关于火电阀门机械的加工工艺

关于火电阀门机械的加工工艺

刘宪东

哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司黑龙江哈尔滨150000

摘要：通过对全国火电阀门机械加工工艺的现状及存在问题的研究，对火电厂在火电阀门机械的加工工艺存在问题提出了解决方案，对火电阀门机械加工工艺的发展前景进行了总结与展望，并对如何提高火电阀门机械加工工艺阐述了有针对性和可行性的建议，供有关电厂参考。

关键词：火电阀门；加工工艺；制造

前言：

火电阀门广泛应用于国民经济各部门和人民生活中。石油天然气和能源电力领域的阀门市场需求最大，约占全球工业阀门市场需求的50%以上，其中电力领域（核电与常规火电）阀门需求占全球工业阀门市场需求的20%左右。因此，电力阀门制造能力和水平代表一个国家高端阀门的竞争力。

1.我国火电阀门机械加工工艺现状及发展前景分析分析

1.1我国火电阀门机械加工工艺现状

我国火电阀门工业走过了一段艰苦的创业历程。火电阀门机械加工工艺经历了从简单修理和以手工为主的零配件加工到使用专机生产线、加工中心和数控机床等设备进行大批量、规模化生产的发展过程。特别是改革开放以来，火电阀门机械加工工艺获得了飞速发展。几十年内，全国火电阀门企业总数由数十家发展到数千家，民营企业迅猛发展成为火电阀门制造业一支新的生力军。据统计，2013年我国共有规模以上火电阀门制造企业（年销售收入在2000万元以上）1703家，当年生产阀门800.24万t。实现销售收入2412.25亿元，完成出口交货值346.08亿元，中国已经成为世界上最大的火电阀门制造国。

以目前我国工业综合技术水平看，从金属、非金属材料、阀门产品结构设计水平、制造和检验能力、试验能力诸方面，国内一些具有实力的阀门企业，可以研制和生产出满足火电厂安全和经济运行要求的高端阀门。国内阀门制造厂通过引进世界先进阀门制造厂商的设计技术和制造技术，制造高端国产化阀门。由世界先进阀门制造厂商提供技术支持，改进国内火电阀门机械的生产工艺和制造工艺，如铸造工艺和锻造工艺等，在此基础上实现电站高端阀门的国产化。

1.2我国火电阀门机械加工工艺发展前景

我国是一个以煤炭为主要一次能源的国家，常规火电占电力装机的70%以上。随着机组的大型化，660MW、1000MW超超临界火电机组已逐渐成为常规火电的主力机组。据调研，一台60万kW超临界火电机组，进口阀门约需5000多万元；一台100万kW超超临界火电机组，进口阀门约需6500多万元。据了解，我国2015年核准的火电机组容量6000万kW，2016年核准的火电机组容量6500万kW，2017年核准的火电机组容量7000万kW。以每年新建30台100万kW超超临界机组，新建20台60万kW超超临界机组计算，年进口阀门需花30亿元，市场潜力巨大。国家正在有关火电阀门企业进行超超临界火电机组关键阀门攻关，随着超超临界火电机组关键阀门国产化工作的推进，依托工程超超临界火电机组陆续建成并网发电，国产常规火电关键阀门的产品质量和性能指标将被全国电力企业认可。

我国火电的建设正从试验性、补偿性调整为战略性和进取性的发展。截至2017年底，全球在运核电机组共计678台，装机容量8.97亿kW；在建机组共计80台，装机容量7867万kW。我国是在建核电机组最多的国家，据了解在建核电机组约40台，装机容量达3000多万kW，预2019年投产。火电建设对火电站阀门的巨大需求则为阀门制造业带来了广阔的市场前景。火电阀门国产化的实现，必将导致关键阀门进口产品的价格大幅下降，进一步促进火电建造成本下降。因此，火电阀门国产化对我国核电站建设、火电机械加工工艺发展都具有深远的战略意义。

尽管我国核电阀门的设计制造水平仍旧落后于发达国家，高端阀门的配套能力与国际先进水平仍有一定差距，但是可以欣慰地说，我国火电阀门机械加工工艺已经达到较高水平，比几年前跨越了一大步。到目前为止，除个别关键的核一级和核二级阀门仍需进口外，大部分关键阀门包括核一级、核二级、核三级阀门也都实现了国产化，使核电阀门的国产化比例由岭澳二期的6.7%提升到目前的近80%（按订货金额），核电阀门国产化取得了突破性的进展。

2.影响火电阀门机械使用因素及加工相应对策

2.1影响火电阀门机械使用因素

机床精度对密封型面加工质量的影响：

采用普通精密车床加工台座，其密封型面的加工依靠成型锪钻来完成。将工件夹持于三爪卡盘上，成型锪钻定位于车床尾座。因此，车床旋转主轴与其尾座之间的同轴度是否满足工艺要求就直接影响到密封型面的尺寸精度。如同轴度差，将使所加工的密封型面内侧尺寸加大，型面不能形成圆满的R0.12半圆形，严重时可形成瘦、尖状，严重影响阀门密封的重复性。此外，如果车床导轨磨损，形成卡盘中心偏高、车床尾座中心偏低的现象，也会形成不饱满的密封型面。

成型锪钻的制造精度对密封型面加工质量的影响：

在车床主轴和其尾座之间的同轴度误差满足工艺要求的前提下，成型锪钻的制造精度对密封型面的加工质量起着决定性的作用。如果成型锪钻的刃口尺寸偏大，则加工出的密封型面将会肥而宽，使密封比压降低而影响阀门的密封性；如果成型锪钻的刃口尺寸偏小，则加工出的密封型面将会瘦而尖，严重时会使衔铁受损而影响阀门密封的重复性。

机床精度对环形槽加工质量的影响：

采用普通精密车床加工台座上的环形槽，依靠环孔钻来完成。将工件夹持于三爪卡盘上，环孔钻定位于车床尾座。因此，同加工密封型面一样，车床旋转主轴与其尾座之间的同轴度误差及车床导轨的状况对环形槽的尺寸精度有着很大的影响，加工前必须仔细检查、调整车床旋转主轴与其尾座之间的同轴度误差和车床导轨的磨损程度。

2.2加工工艺对策

针对机床精度对密封型面加工质量的影响的问题，在加工前，要仔细检查、调整车床主轴与其尾座之间的同轴度，误差不大于0.02mm，同时检查车床导轨的磨损程度。所采用的方法是：将杠杆百分表座固定于三爪卡盘上，成型锪钻装夹于车床尾座上，百分表表头压在成型锪钻的外圆上，用手转动三爪卡盘，观察百分表指针，其上下、左右的变化值应不大于0.02mm。

针对成型锪钻的制造精度对密封型面加工质量的影响的问题，加工前选择合格的成型锪钻就至关重要。按现有批量生产，一般需定制5-8把成型锪钻，在正式加工工件前，用与工件相同的材料，每把成型锪钻加工3件试刀件，并对试刀件进行剖切、计量检查。以此验证成型锪钻是否合格，同时也验证了车床旋转主轴与其尾座之间的同轴度误差是否满足工艺要求。对尺寸合格的成型锪钻，用25倍左右的工具显微镜检查其刃口是否锋利。在批生产过程中，随时检查成型锪钻的刃口状态，每加工完一件工件，都用浸透煤油的脱脂棉将成型锪钻的刃口擦洗干净，同时观察其刃口有无崩口、积屑瘤等。以保证密封型面处的表面粗糙度；对加工完的工件也随时监控，逐件用25倍左右的工具显微镜检查密封型面的圆弧状态，观察密封型面是否圆滑、饱满、表面粗糙度是否达到要求、有无划伤、碰伤等缺陷，并与合格的试刀件做对比。

3.结语

经过几批火电阀门机械加工，产品质量满足工艺、设计要求。经改进刀具材料，提高了刀具的使用寿命，提高了生产效率。总之，常规火电机组关键阀门市场前景广阔，核电建设为阀门制造业创造了提升空间，电力阀门国产化是实现中国制造向中国创造迈进的重要组成部分，对于我国实现自主发展能源电力事业，提升装备制造业竞争能力都具有十分重要的意义。

参考文献：

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[2]唐彬,陆亚安,陆耀威,蔡宝根.超超临界火电机组高旁主阀阀座的修复技术[J].中国电力,2015(7),48(7):68-71.