六、 防腐蚀设计

  用于天然气输送的管线球阀介质中含有硫化物,对于材料的选用应按照NACE MR0175-2003 《用于油田硫化环境中耐硫化应力裂纹和应力腐蚀裂缝的金属材料》,对钢材的显微组织建议采用铁素体和均匀球状碳化物的索氏体组织,对开裂敏感性低;钢材和硬度应小于HRC22,并对金属材料的焊接接头按照NACE TM0177-2005 《H2S环境中抗特殊型式的环境开裂材料的试验方法》进行耐硫化氢腐蚀和抗氢致开裂试验。其试验结果按照NACE TM0284-2003 《管道压力容器抗氢致开裂钢性能评价试验方法》进行评定。阀体内部与介质接触的密封表面,为保证长期可靠的密封性能表面进行化学镀镍,镀层厚度为75μm。

七. 低扭矩设计

  长输管线中的紧急切断阀,99%以上的阀门工作状态是处于开启位置,对阀门的要求除了密封之外,更重要的是阀门启闭的可靠性,这样低扭矩的设计对紧急切断阀的可靠性具有极其重要的意义。低扭矩的设计内容包括:

 (1)采用三角形橡胶密封材料,降低阀座的初始密封力以降低扭矩。
 (2)采用以不锈钢为基体PTFE塑料轴承,具有自润滑功能和最低摩擦系数。
 (3)球体的轴颈和球面的同轴度设计,采用在进口数控磨球机加工,车磨一体化,一次装夹,保持同轴度≤0.02mm,并把球体圆度控制在≤0.02mm之内。
 (4)球面的镜面抛光设备,降低摩擦系数。

  对于一台NPS40, Class 600 的管线球阀,按传统的设计计算,其计算扭矩为93000NM;采用低扭矩设计之后,经实测其扭矩在49000~53000NM之间,降低扭矩达45%~48%。提高了紧急切断阀使用中的可靠性和安全裕度。

八、 先进的加工工艺和加工设备

  按照现代的管线球阀制造理念,球阀的工作性能是靠先进加工设备制造出来的,不是靠人工在装配过程中调整出来的。在一次性投入10台大口径管线球阀的研制中,采用数控磨球机、立式和卧式加工中心加工零部件,零件互换性100%,一次装配合格率100%,可见先进加工设备在制造业中的作用。

 · 大型立式加工中心加工左右阀盖和支承板定位销孔从而保证球体的中心位置。
 · 大型卧式加工中心的加工阀体的填料孔,从而保持传动轴与球体位置的同心度。
 · 大型卧式或者立式加工中心加工支承板轴孔和定位销孔。
 · 高精度,大型,球径为1800mm的数控车磨一体化球机。
 · 球体球面镜面抛光机。
 · 采用林肯电源、可连续焊接的半自动埋弧焊机,与轴颈焊接设备。
 · 低残余应力的细丝埋弧焊焊接工艺。这些先进的加工工艺和加工设备保证了阀门的品质。

九、 结论

  阀门是一种传统的产品,阀门制造业是一种传统的制造业,目前国内阀门制造业仍然用传统的设计技术,传统的工艺装备,制造传统的低附加值的阀门,而从国外进口的高附加值的阀门的每年约32亿美元,这一数字与出口低附加值的阀门量约30 亿美元,大致相等。可见进口阀门国产化的重要性,对提高国民经济GDP有着积极的意义。进口阀门的国产化,首先是阀门制造业的现代化,现代设计技术、现代制造技术和系统的管理技术是传统阀门制造业改造的重点,西气东输装备国产化项目《大口径全焊接管线球阀》的研制过程采用了现代先进设计技术和现代先进的技术装备,加快国产化的进程,增强创新能力,为重大项目国产化的道路和方法,传统产品结构调整以及传统阀门企业的现代化改造,提供了成功案例。