编辑:控制阀期刊论文“精选”
日期:2019-10-21 访问:5826
中国控制阀六十年生产发展历程
马兴平 天津精通控制仪表技术有限公司
中国控制阀是从 1959 开始生产制造的。当时是计划经济模式,全国定点生产控制阀只有五家企业,他们分别是吴忠仪表厂(由上海仪 表公司内迁宁夏吴忠成立的);鞍山热工仪表厂(后更名鞍山自控仪表集团有限公司);上海自动化仪表七厂;无锡仪表阀门厂(后变成日本独资企业名称为工装自控工程(无锡)有限公司);天津调节阀厂(后更名为天津市自动化仪表四厂,天津精通控制仪表技术有限公司)。这五家企业主要生产仿前苏联的调节阀产品,一直延续至 1966 年,有些品种一直生产到上世纪七十年代末期。
仿苏调节阀生产情况见下表
备注:1、公称直径 DN(过去标 Dg mm),公称压力 PN(Pg kg/cm2) 2、原设计中 2F 也有 DN25-150,但国内铸钢水平较低,铸件废品率极高,后来中小口径全部采用锻钢了。这五家企业联合上海自动化仪表研究所于 1964 年-1966 年联合设计了 ZMA/BP、ZMAN 系列气动单、双座调节阀,公称压力也是 1.6 和 6.4MPa,公称通径是 NPS3/4 吋(阀芯直径有 3、4、5、6、7、8mm)和 DN20(阀芯直径有 10、12、15、20)至 DN200 口径,流通能力 kv 值从 0.08 至 500;1976 年上述这些单位又加入了四川仪表十一厂联合设计了 ZMA/BM 系列气动套筒(笼式)调节阀。公称压力也是 1.6 和 6.4MPa,公称通径 DN25至 DN300 口径,流通能力 kv 值从 10 至 1600;这三大系列产品自上世纪六、七十年代分别投产后,为我国工业自动化仪表的发展做出了巨大贡献。到目前为止,在国产自动化装置中仍能见到它们的身影。两次联合设计汇集了国内控制阀生产企业和上海自动化仪表研究所的二十多位精英。大家比较熟悉的有:上海所的汪克成、胡志君、朱自达、曹礼昌,鞍山厂的王殿甲、程怀济,天津厂的石毓林,上海厂的顾德生,吴忠厂的曹应生,无锡厂的陈协清、华力先,四川厂的明赐东等。这些同志多数为我国 1959-1964 年名牌工科院校毕业生,有的还是名牌工科院校研究生。1964 年我国人口 7 亿多,当年大学毕业生只有 13.6 万人,而 2019 年我国人口约 14 亿,今年大学毕业生达到 864 万人。55 年间人口增加不到一倍,大学生增长了 60 倍。也可以看出,目前我们大学生的综合质量与当年那些老大学生还是有一定差距的。
以上这些老同志都已光荣退休,正在安度晚年,少数同志已经作古,个别同志仍然活跃在控制阀行业的企业管理、技术研发、生产制造领域。在此让我们牢牢记住这些同志为我国控制阀行业的发展做出的丰功伟绩,让我们对他们当年的辛勤劳动和科学创造表示衷心的感谢。改革开放前还联合设计过三通阀、高压阀、隔膜阀、蝶阀、长行程执行机构和阀门定位器等产品。在此就不一一叙述了。有统计数据的 1978 年全国控制阀共完成工业总产值 2710 万元,产量 34000 台。
一、 六十年来控制阀行业的发展
(一)控制阀行业企业总数和规模
六十年来控制阀生产企业从无到有、从小到大、从弱到强得到了较快发展。1978 年召开了党的十一届三中全会,做出了把党和国家的工作重点转移到经济建设上来,实行改革开放的伟大决策,也使控制阀行业得到了飞速发展。全国控制阀生产企业由 1978 年的 10 家(其中两家隶属化学工业部管理)发展到 2018 年的 200 多家(年销售收入2000 万以上),这些企业通过技术引进、合资、消化吸收、吸收再创新、自主研发等手段,企业的技术水平和生产能力有了长足进步,以下主要介绍参加联合设计六家企业的基本情况:
1、吴忠仪表厂:始建于 1959 年,于 1980 年和 2002 年分别引进日本山武公司 CV3000 系列调节阀生产制造技术和德国阿卡公司Ecotrol 模块化智能调节阀生产制造技术,经过消化吸收和创新,制造技术已达到国际同等水平。公司在产品研发制造能力、检测手段、服务体系、营销渠道、维修维保等方面有很强的竞争力,是国家发改委振兴装备制造业的骨干企业之一。企业规模、产品品种覆盖率均居行业之首,新近建设的流量试验室可完成 DN1000 口径控制阀的流量试验工作,吴忠仪表厂是中国执行器行业专业委员会会长单位,中国仪器仪表行业协会副理事长单位。
2、重庆川仪调节阀有限公司(原四川仪表十一厂):该企业是 1969年由无锡仪表阀门厂内迁组建。具有五十多年控制阀生产历史,经过五十多年的发展,现已成为西南地区最大,国产控制阀全国排名第二位的生产基地,公司于 1992 年从日本山武公司引进了 CV3000 系列调节阀和附件,共计 27 个系列的设计生产制造技术。迁入新厂房后,机械加工、校验、实验设备得到了质的提升。2000 年自主研发了 HVP 智能阀门定位器,填补了国内智能阀门定位器的空白,成为国内拥有完全自主知识产权的定位器产品,是中国执行器行业协会理事单位. 3 、 上 海 自 动 化 仪 表 七 厂 : 该 企 业 八 十 年 代 初 引 进 了 美 国Masoneilan 的高温、高压调节阀生产技术和凸轮挠曲阀生产技术,生产的产品种类齐全、完整,几十年来企业稳定发展。上海自动化仪表七厂是我国控制阀行业仅有两家具有《中华人民共和国民用核承压设备设计、制造许可证》之一,为核工业生产制造控制阀已成为上海自动化仪表七厂的主业。
4、无锡仪表阀门厂:(工装自控工程(无锡)有限公司),在计划经济年代,除生产联合设计的常规调节阀以外,主攻蝶阀的设计制造。1989 年与日本 KOSO 公司合资生产调节阀及铸件,1993 年成为日本 KOSO公司在华独资企业,目前是控制阀行业国外公司在中国办企业最大、最成功的企业,2018 年在中国销售额近 10 亿人民币,基本上全部是在中国生产制造的。
5、鞍山热工仪表厂:(鞍山自控仪表(集团)有限公司),两次联合设计的基地厂,是我国最早具有水流量试验室的企业。1984 年从日本 KOSO 公司引进了 700E/P 系列定位器生产技术,1992 年与日本 KOSO公司合资生产 3610 电子式电动执行机构,与丹麦丹佛斯合资生产压力、温度自力式调节阀,由于种种原因前几年已经退出市场。
6、天津市自动化仪表四厂:(天津精通控制仪表技术有限公司)在计划经济年代,除生产联合设计的常规调节阀以外,主攻隔膜阀的设计制造。1984 年引进了英国 SAUNDERS 公司生产制造技术,为我国上世纪九十年代电力中的水处理行业作出了很大贡献。1991 年从日本KOSO 公司引进了 V 型球阀、O 型球阀、气动执行机构生产技术,1992年-2005 年与美国 Fisher 公司合资成立了天津-费希尓控制阀有限公司。合作十三年,后改为美方独资企业。改革开放后,民营企业从无到有,发展迅速。目前国内民营控制阀企业已达 200 多家(年销售收入 2000 万以上),已发展成为控制阀行业一支新的生力军。以无锡智能自控有限公司、浙江力诺流体控制科技股份有限公司、浙江永盛科技股份有限公司、大连亨利仪表电子工程技术有限公司等企业为代表,这些企业各项经济技术指标已经进入国内控制阀生产企业先进行列。
(二)控制阀行业经济指标增长迅速
1959 年的控制阀统计数据无法找到,而改革开放前的 1978 年国内生产控制阀的 7 家企业完成工业总产值 2710 万元。(另有隶属于化学工业部的徐州化工机械厂和四川化工机械厂也生产调节阀,未统计在内)。而根据《控制阀信息》杂志统计 2018 年全国国内控制阀前三十名生产企业共实现销售额 70 亿人民币(由于有些企业虚报、瞒报此数据有一定水分),去掉 10%的水分,2018 年前三十名实现销售额约为 63亿元,占全部约 200 多家控制阀生产企业销售额的 70%,估算全国 2018
年国内控制阀生产企业销售额为 90 亿人民币,比 1978 年完成的 3000万(其中隶属机械部的 7 家企业 2710 万元,隶属化学工业部的二家企业估计 290 万元)工业总产值增长了 300 倍。而我国 2018 年国内生产总值完成 90 万亿元人民币,比 1978 年的国内生产总植 3645 亿元增长了 247 倍,说明了我们控制阀行业的市场需求和企业发展速度与国内工业发展同步,并略高于国内发展平均水平。
(三)控制阀行业技术发展
经过六十年的发展,控制阀生产企业通过自主研发、技术引进、合资、合作开发等方式使企业技术水平有了很大的提高,由改革开放前只能生产气动薄膜单、双座调节阀,气动薄膜套筒调节阀等少数几个系列产品,发展到可生产单座、双座、套筒、角型、三通、高压、低噪音、抗气蚀、微小流量、耐腐蚀、波纹管密封、模块化智能调节阀等品种。阀内件结构中,迷宫型、多孔型、多级节流型、先导型、特材阀内件等许多企业已经定型生产,控制阀门中最高使用压力可达2500 磅级,最高使用温度可达 658℃(1200℃)。控制阀生产制造企业全部取得了 ISO9001 质量体系认证和特种设备制造许可证(压力管道),一部厂家已通过 API 和 CE 认证,不少企
业可按照先进工业国家最新的 ANSI、API、BS、JIS 等标准设计和制造产品,总体水平已达到上世纪九十年代国际水平,部分产品接近当代国际水平。
目前控制阀生产企业广泛采用计算机辅助设计(CAD)技术,有条件的企业已采用 Proe、UG、solidworks 等三维软件进行产品的设计和研发,并使用有限元分析 CAE,流体分析 FLowworks 等技术,使试制的周期大幅缩短,提高了研发工作效率。在工艺方面使用 CAPP 计算机辅助工艺文件编制系统,CAM 计算机辅助制造等先进工艺手段,产品的可靠性得到有效保障。有些企业根据自己的产品编制了产品选型软件,为本企业及设计、使用单位提供了极大方便。随着制造企业信息化进程的不断推进,许多企业已经建立了较为完善的 CIMS 信息平台和 ERP企业资源计划管理系统,有效地提高了企业核心竞争力。
(四)控制阀行业制造工艺水平的提高
经过六十年的发展,控制阀制造工艺水平不断提高,国内外许多行业先进工艺应用到控制阀领域中来。阀体、阀盖等铸造件大量采用硅溶胶树脂砂脱箱造型技术,使零部件表面质量大幅提高,使少切削、无切削成为现实。高压阀采用胎膜锻技术,使零件毛坯水平大幅提高。氩气保护焊接、等离子喷焊、超音速喷涂等新型焊接工艺大量应用在控制阀领域中。控制阀中的关键件阀体、阀盖、阀芯、阀座、阀笼基本上采用数控车床和加工中心加工。使得关键零部件的几何尺寸精度、表面光洁度和它们的一致性大幅提高,为整机的可靠性,零部件的互换性提供了可靠保证。
二、 我国控制阀行业目前存在的问题及解决方法
1、同质化产品严重,产能过剩。
由于国内技术引进、合资、独资等原因,目前国内控制阀的生产厂家的产品地域感非常强烈,凡是有技术引进、合资、独资的企业就带动了周边控制阀生产企业的快速发展。国内控制阀生产技术主要采用美国 Fisher、美国 Masoneilan、日本 Koso、德国 Arca、日本山武Cv3000 五大类的技术进行生产。多数企业只是采用这几家公司的图纸进行加工,有些生产企业并未完全消化原装产品的研发设计内涵,再加上国内的原材料、配套件、工艺方法等原因,使得生产出的产品与原品牌进口产品有一定差距,也赶不上原技术引进或合资企业的产品。由于国内用户在具有投标资格条件下,普遍采用最低价格中标法,造成中、低档控制阀的市场是以拼价格为主。个别企业甚至采用阀体、阀盖减重,在材料使用上假冒伪劣来降低成本,以便赢得市场,造成了控制阀行业发展过程中的混乱局面。目前控制阀正规生产企业的利润率普遍不高,并有逐年下降趋势,使得这些企业缺乏技术研发后劲及工艺改造资金。初步调查,目前国内控制阀生产企业普遍开工不足,产能严重过剩。全部国内控制阀生产企业生产中、低档控制阀生产能力可达 150 至 200 亿人民币。在此我建议,有能力的控制阀生产企业在生产现有产品基础上,瞄准国内电力、乙烯、煤化工及核电所需高端控制阀市场,这些市场中除核电站中核岛控制阀必须具有国家核安全局颁发的《中华人民共和国民用核承压设备设计、制造许可证》外,其他行业是没有特殊要求的。电厂中的高温、高压、高压差、低泄漏控制阀,乙烯装置中的主要控制阀,煤化工项目中的特殊控制阀,核电站中核岛部分用控制阀还全部采用进口产品。这些高端控制阀主要集中在 Fisher、 Flowserve、Tyco、Cci 等几大品牌。几年前参观鄂尔多斯100万吨煤代油项目时,厂里总工介绍:生产线上一台进口 DN300出口 DN350 的特种调节阀是意大利生产的,价值人民币 6000 万元。天津北疆电厂再循环系统使用了 Cci 公司生产 DN150 口径迷宫盘片层叠式先导型调节阀,其工艺参数是阀前压力 41MPa,阀后压力 3.0MPa,温度 210℃,泄漏等级为Ⅵ级。此台控制阀进口需要人民币 98 万元。普通控制阀企业得生产多少台常规控制阀才能抵人家一台控制阀呀。真正的控制阀人与老外争市场才是我们的最好出路。目前国外控制阀进口产量只占国内总用量的 10%以下,而价值却达到国内总销售额的 60%以上。在此我们也呼吁我们国家的发改委、工信部,我们的学会、协会在国产高端控制阀已经接近和达到进口产产品水平时,要说服高端控制阀的用户,给我们这些企业进入高端控制阀市场的机会,国内外产品同等对待,或优先选用国产产品。中美贸易摩擦还在升级,美国已对中国出口美国 3000 亿美元商品征收高额关税,中国也做出积极回应,已对美国进口 750 亿美元商品征收高额关税,这 750 亿美元商品中就包含了控制阀产品,使得国内控制阀使用单位采购进口产品的经济负担大大增加,他们正在积极的寻找国内的替代产品,这对我们控制阀生产企业可以说是一个利好的消息。我们也呼吁政府改变目前普遍采用的最低价格中标法,而采用国际通用的技术、商务打分的靶心中标法。作为我们中国的控制阀人,一定要经过十年八年的努力,苦练内功,把国外控制阀进口产量控制在国内总用量的 5%以下,进口控制阀产品价值不超过国内总销售额的 20%.把目前基本上由国外企业占领的高端控制阀市场夺回大部分。到那时我们可以自豪的说:“厉害了,中国控制阀人”。 2、加强对生产工艺的了解,更好的为客户服务。国外控制阀专业生产企业都有多名对电力、石油化工、钢铁等行业的生产工艺非常了解的专、兼职技术支持人员,这些人多数从事过以上专业的实际工作或大学所学这些专业。他们对现场的压力、压差、温度、冲刷、腐蚀、气蚀、闪蒸等,对现场使用控制阀种类、规格、材料应用等参数的优缺点了如指掌,以至于他们在形成订货前,就与设计单位和使用单位进行了广泛的沟通,选出最适合用户工况的控制阀,并经设计人员和使用人员认可后才形成正式合同。美国 Fisher 公司和英国 Saunders 公司是这方面工作的典范。而国内控制阀生产企业的技术支持人员具备这种综合素质水平的人员几乎没有。有能力的控制阀生产企业可否开展此项工作的尝试,有意识的招聘电力、石油化工、煤化工装置的工艺人员或仪表工程师,培养几名材料学科的人员,来克服控制阀生产企业在选型、使用中的短板。从上世纪五十年代至上世纪末,我国著名的工科院校如:清华大学、浙江大学、天津大学、哈尔滨工业大学、重庆大学、西安交通大学等都有铸造专业、锻压专业、热处理专业、焊接专业等基础学科,但最近这些年,由于种种原因,这些大学的以上专业都取消了,连专业课老师都改行了,这对中国基础工业的发展是非常不利的,也可以
说是中国基础工业发展过程的一个悲哀。
3、重点解决易损件质量是控制阀产品质量提高的关键
控制阀的失效多数是由于易损件造成的。控制阀中的易损件如:填料、垫片、O 型圈、膜片、特殊密封件、波纹管、弹簧等的产品质量严重影响着整机的产品质量。国内控制阀企业由于均为多品种、小批量生产,采购易损件成为企业一个难题,好容易买到的易损件质量上很难达到预期效果。国内控制阀企业在易损件采购上要走国际化、全球化道路。生产高级易损件的国外企业技术先进、质量上乘,很多在中国境内有工厂,性价比也不错。只有易损件质量的提高,才能保证控制阀整机的产品质量。
4、加强实验室建设,为控制阀有关参数提供可靠数据。
国外控制阀生产企业(以美国 Fisher 公司为代表)的试验室装置非常齐全、完整。它们的试验室可完成 Cv(Kv)试验、FL 试验、Cg 试验、动态扭矩试验、动态拉压力试验、循环寿命试验、动态高低温试验等。以上试验采用实时动态数据采集和存储。我们看一下占地总面积 12650平米投资 3000 万美元的 Fisher 技术创新中心可完成哪些实验。
以上资料是有关人员参观 Fisher 公司与试验室人员座谈得出的。而国内控制阀生产企业一般只有一个简易物理实验室,一台化学成份分析的光谱仪就很自豪了。多数控制阀生产企业没有流量试验室,虽然流体分析 FLowworks 软件可以模拟控制阀的额定流量系数,但由于输入参数与实物的差距,流体分析 FLowworks 软件自身的差距,得出的数据与试验室数据还是有较大误差的。有能力的控制阀企业应加大投资建设控制阀必备的实验装置,才能在目前众多控制阀企业中脱颖而出。
5、加强技术队伍的建设。
目前国内控制阀生产企业技术队伍呈现人才匮乏,技术水平不高的局面。除吴忠仪表厂、重庆川仪调节阀有限公司略好以外,其他控制阀企业普遍存在这个问题。不管是新建几年的新企业,还是已经生产了多年的老企业,从事研发的技术人员、产品工艺人员、技术支持人员,无论从数量上和质量上都无法满足企业的需要。更有甚者,有些企业根本没有技术人员,遇到问题临时外聘技术人员。有些老企业的技术人员成了行业的香饽饽,一个人可在一家或几家企业兼职,其实有些老企业的技术人员对于控制阀的基础理论、产品设计和工艺制造水平有一定的局限性,只是他们掌握了本企业的图纸、工艺而已。市场的竞争是人才的竞争,吴忠厂、川仪厂企业能够持续发展,与他们重视人才培养密不可分。国内控制阀企业要走产学研的道路,与当地的大专院校、科研院所积极配合,借助他们的力量为我们服务。温州职业技术学院,河南化工技师学院,上海集讯广告传媒公司等单位都应以为控制阀行业做奉献的勇气,不以盈利为目的决心,办好短期(3—5 天),中期(10—15 天)的培训班。有能力的企业也可以请一些大专院校的老师,控制阀行业和用户的老技术人员,到企业去培训,工装自控工程(无锡)有限公司,Flowserve 公司,斯派莎克中国公司,浙江中控流体技术有限公司等单位都做过这样的尝试,取得了不错的效果。
6 维修、维保工作的尝试
目前大型石化公司的仪表维护工作分为两种模式:一种是传统模式。公司设有机动部(设备部)统筹下属各分厂的仪表维护工作。各分厂都有仪表车间,专门负责本厂仪表的日常运转和维护工作。另一种模式是公司自己已无任何仪表维护人员,全厂只设少数设备管理人员,负责全厂机、电、仪的档案管理和维修、维保的验收工作,维修、维保工作全部外包给有关专业维保队伍,由常驻在现场的维保队伍负责全厂的维修、维保工作。两种方式都存在维修人员对控制阀维修技能的欠缺。有能力的控制阀生产企业应以维修、维保为突破口,进入这些企业开展工作。维修、维保给企业带来的利润是十分丰厚的。吴忠仪表厂,徐州阿卡控制阀门有限公司等企业在此方面有很好的经验和业绩。
三、 控制阀行业取得的进步与成就
从六十年的发展历程来看,特别是改革开放以来,我国经济呈现快速增长,结构优化,民生改善的良好局面。为满足工业经济迅猛发展对控制阀的要求,我国控制阀行业骨干企业加大了新产品开发力度。并有针对性的从国外引进一批控制阀产品设计和制造技术,经过多年的引进技术,消化吸收,使我国的控制阀行业的技术水平,制造工艺和产品质量有了较大提高。目前,我国工业系统中所用控制阀除电力、石化、煤化工、核电等行业中的个别高温、高压,关键部位所用控制阀还需进口外,其它控制阀产品,我国控制阀行业企业全部能够自行生产制造。国内 600MW、1000MW 火电机组中,已普遍使用国产控制阀。1200 万吨炼油/年,100 万吨乙烯/年,1000 吨炼油/年 100 万吨乙烯/ 年 炼化一体化项目中炼油装置已基本上采用国产控制阀,乙烯装置中已少量使用国产控制阀。核电站装置中,除核岛关键调节阀外,已部
分采用国产控制阀。近些年来,我国工业企业项目中所需进口控制阀比例正在下降。
回顾六十年的发展历程,我们控制阀人付出巨大的艰辛,取得了举世瞩目的成绩。由于我国市场化经济已经逐步走入正轨,当前控制阀行业正在面临重新洗牌阶段,一些依靠阀体、阀盖减重,在材料使用上假冒伪劣来降低成本的企业正在淘汰,一些没有自主品牌,依靠给大企业做 OEM 代工的企业生存空间越来越小,一些老牌企业,由于体制和经营管理等原因,已经和正在退出市场。这就给我们有能力的成长型控制阀企业带来了良好的发展机遇,让我们再次扬帆起航。我们有理由相信随着中国经济进一步又好又快发展,我们控制阀人要乘好“一带一路”快速发展和国家做大做强装备制造业的东风,撸起袖子加油干,加强产品结构调整,加快由生产制造型企业向现代服务型企业转化步伐,提高产品配套能力,加强国际交流,促进控制阀行业快速发展。不忘初心、牢记使命,为创造控制阀行业更加灿烂的明天而努力奋斗!
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