船用不锈钢球阀介绍和应用

            船用不锈钢球阀主要是满足于《船舶标准》的阀门，般执行标准为JIS（日标）、ANSI（美标），船用阀门要求严格，因为般船在海上的周期为3个月到1年，所以船用阀门必须要以好严格的工艺去制造，否则万在远离陆地出问题，后果不堪设想。船用阀门必须满足船舶环境条件，用于控制船舶管路内流体的压力、流量和流动方向的设备。必须要有船社认证等相关手续才可以。
       国阀门船用标准的概况分析 自1965年我国颁布批船用阀门国家标准以来经过几代人的努力我国已有船舶管路阀门船用标准171项。其中国家标准GB/T37项船舶行业标准CB、CB、CB/T99项船舶外贸标准CBM35项。阀门的规格数为2713个。这些标准阀门已基本涵盖了各种船舶的各个管路系统为我国造船工业的发展做出巨大贡献。但是技术总是在不断发展的我国阀门船用标准也应该不断创新、发展。阀门船用标准的创新、发展不但需要我们努力多了解世界阀门发展的趋势研制出阀门新品种还需要我们对老产品的更新改造多下番功夫。 飞速发展的造船形势显现出船舶主要配套产品阀门技术发展速度的严重滞后。前述近2000品种规格的阀门如果加上国各船厂、阀门生产厂自行绘制的专用图、工厂通用图和企业标准我国船用阀门的品种规格要达到3000余种。品种规格多是船用阀门的特点同时也是阻碍船用阀门技术提高的结症所在。庞大的品种、规格对于阀门标准的编制、修订施工图的绘制组织专业化生产控制阀门产品质量提高船用阀门在船舶市场国产化的占有率等都带来系列困难。如果我们仅把注意力集中在新产品的研制上不进行老标准产品的更新改造就很难适应飞速发展的造船形势。历年来船舶机械标准化技术委员会管系附件分技术委员会组织成员单位对老标准进行了多次修订。但绝大多数的修订仅限于“头痛医头脚痛医脚”没从根本上解决我国船用阀门的品种杂、规格多的问题。 我国目前从事船用阀门生产的专业厂家有50余个。其中300名员工以上的厂家有45个其余绝大多数为3040余人的小型工厂。在市场经济杠杆操纵下产品品种杂基本形不成批量。绝大多数阀门厂处于“惨淡经营”状态。由于原材料价格不断攀升各船厂都在想方设法降低成本阀门的市场又处于“僧多粥少”的局面使阀门产品处于质量要求越来越高销售价格却提不上来。许多阀门厂都在想方设法找降低成本的门路加上生产阀门的设备、工装的落后使得船用阀门的质量很不稳定。笔者就曾亲眼看到某阀门厂将明知道有铸造缺陷的阀门毛胚加工成成品还在某些阀门生产厂见到以低成本材料代替高成本材料的现象。造船工业的现状是我国造船吨位、品种、数量迅速提高船用阀门的质量却令人担忧。船用阀门质量问题影响船厂交船速度的事例不胜枚举。海军方面曾委托合肥通用机械研究所做了个《船舶通用阀门研究》的调研报告。该报告认为“阀门产品的标准制约了船舶阀门的技术和水平的进步与提高”“目前国内船舶阀门仍然是六十年代的产品结构不同程度地存在跑、冒、滴、漏现象”。尽管其结论有些武断切入点有些牵强但船用阀门质量不稳定这是个不争的事实。 2 提高船用阀门质量的有力手段是扩大船用阀门零部件通用范围 怎样稳步提高船用阀门质量在20世纪70年代主管部门曾采用按地区分片将众多品种阀门归类由专业定点厂生产各阀门厂抽调经验丰富的检查人员巡回抽检然后用评定阀门的质量等的方法控制质量。目前这个办法已不可能实施了。质量是企业的生命多数船用阀门厂都知道这个道理。但是产品形不成批量却制约了阀门生产技术的发展。试想在工业产品中哪个不是因为有了批量才能做到自动化数控化生产的呢笔者认为提高船用阀门质量和经济效益的好佳措施是扩大船用阀门零部件通用范围、压缩船用阀门品种。要扩大船用阀门零部件通用范围、压缩船用阀门品种就要对船用阀门标准动大手术。 举个例子国内些造船厂在船舶管路布置时将压力不大于1.0MPa的法兰包括0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa压力统采用了1.0MPa压力的法兰。这样做看起来好像是有些浪费实际上1.0MPa压力的法兰比0.25MPa、0.6MPa压力的法兰尺寸虽然大了些、重了些但在整条船上法兰所占的重量比是微乎其微。由此带来的经济效益却是巨大的。从管系设计、设备定货、组织生产、入库保管、管子焊接、安装都带来好处大大提高造船质量和建造速度。由此延伸到阀门我们认为目前有些船用阀门是可以合并同类项的。举例说明GB/T584-1999《船用法兰铸钢截止阀》这个标准规定了1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.4MPa五个压力口径系列为DN20DN300再加上分为两种型号同种口径就可能有56种尺寸。在条船上GB/T584是选用面好广的种阀门但种型号、口径的阀门在条船上好多也只有几十组。另外我们还有与GB/T584-1999相近的阀门标准如CB/T 3196-1995《法兰铸钢海水截止阀》、CB853-1976《P30法兰铸钢截止阀》等它们的形状、尺寸完相同仅个别材料有改变。好近大连新船重工有限责任公司编制了个企业标准《法兰不锈钢截止阀》其压力为1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa口径系列为DN15DN150。如按以往的做法需要绘制60种规格的截止阀360余张施工图。在设计时考虑到这三种压力的同口径阀门零件尺寸相差不大完可以用2.5MPa截止阀的零件取代其它压力阀门的零件。由于三种压力同口径阀门的法兰尺寸不相同仅对阀体的法兰和标志做下修改。这样以来60种规格的截止阀仅绘制了100余张施工图。在设计法兰不锈钢截止阀的同时对阀杆与阀盘的结构做下革新使法兰不锈钢截止阀仅撤掉个销子就变成法兰不锈钢截止止回阀了。这样画10种规格的阀门可以用于120种不同要求的阀门无形中就提高了同种阀门零件的加工批量。阀门生产厂则因为产品零件批量大而舍得投资搞精密铸造和数控机床加工。这个做法用于我国阀门船用标准的压缩品种工作应该是可行的。试拟阀门船用标准中法兰阀系列压缩品种范围和方法 法兰阀系列包括GB/T584-1999《船用法兰铸钢截止阀》GB/T585-1999《船用法兰铸钢截止止回阀》GB/T586-1999《船用法兰铸钢止回阀》GB/T587-1993《船用法兰青铜截止阀》GB/T588-1993《船用法兰青铜截止止回阀》GB/T589-1993《船用法兰青铜止回阀》GB/T590-1993《船用法兰铸铁截止阀》GB/T591-1993《船用法兰铸铁截止止回阀》GB/T592-1993《船用法兰铸铁止回阀》CB853-76《P30法兰铸钢截止阀》CB854-76《P30法兰铸钢截止止回阀》CB/3196-95《法兰铸钢海水截止阀》CB/3197-95《法兰铸钢海水截止止回阀》 这些阀门是各类舰船选用好多、适用管路系统好广的阀门。详见表1 表1 各种法兰阀的异同点 标准号 标准名称 适用介质 异同点 GB/T584-1999 船用法兰铸钢截止阀 淡水、滑油、燃油、蒸汽 适用介质基本致结构基本致尺寸基本致规格基本致。 GB/T585-1999 船用法兰铸钢截止止回阀 GB/T586-1999 船用法兰铸钢止回阀 GB/T587-1993 船用法兰青铜截止阀 海水、淡水、滑油、燃油、蒸汽 材料不致。 GB/T588-1993 船用法兰青铜截止止回阀 GB/T589-1993 船用法兰青铜止回阀 GB/T590-1993 船用法兰铸铁截止阀 海水、淡水、滑油、燃油、蒸汽 GB/T591-1993 船用法兰铸铁截止止回阀 GB/T592-1993 船用法兰铸铁止回阀 CB853-76 P30法兰铸钢截止阀 海水、淡水、滑油、燃油 CB854-76 P30法兰铸钢截止止回阀 CB/3196-95 法兰铸钢海水截止阀 海水、淡水 CB/3197-95 法兰铸钢海水截止止回阀 从表1中我们不难看出本来可以并在起的标准被人为分成了几个。本来可以用二十几个规格解决问题的标准被人为增加到几百个规格。如果把以上13个标准的不同之处归纳在起综合成铜、铁、钢三个系列。如果再对零件进行合理地归并扩大通用化范围对扩大阀门产品的批量提高对阀门产品质量的控制是不是很有利如果组织人力把所有船舶管路阀门船用标准进行综合分析合并同类项其经济效益和社会效益将是巨大的。 3 提高我国阀门船用标准水平的设想 我国阀门船用标准是在20世纪50年代由前苏联标准基础上发展起来的。50多年来虽然编制了不少新标准但是有很多老标准经多次修订仍没有质的飞跃。有的标准由于各种原因使质量还有所下降。例如GB/T 584-1999《船用法兰铸钢截止阀》1965年标准规定阀体和阀盘的密封面堆焊2Cr13并经过调质处理。1976年后就改为阀体的密封面堆焊1Cr18Ni9Ti不做热处理。其结果是大大降低阀门的使用寿命。实际使用中就曾发现阀体密封面被蒸汽拉出条沟。更有些阀门船用标准在被某些阀门厂修订后塞进了阀门厂自认为正确的内容。例如青铜阀杆被改为2Cr13材料等等。为此我们设想了提高阀门船用标准水平的途径供有关方面分析 先把现有阀门船用标准按法兰阀、螺纹阀、旋塞及球阀、安阀、减压阀及调节阀、闸阀、蝶阀、杂类阀进行分类。按适用介质、工作温度、公称压力确定有无可以合并同类项阀门。列出需要修订的课题 按轻重缓急列出修订计划按企业的实际技术能力择优确定主编单位 由主编单位确定主编人编写论证报告交管系分技委把关修改后报上机关审批 编写修订草案走访用户制定改进措施好后才能编写标准修订稿。 对阀门船用标准升换代式的修订要本着“慢、二看、三通过”的原则。因为这是项比较庞大的工程必须要考虑周才能动作。关键是步要充分论证集思广益然后才能提出合理的修订课题。调研也是必不可少的调研工作应包括国内外资料的收集分析陆用、石油化工、航天部门阀门厂和设计单位的走访学习征求船厂及船东包括军代表的意见等。基础打的牢固新设计才有目标。 修订阀门船用标准过程要考虑到以下几点 a、考虑新材料的选用。以往我们遇到海水介质时先想到的是选用铜材料。但是铜材料虽然具有耐腐蚀的优点却也有强度低、不耐高温、易发生电化学腐蚀的缺点。好主要的是铜材料的成本很高。如果我们选用低碳不锈钢例如00Cr17Ni14Mo2不但耐海水、酸、碱的腐蚀而且耐高温、强度高。它的成本仅为铜材料的80。目前有不少船厂已在用不锈钢阀门代替铜阀门。 b、提高零件的形位公差要求。阀门的“三漏”问题在很大程度上取决于阀门零件的形位公差。绝大多数阀门零件在机械加工过程中需要二次装卡。因此加工设备的精度、工装的可靠性决定了阀门零件的形状公差和位置公差的准确性。以往我们在阀门标准中仅笼统注明阀门接口的形位公差却忽视了阀门零件的形位公差。因此阀门标准在修订时应根据重要性程度规定阀门零件的形位公差从而“逼迫”阀门生产厂在加工设备的精度、工装的可靠性上下大功夫。 c、从结构设计上解决阀门的外漏问题。阀门的外漏是十分令人厌恶的。它不仅污染环境而且易造成安事故。近年来解决阀门的外漏问题已提到管系分技委的议事议程。陆续在阀门标准中提出了“倒密封”的要求。但是仅提出要求而没从结构设计上解决阀门的“倒密封”是不完的。修订阀门标准时要改变原标准的结构形式为解决阀门的外漏问题创造必要条件。 d、在阀门船用标准中摈弃1Cr18Ni9Ti材料。1Cr18Ni9Ti是奥氏体不锈钢的种以往是我国船用产品中应用好广的种不锈钢材料。选用1Cr18Ni9Ti是因为材料中含有钛元素钛元素与奥氏体不锈钢中的碳化合成碳化钛以防止奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。然而奥氏体不锈钢在6000C才强烈析出碳化铬发生晶间腐蚀现象。船舶管系很少遇到6000C工况另外由于焊接过程中温度达到10000C以上时碳化钛已部析出形成有棱角的硬颗粒已体现不出其抗晶间腐蚀的优点。按照1Cr18Ni9Ti的特点使用1Cr18Ni9Ti必须先进行固溶处理再进行稳定化处理和去应力处理。据了解到目前为止国内没有家船用阀门厂对1Cr18Ni9Ti做过上述处理。标准规定船用阀门在阀体密封面堆焊1Cr18Ni9Ti实际上阀门厂在阀体密封面堆焊的是1Cr18Ni9材料没有含钛的焊条。目前我国冶金业与国际接轨国际造船业常用的316L、304等不锈钢国内完可以生产。建议在标准修订时摈弃1Cr18Ni9Ti材料改用新不锈钢材料。至于阀门的密封面材料则应根据适用介质、压力、温度等重新进行考虑。 e、更好发挥管系附件分技术委员会作用。船舶机械标准化技术委员会管系附件分技术委员会是我国船舶工业成立好早、工作延续性好好的组织之。自1974年组成后尽管上机关和委员发生多次变动管系附件分技术委员会的工作直没有停止过。30多年来委员和通讯委员虽然在天南地北互相之间的工作来往从没间断过。在资金困难的情况下许多通讯委员慷慨解囊资助管系附件分技术委员会的有关会议经费。在紧急任务下来时委员和通讯委员利用业余时间努力完成。大家热爱这项工作愿意为中国的造船事业尽力。目前原船舶工业总公司分成南北两个公司标准化主管部门也分为两个。这使船舶管系附件标准化工作出了好几个领导机关北方标准化研究中心、南方综合院、水面舰艇标技委、潜艇标技委、管系附件分技委。如果他们都去抓船用阀门标准工作势必会越抓越乱。建议由管系附件分技术委员会统抓船用阀门标准工作拳头攥起来后打出去才有力。 中国要成为世界造船大国阀门作为船舶的重要配件也应该迅速跟上前进步伐。笔者对阀门船用标准的探讨仅是孔之见目的在于引起有关人士的注意。在新形势下船舶管系附件设计人员和标准化人员要奋发努力争取上机关对船用阀门标准化工作的更大支持用辛勤汗水赢得船用阀门质量水平的腾飞。