1

、概述

高gao壓ya加jia氫qing工gong藝yi是shi石shi油you深shen加jia工gong的de一yi個ge重zhong要yao手shou段duan，它ta不bu僅jin能neng提ti高gao單dan位wei原yuan油you的de輕qing油you收shou回hui率lv。而er且qie能neng提ti高gao燃ran料liao油you的de質zhi量liang，從cong而er提ti高gao煉lian油you廠chang的de整zheng體ti效xiao益yi。高gao壓ya加jia氫qing裝zhuang置zhi還hai能neng為wei石shi油you化hua工gong裝zhuang置zhi提ti供gong優you質zhi的de原yuan料liao
，也ye是shi油you品pin脫tuo硫liu的de理li想xiang裝zhuang置zhi。我wo國guo從cong 90 年nian代dai開kai始shi了le高gao壓ya加jia氫qing裝zhuang置zhi的de建jian設she，預yu計ji今jin後hou的de幾ji年nian中zhong，隨sui著zhe我wo國guo煉lian外wai油you量liang的de逐zhu年nian增zeng多duo
，高gao壓ya加jia氫qing裝zhuang置zhi的de建jian設she仍reng將jiang是shi石shi化hua行xing業ye的de一yi大da熱re點dian
，各ge大da石shi化hua企qi業ye也ye都dou想xiang藉ji此ci提ti高gao其qi煉lian油you的de水shui平ping和he能neng力li
，以yi迎ying接jie加jia入ru WTO 的挑戰。

2
、工況條件

高壓加氫裝置的介質環境有 2 個突出的特點
，即高壓和臨氫（並伴隨硫化氫）操作。

高壓操作不僅僅是因為其操作壓力高（一般為 14-20 MPa），而且還在於其介質為易燃易爆的高壓氣體（氫氣或油氣+氫氣）。高壓氣體儲存了較大的壓力能．一旦其儲輸設備（包括管道閥門）損壞
，引起的事故將是災難性的。

臨氫並伴隨硫化氫操作。表明了對儲輸設備材料的苛刻要求。氫氣是一種能滲透到金屬材料內部並在常溫或高溫下引起材料變性（惡化）的(de)介(jie)質(zhi)
，常(chang)溫(wen)下(xia)能(neng)引(yin)起(qi)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)脆(cui)化(hua)和(he)變(bian)形(xing)等(deng)
，高(gao)溫(wen)下(xia)能(neng)導(dao)致(zhi)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)內(nei)部(bu)和(he)外(wai)部(bu)脫(tuo)碳(tan)。硫(liu)化(hua)氫(qing)對(dui)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)腐(fu)蝕(shi)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)十(shi)分(fen)棘(ji)手(shou)的(de)問(wen)題(ti)，常(chang)溫(wen)下(xia)它(ta)能(neng)引(yin)起(qi)許(xu)多(duo)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)，高(gao)溫(wen)下(xia)它(ta)能(neng)引(yin)起(qi)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)快(kuai)速(su)均(jun)勻(yun)腐(fu)蝕(shi)。所(suo)有(you)的(de)這(zhe)些(xie)特(te)點(dian)都(dou)對(dui)高(gao)壓(ya)加(jia)氫(qing)閥(fa)門(men)的(de)材(cai)料(liao)、結構設計和強度設計等提出了嚴格的要求。

3、需求情況

gaoyajiaqingzhuangzhizhongdefamen

，jiyoulinqingtiaojian
，youyoufeilinqingtiaojian
，jiyougaoyatiaojian，youyoufeigaoyatiaojian。benwenjintaolungaoyalinqingtiaojianxiayingyongdefamen
，zheleifamensuiranshuliangbuduo

，danqijiagequezhanyoujiaodadebili。cileifamenyouzhafa、截止閥
、止回閥
、球閻和旋塞閥，壓力等級為 ASME 的 CL900~2500
，溫度為常溫至 400℃
，主體材料有 ASTMA105、A182—F11/F22/F321
、A216—WCB、A217—WC6／WC9、A351—CF8C
，閥門直徑為 DN15-400 mm。這些閥門的功能與普通閥門相同
，但國內目前尚不具備成套供應的能力
，主要原因在於閥門製造廠與用戶（尤其是工程設計部門）溝通聯係不夠，不了解閥門的使用條件和要求
，缺少一套與介質條件相適應的技術文件、模(mo)具(ju)和(he)圖(tu)紙(zhi)等(deng)，而(er)且(qie)缺(que)步(bu)工(gong)業(ye)化(hua)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)的(de)經(jing)驗(yan)。開(kai)發(fa)高(gao)壓(ya)加(jia)氫(qing)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)的(de)閥(fa)門(men)
，不(bu)僅(jin)能(neng)降(jiang)低(di)閥(fa)門(men)價(jia)格(ge)。而(er)且(qie)可(ke)減(jian)少(shao)供(gong)貨(huo)周(zhou)期(qi)，方(fang)便(bian)補(bu)充(chong)訂(ding)貨(huo)
，同(tong)時(shi)又(you)能(neng)推(tui)動(dong)閥(fa)門(men)行(xing)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)。事(shi)實(shi)上(shang)，我(wo)國(guo)目(mu)前(qian)一(yi)些(xie)閥(fa)門(men)製(zhi)造(zao)廠(chang)已(yi)具(ju)備(bei)生(sheng)產(chan)高(gao)壓(ya)加(jia)氫(qing)閥(fa)門(men)的(de)能(neng)力(li)和(he)條(tiao)件(jian)
，而(er)且(qie)在(zai)加(jia)氫(qing)精(jing)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)（操作壓力 8~10 MPa）上已有成功的應用，性能良好的閥門
，其設計
、製造、檢查試驗及質量控製等各個方麵和各個環節都做的比較好。本文以其中的幾個主要問題（包括閥門的內漏
、外潺、強度設計、材料、檢查試驗及質量控製）
，結合高壓加氡裝置的介質條件進行探討。

4、內漏和外蔣的控製

famenneilouhewailoukongzhidehaohuaishifanyingfamenpinzhideyigezhongyaocanshu
，zhizaochangjuncaiqugezhongcuoshiyijinliangjianshaofamendeneilouhewailou。youpinheqingqidewailouheneiloubujinhuiwuranhuanjing
，haiyiyinqihuozaihuobaozha。famendeneilouzhuyaofashengzaizhabanchu，wailouzhuyaofashengzaifagantianliaohefagaidianpianchu
，guyaohuodelianghaodemifengxingnengjiuyaocongzhe 3 處著手。

4.1 填料密封外漏

對 DN ≥ 50mm 的de閘zha閥fa和he截jie止zhi閥fa，在zai閥fa杆gan密mi封feng處chu采cai用yong柔rou性xing石shi墨mo環huan和he柔rou性xing石shi墨mo編bian織zhi填tian料liao是shi國guo外wai翻fan造zao廠chang的de普pu遍bian做zuo法fa。其qi中zhong填tian料liao的de最zui上shang圈quan和he最zui下xia圈quan采cai用yong柔rou性xing石shi墨mo編bian織zhi環huan，以yi利li用yong其qi強qiang度du較jiao高gao（與模壓石墨環相比）的特點阻止石墨被擠入閥腔或閻外，中間則采用模壓石墨環（有時也在中間適當的位置增設編織環）。由(you)於(yu)柔(rou)性(xing)石(shi)墨(mo)的(de)流(liu)動(dong)性(xing)好(hao)，有(you)減(jian)磨(mo)性(xing)
，同(tong)時(shi)石(shi)墨(mo)還(hai)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)物(wu)理(li)和(he)化(hua)學(xue)穩(wen)定(ding)性(xing)，因(yin)此(ci)用(yong)它(ta)作(zuo)為(wei)填(tian)料(liao)既(ji)可(ke)獲(huo)得(de)良(liang)好(hao)的(de)密(mi)封(feng)，又(you)可(ke)減(jian)少(shao)對(dui)閥(fa)杆(gan)的(de)磨(mo)損(sun)。對(dui)於(yu)填(tian)料(liao)函(han)尺(chi)寸(cun)較(jiao)小(xiao)的(de)球(qiu)閥(fa)
、旋塞閥和小口徑的閘閥和截止閥
，則僅用柔性石墨編織填料即可，填料在裝填過程中進行預壓縮也是保證良好密封（尤其是長期良好密封）的de措cuo旋xuan之zhi一yi。國guo內nei的de閥fa門men在zai填tian料liao裝zhuang填tian過guo程cheng中zhong大da多duo數shu僅jin限xian於yu壓ya實shi填tian料liao，故gu其qi密mi封feng性xing隨sui應ying用yong時shi間jian增zeng長chang而er變bian差cha。國guo外wai某mou些xie閻yan門men產chan品pin在zai填tian料liao裝zhuang填tian過guo程cheng中zhong采cai用yong了le 28 MPa 的de預yu壓ya力li，且qie設she計ji了le專zhuan用yong的de預yu壓ya縮suo工gong具ju
，因yin此ci它ta能neng維wei持chi較jiao長chang時shi間jian的de良liang好hao密mi封feng。當dang然ran，填tian料liao的de預yu壓ya力li太tai大da
，將jiang增zeng加jia對dui閥fa杆gan的de磨mo損sun，增zeng加jia閥fa門men的de開kai啟qi力li，因yin此ci此ci時shi應ying在zai填tian料liao選xuan擇ze和he閥fa杆gan表biao麵mian處chu理li上shang進jin行xing改gai進jin。采cai用yong以yi柔rou性xing石shi墨mo環huan為wei主zhu的de填tian料liao可ke減jian少shao閥fa杆gan的de磨mo損sun，同tong時shi也ye可ke降jiang低di閥fa門men的de開kai啟qi扭niu矩ju，還hai有you一yi些xie閥fa門men在zai填tian料liao壓ya蓋gai處chu采cai用yong了le“活載”結(jie)構(gou)。即(ji)在(zai)填(tian)料(liao)壓(ya)蓋(gai)的(de)螺(luo)栓(shuan)上(shang)增(zeng)設(she)碟(die)簧(huang)，使(shi)填(tian)料(liao)壓(ya)蓋(gai)始(shi)終(zhong)作(zuo)用(yong)於(yu)填(tian)料(liao)上(shang)較(jiao)大(da)的(de)壓(ya)力(li)，從(cong)而(er)可(ke)防(fang)止(zhi)因(yin)壓(ya)蓋(gai)螵(piao)栓(shuan)鬆(song)弛(chi)或(huo)填(tian)料(liao)鬆(song)弛(chi)而(er)造(zao)成(cheng)的(de)外(wai)漏(lou)。

4.2 墊片密封外漏

對 DN ≥ 50mm 的閘閥
、截止閥和止回閥
，可采用壓力密封閥蓋。而對於球閥、旋塞閥（多為下閥蓋）和 DN ≤ 40mm 的閘闊
、截止閥和止回閥

，一般采用法蘭連接閥蓋。壓力密封闊蓋的密封有 2 處
，其一為閾蓋與環墊片（圖 1）的(de)接(jie)觸(chu)處(chu)
，其(qi)二(er)為(wei)環(huan)墊(dian)片(pian)與(yu)閥(fa)體(ti)的(de)接(jie)觸(chu)處(chu)。國(guo)外(wai)的(de)一(yi)些(xie)閥(fa)門(men)產(chan)品(pin)
，將(jiang)環(huan)墊(dian)片(pian)與(yu)閥(fa)蓋(gai)的(de)接(jie)觸(chu)麵(mian)設(she)計(ji)成(cheng)變(bian)角(jiao)度(du)圓(yuan)弧(hu)過(guo)渡(du)麵(mian)，使(shi)它(ta)與(yu)閥(fa)蓋(gai)的(de)密(mi)封(feng)為(wei)線(xian)密(mi)封(feng)，從(cong)而(er)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)了(le)其(qi)嚴(yan)密(mi)性(xing)，但(dan)它(ta)增(zeng)加(jia)了(le)環(huan)墊(dian)片(pian)的(de)加(jia)工(gong)難(nan)度(du)。還(hai)有(you)將(jiang)環(huan)墊(dian)片(pian)表(biao)麵(mian)及(ji)相(xiang)應(ying)的(de)閥(fa)體(ti)密(mi)封(feng)麵(mian)鍍(du)上(shang)一(yi)層(ceng)銀(yin)，因(yin)為(wei)銀(yin)的(de)塑(su)性(xing)較(jiao)好(hao)，容(rong)易(yi)填(tian)充(chong)密(mi)封(feng)麵(mian)上(shang)的(de)微(wei)觀(guan)孔(kong)隙(xi)，因(yin)此(ci)大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)閥(fa)蓋(gai)墊(dian)片(pian)處(chu)的(de)密(mi)封(feng)性(xing)能(neng)。對(dui)於(yu)法(fa)蘭(lan)連(lian)接(jie)閥(fa)蓋(gai)結(jie)構(gou)，大(da)多(duo)數(shu)製(zhi)造(zao)商(shang)采(cai)用(yong)了(le)纏(chan)繞(rao)式(shi)墊(dian)片(pian)，因(yin)為(wei)纏(chan)繞(rao)式(shi)墊(dian)片(pian)彈(dan)性(xing)好(hao)，回(hui)彈(dan)率(lv)高(gao)

，在(zai)保(bao)證(zheng)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)更(geng)容(rong)易(yi)保(bao)證(zheng)密(mi)封(feng)。與(yu)纏(chan)繞(rao)式(shi)墊(dian)片(pian)相(xiang)配(pei)的(de)閥(fa)蓋(gai)密(mi)封(feng)采(cai)用(yong)了(le)箱(xiang)式(shi)結(jie)構(gou)，即(ji)將(jiang)墊(dian)片(pian)置(zhi)於(yu)閥(fa)蓋(gai)與(yu)閥(fa)體(ti)相(xiang)接(jie)的(de)特(te)製(zhi)槽(cao)內(nei)
，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)了(le)纏(chan)繞(rao)式(shi)墊(dian)片(pian)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)（即不會因較大的密封比壓而使墊片失穩），同時又增加了介質泄漏的阻力。事實證明
，這樣的密封結構比較好。

4.3內漏

①閘閥

國內外各製造廠的閘板結構設計上無太大的差別，一般 DN ≤ 40mm 的閘閥采用楔形整體閘板，而 DN ≥ 50mm 的de閘zha閥fa則ze采cai撓nao性xing楔xie形xing閘zha板ban。隻zhi要yao密mi封feng麵mian加jia工gong精jing度du達da到dao要yao求qiu
，這zhe種zhong結jie構gou可ke以yi滿man足zu初chu期qi密mi封feng要yao求qiu。但dan使shi用yong者zhe希xi望wang閥fa門men能neng夠gou保bao持chi長chang久jiu的de良liang好hao密mi封feng。一yi般ban情qing況kuang下xia，初chu期qi密mi封feng容rong易yi做zuo到dao，而er要yao做zuo到dao長chang期qi密mi封feng良liang好hao則ze是shi一yi件jian不bu容rong易yi的de事shi情qing。這zhe裏li給gei出chu 2 個(ge)改(gai)進(jin)倒(dao)子(zi)供(gong)參(can)考(kao)。其(qi)一(yi)是(shi)努(nu)力(li)提(ti)高(gao)閘(zha)板(ban)導(dao)軌(gui)的(de)精(jing)度(du)
，使(shi)它(ta)與(yu)閘(zha)板(ban)保(bao)持(chi)較(jiao)小(xiao)的(de)配(pei)合(he)間(jian)隙(xi)，以(yi)減(jian)少(shao)閘(zha)板(ban)與(yu)閥(fa)座(zuo)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)磨(mo)損(sun)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)較(jiao)長(chang)的(de)密(mi)封(feng)壽(shou)命(ming)。導(dao)軌(gui)一(yi)般(ban)是(shi)與(yu)閥(fa)體(ti)整(zheng)體(ti)鑄(zhu)造(zao)的(de)
，而(er)且(qie)不(bu)容(rong)易(yi)進(jin)行(xing)機(ji)加(jia)工(gong)，故(gu)與(yu)閘(zha)板(ban)的(de)配(pei)合(he)間(jian)隙(xi)較(jiao)大(da)，建(jian)議(yi)製(zhi)造(zao)廠(chang)給(gei)予(yu)這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)關(guan)注(zhu)。其(qi)二(er)是(shi)考(kao)慮(lv)閘(zha)板(ban)和(he)閥(fa)座(zuo)下(xia)部(bu)的(de)腐(fu)蝕(shi)。因(yin)為(wei)當(dang)閥(fa)門(men)處(chu)於(yu)半(ban)開(kai)半(ban)關(guan)的(de)位(wei)置(zhi)時(shi)，會(hui)形(xing)成(cheng)高(gao)速(su)的(de)介(jie)質(zhi)流(liu)
，它(ta)將(jiang)對(dui)介(jie)質(zhi)流(liu)經(jing)的(de)區(qu)域(yu)產(chan)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)的(de)衝(chong)刷(shua)，又(you)由(you)於(yu)硫(liu)化(hua)氫(qing)與(yu)金(jin)屬(shu)的(de)腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)附(fu)著(zhe)力(li)很(hen)低(di)，極(ji)易(yi)被(bei)高(gao)速(su)介(jie)質(zhi)衝(chong)走(zou)，從(cong)而(er)加(jia)速(su)了(le)金(jin)屬(shu)的(de)腐(fu)蝕(shi)
，即(ji)形(xing)成(cheng)衝(chong)刷(shua)腐(fu)蝕(shi)。防(fang)止(zhi)衝(chong)刷(shua)腐(fu)蝕(shi)的(de)措(cuo)施(shi)可(ke)從(cong)選(xuan)擇(ze)良(liang)好(hao)的(de)材(cai)料(liao)入(ru)手(shou)
，即(ji)在(zai)相(xiang)應(ying)的(de)部(bu)位(wei)上(shang)堆(dui)焊(han)合(he)適(shi)的(de)硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)材(cai)料(liao)。一(yi)些(xie)製(zhi)造(zao)廠(chang)除(chu)了(le)在(zai)密(mi)封(feng)麵(mian)上(shang)堆(dui)焊(han)硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)外(wai)，還(hai)在(zai)閘(zha)板(ban)和(he)閥(fa)座(zuo)的(de)下(xia)部(bu)一(yi)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)也(ye)堆(dui)焊(han)了(le)硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)
，以(yi)防(fang)止(zhi)非(fei)密(mi)封(feng)麵(mian)的(de)衝(chong)刷(shua)腐(fu)蝕(shi)
，這(zhe)樣(yang)做(zuo)雖(sui)與(yu)閥(fa)門(men)的(de)密(mi)封(feng)性(xing)關(guan)係(xi)不(bu)大(da)，但(dan)對(dui)閥(fa)門(men)整(zheng)體(ti)來(lai)說(shuo)有(you)益(yi)。

②截止閥

首先要保證閥瓣與閥座的加工精度以獲得一個良好的初期密封。在防衝刷腐蝕方麵

，國外某製造商采用了階梯式閥瓣結構（圖 2），jizaifamenkaiqihuoguanbideguochengzhong，fabanshangdefeimifengtaijieshouxianxingchengjiaoxiaodeliudao
，yichengshouchongshuafushi，erfabanhefazuodemifengmianzebuzaizhijiechengshouchongshuafushi，huohuanjieleqichongshuafushidechengdu。

1.閥座

；

2.閥瓣

圖 2 截止閥階梯式閥瓣

③球閥

應(ying)采(cai)用(yong)偏(pian)心(xin)或(huo)其(qi)他(ta)無(wu)摩(mo)擦(ca)的(de)球(qiu)體(ti)結(jie)構(gou)及(ji)金(jin)屬(shu)對(dui)金(jin)屬(shu)的(de)密(mi)封(feng)形(xing)式(shi)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)該(gai)結(jie)構(gou)密(mi)封(feng)可(ke)靠(kao)性(xing)高(gao)

，火(huo)災(zai)安(an)全(quan)性(xing)好(hao)，無(wu)摩(mo)擦(ca)，延(yan)長(chang)了(le)閥(fa)門(men)的(de)有(you)效(xiao)壽(shou)命(ming)。

④旋塞閥

國外一般采用倒錐形平衡式閥芯（即旋塞）結構（圖 3）。一般 CL ≤ 300 等級采用機械平衡式結構
，CL ≥ 600 等deng級ji采cai用yong壓ya力li平ping衡heng式shi結jie構gou
，既ji能neng保bao證zheng良liang好hao的de密mi封feng，又you可ke減jian少shao密mi封feng麵mian金jin屬shu的de磨mo損sun。國guo外wai某mou製zhi造zao廠chang則ze在zai此ci基ji礎chu上shang對dui旋xuan塞sai進jin行xing了le噴pen塑su處chu理li
，從cong而er節jie省sheng了le定ding期qi注zhu密mi封feng劑ji的de維wei護hu工gong作zuo量liang。

1.閥體；2.旋塞

5 閥門強度設計

閥門的承壓部件都應進行強度分析和強度設計，這些部件主要包括閥體、閥蓋、閘板和閥蓋螺栓等。對截止閥來說，有時（根據結構不同）尚須對閥座局部進行強度枝核。而作為非承壓部件的閥杆也是必須進行強度設計的一個重要部件。所謂的強度設計應包括強度和剛度 2 部分。

國外一些主要的閥門規範如 ANSIB16.34 和 API600 都給出了閥門主要零部件的最小壁厚（直徑），國內的一些製造廠都直接采用（或略大於）這些規範值作為設計尺寸，並且不再進行強度設計。這樣做是不嚴格的，因為①閥fa門men的de內nei件jian結jie構gou不bu同tong，閥fa上shang腔qiang的de結jie構gou尺chi寸cun不bu同tong，因yin此ci其qi計ji算suan壁bi厚hou也ye不bu同tong。閥fa門men的de外wai觀guan結jie構gou尤you其qi是shi外wai形xing突tu變bian處chu的de處chu理li不bu同tong，其qi計ji算suan應ying力li值zhi尤you其qi是shi應ying力li集ji中zhong的de水shui平ping也ye不bu同tong，最zui終zhong也ye可ke能neng導dao致zhi計ji算suan壁bi厚hou不bu同tong。②大多數閥體為鑄件，而冶煉條件較差

，原材料來源複雜的閥門廠，其鑄件材料的性能差別較大。鑄件材料的性能又與其本身的鑄造缺陷（如偏析、枝晶組織、夾雜、氣孔
、疏鬆和裂紋等）有關，而且起伏變化較大，從而造成強度計算的基礎數據（如許用應用）的差異較大。③不bu同tong的de應ying用yong環huan境jing，其qi腐fu蝕shi情qing況kuang不bu同tong
，應ying考kao慮lv的de腐fu蝕shi裕yu量liang不bu同tong。由you於yu這zhe些xie因yin素su的de影ying響xiang，對dui於yu高gao壓ya臨lin氫qing閥fa門men來lai說shuo，對dui其qi有you關guan的de零ling部bu件jian進jin行xing強qiang度du和he／或剛度計算就顯得十分必要

，因為稍有差錯，可能會帶來嚴重的後果。

目前國內大多數閥門廠均采用數學分析法進行閥門的強度和／或(huo)剛(gang)度(du)計(ji)算(suan)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)既(ji)費(fei)力(li)又(you)費(fei)時(shi)

，計(ji)算(suan)精(jing)度(du)也(ye)比(bi)較(jiao)差(cha)，尤(you)其(qi)是(shi)對(dui)於(yu)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)形(xing)狀(zhuang)突(tu)變(bian)處(chu)


，它(ta)不(bu)能(neng)精(jing)確(que)地(di)求(qiu)出(chu)其(qi)應(ying)力(li)水(shui)平(ping)。而(er)國(guo)外(wai)的(de)大(da)多(duo)數(shu)閥(fa)門(men)廠(chang)都(dou)采(cai)用(yong)了(le)有(you)限(xian)元(yuan)分(fen)析(xi)法(fa)
，它(ta)既(ji)快(kuai)又(you)精(jing)確(que)。對(dui)於(yu)高(gao)壓(ya)且(qie)要(yao)求(qiu)苛(ke)刻(ke)的(de)閥(fa)門(men)來(lai)說(shuo)，采(cai)用(yong)有(you)限(xian)元(yuan)法(fa)進(jin)行(xing)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)強(qiang)度(du)和(he)／或剛度分析是必要的。

6 材料

高壓加氫裝置的操作條件不僅對材料的可靠性有較高的要求
，而且其介質（如氫氣和硫化氫）本身對材料性質也有較高的要求
，即介質對材料本身存在的缺陷比較敏感。如果材料中有非金屬夾雜、夾渣
、氣孔、裂紋等不連續缺陷，容易導致氫氣的積聚，常溫下會因其形成的局部高壓而引起氫變形，甚至誘發微裂紋，同時也會使材料脆性惡化（氫脆）。高gao溫wen下xia，這zhe些xie缺que陷xian更geng利li於yu氫qing致zhi內nei部bu脫tuo碳tan的de進jin行xing
，從cong而er加jia快kuai材cai料liao氫qing腐fu蝕shi破po裂lie的de進jin程cheng。而er硫liu化hua氫qing介jie質zhi則ze對dui材cai料liao的de外wai部bu不bu連lian續xu缺que陷xian比bi較jiao敏min感gan
，尤you其qi是shi在zai濕shi硫liu化hua氫qing環huan境jing下xia，外wai部bu的de不bu連lian續xu缺que陷xian往wang往wang成cheng為wei應ying力li腐fu蝕shi開kai裂lie的de誘you因yin。因yin此ci，減jian少shao或huo限xian翻fan閥fa門men承cheng壓ya部bu件jian中zhong的de缺que陷xian是shi保bao證zheng其qi可ke靠kao性xing
，延yan長chang其qi使shi用yong壽shou命ming的de關guan鍵jian因yin素su之zhi一yi。閥fa門men承cheng壓ya部bu件jian的de製zhi造zao方fang法fa有you鑄zhu造zao和he鍛duan造zao 2 種。鍛造件不存在氣孔、疏鬆

、大尺寸圓形夾雜
、柱(zhu)狀(zhuang)組(zu)織(zhi)和(he)枝(zhi)晶(jing)組(zu)織(zhi)等(deng)缺(que)陷(xian)
，而(er)且(qie)金(jin)屬(shu)致(zhi)密(mi)，綜(zong)合(he)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)好(hao)，可(ke)靠(kao)性(xing)高(gao)，因(yin)此(ci)鍛(duan)造(zao)是(shi)嗣(si)造(zao)高(gao)壓(ya)加(jia)氫(qing)阿(e)門(men)承(cheng)壓(ya)部(bu)件(jian)的(de)理(li)想(xiang)方(fang)法(fa)。但(dan)考(kao)慮(lv)到(dao)大(da)多(duo)數(shu)承(cheng)壓(ya)部(bu)件(jian)的(de)外(wai)形(xing)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)，而(er)且(qie)它(ta)們(men)中(zhong)有(you)很(hen)多(duo)超(chao)過(guo)了(le)一(yi)般(ban)模(mo)鍛(duan)的(de)尺(chi)寸(cun)


，故(gu)國(guo)內(nei)外(wai)大(da)多(duo)數(shu)閥(fa)門(men)廠(chang)對(dui)於(yu) DN＞50 mm 閥門的主要承壓部件仍采用鑄件。為了保證鑄件質量，應從冶煉
、鑄造工藝和焊補 3 個ge主zhu要yao方fang麵mian進jin行xing控kong嗣si。冶ye煉lian對dui材cai料liao品pin質zhi的de影ying響xiang是shi最zui基ji礎chu的de影ying響xiang因yin素su。不bu同tong的de冶ye煉lian方fang法fa，得de到dao的de材cai料liao品pin質zhi差cha別bie也ye比bi較jiao大da。目mu前qian國guo內nei閥fa門men廠chang普pu遍bian采cai用yong電dian爐lu冶ye煉lian
，而er國guo外wai的de大da多duo數shu閥fa門men廠chang則ze采cai用yong VOD 或 AOD 冶煉方法。VOD／AOD 與(yu)電(dian)爐(lu)冶(ye)煉(lian)相(xiang)比(bi)
，其(qi)有(you)益(yi)合(he)金(jin)元(yuan)素(su)燒(shao)損(sun)少(shao)，材(cai)料(liao)成(cheng)分(fen)更(geng)容(rong)易(yi)接(jie)近(jin)理(li)想(xiang)狀(zhuang)態(tai)，而(er)且(qie)脫(tuo)氣(qi)性(xing)好(hao)，有(you)害(hai)雜(za)質(zhi)元(yuan)素(su)少(shao)，故(gu)獲(huo)得(de)的(de)材(cai)料(liao)品(pin)質(zhi)也(ye)就(jiu)比(bi)較(jiao)高(gao)。鑄(zhu)造(zao)工(gong)藝(yi)是(shi)影(ying)響(xiang)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)的(de)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)，它(ta)涉(she)及(ji)到(dao)了(le)鑄(zhu)膜(mo)材(cai)料(liao)選(xuan)擇(ze)、木模外模型涉及

、澆鑄溫度控製和澆鑄方法選擇等方麵。總之，有利於改善鑄件質量的鑄造工藝如精密鑄造、壓力鑄造和真空澆鑄等應作為閥門製造廠今後的發展方向。

hanpushichulizhujianquexiandeyizhongbujiucuoshi。daduoshuzhujiandoushixuyaohanbuxiulide，ruguoquexianchaobiaojiugeiyubaofei

，jianghuizengjiafamendeshengchanchengben。danmeigefamendehanpushuliang、hanbumianjihehanpucishudengyingyouxianzhi
，yinweihanbuqudejinshubutongyuzhuzaojinshu，hanbushuliangyueduo

，hanbumianjiyueda
，zaochengzhuzaojinshudebujunyunxingyueyanzhong，congerdaozhicailiaodezonghexingnengxiajiang。meicihanbudouxiangdangyugeizhujianyicijiare，erduociduizhujianjiarehuigeitadailaiyixiliebulideyingxiang，gufamendehanbucishuyeyingyousuoxianzhi。ASTM 規範中對鑄造材料的焊補提出了一定的要求，但其要求偏低，國外大多效閥門製造商的鑄件焊補控製水平均比 ASTM 規(gui)定(ding)的(de)嚴(yan)格(ge)。實(shi)際(ji)上(shang)，鑄(zhu)件(jian)焊(han)補(bu)的(de)控(kong)製(zhi)還(hai)反(fan)映(ying)了(le)鑄(zhu)件(jian)材(cai)料(liao)的(de)質(zhi)量(liang)與(yu)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)之(zhi)間(jian)的(de)平(ping)衡(heng)關(guan)係(xi)，因(yin)此(ci)關(guan)鍵(jian)還(hai)是(shi)要(yao)提(ti)高(gao)鑄(zhu)件(jian)的(de)鑄(zhu)造(zao)質(zhi)量(liang)
，盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)鑄(zhu)造(zao)缺(que)陷(xian)。

7

、檢查與試驗

閥門的強度（水壓）試驗、密(mi)封(feng)試(shi)驗(yan)及(ji)必(bi)要(yao)的(de)無(wu)損(sun)探(tan)傷(shang)是(shi)衡(heng)量(liang)閥(fa)門(men)是(shi)否(fou)合(he)格(ge)的(de)必(bi)要(yao)條(tiao)件(jian)，但(dan)井(jing)不(bu)是(shi)衡(heng)量(liang)一(yi)個(ge)閥(fa)門(men)好(hao)壞(huai)的(de)充(chong)分(fen)條(tiao)件(jian)
，至(zhi)少(shao)對(dui)高(gao)壓(ya)加(jia)氫(qing)閥(fa)門(men)來(lai)說(shuo)，它(ta)們(men)尚(shang)不(bu)能(neng)完(wan)全(quan)反(fan)映(ying)一(yi)個(ge)閥(fa)門(men)的(de)綜(zong)合(he)品(pin)質(zhi)。以(yi)閥(fa)門(men)的(de)密(mi)封(feng)為(wei)例(li)
，一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)，隻(zhi)要(yao)保(bao)證(zheng)密(mi)封(feng)件(jian)的(de)機(ji)加(jia)工(gong)精(jing)度(du)，就(jiu)容(rong)易(yi)通(tong)過(guo)冷(leng)態(tai)下(xia)的(de)工(gong)廠(chang)密(mi)封(feng)試(shi)驗(yan)
，但(dan)它(ta)並(bing)不(bu)代(dai)表(biao)閥(fa)門(men)在(zai)長(chang)期(qi)使(shi)用(yong)（尤其是在高溫、高壓工作工況）條件下也能保持良好的密封。一旦閥門部件出現磨損、腐蝕、應力鬆弛、變形和材料變性等問題。將會影響到閥門的密封性能，嚴重時會使密封失效。而部件金屬組織的穩定性和均勻性、部件結構造成的局部應力水平等，都會從某種程度上影響到材料的腐蝕、應力鬆弛
、變bian形xing和he變bian性xing等deng問wen題ti。而er材cai料liao的de這zhe些xie問wen題ti都dou是shi無wu損sun探tan傷shang和he冷leng態tai下xia的de壓ya力li試shi驗yan無wu法fa檢jian查zha的de。對dui於yu一yi般ban介jie質zhi上shang應ying用yong的de中zhong低di壓ya閥fa門men來lai說shuo，上shang述shu的de問wen題ti可ke能neng不bu存cun在zai或huo者zhe不bu突tu出chu，而er對dui高gao壓ya臨lin氫qing條tiao件jian下xia應ying用yong的de閥fa門men，這zhe些xie問wen題ti將jiang是shi不bu可ke忽hu略lve的de。因yin此ci，對dui高gao壓ya臨lin氫qing用yong閥fa門men。應ying對dui其qi進jin行xing全quan方fang位wei的de檢jian查zha試shi驗yan。由you於yu閥fa門men承cheng壓ya零ling部bu件jian的de材cai料liao品pin質zhi（尤其是鑄件材料）對閥門的使用壽命影響較大。故就承壓鑄件的檢查試驗作進一步討論。

鑄件材料的品質主要取決於其生產過程（如冶煉工藝、製造工藝等）
，erduiqichanpinjinxingdegezhongjianzhashiyanjinjinshiduiqipinzhikaohedeyizhongshouduan，tabingbunenggaibiancailiaodepinzhi。yinci，famenlingbujianzaikaishigongyeshengchanqianjinxingxitongde、科學的工藝評定就顯得尤為重要。而工藝評定中的質量定位又直接決定了材料（產品）的品質。結台高壓加氫裝置的介質特點，在此提出其主要承壓零部件在工業生產前應進行的工藝評定項目。

①外觀檢查 應按 MSSSP-55 所列項目逐項檢查。

②化學成分分析 包括爐前分析和產品分析，尤其應關注有害雜質元素（如硫
、磷、砷、銻
、氫和氨等）的分析。化學成分分析應按相應的 ASTM 標準進行。

③機械性能試驗 包括拉伸試驗（同時測試出拉伸強度、屈服強度、延伸率和截麵收縮率

，並進行斷口分析）
、彎曲試驗
、衝擊試驗和硬度檢驗等。機械性能試驗應按相應的 ASTM 標準進行。

④宏觀組織檢驗 包括氣孔、裂紋、疏鬆、央渣、大尺寸非金屬夾雜物、硫磷偏析等缺陷的檢驗。檢驗按 ASTME381 等標準進行。

⑤微觀組織檢查 包括偏析、條（桂）狀組織
、枝晶組織
、晶粒度、小尺寸非金屬夾雜物等缺陷的檢驗。對奧氏體材料，還應包括鐵索體含量的測定。檢驗按 ASTME38l/E45/E112 等標準進行。

⑥無損檢查 包括 RT、UT、MT
、PT 等檢查。並給出適宜的合格指標和合格率控製指標。無損檢查宜分別按 MSSSP—54
、ASTMA388
、ASTMAA275、ASTMB165（Practice B）標準經行。

⑦晶問腐蝕試驗 僅對奧氏體不鏽鋼材料才有此要求。試按 ASTME262（Practice E）標準進行。

⑧焊接性能試驗 包括拉伸、彎曲、衝擊、硬度和無損探傷檢驗。

⑨閥體爆破試驗 液體爆破試驗按 ANSTB31.2 biaozhunjinxing。zaimanzuyidingkongzhizhibiaodeqingkuangxia，tongguogongyipingdingerquedingdegongyicanshucainengzuoweishengchancanshu，bingzaigongyeshengchanzhongyangezhixing，cainenghuodemanzugaoyalinqingyingyongtiaojiandegaopinzhifamen。

8、質量控製

國產閥門的質量問題更多的是出現在管理上。因為中國的眾多製造業者在產品製造的每個工序上並不是都有一個具體的、詳xiang盡jin的de而er且qie切qie實shi可ke行xing的de作zuo業ye規gui程cheng，即ji使shi有you了le這zhe樣yang一yi個ge規gui程cheng，也ye不bu能neng保bao證zheng每mei個ge工gong作zuo人ren員yuan都dou不bu折zhe不bu扣kou的de接jie規gui程cheng作zuo業ye。正zheng因yin為wei如ru此ci，才cai導dao致zhi了le許xu多duo國guo產chan產chan品pin的de質zhi量liang不bu如ru國guo外wai產chan品pin。目mu前qian，國guo內nei大da多duo數shu閥fa門men廠chang，都dou取qu得de了le ISO9000 的de質zhi量liang認ren證zheng，它ta從cong某mou種zhong程cheng度du上shang強qiang化hua了le閥fa門men生sheng產chan過guo程cheng的de質zhi量liang管guan理li。但dan是shi
，還hai要yao重zhong視shi技ji術shu文wen件jian的de建jian立li

，因yin為wei產chan品pin的de先xian進jin與yu否fou主zhu要yao取qu決jue於yu技ji術shu文wen件jian的de先xian進jin性xing。

9、結語

影(ying)響(xiang)閥(fa)門(men)質(zhi)量(liang)的(de)因(yin)素(su)較(jiao)多(duo)，要(yao)生(sheng)產(chan)出(chu)高(gao)品(pin)質(zhi)的(de)閥(fa)門(men)
，必(bi)須(xu)在(zai)各(ge)個(ge)方(fang)麵(mian)都(dou)要(yao)做(zuo)好(hao)。時(shi)值(zhi)信(xin)息(xi)時(shi)代(dai)
，閥(fa)門(men)製(zhi)造(zao)廠(chang)也(ye)應(ying)走(zou)出(chu)去(qu)
，多(duo)與(yu)外(wai)界(jie)進(jin)行(xing)交(jiao)流(liu)，與(yu)用(yong)戶(hu)（包括工程設計部門）進(jin)行(xing)交(jiao)流(liu)。了(le)解(jie)產(chan)品(pin)需(xu)要(yao)，了(le)解(jie)閥(fa)門(men)的(de)使(shi)用(yong)介(jie)質(zhi)工(gong)況(kuang)
，隻(zhi)有(you)這(zhe)樣(yang)，才(cai)能(neng)生(sheng)產(chan)出(chu)適(shi)合(he)的(de)產(chan)品(pin)，才(cai)能(neng)贏(ying)得(de)市(shi)場(chang)。與(yu)國(guo)外(wai)閥(fa)門(men)生(sheng)產(chan)商(shang)交(jiao)流(liu)。可(ke)以(yi)了(le)解(jie)先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)和(he)新(xin)產(chan)品(pin)
，並(bing)用(yong)於(yu)改(gai)進(jin)我(wo)們(men)的(de)產(chan)品(pin)。

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