工業(yè)閥門在石化裝置應(yīng)用中的一些問題探析

嚴(yán)綱++胡陳春++周永堅(jiān)

摘 要：經(jīng)過幾十年的探索和發(fā)展，工業(yè)閥門在石化裝置的應(yīng)用中依然存在一些問題。為此，文章詳細(xì)探析了JB閥門存在的問題、API閥門的優(yōu)點(diǎn)、GB閥門的推廣和應(yīng)用、金屬硬密封蝶閥的應(yīng)用以及高壓加氫閥門的應(yīng)用。以期為研究本課題的學(xué)者提供理論參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)閥門；石化裝置；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TE927+.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）29-0147-02

1 API閥門的優(yōu)點(diǎn)

幾十年來，JB標(biāo)準(zhǔn)的法蘭和閥門一直被當(dāng)做管路設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，大致上估算，現(xiàn)在正在使用的五分之四的石化生產(chǎn)裝置的管道上的法蘭和閥門都是根據(jù)JB規(guī)范制造的。所以，在以后很長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期中，JB閥門將會(huì)被繼續(xù)廣泛使用，很多石化生產(chǎn)企業(yè)的庫(kù)存中大部分都是JB閥門。特別是一些改造老裝置的廠商，為了省去新舊交替的麻煩，使新舊交替更加方便，他們更傾向于繼續(xù)使用JB閥門。即便如此，JB閥門依然存在很多問題，API閥門在國(guó)內(nèi)被制造和推廣以后，其完善的使用性能很快受到石化生產(chǎn)企業(yè)的青睞，無論是應(yīng)用體系還是結(jié)構(gòu)方面，API閥門都比其他閥門更加完善。

1.1 API閥門具有更加完善的應(yīng)用體系

JB標(biāo)準(zhǔn)使用統(tǒng)一的代號(hào)代表一個(gè)類型的閥門，而研究已有的產(chǎn)品目錄可以發(fā)現(xiàn)，制造廠只給出了極其有限的可選范圍，使得用戶在選用時(shí)收到了限制，也就是說，用戶無法選擇合適的閥門使用。比如在溫度比較高的情況下，用戶會(huì)更多地選擇彈性閘板的閘閥，而在樣本中一般只能看到最大規(guī)格是DN 200的彈性閘板閘閥。正常條件下，傘齒輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)比正齒輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)更優(yōu)，但是樣本中提供的傘齒輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的閥門規(guī)格范圍非常小，所以在設(shè)計(jì)中必須得選擇正齒輪驅(qū)動(dòng)的閥門。在設(shè)計(jì)中，一般是按照使用條件選擇閥門密封副組件和填料結(jié)構(gòu)，而樣本中的型號(hào)一般無法滿足用戶的需求。如果選用的閥門超出了樣本的范圍，很多制造廠家會(huì)將其視為非標(biāo)準(zhǔn)閥門，從而對(duì)其加價(jià)，且交貨日期也無法保障。

對(duì)于這些JB閥門中出現(xiàn)的不完善之處，API閥門可以很好地將其解決。因?yàn)镴B閥門標(biāo)準(zhǔn)體系質(zhì)量尚待完善，同時(shí)每個(gè)體系之間不能有所聯(lián)系，API閥門標(biāo)準(zhǔn)就克服了這些問題，如API600、API602、API598等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥門結(jié)構(gòu)、零部件結(jié)構(gòu)、零部件材料、閥門強(qiáng)度和氣密試驗(yàn)等都作了具體的規(guī)定，使得用戶和制造者之間的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)幾乎相同，以此確保閥門的整體質(zhì)量。特別是API閥門是通過相關(guān)質(zhì)量認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)證的，所以其質(zhì)量得到了保證。該認(rèn)證對(duì)我國(guó)的閥門制造商來說顯得非常必要和有效。

1.2 API閥門具有更加完善的結(jié)構(gòu)

JB閥門的閘板、支架結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度都需要一定程度的改善。而API閥門在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面已經(jīng)趨近于完善，比較短的API閥門結(jié)構(gòu)使得閥門占用的空間更小了，同時(shí)降低了閥門的重量。API閥門一般會(huì)使用彈性閘板結(jié)構(gòu)，由于它能自行調(diào)整同閥座之間的配合模式，良好的密封效果從根本上減少了內(nèi)漏。除此之外，彈性閘板還會(huì)防止因?yàn)檫^緊或熱脹而產(chǎn)生的卡死的情況產(chǎn)生。API閥門的完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)恰到好處地解決了這些問題，API閥門結(jié)構(gòu)尺寸更加合理，操作起來極其方便，具有非常多的可選范圍，且內(nèi)漏和外漏量大的問題也得到了很好的解決，這些更優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得API閥門的使用壽命更長(zhǎng)了。也正是因?yàn)锳PI結(jié)構(gòu)無可比擬的優(yōu)越性，其逐漸成為其他閥門性能優(yōu)化的主要參考對(duì)象。

值得指出的是，國(guó)外的API閥門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)于我國(guó)來說更加優(yōu)化，無論是結(jié)構(gòu)尺寸、操作方法、可選范圍、使用年限，還是解決內(nèi)漏和外漏問題方面，都到達(dá)了吹毛求疵的地步，如果直接使用國(guó)外的API閥門，很多工業(yè)企業(yè)會(huì)減少很多閥門修理和維護(hù)的工序和費(fèi)用。但是長(zhǎng)期采用進(jìn)口閥門會(huì)浪費(fèi)大量財(cái)力，雖然降低了閥門修理和維護(hù)的費(fèi)用，但是大量地采購(gòu)閥門會(huì)使得企業(yè)的成本費(fèi)用大大地增加了。所以，為了使得企業(yè)在成本低的情況下能使用性能更好的閥門，我國(guó)的API閥門相關(guān)研究企業(yè)應(yīng)該借鑒國(guó)外API閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)我國(guó)閥門使用企業(yè)的相關(guān)情況，參考企業(yè)所需閥門的結(jié)構(gòu)尺寸、操作特點(diǎn)等，量身定做地設(shè)計(jì)出適合他們使用的API閥門，以此節(jié)約費(fèi)用的同時(shí)，也能夠使我國(guó)的API閥門技術(shù)更加精湛。

2 GB閥門的推廣和應(yīng)用問題

國(guó)內(nèi)首次推出GB閥門標(biāo)準(zhǔn)是在1989年，其內(nèi)容和結(jié)構(gòu)都借用了API標(biāo)準(zhǔn)的特征，所以，GB閥門標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)閥門領(lǐng)域術(shù)語(yǔ)比較先進(jìn)的。但是該標(biāo)準(zhǔn)的推廣和應(yīng)用范圍極其有限，分析其沒有得到廣泛推廣的原因，有下面幾方面：一是API閥門在我國(guó)的生產(chǎn)和應(yīng)用范圍已經(jīng)非常大，很多閥門廠自身都有冶煉器具，可以提供API閥門使用的ASTM材料，所以站在制造商和用戶的角度來分析，再花費(fèi)時(shí)間和精力生產(chǎn)和選用GB閥門，還不如沿用之前的API閥門，省時(shí)又省力，質(zhì)量也有所保障。二是GB閥門對(duì)應(yīng)的法蘭是大外徑系列，所以在小外徑系列的管路中也無法使用，同時(shí)GB閥門和JB閥門的溫壓曲線相互獨(dú)立且各不相同，使得兩者的配伍過程困難重重。所以，如果JB閥門的制造質(zhì)量還過得去，制造廠商和用戶便會(huì)選擇JB閥門，以省去很多麻煩。三是GB閥門標(biāo)準(zhǔn)體系還有瑕疵。比如GB閥門使用GB9131規(guī)定的溫壓曲線，而GB9131所列的材料不多，且不像ANSI或API標(biāo)準(zhǔn)一樣將鑄造材料也列出來，所以不能對(duì)照著使用。四是GB閥門標(biāo)準(zhǔn)體系尚待調(diào)整和推廣，同時(shí)可以同大外徑（SH）系列和小外徑（JB）系列配伍。最好是可以用GB閥門取代現(xiàn)在使用的JB和API閥門。

3 金屬硬密封蝶閥的應(yīng)用

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)和國(guó)外很多閥門制造廠為了更好地滿足石化裝置大型化的需要，都開始金屬硬密封蝶閥的研究和制作，目的是使其能夠替代一些閘閥。金屬硬密封蝶閥如圖1所示。有的廠家從蝶閥的結(jié)構(gòu)上和密封上下功夫，比如雙偏心和三偏心結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等，使用很多辦法來解決蝶閥在磨損和高溫情況下出現(xiàn)泄漏的問題。但是金屬硬密封蝶閥的應(yīng)用還處于初期，沒有相關(guān)使用經(jīng)驗(yàn)作支撐。對(duì)此，希望國(guó)家相關(guān)部門或權(quán)威機(jī)構(gòu)能夠?qū)σ延械漠a(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)分析和性能測(cè)試，給出應(yīng)用范圍和條件的相關(guān)結(jié)論，以確保能夠正確應(yīng)用。

圖1 金屬硬密封蝶閥

4 高壓加氫閥門的應(yīng)用

加氫是原油深度加工的重要方法，所以該過程顯得特別重要。所以，我國(guó)的各個(gè)煉油化工廠都會(huì)加裝相應(yīng)的加氫裝置。但是，很多生產(chǎn)廠家的大型加氫裂化裝置所用的高壓閥門均是從國(guó)外購(gòu)買的，這些高壓閥門數(shù)量很少，價(jià)格卻非常高。正常情況下，國(guó)外閥門是國(guó)內(nèi)同種閥門價(jià)錢的4倍左右，所以，在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)高壓加氫閥門很有必要。我國(guó)的很多閥門生產(chǎn)廠家，無論從設(shè)備上還是從技術(shù)上都已經(jīng)有了生產(chǎn)該種閥門的水平，且有一些產(chǎn)品已經(jīng)用到了加氫裝置上。制造商還應(yīng)該進(jìn)一步提高自身的制造能力和生產(chǎn)水平，制造出合格的加氫閥門來代替進(jìn)口的閥門。如果批量生產(chǎn)的加氫閥門可以達(dá)到加氫裝置建設(shè)周期的需求，確保產(chǎn)品具有使用功能，可以在相關(guān)部門的組織下，成立相關(guān)的課題組來對(duì)國(guó)產(chǎn)的高壓加氫閥門以及石化裝置中的特殊閥門進(jìn)行研究。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，工業(yè)閥門在石化裝置的應(yīng)用中還存在一些亟待解決的問題，國(guó)內(nèi)閥門制造商應(yīng)該更多地參考和借鑒國(guó)外優(yōu)秀閥門制造商的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)閥門使用企業(yè)的特殊情況，從實(shí)際出發(fā)，以用戶需求為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)和制造出更符合我國(guó)工業(yè)企業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)的閥門，努力提高閥門制造水平，為用戶提供更高效、更適用的產(chǎn)品。

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