中間商以比原始制造商標價低30%至40%的價格向最終用戶供應(yīng)閥門零件，并聲稱達到甚至超過原裝零件的質(zhì)量。價格低廉是肯定的，但聲稱質(zhì)量最好是值得懷疑的。

盡管廉價的仿制零件看起來可能與原裝零件相同，并且可以用于正在修復(fù)的閥門，但它不符合原始閥門制造商的設(shè)計規(guī)范，因此可能導(dǎo)致泄漏和阻礙閥門正確調(diào)節(jié)，并且通常不會像原裝零件那樣耐用。它們也可能完全失效，阻止閥門運行，并導(dǎo)致整個工藝關(guān)閉，每天損失成本高達數(shù)十萬美元。

要仿制零件的加工車間必須首先對其進行測量以估計所有適當?shù)某叽纭＿@可以通過坐標測量機(CMM)、輪廓儀和卡尺、千分尺、量塊和塞規(guī)等手持式測量儀器來完成。

大多數(shù)情況下，加工車間可能只測量一個零件，該零件可能被使用、磨損或損壞，特別是從正在修理的閥門上拆卸下來的零件，磨損零件可能明顯超出規(guī)范。然而，即使測量結(jié)果準確并正確地標識了零件的尺寸，并不代表該零件符合完整設(shè)計規(guī)范。

尺寸公差通常遵循正常的統(tǒng)計分布(圖1)，因此，新零件適合圖中的藍色區(qū)域，例如在設(shè)計規(guī)范的0.005英寸范圍內(nèi)。被測量的零件可能在設(shè)計規(guī)范的左側(cè)或右側(cè)。如果機械師只測量一個零件，尤其是磨損的零件，則可能超出公差范圍(在藍色區(qū)域之外)。

圖1：新零件尺寸的統(tǒng)計分析(左)。 加工后測量的零件必須位于圖表的藍色區(qū)域，即，本例設(shè)計規(guī)范的±0.005英寸范圍內(nèi)。可能處于藍色區(qū)域以外的任何零件在制造時被丟棄。即使某個零件測量準確，在加工時，也會增加額外變化，這很容易導(dǎo)致超差公差(右)。

如果被測量的零件在設(shè)計規(guī)范的左側(cè) - 即使在公差范圍內(nèi) - 實際加工時可能會超出公差(參見圖2)。這是因為機床存在固有變異性和加工公差。原裝閥門零件的設(shè)計公差非常嚴格，因此即使有輕微的不準確也會影響零件的質(zhì)量。

不能復(fù)制

原始閥門制造商加工零件時，質(zhì)量控制會按設(shè)計規(guī)范檢查比較測量結(jié)果，從而檢測零件是否超出公差范圍。仿制制造商沒有設(shè)計圖紙，只能檢查機加工零件是否與測量的零件非常匹配。即使他們測量了一個全新的零件，仍然可能制造出一個不合格的仿制零件。

當仿制制造商生產(chǎn)不合格的零件時，可能僅會對為一個客戶生產(chǎn)的單個閥產(chǎn)生不利影響。但如果他們繼續(xù)使用相同的測量方法向多個客戶提供同類零件，則不合格的零件可能被廣泛的濫用。

經(jīng)常有人請廠家檢測評估仿制制造商的故障零件。在評估了幾十個不合格零件后，我們的工程師對加工零件尺寸的重新設(shè)計過程進行了統(tǒng)計分析。該分析確定，當機械師試圖測量原裝零件以仿制零件時，幾乎不可能仿制原裝零件的每個維度，因為機械師不知道最初按哪一側(cè)的公差加工特定零件的尺寸。標準統(tǒng)計原則規(guī)定，需要采用來自任何特定人群的30多個樣本產(chǎn)生統(tǒng)計學上的精確結(jié)果。這種情況下，工程團隊經(jīng)過計算得出，它將采用相同零件號的35個獨立新零件的測量結(jié)果，以確定實際的制造公差。但是，這仍然不會產(chǎn)生設(shè)計規(guī)范。另外，仿制制造商不太可能購買35個零件進行測量只為了銷售一個零件，更不用說投資生產(chǎn)數(shù)千個閥門零件。 

公差疊加

另一個失效分析涉及所謂的公差疊加。這會影響使用多個零件來正確密封承壓接頭或其他關(guān)鍵接口的許多調(diào)節(jié)閥設(shè)計。公差疊加通常用于幫助回答這樣的問題：“一個零件的尺寸和公差，當偏離千分之一或千分之二英寸時，有多大的影響？”

調(diào)節(jié)閥設(shè)計使用組件中的參考尺寸，這是一個關(guān)鍵尺寸，所有其他零件尺寸和公差都按照它設(shè)計并在閥組件內(nèi)進行測試。通過溫度循環(huán)、正常操作、閥內(nèi)件摩擦和磨損，在墊圈或O型環(huán)上進行正確的密封壓縮是安全、長使用壽命和性能的關(guān)鍵。如果一個仿制制造商加工的零件碰巧在設(shè)計尺寸附近但超出設(shè)計尺寸，那么，該零件幾乎總是由客戶在使用過程中測試，該單個部件經(jīng)常導(dǎo)致過早損壞。

仿制制造商可能通過測量單個零件并自行制作圖紙來獲得一兩個零件公差，甚至可能幸運地恰好偶然碰對幾次測量結(jié)果。但是，他們不知道，當所有零件一起放在閥組件中，組合零件尺寸的變化將如何影響安全性和閥門性能。當然，在安裝零件后，他們不會檢測閥門是否符合規(guī)范，因為沒有原始參考尺寸和測試實驗室，這是不可能做到的。

材料測量

通過使用材料可靠性鑒別(PMI)槍，仿制制造商可以掃描零件以確定合金的成分。PMI槍是用于分析、識別和顯示化學成分和等級的X射線熒光分析儀。不幸的是，它所能做到的只有這些了。

圖2 PMI槍只能識別ASTM A494中定義和閥門制造商使用的兩種材料處理和工藝

上述例子中，可用ASTM A494規(guī)范進行化學控制和熱處理溫度控制(圖2)，但不能測量或識別生產(chǎn)閥門零件材料時涉及的任何其他過程和處理，例如液體滲透劑(LP)檢查和焊后熱處理(PWHT)。

其他幾個難以測量的工藝涉及閥門零件的制造，包括閥桿的表面光潔度、閥籠的離子滲氮、珩磨、減少氧化的真空爐使用和熱處理。除非仿制制造商可以獲得OEM設(shè)計文件，否則機械師不知道閥門制造商用于制造零件的流程。

失效模式

以下是仿制閥門零件中尺寸和材料問題引起的一些主要問題：

1.設(shè)定點周圍控制不佳

2.使用壽命降低

3.金屬磨蝕

4.泄漏

5.閥門故障

1.設(shè)定點周圍控制不佳：

摩擦是良好性能的敵人，每個閥門制造商都設(shè)計可減少摩擦的零件，最佳示例即：閥塞和閥籠的尺寸問題會大幅增加摩擦。摩擦的增加會增加閥門操作的難度，可能導(dǎo)致閥門執(zhí)行機構(gòu)不能再將閥門定位到由控制系統(tǒng)發(fā)送的設(shè)定點。客戶很快就會注意到這類問題，因為這個問題太大，導(dǎo)致閥門無法運行，但是大多數(shù)用戶，如果沒有進行專門查找，根本不會注意到5%范圍內(nèi)的設(shè)定點偏差。測量閥門位置的機構(gòu)沒有到位時，尤其如此。

新閥門或按新規(guī)范重新制造的閥門，通常能夠達到設(shè)定值的1/8%。許多情況下，5%至1/8%的差異可能與運營浪費直接相關(guān)；即，使用更多的能量用于過程控制，或產(chǎn)生不符合規(guī)范的產(chǎn)品。這已經(jīng)超越了底線，但可能會被忽視，因為很難將問題追溯到有問題的調(diào)節(jié)閥。為維持設(shè)定值，工廠人員通常用大量時間調(diào)整過程控制回路，之后才意識到問題在于調(diào)節(jié)閥不符合規(guī)范要求。

2.使用壽命降低：

較高的摩擦力可能迅速導(dǎo)致磨損增加和使用壽命縮短。閥門制造商通常會硬化接合處或閥內(nèi)件以延長其使用壽命。因此，硬化過程非常重要。硬化層(通常為焊接工藝)的厚度和應(yīng)用工況對使用壽命至關(guān)重要，如果硬化層過厚或過薄，硬化層將無效，零件會過早磨損。閥門制造商擁有正確執(zhí)行硬化的設(shè)備和工程能力，但仿制商可能不具備，并且通常無法獲得減少摩擦所需的硬化層和其他關(guān)鍵工藝的規(guī)范。

3.金屬磨蝕：

磨蝕是原始閥門設(shè)計中需要加以解決的一個非常常見的問題，因為總是存在接合零件(如圖)。如果閥門安裝在要求硬化閥內(nèi)件的工藝中，但仿制制制商沒有硬化零件，則零件會磨損表面并很快失效。PMI槍無法探知閥門制造商硬化零件的方法，且仿制制造商不具備硬化規(guī)范，因此硬化技術(shù)可能無法識別，并可能導(dǎo)致過早失效。

不能像預(yù)期的那樣硬化閥內(nèi)部件，可能導(dǎo)致金屬表面的磨蝕，如圖所示的閥內(nèi)件和閥塞。

4.泄漏：

不合格零件導(dǎo)致通過填料或法蘭泄漏，造成操作浪費、工藝控制、安全、OSHA或EPA問題。仿制商不容易測量或仿制的一個關(guān)鍵制造工藝就是閥桿精磨，這涉及填料壽命和泄漏。艾默生工程師測量了仿制制造商制造的失效閥桿上的表面光潔度：所測量的仿制零件，其粗糙度比原始制造商制造的零件大11倍。 

5.閥門失效：

很少發(fā)生完全失效，但如果仿制商沒有理解設(shè)計限制的生產(chǎn)專業(yè)知識，就可能發(fā)生。這可能導(dǎo)致工廠發(fā)生危險情況，造成工廠停機或更嚴重的事故。大多數(shù)安全系統(tǒng)都會監(jiān)控到嚴重的調(diào)節(jié)閥失效，但這些安全系統(tǒng)對于失效后的安全設(shè)計是使裝置能夠安全停機，這意味著損失了生產(chǎn)時間。

結(jié)論

大多數(shù)工廠沒有數(shù)百個也有數(shù)十個調(diào)節(jié)閥。每個閥門都需要持續(xù)維護，因為存在許多備件，并且許多工廠都很想使用仿制制造商的產(chǎn)品，認為他們省錢。

雖然非原裝零件可能在某些情況下工作，但這些零件不等效于原始閥門制造商的零件。使用不合格的零件會導(dǎo)致表中列出的問題以及其他問題，預(yù)期的節(jié)省可能迅速導(dǎo)致成本增加并降低安全性。