超大口徑超高壓力耐蝕楔式閘閥具有流體阻力小、密封性能好、結構長度短、啟閉省力、介質流動方向不受限制、全開時密封面受工作介質的沖蝕很小、制造工藝性較好等優點，適用于溫度、壓力較高的液體管道。但由于口徑較大，設計和制造難度相應增大，一直制約著閥門行業的發展。
 

　　為解決這一問題，清華大學材料學院張弛研究員帶領的高性能金屬材料基因工程與增材制造團隊(以下簡稱“團隊”)依托烏鎮實驗室，以材料基因的思想和高端零部件的目標性能及先進制造工藝特性為基礎，以多模態數據挖掘、多尺度多理論模擬計算、高通量測試表征等技術為核心手段，合理設計面向全壽命全流程的材料生產工藝，建立特征組織基元與核心性能目標的內在關系；并應用先進制造關鍵技術，聯合閥畢威閥門有限公司在浙江麗水成功研制出48"-Class900超大口徑超高壓力耐蝕楔式閘閥，填補了國內閥門行業的空白。
 

圖1.數據和知識融合的智能化合金研發平臺
 

　　超大口徑超高壓力耐蝕楔式閘閥是一種用于控制管道中介質流動的閥門，它較大的口徑和較高的壓力耐蝕性適用于多種介質，包括水、油、氣以及各類腐蝕性介質。這種閥門的設計口徑可以達到60英寸，壓力等級可以達到150磅及以上。團隊在運用材料基因思想搭建的數據和知識融合的智能化合金研發平臺上，基于知識圖譜的智慧大腦，采用API 600美國石油協會(American Petroleum Institute, API)標準設計，形成了該產品定制化的合金研發與產業化方案(工藝路線：鑄造→熱處理→機械加工→表面處理→組裝和測試)。
 

圖2.基于知識圖譜的智慧大腦——合金研發與產業化應用方案
 

　　團隊在設計和制造過程中通過有限元模擬分析，全方位分析閥門的強度、剛度、流量特性，保證閥門在大口徑工作條件下的安全和性能。聯合閥畢威閥門有限公司在制造過程中使用專門的安裝，維護設施和區域來組裝閥門，在閥體內腔采用環氧樹脂噴涂工藝，閥體與閘板的導向筋經過特殊的硬化處理，提高了耐蝕及耐磨性，且閥門可以水平或者垂直安裝，并使用專門的檢測設備對閥門的性能、強度進行檢測，成功研制了48"-Class900超大口徑超高壓力耐蝕楔式閘閥，并已規模化生產，形成了浙江麗水閥門行業的新質生產力，促進了地區和行業先進制造力的躍升。據悉，目前該產品已外售國外，成功應用于某國的海水處理項目。
 

圖3.48"-Class900楔式閘閥組裝制造