【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】超大口徑超高壓力耐蝕楔式閘閥具有流體阻力小、密封性能好、結(jié)構(gòu)長度短、啟閉省力、介質(zhì)流動方向不受限制、全開時密封面受工作介質(zhì)的沖蝕很小、制造工藝性較好等優(yōu)點，適用于溫度、壓力較高的液體管道。但由于口徑較大，設(shè)計和制造難度相應(yīng)增大，一直制約著閥門行業(yè)的發(fā)展。
 

　　為解決這一問題，清華大學材料學院張弛研究員帶領(lǐng)的高性能金屬材料基因工程與增材制造團隊(以下簡稱“團隊”)依托烏鎮(zhèn)實驗室，以材料基因的思想和高端零部件的目標性能及先進制造工藝特性為基礎(chǔ)，以多模態(tài)數(shù)據(jù)挖掘、多尺度多理論模擬計算、高通量測試表征等技術(shù)為核心手段，合理設(shè)計面向全壽命全流程的材料生產(chǎn)工藝，建立特征組織基元與核心性能目標的內(nèi)在關(guān)系；并應(yīng)用先進制造關(guān)鍵技術(shù)，聯(lián)合閥畢威閥門有限公司在浙江麗水成功研制出48"-Class900超大口徑超高壓力耐蝕楔式閘閥，填補了國內(nèi)閥門行業(yè)的空白。
 

圖1.數(shù)據(jù)和知識融合的智能化合金研發(fā)平臺
 

　　超大口徑超高壓力耐蝕楔式閘閥是一種用于控制管道中介質(zhì)流動的閥門，它較大的口徑和較高的壓力耐蝕性適用于多種介質(zhì)，包括水、油、氣以及各類腐蝕性介質(zhì)。這種閥門的設(shè)計口徑可以達到60英寸，壓力等級可以達到150磅及以上。團隊在運用材料基因思想搭建的數(shù)據(jù)和知識融合的智能化合金研發(fā)平臺上，基于知識圖譜的智慧大腦，采用API 600美國石油協(xié)會(American Petroleum Institute, API)標準設(shè)計，形成了該產(chǎn)品定制化的合金研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化方案(工藝路線：鑄造→熱處理→機械加工→表面處理→組裝和測試)。
 

圖2.基于知識圖譜的智慧大腦——合金研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方案
 

　　團隊在設(shè)計和制造過程中通過有限元模擬分析，全方位分析閥門的強度、剛度、流量特性，保證閥門在大口徑工作條件下的安全和性能。聯(lián)合閥畢威閥門有限公司在制造過程中使用專門的安裝，維護設(shè)施和區(qū)域來組裝閥門，在閥體內(nèi)腔采用環(huán)氧樹脂噴涂工藝，閥體與閘板的導向筋經(jīng)過特殊的硬化處理，提高了耐蝕及耐磨性，且閥門可以水平或者垂直安裝，并使用專門的檢測設(shè)備對閥門的性能、強度進行檢測，成功研制了48"-Class900超大口徑超高壓力耐蝕楔式閘閥，并已規(guī)模化生產(chǎn)，形成了浙江麗水閥門行業(yè)的新質(zhì)生產(chǎn)力，促進了地區(qū)和行業(yè)先進制造力的躍升。據(jù)悉，目前該產(chǎn)品已外售國外，成功應(yīng)用于某國的海水處理項目。
 

圖3.48"-Class900楔式閘閥組裝制造