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从船用阀门的标准化建设看中国造船业发展

来源: 雅丽达天津 作者:不详 日期:2024/4/26 访问:

    据央视、人民网等报道,截止2023年底,我国船舶制造企业手持订量13939万载重吨,同比增长32%,连续14年领跑全球,造船完工量、新接订单量、手持订单量占国际市场份额均超过50%,已成为船舶制造第一大国,造船工业的三颗明珠航空母舰、大型邮轮、LNG运输船也相继得到突破,产业链进一步健全。但繁华的背后也有隐忧,尤其是产业链的标准化建设急需加强。本文试图从船舶制造的重要配件船用阀门出发,论述标准化建设对造船工业进一步发展的重要性。

    一、我国船用阀门标准的概况分析

    自1965年我国颁布第一批船用阀门国家标准以来,经过几代人的努力我国已有船舶管路阀门船用标准171项,其中国家推荐标准 37项;船舶行业标准CB、CB、CB/T 99项;船舶外贸标准CBM 35项,阀门的规格数高达2713个。这些标准阀门已基本涵盖了各种船舶的不同管路系统,为我国造船工业的发展做出巨大贡献,但是技术总是在不断发展的,我国阀门船用标准也应该不断创新、发展,这就需要我们了解世界阀门发展的趋势,不断研制出阀门新品种。以船用电控阀为例,据初步统计,全球船用电控阀市场规模已达十亿美元,并呈现出逐年增长的趋势。其中,亚洲地区,特别是中国,由于造船业的迅猛发展,已成为船用电控阀的主要消费和生产地区。2023年,据中国船舶机械标准化技术委员会管系附件分技术委员会统计,国内电控船用阀门市场规模约四亿元人民币。随着近年来我国造船业迅速壮大,预计2024-2026年,国内市场将分别快速增长至1亿,1.5亿,4亿美元市场规模。具有核心技术和已有一定销售业绩的阀门企业将迎来发展良机。

    飞速发展的造船形势显现出船舶的主要配套产品阀门,其技术发展速度的严重滞后。前述2000余种规格的阀门如果加上全国各船厂、阀门生产厂自行绘制的专用图、工厂通用图和企业标准,我国船用阀门的品种规格要达到3000余种。品种规格多既是船用阀门的特点,同时也是阻碍船用阀门技术提高的症结所在。庞大的品种、规格对于阀门标准的编制、修订施工图的绘制,组织专业化生产,控制阀门产品质量,提高船用阀门在船舶市场国产化等都带来一系列困难。

    我国目前从事船用阀门生产的专业厂家有50余个。大多数为30~40余人的小型工厂,且品种杂乱、形不成批量化优势,大多数阀门厂处于“惨淡经营”状态。由于原材料价格不断攀升,各船厂都在想方设法降低成本,阀门市场又处于“僧多粥少”的局面,使阀门产品处于质量要求越来越高销售价格却提不上来的不利局面。许多阀门厂都在设法找降低成本的门路,加上生产阀门的设备、工装的落后使得船用阀门的质量很不稳定。笔者就曾亲眼看到某阀门厂将明知道有铸造缺陷的阀门毛胚加工成成品,还在某些阀门生产厂见到以低成本材料代替高成本材料的现象。造船工业的现状是我国造船吨位、品种、数量迅速提高,但船用阀门的质量却令人担忧,由此导致的影响船厂交船速度的事例不胜枚举。
海军方面曾委托合肥通用机械研究所做了一个《船舶通用阀门研究》的调研报告。该报告认为“阀门产品的标准制约了船舶阀门的技术和水平的进步与提高”、“目前国内船舶阀门仍然是六十年代的产品结构不同程度地存在跑、冒、滴、漏现象”。尽管其结论有些武断、切入点有些牵强,但船用阀门质量不稳定是一个不争的事实。 

    二、 提高船用阀门质量的有力手段是扩大船用阀门零部件通用范围

    怎样稳步提高船用阀门质量?在20世纪70年代,主管部门曾采用按地区分片,将众多品种阀门归类由专业定点厂生产,各阀门厂抽调经验丰富的检查人员巡回抽检,然后用评定阀门的质量等级的方法控制质量。目前这个办法已不可能实施了。质量是企业的生命,多数船用阀门厂都知道这个道理。但是产品形不成批量,制约了阀门生产技术的发展。试想在工业产品中哪一个不是因为有了批量才能做到自动化数控化生产的呢?笔者认为提高船用阀门质量和经济效益的最佳措施是扩大船用阀门零部件通用范围、压缩船用阀门品种。要扩大船用阀门零部件通用范围、压缩船用阀门品种就要对船用阀门标准动大手术。

    举一个例子,国内一些造船厂在船舶管路布置时将压力级不大于1.0MPa的法兰包括0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa压力级统一采用了1.0MPa压力级的法兰。这样做看起来好像是有些浪费,实际上1.0MPa压力级的法兰比0.25MPa、0.6MPa压力级的法兰尺寸虽然大了些、重了些,但在整条船上法兰所占的重量比是微乎其微的,由此带来的经济效益却是巨大的。

    从管系设计、设备定货、组织生产、入库保管、管子焊接、安装都带来好处,大大提高造船质量和建造速度。由此延伸到阀门,我们认为目前有一些船用阀门是可以合并同类项的。比如GB/T 584-2008《船用法兰铸钢截止阀》这个标准规定了1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.4MPa五个压力级口径系列为DN20、DN300再加上分为两种型号同一种口径就可能有56种尺寸。在一条船上GB/T 584-2008是选用面最广的一种阀门,但一种型号、口径的阀门在一条船上最多也只有几十组。另外我们还有与GB/T 584-2008相近的阀门标准如CB/T 3196-1995《法兰铸钢海水截止阀》、CB 1853-1994《P30法兰铸钢截止阀》等标准相比,它们的形状、尺寸完全相同仅个别材料有改变。

    大连新船重工有限责任公司编制了一个企业标准《法兰不锈钢截止阀》其压力级为1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa口径系列为DN15、DN150。如按以往的做法需要绘制60种规格的截止阀360余张施工图。在设计时考虑到这三种压力级的同口径阀门零件尺寸相差不大完全可以用2.5MPa截止阀的零件取代其它压力级阀门的零件。由于三种压力级同口径阀门的法兰尺寸不相同,仅对阀体的法兰和标志做一下修改。这样以来60种规格的截止阀仅绘制了100余张施工图。在设计法兰不锈钢截止阀的同时对阀杆与阀盘的结构做一下革新,使法兰不锈钢截止阀仅撤掉一个销子就变成法兰不锈钢截止止回阀了。这样画10种规格的阀门可以用于120种不同要求的阀门,无形中就提高了同种阀门零件的加工批量生产。阀门生产厂则因为产品零件批量大而舍得投资精密铸造和数控机床加工,这个做法用于我国阀门船用标准的压缩品种工作应该是可行的。

    以法兰阀为例深入分折。法兰阀系列包括GB/T 584-2008《船用法兰铸钢截止阀》、GB/T 585-2008《船用法兰铸钢截止止回阀》、GB/T 586-2008《船用法兰铸钢止回阀》、GB/T 587-2008《船用法兰青铜截止阀》、GB/T 588-2008《船用法兰青铜截止止回阀》、GB/T 589-2015《船用法兰青铜止回阀》、GB/T 590-2008《船用法兰铸铁截止阀》、GB/T 591-2008《船用法兰铸铁截止止回阀》、GB/T 592-2015《船用法兰铸铁止回阀》、CB 1853-1994《P30法兰铸钢截止阀》、CB 854-76《P30法兰铸钢截止止回阀》、CB 3196-95《法兰铸钢海水截止阀》、CB 3197-95《法兰铸钢海水截止止回阀》,这些阀门是各类舰船选用最多、适用管路系统最广的阀门。

    分析各种法兰阀的异同点,我们不难看出本来可以并在一起的标准被人为分成了几个。本来可以用二十几个规格解决问题的标准被人为增加到几百个规格。如果把以上13个标准的不同之处归纳在一起,综合成铜、铁、钢三个系列。如果再对零件进行合理地归并扩大通用化范围,对扩大阀门产品的批量、提高对阀门产品质量的控制是不是很有利?如果组织人力把所有船舶管路阀门船用标准进行综合分析合并同类项其经济效益和社会效益将是巨大的。

    三、提高我国船用阀门标准水平的设想

    我国阀门船用标准是在20世纪50年代由前苏联标准基础上发展起来的。50多年来虽然编制了不少新标准,但是有很多老标准经多次修订仍没有质的飞跃。有的标准由于各种原因质量还有所下降。例如GB/T 584-2008《船用法兰铸钢截止阀》1965年标准规定阀体和阀盘的密封面堆焊2Cr13并经过调质处理,1976年后就改为阀体的密封面堆焊1Cr18Ni9Ti不做热处理,其结果是大大降低阀门的使用寿命。实际使用中就曾发现阀体密封面被蒸汽拉出一条沟,更有一些阀门船用标准在被某些阀门厂修订后塞进了阀门厂自认为正确的内容,例如青铜阀杆被改为2Cr13材料等等。

    为此,我们设想了提高阀门船用标准水平的途径供有关方面分析。首先,把现有阀门船用标准按法兰阀、螺纹阀、旋塞及球阀、安全阀、减压阀及调节阀、闸阀、蝶阀、杂类阀进行分类。按适用介质、工作温度、公称压力确定有无可以合并同类项阀门,列出需要修订的课题,按轻重缓急列出修订计划,按企业的实际技术能力择优确定主编单位,由主编单位确定主编人编写论证报告,交管系分技委把关,修改后报上级机关审批,编写修订草案走访用户制定改进措施最后才能编写标准修订稿。

    对阀门船用标准升级换代式的修订要本着“一慢、二看、三通过”的原则。因为这是一项比较庞大的工程,必须要考虑周全才能动作,关键是第一步要充分论证、集思广益然后才能提出合理的修订课题,调研也是必不可少的,包括国内外资料的收集分析、石油化工、航天部门阀门厂和设计单位的走访学习征求船厂及船东包括军代表的意见等,基础打的牢固新设计才有目标。
修订阀门船用标准过程要考虑到以下几点:

    a、考虑新材料的选用。以往我们遇到海水介质时首先想到的是选用铜材料,但是铜材料虽然具有耐腐蚀的优点却也有强度低、不耐高温、易发生电化学腐蚀的缺点,最主要的是铜材料的成本很高。如果我们选用超低碳不锈钢例如00Cr17Ni14Mo2不但耐海水、酸、碱的腐蚀而且耐高温、强度高。它的成本仅为铜材料的80%,目前有不少船厂已在用不锈钢阀门代替铜阀门。 

    b、提高零件的形位公差要求。阀门的“三漏”问题在很大程度上取决于阀门零件的形位公差。绝大多数阀门零件在机械加工过程中需要二次装卡。因此加工设备的精度、工装的可靠性决定了阀门零件的形状公差和位置公差的准确性。以往我们在阀门标准中仅笼统注明阀门接口的形位公差,却忽视了阀门零件的形位公差,因此阀门标准在修订时应根据重要性程度规定阀门零件的形位公差,从而“逼迫”阀门生产厂在加工设备的精度、工装的可靠性上下大功夫。

    c、从结构设计上解决阀门的外漏问题。阀门的外漏是十分令人厌恶的,它不仅污染环境而且易造成安全事故。近年来,解决阀门的外漏问题已提到管系分技委的议事议程,陆续在阀门标准中提出了“倒密封”的要求,但是仅提出要求而没从结构设计上解决阀门的“倒密封”是不完全的,修订阀门标准时要改变原标准的结构形式为解决阀门的外漏问题创造必要条件。

    d、更好发挥管系附件分技术委员会作用。船舶机械标准化技术委员会管系附件分技术委员会是我国船舶工业成立最早、工作延续性最好的组织之一。自1974年组成后尽管上级机关和委员发生多次变动管系附件分技术委员会的工作一直没有停止过。30多年来委员和通讯委员虽然在天南地北,互相之间的工作来往从没间断过。在资金困难的情况下,许多通讯委员慷慨解囊,资助管系附件分技术委员会的有关会议经费。在紧急任务下来时,委员和通讯委员利用业余时间努力完成。大家热爱这项工作愿意为中国的造船事业尽力。目前原船舶工业总公司分成南北两个公司,标准化主管部门也分为两个。这使船舶管系附件标准化工作出了好几个领导机关:北方标准化研究中心、南方综合院、水面舰艇标技委、潜艇标技委、管系附件分技委,如果他们都去抓船用阀门标准工作,势必会越抓越乱,建议由管系附件分技术委员会统抓船用阀门标准工作,拳头攥起来后打出去才有力。 

    中国要成为世界第一造船大国,阀门作为船舶的重要配件也应该迅速跟上前进步伐。讲述者们对阀门船用标准的探讨仅是一家之言,目的在于引起有关人士的注意。中国造船工业的标准化建设更应从船用阀门窥一斑见全豹,进一步加快相关工作,使造船大国走向造船强国。

 
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