“国产化改造后，合成氨装置转化气余热回收器中心管旁通阀已在900至990℃的极端高温工况下稳定运行超4个月。”8月6日，中国石油天然气股份有限公司宁夏石化分公司(以下简称“宁夏石化”)机动设备部管理人员冯梓良高兴地说。
转化气余热回收器中心管旁通阀是合成氨装置的核心部件，承担着调节转化气余热回收器出口温度的关键任务，需要直接接触近1000℃高温的气体，并承受3.97兆帕的高压。此前，该阀门一直依赖于德国进口。然而，2023年10月，原来的“洋阀门”出现阀头变形和阀杆断裂等问题，导致装置被迫停工12天，直接经济损失超过500万元。更令人无奈的是，进口备件的采购周期长达6个月，单套成本高达150万元，维修费用每次约50万元。
为解决这一制约装置长周期稳定运行的瓶颈问题，宁夏石化与天华化工机械及自动化研究设计院、吴忠仪表等国内科研院所和企业联合组建攻坚团队，对该阀门展开全方位技术攻关。该团队通过拆解分析进口阀门的故障机理，发现其使用的合金在高温环境下存在硬度降低和热膨胀量增大的问题。此外，还存在采用水平安装方式导致应力集中，以及频繁自动调节加剧磨损等设计问题。
针对上述挑战，团队采取了一系列措施：在材料选择上，使用国产镍基高温合金H06601替代进口材料;在结构设计上，创新采用球面阀头和自找正密封设计，通过弧面配合抵消热膨胀应力，将导流支撑圈改为孔罩结构以减轻重量，并预留6毫米间隙以避免卡涩;在控制逻辑上，采用工艺温度手动调节，减少部件高频损耗。同时，在制造环节建立“材料复验—加工监控—高温试车”三级质控体系，通过五轴加工实现零部件一体化成型，确保产品的可靠性。
经过一系列国产化改造，攻坚团队取得了显著成果：单套阀门的总成本下降了95万元，较进口阀门价格降低63%;备件供应周期也从6个月缩短至15天以内，维修响应速度提升了90%，且自运行以来未出现卡涩、断裂等故障，显著增强了设备的长周期运行保障能力。
