關注:閥門的新技術
閥門廣泛應用于國計民生的各個領域,由于要適應各種不同工況條件的要求,因而它的品種繁多數(shù)量巨大。我國的閥門制造業(yè)十分龐大,閥門廠家數(shù)以千計,遍布全國,目前我國已成為全閥門產(chǎn)量和市場需求量較大的國家之一。但是我國的閥門行業(yè)大多為中小企業(yè),良莠不齊,年產(chǎn)值超億元的不到10家,即使與國內(nèi)其他機械行業(yè)相比,無論在裝備上還是技術水平上也存在很大的差距,具有研究開發(fā)產(chǎn)品能力的單位很少,因而在大型石化、核電、油氣長輸管道線等重大工程項目中,配套的閥門目前主要還是靠進口。
當前閥門企業(yè)都非常重視新產(chǎn)品的開發(fā)。應當看到,我國的閥門工業(yè)發(fā)展到今天,雖然與國際先進水平尚有差距,但已經(jīng)超越了簡單地照搬吸收的階段。尋求進一步發(fā)展的技術途徑,應當在分析借鑒國外先進產(chǎn)品的同時,從更深的層次上對閥門技術發(fā)展的趨勢和產(chǎn)品開發(fā)的走向進行綜合的分析和思考,努力開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的新產(chǎn)品。
一、以人為本,樹立人性化的產(chǎn)品設計理念
通常我們在產(chǎn)品設計中主要考慮的是它的材質(zhì)、結(jié)構、機械強度、工作性能、使用壽命等要素,在評價閥門的優(yōu)劣時,大體上也是采用這些指標。隨著時代的發(fā)展、社會的進步,以人為本的思想理念已經(jīng)滲透到社會生活的各個領域,我們從住房、汽車、電腦、手機、 服裝以及各種公用設施中都能明顯地感受到這一變化,它們從安全、舒適、節(jié)能、環(huán)保、新穎、美觀等諸多方面在每一個細節(jié)上都細致入微地考慮消費者的感受,體現(xiàn)出對人的關愛。顯然,人性化的設計不應只局限于日用消費品的范疇,閥門作為一種量大面廣,廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防并與人們?nèi)粘9ぷ魃蠲芮邢嚓P的機械產(chǎn)品,也不能總是囿于傳統(tǒng)的設計理念和設計方法,而應當開拓新的思路,注入新的理念。
我們在剖析國外先進產(chǎn)品的時候,除了各項技術性能指標以外,都會注意到它的造型美觀、結(jié)構精巧、內(nèi)腔清潔、細節(jié)考究。例如為了防止二次污染,即使是排污閥也不采用含石棉的密封填料和墊片。又如為避免操作人員的手被劃傷,法蘭的連接螺栓端頭都加工成弧面等等,這些具體細節(jié)上的差異,應當引發(fā)我們更深層次的思考:它為什么要這么做?它怎么會想到要這樣做?結(jié)論不能不歸結(jié)到人性化的設計理念上去,從這一層面上去理解,就會使我們的產(chǎn)品設計不再停留在簡單第一階段,而是從人機工程的角度,從更加安全、可靠、節(jié)能、環(huán)保、清潔生產(chǎn)、操作舒適便捷、易于拆裝維修等諸多方面去鉆研思考,賦予閥門這一傳統(tǒng)產(chǎn)品以全新的概念和形象,形成自己的特色。
二、關注材料科學的進展,將新材料新技術新工藝及時應用到閥門產(chǎn)品上來
隨著技術的進步,工業(yè)生產(chǎn)中高溫、高壓、深冷、高真空、強腐蝕、放射性、劇毒、易燃易爆等高參數(shù)復雜工況日益增多,從而對閥門使用的安全性、功能的可靠性以及使用壽命等方面提出了更高更嚴格的要求,所以開發(fā)適應于高參數(shù)工況的各類閥門,自然就成為閥門制造業(yè)、工程設計部門和用戶共同關心的問題,而解決問題的主要技術障礙,常常是材質(zhì)上的。
材料科學被認為是新世紀更具發(fā)展前景的學科之一,近年出現(xiàn)了許多新型高性能材料,如各種納米材料、超導材料、功能材料、有機合成和高分子材料、無機非金屬材料及各種復合材料等,同時出現(xiàn)許多鑄造、焊接、噴焊、噴涂、復合、燒結(jié)等成型和表面處理的新工藝和新技術裝備。密切關注材料工程研發(fā)的信息、動向和成果,及時把它們應用到閥門產(chǎn)品上來,是開發(fā)高性能高參數(shù)閥門的一條重要的技術途徑。特別值得一提的是,以工業(yè)陶瓷為代表的無機非金屬材料,用于耐溫耐腐蝕耐沖刷的閥件上,常常會取得良好的效果。
三、將信息技術、人工智能技術融入閥門,實現(xiàn)一體化,是技術創(chuàng)新的新途徑
當前的時代,信息技術飛速發(fā)展,信息化智能化正不斷改變著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們社會生活的面貌。閥門作為控制管道中流體運動的終端執(zhí)行機構,如果能夠?qū)F(xiàn)代的計算技術、傳感技術、網(wǎng)絡及遙控技術以及智能技術植入閥門產(chǎn)品中去,將會賦予閥門以全新的概念,從而產(chǎn)生完全不同于原有產(chǎn)品的全新的結(jié)構和工作機理,實現(xiàn)閥門產(chǎn)品真正的升級換代。這方面近年來在調(diào)節(jié)閥、安全閥、減壓閥、疏水閥等類產(chǎn)品中已初見端倪。例如彈簧式安全閥是目前應用廣泛的一種安全閥,但隨著生產(chǎn)裝置的大型化和高參數(shù)化,這種類型的安全閥在結(jié)構尺寸和可靠性上都難于滿足生產(chǎn)的要求,如果在安全閥內(nèi)裝壓力傳感元件控制閥的快速啟閉,則安全閥將會是一種全新的模式。又如目前的疏水閥型式很多,其工作原理都是利用蒸汽與凝結(jié)水的溫度、密度、流速的差異,通過復雜的機構來實現(xiàn)閥門的啟閉,完成阻氣排水的功能。一種新型的疏水閥是將能夠識別氣液的元件與閥門結(jié)成一體,用以控制閥門的啟閉,按照這種思路設計的新型疏水閥,已有國外的報道。
四、擴展視野,建立大工程的概念,熟悉大型成套裝置的工藝特點,開發(fā)高技術高附加值的高端閥門產(chǎn)品
閥門作為工業(yè)生產(chǎn)裝置中的配套設備,對于保證工藝過程的安全正常運行起著十分重要的作用。開發(fā)新的閥門產(chǎn)品,不能脫離與之緊密關聯(lián)的生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)工藝。在科技飛速發(fā)展的今天,工業(yè)生產(chǎn)中新產(chǎn)品、新工藝、新流程、新裝置不斷涌現(xiàn),從而對配套的閥門在功能上、結(jié)構上、材料上也相應地提出了新的要求。開發(fā)為特定行業(yè)、特定工藝流程'量身訂制'的各類專用閥門,是新產(chǎn)品開發(fā)的重要'題材',也是重大技術裝備國產(chǎn)化的迫切需求,如核電閥門、油氣長輸管線閥門、煤化工漿液閥門等。為此,要有大工程的概念,僅憑拿到的幾個設計參數(shù),就閥門論閥門是不行的,要對整個工程和成套裝置有一個完整的概念,了解它的生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)環(huán)境,操作條件以及各項相關技術規(guī)范等,在這個基礎上,才能構思、開發(fā)、設計出適應工程需要的有特色的產(chǎn)品來,正像作家只有深入生活,才能創(chuàng)作出好的作品一樣。
閥門品類繁多,千差萬別,市場需求不斷變化,閥門制造廠家的生產(chǎn)規(guī)模和技術水平參差不齊,但閥門產(chǎn)品在總的發(fā)展趨勢和開發(fā)的技術途徑上卻有著許多共同之處。閥門企業(yè)若能結(jié)合自身條件,沿著科學的技術途徑確定自己新產(chǎn)品的開發(fā)目標,就會少走彎路,促進我國閥門行業(yè)持續(xù)健康地發(fā)展。
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