油氣工業(yè)對閥門(mén)技術(shù)的影響

雖然百年來(lái)石油、天然氣開(kāi)發(fā)和輸送所涉及的閥門(mén)產(chǎn)品范圍基本上沒(méi)什么變化，但閥門(mén)制造商一直不斷地更新閥門(mén)技術(shù)，積極應對石油、天然氣工業(yè)市場(chǎng)的變化。如果要在市場(chǎng)上保持領(lǐng)先或不被落下，閥門(mén)制造商則要不斷更新閥門(mén)的設計、制造、服務(wù)、銷(xiāo)售的技術(shù)和過(guò)程。事實(shí)是石油公司對閥門(mén)廠(chǎng)商的要求越來(lái)越多：在提供合理價(jià)格的基礎上，先進(jìn)的閥門(mén)廠(chǎng)商必須擅長(cháng)解決石油公司面對的問(wèn)題，在工作環(huán)境更惡劣，環(huán)保要求更嚴格的情況下，延展閥門(mén)產(chǎn)品的性能，提供更多的服務(wù)能力。

( 1 )金屬密封世界市場(chǎng)對石油、天然氣需求量迅猛增長(cháng)，開(kāi)發(fā)原油的足跡也踏遍了地球每一個(gè)角落，原油的提取對設備提出了新要求。例如，超深井技術(shù)對設備提出了超低溫和超高壓的挑戰。超重質(zhì)原油的提取是贏(yíng)利的可選項目，尤其在原油每桶達到30美元時(shí)?，F在高濃度的瀝青烯以及其他的雜質(zhì)對原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工況的要求了，這要求閥門(mén)廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)金屬密封球閥，并能適應溫度、壓力的變化，甚至在輸送固體介質(zhì)(氫氧化物、焦炭等)時(shí)也要保證絕對密封。而金屬密封技術(shù)得益于表面噴涂技術(shù)的發(fā)展。閥門(mén)廠(chǎng)商們希望使用這一技術(shù)保持市場(chǎng)的領(lǐng)先地位，并把噴涂技術(shù)列入發(fā)展戰略，他們和研究所、大學(xué)合作，希望開(kāi)發(fā)出下一代“超硬”涂層。

( 2 )防“爆炸減壓” 2002 年，美國石油學(xué)會(huì )標準 API 6D 規定：設計壓力高于 ASME Class 600等級的閥門(mén)產(chǎn)品必須設計防“爆炸減壓”。爆炸減壓指閥門(mén)內的壓力迅速下降時(shí)，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(mén)關(guān)閉過(guò)程中造成密封爆皮和斷裂，從而導致閥門(mén)失效的現象。一家石油公司在深海平臺上第一次發(fā)現閥門(mén)爆炸減壓現象，閥門(mén)失效后該公司不得不停止作業(yè)數周更換閥門(mén)，結果損失慘重。從此以后，石油公司要求閥門(mén)廠(chǎng)商提供的高壓閥門(mén)必須帶有防“爆炸減壓”配置。很快，閥門(mén)廠(chǎng)商迅速做出反應，開(kāi)發(fā)了防“爆炸減壓”密封和防“爆炸減壓”閥門(mén)以應對苛刻的環(huán)境要求。

( 3 )含硫原油的腐蝕走高的原油價(jià)格使得煉油公司把目光放在了含硫原油上，投資開(kāi)發(fā)含硫原油市場(chǎng)利潤豐厚，在長(cháng)期供貨合同中也有價(jià)格競爭優(yōu)勢。但是含硫原油中含有H 2 S 等腐蝕介質(zhì)，對設備的耐腐蝕性提出了新挑戰。閥門(mén)制造商可以提供 ISO15156 規定許可的材料，也可提供試驗(按ISO15156 規定)數據以證明閥門(mén)材料的耐腐蝕性和長(cháng)壽命，最終用戶(hù)便把這些閥門(mén)制造商列入耐腐蝕閥門(mén)供貨商名單。

( 4 )飛逸性排放 ISO15848規定了對閥門(mén)飛逸性排放設計的要求，制造商重新設計了普通閥門(mén)和特殊閥門(mén)的填料、密封排列以適應更新的標準。但是新標準太籠統，要求太嚴格，所以還有很多石油企業(yè)制定了自己的排放標準，例如許多北美公司都參照API 622 標準的規定。閥門(mén)飛逸性排放標準的進(jìn)一步完善需要閥門(mén)制造商、用戶(hù)、標準制訂者三方相互合作，相互借鑒經(jīng)驗，三方共同解決。

( 5 )提前磨損和設備疲勞為追求經(jīng)濟利益，許多煉油企業(yè)都超負荷運行。其結果是沒(méi)完沒(méi)了地增容生產(chǎn)設備和改造系統。企業(yè)對設備的期望大大超出了設計的初衷，這就要求閥門(mén)制造商未雨綢繆，主動(dòng)參與用戶(hù)的諸項工作，避免生產(chǎn)過(guò)程不合理設計對閥門(mén)可靠性、壽命和安全的不良影響。比如，應用在熱力循環(huán)系統中的閥門(mén)容易造成零件熱疲勞，擁有工業(yè)流程經(jīng)驗的閥門(mén)制造者會(huì )合理安排閥門(mén)，減小問(wèn)題發(fā)生的可能性。

( 6 )預防性維護石油企業(yè)為了確保生產(chǎn)，要求安排設備維護周期。隨著(zhù)閥門(mén)測試系統，電子硬件、軟件的發(fā)展，閥門(mén)的預防性維護已經(jīng)由一個(gè)智能化的概念變?yōu)榱爽F實(shí)。一小部分精通自動(dòng)化控制的閥門(mén)制造商提供數據分析系統，量化閥門(mén)操作過(guò)程，提供閥門(mén)預防性維護時(shí)間。

( 7 )自動(dòng)執行機構煉油過(guò)程自動(dòng)化是大勢所趨，這中間的控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了相當長(cháng)的一段時(shí)間。閥門(mén)制造商在閥門(mén)上安裝自動(dòng)執行機構以達到自動(dòng)控制生產(chǎn)的要求。自動(dòng)執行機構技術(shù)得到極大發(fā)展。另一方面，生產(chǎn)執行機構的廠(chǎng)商也向用戶(hù)提供安裝著(zhù)執行機構的閥門(mén)產(chǎn)品。于是，執行機構與閥門(mén)一體化的趨勢對單一的生產(chǎn)商形成了挑戰，畢竟用戶(hù)希望找一家企業(yè)解決問(wèn)題更容易，避免發(fā)生扯皮現象。

( 8 )管線(xiàn)球閥天然氣運輸管道工程對閥門(mén)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常龐大而有潛力的市場(chǎng)。對長(cháng)輸管線(xiàn)的監測非常重要。有的公司開(kāi)發(fā)了智能裝置，用戶(hù)可用來(lái)對管線(xiàn)進(jìn)行探測。比如“smart pig”技術(shù)。這種機器人可以探測出管壁厚度，甚至腐蝕點(diǎn)。但是探測裝置對管線(xiàn)有通徑的要求，所以通徑球閥成為了長(cháng)輸管線(xiàn)公司的首選產(chǎn)品。另一方面，長(cháng)輸管線(xiàn)要求閥門(mén)的壁厚盡量薄，閥門(mén)材料具有很高的屈服韌性、耐腐蝕性，以適應管線(xiàn)伸縮、轉向、地區環(huán)境變化的要求。最重要的一點(diǎn)是，長(cháng)輸管線(xiàn)的管理者要求購買(mǎi)的閥門(mén)壽命一定要長(cháng)于管線(xiàn)本身的壽命。