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阀门行业高新技术发展趋势及投资方向

随着科学技术的不断发展,国内阀门产品市场,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...

  随着科学技术的不断发展,国内阀门产品市场,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,分以下十个方面。

  一、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 2 000psi 、 3 000psi 、 5 000psi 、 10 000psi 、 15 000psi 、 20 000psi ;公称通径为 DN46 ~ 228mm ( 113/16 ~ 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 36 K、 45 K、 60 K、 75 K;产品技术要求按 PSL1 (产品规范等级 1 )、 PSL 2(产品规范等级2)、 PSL 3(产品规范等级3)、 PSL 4(产品规范等级4)。

  二、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 ( PN5.0 MPa )、 CL400 ( PN6.4MPa )、 CL600 ( PN10.0MPa )、 CL900 ( PN15.0MPa )、 CL1 500 ( PN25.0MPa )、 CL2 500 ( PN42.0MPa );公称通径为 DN50~1 500mm ( 2~60in );耐火试验技术要求按 ISO10497 ;阀门的压力试验按 ISO5208 。

  三、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 DN1 200 mm (核 3 级的蝶阀)、 DN800 mm (核 2 级的主蒸汽隔离阀)、 DN350 mm (核 1 级的主回路闸阀);最高压力:约 1 500 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:通常按核行业标准 EJ 、美国 ASME 、 IEEE 标准及法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

  ( 1 )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 、 400 mm ;工作压力: PN17.5MPa ;工作温度: 315 ℃。

  ( 2 )全封闭型电动闸阀 该阀应采用特制的屏闭式电动机,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: DN100~800 mm ;工作压力: PN2.5~45.0MPa ;工作温度: 200~500 ℃。

  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: DN10~150 mm 。

  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式(蝶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 ≤ 2 500 mm ;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: DN400~1 200 mm 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: DN600 mm ;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 ( 2 1/2 ~ 30in );工作压力: PN1.0 ~ 42.0MPa ( Class600 ~ 2 500 );工作温度: -29 ~ 1 050 ℃。

  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: DN800 mm ;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。

  四、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 1 000m )、“ DF ”型海底阀门(用于海下 3 000m )、 MCEVOY 公司 C 型、 E 型闸阀。这类阀门的公称通径: DN 46 ~ 162mm ( 1 13/16 ~ 63/8in );公称压力级为 API 2 000psi 、 3 000psi 、 5 000psi 、 10 000psi 、 15 000psi 、 20 000psi ;工作温度: -59 ~ 343 ℃;技术要求按 API 6A 的规定。

  2.双瓣蝶式止回阀

  该阀技术参数:公称通径: DN53~280mm ( 2 1/16 ~11in );公称压力级为 API 2 000psi 、 3 000psi 、 5 000psi 、 10 000psi 、 15 000psi 、 20 000psi ;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 36 K、 45 K、 60 K、 75 K;产品技术要求按 PSL1 (产品规范等级 1 )、 PSL 2(产品规范等级2)、 PSL 3(产品规范等级3)、 PSL 4(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 API 6A 标准;其公称压力级为 API3 000psi 、 5 000psi 、 10 000psi ;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)。

  五、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: 1 050 ℃。设计该阀时,其密封面应考虑采用喷涂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”,不仅形状是颗粒的(有时是分散形状,有时是混合形状),而且具有一定的黏性,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、阀座等零部件均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 左右的低压范围内;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 DN50~400mm ( 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,一则标准上允许漏,(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,降低加工难度,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——对位聚苯,适用温度为≤ 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: DN50~2 400 mm ;公称压力: 0.05~1.6MPa ;最高使用温度: 1 050 ℃。

  六、氧化铝工业用阀

  氧化铝工业在生产过程中,介质多为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,即阀杆中心线于介质流动方向成 45 °夹角,连接形式为法兰连接;支架为光杆;密封面堆焊硬质合金;阀体采用两开式、中间夹阀座的形式,为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 ( PN5.0 MPa )、 CL400 ( PN6.4MPa );公称通径: DN50~350 mm ;工作温度:≤ 450 ℃。

  七、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( 10.0 MPa )、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:

  ( 1 )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: DN15~1 200 mm ;公称压力: 0.05~1.6MPa ;最高使用温度: 800 ℃。

  ( 2 )低温阀 该阀的结构形式可以是闸阀、截止阀的结构形式,也可以是止回阀的结构形式。其公称通径: DN50~700 mm ;公称压力: 1.6~6.4MPa ;最低使用温度: -196 ℃。



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