1、概述

   阀门是石油、化工、电站、长输管线、造船、核工业、各种低温工程、宇航以及海洋采油等国民经济各部门不可缺少的流体控制没备。上述工业的发展和需要，推动了阀门工业的发展。近年来，在满足各方面高参数新要求的同时，对阀门的结构、材料和生产工艺等方面，对如何做到更好地提高性能、可靠性及降低成本等也予以密切关注。

   阀门是一种涉及门类多、品种复杂、量大面广的产品，其质量好坏、技术水平高低直接影响着国民经济各个部门的发展。因此，对阀门要求严格控制内在质量。有些阀门需要得到国际上的权威机构认可，才能打开销路。例如，有些动力工程阀门、核电阀门要得到ASME(美国机械工程师学会)的认可标记才能有人购买。ASME目前已使用“N”、“Nv”、“NPT”等五种标记。石油工业用阀门要得到美国石油协会“API”标记，才能打开销路。

   2、国外阀门行业状况

   随着国外班代化大工业的迅速发展，阀门工业的生产发展也很迅速。人约在50年代以前，不少国家就形成了独立的阀门专业及其行业体系，有了阀门行业组织或阀门专业学术组织。例如：两欧、美国、英国等就有阀门行业协会；日本有阀门工业会和阀门研究会；东欧和前苏联有阀门设计研究院所。这些阀门行业和专业组织，都是为了提高生产技术和对外竞争的需要而组建起来的。几个主要工业发达国家目前阀门行业构成情况如下。

   2.1 阀门行业职工人数(以1990年为例)

   美国有职工77500人，其中工人占70％，科技与管理人员占30％；英国80000人；德国52500人；日本35000人；意大利l5000人；法国11519人。

   2.2 阀门制造企业总数

    美国 900家，最大企业人数3500人

    日本1507家，最大企业人数 900人

    德国 450家，最大企业人数3300人

    英国 490家，最大企业人数1100人

    法国 400家，最大企业人数1000人

   由此可见，阀门生产制造企业数量最多的是日本，职工人数最多的是美国。日本阀门行业职工只有美国的二分之一，而企业总数将近美国的两倍。与美国相比，日本阀门行业中小型居多数，较大的企业约有250家。进入80年代以来，各国阀门行业的职工人数都有小同程度的减少，而减少幅度最人的是法国，从80年代的21000人减少到80年末(1988年)的1l519人。

   2.3 阀门总产值(以1990年为例)

   美国 107.4亿美元

   德国 79.58亿德国马克

   日本 4841.43亿日元

   法图 61.00亿 法朗 (1987年) 

   英国 6.01 亿英镑 (1986年)

   2.4 阀门国际贸易

   国际阀门贸易市场在最近几年中十分活跃，竞争也相当激烈。势力较强的是德国和美国。德国是世界最大的阀门出口国。1985年意人利阀门贸易额超过美国，位居第二。

   1987年上业发达国家的阀门总进出口额所占比重分别为：德国22.2，意大利l6.5 ％ ，美国10.9 ％ ，日本l0.7 ％ ，法国9.7 ％ 。1985年世界前八名阀门进出口贸易额的排名如下：德国2739.8 百万德国马可， 意人利 2l27.5 百万德国马可，美国1833.I百万德国马克，日本1683.5 百万德国马克，法国1545.7 百万德国马克，英国l376.7 百万德国马克。

   3、国外阀门行业技术水平

   3.1 成套水平

   20多年来，随着国外大型成套技术的发展，出现了一系列新型成套设备与单机。与阀门有关的新型成套设备发展的特点是大型化、高参数化、高性能自动化和成套化。

   炼油设备：最大炼油厂3640万t／年(加勒比海的维尔京群岛)，3000万t／年(委内瑞拉)。目前2000万t／年以上的炼油厂有近三十个。

   最大单元炼油装置的处理能力：常减压装置2400万t/年，催化裂化装置824万t／年，重整装置569万t／年，加氢裂化装置320万t／年。

   油、气长输 管线设备：近年来，长输管线发展很快。其主要原因一是成本低，只相当于铁路运输的1／3；二是埋设在地下，不易破坏；三是管线建设速度快，投资省。

   最长输油管线4830Km(伊朗)和4665 Km(前苏联，友谊线)。最长输送油品管线4578km(美国，休斯顿至纽约 )。

   最长输气管线7680 km(从阿拉斯加经加拿大到美国西部)。

   最大管线直径1620和拟建的2500。

   最高管线输送压力为9～12MPa。

   合成氨设备：最大54万t／年和50万t／年。

   乙烯设备：最大能力50万t／年至80万t／年。

   发电设备最大机组容量：双轴火电机组l30万kW(美国，瑞士造)，单轴火电机组120万 kw (前苏联)，最大核电机组130万kW(德国)

   与这些成套设备配套的阀门最大通径与最高压力：最大平板闸阀通径1620mm，2000和3050 roll(美国、日本)；最大蝶阀通径9750mm(英国包文公司设计，瑞士造)；最大球阀通径3050mm,不算驱动装置的重量184t(瑞士造，美国田纳州)：最大水用闸阀通径2750mm，9MPa (日本)。

   设备大型化的经济效果：概括起来说，一是提高生产效率，二是减少基建投资，三是降低原燃材料消耗。

   以年处理能力500万t的炼油设备与100万t的相比，每t产品生产能力的投资减少50 ％ 。

   一座600万t/年炼油厂与两座300万t／年的炼油厂比较，投资只相当于后者的69％，钢材消耗为53％，占地面积为54％，生产费用为75 ％，而劳动生产率却提高到l 70 ％。

   年产20万t合成氨设备的每吨产品耗电为1450kW.h，新建的年产46万t装置的每吨产品耗电量下降为50 kw /h。只相当于20万t 级设备耗电量的1／29。

   60万kW发电机组与20万机组相比，设备单位功率造价下降10%～20％，电站建设费用、单位功率、钢材消耗量和制造工时减少20％。

   成套设备自动化水平，国外石油化工企业主要生产过程已经实现直接数字控制，有的还实现了计算机分级控制。合成氨乙烯、尿素、合成纤维、合成橡胶和合成塑料等化工企业普遍实现巡回检测、报警、有的实现闭环控制和局部最佳化控制。20万kW以上大型发电机组普遍向计算机控制发展。核电站普遍用计算机控制。长输管线系统不少国家用计算机控制，并装有微波通讯系统，总控制室只有2-3个值班人员。可以通过电视监视全线工作情况。

   以上这些成套设备的控制方式也都要求阀门与之相适应。所以，近20年来，国外阀门的控制方式也有很大发展。除一般手动、机动、电动、气动、液动传动之外，电液连动、气液连、自动控制的阀门品种不断增多，并有进一步发展的趋势。

   3.2 系列品种水平

   随着各类成套设备、工艺流程和性能的改善，国外阀门的系列品种还在不断增加，近年来出现了不少新品种阀门。如：紧急切断阀、快速开关阀、防火阀、防静电阀、 减温减压阀 、蝶型止回阀、泄压阀、真空夹套阀、水冷或气冷阀、安全闸阀、安全截止阀等多种新式阀门，其中通用阀门中球阀、蝶阀和平板闸阀是20年来发展最快的阀门品种。目前国外最高阀门基本技术参数见见上表。

   3.3 阀门产品质量水平

   A．密封可*性。国外按关闭件密封程度规定用途和选择产品，并对密封程度进行分类，一般分为三个等级。一、二级用于密封性要求高的地方，三级用于通用的中低压工业阀门。尽管渗漏数值不尽相同，但却有渗漏量规定 。国外阀门渗漏量都有标准。

   B．阀门一次开关时间。某些阀门要求在很短时间内开启或关闭。一次开关时间长短标志着阀门性能的优劣。美国某些阀门一次开关时间已经达到毫秒的程度。如AMES研究中心打开一个六英寸300磅级的闸阀只需要1ms，中等口径DN350～400快速开关阀只有0.6s，开关球阀的时间达到0.05～0.1s，日本冈野阀门公司制造的超音速高温阀，一次开启时间为1s，介质是空气，DN40，PNl4MPa，工作温度为1267℃，介质流速为音速的11倍，3640m／s。

   C．阀门使用寿命。国外阀门使用寿命有二种表示方法：一种是使用年限，一种是开关次数表示。核工业 用阀是采用 使用年限表示，一般寿命为30～40年，美国、德国核电用阀门保证40年，英国30年，日本30～40年。

   以开关次数表示，最高开关次数要算英国的欧西尔(Orseal)阀门公司。 DNl ，4～2英寸，PNl000磅级的常温柱塞，开关次数多达125万次，美国WKM公司采用DYNA专利310型球阀，开关l0万次无泄漏。日本和田阀门公司生产波纹管阀开关达100万次，美国GK公司生产的隔膜开关可达13万次，美国六英寸的铸铁闸阀开关3万次。由于使用条件的差别，试验方法不同，开关次数不一定说明阀门寿命。只有工况条件相同，使用或试验方法也相同，开关次数多或使用时间长才能算寿命长。

   3.4 国外科研开发现状

   国外对阀门研究工作十分重视，研究机构较多，大都在公司内部，主要有二种类型。一种是前苏联的集中模式，由中央阀门制造设计研究院进行阀门行业的技术归口管理，负责全行业的规划编制、新产品设计、标准化、系列化、通用化、产品与新工艺的试验研究等各项工作。另一种是以本公司的产品和发展为对象进行开发研究。美国有24家，如Rockwell阀门工程研究中心等。日本也有24家，如冈野阀门公司技术研究所等。这些机构着重于阀门的设计与基础理论、新材料、新工艺、产品性能、可行性及标准花的研究工作。特别是高参数和特殊工况用阀门产品的研究。在重视技术上的交流和学术活动的同时，也十分注意课题与机构的保密性。研究机构具有为提高产品质量和性能的试验检测装置，并采用先进的测试手段，设计采用有限元分析法计算机辅助设计(CAD)。

   目前国外阀门的科研特点，概括起来说有如下几项：试验研究与新产品开发密切结合；内部研究课题与引进国外技术密切结合；重视高新技术在阀门上的应用研究，重视高参数和特殊工 况 用阀门的试验研究，重视阀门基础理论的研究工作：重视现场试验与改进工作。

   3.5 制造工艺水平

   铸造方面：国外铸件为冲天炉加电炉双联，铸钢为电炉加精炼。金属液质量高，化学成分稳定，造型为树脂砂，潮膜自动线或机械造型(机械化造型约占50％)多数为微机控制，设备先进，铸件尺寸精度高，表面光洁、清砂手段较好。

   锻造方面：国外大多数采用模锻，并已经采用多向模锻和闭合膜锻。锻件质量高，材料利用率最高可达95%。最大锻造通径可达DN500。

   热处理方面：国外热处理大部分已经采用可控热处理。如日本可控处理已约占70 ％～80％，还有的采用真空热处理。氮化也采用了离子氮化、软氮化、化学处理等新工艺。

   机械加工方面：国外的加工设备已经自动化、数控化并已经 采用了加工中心，还有的应用群控设备进行加工、普遍采用了成组技术及机夹式刀具，数字式量具、配备有专用清洁装配车间，试验装置先进、齐全，渗漏量检测手段先进。

   3.6 规格品种与技术标准水平

   从规格上看，日本约有8000个规格，前苏联有28000个规格，许多阀门是在基型上改变材料、连接型式和尺寸而形成多品种的“派生阀门”。世界上工业发达国家生产的阀门材料多达百种，铸钢件的钢种有五、六十种之多，尤其是超低碳钢系列很多，发展很快，因而国外阀门产品适应能力很强。为此，与之相适应的阀门标准也很多，仅前苏联就有355项，德国有177项，法国117项等等，国外的技术标准注重产品性能、质量和可*性等综合性方面的指标。

   4 国外阀门行业最新发展动态

   自80年代以来，世界各国阀门行业虽没有引起震动的大变革，但仍出现许多新发展方向，引起制造商和用户等有关方面的重视。

   4.1 致力于阀门产品的标准化

   产品标准化是实现现代化大生产和实现产品互相配套的基础，各国历来重视。但由于阀门产品种类繁多，用途广泛的特点，其标准化步伐显得十分迟缓，跟不上发展的需求。

   进入80年代以来，各国都在重视标准的制订和修订工作，以适应各工业部门不断提出的新要求和 不断扩人的 国际贸易要求。日前，国际上较有影响的阀门标准体系除 lSO 标准外，还有美国的ASME，API，ANSI，MSS及ASTM等标准，德国的DIN标准，日本的JIS标准，英国的BS标准以及法国的FN标准等。自80年代以来，各国不但重视技术标准的制订工作，更重视制订严格的质量管理标准，如IS09000系列就是一例。出于对环境问题的关注，各国相继制订了严格控制空气污染的阀门标准以及阀门清洁度标准等。

   4.2 阀门国际贸易进一步扩大

   尽管包括石油输出国组织，拉丁美洲、非洲和东欧在内的大多数发展中国家的阀门贸易机会大幅度减少，但80年代末至90年代初国际阀门贸易还是大规模地发展了。东亚和东南亚的阀门进出口增长迅速，北美和欧共体等发达国家问的相互贸易持续发展，都为国际阀门贸易的扩大做出贡献。德国、意大利、日本和中国的台湾省等国家和地区的扩大出口，以及美国、英国、法国等进口高速增长，形成了国际阀门贸易繁荣的支撑点。

   4.3 环境保护成为阀门高新技术开发的着眼点

   随着人类环境保护意识的不断增强，十多年来对阀门行业提出了更高更新的要求。近些年来美国、日本、德国等国家的许多阀门厂商致力于开发用于环境保护的阀门新产品，他们认为这是一个有利可图的崭新市场。阀门造成环境污染的主要原因有三方面。其一，是有毒物质和放射性介质通过 密封剐向外界 泄漏。其二，是安全阀排空或气体液体介质通过节流机构时产生的噪音污染。其三，足饮食工业或供水系统使用的含有铅、锌、钙等对人体有害的元素制造的管道和阀门容易对输送的介质造成污染，进而危害人体健康。

   80年代开始，各国相继开发了纯石墨填料并大力推广波纹管密封阀门。从而大大地提高了阀门密封的可靠性，有效地防止了有毒介质外泄。同时采用多级减压和分级分解射流的阀门新结构，用以减少或消除噪音。据美国阀门制造者协会统计，美国供水系统使用的阀门的铅、锌、钙的含量正在降低。日本的给水系统也更多地使用了不锈钢阀门和塑料涂层阀门。为有效地保护环境，德国已经立法，到1994年禁止在阀门上使用石棉材料制造的填料或垫圈等。

   4.4 阀门工业中使用的新材料

   新技术的飞速发展，已使各种工程材料应用于阀门制造业成为可能。阀门材料早已不是传统上的金属与非金属材料的概念了。现在 做为 阀门材料的除无机材料之外，已经开始使用有机材料和合成材料。近年来，新材料的使用已经开发出大批具有高性能的阀门新产品：

   塑料阀门，它是用工程塑料代替金属材料制造的阀门。具有比不锈钢阀门或铜阀门更低的成本和易于生产制造并具有防锈耐蚀的特点。已开发的塑料阀门品种有闸阀、隔膜阀、止回阀、球阀和蝶阀等。

   陶瓷阀门，用来制造阀门或阀门构件的精密陶瓷具有高温强度，耐蚀性、耐磨损性和电绝缘性等优点。使用陶瓷阀门可以把阀门使用温度由400℃提高到1200℃以上。利用陶瓷制造的控制阀节流部件，可使其寿命成倍地提高。

   复合材料阀门，利用碳纤维复合材料制造的阀门零部件具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点。

   记忆阀门，利用形状记忆合金或温记忆合金的可逆性和高弹性制造的阀门可以用来代替恒温器、不冻水栓和安全防火阀门。

   钛阀，由于纯钛和海绵钛的铸造技术早已过关，钛制阀门得到长足发展。钛阀具有重量轻和耐腐蚀的优点，早被使用于宇航工业和核工业，近些年来开发的钛阀和钛合金阀门，在提高性能的基础上，大幅度地降低了成本，使其应用前景广阔 。

   4.5 阀门行业广泛使用计算机技术

   国外阀门行业，除阀门计算机辅助设计(CAD)在广泛应用之外，阀门计算机辅助制造(CAM)、(CAPP)也得到了大量应用 。日本阀门业界已开发出用于阀门工业的柔性制造系统，这就给种类繁多、型号复杂的阀门产品火规模生产提供了可能。