关于控制阀采购、选型的若干问题探讨

 　任意开度的控制阀和两位式开关阀在过程生产中使用很广，温度、压力、流量、液位、压差的控制和部分生产过程的实现，几乎都是通过控制阀来控制的。控制阀的性能对生产效率、产品质量、生产的安全性和连续性、环境保护等都起着决定性的作用。 　　 　　安徽淮化集团有限公司新建的年产18万吨合成氨、30万吨尿素工程中使用了大量的控制阀，这些控制阀在开箱检查、安装和使用过程中，出现了不少问题，后来虽然都已解决，但是浪费了资金和时间，也花费了很多精力。其实，有很多问题，只要有关工程技术人员在设计选型、采购过程中加以注意，是完全可以避免的。 　　 　　要保证控制阀拥有可靠的质量，自控系统设计人员应依据其应用场所及生产工艺对控制阀的要求进行选型，所选择的控制阀应能满足生产需要，性能适中。本文对在控制阀的采购选型中应注意的细节问题提出一些建议。 　　 　　一 以招标的方式采购控制阀 　　 　　为采购到高性能价格比的控制阀，建议尽可能地采用招标的方式。招标采购有时是贷款提供方的要求，适合大批量的仪表采购。招标采购可以节约资金，确保产品质量，有利于工程进度，但对参与评标过程的专业工程技术人员的专业知识的广泛性、深入性有较高的要求；同时，应协调好仪表、控制、工艺、设备、管道、电气等各个专业之间的分工合作，这一点极为重要。 　　 　　1. 做好招标前的准备工作 　　 　　招标前的准备工作至关重要，企业的分管负责人应予以足够的重视，应做到：（1）选拔技术骨干，组成一个专业部门并指定负责人，进行有关知识的强化培训、职业道德及规章制度的教育，同时制订工作制度、处罚措施、评标工作细则。（2）有重点地组织有关人员到相同、相似规模或同类工艺装置企业进行考察，参加一些仪器仪表展览会，也可以邀请有关厂商进行技术讲座，应尽量避免参与评标的技术人员到有关仪器仪表生产厂进行技术活动。尽可能地搜集一些技术资料，为评标工作做好准备。 　　 　　2. 招标文件的准备 　　 　　招标文件包括商务文件和技术文件两部分。商务文件可自行编写或委托具有招标资格的单位组织编写；技术文件多由设计单位的专业设计人员负责编写或自行编写。若由设计单位编写技术文件，技术文件初稿应和用户一起进行讨论，根据达成的一致性修改意见进行补充完善，然后以登报的形式进行发标。招标文件的技术部分要采用国际通用的格式，内容尽可能的详细准确，避免使用模棱两可和容易引起误解的文字、数据、非通用缩写符号，各种缩写词应尽可能的加以注解；技术文件中应尽可能的用醒目的方式标注并用文字写明哪些条款投标方的投标文件及产品必须满足这些要求，否则，该标书将被视为废标。这些条款必须在招标书中反映出来；如有必要，在招标文件中注明：请投标方参加在标书登报之后、开标之前的某一确定时间举行的招标文件解释、说明及答疑会议。 　　 　　技术文件中的内容要避免具有指向性，应确保至少有两家以上投标商能达到该招标书的所有要求。 　　 　　招标文件中必须明确招标范围，除示意图外，还应有明确的文字说明。招标文件中应明确要求投标方必须采用的报价形式、交货形式、地点、应报分项价的产品和附件、投标方应提供的技术数据、产品规格、技术文件、资料和证书。 　　 　　招标方应明确投标产品、文件、服务所采用的标准和规范，包括与投标范围以外的设备及工艺管道连接采用的标准和规范，应要求采用zui新的国家、行业标准或国际通用标准，否则，必须提供转换接头及连接件和相关附件。 　　 　　一般采用的规范和标准有： 　　 　　ISA-S75.01/CD50A12-84--控制阀的尺寸计算；　　 　　ANSI-B16.104、B16.5/BJ79-59--控制阀的泄漏等级检验/法兰连接；　　 　　API-RP550--控制阀的检验及验收；　　 　　IEC-529--仪表外壳防护（IP）等级；　　 　　IEC 79-10/GB-3836-1--危险场合的划分；　　 　　GB 4213-92--控制阀的性能指标；　　 　　IEC-538 Noise Considerations--控制阀的噪音计算。 　　 　　尽可能使用这些标准的zui新版。版本越新，对产品的性能要求越严格，越有利于环境保护和操作人员的身心健康，越有利于延长控制阀的使用寿命。 　　 　　二 附件 　　 　　控制阀的附件包括： 　　 　　（1）阀门定位器--用于改善控制阀调节性能的工作特性，实现正确定位。　　 　　（2）阀位开关--显示阀门的上下限行程的工作位置。　　 　　（3）气动保位阀--当控制阀的气源发生故障时，保持阀门处于气源发生故障前的开度位置。　　 　　（4）电磁阀--实现气路的电磁切换，保证阀门在电源故障时阀门处于所希望的安全开度位置。　　 　　（5）手轮机构--当控制系统的控制器发生故障时，可切换到手动方式操作阀门。　　 　　（6）气动继动器--使执行机构的动作加速，减少传递时间。　　 　　（7）空气过滤器--用于净化气源、调节气压。　　 　　（8）储气罐--保证当气源故障时，使无弹簧的气缸式活塞执行机构能够将控制阀动作到故障安全位置。其大小取决于气缸的大小、阀门动作时间的要求及阀门的工作条件等。 　　 　　根据需要选用控制阀的附件，同时要求供货商将控制阀的附件连接完整，整体发货并提供有关测试报告和合格证。 　　 　　三 选型原则 　　 　　控制阀的选型原则有： 　　 　　（1）根据工艺条件，选择合适的结构形式和材质。　　 　　（2）根据工艺对象的特点，选择控制阀的流量特性。　　 　　（3）根据工艺操作参数，选择合适的控制阀口径尺寸。　　 　　（4）根据工艺过程的要求，选择所需要的辅助装置。　　 　　（5）合理选择执行机构。执行机构的响应速度应能满足工艺对控制阀行程时间的要求；所选用的控制阀执行机构应能满足阀门行程和工艺对泄漏量等级的要求。在关键的应用场合，建议选用活塞式（弹簧复位式或无弹簧的气动复位式）的执行机构，因为，相对而言，薄膜式执行机构出现故障的概率大，且可靠性不如活塞式执行机构高。在某些场合，如选用压力控制阀（包括放空阀），应考虑对实际可能的压差进行适当的放大，即要求执行机构能提供较大的作用力。否则，可能当工艺上出现异常情况时，控制阀前后的实际压差较大，会发生关不上或打不开的危险。在我们的现场就曾发生过这种情况。 　　 　　四 评标 　　 　　在评标期间，评标小组成员一般应避免和投标方的各级人员会面。每一位参与评标的成员都要阅读所有的投标文件，分别整理投标文件的内容，经过适当的时间，评标小组的成员聚在一起，互相通报各自发现的问题，再汇总起来，进行澄清，待投标方答复以后，对整理的文件加以补充，不清楚的地方继续进行澄清，如此反复多次，直到把所有的不清楚或有疑问的细节全部弄清楚为止。然后，由评标负责人组织绘制评标技术对比表和商务对比表。zui后，评标小组成员对投标方进行排序，评标成员应各抒己见，依照民主集中制的原则编写评标报告，且应公开评标结果。 　　 　　五 控制阀采购中应注意的一些细节问题 　　 　　控制阀的采购中应注意一些具体的细节问题，因为它们关系到控制阀能否顺利安装使用，附件能否满足实际需要，合同能否顺利执行等。 　　 　　合同技术附件中，应包括所有缩写词的详细解释（国际通用的缩写词除外）。 　　 　　合同技术附件应写明对应用于特殊场合的控制阀所作一些特殊处理的具体要求。譬如，当工艺介质是氧气时，应要求生产厂家对阀门上可能与介质接触的部件进行脱脂处理。当该阀门到达使用现场时，安装单位只需对脱脂情况进行检查，如符合要求，即可进行安装，这样可以节省时间，加快工程进度。 　　 　　zui大、正常、zui小流量的阀门开度应合适。一般来讲，zui小流量对应的开度不应小于15%，zui大流量对应的开度不应大于90%，正常流量对应的阀门开度zui好为60~80%（蝶阀的正常开度可以适当大一些，但zui大流量对应的开度也不应达到100%）。 　　 　　合同附件中工艺参数所使用的单位应为国际单位制。控制阀的进口及出口压力应说明是压力还是表压，应统一说明或者对各个压力参数分别作说明，一般认为，压力zui好是统一说明，其他参数则分别加以说明。 　　 　　应注意噪音问题。噪音对环境造成污染，不利于人的身心健康，且噪音大，振动也大，影响阀门的操作性能和使用寿命。所以要求噪音越小越好，一般不应高于80dB，如超过85dB，应考虑带降噪结构的控制阀或采取降噪措施。 　　 　　注意控制阀的气源和电源发生故障时阀门应处于的故障安全位置。有些控制阀的执行机构的作用形式可以在zui终应用现场改动，而有些却不能进行改动，所以在合同技术附件中一定要注明阀门的作用形式（气开/气关）、故障安全位置（全开/关闭/保位）。 　　 　　注意控制阀的应用场合。如果要求防爆，合同技术附件中应注明控制阀的电/气阀门定位器、电磁阀、阀位传送器、阀位开关等附件的防爆形式（本质安全型还是隔爆型），同时还应注明电磁阀的控制电压等级（24VDC/220VAC）、阀位开关是机械式还是趋近式、开关触点的容量（包括电流值及电压等级）等。对电磁阀的选型，建议整个装置乃至整个工厂统一考虑，选用同一家厂商比较可靠的一种或几种型号，这样可以减少备品备件。对电/气阀门定位器的选型，建议选用数字式阀门定位器。它具有下列优点： 　　 　　（1）数字式阀门定位器以微处理器为核心，双向通信，具有强大的诊断功能，可以根据诊断信息，进行控制阀的检修或科学的预测性维护，可以做到预防或减少突发性故障，以延长工厂连续的安全生产周期，使控制阀始终保持高性能的工作状态，避免因主观臆断而盲目对阀门进行检修。 　　 　　（2）如果数字式阀门定位器随控制阀一起订购，由供应厂家负责组装、调试，一般没有问题；而且一般可以直接替代标准阀门上的气动阀门定位器或电气阀门定位器。若只是采购数字式阀门定位器替代常规定位器，建议首先向智能式定位器生产厂家或代理商进行技术咨询。 　　 　　（3）数字式阀门定位器调校简单、操作方便。自带操作键板和液晶显示器的数字式阀门定位器，可以在定位器上进行调校操作；不带这些辅助装置的定位器则需要用手操器进行操作。如果系统允许，建议手操器采用HART协议通信。如果控制系统为DCS，而且控制阀和控制系统制造商是同一家时，只要控制系统支持数字式阀门定位器的通信协议，就可直接在DCS操作站上对控制阀进行参数设定、调校及其他操作。与常规阀门定位器相比，数字式阀门定位器采用菜单式操作，功能强大，可对阀门行程进行自动校准，线性度好，度高，并可以稳定、优化控制阀的响应。如果输入滤波器时间常数，可以减缓数字式阀门定位器的响应，改善闭环控制过程，如果不需要此功能，可将时间常数设定为0。数字式阀门定位器的功能还有：进行控制阀小行程信号的切除；利用整定参数组设定输入特性，方便地改变阀门的控制特性；在0~100%的范围内任意设定控制阀的行程范围；设定阀行程报警、阀行程偏差报警；设置阀行程限位等。 　　 　　（4）数字式阀门定位器采用模块式设计，只需要较少的备件。它抗振、抗电磁干扰（EMI）能力强，不存在零点和量程漂移问题；耗气量少，供气能力强；动态滞后性小（一般小于1%），定位度高。 　　 　　（5）在某些情况下使用数字式阀门定位器，可以节省仪表电缆和安全栅， 　　 　　在空气过滤减压器本体上及空气过滤减压器后所有需要进行气体压力调节的部分均需配置空气压力指示表，以方便控制阀气路的调试和维护。 　　 　　正确选择控制阀与工艺管道的端面连接形式（环形面连接/凸面连接/对夹式）。如配备配对法兰，要求阀门供货方提供阀门和配对法兰之间的垫片，应在合同技术附件中注明要求的法兰材质、压力等级及法兰接管的管标号。对夹式的控制阀本身如有单法兰，法兰连接孔的载丝螺纹应是公制，假如载丝螺纹为英制，应要求阀门供应方配备连接螺栓。 　　 　　如果控制阀配有电磁阀，建议合同技术附件中的电磁阀部分的技术参数要注明厂家、品牌、电压等级、防爆形式、材质要求及控制阀的开和关的行程时间要求，但无需注明电磁阀的具体型号。具体型号应由阀门供货方根据zui终计算或工厂测试进行选型，但应注明是否允许供货方在控制气路中使用电磁阀作为先导阀。当控制阀的执行机构要求大气量时，为了缩短控制阀的行程时间，把电磁阀作为先导阀与流通能力大的气动继动器组合使用，可以降低成本，但也增加了附件数量，因为气路环节的增多意味着故障点的增加，因此讨论技术附件时应确定是否允许采用该气路控制方案。 　　 　　建议无论是膜片式执行机构还是活塞式执行机构都要配备空气过滤减压器，使执行机构能够承受驱动气源的压力。 　　 　　在发货前，控制阀配备的附件应在生产厂连接完整，并经过测试，符合合同技术附件的各项要求。控制阀供应方应根据阀门的应用场合，决定连接管是铜管、PVC护套管还是不锈钢管，根据阀门的行程时间要求决定气路连接管的管径。一般控制阀的气路连接管的管径不应小于8×1mm，因为太细会造成控制阀的响应速度太慢，当然，如果控制阀的开关行程时间允许，也可使用管径为6×1mm的气路连接管。 　　 　　控制阀的口径尺寸应尽可能与设计文件一致，如果必须变更，应向工艺、管道、设备及相关专业的工程师通报（如不允许变更，则相关专业人员应一起讨论决定变更的方案），以进行相应的设计变更。 　　 　　应注意阀门的腐蚀问题。假若所采购的控制阀存在汽蚀、闪蒸、空化、冲刷等问题，则应注意是否采取了相应的处理手段，能否避免这些问题或者尽可能地减少这些现象的发生的可能性。阀体、阀芯、阀笼、座环的材质应采用硬质钢或合金钢，或者进行渗氮等处理或加表面涂层（譬如镀斯太莱）。应避免控制阀在各种应用条件下出现空化现象。 　　 　　合同技术附件中一定要有对阀门的外形尺寸和定位器等附件的安装位置进行确认的要求，以确定控制阀的安装空间、附件安装方位与图纸上安装位置的可用空间之间是否有冲突。如存在冲突，首先应确认能否改变控制阀执行机构的安装方位或者阀门附件的安装位置及方位。如果阀门的位置不能改变，应通告工艺、管道、设备、电气等有关专业人员及早修改相应的布置与走向设计。 　　 　　应要求合同方提供控制阀的关键部件的材质分析报告，控制阀泄漏量测试报告，试压测试报告，形成测试报告或合格证明，气路连接图，所使用的控制阀试压规程、方法及测试控制阀泄漏量的测试规程、方法，以便进行检查、复核。 　　 　　招标书中应要求投标方提供控制阀的选型样本（对样本中的具体型号代码、缩写要进行详细说明）、应用业绩。技术合同中应要求合同方提供阀门本体及其附件的日常维护手册，附件代理商及销售商的地址、传真、。 　　 　　控制阀附件的防护等级不应低于IP54/NEMA 4（数字式阀门定位器的防护等级一般为IP65/NEMA4X），接线盒的进出线端口应有密封处理。 　　 　　控制阀的应用位号应在阀门的铭牌中反映出来，或者单独注明在一个牌子上并将其固定在阀门上。除双流向外，应在阀体上明显标出阀门所允许介质通过的方向。 　　 　　应根据控制阀的应用场合及关键程度考虑是否设置手轮。 　　 　　应要求控制阀的供货方提供阀门的死区参数和配电/气阀门定位器的控制阀的基本误差参数。一般，阀门的死区参数不应大于2%，配电/气阀门定位器的控制阀的基本误差应小于±10%，如果配数字式阀门定位器，控制阀的基本误差应小于±1%。 　　 　　应注意控制阀对气源压力的要求。根据装置的实际情况，核对控制阀执行机构对仪表空气压力的要求。如果装置中仪表空气压力不能满足执行机构的要求，则阀门供货方应更换执行机构；同时，应提供高质量的仪表空气，至少应满足下列要求：清洁，干燥，不含有明显的腐蚀性的杂质，气体中含固体颗粒小于0.1g/m3，颗粒直径不大于3μm，含油量不大于1×10－6。据统计，因气源不干净造成定位器不能正常工作的情况占整个定位器故障率的60%以上。 　　 　　一般设计单位的设计人员已经选好阀体芯件（阀芯、阀座、阀杆、阀笼、座环、填料、垫片）的材质。zui终阀门选材应与设计要求一致，如果不一致，必须确认材质变更后是否合适，如有怀疑，则必须进行技术澄清。 　　 　　控制阀到货时，应及时通知供货方开箱的时间，要求供货方派人员参加进行商检，如果供货方提出不派人员参与商检，应要求供货方发传真或来函确认，并认可用户的开箱结果。商检人员应详细记录所有的商检结果，不应遗漏任何细节，而且应将商检结果和合同技术附件对照，记下偏差，与商检报告一起及时反馈给供货方，并要求及时进行处理。尽可能不延迟开箱商检的时间，否则可能会影响索赔和工程进度。另需要注意的是，控制阀的位号、阀体、执行机构及附件的型号、系列号等参数应有记录，作好备案工作，供以后订购配品配件时使用。因为如果不及时记下这些参数，控制阀经过长时间使用，铭牌上的参数就会模糊不清，难以辨认；也有可能将铭牌丢失，而有些参数对采购备件来说是必须的。 　　 　　订购数字式定位器所需的软件时，只需写明软件的名称并注明提供交货时的zui新版本即可，软件的版本号可以不写。 　　 　　备品备件和控制阀一起订购，可节省费用，采购备品备件的数量以1~2年内满足正常生产之需为原则。如果对控制阀的部件的使用寿命情况不清楚，可要求供货商推荐，同时要考虑资金因素。 　　 　　切忌捆绑招标。把两种或多种不同的货物与控制阀一起采购，如果一个包中既有价廉物美的货物又有性能不好或者极其昂贵的货物，在不准许拆包的情况下，很难做到两全的选择。 　　 　　建议把付款和交货进度、产品质量、服务起来，预留一定的质保金，用于供方提供的产品质量和服务质量的考核。 　　 　　如果通过控制阀的介质为单向流，控制阀一定不能反向安装，否则将影响阀门的流通能力、流量特性、密封性能及操作的稳定性。 　　 　　在签订合同时，合同技术附件中应明确一项，在供货方供应的产品不能正常使用或者出现故障时，供货方应及时对所提供的产品进行调试，处理存在的问题，或者进行更换，并提供临时代用品，不得以任何理由延迟处理问题而影响用户的正常生产，否则将以服务质量差追究供货方责任；一旦问题解决，对所发生的费用，应在查明原因后，双方商讨解决。 　　 　　控制阀附件的端口入线应自下而上接入，不应反接，以防进水损坏零部件。如果电缆必须自上而下接入，应适当加长电缆，保证在进入接线口以前有一个U形弯曲，使雨水不致进入辅助仪表中。如果使用穿线管，在U形弯曲的下部应留有排水口。当电缆从仪表电缆桥架引出时，应注意穿线管在桥架上的接口方向，管口决不能向上；并应对管口进行密封处理，消除进水的可能性。 　　 　　控制阀的类型、材质、与管道的连接方式、附件的选择、招标文件的准备、评标、技术合同的签订、安装、维护是一个繁琐复杂的过程，任一环节出现漏洞，均可能影响到控制阀的使用。虽然有各种各样的书籍、标准和软件供设计人员和用户的技术人员参考，一般不会有太大的困难，但是，从工艺设计人员提出工艺参数、准备控制阀的招标文件、发标书、评标、技术澄清、形成评标报告、批准评标报告、技术谈判、签订技术合同，到开箱验货、安装、调试、投入使用，一般要经过相当长的时间，期间稍微一大意就会疏忽或漏掉一项或几项，可能会使工厂造成损失并影响工程进度。本文仅将在安徽淮化集团有限公司数次采购控制阀和使用过程中的一些体会和认识进行了总结，建议采购控制阀应有充足的时间，只要技术条件具备，就应提前进行招标文件的准备、评标、技术澄清、签订技术合同等工作，真正把工作做细做深，少出技术纰漏。至于商务合同的进度，则要根据工程进度及资金情况来决定。