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煤化工控制阀门黑水调节阀核心部件加工检测标准清单以及各指标的具体参数和检测方法

基于煤化工控制阀在高温高压、强腐蚀、含颗粒介质等严苛工况下的特殊要求,建立科学完善的核心部件加工检测标准体系至关重要。本文将从标准体系框架、核心部件检测要求、检测方法标准化、质量判定体系、检测流程规范化以及标准实施管理六个维度,构建一套完整的煤化工控制阀核心部件加工检测标准体系。


一、煤化工控制阀检测标准体系框架


1.1 国家标准体系

中国煤化工控制阀检测标准体系以GB/T 17213 系列标准为核心,该系列等效采用 IEC60534 国际标准,对控制阀的性能、试验方法、选型计算等方面进行了全面规定
17
。GB/T 17213 系列标准由 18 个部分构成,涵盖了从术语总则到流通能力计算、从尺寸要求到检验试验的完整技术体系。其中,GB/T 17213.9-2024作为 2024 年 10 月 26 日发布、2025 年 5 月 1 日实施的最新版本,代替了 GB/T 17213.9-2005,新增了微小流量系数 C 控制阀(CN 的控制阀)的要求,并允许采用计算机建模作为试验样品,同时增加了计算管道几何系数 F 来验证管道直径匹配的要求。
在产品标准方面,GB/T 4213-2024 气动控制阀规定了工业过程控制系统用气动控制阀的产品分类及通用要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装和贮存,适用于气动执行机构与阀组成的各类气动控制阀。GB/T 12224 钢制阀门一般要求则对钢制阀门的阀体壁厚、材料、结构等基本要求进行了规范
35
。这些标准为煤化工控制阀的设计、制造和检验提供了基础技术依据。


1.2 行业标准体系

化工行业标准以HG/T 系列为主,其中 HG/T 5222~5223-2017 规定了催化裂化用电液控制冷壁滑阀和高温硬密封单闸板切断闸阀的技术条件,已于 2018 年 4 月 1 日实施。该标准针对催化裂化过程中特定控制阀门的技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存等内容进行了详细规定,特别强调了产品在高温、高压等复杂环境下的使用性能指标。
石油化工行业标准以SH/T 系列为主导,包括 SH/T 3405-2012 石油化工钢管尺寸系列、SH/T 3501-2021 石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范、SH/T 3518-2013 阀门检验与管理规程等
38
。这些标准为石油化工领域的阀门设计、制造、安装和检验提供了系统的技术规范。


1.3 国际标准体系

国际标准体系主要包括API 系列标准和NACE 标准。API 6A 专门适用于海上石油和天然气平台井口和采油树设备中使用的阀门,规定了压力密封性能、阀杆填料、螺栓和密封以及阀门测试和互换性尺寸等要求
20
。API 6D 是石油天然气行业管道阀门设计制造的核心标准,规范了石油和天然气行业管道阀门的设计和制造,适用于尺寸范围为 NPS 2 至 NPS 64 的全通径和固座式球阀
20
API 607 防火测试标准规定了球阀、旋塞阀和蝶阀在极端火灾情况下的压力控制能力,这对煤化工装置的安全运行具有重要意义
20
。API 6FA/6FD分别规定了软密封和金属密封阀门的防火安全要求,产品需要通过严格的火烧测试,确保在火灾情况下仍能保持基本密封功能
23
NACE MR0175/ISO 15156是国际通用的抗硫化物应力腐蚀开裂标准,适用于石油、天然气等含硫化氢环境下的金属材料,包括阀门在内
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。该标准包含三个部分:Part 1 为通用原则、抗 SSC 的选材和设计要求;Part 2 为抗 SSC 的耐蚀合金和 CRAs;Part 3 为湿 H₂S 环境中抗 SSC 的碳钢和低合金钢,以及铸铁的使用要求。


1.4 标准体系的层级结构与引用关系

煤化工控制阀检测标准体系呈现出 **"基础通用标准 + 产品专用标准 + 行业应用标准"** 的三层级结构。基础通用标准以 GB/T 17213 系列为代表,提供了控制阀的通用技术要求和试验方法;产品专用标准如 GB/T 4213 针对特定类型阀门进行细化规定;行业应用标准如 HG/T、SH/T 系列则结合煤化工行业特点提出专门要求。
在引用关系方面,各标准之间形成了紧密的技术关联。例如,GB/T 17213.9-2024 规范性引用了 GB/T 17213.2-2017 工业过程控制阀第 2-1 部分:流通能力安装条件下流体流量的计算公式,并等同采用 IEC60534-2-3:2015 工业过程控制阀第 2-3 部分:流通能力试验程序。这种引用关系确保了标准体系的完整性和协调性。


二、三大核心部件具体检测标准


2.1 阀芯检测标准

阀芯作为控制阀的关键运动部件,其质量直接影响阀门的控制精度和使用寿命。在材料要求方面,阀芯主要采用哈氏合金 C-276,其硬度为 HB 220~260,高于普通不锈钢,具有优异的抗冲刷性能,特别适用于含颗粒、高流速的煤化工工况
53
。对于含颗粒介质的工况,需选用司太立合金 Stellite 6,硬度达到 HRC38-42,或采用陶瓷阀芯如 SiC 碳化硅,硬度高达 HV2800。
在尺寸精度要求方面,阀芯直径的精度要求控制在 **±0.03mm以内,阀芯圆柱度精度要求控制在±0.002mm** 以内
39
。这些高精度要求确保了阀芯与阀座之间的精确配合,从而保证阀门的密封性能和调节精度。
表面质量是阀芯检测的重点项目。阀芯表面粗糙度要求达到Ra0.4-Ra0.8μm
39
,对于 600°C 以上高温蒸汽介质的阀门,阀芯堆焊层表面粗糙度需控制在Ra=0.2-0.4
63
。密封面经过精密抛光处理,粗糙度 Ra≤0.4μm,以降低摩擦系数,减少介质粘附,延长使用寿命
43
硬度分布检测是确保阀芯性能的关键指标。阀芯本体硬度一般要求为HRC 20-30或HV 200-300,表面硬度需达到HV≥600
49
。对于特殊工况,如减温水调节阀的阀芯采用 2Cr12MoV / 堆焊司太立合金,硬度要求≥HRC50,而碳化钨喷涂的硬度可达到≥HRC70
56


2.2 阀座检测标准

阀座作为控制阀的固定密封部件,其质量直接决定了阀门的密封性能。在材料选择方面,阀座材料通常采用与阀芯相匹配的耐蚀合金,如 316L 不锈钢、哈氏合金等。对于高温高压工况,阀座密封面需采用司太立合金堆焊或碳化钨喷涂处理。
阀座密封面的硬度要求与阀芯形成合理的硬度差。一般情况下,阀座密封面硬度需达到HRC 40-55,维氏硬度 HV10 值精度控制在 ±5% 以内,表面粗糙度 Ra 值应≤0.8μm
59
。在特殊应用中,如球体表面硬度为 67HRC 时,阀座表面硬度为 58HRC,这种硬度匹配已广泛用于煤化工领域,具有很高的耐磨性和使用寿命
91
密封面结构检测包括密封面角度、锥度和表面质量等项目。硬密封阀座需加工成 V 形(角度 30°~45°)或锥形(锥度 1:10)密封面,软密封则要求密封面平整无划痕。配合间隙的精准把控至关重要,阀座与阀芯的径向间隙需控制在0.03~0.08mm范围内,既避免介质泄漏,又防止卡涩现象。
阀座的抗冲击设计是煤化工工况的特殊要求。阀座根部需增加过渡圆角,半径 R≥2mm,以减少应力集中。焊接处需进行探伤检测,确保无气孔、裂纹等缺陷。对于堆焊结构的阀座,堆焊层厚度需符合设计要求,误差不超过 ±0.5mm,密封面直径、圆度误差不超过 0.1mm
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2.3 流道检测标准

流道作为介质流通的通道,其设计和制造质量直接影响阀门的流通能力和压力损失。在尺寸要求方面,流道直径必须符合设计要求,特别是体腔介质通过的最小直径需符合 GB/T 12224-2015 第 6.1.3 条的规定
40
。流道直径与公称通径需匹配,如 DN50 通道直径需≥64mm
60
壁厚均匀性是流道检测的重要指标。阀体最小壁厚需符合 GB/T 12224-2015 的规定,通过超声波测厚仪在阀体关键区域(如法兰颈部)进行多点测量,实测值应≥设计壁厚,如球墨铸铁阀体最小壁厚需≥4mm
68
。壁厚偏差需控制在设计值的 ±5% 以内,最小壁厚不得低于设计值的 95%。
表面质量对流道的流体力学性能有重要影响。流道内壁需进行精密加工,表面粗糙度控制在Ra≤0.8μm,对于接触面需精磨或堆焊硬质合金处理
68
。流道及密封面经过精密抛光处理,粗糙度 Ra≤0.4μm,以降低摩擦系数,减少介质粘附,提高流通效率
43
流道的流体力学性能检测包括流量系数、压力损失等项目。根据 GB/T 17213.9-2024 的规定,需通过试验确定流量系数 C、液体压力恢复系数 FL、管道几何形状系数 FP 等参数。流道设计应采用流线型结构,避免直角或锐角过渡,以减少压力损失和涡流产生。


2.4 无损检测要求

无损检测是确保煤化工控制阀核心部件质量的重要手段,主要包括 ** 射线检测(RT)、超声波检测(UT)、磁粉检测(MT)和渗透检测(PT)** 四种方法
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射线检测主要用于检测铸件内部的气孔、夹渣、裂纹等缺陷。执行标准包括 ASTM E1032-2022 焊接件射线检测标准方法、ISO 4993:2020 铸钢件射线检测、GB/T 5677-2018 铸钢件射线照相检测等
80
。对于关键焊缝,需进行 100% 射线探伤,检测灵敏度需达到相关标准要求。
超声波检测用于检测内部缺陷,特别是裂纹、未熔合等危险性缺陷。检测参数要求包括:缺陷深度分辨率 0.1mm,波速 5900m/s,缺陷检出尺寸≥Φ1mm(参照 ASME V)
81
。检测时需采用 "锯齿形" 或 "平行线" 扫查方式,扫查速度≤150mm/s,相邻扫查线重叠率≥10%
94
磁粉检测主要用于检测铁磁性材料表面和近表面的裂纹缺陷。检测参数要求磁场强度达到 3000A/m,线性缺陷长度需≤3mm
81
。检测前需对工件表面进行预处理,去除油污、锈蚀等,表面粗糙度应≤Ra12.5μm。
渗透检测用于检测表面开口缺陷,如裂纹、气孔、砂眼等。检测要求包括:检测温度控制在 5℃-50℃范围内,白光照明强度≥1000lx,荧光检测时紫外线辐照度≥1000μW/cm²(距灯 380mm 处)
83
。渗透时间根据材料和缺陷类型确定,一般为 10-20 分钟。


三、检测方法标准化


3.1 无损检测标准化流程

无损检测的标准化流程是确保检测结果准确性和可靠性的基础。在检测前的准备工作中,工件预处理是关键环节。检测面需清理油污、锈蚀、氧化皮,粗糙度应控制在≤Ra6.3μm;对于曲面工件,需适配曲面探头或修磨检测面,以保证声耦合稳定
94
超声波检测的标准化流程包括:首先用标准试块(如 CSK-ⅡA 试块)校准探头,验证 "零偏" 和 "K 值"(斜探头折射角)的准确性;然后均匀涂抹耦合剂(如机油、专用超声耦合剂),确保无气泡、杂质,以实现声波的高效传递;检测过程中采用 "锯齿形" 或 "平行线" 扫查方式,扫查速度控制在≤150mm/s,相邻扫查线重叠率≥10%;发现可疑信号时,需通过 "定点、转动、平移" 法(改变探头角度、位置)验证缺陷性质,如裂纹多表现为尖锐反射波,气孔多为孤立、圆润波峰
94
射线检测的标准化流程要求严格控制辐射防护,作业区需设置警示标识,人员需佩戴个人剂量计,与射线源保持安全距离(≥5m)。参数设置方面,需根据工件厚度、材质选择合适的管电压、管电流、曝光时间,确保底片黑度达到 2.0-4.0;焦距需满足几何不清晰度要求(Ug≤0.2mm)。底片处理过程中,暗室温度需控制在 20±2℃,显影液浓度、时间需保持稳定;定影后需流水冲洗 30 分钟以上,避免残留药液腐蚀底片。
磁粉检测的标准化流程包括磁化工艺和磁粉施加两个关键步骤。磁化时需根据工件形状选择合适的磁化方式(轴类工件用周向磁化,板材用纵向磁化),磁化电流需满足 "有效磁化" 要求,避免过磁化或欠磁化。磁粉施加可采用湿法或干法:湿法检测需在磁化同时喷洒磁悬液(浓度 10-25g/L),磁粉颗粒≤10μm;干法检测需均匀撒布磁粉,施加后立即观察,磁粉停留时间≤2 分钟,防止重力沉降。
渗透检测的标准化流程包括渗透、清洗、显像和观察四个步骤。渗透过程中,用喷罐或刷涂法均匀施加渗透剂,渗透时间根据工件材质确定,如钢件渗透时间为 10-20 分钟,铝件为 5-10 分钟;静置渗透时需保持工件水平,避免渗透剂流淌,渗透期间温度应控制在 15-50℃之间。清洗过程中,用清洗剂冲洗或擦拭工件表面,注意不要过洗,避免将缺陷中的渗透剂洗掉;然后用压缩空气或干燥箱干燥工件表面,确保表面无水分。显像时,显像剂需薄而均匀地喷涂,喷涂距离控制在 200-300mm,显像时间为 5-10 分钟;最后在自然光或黑光灯下观察,缺陷显示为红色(着色渗透)或荧光亮点(荧光渗透)
98


3.2 理化性能检测方法

理化性能检测是验证材料质量和性能的重要手段,包括化学成分分析、硬度测试和金相组织检验等项目。
化学成分分析采用光谱分析或湿法分析手段,测定材料中碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、钼等元素的含量。检测设备主要使用电感耦合等离子体光谱仪,用于检测金属元素成分及杂质含量,适用于阀体、阀杆等金属部件的化学成分分析
106
。检测要求包括:碳含量偏差控制在 ±0.02wt% 以内,合金元素偏差控制在 ±0.05wt% 以内,硫磷含量需≤0.03%。对于灰铸铁件,需检测碳含量 0.25%-0.35%、硅含量 1.5%-2.0%(偏差 ±0.02wt%),并进行碳当量计算,CEV 需≤4.3%
102
硬度测试是材料性能的重要指标,可采用布氏硬度(HBW)、洛氏硬度(HRC)或维氏硬度(HV)等方法。检测标准包括 ASTM E10、ASTM E18、ISO 6506、ISO 6507 等。检测要求包括:布氏硬度 HBW 150±10 或 HBW 150-200,洛氏硬度 HRC 25-30 或 HRC 20-50,维氏硬度 HV 150-600,表面硬度需≥HV600
101
。硬度均匀性要求偏差值控制在 ±5HRC 以内,对于密封面等关键部位,需进行多点测量,确保硬度分布均匀。
金相组织检验用于评估材料的微观结构质量。检测标准包括 ISO 4967、ISO 4987:2020、ASTM E112 等。检测要求包括:晶粒度评级需≥5-7 级,夹杂物控制需≤1.5-2 级,石墨形态要求为 A 型,珠光体含量需≥90%
101
。金相检验需在材料的关键部位取样,通过金相显微镜观察材料的组织结构,评估材料的冶金质量和热处理效果。


3.3 尺寸精度检测方法

尺寸精度检测是确保零部件互换性和装配质量的关键。主要采用三坐标测量机进行高精度尺寸检测,配合使用表面粗糙度仪、硬度计、光谱分析仪等设备。
三坐标测量的标准化流程包括:首先建立合适的坐标系,根据工件特点选择基准面和基准轴;然后规划测点分布,确保能够充分反映工件的几何特征;测量过程中,测头移动速度需均匀,避免冲击和振动;数据采集完成后,需进行数据处理,包括几何要素拟合、公差评定和结果输出。数据处理采用高斯滤波或小波分析剔除异常测点,结合最小二乘法拟合几何要素,对圆度、直线度等形位公差进行多迭代优化计算
115
表面粗糙度检测采用表面粗糙度仪,如 SJ-210 型(测量范围 0.05-40μm,分辨率 0.001μm),按照 ISO 4287:1997 表面粗糙度参数测量与评定准则进行检测
59
。检测时需在工件表面的多个位置进行测量,取平均值作为最终结果。对于密封面等关键部位,需进行 100% 检测。
形位公差检测包括平行度、圆度、圆柱度、垂直度等项目。检测方法包括:平行度误差需≤0.05mm,圆度误差需≤0.1mm
45
。检测时需使用专用的测量工具和检具,按照相应的标准方法进行测量。


3.4 密封性能检测方法

密封性能检测是验证阀门质量的核心项目,包括壳体试验、密封试验和上密封试验等。
壳体试验用于检验阀体的强度和密封性。试验要求包括:试验压力为 1.5 倍公称压力(PN),保压时间≥5 分钟,试验介质为水(推荐)或气体(需采取防爆措施)。试验过程为:阀门处于全开状态,向阀腔内注满介质并排出空气;缓慢加压至试验压力并保压,观察阀体、焊缝及连接处是否有泄漏或变形。合格标准为液体介质泄漏量≤0.01×DN(mm³/s)
109
密封试验用于检验启闭件和阀体密封副的密封性能。试验要求包括:试验压力为 1.1 倍 PN,保压时间根据阀门规格确定,DN≤50mm 为 1 分钟,DN>50mm 为 2 分钟。试验介质采用清水或空气(气体试验时需用肥皂水检漏)。合格标准为:软密封阀门应无可见泄漏,硬密封阀门泄漏量需≤允许值
111
上密封试验用于检验阀杆与阀盖之间的密封性能。试验过程为:封闭阀门进口和出口,放松填料压盖(如果阀门设有上密封检查装置,且在不放松填料压盖的情况下能够可靠地检查上密封的性能,则不必放松填料压盖);阀门处于全开状态,使上密封关闭,给体腔充满试验介质,并逐渐加压到规定的试验压力;然后检查上密封性能,要求无目视泄漏(液体无滴漏,气体无气泡)
108
根据 API 598-2016 的规定,密封试验分为高压密封试验(110% 额定压力)和低压密封试验(5.5±1.5 bar)。检测方法包括气泡法和体积测量法,其中体积测量法需进行等效性验证
114


四、质量判定标准


4.1 关键质量特性判定标准
关键质量特性是指直接影响产品使用功能和安全性能的指标,不允许存在任何缺陷。根据阀门的使用性能及制造工艺分析,阀门的主要质量特性应包括阀门所用材料、阀门制造质量及阀门性能三个方面。
密封性能是最关键的质量特性。内漏或内漏的大小是衡量阀门质量的主要技术指标,对于压力管道来说,由于处理的介质大都是可燃、易燃、易爆、有毒的介质,阀门关闭时,希望通过阀板的泄漏(内漏)越少越好,甚至有些介质的泄漏要求为零
126
。常用的评判阀门内漏的标准有 API598、ANSI B16.104 和 JB/T 9092-1999
126
耐压强度是另一个关键质量特性。阀门必须能够承受 1.5 倍公称压力的壳体试验,保压时间不少于 5 分钟,且无可见泄漏或变形。对于高温高压工况,还需进行高温耐压试验,确保阀门在工作温度下的强度满足要求。
材料质量是保证阀门性能的基础。材料必须满足在使用压力和温度作用下的力学性能要求,并具有抵抗介质的化学及物理作用的能力。材料的化学成分、力学性能、金相组织等必须符合相关标准要求,不允许存在影响性能的缺陷。


4.2 重要质量特性判定标准

重要质量特性是指影响产品性能但允许在一定范围内存在偏差的指标。这些特性的偏差不会立即导致产品失效,但会影响产品的使用寿命或性能表现。
尺寸精度是重要的质量特性之一。阀芯直径的精度要求为 ±0.03mm,圆柱度精度要求为 ±0.002mm
39
。这些精度要求直接影响阀门的密封性能和调节精度,但允许在规定的公差范围内存在一定偏差。
表面质量包括表面粗糙度、表面缺陷等。阀芯和阀座的表面粗糙度要求为 Ra0.4-Ra0.8μm
39
,密封面经过精密抛光处理,粗糙度 Ra≤0.4μm
43
。表面不允许存在裂纹、气孔、砂眼等影响性能的缺陷,但允许存在轻微的加工痕迹。
硬度分布是影响阀门耐磨性和使用寿命的重要指标。阀芯本体硬度为 HRC 20-30,表面硬度需达到 HV≥600
49
。硬度偏差允许在 ±5HRC 以内,但需确保硬度分布均匀,避免局部过硬或过软。


4.3 一般质量特性判定标准

一般质量特性是指不影响产品使用功能但影响产品外观或用户体验的指标。这些特性的偏差通常不会影响产品的性能,但会影响产品的市场竞争力。
外观质量属于一般质量特性。阀门表面应无明显的裂纹、砂眼、气孔、毛刺等缺陷,表面应光滑平整,无磕碰损伤
128
。外观缺陷如轻微划痕、斑点、色差等不影响产品功能,但会影响产品的美观性。
标识完整性要求阀门的铭牌、标记等清晰完整,包括产品名称、型号、规格、公称压力、公称通径、适用介质和温度、出厂编号等信息
165
。标识不清晰或不完整不影响产品使用,但会影响产品的可追溯性和用户使用体验。
包装质量要求产品包装符合运输和贮存要求,避免在运输过程中造成损伤。包装材料的选择、包装方式的合理性等都属于一般质量特性。


4.4 不合格品分级标准与处理流程

不合格品的分级和处理是质量管理体系的重要组成部分。根据不合格的严重程度,可将不合格品分为严重不合格(A 类)、一般不合格(B 类)和轻微不合格(C 类)三个等级。
严重不合格(A 类)是指必然会造成产品在使用中丧失功能、运行困难,或造成较大经济损失、直接影响产品质量、主要功能、性能技术指标等的不合格。例如,密封面存在贯穿性裂纹、材料化学成分严重不符合要求、耐压试验不合格等。对于严重缺陷的批量原材料、外购 / 外协件应作退货处置
131
一般不合格(B 类)是指个别或少量不影响产品主要功能、性能技术指标,但存在一定质量问题的不合格。例如,尺寸偏差超出公差范围但可通过返工处理、表面存在不影响性能的缺陷等。一般不合格品需由技术负责人确认,并制定相应的处理措施
130
轻微不合格(C 类)是指不影响产品在使用时的功能和寿命,不明显的外观缺陷(如划痕、斑点、轻微色差等)。轻微不合格由品质部确认,一般可经客户让步接收后放行,但需记录归档备查
131
不合格品的处理流程包括标识、隔离、评审、处置和记录等步骤。一旦发现不合格品,应立即进行标识和隔离,防止不合格品流入下道工序或交付给客户。然后由相关部门进行评审,根据不合格的性质和严重程度制定处置方案。处置方式包括返工、返修、降级使用、报废等。对于严重不合格品,需由质量安全部经理审批,当合同有规定时应经顾客或其代表确认
134


4.5 质量等级划分

根据阀门产品的质量水平和使用价值,可将产品分为合格品、一等品和优等品三个等级
143
。这种分级体系为用户选择适合的产品提供了依据,也为企业提升产品质量指明了方向。
合格品是指符合国家强制性标准要求,满足基本使用功能的产品。合格品需满足产品标准的最低要求,但在性能指标上可能处于标准的下限。
一等品是指在合格品的基础上,主要性能指标达到行业先进水平的产品。一等品在材料质量、加工精度、外观质量等方面都优于合格品,具有更好的可靠性和使用寿命。
优等品是指在一等品的基础上,各项性能指标达到国际先进水平的产品。优等品通常采用优质材料,采用先进的加工工艺和检测手段,具有优异的性能和长的使用寿命。
以钢制球阀为例,根据质量分级及 "领跑者" 评价要求,核心指标分为先进水平、平均水平和基准水平三个等级,先进水平相当于企业标准排行榜 5 星水平
148
。这种分级方式为企业提供了明确的质量目标,也为用户选择高端产品提供了参考。


五、检测流程规范化


5.1 原材料入厂检验流程

原材料入厂检验是质量控制的第一道关口,对确保产品质量具有决定性意义。检验流程包括资料验收、数量验收和质量检验三个环节。
资料验收要求供应商提供完整的质量证明文件,包括合格证、质量证明书、使用说明书等。质量证明书至少应包括制造厂名称、产品名称、规格型号、数量、生产日期、执行标准、检验结果等信息。对于铸钢件(阀体、阀瓣、阀盖),需核对供应商《产品质量证明书》中的化学成分和力学性能是否符合 GB12229-2005(碳钢)或 GB12230-2005(奥氏体钢)要求,并记录于《材料验收表 (铸件)》
152
数量验收按合同要求的计量单位及合同订购数量进行验收,确保到货数量与订单一致。同时检查产品规格、型号(牌号)是否与要求相符
152
质量检验包括外观检查、尺寸检验、材质验证和理化性能检验等项目。外观检查采用目视或 5 倍放大镜检查材料表面质量,如表面裂纹、锈蚀、损伤等。尺寸检验按批次抽检 2-3 件,使用卷尺、游标卡尺等工具测量关键尺寸。材质验证采用光谱分析或能谱分析等方式对材质进行核查验证,特别是当材质标识不清或有疑问时
150
。理化性能检验按批次进行,包括化学分析和物理性能测试,需出具相应的检验报告
154
对于特殊材料,如低温钢材质型材,必须进行低温冲击试验,每次试验需做三次,求其平均值,结果不得低于标准值
154
。对于合金钢材料,需逐件进行光谱分析复查材质,对合金钢内件的材质应进行抽查,每批抽查数量不应少于 1 个,不合格时,该批阀门不得使用,并作出标记
168


5.2 加工过程检验流程

加工过程检验是确保产品质量的关键环节,通过对关键工序的控制,防止不合格品流入下道工序。
首件检验是过程检验的重要内容。每批每道工序的首件产品需进行全尺寸检验,合格后进行标识并由检验人员签字确认,方可进行批量加工
159
。首件检验的目的是验证工艺参数的正确性,及时发现和纠正加工过程中的问题。
巡检制度针对工艺文件规定的关键零件或关键工序实行,确保关键零件加工全过程处于受控状态。巡检人员需随机抽检高风险环节(如操作难度高、批量大的工序),记录尺寸及表面粗糙度等质量参数
157
转序检验是防止不合格品流转的重要措施。对即将转入下道工序的零件,应全数进行检验,记录在《工序流程卡》内,严禁不合格品流入下道工序
157
。完工检验要求工序完成后至少抽样 10%(少于 10 件时全检),合格后方可转入下道工序
159
关键工序质量控制点的设置是过程控制的核心。应合理制定关键工序的质量控制点,如材料检验、尺寸测量、表面处理等,确保阀门加工质量符合标准
160
。例如,在焊接工序中,需控制焊接电流、电压、焊接速度等参数;在热处理工序中,需控制加热温度、保温时间、冷却速度等参数。
硬度检测节点的设置包括:耐磨镀层(镀后热处理前)、堆焊层(加工后)、热处理件(按工艺要求)等关键位置。粗糙度控制以图纸标注为最低要求,采用样板块对比检验的方法进行控制
159


5.3 半成品检验流程

半成品检验是对加工过程中产生的中间产品进行的质量检验,目的是确保半成品符合规定的质量要求,为后续加工和装配提供合格的零部件。
中间检验在加工过程中对半成品进行,确保其尺寸、外观及其他质量指标符合要求。检验内容包括:尺寸精度、形状位置精度、表面质量、硬度等项目。检验合格后方可转入下道工序或入库
161
转序控制实行 "四不" 原则:不合格的材料不投产、不合格的制品不转序、不合格的零部件不组装、不合格的成品不入库。不良品经返工后需重新检验,合格并经检验人员签字后方可入库
163
半成品的标识和追溯是质量管理的重要内容。每个半成品都应具有唯一的标识,可追溯到生产批次、加工人员、加工设备等信息。标识应清晰、牢固,不易脱落或模糊。


5.4 成品最终检验流程

成品最终检验是产品出厂前的最后一道质量把关,必须确保产品完全符合标准要求。
出厂检验项目包括外观检查、尺寸测量、密封性能试验和强度试验四个主要项目。根据实际检验数据,外观检查合格率应达到 100%,尺寸测量合格率应达到 99.5% 以上,密封性能试验和强度试验合格率均应达到 100%
169
型式检验是对产品质量的全面考核,通常在以下情况下进行:新产品试制鉴定、产品定型投产、材料或工艺有重大改变、停产半年以上恢复生产、出厂检验结果与上次型式检验有较大差异等。型式检验项目包括全部技术要求,需按标准规定的方法进行检验。
抽样方案根据产品批量和检验要求确定。例如,通用阀门产品质量监督抽查的抽样方案为:随机抽取同一生产者同一标准生产的同一商标、同一规格型号的产品 4 台,其中 2 台为检样,2 台为备样
170
特殊检验要求包括:剧毒、易燃、可燃管道的现场对焊阀门,应做硬度值检查,每批应抽 5% 且不少于一个,硬度值的检查在坡口附近进行;合金钢阀门和高压阀门,每批应抽 10% 且不少于一个,进行解体检查内部零件,如有不合格者则需逐个检查
168


5.5 检验频次和抽样方案

合理的检验频次和抽样方案是确保产品质量和检验效率的重要因素。
按管道级别确定的抽样方案:用于 GC1 级管道的阀门应逐个进行检验;用于 GC2 级管道和设计压力小于 10MPa 的所有 C 类流体管道的阀门,应每个检验批抽查 10%,且不得少于 1 个;用于 GC3 级管道和 D 类流体管道的阀门,应每个检验批抽查 5%,且不得少于 1 个
166
按检验项目确定的抽样方案:外观检查应 100% 进行;尺寸检验按批次抽检 2-3 件;理化性能检验按批次进行,每批至少抽检 1 件;无损检测按标准要求的比例进行,如射线检测 100%、超声波检测按比例抽检等。
特殊情况下的抽样方案:对于关键工序和关键质量特性,应增加检验频次;对于质量不稳定的产品或批次,应提高抽检比例;对于新产品或新工艺,应进行全检或增加抽检频次。


5.6 记录管理和报告编制

规范的记录管理和报告编制是质量追溯和持续改进的基础。
检验记录要求做到真实、准确、完整、清晰。检验人员应逐项填写检验记录表,包括产品信息、检验项目、检验依据、实测数据、试验结果、检验日期、检验人员签字等。对于试验过程中的关键数据、图像(如无损检测报告、试验曲线)等,应一并存档
192
检验报告的内容应包括:基本信息(产品名称、型号规格、阀门类型、公称通径、公称压力、阀体材质、制造单位、生产日期 / 批号、订单号 / 合同号、检验日期、检验地点、检验依据等);抽样信息(抽样方案、抽样数量);检验项目与结果(外观质量、尺寸精度、材料质量、性能测试等);检验结论等
172
记录保存期限要求:检测原始记录、检测报告副本应保存 6 年;校验记录和校验报告应妥善保存,保存期限不少于 5 年
193
。所有检验文件、记录、报告及制造商提供的技术资料(合格证、材质证明、出厂试验报告等)应整理成册,妥善保管,以备追溯和查阅
192
记录的格式和内容应符合相关标准要求,做到标准化和规范化。记录应具有可追溯性,能够通过记录查询到产品的生产过程、检验过程和质量状况。


六、标准实施与管理


6.1 检测人员资质要求和培训体系
检测人员的专业素质是确保检测结果准确可靠的关键因素。无损检测人员需要取得相应的资格认证才能从事该领域的检测工作
180
资格认证要求包括多个等级和专业方向。根据 EN ISO 9712 标准,无损检测人员分为一级、二级、三级三个等级,考试形式包括理论(通用 + 方法)和实践,三级还需加口试。再认证要求每 5 年续期一次,10 年后需重新考试
182
国内资格认证体系包括人社部无损检验员等级资格认证和 EN ISO9712 一级 - 三级技能培训与资格认证。培训机构如德国 TÜV 莱茵不仅有 EN ISO17024 无损检测人员资格认证授权,还获得了中国人社部无损检验员等级资格认证授权
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报考条件要求:学历一般要求高中或中专以上学历,部分高级证书可能需要大专及以上学历;工作经验方面,初级证书可能不需要经验,但中级和高级证书通常要求 1-3 年相关行业工作经验;培训学时需完成规定的培训课程,不同检测方法的培训时长不同,通常为 40-120 小时
184
培训体系包括内部培训和外部培训两个层面。内部培训定期组织无损检测相关知识和技能培训,内容包括无损检测法规标准、检测原理与方法、仪器设备操作、检测工艺编制、结果分析与报告撰写等。培训结束后需进行考核,考核合格者方可参加外部机构组织的资质考核。外部培训鼓励员工参加国家认可的专业培训机构举办的无损检测培训课程,员工参加外部培训前需向公司提交培训申请,经批准后方可参加
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人员能力要求方面,一级人员可进行检测操作、记录检测数据、报告检测结果,但不能评价检测结果;二级人员可调整和校验检测设备、按照适用的规范标准解释和评价检测结果、编制 NDT 检测报告;三级人员可实施和监督指导 2 级或 1 级的检测工作
180


6.2 检测设备校准和维护要求

检测设备的准确性和可靠性直接影响检测结果的质量,因此必须建立完善的设备校准和维护体系。
校准周期根据设备类型和使用频率确定。一般设备原则上每年进行一次全面检校验,对于使用频繁、稳定性要求高的设备,可适当缩短检校验周期。特殊设备如安全阀通常每年至少校验一次,高温、腐蚀性介质工况下需每 3-6 个月校验一次;强检压力表每半年校验一次,非强检压力表按企业规定或每年一次;可燃气体探测器每半年至一年标定一次
186
压力表的校准周期分为三类:A 类(强制检定)6 个月,B 类(重要参数)6-12 个月,C 类(一般指示)12-36 个月。校准周期可根据使用环境和重要性确定,高温、高湿、腐蚀性环境应缩短周期,连续运行、高负荷系统应缩短周期,长期稳定的仪表可延长周期
187
校准方法要求使用标准信号源(如电流源、压力源)和高精度测量仪器(如万用表、压力计),按照设备的校准规程进行校准。校准项目包括输入输出信号的线性度、量程准确性、零位调整等,确保设备的控制精度在允许误差范围内(一般为 ±X%)
185
维护要求包括日常维护和定期维护。日常维护主要是设备的清洁、润滑、紧固等工作;定期维护包括设备的全面检查、部件更换、性能测试等。在粉尘较大或恶劣环境下工作的设备,每季度至少进行一次内部清洁
185
设备档案管理要求建立设备台账,记录设备的基本信息、校准记录、维护记录、故障记录等。设备标识应清晰,包括设备编号、校准状态、有效期等信息。


6.3 检测环境条件控制

检测环境条件对检测结果的准确性有重要影响,必须进行严格控制。
温度和湿度控制要求根据检测项目确定。一般要求为:实验室温度 10℃-30℃,相对湿度≤70%;环境控制温度(20±5℃)、湿度≤80% RH,需满足 ISO 5208 测试条件;大部分实验室将温度控制在 15-25℃、湿度控制在 30%-70%
194
。对于特殊检测,如万级洁净室,温度波动需控制在≤±0.5℃,湿度波动≤±5% RH。
环境洁净度要求:采用 NAS 1638 标准,流体通道内颗粒物等级不高于 7 级
195
。试验区域需通风良好,无易燃、易爆物品,电源、气源、冷却水源稳定
194
环境监控要求:每日记录三次温湿度,使用温湿度表记录每个实验室的温湿度;如果检测时间较短(10 分钟以内),记录检测开始时的温湿度即可;记录检测环境的监控参数,并登记于《温湿度记录》
197
特殊环境要求:对于低温阀门测试,需在低温环境下进行,如对 LNG 用阀门进行 - 196℃深冷处理,验证密封材料收缩率(≤2%)
195
。对于高温阀门测试,需在高温环境下进行,模拟实际工作条件。


6.4 质量记录格式规范和档案管理

规范的质量记录和档案管理是质量追溯和持续改进的基础。
记录格式要求:检验记录应做到真实、准确、完整、清晰,检验人员应逐项填写检验记录表,包括产品信息、检验项目、检验依据、实测数据、试验结果、检验日期、检验人员签字等。对于试验过程中的关键数据、图像(如无损检测报告、试验曲线)等,应一并存档
192
记录内容要求:产品标识包括产品名称、型号 / 规格、批次号、生产日期、唯一性标识(如序列号、二维码)、生产部门、生产线 / 设备编号;检验项目应包括每个检验项目的合格范围或判定标准(如公差、阈值)、每个项目的实测值或观察结果、数据记录表(可附图表或照片)、单项结论(合格 / 不合格)、整体结论(是否准予出厂);过程记录包括不合格项描述及原因分析、原材料批次号(如关键物料)、相关工艺参数记录(如热处理温度、加工时间);人员信息包括检验员姓名、签名及日期
176
档案管理要求:所有检验文件、记录、报告及制造商提供的技术资料(合格证、材质证明、出厂试验报告等)应整理成册,妥善保管,以备追溯和查阅
192
。记录保存期限要求检测原始记录、检测报告副本应保存 6 年,校验记录和校验报告应妥善保存,保存期限不少于 5 年
193
记录的标准化和信息化:应建立标准化的记录格式,确保不同部门和人员记录的一致性。同时,应推进记录的信息化管理,建立电子档案系统,提高记录的管理效率和可追溯性。


6.5 标准更新和版本控制

标准的及时更新和有效版本控制是确保产品质量符合最新要求的重要措施。
标准更新机制:应建立标准查新制度,定期查询相关标准的最新版本,特别是国家标准、行业标准和国际标准的更新情况。例如,GB/T 17213.9-2024 于 2024 年 10 月 26 日发布,2025 年 5 月 1 日实施,代替了 GB/T 17213.9-2005;API Q1 第十版于 2023 年 9 月 18 日发布,2024 年 9 月 18 日生效,与 ISO9001:2015 标准保持一致,增加了风险管理、记录保存期限、供应商评估等方面的要求
200
版本控制要求:应建立文件控制程序,对标准文件进行唯一性标识和版本管理。所有使用的标准文件都应是最新有效版本,作废版本应及时从使用场所撤出或进行标识,防止误用。
变更管理:当标准发生变更时,应及时评估变更对产品质量的影响,必要时调整工艺参数、检验方法、质量要求等。同时,应对相关人员进行培训,确保正确理解和执行新标准。


6.6 质量体系认证要求

建立完善的质量体系并获得相关认证是企业持续发展的重要保障。
质量管理体系要求:应建立符合 ISO 9001 标准的质量管理体系,确保产品质量的稳定性和可追溯性。质量体系应覆盖从原材料采购到产品交付的全过程,包括设计开发、生产制造、检验检测、售后服务等各个环节。
行业特定认证要求:对于煤化工阀门,还需满足行业特定的认证要求。例如,API 认证要求符合 ISO 9001 和 API Q1 质量体系要求,产品需符合相关的 API 产品规范,如 API 6D 规范,并授权使用 API 会标
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认证流程:申请认证的企业需向认证机构提交申请,经过文件审核、现场审核、产品检验等环节,符合要求后获得认证证书。认证证书通常有有效期限制,企业需定期进行监督审核,确保质量体系持续有效运行。
持续改进要求:获得认证后,企业应持续改进质量管理体系,通过内部审核、管理评审、客户反馈等方式识别改进机会,不断提高产品质量和管理水平。


结语


煤化工控制阀核心部件加工检测标准体系的建立和完善是确保煤化工装置安全、稳定、高效运行的重要保障。通过构建以国家标准为基础、行业标准为支撑、企业标准为补充的多层次标准体系,明确阀芯、阀座、流道三大核心部件的检测要求,规范无损检测、理化性能检测、尺寸精度检测、密封性能检测等方法,建立科学合理的质量判定标准和分级体系,设计从原材料入厂到成品出厂的全流程检测控制体系,以及完善人员资质、设备管理、环境控制、记录管理、标准更新、体系认证等支撑体系,可以为煤化工控制阀的质量控制提供全面、系统、可操作的技术依据。
随着煤化工技术的不断发展和环保要求的日益提高,对控制阀的性能要求也在不断提升。未来的标准体系应更加注重智能化检测技术的应用、新材料新工艺的标准化、绿色制造的要求等方面的发展,以适应行业发展的新需求。同时,应加强国际标准的对接和协调,提高我国煤化工控制阀标准的国际影响力和竞争力。