閥門行業(yè)高新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及投資方向
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,國(guó)內(nèi)閥門產(chǎn)品市場(chǎng),也在向高技術(shù)含量、高參數(shù)、耐強(qiáng)腐蝕、高壽命方向發(fā)展。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外閥門技術(shù)的分析和國(guó)內(nèi)外閥門市場(chǎng)需求的分析,得出近年來(lái)各行業(yè)用閥及閥門行業(yè)高新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及投資方向,分以下十個(gè)方面。
一、石油、天然氣井口裝置用閥
石油、天然氣井口裝置用閥主要為符合美國(guó) API 6A 標(biāo)準(zhǔn)的單閘板或雙閘板、有導(dǎo)流孔或無(wú)導(dǎo)流孔的鍛鋼平行式閘閥、泥漿閥、角式節(jié)流閥( CHOKE 閥)、先導(dǎo)式安全閥和止回閥。這些閥門的公稱壓力級(jí)為 API 2 000psi 、 3 000psi 、 5 000psi 、 10 000psi 、 15 000psi 、 20 000psi ;公稱通徑為 DN46 ~ 228mm ( 113/16 ~ 9in );溫度等級(jí)為 K ( -60 ~ 182 ℃)、 L ( -42 ~ 182 ℃)、 P ( -29 ~ 182 ℃)、 R (室溫)、 S ( -18 ~ 166 ℃)、 T ( -18 ~ 182 ℃)、 U ( -18 ~ 121 ℃)、 V ( 2 ~ 121 ℃);材料要求為AA、BB、CC、DD、EE、FF、HH;材料性能要求按 36 K、 45 K、 60 K、 75 K;產(chǎn)品技術(shù)要求按 PSL1 (產(chǎn)品規(guī)范等級(jí) 1 )、 PSL 2(產(chǎn)品規(guī)范等級(jí)2)、 PSL 3(產(chǎn)品規(guī)范等級(jí)3)、 PSL 4(產(chǎn)品規(guī)范等級(jí)4)。
二、石油、天然氣長(zhǎng)輸管線用閥
石油、天然氣長(zhǎng)輸管線用閥主要為符合美國(guó) API 6D 標(biāo)準(zhǔn)的單閘板或雙閘板、有導(dǎo)流孔或無(wú)導(dǎo)流孔的鍛鋼平行式閘閥;鍛鋼或鑄鋼三體式、上裝式或全焊接式固定球球閥;油密封或壓力平衡式旋塞閥;旋啟式或蝶式止回閥、通球止回閥;清管閥等。這些閥門的公稱壓力級(jí)為 CL150 ( PN2.0MPa )、 CL300 ( PN5.0 MPa )、 CL400 ( PN6.4MPa )、 CL600 ( PN10.0MPa )、 CL900 ( PN15.0MPa )、 CL1 500 ( PN25.0MPa )、 CL2 500 ( PN42.0MPa );公稱通徑為 DN50~1 500mm ( 2~60in );耐火試驗(yàn)技術(shù)要求按 ISO10497 ;閥門的壓力試驗(yàn)按 ISO5208 。
三、核電用閥
核電用閥門比常規(guī)的大型火力發(fā)電站用閥門其技術(shù)特點(diǎn)和要求要高。閥類一般有閘閥、截止閥、止回閥、蝶閥、安全閥、主蒸汽隔離閥、球閥、隔膜閥、減壓閥和控制閥等;具有代表性閥門的最高技術(shù)參數(shù)為:最大口徑 DN1 200 mm (核 3 級(jí)的蝶閥)、 DN800 mm (核 2 級(jí)的主蒸汽隔離閥)、 DN350 mm (核 1 級(jí)的主回路閘閥);最高壓力:約 1 500 磅級(jí);最高溫度:約 350 ℃;介質(zhì):冷卻劑(硼化水)等。生產(chǎn)核級(jí)閥門產(chǎn)品規(guī)定要求:通常按核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) EJ 、美國(guó) ASME 、 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)及法國(guó)壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則 RCC-M 等。
核電用閥發(fā)展的具體類型、參數(shù)如下:
1.無(wú)填料函的閘閥
?。?1 )液壓驅(qū)動(dòng)閘閥 該閥借助自身壓力水推動(dòng)活塞開(kāi)啟或關(guān)閉,該閥公稱通徑: DN350 、 400 mm ;工作壓力: PN17.5MPa ;工作溫度: 315 ℃。
?。?2 )全封閉型電動(dòng)閘閥 該閥應(yīng)采用特制的屏閉式電動(dòng)機(jī),通過(guò)浸水工作的內(nèi)行星減速機(jī)構(gòu)使閘板作啟閉運(yùn)動(dòng)。該閥公稱通徑: DN100~800 mm ;工作壓力: PN2.5~45.0MPa ;工作溫度: 200~500 ℃。
上述兩種無(wú)填料函閘閥優(yōu)點(diǎn):沒(méi)有填料密封,避免了外漏點(diǎn),同時(shí),減少能耗。缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)較高。
2.截止閥
用于輔助管路上的截止閥。該閥通常為三種結(jié)構(gòu),即填料式截止閥、波紋管式截止閥和金屬膜片式截止閥。該閥介質(zhì)為中等參數(shù)(中溫、中壓)的水和蒸汽;公稱通徑: DN10~150 mm 。
3.蝶閥
用于冷卻系統(tǒng)和安全殼內(nèi)輸送空氣介質(zhì)的系統(tǒng)中的蝶閥。該閥通常為三種結(jié)構(gòu),即同軸直連式襯膠蝶閥、偏心式金屬密封蝶閥和雙動(dòng)式(蝶板在回轉(zhuǎn)前先脫開(kāi)密封面再回轉(zhuǎn))金屬密封蝶閥。該閥公稱通徑: DN ≤ 2 500 mm ;工作壓力: PN < 4.0MPa ;工作溫度: 100~150 ℃。此外,用于風(fēng)道系統(tǒng)中的快速關(guān)閉蝶閥,其公稱通徑: DN400~1 200 mm 也列為發(fā)展的方向。
4.帶探測(cè)器的先導(dǎo)式安全閥
用于核島系統(tǒng)中的帶探測(cè)器的先導(dǎo)式安全閥。采用帶探測(cè)器的先導(dǎo)式安全閥,可以根據(jù)壓力與彈簧力平衡的敏感關(guān)系,來(lái)改變位置控制釋放和加充介質(zhì)的兩個(gè)觸點(diǎn)的原理,從結(jié)構(gòu)上避免卡阻問(wèn)題。該閥采用正作用式帶彈簧預(yù)緊和波紋管密封的閥瓣結(jié)構(gòu),可以保證可靠的密封。該閥公稱通徑: DN600 mm ;工作壓力: PN1.265MPa 。
5.止回閥型隔離閥
用于蒸汽系統(tǒng)的止回閥型隔離閥,其結(jié)構(gòu)形狀類似于升降式止回閥。該閥公稱通徑: DN64~800mm ( 2 1/2 ~ 30in );工作壓力: PN1.0 ~ 42.0MPa ( Class600 ~ 2 500 );工作溫度: -29 ~ 1 050 ℃。
6.主蒸汽隔離閥
核島和常規(guī)島用主蒸汽隔離閥、主給水閥門,其公稱通徑: DN800 mm ;公稱壓力: 40.0MPa ;溫度 700 ℃;
此外,滿足地震要求的安全閥也是急需開(kāi)發(fā)的核電閥門。
四、海洋石油用閥
海上采油平臺(tái)的采油、防噴、注水、注氣、水下設(shè)備等系統(tǒng)需要開(kāi)發(fā)一些耐海水、鹽霧侵蝕要求的特種閥門。這些閥門要求有較強(qiáng)的抗腐蝕性、抗風(fēng)暴等異常外力的能力,并且要求密封可靠、操作靈活、維修方便。
海洋石油用閥發(fā)展的具體類型、參數(shù)如下:
1.鍛鋼單閘板或雙閘板帶導(dǎo)流孔或不帶導(dǎo)流孔平板閘閥
該閥的結(jié)構(gòu)可參照美國(guó)卡麥隆 F 型閘閥、“ AF ”型海底閥門(用于海下 1 000m )、“ DF ”型海底閥門(用于海下 3 000m )、 MCEVOY 公司 C 型、 E 型閘閥。這類閥門的公稱通徑: DN 46 ~ 162mm ( 1 13/16 ~ 63/8in );公稱壓力級(jí)為 API 2 000psi 、 3 000psi 、 5 000psi 、 10 000psi 、 15 000psi 、 20 000psi ;工作溫度: -59 ~ 343 ℃;技術(shù)要求按 API 6A 的規(guī)定。
2.雙瓣蝶式止回閥
該閥技術(shù)參數(shù):公稱通徑: DN53~280mm ( 2 1/16 ~11in );公稱壓力級(jí)為 API 2 000psi 、 3 000psi 、 5 000psi 、 10 000psi 、 15 000psi 、 20 000psi ;溫度等級(jí)為 K ( -60~182 ℃)、 L ( -42~182 ℃)、 P ( -29~182 ℃)、 R (室溫)、 S ( -18~166 ℃)、 T ( -18~182 ℃)、 U ( -18~121 ℃)、 V ( 2~121 ℃);材料要求為AA、BB、CC、DD、EE、FF、HH;材料性能要求按 36 K、 45 K、 60 K、 75 K;產(chǎn)品技術(shù)要求按 PSL1 (產(chǎn)品規(guī)范等級(jí) 1 )、 PSL 2(產(chǎn)品規(guī)范等級(jí)2)、 PSL 3(產(chǎn)品規(guī)范等級(jí)3)、 PSL 4(產(chǎn)品規(guī)范等級(jí)4)。
3.帶壓平衡閥桿的角式節(jié)流閥
該閥的設(shè)計(jì)、制造按 API 6A 標(biāo)準(zhǔn);其公稱壓力級(jí)為 API3 000psi 、 5 000psi 、 10 000psi ;公稱通徑: DN50mm 、 DN80mm 、 DN100mm 、 DN150mm ( 2in 、 3in 、 4in 、 6in );使用溫度: -29~121 ℃。(該閥的節(jié)流頭可設(shè)計(jì)為針型節(jié)流頭或套筒節(jié)流頭)。
五、冶金系統(tǒng)用閥
冶金系統(tǒng)用閥,由于介質(zhì)常為粉狀和懸浮固體顆粒狀,加之溫度較高,故對(duì)閥門的耐磨、耐溫及耐蝕等要求較高。
冶金系統(tǒng)用閥發(fā)展的具體類型、參數(shù)如下:
1.圓頂閥
用于火力發(fā)電廠氣力除灰、進(jìn)料、放料系統(tǒng)的圓頂閥。該閥由閥體、主動(dòng)軸、從動(dòng)軸、球體等組成,其公稱通徑: DN50~300mm ;工作壓力: PN1.0~0.6MPa ;最高使用溫度: 1 050 ℃。設(shè)計(jì)該閥時(shí),其密封面應(yīng)考慮采用噴涂鈷基碳化鎢合金材料,使其更加堅(jiān)硬,增強(qiáng)耐磨性能。
2.排灰平板閘閥
用于煉鋼廠煉鐵除灰系統(tǒng)的“排灰平板閘閥”。該除灰系統(tǒng)的介質(zhì)——“灰粉”,不僅形狀是顆粒的(有時(shí)是分散形狀,有時(shí)是混合形狀),而且具有一定的黏性,還夾有一氧化碳( CO )。由于介質(zhì)灰粉中的顆粒,閥座往往有不同程度的損傷、擦傷、磨損,故,要求其“排灰平板閘閥”的主件,例如閘板、閥座等零部件均應(yīng)具有較強(qiáng)的耐磨性。煉鐵除灰系統(tǒng)工況的使用壓力在 0.25MPa 左右的低壓范圍內(nèi);溫度在≤ 250 ℃的范圍內(nèi)(一般情況下為常溫,有時(shí)瞬間溫度可達(dá) 250 ℃);公稱管徑僅從 DN50~400mm ( DN300mm 的管徑最常見(jiàn))。
該閥其結(jié)構(gòu)如采用帶導(dǎo)流孔,并且“加大密封面”的密封設(shè)計(jì),不僅能提高其耐磨性;滿足其密封性能;而且能避免灰粉進(jìn)入閥體底腔。在設(shè)計(jì)中,可充分利用現(xiàn)行帶導(dǎo)流孔平板閘閥產(chǎn)品,將閥座改為“加大密封面”的密封狀態(tài)。對(duì)耐磨性而言,其金屬對(duì)金屬硬密封壽命雖最長(zhǎng),但金屬對(duì)金屬“加大密封面”的硬密封,一則標(biāo)準(zhǔn)上允許漏,(如設(shè)計(jì)為零泄漏成本將十分高昂且加工難度大);二則密封不如非金屬材料。其密封不如非金屬材料,是因?yàn)榻饘俦砻婺ノg時(shí)會(huì)產(chǎn)生一層氧化物,盡管這層氧化物覆蓋在受到腐蝕作用的部位上,能減慢金屬的進(jìn)一步腐蝕,但如果發(fā)生滑動(dòng)的話,該層氧化物就會(huì)被清除,使裸露出來(lái)的金屬表面受到進(jìn)一步的腐蝕,從而加快磨損,削弱其密封性能。而采用非金屬材料 , 不僅能節(jié)約成本,降低加工難度,而且能保證其密封性能。
由于鋼廠煉鐵除灰系統(tǒng)的工況溫度一般為常溫,有時(shí)瞬間最高溫度也只有 250 ℃。故采用非金屬材料 ( 建議采用對(duì)位聚苯 ) 作密封面,既可以滿足其工況溫度、耐磨,又可以滿足其密封性能。非金屬材料——對(duì)位聚苯,適用溫度為≤ 300 ℃ , 且比硬質(zhì)的 PTFE 更硬,能滿足煉鐵廠除灰系統(tǒng)的工況,不失為較理想的密封面材料。閥座材料建議采用 1Cr13 。
3.耐強(qiáng)酸腐蝕的不銹鋼閥
冶金系統(tǒng)用耐強(qiáng)酸腐蝕的不銹鋼閥。該閥其公稱通徑: DN50~2 400 mm ;公稱壓力: 0.05~1.6MPa ;最高使用溫度: 1 050 ℃。
六、氧化鋁工業(yè)用閥
氧化鋁工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中,介質(zhì)多為堿性泥漿和顆粒狀物質(zhì),結(jié)疤現(xiàn)象極為嚴(yán)重,且介質(zhì)對(duì)閥門體腔及內(nèi)件的沖蝕現(xiàn)象也很嚴(yán)重。因此,氧化鋁工業(yè)用閥要求其抗結(jié)疤耐結(jié)疤;抗沖蝕耐沖蝕。
集氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)中普通結(jié)構(gòu)的閘閥、截止閥、球閥等眾多之長(zhǎng)于一身的料漿閥(直通式截止閥),不僅抗結(jié)疤耐結(jié)疤,而且抗沖蝕耐沖蝕,是氧化鋁生產(chǎn)用閥的理想產(chǎn)品。該閥的整體結(jié)構(gòu)采用 Y 型結(jié)構(gòu),即閥桿中心線于介質(zhì)流動(dòng)方向成 45 °夾角,連接形式為法蘭連接;支架為光桿;密封面堆焊硬質(zhì)合金;閥體采用兩開(kāi)式、中間夾閥座的形式,為防止介質(zhì)對(duì)體腔內(nèi)的沖蝕,在體腔內(nèi)受沖刷較嚴(yán)重的部位鑲嵌耐磨的硬質(zhì)合金鋼圈。該閥的公稱壓力級(jí)為 CL150 ( PN2.0MPa )、 CL300 ( PN5.0 MPa )、 CL400 ( PN6.4MPa );公稱通徑: DN50~350 mm ;工作溫度:≤ 450 ℃。
七、大型化工成套裝置用閥
大型化工成套裝置主要是乙烯、合成氨、空分等裝置。
1.乙烯裝置用閥
乙烯生產(chǎn)常用的原料是常壓輕柴油和減壓重柴油,并且乙烯裝置的工況條件極其惡劣,高溫( 900 ℃)、高壓( 10.0 MPa )、超低溫( -196 ℃)、大流量等工況都在乙烯中體現(xiàn)。
乙烯裝置用閥發(fā)展的具體類型、參數(shù)如下:
( 1 )高溫裂解平板閘閥 該閥為自密封式和撐開(kāi)式兩種。其公稱通徑: DN15~1 200 mm ;公稱壓力: 0.05~1.6MPa ;最高使用溫度: 800 ℃。
?。?2 )低溫閥 該閥的結(jié)構(gòu)形式可以是閘閥、截止閥的結(jié)構(gòu)形式,也可以是止回閥的結(jié)構(gòu)形式。其公稱通徑: DN50~700 mm ;公稱壓力: 1.6~6.4MPa ;最低使用溫度: -196 ℃。
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