油氣工業(yè)對閥門技術(shù)的影響

雖然百年來石油、天i然氣開發(fā)和輸送所涉及的閥門產(chǎn)品范圍基本上沒什么變化，但閥門制造商一直不斷地更新閥門技術(shù)，積極應(yīng)對石油、天i然氣工業(yè)市場的變化。如果要在市場上保持領(lǐng)i先或不被落下，閥門制造商則要不斷更新閥門的設(shè)計、制造、服務(wù)、銷售的技術(shù)和過程。事實(shí)是石油公司對閥門廠商的要求越來越多：在提供合理價格的基礎(chǔ)上，先進(jìn)的閥門廠商必須擅長解決石油公司面對的問題，在工作環(huán)境更惡劣，環(huán)保要求更嚴(yán)格的情況下，延展閥門產(chǎn)品的性能，提供更多的服務(wù)能力。(2)有精l確的開度指示(3)有開度鎖定裝置非管理人員不能隨便改變開度。

( 1 )金屬密封世界市場對石油、天i然氣需求量迅猛增長，開發(fā)原i油的足跡也踏遍了地球每一個角落，原i油的提取對設(shè)備提出了新要求。例如，超深井技術(shù)對設(shè)備提出了超低溫和超高壓的挑戰(zhàn)。超重質(zhì)原i油的提取是贏利的可選項(xiàng)目，尤其在原i油每桶達(dá)到30美元時?，F(xiàn)在高濃度的瀝青烯以及其他的雜質(zhì)對原i油的輸送和加工造成了困難。通常輸油管道上用的軟密封球閥則不能適應(yīng)工況的要求了，這要求閥門廠商開發(fā)金屬密封球閥，并能適應(yīng)溫度、壓力的變化，甚至在輸送固體介質(zhì)(氫氧化物、焦炭等)時也要保證絕i對密封。爆i炸減壓指閥門內(nèi)的壓力迅速下降時，由于高壓作用滲透在密封中的CO2因壓力降低迅速膨脹，在閥門關(guān)閉過程中造成密封爆皮和斷裂，從而導(dǎo)致閥門失效的現(xiàn)象。而金屬密封技術(shù)得益于表面噴涂技術(shù)的發(fā)展。閥門廠商們希望使用這一技術(shù)保持市場的領(lǐng)i先地位，并把噴涂技術(shù)列入發(fā)展戰(zhàn)略，他們和研究所、大學(xué)合作，希望開發(fā)出下一代“超硬”涂層。

( 2 )防“爆i炸減壓” 2002 年，美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn) API 6D 規(guī)定：設(shè)計壓力高于 ASME Class 600等級的閥門產(chǎn)品必須設(shè)計防“爆i炸減壓”。爆i炸減壓指閥門內(nèi)的壓力迅速下降時，由于高壓作用滲透在密封中的 CO 2因壓力降低迅速膨脹，在閥門關(guān)閉過程中造成密封爆皮和斷裂，從而導(dǎo)致閥門失效的現(xiàn)象。一家石油公司在深海平臺上第i一次發(fā)現(xiàn)閥門爆i炸減壓現(xiàn)象，閥門失效后該公司不得不停止作業(yè)數(shù)周更換閥門，結(jié)果損失慘重。從此以后，石油公司要求閥門廠商提供的高壓閥門必須帶有防“爆i炸減壓”配置。具體作法是入l戶l口供水管安裝自力式流量控制閥，在地形高差不超出10米的建筑群的分支回水管上安裝手動的平衡閥。很快，閥門廠商迅速做出反應(yīng)，開發(fā)了防“爆i炸減壓”密封和防“爆i炸減壓”閥門以應(yīng)對苛刻的環(huán)境要求。

( 3 )含硫原i油的腐蝕走高的原i油價格使得煉油公司把目光放在了含硫原i油上，投資開發(fā)含硫原i油市場利潤豐厚，在長期供貨合同中也有價格競爭優(yōu)勢。但是含硫原i油中含有H 2 S 等腐蝕介質(zhì)，對設(shè)備的耐腐蝕性提出了新挑戰(zhàn)。閥門制造商可以提供 ISO15156 規(guī)定許可的材料，也可提供試驗(yàn)(按ISO15156 規(guī)定)數(shù)據(jù)以證明閥門材料的耐腐蝕性和長壽命，終用戶便把這些閥門制造商列入耐腐蝕閥門供貨商名單。水力工況和水力工況平衡一般地說供熱、空調(diào)的管網(wǎng)都是閉路循環(huán)的管網(wǎng)，其水力工況是指系統(tǒng)各點(diǎn)的壓力，各管段的流量、壓差。

( 4 )飛逸性排放 ISO15848規(guī)定了對閥門飛逸性排放設(shè)計的要求，制造商重新設(shè)計了普通閥門和特殊閥門的填料、密封排列以適應(yīng)更新的標(biāo)準(zhǔn)。但是新標(biāo)準(zhǔn)太籠統(tǒng)，要求太嚴(yán)格，所以還有很多石油企業(yè)制定了自己的排放標(biāo)準(zhǔn)，例如許多北美公司都參照API 622 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。閥門飛逸性排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善需要閥門制造商、用戶、標(biāo)準(zhǔn)制訂者三方相互合作，相互借鑒經(jīng)驗(yàn)，三方共同解決。這些閥門是靠管路中介質(zhì)本身的流動產(chǎn)生的力自動開啟和關(guān)閉的，屬于一種自動閥門。

( 5 )提前磨損和設(shè)備疲勞為追求經(jīng)濟(jì)利益，許多煉油企業(yè)都超負(fù)荷運(yùn)行。其結(jié)果是沒完沒了地增容生產(chǎn)設(shè)備和改造系統(tǒng)。企業(yè)對設(shè)備的期望大大超出了設(shè)計的初衷，這就要求閥門制造商未雨綢繆，主動參與用戶的諸項(xiàng)工作，避免生產(chǎn)過程不合理設(shè)計對閥門可靠性、壽命和安全的不良影響。現(xiàn)在高濃度的瀝青烯以及其他的雜質(zhì)對原i油的輸送和加工造成了困難。比如，應(yīng)用在熱力循環(huán)系統(tǒng)中的閥門容易造成零件熱疲勞，擁有工業(yè)流程經(jīng)驗(yàn)的閥門制造者會合理安排閥門，減小問題發(fā)生的可能性。

( 6 )預(yù)防性維護(hù)石油企業(yè)為了確保生產(chǎn)，要求安排設(shè)備維護(hù)周期。隨著閥門測試系統(tǒng)，電子硬件、軟件的發(fā)展，閥門的預(yù)防性維護(hù)已經(jīng)由一個智能化的概念變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。一小部分精通自動化控制的閥門制造商提供數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，量化閥門操作過程，提供閥門預(yù)防性維護(hù)時間。因此從設(shè)計上應(yīng)采取供回水都安裝平衡閥的方案，形成圖四的水壓圖。

( 7 )自動執(zhí)行機(jī)構(gòu)煉油過程自動化是大勢所趨，這中間的控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了相當(dāng)長的一段時間。閥門制造商在閥門上安裝自動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以達(dá)到自動控制生產(chǎn)的要求。自動執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)得到極大發(fā)展。從這一觀念出發(fā)一切用于水力工況平衡的閥門如調(diào)節(jié)閥、減壓閥、自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥都應(yīng)看成水力工況平衡用閥——平衡閥。另一方面，生產(chǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的廠商也向用戶提供安裝著執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥門產(chǎn)品。于是，執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門一體化的趨勢對單一的生產(chǎn)商形成了挑戰(zhàn)，畢竟用戶希望找一家企業(yè)解決問題更容易，避免發(fā)生扯皮現(xiàn)象。

( 8 )管線球閥天i然氣運(yùn)輸管道工程對閥門來說是一個非常龐大而有潛力的市場。對長輸管線的監(jiān)測非常重要。有的公司開發(fā)了智能裝置，用戶可用來對管線進(jìn)行探測。比如“smart pig”技術(shù)。這種機(jī)器人可以探測出管壁厚度，甚至腐蝕點(diǎn)。調(diào)試合格的系統(tǒng)如處于部分負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，在總流量減少時由平衡閥所調(diào)節(jié)的各分支管道會自動同比減少流量，但各分支管道所設(shè)定的流量比值不變。但是探測裝置對管線有通徑的要求，所以通徑球閥成為了長輸管線公司的首i選產(chǎn)品。另一方面，長輸管線要求閥門的壁厚盡量薄，閥門材料具有很高的屈服韌性、耐腐蝕性，以適應(yīng)管線伸縮、轉(zhuǎn)向、地區(qū)環(huán)境變化的要求。i重要的一點(diǎn)是，長輸管線的管理者要求購買的閥門壽命一定要長于管線本身的壽命。

ZLF自力式平衡閥是一種利用介質(zhì)本身的壓力變化來進(jìn)行自我調(diào)控，從而保持流經(jīng)該被控系統(tǒng)的流量不變的閥門，具有流量指示，可在線調(diào)節(jié)，適用于供熱及空調(diào)系統(tǒng)等非腐蝕性介質(zhì)。運(yùn)行前一次性測試調(diào)節(jié)，可使系統(tǒng)流量自動互定在預(yù)先設(shè)置的設(shè)定直，該閥門流量調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，操作簡單，運(yùn)行平穩(wěn)，性能可靠，使用壽命長。 [1] 平衡閥是一種特殊功能的閥門，閥門本身物特殊之處，只在于使用功能和場所有區(qū)別。靜態(tài)平衡閥的使用場合靜態(tài)平衡閥操作復(fù)雜，調(diào)節(jié)時需配備智能儀表，即使有專業(yè)的技術(shù)人員用戶流量的藕合現(xiàn)象也很難使用戶[1]平衡閥達(dá)到平衡狀態(tài)。 在某些行業(yè)中，由于介質(zhì)（各類可流動的物質(zhì)）在管道或容器的各個部分存在較大的壓力差或流量差，為減小或平衡該差值，在相應(yīng)的管道或容器之間安設(shè)閥門，用以調(diào)節(jié)兩側(cè)壓力的相對平衡，或通過分流的方法達(dá)到流量的平衡，該閥門就叫平衡閥。

調(diào)節(jié)閥的維修

調(diào)節(jié)閥維修分應(yīng)急維修、定期維修和預(yù)見性維修。應(yīng)急維修是調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障，不能滿足工藝操作要求時的維修。定期維修通常包括日常維修和與工藝停車大修同時進(jìn)行的維修。預(yù)見性維修是根據(jù)預(yù)見性維護(hù)的分析結(jié)果，有針對性地對有關(guān)調(diào)節(jié)閥部件的維修。平衡的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)采用集中量調(diào)節(jié)（比如水泵的變速調(diào)節(jié)等）時，不能采用平衡閥和自力式壓差平衡閥。應(yīng)急維修是調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障后的維修，定期維修和預(yù)見性維修是調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障前的維修。通常，調(diào)節(jié)閥的日常維修由儀表維修人員進(jìn)行，與大修同時進(jìn)行的定期維修由制造技術(shù)人員進(jìn)行。