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安全阀

阀门行业高新技术发展趋势及投资方向
来源:www.hispht.tw作者:上海剑阀阀门有限公司日期:2017-12-16 18:53

随着科学技术的不断发展,国内阀门行业,也在向高技术含量、高参数、耐强腐蚀、高寿命方向发展。根据对国内外阀门技术的分析和国内外阀门市场需求的分析,得出近年来各行业用阀及阀门行业高新技术发展趋势及投资方向,如下:

1. 石油、天然气井口装置用阀

石油、天然气井口装置用阀主要为符合美国 API 6A 标准的单闸板或双闸板、有导流孔或无导流孔的锻钢平行式闸阀、泥浆阀、角式节流阀(CHOKE 阀)、先导式安全阀和止回阀。这些阀门的公称压力级为 API 2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、20000psi;公称通径为 DN46 工程 ~228mm(113/16in~9in);温度等级为 K(-60~182℃)、L(-42~182℃)、P(-29~182℃)、R(室温)、S(-18~166℃)、T(-18~182℃)、U(-18~121℃)、V(2~121℃);材料要求为 AA、BB、CC、DD、EE、FF、HH;材料性能要求按 36K、45K、60K、75K;产品技术要求按 PSL1(产品规范等级1)、PSL2(产品规范等级2)、PSL3(产品规范等级3)、PSL4(产品规范等级4)。

2. 石油、天然气长输管线用阀

石油、天然气长输管线用阀主要为符合美国 API 6D 标准的单闸板或双闸板、有导流孔或无导流孔的锻钢平行式闸阀;锻钢或铸钢三体式、上装式或全焊接式固定球球阀;油密封或压力平衡式旋塞阀;旋启式或蝶式止回阀、通球止回阀;清管阀等。这些阀门的公称压力级为 CL150(PN2.0MPa)、CL300(PN5.0MPa)、CL400(PN6.4MPa)、CL600(PN10.0MPa)、CL900(PN15.0MPa)、CL1500(PN25.0MPa)、CL2500(PN42.0MPa);公称通径为 DN50~1500mm(2in~60in);耐火试验技术要求按 ISO10497;阀门的压力试验按 ISO5208。

3. 核电用阀

核电用阀门比常规的大型火力发电站用阀门其技术特点和要求要高。阀类一般有闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀、安全阀、主蒸汽隔离阀、球阀、隔膜阀、减压阀和控制阀等;具有代表性阀门的最高技术参数为:最大口径 DN1200mm(核3级的蝶阀)、DN800mm(核2级的主蒸汽隔离阀)、DN350mm(核1级的主回路闸阀);最高压力:约 1500 磅级;最高温度:约 350℃;介质:冷却剂(硼化水)等。生产核级阀门产品规定要求?#21644;?#24120;按核行业标准 EJ、美国 ASME、IEEE 标?#25216;?#27861;国压水堆核岛机械设备设计和建造规则 RCC-M 等。

核电用阀发展的具体类型、参数如下:

(1)无填料函的闸阀:

a 液压驱动闸阀。该阀借助自身压力水推动活塞开启或关闭,该阀公称通径:DN350、400mm;工作压力:PN17.5MPa;工作温度:315℃。

b 全封闭型电动闸阀。该阀应采用特制的屏闭式电机,通过浸水工作的内行星减速机构使闸板作启闭运动。该阀公称通径:DN100~800mm;工作压力:PN2.5~45.0MPa;工作温度:200~500℃。(注:上述两种无填料函闸阀优点:没有填料密封,避免了外漏点,同时,减少能耗。缺点:结构复杂、造价较高。)

(2)截止阀:

用于辅助管路上的截止阀。该阀通常为三种结构,即填料式截止阀、波纹管式截止阀和金属膜片式截止阀。该阀介质为中等参数(中温、中压)的水和蒸汽;公称通径:DN10~150mm。

(3)蝶阀:

用于冷却系统和安全壳内输送空气介质的系统中的蝶阀。该阀通常为三种结构,即同轴直连式衬胶蝶阀、偏心式金属密封蝶阀和双动?#21073;?#34678;板在回转前先脱开密封面再回转)金属密封蝶阀。该阀公称通径:DN≤2500mm;工作压力:PN<4.0MPa;工作温度:100~150℃。此外,用于风道系统中的快速关闭蝶阀,其公称通径:DN400~1200mm也列为发展的方向。

(4)带探测器的先导式安全阀:

用于核岛系统中的带探测器的先导式安全阀。采用带探测器的先导式安全阀,可以根据压力与弹簧力平衡的敏感关系,来改变位置控制释放和加充介质的两个触点的原理,从结构上避免卡阻问题。该阀采用正作用式带弹簧预紧和波纹管密封的阀瓣结构,可以保证可靠的密封。该阀公称通径:DN600mm;工作压力:PN1.265MPa。

(5)止回阀型隔离阀:

用于蒸汽系统的止回阀型隔离阀,其结构形状类似于升降式止回阀。该阀公称通径:DN64~800mm(21/2in~30in);工作压力:PN1.0~42.0MPa(Class600~2500);工作温度:-29~1050℃。

(6)主蒸汽隔离阀

核岛和常规岛用主蒸汽隔离阀、主给水阀门,其公称通径:DN800mm;公称压力:40.0MPa;温度700℃;(此外,满足地震要求的安全阀也是急需开发的核电阀门)

4. 海洋石油用阀

海上采油平台的采油、防喷、注水、注气、水下设备等系统需要开发一些耐海水、盐雾侵蚀要求的特种阀门。这些阀门要求有较强的抗腐蚀性、抗风暴等异常外力的能力,并且要求密封可靠、操作灵活、维修方便。

海洋石油用阀发展的具体类型、参数如下:

(1)锻钢单闸板或双闸板带导流孔或不带导流孔平板闸阀

该阀的结构可参照美国卡麦隆F型闸阀、“AF”型海底阀门(用于海下1000米)、“DF”型海底阀门(用于海下3000米)、MCEVOY公司C型、E型闸阀。这类阀门的公称通径:DN46~162mm(113/16in~63/8in);公称压力级为API2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、20000psi;工作温度:-59~343℃;技术要求按API6A的规定。

(2)双瓣蝶式止回阀

该阀技术参数:公称通径:DN53~280mm(21/16in~11in);公称压力级为API2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、20000psi;温度等级为K(-60~182℃)、L(-42~182℃)、P(-29~182℃)、R(室温)、S(-18~166℃)、T(-18~182℃)、U(-18~121℃)、V(2~121℃);材料要求为AA、BB、CC、DD、EE、FF、HH;材料性能要求按36K、45K、60K、75K;产品技术要求按PSL1(产品规范等级1)、PSL2(产品规范等级2)、PSL3(产品规范等级3)、PSL4(产品规范等级4)。

(3)带压平衡阀杆的角式节流阀

该阀的设计、制造按API6A标准;其公称压力级为API3000psi、5000psi、10000psi;公称通径:DN50mm、DN80mm、DN100mm、DN150mm(2in、3in、4in、6in);使用温度:-29~121℃。(该阀的节流头可设计为针型节流头或套筒节流头)。

5. 石化、电力用阀

石化、电力阀门产品,其结构调整的重点是发展缺门产品。如下:

(1)高温高压调节阀

用于大型火电机组的高温高压调节阀,其结构设计应根据它的流量特性和工况控制要求来?#33539;ǎ?#21487;以是单座,也可以是双座或套筒结构。该调节阀的公称通径:DN50~500mm;公称压力:≤42.0MPa;使用温度:510~570℃。

(2)减温减压阀

该减温减压阀,石化行业要求能设计成类?#21697;?#24076;尔的CVS阀,并将压力和温度控制在一个阀内完成,减压后的喷水降温控制要精确(在 4~7℃ 范围内),关阀严密,低噪声,长寿命。

(3)高温高压大口径安全阀

用于蒸汽系统的高温高压大口径安全阀,其设计结构可采用弹簧式。设计中主要解决的关键问题是?#28938;美?#38400;门的整定压力、回座压力、密封性能、重复动作稳定性及弹簧的疲劳。其公称通径:DN200~400mm;公称压力:≤5.0MPa;最高使用温度:570℃。

(4)高压蒸气疏水阀

用于高压蒸汽系统排除凝结水的高压蒸汽疏水阀,其开发的结构可以为热动力型HRW、HRF圆盘?#21073;?#26426;械型高压自由浮球?#21073;?#28909;静力型BK27、BK28、BK212双金属片式。?#32654;?#38400;门的公称通径:DN15~50mm;公称压力:15.0MPa。

6. 环保用阀

该环保系统需发展的阀门:陶瓷片密封旋转阀、PVC塑料阀、大密封面平板闸阀、不锈?#20013;?#22622;阀等。

7. 冶金系统用阀

冶金系统用阀,由于介质常为粉状和悬浮固体颗粒状,加之温度较高,故对阀门的耐磨、耐温及耐蚀等要求较高。

冶金系统用阀发展的具体类型、参数如下:

(1)圆顶阀

用于火力发电厂气力除灰、进料、放料系统的圆顶阀。该阀由阀体、主动轴、从动轴、球体等组成,其公称通径:DN50~300mm;工作压力:PN1.0~0.6MPa;最高使用温度:1050℃。设计该阀时,其密封面应考虑采?#38376;?#28034;钴基碳化钨合金材料,使其更加坚硬,增强耐磨性能。

(2)排灰平板闸阀

用于炼钢厂炼铁除灰系统的“排灰平板闸阀”。该除灰系统的介质——“灰粉”,不仅形状?#24378;?#31890;的(有时是分散形状,有时是混合形状),而且具有一定的粘性,还夹有一氧化碳(CO)。由于介质“灰粉”中的颗粒,阀座往往有不同程度的损伤、擦伤、磨损,故,要求其“排灰平板闸阀”的主件,例如闸板、阀座等零?#32771;?#22343;应具有较强的耐磨性。炼铁除灰系统工况的使用压力在 0.25MPa 左?#19994;?#20302;压范围内;温度在≤250℃的范围内(一般情况下为常温,有时瞬间温度可达 250℃);公称管径仅从 DN50mm~DN400mm(DN300mm 的管径最常见)。

该阀其结构如采用带导流孔,并且“加大密封面”的密封设计,不仅能提高其耐磨性;满足其密封性能;而且能避免灰粉进入阀体底腔。在设计中,可充分利用现行带导流孔平板闸阀产品,将阀座改为“加大密封面”的密封状态。对耐磨性而言,其金属对金属硬密封寿命虽最长,但金属对金属“加大密封面”的硬密封,一则标准上?#24066;?#28431;,(如设计为零泄漏成本将十分高昂且加工难度大);二则密封不如非金属材料。其密封不如非金属材料,是因为金属表面磨蚀时会产生一层氧化物,尽管这层氧化物覆盖在受到腐蚀作用的部位上,能减慢金属的进一步腐蚀,但如果发生滑动的话,该层氧化物就会被清除,使裸露出来的金属表面受到进一步的腐蚀,从而加快磨损,削弱其密封性能。而采用非金属材料,不仅能节约成本,降?#22270;?#24037;难度,而且能保证其密封性能。

由于钢厂炼铁除灰系统的工况温度一般为常温,有时瞬间最高温度也只有250℃。故采用非金属材料(建议采用对位聚苯)作密封面,既可以满足其工况温度、耐磨,又可以满足其密封性能。非金属材料——对位聚?#21073;?#36866;用温度为≤300℃,且比硬质的PTFE更硬,能满足炼铁厂除灰系统的工况,不失为较理想的密封面材料。阀座材料建议采用1Cr13。

(3)耐强酸腐蚀的不锈钢阀

冶金系统用耐强酸腐蚀的不锈钢阀。该阀其公称通径:DN50~2400mm;公称压力0.05~1.6MPa;最高使用温度:1050℃。

8. 氧化铝工业用阀

氧化铝工业在生产过程中,介?#35782;?#20026;碱性泥浆和颗粒状物质,结疤现象极为严重,且介质对阀门体腔及内件的冲蚀现象也很严重。因此,氧化铝工业用阀要求其抗结疤耐结疤;抗冲蚀耐冲蚀。

集氧化铝生产系统中普通结构的闸阀、截止阀、球阀等众多之长于一身的料浆阀(直通式截止阀),不仅抗结疤耐结疤,而且抗冲蚀耐冲蚀,是氧化铝生产用阀的理想产品。该阀的整体结构采用Y型结构,即阀杆?#34892;?#32447;于介质流动方向成 45°夹角,连?#26377;?#24335;为法?#21058;?#25509;;支架为光杆;密封面堆焊硬质合金;阀体采用两开式、中间夹阀座的?#38382;剑?#20026;防止介质对体腔内的冲蚀,在体腔内受冲刷较严重的部位镶嵌耐磨的硬质合金钢圈。

该阀的公称压力级为 CL150(PN2.0MPa)、CL300(PN5.0MPa)、CL400(PN6.4MPa);公称通径:DN50~350mm;工作温度:≤450℃。

9. 大型化工成套装置用阀

大型化工成套装置主要是乙烯、合成氨、空分等装置

(1)乙烯装置用阀

乙烯生产常用的原料是常压轻柴油和减压重柴油,并且乙烯装置的工况条件极其恶劣,高温(900℃)、高压(10.0MPa)、超低温(-196℃)、大流量等工况都在乙烯中体现。

乙烯装置用阀发展的具体类型、参数如下:

a 高温裂解平板闸阀

该阀为自密封式和撑开式两种。其公称通径:DN15~1200mm;公称压力:0.05~1.6MPa;最高使用温度:800℃。

b 低温阀

该阀的结构形式可以是闸阀、截止阀的结构?#38382;剑?#20063;可以是止回阀的结构形式。其公称通径:DN50~700mm;公称压力:1.6~6.4MPa;最低使用温度:-196℃。

(2)合成氨装置用阀

合成氨装置的介质主要为三大类,即合成气——含有 H2、N2、CO、CO2、NH3 合成的组成类似于人工煤气(H2属于爆炸限很低的极危险气体,CO 有毒);尿素——含有 NH3、、CO2、氨基甲酸铵等;液氨或汽氨。合成氨装置用阀的最高工作温度在 500℃ 左右,最低温度为液氨介质在 -196℃,最高工作压力达 32.0MPa。

合成氨装置用阀发展的具体类型、参数如下:

a 高温、高压角式截止阀

该阀公称通径:DN10~1100mm;公称压力:≤42.0MPa;最高使用温度:560℃。

b 节流阀

该阀公称通径:DN10~1100mm;公称压力:≤42.0MPa;最高使用温度:560℃。

(3)空分装置用阀

由于空分装置生产氧、氮气体过程都是在 -183℃ 低温下进行,因此空分装置用阀要求较高。

空分装置用阀发展的具体类型、参数如下:

空分装置用低温阀。该阀公称通径:DN1.5~900mm;公称压力:0.2~16.0MPa;最低使用温度:-183℃。

10. 城建用阀

城建用阀将呈现如下走势:发展城市燃气发电机组燃料煤气切断球阀;发展取代城市供水和供热系统中普通蝶阀、低压闸阀和截止阀的中线蝶阀和软密封闸阀;发展汽车用液化石油气、液化天然气——汽油钢瓶阀门。发展城?#26032;?#23507;采暖,空调用水力平衡阀、智能仪表及热计量阀。发展城市燃气管网用安全放散阀、电动流量调节阀、气液联动紧急切断球阀。

了解阀门产品的市场需求,重视阀门产品的不断更新,为各行业提供技术最先进的阀门产品,是阀门企业在竞争中求生存,求发展的唯一途径。

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