,与之相适应的阀门标准也很多,仅前苏联就有355项,德国有177项,法国117项等等,国外的技术标准注重产品性能、质量和可靠性等综合性方面的指标。

 
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