Ensaiklopidia ya Vali ya Mpira wa Kauri Asili na Maendeleo (Sehemu ya I)

Asili na Maendeleo (Sehemu ya I)

I. Kuzaliwa kwa Valve ya Mpira wa Kauris

Pamoja na maendeleo endelevu ya teknolojia ya viwanda, chuma cha jadi Vali ya Mpiras zimefichua mapungufu ya asili polepole wakati wa kufanya kazi chini yaJoto la Juu, kutu kali, na mkwaruzo mkaliMatatizo kama vile kutu kwa kasi, uchakavu wa kasi, na utendaji usio imara wa kuziba yamewafanya wasiweze kukidhi mahitaji magumu ya udhibiti wa majimaji ya viwanda kama vile usindikaji wa kemikali, madini, na uzalishaji wa umeme.

Changamoto hii ya muda mrefu ya viwanda ilisababisha kizazi kipya cha vali kulingana na vifaa vya kauri vya hali ya juu— Valve ya Mpira wa Kauri.

1. Utafutaji wa Mapema na Uchipukizi wa Kiteknolojia (miaka ya 1940–1960)

Mapinduzi ya Viwanda yaliharakisha maendeleo ya viwanda vya makaa ya mawe, kemikali, na metali, na kusababisha ongezeko kubwa la mahitaji ya udhibiti wa maji unaotegemeka. Hata hivyo, vali za kawaida za chuma mara nyingi ziliathiriwa na kutoboa, kuvuja, na kushindwa harakawakati wa kushughulikia vyombo vyenye chembe ngumu au vilivyo wazi kwa asidi kali na alkali. Gharama kubwa za matengenezo na hatari za usalama zikawa masuala yasiyoepukika.

Kutokana na ugumu wa juu, nguvu ya juu, upinzani bora wa kuvaa, na utulivu bora wa kemikali, vifaa vya kauri vilitumika sana katika matumizi ya kijeshi na anga za juu baada ya Vita vya Pili vya Dunia. Kwa maendeleo ya kiteknolojia yanayoendelea, vifaa hivi vilipanuka polepole na kuwa matumizi ya viwanda vya kiraia, na kuweka msingi wa nyenzo kwa ajili ya maendeleo ya vali za mpira wa kauri.

Katika miaka ya 1940, wahandisi katika Ujerumani na Marekaniwalikuwa wa kwanza kujaribu kutumia Kauri ya Aluminaskwa vipengele vya trim ya vali, kuashiria mwanzo wa kauriVali ya C Uchunguzi. Hata hivyo, mapungufu katika teknolojia ya usindikaji wakati huo yalisababisha msongamano usio sawa wa kauri na uimara usiotosha. Vipengele vya kauri vilikuwa na uwezekano wa kupasuka chini ya mgongano wa umajimaji, na muhuri wa kuaminika kati ya sehemu za kauri na viti vya vali vya chuma haukuweza kufikiwa. Matatizo makubwa ya uvujaji yalisababisha juhudi za utafiti wa mapema kukwama.

Kufikia miaka ya 1960, mafanikio katika sayansi ya vifaa yalibadilisha sana hali hii. Teknolojia ya kushinikiza isostaticiliwezesha msongamano zaidi wa kauri kuwa sare, huku uchomaji wa joto la juu ukiongeza ugumu hadi juu HRC 75Maendeleo yenye mafanikio ya kauri za zirconia na silikoni nitridiUgumu uliongezeka kwa kiasi kikubwa, na kuvunja mtazamo wa muda mrefu kwamba kauri zilikuwa dhaifu kiasili.

Wakati huo huo, makampuni ya Kijapani yaliunganisha teknolojia za usahihi wa uchakataji wa kauripamoja na muundo wa kimuundo wa vali ya mpira, kutatua masuala muhimu yanayohusiana na usahihi wa uwekaji wa mpira na fidia ya kuziba. Maendeleo haya yaliweka msingi wa matumizi ya viwandani ya Valve ya Mpira wa Kauris.

2. Uthibitishaji wa Biashara na Kiufundi (miaka ya 1970–1980)

Mnamo Januari 1975, Japani Fujikin Co., Ltd.zuliwa la kwanza vali ya kauri ya aina ya plagi, iliyotengenezwa kwa kauri ya alumina ya 99.5%. Bidhaa hii ikawa mojawapo ya mafanikio ya awali kabisa katika teknolojia ya vali za kauri. Kufikia 1981, Fujikin ilifikia uzalishaji mfululizo, na katika mwaka uliofuata bidhaa hiyo ilishinda tuzo nchini Japani na Marekani. Ilitumika kwa mafanikio katika tasnia ya nusu-semiconductor, ambapo usafi wa hali ya juu sana na uchafuzi wa ioni za chuma ulikuwa muhimu (kumbuka: bidhaa hii ilikuwa vali ya aina ya tufe ya kauri, ambayo inahitaji uthabiti mdogo wa kauri).

Ikumbukwe kwamba vali hii ilikuwa ya kategoria maalum ya vali, ambayo mara nyingi huelezewa katika fasihi kama vali yenye kiti kimojaau vali ya sindano ya usahihi, yenye mahitaji ya uimara kiasi. vali ya mpira wa kauri halisi, ambayo inahitaji nguvu kubwa zaidi ya kunyumbulika ya vifaa vya kauri, kwa ujumla inatambulika kuwa iliibuka baadaye. Kulingana na rekodi zinazopatikana, Nil-Cor (Marekani)kumbukumbu ya dunia "Valvu ya Kwanza ya Mpira Iliyowekwa Kauri"katika 1980, huku matumizi ya viwanda yaliyothibitishwa mapema zaidi yakionekana karibu 1985.

Kufikia mwishoni mwa miaka ya 1980, wahandisi wa Ulaya walitambua upinzani wa kipekee wa kutu na ugumu wa kauri za uhandisi kama vile alumina (Al₂O₃)na zirkonia (ZrO₂), na kuzifanya zifae hasa kwa matumizi mazito katika usindikaji wa kemikali, madini, na mitambo ya umeme wa joto. teknolojia ya uimarishaji wa mabadilikokatika zirconia, kizazi cha kwanza cha kauri zilizoimarishwailiibuka, ikitatua kimsingi mapungufu ya nguvu ya mipira ya kauri.

Wakati huo huo, mbinu za kisasa za kusaga na kung'arisha zimewezeshwa umaliziaji wa uso wa kiwango cha kioo na umbo kamili la duarakati ya mipira ya kauri na viti vya vali. Katika hatua hii, uwezekano wa kiufundi wa vali za mipira ya kauri ulithibitishwa kikamilifu, na masharti ya ukuaji wa viwanda yalikuwa yamewekwa.

II. Ukuzaji wa Vali za Mpira wa Kauri

1. Mafanikio Muhimu ya Kiteknolojia (miaka ya 1990)

Ili kushughulikia udhaifu wa asili wa kauri, watafiti walianzisha viongeza maalum, michakato bora ya uchakataji, na nanoteknolojia, ikiboresha kwa kiasi kikubwa uthabiti na nguvu ya mitambo. Miundo midogo ya kauri ikawa sare zaidi, kasoro za ndani zilipunguzwa, na uaminifu wa jumla uliongezeka kwa kiasi kikubwa.

Katika utengenezaji, kupitishwa kwa Kusaga kwa usahihi wa CNCIliwezesha udhibiti sahihi wa vipimo vya mpira na kiti pamoja na ukali wa uso. Shukrani kwa sifa za kujipaka mafuta za kauri, jozi za kuziba zilifikia mguso mkali sana. Viwango vya uvujaji vinaweza kudhibitiwa chini ya hapo. 10⁻⁶ Pam·m³/s, bora zaidi kuliko vali za kawaida za chuma.

2. Viwanda Duniani (Mwishoni mwa miaka ya 1980–Mapema miaka ya 1990)

Kipindi hiki kilikuwa na mabadiliko makubwa kwani vali za mpira wa kauri zilibadilika kutoka utafiti wa maabara hadi matumizi makubwa ya viwanda. Kuboresha viwanda vizito duniani kote kulihitaji haraka vali zenye uwezo wa kupinga kutu na mikwaruzo, na kauri zilipata kutambuliwa haraka kwa faida zake kamili za utendaji.

Mafanikio ya nyenzo:
Sumitomo Chemical (Japani) iliongeza kwa kiasi kikubwa uimara kwa kuendeleza zirconia iliyoimarishwa na yttria, huku Corning (Marekani) ikiboresha michakato ya kusaga na kutengeneza unga, ikifikia usahihi wa vipimo vya sehemu ya vali wa ±0.01 mm.

Uboreshaji wa maisha ya huduma:
Muda wa maisha wa jozi za kuziba kauri uliongezwa na Mara 5–10ikilinganishwa na vipengele vya chuma, na hivyo kupunguza kwa kiasi kikubwa gharama za matengenezo.

Usanifishaji:
Mnamo 1992, Taasisi ya Petroli ya Marekani (API)imejumuisha mahitaji ya jozi ya kuziba kauri ndani API 6D - Vali za Bomba, kukuza viwango vya sekta.

Mifumo ya maendeleo ya kikanda:

Marekani:
Kutumika mapema kwa viwanda kulitokea mwaka wa 1985, wakati Nil-Cor ilipotumia vali za mpira wa kauri katika Chemlink Petroleum Inc. (Oklahoma) kudhibiti vimiminika vyenye asidi nyingi, na hivyo kutatua kwa mafanikio hitilafu za mara kwa mara za vali za fiberglass.
Mnamo 1988, Durcowalishirikiana na taasisi za utafiti wa kauri kuzindua vali za mpira zilizofungwa kwa kauri kwa matumizi ya kemikali. Vali hizi zilitumika kwa mafanikio katika mfumo wa asidi hidrokloriki wa kiwanda cha Dow Chemical cha Freeport, na kuongeza muda wa huduma kutoka miezi mitatu hadi zaidi ya miaka miwili.
Mnamo 1990, Durco ilianzisha vali za mpira wa kauri zinazostahimili mikwaruzo kwa ajili ya uchimbaji wa migodi, na kuongeza muda wa matumizi kutoka mwezi mmoja hadi miezi 18 katika mgodi wa shaba wa Colorado.

Ulaya:
Ililenga suluhisho zilizobinafsishwa kwa hali mbaya za uendeshaji. Mnamo 1987, Neles (Ufini)vali za mpira wa kauri zilizotengenezwa kwa kutumia Zirkonia ya Mg-PSZkutatua uvujaji wa mara kwa mara katika vali za kupunguza mmeng'enyaji wa massa, na kuongeza muda wa maisha wa vali kutoka miezi 3-6 hadi miaka 2-5.
Mnamo 1996, Mfumo wa Cera (Ujerumani)Vali za mpira wa kauri zilizotumika katika mifumo ya PCI (sindano ya makaa ya mawe iliyosagwa) ya tanuru ya mlipuko, na kuongeza muda wa huduma karibu mara sita na kupunguza masafa ya matengenezo kwa zaidi ya 60%.

Japani:
Kwa kutumia tasnia yake ya keramik iliyoendelea, Japani ilifuata mfumo jumuishi wa vifaa-valvumodeli ya uundaji. Mnamo 1987, Fujikin ilianzisha vali za mpira wa kauri za zirconia, na hivyo kufikia uondoaji wa uchafuzi wowote katika mifumo ya maji safi sana ya nusu-semiconductor na kutawala kwa kasi soko la kemikali za kielektroniki la hali ya juu.

Uchina:
Nchini China, maendeleo ya vali za mpira wa kauri yalibainishwa na maadili ya vitendo na utafiti na maendeleo huru.
Mnamo 1991, Dkt. Li Gang, mtafiti wa postdoctoral kutoka Chuo Kikuu cha Tianjin, alijiunga na Kundi la CSG (Uchina Kusini mwa Vioo Holding), akileta dhana na teknolojia ya utengenezaji wa vali za mpira wa kauri za zirconiaIli kuunga mkono mpango huu, Shenzhen CSG Structural Ceramics Co., Ltd.ilianzishwa, huku Li Gang akiteuliwa kuwa Meneja Mkuu wake wa kwanza.

Kwa mafanikio ya viwanda vya kauri za zirconia katika CSG Structural Ceramics, kampuni hiyo polepole ilijulikana kama "Chuo cha Kijeshi cha Huangpu" cha tasnia ya kauri ya zirconia ya China, kukuza kizazi cha vifaa vya kauri na vipaji vya uhandisi wa vali.

Katika Juni 1992, Bw. Jin Haojunalijiunga na CSG Structural Ceramics kama mhandisi wa bidhaa. Na Septemba ya mwaka huo huo, alifanikiwa kubuni na kutengeneza Vali ya kwanza ya mpira wa kauri nchini ChinaKatika 1993bidhaa hiyo ilifaulu majaribio ya kitaifa na ilitumika kwa mafanikio katika viwanda vya klorini-alkali na utengenezaji wa nguo, kuashiria kuzaliwa rasmi kwa vali za mpira wa kauri zinazozalishwa ndani nchini China.

Katika hatua hii, ujumuishaji wa kina wa "ubunifu wa vifaa" na "uboreshaji wa vifaa"sio tu kwamba ilishughulikia changamoto za muda mrefu zinazokabiliwa na vali za viwandani lakini pia iliweka misingi ya kiufundi, sanifu, na sokokwa ajili ya maendeleo makubwa ya kimataifa ya vali za kauri katika karne ya 21.

3. Kuinuka kwa Nguvu ya Kichina

(Mwishoni mwa Karne ya 20 - 2010)

Katika hatua hii, Kituo cha teknolojia cha kimataifa na mahitaji ya soko la vali za mpira wa kauri yalianza kubadilikakutoka Ulaya, Marekani, na Japani kuelekea China. Mpito huu haukuwa uhamisho rahisi wa uwezo wa utengenezaji, bali ulikuwa mabadiliko yaliyoendeshwa na uvumbuzi huru unaoendelea unaofanywa na makampuni ya Kichina, kuwawezesha kubadilika kutoka wafuasi hadi waanzilishi katika nyanja nyingi za programu.

Katika 1993, kufuatia matumizi yaliyofanikiwa ya kwanza ya China valve ya mpira wa kauri ya zirconia ya matumizi ya jumla—iliyotengenezwa na Shenzhen CSG—katika miradi ya klori-alkali katika Kusawazisha Petrokemikalina Qilu Petrokemikalibidhaa hiyo ilipewa hati miliki ya vali ya mpira wa kauri.

Katika Septemba 1993, tathmini ya mafanikio ya kisayansi na kiteknolojia iliyoandaliwa na Ofisi ya Sayansi na Teknolojia ya Manispaa ya Shenzhen, ikihusisha wataalamu mashuhuri wa vali na vifaa vya ndani, kwa kauli moja walihitimisha kwamba vali ya mpira wa kauri ilikuwa "kwanza ndani, kufikia kiwango cha juu cha bidhaa zinazofanana za kimataifa, na vali inayostahili kutangazwa sana."

Katika Oktoba 1993, kufuatia matumizi ya kwanza ya viwanda yaliyofanikiwa, Shenzhen CSG ilizinduliwa haraka muundo wa mfululizo na uzalishaji wa wingi, huku ikiongeza kasi ya utangazaji wa soko.

Katika Mei 1995, vali za mpira wa kauri zilitambuliwa kwa pamoja kama "Bidhaa Mpya ya Kitaifa ya 1995"na Tume ya Sayansi na Teknolojia ya Serikali, Benki ya Viwanda na Biashara ya China, Wizara ya Kazi, Utawala wa Serikali wa Masuala ya Wataalamu wa Mambo ya Nje, na Ofisi ya Usimamizi wa Kiufundi.

Uchunguzi na utendaji wa CSG katika miaka ya 1990 haukushinda tu changamoto za awali katika vifaa na utengenezaji, lakini pia alipanda mbegu kwa ajili ya tasnia ya vali za kauri ya China, kuthibitisha uwezekano wa uingizwaji wa ndani na maendeleo huru.

Wakati huo huo, Bw. Wang Chen, mhandisi katika Kiwanda cha Umeme cha Tianjin Dagang, aliona kwamba vali zinazotumika katika mifumo ya kuondoa majivu na taka kwa kawaida hudumu tu Miezi 4–6kutokana na uchakavu mkubwa. Ili kushughulikia suala hili, alianzisha Shengkai Valve Co., Ltd.katika Juni 1994binafsi kuongoza maendeleo ya vali za lango la kauriiliyoundwa mahususi kwa ajili ya uzalishaji wa umeme, madini, na viwanda vya kemikalikufanya kazi chini ya hali mbaya ya uchakavu.

Kati ya 1999 na 2002, Mafanikio ya utafiti na maendeleo ya Shengkai yalitambuliwa kama Bidhaa Mpya Muhimu za Kitaifakwa miaka minne mfululizo, huku miradi mingi ikijumuishwa nchini China Programu ya Mwengena Programu ya Teknolojia ya Juu ya "863"Kampuni ilipata Cheti cha DNV ISO 9001mwaka 2000 na ilitambuliwa kama Biashara ya Kitaifa ya Teknolojia ya Juumwaka 2001.

Tianjin Shengkai inachukuliwa sana kama painia wa vali za lango la kauri halisina mmoja wa wazalishaji wa kwanza wa vali za kauri kamili nchini China, na pia wa kwanza kutumia kauri za aluminakwa vali za lango. Bidhaa zake ziliongeza muda wa huduma kwa Mara 10–20ikilinganishwa na vali za kawaida za chuma, kimsingi ikitatua matatizo ya uchakavu wa muda mrefu katika matumizi ya viwanda. Baada ya kuorodheshwa kwenye NASDAQ mwaka wa 2010, kampuni ilianza kutengeneza vali za mpira wa kauri.

Katika Novemba 1995, Mheshimiwa Zhang Zhongqiaokutoka Wenzhou ilianzishwa Wenzhou Zhongli Valve Co., Ltd., ikiingia katika uundaji wa vali za mpira wa kauri kwa kutafuta vipengele vya kimuundo vya kauri kutoka CSG. Kampuni hiyo awali ililenga matumizi ya kemikali yenye ulikaji mwingi, kukusanya uzoefu muhimu katika kubadilisha vali za gharama kubwa za chuma chenye thamani na njia mbadala za kauri.

Katika 1996, Kiwanda cha Kemikali cha Fuxinikawa ya kwanza kupitisha kikamilifu vali za mpira wa kauri za Shenzhen CSG katika mradi mpya, unaowakilisha Kesi kubwa zaidi ya matumizi ya vali ya mpira wa kauri ya miaka ya 1990nchini China.

Katika Juni 1998, Bw. Jin Haojun, ambaye hapo awali alikuwa mhandisi mkuu katika CSG, alianzishwa Yantai Jintai Meilin, akiendeleza maendeleo ya vali za mpira wa kauri zinazozalishwa ndani. Kwa kuboresha muundo wa bidhaa na kuboresha ueneaji, alifanikiwa kupanua maeneo ya matumizi kutoka kuondoa salfa kwa kutumia gesi ya moshi, sindano ya makaa ya mawe iliyosagwa kwenye tanuru ya mlipuko (PCI), na matibabu ya awali ya chuma cha motokwa kemikali ya makaa ya mawe, kemikali ya silicon, kemikali ya chumvi, kemikali nzuri, madini, na viwanda vya betri za lithiamu.

Katika makala haya, tumepitia safari ya vali za mpira wa kauri kutoka kuibuka kwa teknolojia dunianikwa ukuaji wa mizizi na ukuaji wa mapema nchini China.

Katika sehemu inayofuata, tutazingatia jinsi Vali za mpira wa kauri za Kichina, kupitia mafanikio endelevu ya kiteknolojia na ushiriki mkubwa wa soko, yaliyopatikana maendeleo makubwa na ushindani wa kimataifakatika wimbi la viwanda la karne ya 21.