工业阀门在石化装置应用中的一些问题探析

严纲++胡陈春++周永坚

摘 要：经过几十年的探索和发展，工业阀门在石化装置的应用中依然存在一些问题。为此，文章详细探析了JB阀门存在的问题、API阀门的优点、GB阀门的推广和应用、金属硬密封蝶阀的应用以及高压加氢阀门的应用。以期为研究本课题的学者提供理论参考。

关键词：工业阀门；石化装置；应用

中图分类号：TE927+.7 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）29-0147-02

1 API阀门的优点

几十年来，JB标准的法兰和阀门一直被当做管路设计的标准，大致上估算，现在正在使用的五分之四的石化生产装置的管道上的法兰和阀门都是根据JB规范制造的。所以，在以后很长的一个时期中，JB阀门将会被继续广泛使用，很多石化生产企业的库存中大部分都是JB阀门。特别是一些改造老装置的厂商，为了省去新旧交替的麻烦，使新旧交替更加方便，他们更倾向于继续使用JB阀门。即便如此，JB阀门依然存在很多问题，API阀门在国内被制造和推广以后，其完善的使用性能很快受到石化生产企业的青睐，无论是应用体系还是结构方面，API阀门都比其他阀门更加完善。

1.1 API阀门具有更加完善的应用体系

JB标准使用统一的代号代表一个类型的阀门，而研究已有的产品目录可以发现，制造厂只给出了极其有限的可选范围，使得用户在选用时收到了限制，也就是说，用户无法选择合适的阀门使用。比如在温度比较高的情况下，用户会更多地选择弹性闸板的闸阀，而在样本中一般只能看到最大规格是DN 200的弹性闸板闸阀。正常条件下，伞齿轮驱动结构比正齿轮驱动结构更优，但是样本中提供的伞齿轮驱动结构的阀门规格范围非常小，所以在设计中必须得选择正齿轮驱动的阀门。在设计中，一般是按照使用条件选择阀门密封副组件和填料结构，而样本中的型号一般无法满足用户的需求。如果选用的阀门超出了样本的范围，很多制造厂家会将其视为非标准阀门，从而对其加价，且交货日期也无法保障。

对于这些JB阀门中出现的不完善之处，API阀门可以很好地将其解决。因为JB阀门标准体系质量尚待完善，同时每个体系之间不能有所联系，API阀门标准就克服了这些问题，如API600、API602、API598等标准对阀门结构、零部件结构、零部件材料、阀门强度和气密试验等都作了具体的规定，使得用户和制造者之间的执行标准几乎相同，以此确保阀门的整体质量。特别是API阀门是通过相关质量认证机构进行认证的，所以其质量得到了保证。该认证对我国的阀门制造商来说显得非常必要和有效。

1.2 API阀门具有更加完善的结构

JB阀门的闸板、支架结构以及结构长度都需要一定程度的改善。而API阀门在结构设计方面已经趋近于完善，比较短的API阀门结构使得阀门占用的空间更小了，同时降低了阀门的重量。API阀门一般会使用弹性闸板结构，由于它能自行调整同阀座之间的配合模式，良好的密封效果从根本上减少了内漏。除此之外，弹性闸板还会防止因为过紧或热胀而产生的卡死的情况产生。API阀门的完善结构设计恰到好处地解决了这些问题，API阀门结构尺寸更加合理，操作起来极其方便，具有非常多的可选范围，且内漏和外漏量大的问题也得到了很好的解决，这些更优的结构设计使得API阀门的使用寿命更长了。也正是因为API结构无可比拟的优越性，其逐渐成为其他阀门性能优化的主要参考对象。

值得指出的是，国外的API阀门的结构设计相对于我国来说更加优化，无论是结构尺寸、操作方法、可选范围、使用年限，还是解决内漏和外漏问题方面，都到达了吹毛求疵的地步，如果直接使用国外的API阀门，很多工业企业会减少很多阀门修理和维护的工序和费用。但是长期采用进口阀门会浪费大量财力，虽然降低了阀门修理和维护的费用，但是大量地采购阀门会使得企业的成本费用大大地增加了。所以，为了使得企业在成本低的情况下能使用性能更好的阀门，我国的API阀门相关研究企业应该借鉴国外API阀门结构设计的优点，根据我国阀门使用企业的相关情况，参考企业所需阀门的结构尺寸、操作特点等，量身定做地设计出适合他们使用的API阀门，以此节约费用的同时，也能够使我国的API阀门技术更加精湛。

2 GB阀门的推广和应用问题

国内首次推出GB阀门标准是在1989年，其内容和结构都借用了API标准的特征，所以，GB阀门标准在我国阀门领域术语比较先进的。但是该标准的推广和应用范围极其有限，分析其没有得到广泛推广的原因，有下面几方面：一是API阀门在我国的生产和应用范围已经非常大，很多阀门厂自身都有冶炼器具，可以提供API阀门使用的ASTM材料，所以站在制造商和用户的角度来分析，再花费时间和精力生产和选用GB阀门，还不如沿用之前的API阀门，省时又省力，质量也有所保障。二是GB阀门对应的法兰是大外径系列，所以在小外径系列的管路中也无法使用，同时GB阀门和JB阀门的温压曲线相互独立且各不相同，使得两者的配伍过程困难重重。所以，如果JB阀门的制造质量还过得去，制造厂商和用户便会选择JB阀门，以省去很多麻烦。三是GB阀门标准体系还有瑕疵。比如GB阀门使用GB9131规定的温压曲线，而GB9131所列的材料不多，且不像ANSI或API标准一样将铸造材料也列出来，所以不能对照着使用。四是GB阀门标准体系尚待调整和推广，同时可以同大外径（SH）系列和小外径（JB）系列配伍。最好是可以用GB阀门取代现在使用的JB和API阀门。

3 金属硬密封蝶阀的应用

现阶段，国内和国外很多阀门制造厂为了更好地满足石化装置大型化的需要，都开始金属硬密封蝶阀的研究和制作，目的是使其能够替代一些闸阀。金属硬密封蝶阀如图1所示。有的厂家从蝶阀的结构上和密封上下功夫，比如双偏心和三偏心结构的应用等，使用很多办法来解决蝶阀在磨损和高温情况下出现泄漏的问题。但是金属硬密封蝶阀的应用还处于初期，没有相关使用經验作支撑。对此，希望国家相关部门或权威机构能够对已有的产品进行技术分析和性能测试，给出应用范围和条件的相关结论，以确保能够正确应用。

图1 金属硬密封蝶阀

4 高压加氢阀门的应用

加氢是原油深度加工的重要方法，所以该过程显得特别重要。所以，我国的各个炼油化工厂都会加装相应的加氢装置。但是，很多生产厂家的大型加氢裂化装置所用的高压阀门均是从国外购买的，这些高压阀门数量很少，价格却非常高。正常情况下，国外阀门是国内同种阀门价钱的4倍左右，所以，在国内生产高压加氢阀门很有必要。我国的很多阀门生产厂家，无论从设备上还是从技术上都已经有了生产该种阀门的水平，且有一些产品已经用到了加氢装置上。制造商还应该进一步提高自身的制造能力和生产水平，制造出合格的加氢阀门来代替进口的阀门。如果批量生产的加氢阀门可以达到加氢装置建设周期的需求，确保产品具有使用功能，可以在相关部门的组织下，成立相关的课题组来对国产的高压加氢阀门以及石化装置中的特殊阀门进行研究。

5 结束语

综上所述，工业阀门在石化装置的应用中还存在一些亟待解决的问题，国内阀门制造商应该更多地参考和借鉴国外优秀阀门制造商的成功经验，结合我国阀门使用企业的特殊情况，从实际出发，以用户需求为导向，设计和制造出更符合我国工业企业使用标准的阀门，努力提高阀门制造水平，为用户提供更高效、更适用的产品。

参考文献：

[1]沈伟钢，于文婕.我国阀门行业现状与发展趋势[J].科技资讯，2013（17）：78.

[2]向艳梅.严苛工况阀门国产化市场分析[J].通用机械，2013（1）：32-33.

[3]宋银立.我国阀门行业面临的形势与任务[J].通用机械，2012（7）：21-24.

[4]杨春雪.阀门泄露检测技术在石化企业中的应用[J].科技创新与应用，2014（20）：93.