船用不銹鋼球閥介紹和應用

            船用不銹鋼球閥主要是滿足于《船舶標準》的閥門，一般執行標準為JIS（日標）、ANSI（美標），船用閥門要求嚴格，因為一般船在海上的周期為3個月到1年，所以船用閥門必須要以好嚴格的工藝去制造，否則萬一在遠離陸地出問題，后果不堪設想。船用閥門必須滿足船舶環境條件，用于控制船舶管路內流體的壓力、流量和流動方向的設備。必須要有船社認證等相關手續才可以。
       國閥門船用標準的概況分析 自1965年我國頒布第一批船用閥門國家標準以來經過幾代人的努力我國已有船舶管路閥門船用標準171項。其中國家標準GB/T37項船舶行業標準CB、CB、CB/T99項船舶外貿標準CBM35項。閥門的規格數為2713個。這些標準閥門已基本涵蓋了各種船舶的各個管路系統為我國造船工業的發展做出巨大貢獻。但是技術總是在不斷發展的我國閥門船用標準也應該不斷創新、發展。閥門船用標準的創新、發展不但需要我們努力多了解世界閥門發展的趨勢研制出閥門新品種還需要我們對老產品的更新改造多下一番功夫。 飛速發展的造船形勢顯現出船舶主要配套產品閥門技術發展速度的嚴重滯后。前述近2000品種規格的閥門如果加上各船廠、閥門生產廠自行繪制的專用圖、工廠通用圖和企業標準我國船用閥門的品種規格要達到3000余種。品種規格多是船用閥門的特點同時也是阻礙船用閥門技術提高的結癥所在。龐大的品種、規格對于閥門標準的編制、修訂施工圖的繪制組織專業化生產控制閥門產品質量提高船用閥門在船舶市場國產化的占有率等都帶來一系列困難。如果我們僅把注意力集中在新產品的研制上不進行老標準產品的更新改造就很難適應飛速發展的造船形勢。歷年來船舶機械標準化技術委員會管系附件分技術委員會組織成員單位對老標準進行了多次修訂。但絕大多數的修訂僅限于“頭痛醫頭腳痛醫腳”沒從根本上解決我國船用閥門的品種雜、規格多的問題。 我國目前從事船用閥門生產的專業廠家有50余個。其中300名員工以上的廠家有45個其余絕大多數為3040余人的小型工廠。在市場經濟杠桿操縱下產品品種雜基本形不成批量。絕大多數閥門廠處于“慘淡經營”狀態。由于原材料價格不斷攀升各船廠都在想方設法降低成本閥門的市場又處于“僧多粥少”的局面使閥門產品處于質量要求越來越高銷售價格卻提不上來。許多閥門廠都在想方設法找降低成本的門路加上生產閥門的設備、工裝的落后使得船用閥門的質量很不穩定。筆者就曾親眼看到某閥門廠將明知道有鑄造缺陷的閥門毛胚加工成成品還在某些閥門生產廠見到以低成本材料代替高成本材料的現象。造船工業的現狀是我國造船噸位、品種、數量迅速提高船用閥門的質量卻令人擔憂。船用閥門質量問題影響船廠交船速度的事例不勝枚舉。海軍方面曾委托合肥通用機械研究所做了一個《船舶通用閥門研究》的調研報告。該報告認為“閥門產品的標準制約了船舶閥門的技術和水平的進步與提高”“目前國內船舶閥門仍然是六十年代的產品結構不同程度地存在跑、冒、滴、漏現象”。盡管其結論有些武斷切入點有些牽強但船用閥門質量不穩定這是一個不爭的事實。 2 提高船用閥門質量的有力手段是擴大船用閥門零部件通用范圍 怎樣穩步提高船用閥門質量在20世紀70年代主管部門曾采用按地區分片將眾多品種閥門歸類由專業定點廠生產各閥門廠抽調經驗豐富的檢查人員巡回抽檢然后用評定閥門的質量等的方法控制質量。目前這個辦法已不可能實施了。質量是企業的生命多數船用閥門廠都知道這個道理。但是產品形不成批量卻制約了閥門生產技術的發展。試想在工業產品中哪一個不是因為有了批量才能做到自動化數控化生產的呢筆者認為提高船用閥門質量和經濟效益的好佳措施是擴大船用閥門零部件通用范圍、壓縮船用閥門品種。要擴大船用閥門零部件通用范圍、壓縮船用閥門品種就要對船用閥門標準動大手術。 舉一個例子國內一些造船廠在船舶管路布置時將壓力不大于1.0MPa的法蘭包括0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa壓力統一采用了1.0MPa壓力的法蘭。這樣做看起來好像是有些浪費實際上1.0MPa壓力的法蘭比0.25MPa、0.6MPa壓力的法蘭尺寸雖然大了些、重了些但在整條船上法蘭所占的重量比是微乎其微。由此帶來的經濟效益卻是巨大的。從管系設計、設備定貨、組織生產、入庫保管、管子焊接、安裝都帶來好處大大提高造船質量和建造速度。由此延伸到閥門我們認為目前有一些船用閥門是可以合并同類項的。舉例說明GB/T584-1999《船用法蘭鑄鋼截止閥》這個標準規定了1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.4MPa五個壓力口徑系列為DN20DN300再加上分為兩種型號同一種口徑就可能有56種尺寸。在一條船上GB/T584是選用面好廣的一種閥門但一種型號、口徑的閥門在一條船上好多也只有幾十組。另外我們還有與GB/T584-1999相近的閥門標準如CB/T 3196-1995《法蘭鑄鋼海水截止閥》、CB853-1976《P30法蘭鑄鋼截止閥》等它們的形狀、尺寸完全相同僅個別材料有改變。好近大連新船重工有限責任公司編制了一個企業標準《法蘭不銹鋼截止閥》其壓力為1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa口徑系列為DN15DN150。如按以往的做法需要繪制60種規格的截止閥360余張施工圖。在設計時考慮到這三種壓力的同口徑閥門零件尺寸相差不大完全可以用2.5MPa截止閥的零件取代其它壓力閥門的零件。由于三種壓力同口徑閥門的法蘭尺寸不相同僅對閥體的法蘭和標志做一下修改。這樣以來60種規格的截止閥僅繪制了100余張施工圖。在設計法蘭不銹鋼截止閥的同時對閥桿與閥盤的結構做一下革新使法蘭不銹鋼截止閥僅撤掉一個銷子就變成法蘭不銹鋼截止止回閥了。這樣畫10種規格的閥門可以用于120種不同要求的閥門無形中就提高了同種閥門零件的加工批量。閥門生產廠則因為產品零件批量大而舍得投資搞精密鑄造和數控機床加工。這個做法用于我國閥門船用標準的壓縮品種工作應該是可行的。試擬閥門船用標準中法蘭閥系列壓縮品種范圍和方法 法蘭閥系列包括GB/T584-1999《船用法蘭鑄鋼截止閥》GB/T585-1999《船用法蘭鑄鋼截止止回閥》GB/T586-1999《船用法蘭鑄鋼止回閥》GB/T587-1993《船用法蘭青銅截止閥》GB/T588-1993《船用法蘭青銅截止止回閥》GB/T589-1993《船用法蘭青銅止回閥》GB/T590-1993《船用法蘭鑄鐵截止閥》GB/T591-1993《船用法蘭鑄鐵截止止回閥》GB/T592-1993《船用法蘭鑄鐵止回閥》CB853-76《P30法蘭鑄鋼截止閥》CB854-76《P30法蘭鑄鋼截止止回閥》CB/3196-95《法蘭鑄鋼海水截止閥》CB/3197-95《法蘭鑄鋼海水截止止回閥》 這些閥門是各類艦船選用好多、適用管路系統好廣的閥門。詳見表1 表1 各種法蘭閥的異同點 標準號 標準名稱 適用介質 異同點 GB/T584-1999 船用法蘭鑄鋼截止閥 淡水、滑油、燃油、蒸汽 適用介質基本一致結構基本一致尺寸基本一致規格基本一致。 GB/T585-1999 船用法蘭鑄鋼截止止回閥 GB/T586-1999 船用法蘭鑄鋼止回閥 GB/T587-1993 船用法蘭青銅截止閥 海水、淡水、滑油、燃油、蒸汽 材料不一致。 GB/T588-1993 船用法蘭青銅截止止回閥 GB/T589-1993 船用法蘭青銅止回閥 GB/T590-1993 船用法蘭鑄鐵截止閥 海水、淡水、滑油、燃油、蒸汽 GB/T591-1993 船用法蘭鑄鐵截止止回閥 GB/T592-1993 船用法蘭鑄鐵止回閥 CB853-76 P30法蘭鑄鋼截止閥 海水、淡水、滑油、燃油 CB854-76 P30法蘭鑄鋼截止止回閥 CB/3196-95 法蘭鑄鋼海水截止閥 海水、淡水 CB/3197-95 法蘭鑄鋼海水截止止回閥 從表1中我們不難看出本來可以并在一起的標準被人為分成了幾個。本來可以用二十幾個規格解決問題的標準被人為增加到幾百個規格。如果把以上13個標準的不同之處歸納在一起綜合成銅、鐵、鋼三個系列。如果再對零件進行合理地歸并擴大通用化范圍對擴大閥門產品的批量提高對閥門產品質量的控制是不是很有利如果組織人力把所有船舶管路閥門船用標準進行綜合分析合并同類項其經濟效益和社會效益將是巨大的。 3 提高我國閥門船用標準水平的設想 我國閥門船用標準是在20世紀50年代由前蘇聯標準基礎上發展起來的。50多年來雖然編制了不少新標準但是有很多老標準經多次修訂仍沒有質的飛躍。有的標準由于各種原因使質量還有所下降。例如GB/T 584-1999《船用法蘭鑄鋼截止閥》1965年標準規定閥體和閥盤的密封面堆焊2Cr13并經過調質處理。1976年后就改為閥體的密封面堆焊1Cr18Ni9Ti不做熱處理。其結果是大大降低閥門的使用壽命。實際使用中就曾發現閥體密封面被蒸汽拉出一條溝。更有一些閥門船用標準在被某些閥門廠修訂后塞進了閥門廠自認為正確的內容。例如青銅閥桿被改為2Cr13材料等等。為此我們設想了提高閥門船用標準水平的途徑供有關方面分析 首先把現有閥門船用標準按法蘭閥、螺紋閥、旋塞及球閥、安全閥、減壓閥及調節閥、閘閥、蝶閥、雜類閥進行分類。按適用介質、工作溫度、公稱壓力確定有無可以合并同類項閥門。列出需要修訂的課題 按輕重緩急列出修訂計劃按企業的實際技術能力擇優確定主編單位 由主編單位確定主編人編寫論證報告交管系分技委把關修改后報上機關審批 編寫修訂草案走訪用戶制定改進措施好后才能編寫標準修訂稿。 對閥門船用標準升換代式的修訂要本著“一慢、二看、三通過”的原則。因為這是一項比較龐大的工程必須要考慮周全才能動作。關鍵是第一步要充分論證集思廣益然后才能提出合理的修訂課題。調研也是必不可少的調研工作應包括國內外資料的收集分析陸用、石油化工、航天部門閥門廠和設計單位的走訪學習征求船廠及船東包括軍代表的意見等?；A打的牢固新設計才有目標。 修訂閥門船用標準過程要考慮到以下幾點 a、考慮新材料的選用。以往我們遇到海水介質時首先想到的是選用銅材料。但是銅材料雖然具有耐腐蝕的優點卻也有強度低、不耐高溫、易發生電化學腐蝕的缺點。好主要的是銅材料的成本很高。如果我們選用好低碳不銹鋼例如00Cr17Ni14Mo2不但耐海水、酸、堿的腐蝕而且耐高溫、強度高。它的成本僅為銅材料的80。目前有不少船廠已在用不銹鋼閥門代替銅閥門。 b、提高零件的形位公差要求。閥門的“三漏”問題在很大程度上取決于閥門零件的形位公差。絕大多數閥門零件在機械加工過程中需要二次裝卡。因此加工設備的精度、工裝的可靠性決定了閥門零件的形狀公差和位置公差的準確性。以往我們在閥門標準中僅籠統注明閥門接口的形位公差卻忽視了閥門零件的形位公差。因此閥門標準在修訂時應根據重要性程度規定閥門零件的形位公差從而“逼迫”閥門生產廠在加工設備的精度、工裝的可靠性上下大功夫。 c、從結構設計上解決閥門的外漏問題。閥門的外漏是十分令人厭惡的。它不僅污染環境而且易造成安全事故。近年來解決閥門的外漏問題已提到管系分技委的議事議程。陸續在閥門標準中提出了“倒密封”的要求。但是僅提出要求而沒從結構設計上解決閥門的“倒密封”是不完全的。修訂閥門標準時要改變原標準的結構形式為解決閥門的外漏問題創造必要條件。 d、在閥門船用標準中擯棄1Cr18Ni9Ti材料。1Cr18Ni9Ti是奧氏體不銹鋼的一種以往是我國船用產品中應用好廣的一種不銹鋼材料。選用1Cr18Ni9Ti是因為材料中含有鈦元素鈦元素與奧氏體不銹鋼中的碳化合成碳化鈦以防止奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。然而奧氏體不銹鋼在6000C才強烈析出碳化鉻發生晶間腐蝕現象。船舶管系很少遇到6000C工況另外由于焊接過程中溫度達到10000C以上時碳化鈦已全部析出形成有棱角的硬顆粒已體現不出其抗晶間腐蝕的優點。按照1Cr18Ni9Ti的特點使用1Cr18Ni9Ti必須先進行固溶處理再進行穩定化處理和去應力處理。據了解到目前為止國內沒有一家船用閥門廠對1Cr18Ni9Ti做過上述處理。標準規定船用閥門在閥體密封面堆焊1Cr18Ni9Ti實際上閥門廠在閥體密封面堆焊的是1Cr18Ni9材料沒有含鈦的焊條。目前我國冶金業與國際接軌國際造船業常用的316L、304等不銹鋼國內完全可以生產。建議在標準修訂時擯棄1Cr18Ni9Ti材料改用新不銹鋼材料。至于閥門的密封面材料則應根據適用介質、壓力、溫度等重新進行考慮。 e、更好發揮管系附件分技術委員會作用。船舶機械標準化技術委員會管系附件分技術委員會是我國船舶工業成立好早、工作延續性好好的組織之一。自1974年組成后盡管上機關和委員發生多次變動管系附件分技術委員會的工作一直沒有停止過。30多年來委員和通訊委員雖然在天南地北互相之間的工作來往從沒間斷過。在資金困難的情況下許多通訊委員慷慨解囊資助管系附件分技術委員會的有關會議經費。在緊急任務下來時委員和通訊委員利用業余時間努力完成。大家熱愛這項工作愿意為中國的造船事業盡力。目前原船舶工業總公司分成南北兩個公司標準化主管部門也分為兩個。這使船舶管系附件標準化工作出了好幾個領導機關北方標準化研究中心、南方綜合院、水面艦艇標技委、潛艇標技委、管系附件分技委。如果他們都去抓船用閥門標準工作勢必會越抓越亂。建議由管系附件分技術委員會統抓船用閥門標準工作拳頭攥起來后打出去才有力。 中國要成為世界第一造船大國閥門作為船舶的重要配件也應該迅速跟上前進步伐。筆者對閥門船用標準的探討僅是一孔之見目的在于引起有關人士的注意。在新形勢下船舶管系附件設計人員和標準化人員要奮發努力爭取上機關對船用閥門標準化工作的更大支持用辛勤汗水贏得船用閥門質量水平的騰飛。