化工管道设计中的问题初探集锦2.doc

国际通行的阀门采购方式初探摘要:传统的阀门采购方式与国际通行的阀门采购方式之间的差异。关键词：阀门 工程设计 采购 施工改革开放二十年，我国经济有了飞速发展，在工程建设领域的国际交流与合作也日渐增多，由工程公司总承包的建设形式，正在我国兴起并开始走出国门，这就要求我们必须尽快了解、适应国际上许多通行的工作方式，阀门采购也是其中之一。下面就我们在这方面的体会与大家共同探讨，目的是在今后的工作中能使买卖双方默契配合，加快步伐进入国际市场。1、阀门在化工装置中的重要性。阀门是化工管道的重要组成件之一，是为满足工艺要求，保证安全顺利生产而必须设置的管道元件。用于通断管道内流体、调节管道内流量或压力、控制管道内介质流向以及用于保护管道或设备安全等目的。化工用阀门有四个特点：1） 种类、规格、形式繁多；2） 所处的工作条件复杂、严酷；3） 自身结构复杂，技术要求高，制造困难，故有小型设备之称；4） 地位重要但又是管道中最薄弱环节。（易发生泄漏）这些特点使设计选型、选材和制造都很困难，因此，阀门选用（包括类型、材质、形式等）是否得当，阀门制造质量的优劣，将直接影响装置的运行，甚至危及工厂的操作人员的生命安全。另外，在各类化工、石化、石油天燃气装置中，管道材料费用约占项目总投资的1520%，而阀门又占管道材料费用的4050%。因此无论从使用角度还是经济角度看，阀门的选用与采购，必然会受到投资方或承包方的高度重视。2、阀门的质量问题和供求形势。如上所述，阀门质量对化工装置的重要性是不言而喻的。关于质量问题，下面简单介绍一组数据：据（1996年）劳动部对200起压力管道事故的原因分析显示：管理问题32.6%管道元件的直接质量问题27.3%安装问题18%设计11%腐蚀10.6%竣工试车0.5%这仅仅是对200起管道事故的分析，实际上有一部分质量问题在安装前的检验中已被纠正了。管道元件的直接质量问题估计约占1/3，这说明包括阀门在内的管道元件质量水平还有待提高。1998年我国经济学家宣布国内市场上100%的产品过剩。1999年新闻节目也报导：调查表明供需平衡或供大于求的产品达99.9%，这表明我国已经完全彻底地进入买方市场，阀门行业也不例外。在这种形式下，产品的销售只能依靠：第一，产品必须是质量上乘、对路的，价格是合理的；第二，售前售后服务必须是优质的，在投标运作过程中，要能够迅速、准确、优质地按照采购方（或询价方）的要求回应有关问题或文件。其中第一点是死的，就是你有没有过硬的技术，阀门做得好不好，即硬件；而第二点是活的，就是管理好不好，反应是不是快速，技术文件是否规范，也就是软件，而二者缺一不可。3、阀门采购的国际通行方式3.1 关于“MR”文件“MR”文件的英文名称为：“Material Requisition”即材料要求，一般“MR”文件包括两部分内容：1） 采购材料单“Material Requisition”(见附件一)2） 材料供货规定“Material Requisition for detailed supply of valve”，文字说明，（见附件二）。如果标书中附有一份“MR”文字的材料供货规定，阀门厂一定要认真研究这份文件中对于阀门的非常具体的要求，一般来说，这份“MR”文件是由采购方（比如我们寰球公司），按照标书中的要求、工程的实际情况编制好，发给阀门制造厂的，这份文字的文件是对采购单上各项目技术要求的补充，主要内容如附件二所示。3.2 工程公司在国际投标中的一般做法。工程公司一般是按标书的要求，对项目（工程）进行设计、采购、施工，三个方面的报价，实际在国际投标中工程公司就是卖方，在我们研究了发标者的要求后，再按标书要求对阀门供货商（即阀门厂）发出询价，一般有以下几种情况：1）简单报价。这个报价仅有采购材料单，没有“MR”文件文字的材料供货规定，采购材料单中有关阀门的描述比较简单，仅是一些基本的要求如：闸阀1/2、150lb、Flang-RF、WCB/13Cr、API602等，将材质、压力等级、连接方式以及制造标准等列出，这种情况，按采购材料单上的要求报价即可。（见附件一）2）初步报价。拿到采购材料单（与简单报价相同）及一份“MR”文件文字的材料供货规定，对照本厂产品提供报价并附上有关本厂的正式产品样本（中英文对照本）和“MR”文件中要求提供的其他资料。3）详细报价。拿到采购材料单（与简单报价相同）及一份“MR”文件文字的材料供货规定后，详细研究这份“MR”文件文字的材料供货规定，除上述二点要求的文件以外，还须列出本厂所能提供的产品与采购方的要求之间的“差异”，并将这些“差异”及时与采购方磋商，达成共识，以便顺利地进行详细报价。4、传统方式报价与国际通行方式报价的差异4.1 按型号报价。传统方式，仅在材料单上填写阀门型号，阀门厂按此单提供产品，比如Z61H-25、J41H-25等，不管什么工况，阀门型号一定，什么都不能变了。这好比是去饭馆吃包桌，只讲一桌多少钱，多少菜，至于实际上配什么菜，不可能都合口味。过去常说国产阀门寿命短，易内漏，除了制造方面原因以外，与供货方式不无关系，例如：设计人员要为某管道选阀门，其它零部件可能都符合要求，只有阀座材料不太合适，按传统做法很难办，因为是按型号选阀，材料是固定搭配的，只好勉强使用，结果由于阀座问题，很快损毁，阀门泄漏或报废。这种采购方式在国际上是完全行不通了，因为采购方只提供阀门的各种参数要求、制造标准，需要供货方判断自己能否满足它的各项技术要求，这就好比是下馆子点菜。从这个角度讲，对供货方的要求更高了，起码不是对照型号抄价格即可报价的事。目前还停留在以上传统供货方式的工厂，就要从硬件、软件两方面努力，一方面要加紧技术改造，使之可以做出各种标准的阀门。比如美国API标准，德国DIN等标准，另一方面要从技术文件到产品样本都能满足买方的要求、快速、准确地回应相关信息，当然，众所周知，出口产品执行的检验标准与国内产品检验标准是不一样的，因此要达到这个水平，技术还要上一个台阶。4.2 按国标（GB）或行标提供产品进行报价。我们国家陆续出了一些有关阀门方面的国家标准，例如：GB/T12252-89 通用阀门的供货要求GB/T13927-92 通用阀门压力试验等等，这些标准有些是参照或等效采用国际标准ISO的相关标准而编制的，有些标准则是自己编制的，既不等同也不等效使用，与一些国外标准差别还是较大的。检验标准也不尽相同，这样，对于直接进行国际投标，就存在一定的问题，只有对方认可我国的GB标准时，才可用，但由于我国标准在国际上的影响尚小，故在国际投标中要采用GB标准是很难的。4.3 按美国API标准、德国DIN、英国BS标准提供产品进行报价。随着改革开放的进程，这些年来我国引进了许多大中型化工装置，这些引进装置大多是采用欧美技术，其管道阀门，大多数采用的是美国ASME，API标准，德国DIN标准，英国BS标准等，目前国内已有相当的一批阀门厂可以生产这些相应标准的阀门，这也是随着市场的需要，不断引进新技术的结果，根据这几年我们与各阀门厂的合作，感到虽然有的厂在硬件方面可以满足生产需要，在产品质量，检验标准方面基本达到国际投标的要求，但质量还不太稳定，在软件方面也存在一些不足，比如文件资料准备的滞后，且质量较差，用计算机绘制图纸方面也有较大差距，甚至不知道该准备哪些文件，如何准备这些文件等。5、国际通行的采购方式对供货商的要求国际通行的采购方式对于供货商来说，采购过程应贯穿始终。从投标、中标后的技术准备到生产、检验、装箱、交货、验货等。5.1 投标从报价而言，拿到询价书后应积极作回应的准备，即采购材料单的报价及相关资料的准备，及时准确地报出去，并且对该项目进行跟踪。既然是报价就有中标和不中标的可能，不能因为报了几次没有中标就不再理睬，否则将失去客户。报价既不能漫天要价也不能不负责任，对于本厂不能生产或技术上达不到采购要求的部分阀门，切莫为了揽生意一概应承下来，要实事求是地，与采购方充分地沟通，以便落实到生产上。否则一旦供货与合同不符或供不了货，要负违约责任，受到很严厉的赔偿惩罚，甚至可能信誉扫地，很难再做生意了。5.2 中标后的技术准备一旦中标，就要立即按标书要求做技术准备，如用计算机做出阀门总装配图，包括外形尺寸，零件材质，连接面型式尺寸，制造标准等，尽快送给采购方确认；与采购方讨论可能存在的差异，及时回答采购方所提出的问题。这个过程可能要来回多次，直到采购方在你的总装图上签字以后，方可安排生产（见附件三）。这一点致关重要，国内厂家，包括比较优秀的一些厂家，虽然出口产品做了很多，但这方面与国际投标的贯用方式还有一些差距。5.3 保证验收交货合格。在生产过程中，一定要将标书中的“MR”文件研究清楚，将其中的一些要求，贯彻到生产中，保证验收交货合格。举个例子：有一批不锈钢阀门，在“MR”文件中要求出厂前要做固溶处理，不涂漆。但在生产过程中，由于工厂的技术部门未对这一条作特殊的交待，结果这批不锈钢阀门未做固溶处理，而且按国内贯常做法均被刷上了兰漆，最后验收时未通过，只好重新进行处理，延误了交货期，经济上受到很大损失。由此可见投标、中标固然重要，生产的每个环节也不能忽视。6、出厂产品的交工文件及交货（以下文件全部要求英文书写或中英文对照）。一、工厂自身的文件1检验证书4份（1正，3副）2材料清单4份（1正，3副）3质量证书4份（1正，3副）4检验报告/试验报告/性能报告4份（1正，3副）5装箱单&分装箱单5份（1正，4副）6备品备件清单（按规定格式）7图纸、技术文件及安装使用说明 4份（1正，3副）二、当地商检局出据的文件1检验证书3份（1正，2副）2商检放行单（供通关用）三、当地国税局出据的文件1 增值税发票2 出口货物专用交款书四、装箱单：（按规定格式要求）每个箱/捆必须有装箱单和分装箱单：内2份，外1份五、唛头包装箱外打字内容（按采购方要求）。六、交货地点：（按采购方要求）邮编：Fax：公司地址：仓库地址：收 货 人：工程设计中管道材料的代用摘要 探讨了在工程项目配管选材中，用我国材料标准替代国外材料标准时，应注意的问题。关键词 配管用材 材料标准 代用1、概述近年来，随着我国经济的迅猛发展，世界发达国家的技术标准和规范出现在国内各工程项目中越来越多，石油化工项目更是其中之一。该项目中，管道材料包括管子、管件、法兰和阀门等的使用量占整个项目的比例相当大，同时，由于石油化工行业的工况条件腐蚀性大、设计温度高、设计压力大，易燃易爆危险性大，故对管道材料的选用尤为重要。由于我国材料生产制造验收标准与美洲系列材料标准不同，在材料的化学成分及机械性能之间存在差异，及管道器材设计计算规范标准不同，因此，在使用国内材料替代国外材料时，必须考虑国内材料的适用范围。2、工程设计中管道材料代用举例在某石化项目中，外方采用碳钢无缝管材料为A106GR.B，焊接管材料为API5L GR。B；同样碳钢法兰材料为A105标准为ASME B16.5。而这些项目中的管子和法兰采用国内材料及标准，一般碳钢管子材料为20#标准为GB8163；焊接碳钢管材料为20R标准为GB6654；碳钢法兰材料为20#或16Mn标准为SH3406。但不能盲目替代。例1某配管材料等级；工艺介质液氨、腐蚀裕度为1mm、设计温度为260、设计压力为4.0Mpa、管道通径为24、材料用20R替代API5LGR.B，根据我国国家标准GB150-1998钢制压力容器计算管子设计壁厚16.5mm以上，而国外工程总承包公司使用14.27mm壁厚。例2某配管材料等级：锅炉给水介质、设计温度为350、设计压力为13.8Mpa、管道通径为14、材料用20#替代A106GR.B，根据我国国家标准GB150-1998钢制压力容器计算管子设计壁厚32.3mm以上，而国外工程总承包公司使用27.79mm壁厚。例3某配管材料等级：高压蒸汽或锅炉给水介质，设计温度为350与设计压力为6.15Mpa，该等级中，国外工程总承包公司采用法兰为：材料A105标准ASME B16.5 600lb；突面。而国内用法兰材料为20#标准为SH3406、10.0MPa、突面，查标准得出：20#材料在PN10.0MPa公称压力、350时，压力值为4.78MPa，显然不能满足设计要求。3、工程设计中管道材料代用存在差异的因素3.1 国内外材料标准对比由于国内材料制造、材料标准的使用范围与国外材料存在着差异，见表1 ASME B31.3美国国家标准化工厂和炼油厂管道与GB150我国国家标准钢制压力容器对应表。见表2 ASME B16.5美国国家标准管法兰和法兰管件与SH3406中国石油化工总公司石油化工钢制管法兰对应表。表1 管子材料及标准许用应力对应表材料及标准常温强度指标（MPa）在下列温度下的许用应力（MPa）bS204260315343A106B（API5LB）414241.5138130.4119.4117.320（GB8163）3902451201079792A312 A 358 304517.5207129120.8113.2111.80Cr18Ni9（GB/T14976）128118112111A312 316H517.5207133.2123.5117.3115.20Cr17Ni12Mo2（GB/T14976）130122115113表2 法兰材料及标准对应表 法兰公称压力2.0 MPa(150Ib)材料及标准在下列工作温度下最高无冲击压力（MPa）37.893.3149204260315343371399A105(ASME B16.5)2.01.81.61.41.21.00.90.80.720(SH3406)1.521.421.351.271.120.970.840.740.6516Mn(SA3406)1.91.771.581.41.180.970.840.740.65304(ASME B16.5)1.91.71.41.31.21.00.90.80.70Cr18Ni9(SH3406)1.751.571.391.261.150.970.840.740.65 法兰公称压力5.0 MPa(300Ib)材料及标准在下列工作温度下最高无冲击压力（MPa）37.893.3149204260315343371399A105(ASME B16.5)5.24.84.64.54.23.93.83.83.620(SH3406)3.853.563.393.12.72.452.392.32.1916Mn(SA3406)5.14.964.774.343.653.573.473.37304(ASME B16.5)5.14.23.73.33.12.92.92.92.80Cr18Ni9(SH3406)4.74.093.633.232.882.812.782.75 法兰公称压力10.0 MPa(600Ib)材料及标准在下列工作温度下最高无冲击压力（MPa）37.893.3149204260315343371399A105(ASME B16.5)10.49.59.38.98.57.77.67.57.120(SH3406)7.77.126.786.255.5554.784.584.3816Mn(SA3406)10.29.929.548.658.27.357.146.946.74304(ASME B16.5)10.18.57.46.66.25.85.75.75.60Cr18Ni9(SH3406)9.488.187.276.456.085.75.615.555.49 法兰公称压力15.0 MPa(900Ib)材料及标准在下列工作温度下最高无冲击压力（MPa）37.893.3149204260315343371399A105(ASME B16.5)15.614.313.913.412.611.511.311.310.620(SH3406)11.510.710.29.48.37.57.176.876.5716Mn(SA3406)15.314.914.3131211.110.710.410.1304(ASME B16.5)15.212.711.29.99.28.88.68.58.40Cr18Ni9(SH3406)14.212.310.99.7598.58.428.38.24 法兰公称压力25.0 MPa(1500Ib)材料及标准在下列工作温度下最高无冲击压力（MPa）37.893.3149204260315343371399A105(ASME B16.5)26.123.823.122.321.119.318.918.817.720(SH3406)19.217.816.915.513.51211.911.510.916Mn(SA3406)25.524.823.921.520.318.517.917.416.9304(ASME B16.5)25.421.118.616.515.414.614.414.2140Cr18Ni9(SH3406)23.720.418.216.315.114.31413.913.7从ASME B31.3化工厂和石油炼制厂管路标准中可以看出A106材料使用温度范围大（-28.9565），从表1中可以看出：A106材料在高温下的许用应力比20#高，它随着温度的升高，其强度下降较慢，许用应力值大于约20%的20#材料许用应力，尤其在260371范围内。因此在材料代用时必须考虑强度是否能承受。同时，还要考虑我国材料标准适用范围。从A105 ASME B16.5法兰标准中可以看出该材料使用温度范围大（-28.8538），从表2法兰材料标准对应表中可以看出A105 ASME B16.5法兰材料在高温下的最高无冲击压力比20#SH3406高，尤其在公称压力大的情况下，因此，在管道材料选用时必须严格按我国材料标准。根据每个工况条件（介质、温度和压力），逐个选用更合理的材料及标准。3.2 我国材料与国外材料的化学成分对比从表3中可以看出，我国材料20#钢的含碳量和含锰量比ASME B16.5A105和A106GR B材料来得低，故其强度也低。因为金属中的碳的含量越高，在亚共析范围内，铁素体量减少，珠光体量增加，其组织的相对量及其分布特点的变化，直接影响其材料力学性能。金属中的锰含量增加，易于溶入铁素体，起到固溶强化，并使钢材在轧后冷却时得到比较细的而且强度较高的珠光体，在同样含碳量和同样冷却条件下，珠光体的相对量增加，从而提高碳钢强度。我国材料16Mn与A105和A106GR B材料的化学成分较接近，故其机械性能也相近。但材料使用范围不同，设计选用材料时应注意。4、结论由于我国与国外标准规定的材料冶炼方法、生产形式、力学性能和弯曲性能试验的试样型式、尺寸、加工要求、试验方法等验收要求不同，决定了该材料适用范围，不但要看材料常温时的机械性能，而且要看材料随着温度变化时的强度，所以，在管道材料选用时，必须严格按材料生产国相应规范和标准的规定。只有这样，才能保证材料安全使用，保证工程项目安全运行。表3A105ASME B16.5C%0.35Mn%0.6-1.05P%0.04S%0.05Si%0.35A106GR BC%3Mn%0.29-1.06P%0.025S%0.025Si%0.116MnGB8163C%0.12-0.2Mn%1.2-1.6P%0.045S%0.045Si%0.20.55SH340620#GB8163C%0.17-0.24Mn%0.35-0.65P%0.035S%0.035Si%0.170.37SH3406GB66540Cr19Ni9GB/T14976C%0.8Ni%8.0-11.0Cr%17-19Si%0.03Mn%2.0P%0.035S%0.03304 A312C%0.08Ni%8.0-11.0Cr%18-20Si%0.75Mn%2.0P%0.4S%0.03旋塞阀的功能与应用摘要 本文介绍了旋塞阀的分类、密封原理和选用原则。并根据世界各国的输油及输气管线广泛采用油封式旋塞阀和压力平衡式倒锥油密封旋塞阀的情况，重点介绍其特点和应用。1、概述旋塞阀是关闭件成柱塞形的旋转阀，通过旋转90使阀塞上的通道口与阀体上的通道口相通或切断，实现开启或关闭的一种阀门。该类阀门的流阻比截止阀、蝶阀、柱塞阀小得多，只比全通径球阀略大，阀塞的形状可制成圆柱形，如图1所示；或圆锥形，如图2所示。目前我国只生产圆锥形旋塞阀中的填料式和紧定式。其公称压力PN1.6MPa，公称通径DN150mm，应用在城市煤气、食品、医药、给排水、化工等行业。在输油和输气管线上使用的大部是进口美国AUDCO公司的油封式和压力平衡式倒锥油密封旋塞阀。由于该产品进口价格很高，在我国管线上应用还不普遍。以公称压力PN5.0MPa，公称通径DN100mm为例，进口一台大约需2.5万元人民币，一条一千公里的输油或输气管线的支管和泵站上大约需用不同压力级，不同规格的旋塞阀几百台，可见研制开发出输油、输气管线上用的旋塞阀的经济效益和社会效益就显而易见了。在圆柱形阀塞中，通道一般成矩形；而在锥形阀塞中，通道成梯形。这些形状使旋塞阀的结构可以设计得紧凑和轻巧，有利于使用和安装。旋塞阀最适用于作为切断和开启以及分流使用。由于旋塞阀密封面之间运动带有擦拭作用，而在全开时可完全防止与流动介质的接触，故它通常也能够用于带悬浮颗粒的介质。旋塞阀的另一个重要功能是它易于适应多通道结构，以至一个阀可以获得两个、三个、甚至四个不同的流道，这样可以简化管道系统的设计，减少阀门用量以及设备中需要的一些连接配件。无润滑式带衬套的旋塞阀，应用于石油化工、化工等行业，尤其用在不允许使用润滑剂的介质中。2、旋塞阀的分类（1）圆柱形旋塞阀（如图1所示）圆柱形旋塞阀的使用在一定程度上要看阀塞与阀体之间的密封情况。一般圆柱形旋塞阀经常使用四种密封方法，即利用密封剂、利用阀塞膨胀、使用O形密封圈、使用偏心旋塞楔入阀座密封圈来实现密封。不过最常用的密封靠密封剂来实现。圆柱形旋塞阀的密封靠阀塞和阀体之间的密封剂来达到。密封剂是用螺栓或注射枪经阀塞杆注入密封面的，因此当阀门在使用时，就可通过注射补充的密封剂来有效地弥补其密封的不足。由于密封面在全开位置时被保护而不与流动介质接触，所以润滑式旋塞阀特别适用于腐蚀性介质。但润滑式旋塞阀不宜用于节流，这是因为节流时会从露出的密封面上冲掉密封剂，这样阀门每次关闭时，要对阀座的密封面注入密封剂。该阀的缺点是对密封剂的添加常需人工来做，采用自动注射虽能克服这一缺点，但需增加添装设备的费用。一旦由于缺乏保养或由于密封剂选的不妥当，或者在密封面之间产生了结晶及阀塞在阀体中不能转动时，这时就须对阀门进行清理或维修。图1所示的圆柱形旋塞阀，在阀体内装有一个聚四氟乙烯套筒的阀塞密封，它用压紧螺帽压紧在阀体内，靠阀塞对聚四氟乙烯套筒的膨胀力来达到密封。（2）圆锥形旋塞阀圆锥形旋塞阀密封副之间的泄露间隙可通过用力将阀塞更深的压入阀座来调整。当阀塞与阀体紧密接触时，阀塞仍可旋转，或在旋转前从阀座提起旋转90，而后再压入密封。（3）紧定式圆锥形旋塞阀（如图3所示）旋塞阀不带填料，阀塞与阀体密封面间的密封依靠拧紧旋塞下面的螺母来实现，一般用于PN0.6MPa的场合。（4）填料式圆锥形旋塞阀（如图2所示）填料式圆锥形旋塞阀阀体内带有填料，通过压紧填料来实现阀塞与阀体密封面之间的密封。这种填料式圆锥形旋塞阀的密封性能较好，大量用于公称压力1.01.6MPa。阀体下面的螺钉起到阀塞和阀体之间配合松紧的调节作用。（5）油封式圆锥形旋塞阀（如图4所示）油封式圆锥形旋塞阀由于采用了强制润滑，用油枪把密封脂强制注入阀塞和阀体内的油槽，使阀塞和阀体的密封面间形成一层油膜，从而提高旋塞阀的密封性能，并且使开启和关闭阀门时省力，同时亦可防止密封面受到磨擦损伤，起到保护密封面的作用。所用润滑脂的成分可根据工作介质的性质和工作温度而定。该类旋塞阀的公称压力为Class150Class300，公称通径为15-300mm，广泛用于输油和输气管线。（6）压力平衡式倒圆锥形旋塞阀（如图8所示）压力平衡式倒圆锥形旋塞阀的阀塞和阀体之间的密封主要依靠密封脂和介质本身的压力来实现。其公称压力为Class150Class2500，公称通径为15-900mm，主要用于石油、天然气的输送管线。（7）聚四氟乙烯套筒密封圆锥形旋塞阀（如图5所示）为了克服油封式旋塞阀经常须注入润滑剂来保持密封的问题，就设计出图5所示的圆锥形旋塞阀。该种旋塞阀在阀体内镶入一个聚四氟乙烯套筒，阀塞在镶有聚四氟乙烯套筒的阀体内旋转，由于聚四氟乙烯磨擦系数较低，因此避免了与阀塞的粘滞。不过由于密封面积大和密封应力高，操作力矩仍较大。但另一方面由于密封面积大，即使密封表面上有某些损坏，仍能较好地防止泄漏。但这种旋塞阀的使用温度受聚四氟乙烯材料的限制，只能应用于工作温度在150以下。（8）三通式或四通式锥形旋塞阀（如图6所示）三通或四通式锥形旋塞阀多为填料式或油封式锥形旋塞阀。主要多用于需分配介质的场合。（9）高温耐磨旋塞阀（如图7所示）该类旋塞阀的阀体、阀盖用铬镍钛耐热钢制成，阀塞用铬钼合金钢制成，阀座密封圈用铬镍钛耐热钢堆焊硬质合金制成。开启或关闭时，先用杠杆手柄微抬起阀塞，然后再用手轮旋转旋塞阀90，达到开启或关闭旋塞阀的目的。该阀的公称压力为1.6MPa，公称通径50100mm，工作温度为580，适用介质为含砂重油。另可按密封面材质分类（非金属密封材料、金属密封材料、油膜密封）、按工作压力分类（真空、低压、中压、高压）、按工作温度分类（高温、中温、常温、低温、超低温）、按连接方式分类（法兰连接、内螺纹连接、外螺纹连接、焊接连接、夹箍箱连接、卡套连接）3、旋塞阀的密封原理根据旋塞阀的结构和密封副材料的不同，旋塞阀可分为金属密封、油脂密封和非金属软质材料密封。采用金属密封时，不但需要较高的表面精度和较准确的形状位置公差，而且需要较高的密封比压，以达到所需的密封性能。采用油脂密封和非金属软质材料密封时，则需要较准确的几何形状。根据以上的要求，密封副的结构设计有许多种，其密封原理也不尽相同。（1）柱形聚四氟乙烯密封旋塞阀。如图5所示的圆柱形旋塞阀，阀体内套有一个和阀盖相配合的聚四氟乙烯套筒，它用压紧螺帽压紧于阀体内的座圈上，其密封是靠阀塞和聚四氟乙烯套筒之间一定的过盈量来实现，也就是阀塞对聚四氟乙烯套筒的挤压力来达到密封。因此，要求阀塞和聚四氟乙烯套筒的表面粗糙度数值一定要小，才能达到密封所要求的比压。如果阀座套筒需要再次压紧以便使套筒恢复密封，则必须在阀门关闭位置进行，以防止把聚四氟乙烯套筒压入流道内。（2）紧定式圆锥形旋塞阀。如图3所示的旋塞阀，阀门不带填料，阀塞与阀体密封面之间靠本体的金属来密封，密封力靠拧紧阀塞下螺母实现。为了使较小的预紧力便能达到密封，阀塞和阀体密封面的表面粗糙度一定要小，锥度配合一定要准，才能使该类旋塞阀易实现密封。该阀易于维修和清理，清理和检修时，拧松下面的螺母，撤出垫圈，阀塞便可从阀体中取出进行清理或维修。奥氏体不锈钢制成的该类旋塞阀，应用于食品行业和医药行业为最佳选择。（3）填料式圆锥形旋塞阀。如图2所示的填料式圆锥形旋塞阀，其阀体内带有填料，通过压紧填料来实现阀塞和阀体之间的密封。该类阀是使用非润滑的金属密封件。由于这种密封之间的磨擦力较高，为保证阀塞在阀体内能够转动自如，所允许的密封负载要受到限制。因此密封面的泄漏空隙相对较宽，故这种阀只有使用在具有表面张力和粘性较高的液体时才能达到满意的密封，但是，如果在组装前在阀塞上涂一层密封脂，那么这种阀也可以用于潮湿气体，例如湿的或含油的压缩空气。这种填料式圆锥形旋塞阀密封性能较好，尤其是外漏的密封性更好，大量用于公称压力PN1.6MPa的场合。阀体下面的螺钉可以起到阀塞和阀体配合松紧的调节作用。（4）油封式圆锥形旋塞阀。如图4所示的油封式圆锥形旋塞阀，此阀的密封靠阀塞和阀体之间的密封剂来达到。密封剂是用螺栓或注射枪经阀塞杆内的止回阀注入阀塞和阀体的密封面的。在阀塞和阀体密封面上，有贮存密封剂的油槽。当阀门在使用时，就可以通过止回阀、油槽来注射补充密封剂，从而有效地弥补其密封剂的不足。如果该阀的预紧力不够时，再注射密封剂也不能保证密封时，可拧紧压填料的螺栓来增加预紧力，以保证密封，同样，该阀的阀塞和阀体密封面的表面粗糙度数值要小，其几何形状精度和圆锥形阀塞和阀体的锥度要准确，才能保证用较小的预紧力就能保证密封，从而阀塞在阀体内的转动才能自如。由于密封面在全启位置时被保护而不与流动介质接触，同时损坏的密封面较不易修复，所以润滑式旋塞阀特别适用于磨蚀性介质，但是，润滑式旋塞阀不宜用于节流。这是因为节流时会从露出的密封面上冲掉密封剂，这样阀门每次关闭时，都要对阀体密封进行重复加注密封剂。该类阀门最适宜用于油田或气田的分支管上。（5）压力平衡式倒圆锥形旋塞阀，阀塞由阀盖中的螺栓对其位置进行调节，而密封剂是从阀杆末端注入阀体的。为了防止介质压力将阀塞推入阀座，阀塞端部开有平衡孔，而阀塞小头的平衡孔内没有介质，只能到小头端部的止回阀，它可使介质压力进入阀塞两端的空腔内。如图8所示。这种阀的密封也是靠阀塞和阀体之间的密封剂来实现的。这样的设计可使这种旋塞阀适用于很高的压力，可达Class2500。此时不会由于介质压力将阀塞推向阀座圆锥面而不能操作。能达到如此高的压力还能保持密封，主要取决于阀塞和阀体密封面的锥度要完全一致，且表面粗糙度数值一定要在Ra0.4以下，再注入密封脂才能保证达到密封要求。（6）聚四氟乙烯套筒密封圆锥形旋塞阀。如图6所示，在阀体内镶有聚四氟乙烯内孔为正圆锥形套筒，阀塞在正圆锥形套筒内旋转，达到启闭阀门的作用。其密封面间的密封比压，靠压紧阀塞的螺栓来实现，使旋塞阀达到密封。调整螺栓的压紧力的大小，即可使旋塞阀操作省力又能保证密封性能。但由于密封面积大，如果调整不好，使密封比压过高，操作扭矩亦较大。另外，由于使用了聚四氟乙烯套筒，也可将旋塞阀应用在由于密封面相互接触会产生粘滞的贵重材料的那些场合中。4、旋塞阀的选用原则根据旋塞阀的结构特点和设计上所能达到的功能，建议按下列原则选用：（1）用于分配介质和改变介质流动方向，其工作温度300，公称压力PN1.6MPa、公称通径300mm，建议选用多通路旋塞阀。（2）牛奶、果汁、啤酒等食品企业及制药厂等的设备和管路上，建议选用奥氏体不锈钢制的紧定式圆锥形旋塞阀。（3）油田开采、天然气田开采、管道输送的支管、精炼和清洁设备中，公称压力级Class300、公称通径300mm，建议选用油封式圆锥形旋塞阀。（4）油田开采、天然气开采、管道输送的支管、精炼和清洁设备中，公称压力级CL2500、公称通径900mm、工作温度340，建议选用油封式圆锥形旋塞阀。（5）在大型化学工业中，含有腐蚀性介质的管路和设备中，要求开启或关闭速度较快的场合，对于以硝酸为基的介质可选用聚四氟乙烯套筒密封圆锥形旋塞阀；对于以醋酸为基的介质，可选用Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢镶聚四氟乙烯套筒密封圆锥形旋塞阀。（6）在煤气、天然气、暖通系统的管路中和设备上，公称通径200mm，宜选用填料式圆锥形旋塞阀。5、开发与应用目前世界各国的输油和和输气管线广泛采用油密封式旋塞阀和压力平衡式倒锥油密封旋塞阀，效果很好，尤其是天然气管线效果更佳。天然气开采出来后，可能夹杂一些颗粒性物质，若使用聚四氟乙烯阀座密封的球阀，因介质中夹杂一些固体颗粒会损坏球阀密封面，造成泄漏。油密封式旋塞阀或压力平衡式倒锥密封旋塞阀在开启或关闭过程中对密封面有擦拭作用，可以除去固体颗粒，不致划伤密封面，又由于金属对金属密封，中间又有密封脂，所以可以很好的解决介质中带有固体颗粒的问题，因此被世界输油、输气系统广泛采用。最近AUDCO阀门公司研制开发出油密封和压力平衡式倒锥油密封旋塞阀，应用于我国的石油天然气管线，同时还开发出聚四氟乙烯套筒密封圆锥形旋塞阀，其油密封旋塞阀和压力平衡式倒锥油密封旋塞阀的公称压力级为Class150、300、600、900、1500、2500，公称通径为DN50600mm，适用于输油和输气管线上作为启闭装置。目前生产的AUDCO阀已部分的应用于我国的输油输气管线上，效果极佳、用户满意。我国在西气东输的分支管线及泵站上完全可以应用此阀替代球阀和平板闸阀。在国内，浙江方正阀门厂已开发生产这两种旋塞阀。部分应用到伊拉克输油输气管路上。建议有关阀门生产厂家尽快开发这两种旋塞阀。不锈钢容器及管道的局部腐蚀摘要 针对在化工行业中局部腐蚀的危险性，本文着重介绍了局部腐蚀中的晶间腐蚀和应力腐蚀发生的条件、机理以及防范的措施。关键词 局部腐蚀 晶间腐蚀 应力腐蚀 残余应力1、局部腐蚀金属和它所处的环境之间发生化学或电化学作用而引起的变质和破坏称为金属腐蚀。腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。腐蚀有很多分类方法：按作用的性质可分为化学腐蚀和电化学腐蚀；按腐蚀的形态可分为一般（全面、均匀）腐蚀和局部腐蚀。我们在选择耐腐蚀材料特别是不锈钢材料时，既要考虑其耐一般腐蚀的性能，又要考虑其耐局部腐蚀的性能。在一些水介质和化工介质中，后者更需予以注意。而在不锈钢化工设备和管道中最常见的局部腐蚀为晶间腐蚀和应力腐蚀：（1）晶间腐蚀不锈钢的晶间腐蚀是不锈钢晶粒边界在特定的腐蚀介质中受到腐蚀，使晶粒之间丧失活动的一种局部破坏。它是人们最为关注、最为常见的腐蚀破坏形式。晶间腐蚀出现在焊接构件的焊缝热影响区或构件经过450850加热的部位，在介质作用下导致这些部位的泄漏或破损；产生晶间腐蚀的设备、部件等，其尺寸、外形几乎没有变化且无任何塑性变形；除受腐蚀的区域外，其它部位没有任何腐蚀的迹象，仍具有明显的金属光泽；局部取样检查，受腐蚀部位的强度、塑性已严重丧失、冷弯时不仅出现裂纹，严重时常常出现脆断和晶粒脱落且落地无金属声。在金相显微镜和扫描电镜下观察晶间腐蚀部位的金相组织，可以明显看到钢的晶界由于受腐蚀而变宽，多呈网状，严重时还有晶粒脱落现象。常见的晶间腐蚀应用贫铬理论可得到圆满的解释。Cr-Ni奥氏体不锈钢在使用前或冶金厂出厂交货状态多为固溶处理状态，即将不锈钢加热到高温（10001150左右，随钢种而异），保温后快冷（一般为水冷）。此时，当Cr-Ni奥氏体不锈钢中含碳量在0.02%0.03%以上时（随钢中含Ni量而异），碳在钢中便处于过饱状态。随后，在不锈钢的加工及设备、构件的制造和使用过程中，若再经过450850的温度加热（例如焊接或在此温度范围内使用），则钢中过饱和的碳就会向晶界扩散、析出并与其附近的铬形成铬的碳化物。在常用的Cr-Ni奥氏体不锈钢中，这种碳化物一般为Cr23C6。由于这种碳化物含有较高的Cr，所以铬碳化物沿晶界沉淀就导致了碳化物周围钢的基体中Cr浓度的降低，形成所谓“贫铬区”。当铬碳化物沿晶界沉淀成网状时，贫铬区亦连接呈网状。不锈钢耐腐蚀是由于在介质作用下，钢中含有足以使钢在此介质中钝化的铬量。而贫铬区铬量不足，使钝化能力降低，甚至消失，而奥氏体晶粒本身具有足够钝化（耐蚀）能力，因此，在腐蚀介质作用下，晶界附近连成网状的贫铬区便优先溶解而产生晶间腐蚀。（2）应力腐蚀不锈钢的应力腐蚀破裂是在静拉伸应力与特定的腐蚀环境共同作用下而发生的一种腐蚀破坏。它是不锈钢局部腐蚀破坏中最常见、危害最大的一种。构成应力腐蚀破裂有三个要素：应力；腐蚀（特定的材料与介质的组合）；破裂。前二者是构成破坏的起因，后者是表现形式。应力可以是由冷作、焊接、热加工、热处理等引起的材料残余应力，亦可能是由负载、振动、操作等引起的外加应力或热应力。现场事故表明，由加工、安装产生的残余应力引发的应力腐蚀破裂占了压倒的多数，可达80%左右。因此可以认为，生产实践中有相当数量的应力腐蚀破裂是由加工、安装引起的。工程事故的分析经验表明，不锈钢制设备和管道，包括未经使用的设备和管道，一旦发生突然性的泄漏或损坏，而泄漏或损坏部位又未见明显的塑性变形，那常常是由应力腐蚀而造成的。识别应力腐蚀的主要依据是裂纹特征和断口形貌。裂纹特征：应力腐蚀的宏观裂纹均起自于不锈钢表面且分布具有明显的局部性；裂纹的走向与所受应力，特别是与残余应力有密切关系；裂纹常呈龟裂纹的微观形貌多为穿晶型，但也多见沿晶型和穿晶+沿晶混合型；裂纹的宽度较小，而扩展较深，裂纹的纵深常较其宽度大几个数量级；裂纹既有主干又有分支，典型裂纹多貌似落叶后的树干和树支，裂纹尖端较锐利。裂纹扩展方向一般垂直于施加（或残余）应力的方向。随着应力腐蚀破裂向材料内部扩展，材料的横截面减小，最后的破断可能是由机械作用造成的。断口形貌：应力腐蚀的宏观断口多呈脆性断裂。断口的微观形貌，穿晶型常见河流、扇形、鱼骨、羽毛等花样；而沿晶型则多为冰糖块状花样。当然，若采用常规的化学分析，扫描电镜能谱分析和电子探针显微分析等手段，对使用环境、断口和腐蚀产物等做进一步的分析，必要时，对不锈钢制设备和管道的应力状态做详细地了解和测定，不仅对破坏性质可做出准确结论，而且还可对产生应力腐蚀的原因做出明确地判断，从而可提出切实可行的防止措施。导致各类不锈钢应力腐蚀的常见介质是含CL-和氧的大气和工业水、海水等。由于Cr-Ni奥氏体不锈钢用量最大，应力腐蚀事故也最多。表1列出了使Cr-Ni奥氏体不锈钢产生应力腐蚀的常见介质。表2 引起Cr-Ni奥氏体不锈钢应力腐蚀的常见介质（1） 各种氯化物或含氯化物的溶液（2） 盐水、海水、河水、井水、高温高压水、水蒸气和海洋性大气（3） 氢氧化物、例如KOH、NaOH的水溶液（4） 硝酸和硝酸盐（5） 氢氟酸、氟硅酸和含F-的水溶液（6） HNO3+HF和HNO3+HCL+HF的酸洗液（7） 硫化氢水溶液（8） 连多硫酸（H2SXO6（9） 硫酸和亚硫酸盐应力腐蚀开裂问题是机械和化学两大学科的交汇，总量大于局部之和。控制材料的机械指标或其介质的浓度，虽都有助于降低应力腐蚀开裂的敏感性，但都无法从根本上完全避免其发生。在应力腐蚀问题上，对于一些常见的已有成熟经验的“材料介质”组合，我们已有一些行之有效的控制；如：奥氏体不锈钢压力容器用水进行液压试验时，水中的氯离子含量不超过25mg/L；HG20581-1998钢制化工容器用材选用规定中对于湿H2S、NaOH、液氨这三种应力腐蚀环境提出了一系列控制方法和指标。严格执行这些要求可大大降低应力腐蚀开裂倾向，从而达到工程上可以接受的程度。在目前的工程设计标准和规范中还没有对以应力腐蚀开裂为代表的金属局部问题形成统一的规定，而事实上以往工程中在应力腐蚀的一些具体问题上走的往往是一条“亡羊补牢”的过程.即：通过对已发生的重要而典型的应力腐蚀开裂事故采用多种手段进行失效分析，找出各种影响因素，在改变工况、材料、结构、介质等诸多因素中，根据需要与可能，采取相应措施，解决问题。3、实例某厂德士古气变换系统不锈钢管道自1995年6月25日投入调试，至9月11日发生泄漏现象。在此期间该管道开机六次，实际累计操作运行时间28天左右，而其余50天处于停机状态。经检验发现，泄漏是由于管道环焊缝自内向外开裂所引起的。（1）介质成分该厂德士古气进入变换系统是采用45714mm的304奥氏体不锈钢有缝管（纵缝）焊接连接而成。在正常情况下，德士古气经过此段降温后将进入甲醇装置。变换反应为：CO+H2OCO2+H2。气体温度为150180，压力3538atm。