F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù)

【資料簡(jiǎn)介】

F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù)

F91鋼屬改良型9Cr-1Mo高強(qiáng)度鐵素體耐熱鋼，對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)材質(zhì)為1Cr9Mo1VNbN。F91不僅具有高的抗氧化性能和抗高溫蒸汽腐蝕性，還具有良好的沖擊韌性和高而又穩(wěn)定的持久塑性及熱強(qiáng)性能。由于其在600℃以下優(yōu)良的組織穩(wěn)定性以及相對(duì)較低的成本被廣泛用于高溫高壓工況中閥體的制造。考慮高溫高壓工況下系統(tǒng)的安全運(yùn)行，閥體應(yīng)采用整體鍛造工藝。整體鍛造工藝相對(duì)復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)操作及鍛造設(shè)備的要求也更苛刻。

本文著重介紹自由鍛壓設(shè)備利用胎模具生產(chǎn)F91閥閥體的工藝，其他三通類閥體也可借鑒此生產(chǎn)工藝。適用于蒸汽管路上。通過(guò)減壓閥的調(diào)節(jié)，可使進(jìn)口壓力降至某一需要的出口壓力，當(dāng)進(jìn)口壓力或流量變動(dòng)時(shí)，減壓閥依靠介質(zhì)本身的能量可自動(dòng)保持出口壓力在小范圍內(nèi)波動(dòng)。其作用是將上游管道的高壓氣體通過(guò)調(diào)節(jié)，使下游管道的出口壓力降低，并依靠介質(zhì)本身的能量自動(dòng)開(kāi)啟。當(dāng)上游管路中的介質(zhì)停止流動(dòng)后，由平衡孔板、節(jié)流裝置、調(diào)節(jié)彈簧等組成的減壓裝置將出口壓力保持在一定范圍內(nèi)（以不影響下游設(shè)備正常工作）。本系列蒸氣減壓器廣泛應(yīng)用于冶金化工、石油煉制及制藥等工業(yè)部門(mén)中作汽水分離用。蒸氣減壓閥屬于先導(dǎo)活塞式減壓閥。由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤(pán)、活塞、彈簧等零件組成。

F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品的技術(shù)要求

⑴F91的冶煉及化學(xué)成分。

冶煉應(yīng)采用精選的低P、S爐料，經(jīng)電爐冶煉+真空精煉（或電渣重熔）后鑄錠。其化學(xué)成分要求見(jiàn)表1。

⑵F91的熱處理臨界點(diǎn)參數(shù)見(jiàn)表2。

⑶閘閥閥體的鍛造毛坯圖見(jiàn)圖1。

F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù)前期準(zhǔn)備工作

⑴F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù)鍛造工藝及參數(shù)的制定。

閥閥體長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫高壓的惡劣工況下，鍛造毛坯質(zhì)量是保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。制定鍛造工藝要同時(shí)兼顧閥體三個(gè)方向的強(qiáng)度，閥體鍛件要經(jīng)過(guò)充分的變形，細(xì)化晶粒，消除各向異性。高溫高壓介質(zhì)從閥體內(nèi)通道流過(guò)，結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)部位在閥體的內(nèi)表面上。由于閥體入口管與中腔相接，此處形狀變化劇烈，同時(shí)內(nèi)壁存在尖角，所以閥體入口管與閥體中腔交界處應(yīng)力值最大，且有應(yīng)力集中現(xiàn)象。

2 F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù)的流線方向

工藝過(guò)程的實(shí)施

⑴鍛造前加熱。加熱時(shí)爐溫≤1240℃，始鍛溫度≤1200℃，加熱工藝參照《鋼質(zhì)自由鍛件加熱通用技術(shù)條件》。

⑵鍛造過(guò)程。

第一火：坯料鐓粗、拔長(zhǎng)。

第二火：坯料二次鐓粗、拔長(zhǎng)。

第三火：按胎模具尺寸修整Ⅰ段（見(jiàn)鍛件圖對(duì)應(yīng)部位）坯料，在胎模具內(nèi)拔出Ⅱ段（見(jiàn)鍛件圖對(duì)應(yīng)部位）坯料。此道工序至關(guān)重要，它決定閥體鍛件的整體流線分布，確保閥體綜合性能達(dá)到使用要求。Ⅱ段拔長(zhǎng)工藝及纖維流向，見(jiàn)圖3。

第四火：修整各段坯料，沖盲孔，鍛至成品。

⑶鍛造后熱處理。F91裂紋敏感性強(qiáng)，鍛后熱處理前應(yīng)將鍛件表面裂紋等缺陷全部清理干凈。鍛后空冷至500℃后及時(shí)正火，正火溫度過(guò)高容易產(chǎn)生晶粒粗化現(xiàn)象，大鍛件晶粒粗化現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。建議正火保溫后采用風(fēng)冷或水霧噴冷等措施加快冷卻速度，風(fēng)冷時(shí)風(fēng)口應(yīng)對(duì)準(zhǔn)毛坯洞口。鍛后熱處理工藝見(jiàn)圖4。

F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)

公稱壓力(Mpa)	1.6	2.5	4.0	6.4	10.0	16.0
殼體試驗(yàn)壓力(Mpa)*	2.4	3.75	6.0	9.6	15.0	24
密封試驗(yàn)壓力(Mpa)	1.6	2.5	4.0	6.4	10.0	16.0
較高進(jìn)口壓力(Mpa)	1.6	2.5	4.0	6.4	10.0	16.0
出口壓力范圍(Mpa)	0.04-1.0	0.05-1.6	0.08-2.5	0.2-3.5	0.5-3.5	0.5-4.5
壓力特性偏差(Mpa)△P2P	GB12246-1989
流量特性偏差(Mpa)P2G	GB12246-1989
較小壓差(Mpa)	0.07	0.1	0.15	0.4	0.5	0.8
滲漏量	GB12245-1989

*:殼體試驗(yàn)不包括膜片、頂蓋

三、F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù) 主要零件材料

零件名稱	零件材料
閥體 閥蓋 底蓋	WCB
閥座 閥瓣	2Cr13
缸套 活塞	鋁鐵青銅
膜片	1Cr18Ni9
活塞環(huán)	合金鑄鐵/對(duì)位聚苯
導(dǎo)閥座 導(dǎo)閥桿	2Cr13
主閥彈簧	50CrVA
導(dǎo)閥主彈簧	50CrVA
調(diào)節(jié)彈簧	60Si2Mn

四、F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù) 流量系數(shù)(Cv)

DN	50	65	80	100	125	150	200	250	300	350	400	500
Cv	1	2.5	4	6.5	9	16	25	36	64	100	140	250

五、F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù) 外形尺寸(PN1.6-4.0)單位:mm

公稱通徑DN	外 形 尺 寸
	L		H	Hl
	1.6/2.5MPa	4.0MPa
15	160	180	265	85
20	160	180	265	85
25	180	200	280	95
32	200	220	280	95
40	220	240	290	105
50	250	270	300	130
65	280	300	315	145
80	310	330	330	170
100	350	380	405	200
125	400	450	450	225
150	450	500	485	265
200	500	550	570	290
250	650		640	325
300	800		740	360
350	850		810	395
400	900		950	430
500	950		1080	500

六、F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù) 外形尺寸(PN6.4-16.0)單位:mm

公稱通徑DN	外 形 尺 寸
	L		H	Hl
	6.4MPa	10.0/16.0MPa
15	180	180	280	100
20	180	200	280	100
25	200	220	300	115
32	220	230	300	115
40	240	240	315	130
50	270	300	340	135
65	300	340	355	150
80	330	360	370	175
100	380		450	205
125	450		510	235
150	500		555	275
200	550		640	300
250	650		720	335
300	800		830	375
350	850		880	410
400	900		1020	445
500	950		1080	515

F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù)結(jié)構(gòu)圖:

F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)操作注意事項(xiàng)

⑴F91屬低碳高合金鋼，鍛造過(guò)程中坯料變形抗力大，易開(kāi)裂。鍛造時(shí)盡可能按允許鍛造溫度的上限控制，以提高鍛造溫度范圍，大變形量粗鍛終鍛溫度≥850℃，整形等小變形量精鍛終鍛溫度可在約800℃完成。大變形鍛造要在高溫區(qū)進(jìn)行，以增強(qiáng)坯料鍛透性和組織均勻性。

⑵最后一火鍛造比≥1.5，防止出現(xiàn)組織晶粒粗大。

⑶模具內(nèi)Ⅱ段成形前工序應(yīng)為拔長(zhǎng)工序，以確保Ⅰ段流線方向按設(shè)計(jì)要求分布。

F91高溫高壓鉻鉬釩鋼鍛造減壓閥技術(shù)參數(shù)總結(jié)

自由鍛壓設(shè)備生產(chǎn)F91等高合金鋼，首先要根據(jù)零件實(shí)際工況制定合理的鍛造工藝，其次利用胎模具等輔助工裝，可以有效地減少毛坯余量，提高鍛造精度，并控制坯料的纖維流向，使鍛件達(dá)到工藝設(shè)計(jì)要求。導(dǎo)閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。本產(chǎn)品在普通減壓閥基礎(chǔ)上作了很大改進(jìn),加大了活塞面積,改變了節(jié)流結(jié)構(gòu)。改變了密封形式,加大了過(guò)流面積等等,從而在提高靈敏度、流量、壽命等方面大大改善了性能。Y43H蒸氣減壓閥主要用于蒸汽管路,適用于流量大流量變化大,進(jìn)口壓力變化大的蒸汽管路。