船用閥門制造過程中的質(zhì)量控制

黃勇　張韶宇　崔紅力

摘 ?要：船用閥門的使用環(huán)境惡劣，對質(zhì)量以及可靠性方面要求嚴(yán)格。與此同時，船用閥門行業(yè)競爭無序，質(zhì)量管理和技術(shù)水平參差不齊。文章剖析現(xiàn)階段船用閥門制造過程中的質(zhì)量管理現(xiàn)狀，并針對性提出改善意見，旨在提升船用閥門的可靠性。

關(guān)鍵詞：船用閥門;質(zhì)量管理;可靠性

中圖分類號：U664.842 文獻標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）31-0103-03

Abstract： The use environment of marine valves is harsh， and the requirements for quality and reliability are strict. At the same time， the competition in the marine valve industry is disorderly， and the quality management and technical level are uneven. This paper analyzes the current situation of quality management in the manufacturing process of marine valves at the present stage， and puts forward suggestions for improvement， in order to improve the reliability of marine valves.

Keywords： marine valve; quality management; reliability

1 船用閥門概述

船用閥門是為滿足船舶環(huán)境條件，用于控制船舶管路內(nèi)的流體壓力、流量和流動方向的設(shè)備，目前廣泛應(yīng)用于船舶的各個系統(tǒng)。

船舶獨特的工作環(huán)境使得船用閥門與普通閥門有所不同，形成一個獨立的體系。在外形、重量、材料等方面都體現(xiàn)出船用閥門與普通閥門的不同之處。每艘船舶都需要上千臺不同的閥門。在船舶上，閘閥，截止閥，蝶閥，球閥，止回閥，安全閥，流量調(diào)節(jié)閥等閥門均有廣泛的應(yīng)用。船用閥門的材料主要包括鑄鐵，合金鋼，銅合金，鋁合金，鈦合金，不銹鋼等材質(zhì)，適用的介質(zhì)包括淡水，海水，空氣，蒸汽，燃油，潤滑油等，最高使用壓力可達到600MPa，最高使用溫度可達到650℃（本體）、1200℃（耐火材料襯里），最低使用溫度可達到-196℃，最大公稱通徑可達到5350mm。總體而言，船用閥門在船舶上不可或缺，且使用環(huán)境比較惡劣，船用閥門的性能優(yōu)劣直接影響船舶的系統(tǒng)安全和總體性能。

由于船用閥門使用環(huán)境惡劣，船用閥門的質(zhì)量要求高，可靠性要求更高。一般而言，船用閥門必須具備抗震動、防腐蝕等性能，非標(biāo)定制化、輕量化、小型化、易拆裝也是船用閥門的重要標(biāo)簽，此外民用船舶閥門的制造和生產(chǎn)必須符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO9002的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要各國船級社的質(zhì)量證書。因此船用閥門制造難度較大，成本居高不下，且產(chǎn)品質(zhì)量也往往因廠而異。

2 船用閥門質(zhì)量管理現(xiàn)狀

新中國成立以來，我國船用閥門行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，消化和吸收蘇聯(lián)方面的船用閥門技術(shù)，并且自力更生，積極發(fā)展船用閥門相關(guān)技術(shù)，技術(shù)水平得到了明顯的提升，總體取得了長足的進步，閥門規(guī)格、種類和相關(guān)船用標(biāo)準(zhǔn)相對齊全，基本滿足造船工業(yè)的發(fā)展[1]。但是國內(nèi)制造廠商生產(chǎn)出來的船用閥門產(chǎn)品整體技術(shù)含量偏低，國際競爭力較差，大部分的關(guān)鍵閥門仍然依賴進口產(chǎn)品[2]。譬如，國外閥門產(chǎn)品質(zhì)量一般都能達到API、JIS、BS等標(biāo)準(zhǔn)的要求。鑄造毛坯內(nèi)部質(zhì)量好，精度高，外觀美觀，鑄字清晰，控制閥門性能參數(shù)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)精度高，使用壽命長[3]，而我國制造的船用閥門則內(nèi)部質(zhì)量較差，參數(shù)不穩(wěn)定，調(diào)節(jié)精度低，整體性能較差，后期維護成本較高，整體而言，我國閥門產(chǎn)品仍然缺乏核心關(guān)鍵技術(shù)，與發(fā)達國家存在一定差距。其中的原因多種多樣，拋去核心技術(shù)的封鎖和創(chuàng)新能力的不足，質(zhì)量管理方面上的差距也不容忽視。

與國際一流廠商相比，國內(nèi)制造廠商在船用閥門的質(zhì)量管理方面存在的差距主要有以下幾個方面，具體闡述如下：

2.1 原材料

原材料的質(zhì)量直接決定船用閥門最終的可靠性。船用閥門在使用過程中，經(jīng)常會受到外界惡劣環(huán)境的影響，受到鹽霧、霉菌、沖擊、搖擺等影響，因此對原材料的質(zhì)量控制一定要嚴(yán)格。在船舶領(lǐng)域，非標(biāo)定制化閥門產(chǎn)品較多，形成批量化生產(chǎn)的閥門種類不多，材料采購量較少但是材質(zhì)要求很高，這些因素均對材料的采購和檢驗提出了挑戰(zhàn)。國內(nèi)閥門廠采購的鑄件材料往往鑄造缺陷較多，批次號混亂，容易產(chǎn)生鑄造缺陷的部位不進行重點分析、關(guān)注和排查，產(chǎn)品的可追溯性差。鍛件的爐次號管理混亂，化學(xué)成分檢測分析不重視，鍛件質(zhì)量較差[4]。

2.2 工藝

工藝人員在具體的工藝編制方面存在隨意現(xiàn)象，沒有嚴(yán)格按照質(zhì)保體系來進行工藝質(zhì)量控制，對實際生產(chǎn)結(jié)合不夠充分，而且工藝往往包含機加工工藝、裝配工藝、焊接工藝、熱處理工藝、無損檢測工藝、試驗工藝等多項工藝文件，由于流程跨度大，學(xué)科交叉多，需要額外關(guān)注的細節(jié)也較多，給工藝的編制和執(zhí)行提出了一定的難度，編制出來的工藝在指導(dǎo)車間制造方面，可行性和準(zhǔn)確度方面有所欠缺。

2.3 裝配

裝配前的準(zhǔn)備工作不充分，對零件的清潔和干燥工作執(zhí)行不到位，對倒角和毛刺清除不完全，對形位公差的檢驗不嚴(yán)格;裝配過程中，不按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程進行裝配，存在拼湊現(xiàn)象，存在暴力裝配現(xiàn)象，安裝軸套和O形圈時潤滑油未涂抹或者涂抹不充分，導(dǎo)致最終產(chǎn)品裝配完成進行調(diào)試時，存在跑、冒、滴、漏現(xiàn)象[5]，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和工期。

2.4 技能與技術(shù)

車間人員的技能水平參差不齊，裝配出來的船用閥門質(zhì)量不一，針對員工的技能培訓(xùn)不足，整體技術(shù)儲備水平較低，存在一人多職的現(xiàn)象，往往一個人需要從事裝配、調(diào)試、試驗的所有任務(wù)，單項專業(yè)技能水平卻均不突出，導(dǎo)致產(chǎn)品最終的質(zhì)量大打折扣。

3 制造過程的質(zhì)量管理控制措施

船用閥門質(zhì)量的優(yōu)劣反應(yīng)出制造單位的管理水平、工藝和技術(shù)水平，是總體工業(yè)水平的重要體現(xiàn)。隨著市場的發(fā)展，國內(nèi)閥門廠商越來越重視閥門的質(zhì)量管理工作，因此制造能力有了一定的提升。不過，質(zhì)量管理水平仍與國際一流廠商有著巨大的差距。那么具體質(zhì)量管理水平的提升可從以下幾個方面著手：

3.1 工藝上嚴(yán)格把關(guān)

在工藝方面，著力保障工藝的可行性和準(zhǔn)確性，編制詳盡的工藝路線、質(zhì)量計劃和標(biāo)準(zhǔn)化大綱等文件，并請相關(guān)人員進行方案論證工作，針對評審意見進行整改。同時嚴(yán)格監(jiān)督工藝的執(zhí)行度，針對實際生產(chǎn)過程中的反饋對工藝進行針對性的修正與完善，最終提高閥門的可靠性。

3.2 材料上源頭把控

船用閥門的材料直接決定最終產(chǎn)品的力學(xué)性能和可靠性。材料主要分為鑄件、鍛件、緊固件、密封件和電子元器件等。針對鑄件材料，可通過仿真分析的結(jié)果合理設(shè)置冒口，有效降低內(nèi)部的疏松、縮孔等鑄造缺陷，此外檢驗方面，采用射線探傷等無損檢測技術(shù)對成型后的鑄件特別是易產(chǎn)生鑄造缺陷的部位進行重點關(guān)注和排查，保證鑄件的質(zhì)量，同時要做好追溯性工作，保留批次號、過程文件等記錄，保證鑄件生產(chǎn)的可追溯性。對于鍛件要控制好原材料的質(zhì)量，鍛造過程中要時刻注意裂紋缺陷，及時采取措施;檢驗方面，要經(jīng)過嚴(yán)格的化學(xué)成分檢測和力學(xué)性能檢測，此外還需進行著色檢測、超聲波探傷等無損檢測，保證鍛件質(zhì)量的可靠性。針對密封件，要注意密封件的保存與防護，避免陽光直射，避免在潮濕環(huán)境下貯存，同時對于重要密封部位的密封件可采取尺寸復(fù)驗和材質(zhì)、力學(xué)性能復(fù)驗檢測。

3.3 加工上追求精準(zhǔn)

閥門產(chǎn)品的零部件種類眾多，規(guī)格不一，復(fù)雜的閥門產(chǎn)品的零部件種類甚至達到上百種，其中閥門的閥體、閥桿、閥瓣等零部件對產(chǎn)品的最終密封起著關(guān)鍵的作用，其加工水平極為關(guān)鍵，加工精度直接決定閥門的可靠性。在機加工過程中要嚴(yán)格按照機加工工藝進行，加強和工藝的溝通，及時反饋，針對重要零部件和復(fù)雜零部件可采取制造相應(yīng)的加工工裝來輔助加工，加工后的零部件要注意區(qū)分，做好標(biāo)記標(biāo)識，并進行檢驗，關(guān)鍵配合尺寸和重要形位公差可上三坐標(biāo)測量儀進行重點檢測，做好檢驗記錄（見圖1）。

此外加工后的重要密封零部件如閥瓣、閥桿、軸襯等零部件在使用過程中受到的摩擦磨損作用較大，影響最終產(chǎn)品的使用壽命和可靠性，可針對性的采用表面處理技術(shù)來提高零部件的硬度和耐磨性，有效降低材料的摩擦損耗，降低后期的維護成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。

3.4 裝配上標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)

裝配前的準(zhǔn)備工作要充分，零部件要進行清潔和干燥處理，可采用雙槽超聲波清洗機對零件進行清洗，去除油污和雜質(zhì)。裝配前，將圖紙和裝配工藝轉(zhuǎn)至裝配員工，并對船用閥門結(jié)構(gòu)和裝配注意事項進行相關(guān)培訓(xùn)，裝配工嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程進行作業(yè)，過程中注意保護零件，避免零件的磕碰和損傷。首次裝配時，裝配人員可在技術(shù)人員的全程指導(dǎo)下進行裝配，隨時解決裝配方面的問題并及時記錄與解決，最終形成一套成熟穩(wěn)定的裝配工藝，裝配工后續(xù)裝配可嚴(yán)格按照裝配工藝進行。

3.5 技能上加強培訓(xùn)

針對制造過程中的各個流程，進行定崗定責(zé)，同時分析崗位需求，剖析機加工、裝配、調(diào)試、試驗專項技能人員所需的基本技能，查漏補缺，取長補短，發(fā)揮技能員工主觀能動性。然后針對定崗人員加強專項技能培訓(xùn)，提升員工的技能水平，鼓勵創(chuàng)新與發(fā)明，鼓勵制造過程中的工藝改善與優(yōu)化，根據(jù)實際工作效果進行綜合評估，針對短板進行強化培訓(xùn)，最終保證一支高水平的技能團隊，從而為最終產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性打下堅實的基礎(chǔ)（見圖2）。

3.6 技術(shù)上引進創(chuàng)新

船用閥門的制造過程涉及多個學(xué)科、多個行業(yè)的交叉，在制造過程中需要各個專業(yè)的人員協(xié)同配合，共同作業(yè)，取長補短，進行針對性的優(yōu)化與完善，此外要注意新材料、新技術(shù)的最新進展，及時接納與吸收，注重自主技術(shù)創(chuàng)新和核心技術(shù)的研發(fā)與保護，推進技術(shù)進步，強化知識產(chǎn)權(quán)意識;此外要加強企業(yè)的質(zhì)量管理，努力提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提升企業(yè)的核心競爭力。

4 結(jié)束語

新世紀(jì)以來，我國閥門產(chǎn)業(yè)的規(guī)模越來越大，閥門制造能力和技術(shù)水平不斷得到提升，這一切都離不開質(zhì)量管理工作。下一步，要加強質(zhì)量管理控制措施的落實和完善，對材料質(zhì)量進行更嚴(yán)格的控制，同時在加工和檢驗環(huán)節(jié)追求完善，在檢測和裝配方面標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，注重新材料新技術(shù)的引用、消化和吸收，不斷提升閥門產(chǎn)品的制造質(zhì)量，提升企業(yè)的工業(yè)化水平。

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