“國產(chǎn)化改造后，合成氨裝置轉化氣余熱回收器中心管旁通閥已在900至990℃的極端高溫工況下穩(wěn)定運行超4個月。”8月6日，中國石油天然氣股份有限公司寧夏石化分公司(以下簡稱“寧夏石化”)機動設備部管理人員馮梓良高興地說。

　　轉化氣余熱回收器中心管旁通閥是合成氨裝置的核心部件，承擔著調(diào)節(jié)轉化氣余熱回收器出口溫度的關鍵任務，需要直接接觸近1000℃高溫的氣體，并承受3.97兆帕的高壓。此前，該閥門一直依賴于德國進口。然而，2023年10月，原來的“洋閥門”出現(xiàn)閥頭變形和閥桿斷裂等問題，導致裝置被迫停工12天，直接經(jīng)濟損失超過500萬元。更令人無奈的是，進口備件的采購周期長達6個月，單套成本高達150萬元，維修費用每次約50萬元。

　　為解決這一制約裝置長周期穩(wěn)定運行的瓶頸問題，寧夏石化與天華化工機械及自動化研究設計院、吳忠儀表等國內(nèi)科研院所和企業(yè)聯(lián)合組建攻堅團隊，對該閥門展開全方位技術攻關。該團隊通過拆解分析進口閥門的故障機理，發(fā)現(xiàn)其使用的合金在高溫環(huán)境下存在硬度降低和熱膨脹量增大的問題。此外，還存在采用水平安裝方式導致應力集中，以及頻繁自動調(diào)節(jié)加劇磨損等設計問題。

　　針對上述挑戰(zhàn)，團隊采取了一系列措施：在材料選擇上，使用國產(chǎn)鎳基高溫合金H06601替代進口材料;在結構設計上，創(chuàng)新采用球面閥頭和自找正密封設計，通過弧面配合抵消熱膨脹應力，將導流支撐圈改為孔罩結構以減輕重量，并預留6毫米間隙以避免卡澀;在控制邏輯上，采用工藝溫度手動調(diào)節(jié)，減少部件高頻損耗。同時，在制造環(huán)節(jié)建立“材料復驗—加工監(jiān)控—高溫試車”三級質(zhì)控體系，通過五軸加工實現(xiàn)零部件一體化成型，確保產(chǎn)品的可靠性。

　　經(jīng)過一系列國產(chǎn)化改造，攻堅團隊取得了顯著成果：單套閥門的總成本下降了95萬元，較進口閥門價格降低63%;備件供應周期也從6個月縮短至15天以內(nèi)，維修響應速度提升了90%，且自運行以來未出現(xiàn)卡澀、斷裂等故障，顯著增強了設備的長周期運行保障能力。