阀门选型及行业面临的挑战

作者：Sara Mathov，Sarah Bradley

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拿到密歇根大学机械工程系的学位之后，Matthew Williams踏上了他的职业生涯。“随着多晶硅行业以史无前例的速度发展壮大，我的注意力逐渐被它吸引，” Williams对我们说道：“最初我是一名机 械专业工程师，为投资项目和在役工厂提供技术支持，具体涵盖了设计、采购、机械设备安装、配管和阀门等领域。”

在工程师岗位上工作将近十年之后， Williams决定集中精力专攻配管和阀门专 业，于是他来到了科迪华农业科技公司

（Corteva Agriscience）。“我现在是这里的配管及手动阀负责人，” Williams接着说道：“我的职责包括保管和更新公司的管路技术规格、手动阀技术规格，还有配管工程标准。此外我也为公司的投资项目提供技术支持，包括针对装置配管和阀门技术要求提供咨询，以及故障调查。”

科迪华公司（Corteva Agriscience） 是一家美国大型农业化工和种子公司，其前身为陶氏杜邦公司（DowDuPont）的农 业事业部，2019年6月1日被拆分成为一家独立上市公司。科迪华是全球规模最大的独立农业公司。陶氏杜邦于2018年2月公 布了“Corteva”（科迪华）这一名称，称“该词系由希伯来语的‘心’和‘自然’ 二词结合而成”。科迪华整合了杜邦先锋公司（DuPont Pioneer）、杜邦作物保护公司（DuPont Crop Protection）和陶氏益农公司（Dow Agro-Sciences）的实力，将两个多世纪以来在科学研究中获得的专业积累收为己用。

作为工作的日常，Williams通常会参加配管设计审核工作，和制造商电话沟通产品应用问题，同时还要为遍布世界各地的科迪华工厂提供配管技术咨询。“作为一家新公司，我们一直致力于打造自己的工程技术标准、材料技术规格、供应商网络，同时也要保障生产装置的安全运行， 并进行维护和优化。” Williams接着说道：“在我看来，紧急的技术咨询任务和高优先级的投资项目技术服务都是重要的工作，如何平衡对这两个领域的精力投入是个难题。幸运的是公司管理层非常支持我，而且同事们的业务能力也都很强。正是通过妥善解决上述难题，为工厂的安全顺畅运行作出积极贡献，我找到了自己的职业成就感。”

科迪华工厂会用到若干种阀门，包括闸、蝶、球、旋塞、隔膜、针阀，以及各种款式的止回阀。这些阀门的尺寸也不同，从¼”至72”不等。材质同样也是根 据需要而定，公司常用的种类包括碳钢、不锈钢、特种耐蚀合金，以及加装塑料衬层的金属材质。阀门的材质选择有一定的难度，尤其是非常用耐蚀合金材质的阀体铸件。“我们经常会指定使用特定种类的耐蚀合金，以便降低阀门故障的风险，”Williams告诉我们：“在法兰接口阀门这个条目下，并不是所有耐蚀合金都进入了ASME设计标准，例如ASME B16.34，因此我们要求制造商标必须明阀门的压力和温度等级。”

谈到手动阀门时，Williams说科迪华公司同时采用了AML（核准制造商清单） 和ASL（核准供应商清单）。“AML由公 司的工程技术部门负责。它是根据阀门制造商的技术资质建立的，目的是确保产品符合阀门技术规格，”他接着说道： “ASL则是由采购部负责。ASL名单中的企业具有向科迪华供应产品的资质，而且他们了解我们公司的AML，也有责任遵循 我们的AML清单。如此一来，我们的AML（核准制造商清单）和ASL（核准供应商 清单）成为了两种相得益彰的管理工具， 兼顾了工程技术和采购两方面的考量。”

在手动和自动阻流阀（切断阀）的采购流程中，与其将合作对象称作阀门卖家，Williams更倾向于阀门集成商这样的 表述。“集成商可以帮我们确保阀门与公司的技术规格相匹配，包括标签管理、清洁作业，以及AML合规检验。他们起到了 非常积极的作用。此外，集成商还能装配自动阻流阀（切断阀），协助进行阀门故障调查，为科迪华与阀门制造商的沟通提供便利，观察市场走势并警示供应紧张风险。”

阀门集成商还能为新阀门制造商提供质量检验服务。“他们通常有一套成熟的质量检验体系，而且在阀门市场的各个领域都有数十年业务经验，有能力对新的阀门供应源进行评估，”Williams接着又 说：“如果制造商的总体实力和适用性得到了认可，我们就会对特定型号的阀门系列进行评估，判断是否能纳入AML（核准 制造商清单），主要的考察方法是将阀门磅级、特点、详细性能参数与公司的阀门技术规格进行对比。考虑到阀门故障可能会给安全、工厂运行和企业财务状况带来的冲击，制造商提供的阀门产品必须百分之百地符合或超过阀门技术规格中列举的所有要求。”

据Williams说，现在很多制造商的手动阀技术资料存在较大问题。“我们经常发现制造商网站上没有最新的产品介绍、图纸或技术数据。这会耽误我们的评估工作，在事情紧急的情况下这是很糟糕的。制造商之间发生的兼并，也会增加我们获取旧款在役阀门技术资料的难度。”

解决方案：制造商有必要负起责任， 随时更新网站和产品目录，方便终端用户根据具体应用场合，查阅相关的最新信息。

根据应用场合的不同，阀门可能发生不同模式和程度的故障。Williams告诉 我们：“根据对工厂的观察，曾经发生过的故障模式包括：阀座点蚀或划痕导致故障，铸件缩松孔隙导致穿壁渗漏，衬层残破，阀杆盘根泄漏。”

解决方案：Williams认为，上述种种故障的首要原因包括阀门老化、材质不适用、制造缺陷，阀门设置或调节不当。针对这些现象，有必要持续监控和评估阀门的性能。此外还应该通过故障调查总结经验教训，将相应的要求纳入阀门技术规格。

Williams告诉我们，他经常看见有工厂想用类似的新阀门替换掉老旧阀门，因为他们发现原来的生产厂家已经停业，或是不再生产同样型号的阀门产品。

解决方案： “根据退役阀门的性能参数，我可以帮助工厂制定针对性的解决方案，并且更新他们的管路或阀门技术规格。”Williams接着又说：“我必须从一 开始就参与这一整套工作流程，并且要为相关阀门制定压力、温度、化学品耐受性等全套性能参数。”

挑战：知识断层

Williams认为，知识的传承在当下存在严重的问题。业界有好几位专家也有同样观点。“配管和阀门技术——和其它许多机械技术一样——在美国的四年制工程专业课程中，基本没有涉及，”他接着说道：“我个人在校学习期间，没有学过法兰选型和密封垫技术，更不用说稍微复杂一些的课题了，比如阀门设计和管道应力分析。”

“这意味着新一代工程师必须在岗位上学习，包括公司专门制定的培训课程、直接辅导，或是自定目标的研究课题—— 但这些方式都各自存在着先天缺陷。高级工程师掌握着值得传承的专业知识，他们从事的具体工作，通常看上去比辅导新工程师或制定培训计划更加重要，没时间传授知识给新人。常言道：‘知者自知，不知者不知。’”

解决方案：Williams建议由业内学多识广的专业人士制定培训课程，尽管这意味着占用时间和资源。而且他们同样需要通过学习确保与时俱进。“身处这种一旦设备出差错，就会导致有害化学品泄漏的行业，我们必须做得更好。”Williams如 此感叹到。此外，产生知识断层的源头也有必要斩断。“如果工程师们发现，实现自我发展的唯一机会就是放弃工程技术专业，从事管理岗位或从商，那么知识断层肯定会愈加扩大。技术专业人员应该获得更多的关注和重视。”

Williams继续说道：“我非常希望业界能推出一系列的入门级培训课程，以便弥合知识断层。你觉得应该怎样为一台阀门制定技术规格，确保它适合特定的应用场合？现有的各种管道连接方式都有哪些优缺点？这些知识不必纳入那些定向培养主题专家的高端课程。相反，它们更适合为新工程师准备的，涉猎面广泛的基础课程——这样的课程将为他们日后的技术生涯打好基础。”

展望将来

谈到行业未来的发展趋势，Williams认为终端用户的工程设计团队将比以往更精简。“这不一定是坏事，” 他说：“更大程度地利用外部设计机构，企业的人力资源配置将更加灵活，也更容易调节资金需求。降低固定开支对任何企业都是好事，而且设计外包也会迫使企业锁定最值得专研的技术课题。”

“外部工程设计机构都具有较高的效率和实力。但工程设计的外包，有可能导致企业倾向于立即能创造收益的业务， 而相对忽视同样有利于企业发展的长周期事务，例如专业人员培养和过渡计划。如果投资项目不能按时顺利完成，产生的不良后果不言自明。那么如果主题专家即将退休，却没有合适的专业人才接替他们， 这种局面造成的后果应该怎样估算？显然很难界定和评估，干脆视而不见可能更省事。”

对于新一代工程师，Williams建议他们多关注企业和市场的需求，并设法满足这些需求。“技术开发往往是企业容易忽视的领域，尤其是在业务状况不景气的情况下。这时候就需要以坚定的信念，坚持技术开发工作。如果企业缺乏某方面的专业人才，恰好你又对相关领域感兴趣，那就拟定一份相应的学习方案并上交领导， 告诉他们为什么公司需要你说的专业人才，为什么你就是最合适填补相关空缺的人选。”