T/CAS ES381714001-2022《工業品質量分級評價規則 套筒調節閥》探討與分析

孫志民 繆克在 齊會平 朱博唯 李海聰

摘 要：為了提升套筒調節閥產品質量與應用安全可靠性、助推國產化替代水平，優化石油石化領域采購環節、降低采購成本，實現好中選優目標，解決供應商對質量分級的認識差異導致的評價結果未能達到預期目標等問題。本文通過對T/CAS ES381714001-2022規定的適用范圍、基本資質、生產保障能力、產品性能測試等進行了探討，與TSG 07-2019、GB/T4213-2008等進行對比分析，闡述了現有技術規范、國家標準中對套筒調節閥產品歸口特種設備類別、專用生產與測試設備描述、僅能判定合格與否（未能質量分級）等的不足與局限性，為套筒調節閥（控制閥）國家標準的修訂、安全技術規范的完善提供了技術指引與支持。

關鍵詞：套筒調節閥，國產化，質量分級，探討與分析

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.05.026

0 引言

套筒調節閥具有優越的在線可修復性和調節特性，在工業流體輸送（如高壓降液體、氣體、蒸汽等）領域得到廣泛應用，在工業自動化調節閥應用中所占比重較大。為了優化采購環節、降低產品全周期成本、提升產品品質、助推國產化精品制造，2018年中國特種設備檢測研究院牽頭制定套筒調節閥質量評價辦法，2020年進行了修訂并形成了EQE 381714001-2020《易派客產品質量評價辦法套筒調節閥》[1]。套筒調節閥質量評價實施近3年來，出現了對質量評價辦法涉及流程、適用范圍、基本資質、生產保障能力、產品性能測試、產品分級原則中等涉及的創新設計、概念與方法等理解不到位、評價規則在行業內普及廣度不夠深入等系列問題，導致廠家對產品質量預期與評價結果存在較大差別、引導廠家提升質量受限、平臺篩選優質廠家受限等不利影響，不利于產品質量提升、質量評價實施以及用戶的安全可靠使用產品。為了解決上述問題，團體標準T/CAS ES381714001-2022[2]《工業品質量分級評價規則 套筒調節閥》發布，以期普遍推廣應用，提升套筒調節閥中國制造。

本文結合國家安全技術規范TSG 07-2019[3]、TSGD7002-2006[4]，國際/國家/行業標準（IEC 60534-4：2021[5]、GB/T 4213-2008[6]等），對國家團體標準T/CAS ES381714001-2022進行剖析，找出共性難點、疑點，以期促進套筒調節閥行業質量提升發展、產品安全可靠性提升、產品全周期成本的降低，以及為后續套筒調節閥國家標準的制修訂提供技術支持。

1 適用范圍

T/CAS ES381714001-2022規定了介質溫度－29℃以上、PN16～PN420（Class150～Class2500）的氣動套筒調節閥產品質量評價。該標準明確了－29℃以下的低溫型套筒調節閥、公稱壓力低于PN16或Class150以及高于PN420或者Class2500的套筒調節閥不在質量評價范圍內，同時界定該標準適用于套筒調節閥的驅動方式應為氣動，閥芯/閥座結構應為籠式套筒結構。

目前，多數企業型號編制采用廠里自定義的編制方法，均未按國家標準如GB/T 32808-2016[7]進行編制，未能從型號上區分產品結構特征。為了減少質量評價送樣偏離，對氣動套筒調節閥概念綜述如下：是指具有圍繞截流元件或啟閉件（閥瓣或閥芯）提供導向定位、流量特性或者密封面的籠型結構零件，調節流量、壓力、溫度等作用的一種閥門，由截止型閥體、氣動執行機構（薄膜型或氣缸型）、定位器、氣動元件等組成。

2 基本資質要求

T/CAS ES381714001-2022規定的工廠基本資質審查，包括有效期內的營業執照、生產經營資質（特種設備許可證）、誠信情況承諾書三個方面。對于其中企業較難理解、評價機構被咨詢較多的特種設備許可證內容，解析如下：氣動套筒調節閥屬于氣動調節閥中的一類產品，按TSG 07-2019和TSGD7002-2006的規定，應列入壓力管道元件/壓力管道閥門/金屬閥門/調節閥/氣動調節閥分類（依次縮小范圍），公稱壓力大于4MPa（即PN40）且公稱尺寸大于等于DN50的氣動套筒調節閥對應的特種設備許可證應包括特種設備生產許可證和型式試驗證書（報告）。根據《市場監管總局關于特種設備行政許可有關事項的公告》2021年41號規定，對于公稱壓力小于等于4MPa（即PN40）且公稱尺寸大于等于DN50的氣動套筒調節閥，T/CAS ES381714001-2022要求的特種設備生產許可證對應為型式試驗證書（報告），無特種設備生產許可證要求。對于公稱尺寸小于DN50的套筒調節閥，不屬于現有安全技術規范界定范圍的特種設備產品要求，也無特種設備生產許可證要求。

3 生產保障能力

T/CAS ES381714001-2022規定套筒調節閥的生產保障能力，重點評審生產能力、檢驗檢測能力、質量保證能力、研發創新能力和市場競爭力五個方面。本文僅針對T/CAS ES381714001-2022中企業爭議、咨詢較多的問題進行剖析，對于其中易于理解或僅是數量差異的，本文不做贅述。

3.1 生產能力

生產能力主要包括生產設施與產能、生產工藝、生產設備、倉儲運輸能力、生產人員、信息化智能化要求、安全環保要求等七個方面，與TSG 07-2019中關于金屬閥門的關鍵要素的規定的主要區別如表1所示。

經表1比較，可發現：（1）T/CAS ES381714001-2022更加突出了對作為流體輸送管道自動化控制關鍵設備的套筒調節閥工廠的自動化、信息化、智能化方面的要求，這些要求TSG 07-2019中均無具體規定；（2）更加突出對套筒調節閥整機（含閥門+執行結構+控制附件）的自主研發/生產能力（例如表1中所列的自主生產閥門+氣動執行機構等），體現了T/CAS ES381714001-2022對套筒調節閥整機可靠性的優越品質評價要求，為全面有效評出優越廠家優越精品奠定基礎。

3.2 檢驗檢測能力

T/CAS ES381714001-2022規定的檢驗檢測能力區別于TSG 07-2019的主要要素特征如下：

（1）T/CAS ES381714001-2022要求鼓勵工廠實驗室具備實驗室認可CNAS資質或CMA認定資質。

（2）理化檢測設備要求“拉伸、彎曲、疲勞、常溫沖擊、金屬硬度、非金屬硬度、金相檢測、化學成分光譜分析設備等，≥5種”，有別于TSG 07-2019規定的拉伸、沖擊和光譜分析設備。

（3）T/CAS ES381714001-2022規定了特種檢測設備（耐磨損試驗設備、抗沖刷試驗設備、彈簧性能試驗機、動作壽命測試設備、自動化精度測試裝置等，≥4種，且包含自動化精度調試裝置）、嚴苛工況測試設備（低噪音試驗裝置、高壓差試驗裝置（≥10MPa）、振動試驗裝置，≥3種）、流量試驗裝置、低泄漏測試設備（氦質譜檢漏儀）等套筒調節閥、執行機構以及彈簧等零部件的專用/常用設備，這些設備TSG 07-2019中均未具體列出。經調研，這些專用設備在驗證套筒調節閥滿足石油、石化等用戶性能要求過程中起著關鍵作用，例如流量試驗裝置可驗證套筒調節閥的流通能力和流量調節特性。其中，自動化精度測試裝置、高壓差試驗裝置等部分裝置，企業通過T/CAS ES381714001-2022理解較為困難，制作的設備精度差異較大，無法滿足生產使用要求。為解決該類問題提供技術思路，本文建議將自動化精度測試裝置可界定為由激光位移傳感器或機械式位移傳感器、固定支架、位移等參數采集處理器（觸摸屏/PLC或上位計算機）等組成的自動化設備，能對套筒調節閥的基本誤差、回差、始終點偏差、額定行程偏差、死區等精度項目進行自動測量、數據儲存處理的裝置。而高壓差試驗裝置建議應區分靜態和動態，靜態高壓差試驗裝置可為閥門壓力試驗機或其他具備類似功能的設備，動態高壓差試驗裝置可為具備進口高壓（＞10MPa）的流量試驗裝置或其他具備類似功能的設備。

3.3 質量保證能力

與TSG 07-2019相比，T/CAS ES381714001-2022突出了加工、裝配、測試、生產工序流轉、工藝流轉、產品標識的信息化、自動化，以提高生產效率、產品標準化、零部件通用互換性、產品可快速追溯性等指標。

3.4 研發創新能力

T/CAS ES381714001-2022團體標準更加注重研發創新，例如其規定上個審計年度研發經費支出占主營業務收入比重≥5%（一般傳統閥門行業該項指標現狀約為1%～3%），該項指標與套筒調節閥作為自動化流體控制裝置，具備較高的技術特征與附加值相匹配。T/CAS ES381714001-2022就規定的設計研發能力中要求三維仿真模擬軟件，具備溫度場、流場、強度、噪聲等分析功能（≥3種），以及要求工廠的滿分要求能生產公稱壓力≥PN420/Class2500、公稱尺寸≥DN400/NPS16，均體現了對工廠研發創新、生產能力的考驗與優選。

3.5 市場競爭力

國內外市場的銷售業績、工廠資質認證（如國內外知名機構頒發的防火認證、CE-PED Mode H認證、低泄漏FE認證、產品功能安全認證SIL2/SIL3）除外，T/CAS ES381714001-2022還規定了工廠的服務能力（如服務網點的數量要不少于5個，具備通過CSEI評定的檢維修能力和超過3個的專業化保運隊伍）等。其中的國內外知名機構，可為國內省級/國家級權威機構以及TUV、DNV、BV等機構，防火認證主要為通過ISO 10497-2010[8]、API 607-2016[9]等標準認證，低泄漏認證主要為通過ISO 15848-1：2015[10]、API 624-2014[11]等認證，以及產品功能安全認證SIL2/SIL3等級。

4 產品性能測試

4.1 產品抽樣與覆蓋范圍

T/CAS ES381714001-2022團體標準中被抽套筒調節閥產品的公稱壓力和公稱尺寸不得超過相應產品（調節閥）的壓力管道元件（金屬閥門）的型式試驗證書界定的參數范圍。初評時抽樣樣本基數不少于4臺，抽樣數量為1臺。初評有效期3年，初評完成后3年內需進行1次復評。復評時，抽樣樣本基數為不少于2臺，抽樣數量為1臺。抽樣產品除需提供產品整機外，還需提供以下備件：

（1）閥體鑄件/鍛件（應與被抽樣樣品閥體具有相同的結構、鑄造或鍛造工藝；若被抽樣樣品閥體材料為鍛件且無相應鍛造閥體備件時，可抽取相同閥類產品的鑄件；規格不做要求）；

（2）彈簧（應與被抽樣樣品所帶執行機構中彈簧的材料與規格相同，附彈簧技術圖紙）；

（3）執行機構（應與被抽樣樣品所帶執行機構的結構與功能相同，規格不做要求）。

現場抽樣過程中值得注意的是在抽樣人員見證下允許企業將定位器更換為智能定位器。

一般情況下，樣品的覆蓋范圍為公稱尺寸可覆蓋至樣品公稱尺寸的2倍，公稱壓力不大于樣品的公稱壓力。

4.2 產品性能測試項目

T/CAS ES381714001-2022團體標準中套筒調節閥產品性能測試項目具體可歸納為一般項目（外觀、閥體壁厚）、性能測試項目、元件測試和材料檢查4類，文中將其與GB/T 4213-2008《氣動調節閥》的性能進行了比較，具體見表2。

經表2比較與分析可知：T/CAS ES381714001-2022團體標準中規定了GB/T 4213-2008未述及的閥體壁厚、填料函逸散性、執行機構疲勞測試、執行機構損壞情況檢查、彈簧性能、閥體材料化學成分、閥體無損檢測等重要項目，這些項目從產品原材料（如閥體材料化學成分、閥體無損檢測）、結構安全（如閥體壁厚）、關鍵部件可靠性（如執行機構、彈簧）、環保與能源損耗（如填料函逸散性）等多角度、全面的評定套筒調節閥性能，能更好地滿足用戶對產品的高可靠性、高安全性的需求，有利于提升產品整機質量與功能完整性，進一步縮小與國外品牌差距，實現國產化替代。

T/CAS ES381714001-2022團體標準提升了GB/T 4213-2008中精度（基本誤差、死區等）、泄漏量等性能的指標要求（如將套筒調節閥的泄漏量最低指標由Ⅲ級提升為IV級），滿足了當前產品質量發展階段要求，解決了國家標準GB/T 4213-2008與產品實際性能的不匹配問題。

T/CAS ES381714001-2022團體標準采用了質量分級原則，根據項目特征，規定了輔助項（為其他測試項目服務，不做單獨計分）、否決項和計分項。根據測試項目與產品結構特征，綜合采用中間插值計算方法（規定上限與標準上限）、產品不同質量等級計分、滿足給分3種計分方式進行加權計分（滿分100分），區分產品的質量、可靠性等級。解決了國家標準GB/T 4213-2008僅能判定合格與否，不能區分產品優劣的不足，為用戶或工業品采購平臺（如易派客等）提供了篩選產品的便利，可大幅降低采購成本與周期，能更好地確保產品質量可靠性、安全性與穩定性。

5 結 語

套筒調節閥的可在線維修及優越性能使其在石油石化及天然氣、工業儀表自動化等領域得到廣泛應用。本文通過對T/CAS ES381714001-2022內容的探討，以及與TSG 07-2019、GB/T 4213-2008的比對分析，指出了現有技術規范與國家標準的局限性，解答了廠家對于套筒調節閥評價規則中的疑惑與理解誤區，為引導廠家優化設計與質量改進、套筒調節閥技術規范/國家標準制修訂等提供技術支持，為用戶的安全可靠使用以及便捷獲取最優產品提供科學依據，有利于降低采購與制造成本，助推國產化替代水平。

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作者簡介

孫志民，本科，高級工程師，研究方向為石化儀表設備完整性管理、產品質量評價標準與實踐。

繆克在，通信作者，碩士，高級工程師，研究方向為閥門設計工藝、標準化、檢測技術與設備。

（責任編輯：袁文靜）