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使用高仿进口阀门危险

作者:济圣阀门 日期:2018-06-04 点击:107

中间商以比原始制造商标价低30%40%的价格向最终用户供应阀门零件,并声称达到甚至超过原装零件的质量。价格低廉是肯定的,但声称质量最好是值得怀疑的。

尽管廉价的仿制零件看起来可能与原装零件相同,并且可以用于正在修复的阀门,但它不符合原始阀门制造商的设计规范,因此可能导致泄漏和阻碍阀门正确调节,并且通常不会像原装零件那样耐用。它们也可能完全失效,阻止阀门运行,并导致整个工艺关闭,每天损失成本高达数十万美元。

要仿制零件的加工车间必须首先对其进行测量以估计所有适当的尺寸。这可以通过坐标测量机(CMM)、轮廓仪和卡尺、千分尺、量块和塞规等手持式测量仪器来完成。

大多数情况下,加工车间可能只测量一个零件,该零件可能被使用、磨损或损坏,特别是从正在修理的阀门上拆卸下来的零件,磨损零件可能明显超出规范。然而,即使测量结果准确并正确地标识了零件的尺寸,并不代表该零件符合完整设计规范。

尺寸公差通常遵循正常的统计分布(1),因此,新零件适合图中的蓝色区域,例如在设计规范的0.005英寸范围内。被测量的零件可能在设计规范的左侧或右侧。如果机械师只测量一个零件,尤其是磨损的零件,则可能超出公差范围(在蓝色区域之外)

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1:新零件尺寸的统计分析()。 加工后测量的零件必须位于图表的蓝色区域,即,本例设计规范的±0.005英寸范围内。可能处于蓝色区域以外的任何零件在制造时被丢弃。即使某个零件测量准确,在加工时,也会增加额外变化,这很容易导致超差公差()

如果被测量的零件在设计规范的左侧 - 即使在公差范围内 - 实际加工时可能会超出公差(参见图2)。这是因为机床存在固有变异性和加工公差。原装阀门零件的设计公差非常严格,因此即使有轻微的不准确也会影响零件的质量。

不能复制

原始阀门制造商加工零件时,质量控制会按设计规范检查比较测量结果,从而检测零件是否超出公差范围。仿制制造商没有设计图纸,只能检查机加工零件是否与测量的零件非常匹配。即使他们测量了一个全新的零件,仍然可能制造出一个不合格的仿制零件。

当仿制制造商生产不合格的零件时,可能仅会对为一个客户生产的单个阀产生不利影响。但如果他们继续使用相同的测量方法向多个客户提供同类零件,则不合格的零件可能被广泛的滥用。

经常有人请厂家检测评估仿制制造商的故障零件。在评估了几十个不合格零件后,我们的工程师对加工零件尺寸的重新设计过程进行了统计分析。该分析确定,当机械师试图测量原装零件以仿制零件时,几乎不可能仿制原装零件的每个维度,因为机械师不知道最初按哪一侧的公差加工特定零件的尺寸。标准统计原则规定,需要采用来自任何特定人群的30多个样本产生统计学上的精确结果。这种情况下,工程团队经过计算得出,它将采用相同零件号的35个独立新零件的测量结果,以确定实际的制造公差。但是,这仍然不会产生设计规范。另外,仿制制造商不太可能购买35个零件进行测量只为了销售一个零件,更不用说投资生产数千个阀门零件。 

公差叠加

另一个失效分析涉及所谓的公差叠加。这会影响使用多个零件来正确密封承压接头或其他关键接口的许多调节阀设计。公差叠加通常用于帮助回答这样的问题:“一个零件的尺寸和公差,当偏离千分之一或千分之二英寸时,有多大的影响?”

调节阀设计使用组件中的参考尺寸,这是一个关键尺寸,所有其他零件尺寸和公差都按照它设计并在阀组件内进行测试。通过温度循环、正常操作、阀内件摩擦和磨损,在垫圈或O型环上进行正确的密封压缩是安全、长使用寿命和性能的关键。如果一个仿制制造商加工的零件碰巧在设计尺寸附近但超出设计尺寸,那么,该零件几乎总是由客户在使用过程中测试,该单个部件经常导致过早损坏。

仿制制造商可能通过测量单个零件并自行制作图纸来获得一两个零件公差,甚至可能幸运地恰好偶然碰对几次测量结果。但是,他们不知道,当所有零件一起放在阀组件中,组合零件尺寸的变化将如何影响安全性和阀门性能。当然,在安装零件后,他们不会检测阀门是否符合规范,因为没有原始参考尺寸和测试实验室,这是不可能做到的。

材料测量

通过使用材料可靠性鉴别(PMI)枪,仿制制造商可以扫描零件以确定合金的成分。PMI枪是用于分析、识别和显示化学成分和等级的X射线荧光分析仪。不幸的是,它所能做到的只有这些了。

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2 PMI枪只能识别ASTM A494中定义和阀门制造商使用的两种材料处理和工艺

上述例子中,可用ASTM A494规范进行化学控制和热处理温度控制(2),但不能测量或识别生产阀门零件材料时涉及的任何其他过程和处理,例如液体渗透剂(LP)检查和焊后热处理(PWHT)

其他几个难以测量的工艺涉及阀门零件的制造,包括阀杆的表面光洁度、阀笼的离子渗氮、珩磨、减少氧化的真空炉使用和热处理。除非仿制制造商可以获得OEM设计文件,否则机械师不知道阀门制造商用于制造零件的流程。

失效模式

以下是仿制阀门零件中尺寸和材料问题引起的一些主要问题:

1.设定点周围控制不佳

2.使用寿命降低

3.金属磨蚀

4.泄漏

5.阀门故障

1.设定点周围控制不佳:

摩擦是良好性能的敌人,每个阀门制造商都设计可减少摩擦的零件,最佳示例即:阀塞和阀笼的尺寸问题会大幅增加摩擦。摩擦的增加会增加阀门操作的难度,可能导致阀门执行机构不能再将阀门定位到由控制系统发送的设定点。客户很快就会注意到这类问题,因为这个问题太大,导致阀门无法运行,但是大多数用户,如果没有进行专门查找,根本不会注意到5%范围内的设定点偏差。测量阀门位置的机构没有到位时,尤其如此。

新阀门或按新规范重新制造的阀门,通常能够达到设定值的1/8%。许多情况下,5%1/8%的差异可能与运营浪费直接相关;即,使用更多的能量用于过程控制,或产生不符合规范的产品。这已经超越了底线,但可能会被忽视,因为很难将问题追溯到有问题的调节阀。为维持设定值,工厂人员通常用大量时间调整过程控制回路,之后才意识到问题在于调节阀不符合规范要求。

2.使用寿命降低:

较高的摩擦力可能迅速导致磨损增加和使用寿命缩短。阀门制造商通常会硬化接合处或阀内件以延长其使用寿命。因此,硬化过程非常重要。硬化层(通常为焊接工艺)的厚度和应用工况对使用寿命至关重要,如果硬化层过厚或过薄,硬化层将无效,零件会过早磨损。阀门制造商拥有正确执行硬化的设备和工程能力,但仿制商可能不具备,并且通常无法获得减少摩擦所需的硬化层和其他关键工艺的规范。

3.金属磨蚀:

磨蚀是原始阀门设计中需要加以解决的一个非常常见的问题,因为总是存在接合零件(如图)。如果阀门安装在要求硬化阀内件的工艺中,但仿制制制商没有硬化零件,则零件会磨损表面并很快失效。PMI枪无法探知阀门制造商硬化零件的方法,且仿制制造商不具备硬化规范,因此硬化技术可能无法识别,并可能导致过早失效。

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不能像预期的那样硬化阀内部件,可能导致金属表面的磨蚀,如图所示的阀内件和阀塞。

4.泄漏:

不合格零件导致通过填料或法兰泄漏,造成操作浪费、工艺控制、安全、OSHAEPA问题。仿制商不容易测量或仿制的一个关键制造工艺就是阀杆精磨,这涉及填料寿命和泄漏。艾默生工程师测量了仿制制造商制造的失效阀杆上的表面光洁度:所测量的仿制零件,其粗糙度比原始制造商制造的零件大11倍。 

5.阀门失效:

很少发生完全失效,但如果仿制商没有理解设计限制的生产专业知识,就可能发生。这可能导致工厂发生危险情况,造成工厂停机或更严重的事故。大多数安全系统都会监控到严重的调节阀失效,但这些安全系统对于失效后的安全设计是使装置能够安全停机,这意味着损失了生产时间。

结论

大多数工厂没有数百个也有数十个调节阀。每个阀门都需要持续维护,因为存在许多备件,并且许多工厂都很想使用仿制制造商的产品,认为他们省钱。

虽然非原装零件可能在某些情况下工作,但这些零件不等效于原始阀门制造商的零件。使用不合格的零件会导致表中列出的问题以及其他问题,预期的节省可能迅速导致成本增加并降低安全性。

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