由于閥門市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,所以許多世界的閥門制造商關(guān)閉了他們?cè)诒泵馈W洲和日本的工廠轉(zhuǎn)移到中國(guó)、印度、韓國(guó)和中歐,以降低閥門的制造成本,增加銷售利潤(rùn)。隨著中國(guó)開發(fā)和利用石油、天然氣力度的加大,中國(guó)閥門市場(chǎng)大幅增長(zhǎng),這使得大多數(shù)閥門廠商更加看重在中國(guó)建廠。于是,出現(xiàn)了國(guó)外閥門企業(yè)在中國(guó)建廠的熱潮,有的企業(yè)甚至在中國(guó)建有多個(gè)工廠,以縮短運(yùn)輸距離和交貨期。
2004 年,美國(guó)閥門協(xié)會(huì)公布美國(guó)國(guó)內(nèi)閥門*達(dá)到 31.8 億美元;另?yè)?jù)中國(guó)通用機(jī)械協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),中國(guó)閥門市場(chǎng)突破 200 億元人民幣,到 2010 年,中國(guó)國(guó)內(nèi)閥門需求將達(dá)到 345 億元人民幣。市場(chǎng)各類閥門的銷售額在 400 億美元左右。中國(guó)統(tǒng)計(jì)的閥門制造商有 2000 多家,加上其他發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的 1400 多家閥門制造商,占有 80 %的*;另外的 10 多家閥門聯(lián)合公司占有 20 %的*。
閥門的種類很多,用途也很廣泛,石油、天然氣工業(yè)一直是閥門市場(chǎng)的較大采購(gòu)商。石油(包括煉油)、天然氣領(lǐng)域用量較大,占總用量的 37.4% ;能源領(lǐng)域的閥門用量為 21.3% ;第三位的是化學(xué)工業(yè),為 11.5 %;接著的是水處理和污水處理領(lǐng)域, 11.4 %。
在北美和一些發(fā)達(dá)國(guó)家,有很多的擬建、擴(kuò)建石油項(xiàng)目,另外,由于人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)境保護(hù),國(guó)家建立了環(huán)保法規(guī),所以多年前建立的煉油廠必須重新改造,因此在今后的幾年里,投入石油開發(fā)和煉制的資金還將保持增長(zhǎng)勢(shì)頭。中國(guó)石油和天然氣長(zhǎng)輸管線的建設(shè)以及未來(lái)俄羅斯長(zhǎng)輸管線的建設(shè)將直接推動(dòng)石油工業(yè)閥門市場(chǎng)的增長(zhǎng)。根據(jù)石油、天然氣開發(fā)和輸送閥門市場(chǎng)的長(zhǎng)線發(fā)展?fàn)顩r,預(yù)測(cè)石油、天然氣開發(fā)和輸送對(duì)閥門的需求量將從 2002 年的 82 億美元增長(zhǎng)到 2005 年的 140 億美元。
長(zhǎng)期以來(lái),能源工業(yè)對(duì)閥門的需求一直保持著堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定的增長(zhǎng)率。*建設(shè)的熱電站和核電站的發(fā)電總量為 2679030MW ,美國(guó)的發(fā)電量為 743391MW ,世界其他國(guó)家新增的電站項(xiàng)目發(fā)電量為 780 000MW ,今后幾年將增加 40 %。歐洲、南美洲、亞洲,尤其中國(guó)的能源市場(chǎng)將成為閥門市場(chǎng)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。從 2002 年到 2005 年,能源市場(chǎng)對(duì)閥門產(chǎn)品的需求將從 52 億美元上升到 69 億美元,年平均增長(zhǎng) 9.3% 。
化學(xué)工業(yè)以超過(guò) 1.5 萬(wàn)億美元的產(chǎn)值排在工業(yè),也是閥門較大的需求市場(chǎng)之一。化學(xué)工業(yè)多需要設(shè)計(jì)成熟,加工質(zhì)量高,工業(yè)稀有材料閥門。近些年來(lái),化工市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得異常激烈,許多化工廠家不得不削減成本支出,不過(guò),在 2003 ~ 2004 年度,化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)值和利潤(rùn)成倍增長(zhǎng),對(duì)閥門產(chǎn)品的需求迎來(lái) 30 年來(lái)的新高峰,如圖 4 所示, 2005 年以后,化學(xué)工業(yè)對(duì)閥門產(chǎn)品需求量將以每年 5 %的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。
雖然百年來(lái)石油、天然氣開發(fā)和輸送所涉及的閥門產(chǎn)品范圍基本上沒(méi)什么變化,但閥門制造商一直不斷地更新閥門技術(shù),積極應(yīng)對(duì)石油、天然氣工業(yè)市場(chǎng)的變化。如果要在市場(chǎng)上保持或不被落下,閥門制造商則要不斷更新閥門的設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)、銷售的技術(shù)和過(guò)程。事實(shí)是石油公司對(duì)閥門廠商的要求越來(lái)越多:在提供合理價(jià)格的基礎(chǔ)上,的閥門廠商必須擅長(zhǎng)解決石油公司面對(duì)的問(wèn)題,在工作環(huán)境更惡劣,環(huán)保要求更嚴(yán)格的情況下,延展閥門產(chǎn)品的性能,提供更多的服務(wù)能力。
(1)金屬密封
世界市場(chǎng)對(duì)石油、天然氣需求量迅猛增長(zhǎng),開發(fā)原油的足跡也踏遍了地球每一個(gè)角落,原油的提取對(duì)設(shè)備提出了新要求。例如,超深井技術(shù)對(duì)設(shè)備提出了超低溫和超高壓的挑戰(zhàn)。超重質(zhì)原油的提取是贏利的可選項(xiàng)目,尤其在原油每桶達(dá)到 30 美元時(shí)。現(xiàn)在高濃度的瀝青烯以及其他的雜質(zhì)對(duì)原油的輸送和加工造成了困難。通常輸油管道上用的軟密封球閥則不能適應(yīng)工況的要求了,這要求閥門廠商開發(fā)金屬密封球閥,并能適應(yīng)溫度、壓力的變化,甚至在輸送固體介質(zhì)(氫氧化物、焦炭等)時(shí)也要保證密封。而金屬密封技術(shù)得益于表面噴涂技術(shù)的發(fā)展。閥門廠商們希望使用這一技術(shù)保持市場(chǎng)的地位,并把噴涂技術(shù)列入發(fā)展戰(zhàn)略,他們和研究所、大學(xué)合作,希望開發(fā)出下一代“超硬" 涂層。
(2)防"爆炸減壓"
2002 年,美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) API 6D 規(guī)定:設(shè)計(jì)壓力高于 ASME Class 600 等級(jí)的閥門產(chǎn)品必須設(shè)計(jì)防"爆炸減壓"。爆炸減壓指閥門內(nèi)的壓力迅速下降時(shí),由于高壓作用滲透在密封中的 CO 2 因壓力降低迅速膨脹,在閥門關(guān)閉過(guò)程中造成密封爆皮和斷裂,從而導(dǎo)致閥門失效的現(xiàn)象。一家石油公司在深海平臺(tái)上排在頭一位的次發(fā)現(xiàn)閥門爆炸減壓現(xiàn)象,閥門失效后該公司不得不停止作業(yè)數(shù)周更換閥門,結(jié)果損失慘重。從此以后,石油公司要求閥門廠商提供的高壓閥門必須帶有防"爆炸減壓"配置。很快,閥門廠商迅速做出反應(yīng),開發(fā)了防"爆炸減壓"密封和防"爆炸減壓"閥門以應(yīng)對(duì)苛刻的環(huán)境要求。
(3)含硫原油的腐蝕
走高的原油價(jià)格使得煉油公司把目光放在了含硫原油上,投資開發(fā)含硫原油市場(chǎng)利潤(rùn)豐厚,在長(zhǎng)期供貨合同中也有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但是含硫原油中含有 H2S 等腐蝕介質(zhì),對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性提出了新挑戰(zhàn)。閥門制造商可以提供 ISO15156 規(guī)定許可的材料,也可提供試驗(yàn)(按 ISO15156 規(guī)定)數(shù)據(jù)以證明閥門材料的耐腐蝕性和長(zhǎng)壽命,較終用戶便把這些閥門制造商列入耐腐蝕閥門供貨商名單。
(4)飛逸性排放
ISO15848 規(guī)定了對(duì)閥門飛逸性排放設(shè)計(jì)的要求,制造商重新設(shè)計(jì)了普通閥門和特殊閥門的填料、密封排列以適應(yīng)更新的標(biāo)準(zhǔn)。但是新標(biāo)準(zhǔn)太籠統(tǒng),要求太嚴(yán)格,所以還有很多石油企業(yè)制定了自己的排放標(biāo)準(zhǔn),例如許多北美公司都參照 API 622 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。閥門飛逸性排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善需要閥門制造商、用戶、標(biāo)準(zhǔn)制訂者三方相互合作,相互借鑒經(jīng)驗(yàn),三方共同解決。
(5)提前磨損和設(shè)備疲勞
為追求經(jīng)濟(jì)利益,許多煉油企業(yè)都超負(fù)荷運(yùn)行。其結(jié)果是沒(méi)完沒(méi)了地增容生產(chǎn)設(shè)備和改造系統(tǒng)。企業(yè)對(duì)設(shè)備的期望超出了設(shè)計(jì)的初衷,這就要求閥門制造商未雨綢繆,主動(dòng)參與用戶的諸項(xiàng)工作,避免生產(chǎn)過(guò)程不合理設(shè)計(jì)對(duì)閥門可靠性、壽命和安全的不良影響。比如,應(yīng)用在熱力循環(huán)系統(tǒng)中的閥門容易造成零件熱疲勞,擁有工業(yè)流程經(jīng)驗(yàn)的閥門制造者會(huì)合理安排閥門,減小問(wèn)題發(fā)生的可能性。
(6)預(yù)防性維護(hù)
石油企業(yè)為了確保生產(chǎn),要求安排設(shè)備維護(hù)周期。隨著閥門測(cè)試系統(tǒng),電子硬件、軟件的發(fā)展,閥門的預(yù)防性維護(hù)已經(jīng)由一個(gè)智能化的概念變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。一小部分精通自動(dòng)化控制的閥門制造商提供數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),量化閥門操作過(guò)程,提供閥門預(yù)防性維護(hù)時(shí)間。
(7)自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
煉油過(guò)程自動(dòng)化是大勢(shì)所趨,這中間的控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。閥門制造商在閥門上安裝自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以達(dá)到自動(dòng)控制生產(chǎn)的要求。自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)得到極大發(fā)展。另一方面,生產(chǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的廠商也向用戶提供安裝著執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥門產(chǎn)品。于是,執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門一體化的趨勢(shì)對(duì)單一的生產(chǎn)商形成了挑戰(zhàn),畢竟用戶希望找一家企業(yè)解決問(wèn)題更容易,避免發(fā)生扯皮現(xiàn)象。
(8)管線球閥
天然氣運(yùn)輸管道工程對(duì)管線球閥來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常龐大而有潛力的市場(chǎng)。對(duì)長(zhǎng)輸管線的監(jiān)測(cè)非常重要。有的公司開發(fā)了智能裝置,用戶可用來(lái)對(duì)管線進(jìn)行探測(cè)。比如" smart pig "技術(shù)。這種機(jī)器人可以探測(cè)出管壁厚度,甚至腐蝕點(diǎn)。但是探測(cè)裝置對(duì)管線有通徑的要求,所以通徑球閥成為了長(zhǎng)輸管線公司的產(chǎn)品。另一方面,長(zhǎng)輸管線要求閥門的壁厚盡量薄,閥門材料具有很高的屈服韌性、耐腐蝕性,以適應(yīng)管線伸縮、轉(zhuǎn)向、地區(qū)環(huán)境變化的要求。較重要的一點(diǎn)是,長(zhǎng)輸管線的管理者要求購(gòu)買的閥門壽命一定要長(zhǎng)于管線本身的壽命。
經(jīng)濟(jì)杠桿的調(diào)節(jié)作用使石油公司更注重開發(fā)超重質(zhì)原油,超重質(zhì)原油的煉制流程研究也有 10 多年,在這個(gè)流程中,延遲焦化裝置和油脂精煉裝置得以極大發(fā)展,這些領(lǐng)域成為了帶動(dòng)閥門市場(chǎng)增長(zhǎng)和閥門技術(shù)進(jìn)步強(qiáng)大的推動(dòng)力量。閥門制造商一直致力于解決這些裝置中溫度、壓力、惡劣的煉焦環(huán)境對(duì)閥門提出的新問(wèn)題,并取得了可喜的成績(jī)。雖然在這個(gè)領(lǐng)域中原來(lái)的委內(nèi)瑞拉、墨西哥、加拿大和印度等國(guó)的閥門購(gòu)買市場(chǎng)有所下降,但中國(guó)和巴西的閥門市場(chǎng)在過(guò)去 4 年里呈現(xiàn)了迅猛的增長(zhǎng)勢(shì)頭。未來(lái)的幾年里,中國(guó)、加拿大和俄羅斯的閥門市場(chǎng)將令閥門公司有所期待。
世界各國(guó)環(huán)保意識(shí)逐年增強(qiáng),煉油過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)環(huán)境污染的控制是大勢(shì)所趨。例如美國(guó)環(huán)保署對(duì)加氫處理裝置的運(yùn)行條件有更嚴(yán)格規(guī)定。在這些裝置中,新要求對(duì)現(xiàn)有的壓力釋放閥技術(shù)提出了挑戰(zhàn):在巨大的壓力降中如何保持閥門緊密關(guān)閉。事實(shí)上,只有很少的幾家閥門公司可以提供這類閥門產(chǎn)品滿足苛刻工況的要求。
LNG 液化廠和液化站,以及 GTL 燃?xì)忭?xiàng)目需要大量的低溫閥,這一市場(chǎng)前景廣闊,對(duì)閥門制造商來(lái)說(shuō)是一片富饒的沃土。
另外,未來(lái)幾年里,氫化裂解裝置、流化床催化裂化裝置、混合燃料裝置、延遲焦化裝置等對(duì)閥門市場(chǎng)和閥門技術(shù)有新的要求。雖然這些處理系統(tǒng)已經(jīng)存在了很多年,但較終用戶要求設(shè)備擁有更長(zhǎng)的壽命,而且要求閥門制造商的產(chǎn)品符合更高的標(biāo)準(zhǔn)。
在市場(chǎng)和技術(shù)雙重的挑戰(zhàn)中,的閥門制造商總是以積極的態(tài)度面對(duì)閥門標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)規(guī)則的變化。他們主動(dòng)參與其中,加強(qiáng)與各標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)和閥門協(xié)會(huì)的合作,共享信息。歸根結(jié)底,不論市場(chǎng)如何變化,具有優(yōu)勢(shì)的總是那些善于解決用戶問(wèn)題的閥門制造商,而這一優(yōu)勢(shì)則來(lái)自與用戶在閥門工況現(xiàn)場(chǎng)的合作。這些閥門制造商鼓勵(lì)閥門設(shè)計(jì)工程人員與較終用戶相互交流,要求設(shè)計(jì)工程師親到現(xiàn)場(chǎng)了解閥門工作環(huán)境。樂(lè)于創(chuàng)新的閥門公司知道,閥門技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)利潤(rùn)都來(lái)自客戶現(xiàn)場(chǎng)的工作。