大口径管线阀门制造和质量控制-上海耐莱斯ppt课件

1、大口径管线阀门制造与质量控制大口径管线阀门制造与质量控制上海耐莱斯上海耐莱斯詹姆斯伯雷阀门有限公司詹姆斯伯雷阀门有限公司蔡守连蔡守连大口径管线阀门制造与质量控制大口径管线阀门制造与质量控制.为什么要研制、生产大口径管线球阀？大口径管线球阀应是什么结构的？为什么要研制、生产大口径管线球阀？大口径管线球阀应是什么结构的？.大口径管线球阀有哪些要求大口径管线球阀有哪些要求.要在批量生产中满足这些要求，怎么制造？怎么做好质量控制？要在批量生产中满足这些要求，怎么制造？怎么做好质量控制？2009年11月16日，车辆在重庆市南岸区融侨半岛附近排队等待加气。新华社记者陈诚摄2009年11月16日，武汉一批等

2、待加气的天然气出租车停在路边。研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性天气原因使北方油品资源难以通过常规车运和船运天气原因使北方油品资源难以通过常规车运和船运到达南方，使得国内南方大部分油品供应紧张。到达南方，使得国内南方大部分油品供应紧张。冬季原本就是天然气的需求旺季，取暖需求和燃料冬季原本就是天然气的需求旺季，取暖需求和燃料需求大幅增加。雨雪天气造成大部分地区气温骤降，需求大幅增加。雨雪天气造成大部分地区气温骤降，国内天然气需求大幅增加。国内天然气需求大幅增加。 研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性为减少能源运输受

3、天气的影响程度，实现全天候能为减少能源运输受天气的影响程度，实现全天候能源运输，必须大力发展长输管线源运输，必须大力发展长输管线研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性输送压力越高，大口径的输送管道的能量损失比小输送压力越高，大口径的输送管道的能量损失比小口径的越小；在相同输送量的情况下，大口径管道口径的越小；在相同输送量的情况下，大口径管道可以使用比小管道更低的输送压力，可以进一步减可以使用比小管道更低的输送压力，可以进一步减少输送能量损失。少输送能量损失。研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性从国外的建设和运输的经验

4、来看，在相同输送量的从国外的建设和运输的经验来看，在相同输送量的情况下，建一条大口径的管线比建几条小口径的管情况下，建一条大口径的管线比建几条小口径的管线更为经济；而且采用在一定范围内提高介质的输线更为经济；而且采用在一定范围内提高介质的输送压力，同样能够增加效益。送压力，同样能够增加效益。 为减少能源运输受天气的影响程度，实现全天候能为减少能源运输受天气的影响程度，实现全天候能源运输，必须大力发展长输管线源运输，必须大力发展长输管线为了提高输送能力，除了增加管道总长度，还应加为了提高输送能力，除了增加管道总长度，还应加大输送管道口径及输送压力必须发展高参数管线大输送管道口径及输送压力必须发展

5、高参数管线球阀球阀研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性降低碳排放与目前的技术水平制约，决定了用低碳降低碳排放与目前的技术水平制约，决定了用低碳值、热值高、清洁的天然气替代石油及煤等高碳值值、热值高、清洁的天然气替代石油及煤等高碳值的化石能源，是目前最好的选择。的化石能源，是目前最好的选择。 研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性国内丰富的天然气蕴藏量和可开采量；中石油煤层国内丰富的天然气蕴藏量和可开采量；中石油煤层气规模化开采与外输；国外多渠道的天然气进口；气规模化开采与外输；国外多渠道的天然气进口；使得天然气大量使

6、用成为可能，到使得天然气大量使用成为可能，到2030年天然气和年天然气和石油平分天下的格局将逐步形成。石油平分天下的格局将逐步形成。 为减少能源运输受天气的影响程度，实现全天候能为减少能源运输受天气的影响程度，实现全天候能源运输，必须大力发展长输管线源运输，必须大力发展长输管线为了提高输送能力，除了增加管道总长度，还应加为了提高输送能力，除了增加管道总长度，还应加大输送管道口径及输送压力必须发展高参数管线大输送管道口径及输送压力必须发展高参数管线球阀球阀研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性主客观因素决定了长输管线中天然气长输管主客观因素决定了长输管线中天

7、然气长输管道所占比例将不断增加道所占比例将不断增加 长输管线的恶劣使用条件决定了三段式靠螺栓联结长输管线的恶劣使用条件决定了三段式靠螺栓联结的分体式管线球阀，很难保证绝对不漏；一旦泄漏的分体式管线球阀，很难保证绝对不漏；一旦泄漏只有到定期巡查或巡逻时才能被发觉，损失严重。只有到定期巡查或巡逻时才能被发觉，损失严重。研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性泄漏除了造成能量损失外，更严重的是将温室气体泄漏除了造成能量损失外，更严重的是将温室气体甲烷天然气的主要成分直接排入大气，造成的甲烷天然气的主要成分直接排入大气，造成的温室效应将是二氧化碳的温室效应将是二氧化

8、碳的21倍。倍。全焊接阀体管线球阀比分体式管线球阀总重量要轻，全焊接阀体管线球阀比分体式管线球阀总重量要轻，从原材料消耗、起重运输能耗等方面考虑，全焊接从原材料消耗、起重运输能耗等方面考虑，全焊接阀体管线球阀的推广使用，从源头上减少了碳排放。阀体管线球阀的推广使用，从源头上减少了碳排放。为减少能源运输受天气的影响程度，实现全天候能为减少能源运输受天气的影响程度，实现全天候能源运输，必须大力发展长输管线源运输，必须大力发展长输管线为了提高输送能力，除了增加管道总长度，还应加为了提高输送能力，除了增加管道总长度，还应加大输送管道口径及输送压力必须发展高参数管线大输送管道口径及输送压力必须发展高参数

9、管线球阀球阀研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性主客观因素决定了长输管线中天然气长输管道所占比主客观因素决定了长输管线中天然气长输管道所占比例将不断增加例将不断增加 天然气长输管道要求管线阀门应是全焊接阀体结构天然气长输管道要求管线阀门应是全焊接阀体结构能源战略安全能源战略安全研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性迫使进口全焊接阀体管线球阀的价格回归价值迫使进口全焊接阀体管线球阀的价格回归价值为减少能源运输受天气的影响程度，实现全天候能源运输，必为减少能源运输受天气的影响程度，实现全天候能源运输，必须大力发展长输管线

10、须大力发展长输管线为了提高输送能力，除了增加管道总长度，还应加大输送管道为了提高输送能力，除了增加管道总长度，还应加大输送管道口径及输送压力必须发展高参数管线球阀口径及输送压力必须发展高参数管线球阀研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性研制、生产大口径全焊接管线球阀的紧迫性主客观因素决定了长输管线中天然气长输管道所占比例将不断主客观因素决定了长输管线中天然气长输管道所占比例将不断增加增加 天然气长输管道要求管线阀门应是全焊接阀体结构天然气长输管道要求管线阀门应是全焊接阀体结构 能源战略安全急需国产的全焊接阀体管线阀能源战略安全急需国产的全焊接阀体管线阀门门一一.迫切需要研制、生产国产大口径全焊

11、接管线球阀迫切需要研制、生产国产大口径全焊接管线球阀天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求 管道建设过程中不能绝对保证管道内部一点管道建设过程中不能绝对保证管道内部一点颗粒介质都没有，必须在软密封前用一道硬颗粒介质都没有，必须在软密封前用一道硬密封来保护软性的主密封。密封来保护软性的主密封。第一道硬密封阻隔可能存在的颗粒介质，不第一道硬密封阻隔可能存在的颗粒介质，不让颗粒介质损坏软性的主密封，而软性的主让颗粒介质损坏软性的主密封，而软性的主密封保证最终的零泄漏，同时实现防火功能。密封保证最终的零泄漏，同时实现防火功能。 天然气长输管线对全焊接阀体管线球

12、阀的要求天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求 1软硬双重密封软硬双重密封天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求 阀门扭矩的大小决定了所配执行机构能耗的阀门扭矩的大小决定了所配执行机构能耗的高低，长输管线动辄数千公里，所需干线阀高低，长输管线动辄数千公里，所需干线阀门在数百台到数千台之间，如果每台阀门扭门在数百台到数千台之间，如果每台阀门扭矩降低矩降低10%,那降耗减排的效果非常显著。那降耗减排的效果非常显著。阀门扭矩不但要低而且要稳定，同样规格阀阀门扭矩不但要低而且要稳定，同样规格阀门的扭矩值不能太离散，为了确保阀门可靠门的扭矩值不能太离散，为了确

13、保阀门可靠开启，只能按可能的最大扭矩来选配执行机开启，只能按可能的最大扭矩来选配执行机构，只是偶尔低的阀门扭矩对选配执行机构构，只是偶尔低的阀门扭矩对选配执行机构并无意义。并无意义。天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求 1软硬双重密封软硬双重密封2阀门扭矩应尽可能低且稳定阀门扭矩应尽可能低且稳定天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求 球的圆度等形位公差、球表面粗糙度对密封球的圆度等形位公差、球表面粗糙度对密封可靠性、对阀门扭矩大小等有非常显著的影可靠性、对阀门扭矩大小等有非常显著的影响；响；软硬双重密封功能对

14、球的硬度提出比较高的软硬双重密封功能对球的硬度提出比较高的要求。要求。天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求 1软硬双重密封软硬双重密封2阀门扭矩应尽可能低且稳定阀门扭矩应尽可能低且稳定3对球的形位公差、表面粗糙度及硬度要求极高对球的形位公差、表面粗糙度及硬度要求极高天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求 全焊接阀体阀门的主焊缝的特殊性决定了必全焊接阀体阀门的主焊缝的特殊性决定了必须严格控制被焊阀体母材的冶炼工艺、化学须严格控制被焊阀体母材的冶炼工艺、化学成分、碳当量、成分、碳当量、Mn/S值，才能确保焊缝质量

15、值，才能确保焊缝质量与使用安全性。与使用安全性。焊接坡口型式与大小、焊接的电压与电流、焊接坡口型式与大小、焊接的电压与电流、焊丝、焊剂等焊接焊接要数同样对焊缝的质焊丝、焊剂等焊接焊接要数同样对焊缝的质量与安全至关重要。量与安全至关重要。天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求 1软硬双重密封软硬双重密封2阀门扭矩应尽可能低且稳定阀门扭矩应尽可能低且稳定3对球的形位公差、表面粗糙度及硬度要求极高对球的形位公差、表面粗糙度及硬度要求极高4对阀体主焊缝的焊接工艺及全焊接阀体的材料要求极高对阀体主焊缝的焊接工艺及全焊接阀体的材料要求极高 一一.迫切需要研制、生产

16、国产大口径全焊接管线球阀迫切需要研制、生产国产大口径全焊接管线球阀二二.天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求天然气长输管线对全焊接阀体管线球阀的要求移动式金属分析光谱仪移动式金属分析光谱仪PMI参见图参见图1本体精确测本体精确测定阀体材料的硫磷含量、碳当量及定阀体材料的硫磷含量、碳当量及Mn/S含量，确保含量，确保阀体材料绝对满足主焊缝的焊接要求。阀体材料绝对满足主焊缝的焊接要求。要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求原材料采购与质量控制制的要求原材料采购与质量控制图 1本体取样复验机械性能。本体取样复验机械性能。要在批量生产中达到以上

17、性能，对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求原材料采购与质量控制制的要求原材料采购与质量控制视质量稳定性状态，可定期进行锻件晶粒度视质量稳定性状态，可定期进行锻件晶粒度（按（按GB/T 6394及夹杂物按及夹杂物按GB/T 10561）测试。测试。 材料的冶炼方式、热处理要求、无损检测要材料的冶炼方式、热处理要求、无损检测要求等都应有明确的规定求等都应有明确的规定 图2用于焊接之前定位阀体和联结体相对位置的定位销孔的尺寸用于焊接之前定位阀体和联结体相对位置的定位销孔的尺寸精度、位置精度；球的圆度、球面相对于支撑轴线的位置精精度、位置精度；球的圆度、球面相对于支撑轴线的

18、位置精度；球支撑板与联结体之间定位销孔的尺寸精度、形状精度、度；球支撑板与联结体之间定位销孔的尺寸精度、形状精度、位置精度；阀杆支撑孔的尺寸精度、形状精度、位置精度位置精度；阀杆支撑孔的尺寸精度、形状精度、位置精度等与阀门最终密封性能和扭矩有直接关系。等与阀门最终密封性能和扭矩有直接关系。要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求零件加工与质量控制制的要求零件加工与质量控制图3在批量生产的情况下，保持这些精度的稳定性，应尽可能减少人为因素的影响，在批量生产的情况下，保持这些精度的稳定性，应尽可能减少人为因素的影响，应有一定规格、一定数量的数控设

19、备最好是数控加工中心的组合作保证应有一定规格、一定数量的数控设备最好是数控加工中心的组合作保证 要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求零件加工与质量控制制的要求零件加工与质量控制尤其是球的加工，必须尽可能减少装夹次数，提高装夹精度。为了减少车削和磨尤其是球的加工，必须尽可能减少装夹次数，提高装夹精度。为了减少车削和磨削基准不一致引起的误差，应使用车磨一体的球体球面数控加工中心削基准不一致引起的误差，应使用车磨一体的球体球面数控加工中心(参见图参见图3) 图 4与高精度的数控设备配合，还必须辅以完善的质量控制手段，才能确保与高精度的数控设备配

20、合，还必须辅以完善的质量控制手段，才能确保高效率地稳定地供应大口径全焊接管线阀门高效率地稳定地供应大口径全焊接管线阀门 要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求零件加工与质量控制制的要求零件加工与质量控制首先，必须严格管理用于装夹工件的所有工装模具，确保工装模具始终处于合格状态。首先，必须严格管理用于装夹工件的所有工装模具，确保工装模具始终处于合格状态。其次，每次模具装夹，刀具调整后，应由有资质的第二人复验装夹、调整的正确性。其次，每次模具装夹，刀具调整后，应由有资质的第二人复验装夹、调整的正确性。第三，严格执行每次装夹后的首件加工件用三坐标

21、测量机第三，严格执行每次装夹后的首件加工件用三坐标测量机 (CMM)(参见图参见图4)复验。复验。 第四，数控设备操作人员时刻监视刀具磨损与设备状态。第四，数控设备操作人员时刻监视刀具磨损与设备状态。 第五，所有加工设备定期保养维护，所有的测量设备、量具定期标定第五，所有加工设备定期保养维护，所有的测量设备、量具定期标定 。 图5对全焊接阀体管线阀门来说，主焊缝的焊接是装配过程的最后一道工序，也是最关键的对全焊接阀体管线阀门来说，主焊缝的焊接是装配过程的最后一道工序，也是最关键的工序。因为主焊缝的特殊性，主焊缝焊接除了要进行常规的焊接工艺评定外，还必须用工序。因为主焊缝的特殊性，主焊缝焊接除了

22、要进行常规的焊接工艺评定外，还必须用断裂力学理论对焊缝的断离韧性断裂力学理论对焊缝的断离韧性CTOD值进行测定，并经焊接专家评定其免热处理值进行测定，并经焊接专家评定其免热处理的安全性。阀门焊接时就应严格按评定过的焊接工艺施焊，除执行严格的工艺纪律外，的安全性。阀门焊接时就应严格按评定过的焊接工艺施焊，除执行严格的工艺纪律外，焊接设备就成了关键。焊接设备就成了关键。 （参见图（参见图5） 要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求装配与质量控制制的要求装配与质量控制阀体主焊缝的焊接一般应采用单丝窄焊缝埋弧焊，焊接电压稳定性、电流稳定性、送丝阀体

23、主焊缝的焊接一般应采用单丝窄焊缝埋弧焊，焊接电压稳定性、电流稳定性、送丝速度稳定性、阀体旋转速度稳定性、焊缝与焊头相对位置的稳定性、焊机连续稳定工作速度稳定性、阀体旋转速度稳定性、焊缝与焊头相对位置的稳定性、焊机连续稳定工作能力等都影响焊缝质量，都关乎将来焊缝服役安全性。所以在购买或筹划焊接设备时必能力等都影响焊缝质量，都关乎将来焊缝服役安全性。所以在购买或筹划焊接设备时必须考虑这些因素，特别是焊机对上述多项因素有着直接影响，为了保证焊缝质量，建议须考虑这些因素，特别是焊机对上述多项因素有着直接影响，为了保证焊缝质量，建议 选用进口的林肯焊机。选用进口的林肯焊机。 要在批量生产中达到以上性能，

24、对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求装配与质量控制制的要求装配与质量控制图5其他质量控制方面，诸如焊工资质、焊前处理、焊后处理、焊缝无损检测人员资质、焊其他质量控制方面，诸如焊工资质、焊前处理、焊后处理、焊缝无损检测人员资质、焊缝无损检测验收要求等都必须符合相关规范要求，形成书面程序，且要严格执行。缝无损检测验收要求等都必须符合相关规范要求，形成书面程序，且要严格执行。要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求装配与质量控制制的要求装配与质量控制操作者应记录焊接关键工艺参数，比如焊接电压、电流等，质量控制人员不定期巡

25、查记操作者应记录焊接关键工艺参数，比如焊接电压、电流等，质量控制人员不定期巡查记录，与操作者相互监督印证。录，与操作者相互监督印证。 图5要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求性能测试与质量控制制的要求性能测试与质量控制 气态的天然气与水的润滑性能有较大的差别，所以实际使用中阀门扭矩气态的天然气与水的润滑性能有较大的差别，所以实际使用中阀门扭矩会比工厂用水测试时有所增加会比工厂用水测试时有所增加管线阀门不是经常动作，长期保持在一种位置，加上介质中颗粒、渣滓管线阀门不是经常动作，长期保持在一种位置，加上介质中颗粒、渣滓等的积聚，阀门扭矩在使用

26、一段时间后有所增加等的积聚，阀门扭矩在使用一段时间后有所增加 我们不能满足于出厂时执行机构能开动阀门即可，一定要实际测试阀门我们不能满足于出厂时执行机构能开动阀门即可，一定要实际测试阀门扭矩，确保出厂时执行机构扭矩相对阀门扭矩留有一定的安全域度，以扭矩，确保出厂时执行机构扭矩相对阀门扭矩留有一定的安全域度，以备将来正常使用中阀门扭矩可能的增加之需备将来正常使用中阀门扭矩可能的增加之需 扭矩是阀门综合性能指标之一，万一最终扭矩测量中发觉扭矩值异常波扭矩是阀门综合性能指标之一，万一最终扭矩测量中发觉扭矩值异常波动，经分析后有利于发觉加工装配中可能存在的问题，把问题解决在阀动，经分析后有利于发觉加工

27、装配中可能存在的问题，把问题解决在阀门出厂之前门出厂之前 为了能测量大口径高压力级管线阀门的扭矩，合适的扭矩测试设备的量为了能测量大口径高压力级管线阀门的扭矩，合适的扭矩测试设备的量程是程是40000Nm80000Nm 图6要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求性能测试与质量控制制的要求性能测试与质量控制 用闷板做试验，对保证试验质量不利、要密封焊接端阀门非常困难、存用闷板做试验，对保证试验质量不利、要密封焊接端阀门非常困难、存在很大的安全隐患在很大的安全隐患对试验设备的要求：端部压紧力不得低于对试验设备的要求：端部压紧力不得低于3200T

28、、通道水平、不受外力、通道水平、不受外力、足够的行程、两端的密封盲板中心应上下左右可调、可移动小车支撑阀足够的行程、两端的密封盲板中心应上下左右可调、可移动小车支撑阀门、小车能左右上下调整阀门位置及通道角度、低压大流量与高压小流门、小车能左右上下调整阀门位置及通道角度、低压大流量与高压小流量泵组合并自动切换、操作方便、控制集成化。量泵组合并自动切换、操作方便、控制集成化。(参见图参见图6)要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控要在批量生产中达到以上性能，对制造和质量控制的要求非金属密封件的采购与控制制的要求非金属密封件的采购与控制 管线阀门中橡胶密封件用得最多，对阀门性能影响最大，采购中应特别注意其管线阀门中橡胶密封件用得最多，对阀门性能影响最大，采购中应特别注意其质量控制问题质量控制问题抗失压爆裂橡胶密封材料的应用越来越多，抗失压爆裂试验应按抗失压爆裂橡胶密封材料的应用越来越多，抗失压爆裂试验应按NORSO