船用閥門制造過程中的質量控制

黃勇　張韶宇　崔紅力

摘 ?要：船用閥門的使用環境惡劣，對質量以及可靠性方面要求嚴格。與此同時，船用閥門行業競爭無序，質量管理和技術水平參差不齊。文章剖析現階段船用閥門制造過程中的質量管理現狀，并針對性提出改善意見，旨在提升船用閥門的可靠性。

關鍵詞：船用閥門;質量管理;可靠性

中圖分類號：U664.842 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）31-0103-03

Abstract： The use environment of marine valves is harsh， and the requirements for quality and reliability are strict. At the same time， the competition in the marine valve industry is disorderly， and the quality management and technical level are uneven. This paper analyzes the current situation of quality management in the manufacturing process of marine valves at the present stage， and puts forward suggestions for improvement， in order to improve the reliability of marine valves.

Keywords： marine valve; quality management; reliability

1 船用閥門概述

船用閥門是為滿足船舶環境條件，用于控制船舶管路內的流體壓力、流量和流動方向的設備，目前廣泛應用于船舶的各個系統。

船舶獨特的工作環境使得船用閥門與普通閥門有所不同，形成一個獨立的體系。在外形、重量、材料等方面都體現出船用閥門與普通閥門的不同之處。每艘船舶都需要上千臺不同的閥門。在船舶上，閘閥，截止閥，蝶閥，球閥，止回閥，安全閥，流量調節閥等閥門均有廣泛的應用。船用閥門的材料主要包括鑄鐵，合金鋼，銅合金，鋁合金，鈦合金，不銹鋼等材質，適用的介質包括淡水，海水，空氣，蒸汽，燃油，潤滑油等，最高使用壓力可達到600MPa，最高使用溫度可達到650℃（本體）、1200℃（耐火材料襯里），最低使用溫度可達到-196℃，最大公稱通徑可達到5350mm。總體而言，船用閥門在船舶上不可或缺，且使用環境比較惡劣，船用閥門的性能優劣直接影響船舶的系統安全和總體性能。

由于船用閥門使用環境惡劣，船用閥門的質量要求高，可靠性要求更高。一般而言，船用閥門必須具備抗震動、防腐蝕等性能，非標定制化、輕量化、小型化、易拆裝也是船用閥門的重要標簽，此外民用船舶閥門的制造和生產必須符合國際標準ISO9002的相關標準，需要各國船級社的質量證書。因此船用閥門制造難度較大，成本居高不下，且產品質量也往往因廠而異。

2 船用閥門質量管理現狀

新中國成立以來，我國船用閥門行業經過多年的發展，消化和吸收蘇聯方面的船用閥門技術，并且自力更生，積極發展船用閥門相關技術，技術水平得到了明顯的提升，總體取得了長足的進步，閥門規格、種類和相關船用標準相對齊全，基本滿足造船工業的發展[1]。但是國內制造廠商生產出來的船用閥門產品整體技術含量偏低，國際競爭力較差，大部分的關鍵閥門仍然依賴進口產品[2]。譬如，國外閥門產品質量一般都能達到API、JIS、BS等標準的要求。鑄造毛坯內部質量好，精度高，外觀美觀，鑄字清晰，控制閥門性能參數穩定，調節精度高，使用壽命長[3]，而我國制造的船用閥門則內部質量較差，參數不穩定，調節精度低，整體性能較差，后期維護成本較高，整體而言，我國閥門產品仍然缺乏核心關鍵技術，與發達國家存在一定差距。其中的原因多種多樣，拋去核心技術的封鎖和創新能力的不足，質量管理方面上的差距也不容忽視。

與國際一流廠商相比，國內制造廠商在船用閥門的質量管理方面存在的差距主要有以下幾個方面，具體闡述如下：

2.1 原材料

原材料的質量直接決定船用閥門最終的可靠性。船用閥門在使用過程中，經常會受到外界惡劣環境的影響，受到鹽霧、霉菌、沖擊、搖擺等影響，因此對原材料的質量控制一定要嚴格。在船舶領域，非標定制化閥門產品較多，形成批量化生產的閥門種類不多，材料采購量較少但是材質要求很高，這些因素均對材料的采購和檢驗提出了挑戰。國內閥門廠采購的鑄件材料往往鑄造缺陷較多，批次號混亂，容易產生鑄造缺陷的部位不進行重點分析、關注和排查，產品的可追溯性差。鍛件的爐次號管理混亂，化學成分檢測分析不重視，鍛件質量較差[4]。

2.2 工藝

工藝人員在具體的工藝編制方面存在隨意現象，沒有嚴格按照質保體系來進行工藝質量控制，對實際生產結合不夠充分，而且工藝往往包含機加工工藝、裝配工藝、焊接工藝、熱處理工藝、無損檢測工藝、試驗工藝等多項工藝文件，由于流程跨度大，學科交叉多，需要額外關注的細節也較多，給工藝的編制和執行提出了一定的難度，編制出來的工藝在指導車間制造方面，可行性和準確度方面有所欠缺。

2.3 裝配

裝配前的準備工作不充分，對零件的清潔和干燥工作執行不到位，對倒角和毛刺清除不完全，對形位公差的檢驗不嚴格;裝配過程中，不按標準作業流程進行裝配，存在拼湊現象，存在暴力裝配現象，安裝軸套和O形圈時潤滑油未涂抹或者涂抹不充分，導致最終產品裝配完成進行調試時，存在跑、冒、滴、漏現象[5]，影響產品的質量和工期。

2.4 技能與技術

車間人員的技能水平參差不齊，裝配出來的船用閥門質量不一，針對員工的技能培訓不足，整體技術儲備水平較低，存在一人多職的現象，往往一個人需要從事裝配、調試、試驗的所有任務，單項專業技能水平卻均不突出，導致產品最終的質量大打折扣。

3 制造過程的質量管理控制措施

船用閥門質量的優劣反應出制造單位的管理水平、工藝和技術水平，是總體工業水平的重要體現。隨著市場的發展，國內閥門廠商越來越重視閥門的質量管理工作，因此制造能力有了一定的提升。不過，質量管理水平仍與國際一流廠商有著巨大的差距。那么具體質量管理水平的提升可從以下幾個方面著手：

3.1 工藝上嚴格把關

在工藝方面，著力保障工藝的可行性和準確性，編制詳盡的工藝路線、質量計劃和標準化大綱等文件，并請相關人員進行方案論證工作，針對評審意見進行整改。同時嚴格監督工藝的執行度，針對實際生產過程中的反饋對工藝進行針對性的修正與完善，最終提高閥門的可靠性。

3.2 材料上源頭把控

船用閥門的材料直接決定最終產品的力學性能和可靠性。材料主要分為鑄件、鍛件、緊固件、密封件和電子元器件等。針對鑄件材料，可通過仿真分析的結果合理設置冒口，有效降低內部的疏松、縮孔等鑄造缺陷，此外檢驗方面，采用射線探傷等無損檢測技術對成型后的鑄件特別是易產生鑄造缺陷的部位進行重點關注和排查，保證鑄件的質量，同時要做好追溯性工作，保留批次號、過程文件等記錄，保證鑄件生產的可追溯性。對于鍛件要控制好原材料的質量，鍛造過程中要時刻注意裂紋缺陷，及時采取措施;檢驗方面，要經過嚴格的化學成分檢測和力學性能檢測，此外還需進行著色檢測、超聲波探傷等無損檢測，保證鍛件質量的可靠性。針對密封件，要注意密封件的保存與防護，避免陽光直射，避免在潮濕環境下貯存，同時對于重要密封部位的密封件可采取尺寸復驗和材質、力學性能復驗檢測。

3.3 加工上追求精準

閥門產品的零部件種類眾多，規格不一，復雜的閥門產品的零部件種類甚至達到上百種，其中閥門的閥體、閥桿、閥瓣等零部件對產品的最終密封起著關鍵的作用，其加工水平極為關鍵，加工精度直接決定閥門的可靠性。在機加工過程中要嚴格按照機加工工藝進行，加強和工藝的溝通，及時反饋，針對重要零部件和復雜零部件可采取制造相應的加工工裝來輔助加工，加工后的零部件要注意區分，做好標記標識，并進行檢驗，關鍵配合尺寸和重要形位公差可上三坐標測量儀進行重點檢測，做好檢驗記錄（見圖1）。

此外加工后的重要密封零部件如閥瓣、閥桿、軸襯等零部件在使用過程中受到的摩擦磨損作用較大，影響最終產品的使用壽命和可靠性，可針對性的采用表面處理技術來提高零部件的硬度和耐磨性，有效降低材料的摩擦損耗，降低后期的維護成本，提高產品的質量和使用壽命。

3.4 裝配上標準作業

裝配前的準備工作要充分，零部件要進行清潔和干燥處理，可采用雙槽超聲波清洗機對零件進行清洗，去除油污和雜質。裝配前，將圖紙和裝配工藝轉至裝配員工，并對船用閥門結構和裝配注意事項進行相關培訓，裝配工嚴格按照標準作業流程進行作業，過程中注意保護零件，避免零件的磕碰和損傷。首次裝配時，裝配人員可在技術人員的全程指導下進行裝配，隨時解決裝配方面的問題并及時記錄與解決，最終形成一套成熟穩定的裝配工藝，裝配工后續裝配可嚴格按照裝配工藝進行。

3.5 技能上加強培訓

針對制造過程中的各個流程，進行定崗定責，同時分析崗位需求，剖析機加工、裝配、調試、試驗專項技能人員所需的基本技能，查漏補缺，取長補短，發揮技能員工主觀能動性。然后針對定崗人員加強專項技能培訓，提升員工的技能水平，鼓勵創新與發明，鼓勵制造過程中的工藝改善與優化，根據實際工作效果進行綜合評估，針對短板進行強化培訓，最終保證一支高水平的技能團隊，從而為最終產品的質量可靠性打下堅實的基礎（見圖2）。

3.6 技術上引進創新

船用閥門的制造過程涉及多個學科、多個行業的交叉，在制造過程中需要各個專業的人員協同配合，共同作業，取長補短，進行針對性的優化與完善，此外要注意新材料、新技術的最新進展，及時接納與吸收，注重自主技術創新和核心技術的研發與保護，推進技術進步，強化知識產權意識;此外要加強企業的質量管理，努力提高產品的質量，提升企業的核心競爭力。

4 結束語

新世紀以來，我國閥門產業的規模越來越大，閥門制造能力和技術水平不斷得到提升，這一切都離不開質量管理工作。下一步，要加強質量管理控制措施的落實和完善，對材料質量進行更嚴格的控制，同時在加工和檢驗環節追求完善，在檢測和裝配方面標準作業，注重新材料新技術的引用、消化和吸收，不斷提升閥門產品的制造質量，提升企業的工業化水平。

參考文獻：

[1]劉小朋，薄英，邱金泉.對船用閥門標準修訂的探討[J].船舶標準化與質量，2005（6）：207-210.

[2]滿志明.關于如何加強壓力容器制造質量控制的研究[J].中國設備工程，2018（3）：107-108.

[3]國內外閥門企業差距何在？路在何方？[J].石油石化物資采購，2014（6）：20-23.

[4]秦雷.閥門產品制造監督檢驗工作探討[J].科技創新與應用，2013（9）：79.

[5]宋天成，阮海亮.核電項目閥門制造過程中的質量控制分析[J].科學技術創新，2018（20）：147-148.