油气工业对阀门市场和阀门技术的影响

一、 全球阀门市场

　　由于全球阀门市场的竞争越来越激烈，所以许多世界著名的阀门制造商关闭了他们在北美、欧洲和日本的工厂转移到中国、印度、韩国和中欧，以降低阀门的制造成本，增加销售利润。随着中国开发和利用石油、天然气力度的加大，中国阀门市场大幅增长，这使得大多数阀门厂商更加看重在中国建厂。于是，出现了国外阀门企业在中国建厂的热潮，有的企业甚至在中国建有多个工厂，以缩短运输距离和交货期。

　　2004 年，美国阀门协会公布美国国内阀门市场份额达到 31.8 亿美元;另据中国通用机械协会数据，中国阀门市场突破 200 亿元人民币，到 2010 年，中国国内阀门需求将达到 345 亿元人民币。全球市场各类阀门的销售额在 400 亿美元左右。中国统计的阀门制造商有 2000 多家，加上其他发达国家和发展中国家的 1400 多家阀门制造商，占有全球 80 %的市场份额;另外的 10 多家阀门联合公司占有全球 20 %的市场份额。

　　阀门的种类很多，用途也很广泛，石油、天然气工业一直是阀门市场的最大采购商。石油(包括炼油)、天然气领域用量最大，占总用量的 37.4% ;能源领域的阀门用量为 21.3% ;第三位的是化学工业，为 11.5 %;接着的是水处理和污水处理领域， 11.4 %。

二、 阀门主要市场的发展

　　1.油、气工业

　　在北美和一些发达国家，有很多的拟建、扩建石油项目，另外，由于人们越来越重视环境保护，国家建立了环保法规，所以多年前建立的炼油厂必须重新改造，因此在今后的几年里，投入石油开发和炼制的资金还将保持增长势头。中国石油和天然气长输管线的建设以及未来俄罗斯长输管线的建设将直接推动石油工业阀门市场的增长。根据石油、天然气开发和输送阀门市场的长线发展状况，预测石油、天然气开发和输送对阀门的需求量将从 2002 年的 82 亿美元增长到 2005 年的 140 亿美元。

　　2. 能源工业

　　长期以来，能源工业对阀门的需求一直保持着坚实、稳定的增长率。全世界建设的热电站和核电站的发电总量为 2 679 030MW ，美国的发电量为 743 391MW ，世界其他国家新增的电站项目发电量为 780 000MW ，今后几年将增加 40 %。欧洲、南美洲、亚洲，尤其中国的能源市场将成为阀门市场新的增长点。从 2002 年到 2005 年，能源市场对阀门产品的需求将从 52 亿美元上升到 69 亿美元，年平均增长 9.3% 。

　　3. 化学工业

　　化学工业以超过 1.5 万亿美元的产值排在工业之首，也是阀门最大的需求市场之一。化学工业多需要设计成熟，加工质量高，工业稀有材料阀门。近些年来，化工市场竞争变得异常激烈，许多化工厂家不得不削减成本支出，不过，在 2003 ～ 2004 年度，化学工业的产值和利润成倍增长，对阀门产品的需求迎来 30 年来的新高峰，如图 4 所示， 2005 年以后，化学工业对阀门产品需求量将以每年 5 %的增长率增长。

三、油、气工业对阀门技术的影响

　　虽然百年来石油、天然气开发和输送所涉及的阀门产品范围基本上没什么变化，但阀门制造商一直不断地更新阀门技术，积极应对石油、天然气工业市场的变化。如果要在市场上保持领先或不被落下，阀门制造商则要不断更新阀门的设计、制造、服务、销售的技术和过程。事实是石油公司对阀门厂商的要求越来越多：在提供合理价格的基础上，先进的阀门厂商必须擅长解决石油公司面对的问题，在工作环境更恶劣，环保要求更严格的情况下，延展阀门产品的性能，提供更多的服务能力。

　　(1)金属密封

　　世界市场对石油、天然气需求量迅猛增长，开发原油的足迹也踏遍了地球每一个角落，原油的提取对设备提出了新要求。例如，超深井技术对设备提出了超低温和超高压的挑战。超重质原油的提取是赢利的可选项目，尤其在原油每桶达到 30 美元时。现在高浓度的沥青烯以及其他的杂质对原油的输送和加工造成了困难。通常输油管道上用的软密封球阀则不能适应工况的要求了，这要求阀门厂商开发金属密封球阀，并能适应温度、压力的变化，甚至在输送固体介质(氢氧化物、焦炭等)时也要保证绝对密封。而金属密封技术得益于表面喷涂技术的发展。阀门厂商们希望使用这一技术保持市场的领先地位，并把喷涂技术列入发展战略，他们和研究所、大学合作，希望开发出下一代“超硬” 涂层。

　　(2)防“爆炸减压”

　　2002 年，美国石油学会标准 API 6D 规定：设计压力高于 ASME Class 600 等级的阀门产品必须设计防“爆炸减压”。爆炸减压指阀门内的压力迅速下降时，由于高压作用渗透在密封中的 CO 2 因压力降低迅速膨胀，在阀门关闭过程中造成密封爆皮和断裂，从而导致阀门失效的现象。一家石油公司在深海平台上第一次发现阀门爆炸减压现象，阀门失效后该公司不得不停止作业数周更换阀门，结果损失惨重。从此以后，石油公司要求阀门厂商提供的高压阀门必须带有防“爆炸减压”配置。很快，阀门厂商迅速做出反应，开发了防“爆炸减压”密封和防“爆炸减压”阀门以应对苛刻的环境要求。

　　(3)含硫原油的腐蚀

　　走高的原油价格使得炼油公司把目光放在了含硫原油上，投资开发含硫原油市场利润丰厚，在长期供货合同中也有价格竞争优势。但是含硫原油中含有 H 2 S 等腐蚀介质，对设备的耐腐蚀性提出了新挑战。阀门制造商可以提供 ISO15156 规定许可的材料，也可提供试验(按 ISO15156 规定)数据以证明阀门材料的耐腐蚀性和长寿命，最终用户便把这些阀门制造商列入耐腐蚀阀门供货商名单。

　　(4)飞逸性排放

　　ISO15848 规定了对阀门飞逸性排放设计的要求，制造商重新设计了普通阀门和特殊阀门的填料、密封排列以适应更新的标准。但是新标准太笼统，要求太严格，所以还有很多石油企业制定了自己的排放标准，例如许多北美公司都参照 API 622 标准的规定。阀门飞逸性排放标准的进一步完善需要阀门制造商、用户、标准制订者三方相互合作，相互借鉴经验，三方共同解决。

　　(5)提前磨损和设备疲劳

　　为追求经济利益，许多炼油企业都超负荷运行。其结果是没完没了地增容生产设备和改造系统。企业对设备的期望大大超出了设计的初衷，这就要求阀门制造商未雨绸缪，主动参与用户的诸项工作，避免生产过程不合理设计对阀门可靠性、寿命和安全的不良影响。比如，应用在热力循环系统中的阀门容易造成零件热疲劳，拥有工业流程经验的阀门制造者会合理安排阀门，减小问题发生的可能性。

　　(6)预防性维护

　　石油企业为了确保生产，要求安排设备维护周期。随着阀门测试系统，电子硬件、软件的发展，阀门的预防性维护已经由一个智能化的概念变为了现实。一小部分精通自动化控制的阀门制造商提供数据分析系统，量化阀门操作过程，提供阀门预防性维护时间。

　　(7)自动执行机构

　　炼油过程自动化是大势所趋，这中间的控制技术已经发展了相当长的一段时间。阀门制造商在阀门上安装自动执行机构以达到自动控制生产的要求。自动执行机构技术得到极大发展。另一方面，生产执行机构的厂商也向用户提供安装着执行机构的阀门产品。于是，执行机构与阀门一体化的趋势对单一的生产商形成了挑战，毕竟用户希望找一家企业解决问题更容易，避免发生扯皮现象。

　　(8)管线球阀

　　天然气运输管道工程对管线球阀来说是一个非常庞大而有潜力的市场。对长输管线的监测非常重要。有的公司开发了智能装置，用户可用来对管线进行探测。比如“ smart pig ”技术。这种机器人可以探测出管壁厚度，甚至腐蚀点。但是探测装置对管线有通径的要求，所以通径球阀成为了长输管线公司的首选产品。另一方面，长输管线要求阀门的壁厚尽量薄，阀门材料具有很高的屈服韧性、耐腐蚀性，以适应管线伸缩、转向、地区环境变化的要求。最重要的一点是，长输管线的管理者要求购买的阀门寿命一定要长于管线本身的寿命。

四、油、气工业市场新趋势

　　经济杠杆的调节作用使石油公司更注重开发超重质原油，超重质原油的炼制流程研究也有 10 多年，在这个流程中，延迟焦化装置和油脂精炼装置得以极大发展，这些领域成为了带动阀门市场增长和阀门技术进步强大的推动力量。阀门制造商一直致力于解决这些装置中温度、压力、恶劣的炼焦环境对阀门提出的新问题，并取得了可喜的成绩。虽然在这个领域中原来的委内瑞拉、墨西哥、加拿大和印度等国的阀门购买市场有所下降，但中国和巴西的阀门市场在过去 4 年里呈现了迅猛的增长势头。未来的几年里，中国、加拿大和俄罗斯的阀门市场将令阀门公司有所期待。

　　世界各国环保意识逐年增强，炼油过程中要加强对环境污染的控制是大势所趋。例如美国环保署对加氢处理装置的运行条件有更严格规定。在这些装置中，新要求对现有的压力释放阀技术提出了挑战：在巨大的压力降中如何保持阀门紧密关闭。事实上，只有很少的几家阀门公司可以提供这类阀门产品满足苛刻工况的要求。

　　LNG 液化厂和液化站，以及 GTL 燃气项目需要大量的低温阀，这一市场前景广阔，对阀门制造商来说是一片富饶的沃土。

　　另外，未来几年里，氢化裂解装置、流化床催化裂化装置、混合燃料装置、延迟焦化装置等对阀门市场和阀门技术有新的要求。虽然这些处理系统已经存在了很多年，但最终用户要求设备拥有更长的寿命，而且要求阀门制造商的产品符合更高的标准。

　　在市场和技术双重的挑战中，先进的阀门制造商总是以积极的态度面对阀门标准和市场规则的变化。他们主动参与其中，加强与各标准委员会和阀门协会的合作，共享信息。归根结底，不论市场如何变化，具有优势的总是那些善于解决用户问题的阀门制造商，而这一优势则来自与用户在阀门工况现场的合作。这些阀门制造商鼓励阀门设计工程人员与最终用户相互交流，要求设计工程师亲到现场了解阀门工作环境。乐于创新的阀门公司知道，阀门技术的发展和市场利润都来自客户现场的工作。

　　未来几年，世界上大的石油公司将继续修改、补充他们选择阀门质量标准，来弥补飞逸性排放、防火安全性、便于维护等方面出现的问题。阀门制造商欣喜于阀门需求量持续增长，新技术带来的销售增长，而又不得不面对“一次付清货款”方式对阀门产品利润的残酷打压。油、气工业阀门市场的这种矛盾使得阀门制造商必须在维持市场份额的同时，致力于阀门技术革新工作。