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造船厂阀门选型需匹配哪些核心工况需求?

按应用场景划分

造船厂的业务流程大致可分为:船舶建造(分段制造、船体合拢、管路安装)、舾装、涂装、调试与交付以及辅助设施,每个环节对阀门的需求都不同。

船体建造与管路安装阶段

这是阀门用量最大、种类最繁多的阶段,主要安装于船舶自身的各种系统中。

造船厂阀门选型需匹配哪些核心工况需求?-图1
(图片来源网络,侵删)
  • 船体系统:

    • 压载水系统: 这是船舶最重要的系统之一,用于调节船舶吃水、稳性和姿态。
      • 阀门类型: 蝶阀(用于主路通断)、闸阀/截止阀(用于隔离)、遥控蝶阀/闸阀(用于集中控制)、止回阀(防止海水倒流),由于压载水可能含有海生物,阀门需要有良好的耐磨和防腐蚀性能。
    • 舱底水系统: 用于收集和排出机舱、货舱等处的积水。
      • 阀门类型: 截止阀止回阀(防止海水倒灌入舱底)、闸阀,通常要求为铸铁或青铜材质,耐海水腐蚀。
    • 舱底水油水分离器系统: 用于处理舱底水,使其达标后排放。
      • 阀门类型: 球阀(用于快速通断和调节流量)、隔膜阀(适合输送含固体颗粒的流体)、止回阀
    • 消防系统: 包括水消防、泡沫灭火、CO2灭火等。
      • 阀门类型: 闸阀/蝶阀(用于主隔离)、截止阀(用于调节)、止回阀安全阀/泄压阀(保护系统压力安全),消防系统阀门通常需要符合船级社(如CCS, ABS, DNV等)的防火认证。
    • 冷却水系统: 为主机、辅机等设备提供冷却。
      • 阀门类型: 闸阀截止阀蝶阀止回阀,通常使用铜合金双相不锈钢,以抵抗海水腐蚀和生物附着。
  • 动力与推进系统:

    • 燃油系统: 用于输送柴油、重油等。
      • 阀门类型: 球阀(用于快速开关和节流)、闸阀(用于全开全闭)、安全阀(防止超压),燃油具有易燃性,阀门需有良好的密封性。
    • 滑油系统: 为主机、辅机等设备提供润滑。
      • 阀门类型: 闸阀截止阀安全阀,滑油系统对清洁度要求极高,阀门内腔应光滑,无死角。
    • 蒸汽系统: 用于加热、驱动辅机等。
      • 阀门类型: 闸阀截止阀减压阀安全阀疏水阀,蒸汽系统温度高、压力大,阀门必须使用耐高温高压的材料(如铸钢、不锈钢),并具备良好的密封性能。
  • 其他系统:

    • 生活淡水/海水系统: 为船员提供生活用水。
      • 阀门类型: 球阀蝶阀截止阀,通常使用青铜不锈钢,确保水质安全。
    • 货油系统 (油轮): 用于装卸原油或成品油。
      • 阀门类型: 闸阀(用于主路切断)、球阀(用于精确调节和切断)、旋塞阀,要求极高的密封性能(零泄漏或低泄漏),材质为不锈钢特种合金
    • 液化气 (LNG/LPG) 运输船系统: 用于输送低温、易燃的液化气体。
      • 阀门类型: 低温球阀低温闸阀低温止回阀紧急切断阀,这类阀门是技术壁垒最高的产品,必须具备超低温密封性能优异的绝热结构,材质多为不锈钢Inconel等特种合金。

船厂辅助设施

船厂自身也是一个巨大的工厂,需要各种支持系统。

造船厂阀门选型需匹配哪些核心工况需求?-图2
(图片来源网络,侵删)
  • 船坞/船台系统:
    • 压载水系统: 用于调节船坞水位,方便船舶进出坞。
      • 阀门类型: 大型蝶阀大型闸阀液压驱动阀门,尺寸巨大,要求极高的可靠性和耐久性。
    • 供水/排水系统: 为全厂提供生产和生活用水。
      • 阀门类型: 闸阀蝶阀止回阀排气阀排泥阀,口径通常较大。
  • 动力站/锅炉房:
    • 为全厂提供蒸汽、电力和压缩空气。
    • 阀门类型: 安全阀减压阀疏水阀闸阀截止阀,与船舶蒸汽系统类似,要求耐高温高压。
  • 压缩空气系统:
    • 为气动工具、喷涂设备等提供动力。
    • 阀门类型: 闸阀截止阀球阀油水分离器上的自动排水阀
  • 涂装车间:
    • 输送涂料、溶剂等化学品。
    • 阀门类型: 隔膜阀(耐腐蚀,适合粘稠流体)、球阀(V型开口可用于调节流量)、气动/电动执行器阀门(实现自动化喷涂控制),阀门材质需耐溶剂腐蚀,如PTFE内衬。

按技术特性与要求划分

无论用于哪个场景,船用阀门都必须满足一系列苛刻的要求。

材质要求

  • 耐腐蚀性: 这是首要要求,阀门必须能抵抗海水、盐雾、化学品、燃料和润滑油的腐蚀。
    • 常用材质:
      • 灰铸铁/球墨铸铁: 用于低压、非关键部位,如舱底水系统。
      • 青铜: 广泛用于海水系统,如冷却水、压载水、消防系统,性价比高,耐海水腐蚀。
      • 铸钢/锻钢: 用于中高压、高温系统,如蒸汽、燃油、滑油系统。
      • 不锈钢 (304, 316, 316L): 用于要求更高的腐蚀环境,如生活水系统、化学品系统,双相不锈钢(2205)用于高压海水系统。
      • 特种合金: 用于极端工况,如高温高压、强腐蚀或低温环境(如LNG船)。

认证要求

  • 船级社认证: 这是最基本、最强制的要求,所有用于船舶建造的阀门,都必须经过中国船级社美国船级社挪威船级社等主要船级社的认证,并持有相应的证书,证书上会明确标注阀门的设计压力、温度、材质、适用介质等信息。
  • 国际海事组织标准: 阀门的设计和制造需符合IMO的相关公约和规则,如SOLAS(海上人命安全公约)、MARPOL(国际防止船舶造成污染公约)等。

性能与可靠性要求

  • 密封性: 必须有可靠的密封,防止内漏和外漏,对于易燃、易爆、有毒介质,密封等级要求更高。
  • 强度与承压能力: 能承受系统工作压力和可能的压力冲击,确保结构安全。
  • 操作方式:
    • 手动: 带手轮或手柄,用于常规操作。
    • 齿轮传动: 用于较大口径阀门,省力。
    • 气动/电动/液压: 用于需要远程控制、自动控制的系统,如遥控压载水阀、遥控蝶阀、紧急切断阀等。
  • 防火与防静电:
    • 防火认证: 关键位置的阀门(如消防系统、燃油系统)必须通过API 607、BS 6755等防火测试,在火灾发生时,阀门的填料和密封结构能在一定时间内保持密封,防止灾难性泄漏。
    • 防静电设计: 用于输送可燃介质的阀门,必须有导静电装置,将阀体中产生的静电安全导入大地,防止静电火花引燃介质。
应用场景 主要阀门类型 关键要求
船舶压载水系统 蝶阀、闸阀、遥控阀门
造船厂阀门选型需匹配哪些核心工况需求?-图3
(图片来源网络,侵删)
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