上海申弘閥門有限公司
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石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例
隨著石油行業(yè)的發(fā)展以及對鉆采設(shè)備技術(shù)要求的提高，越來越多的石油鉆采設(shè)備廠家將鑄造閥體改為鍛鋼件。我公司歷經(jīng)40余年鍛造技術(shù)的沉淀，已為國內(nèi)、國外用戶開發(fā)了各類高壓閥體鍛件近三十個(gè)品種，在模鍛閥體領(lǐng)域累計(jì)了豐富的鍛造經(jīng)驗(yàn)。由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。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。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導(dǎo)閥啟閉驅(qū)動活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小，實(shí)現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。本產(chǎn)品主要用于氣體管路，如空氣、氮?dú)?、氧氣、氫氣、液化氣、天然氣等氣體。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析
我公司生產(chǎn)的閥體材料主要為ASTM4130、ASTM410SS、F91、F92等材料，公司生產(chǎn)的閥體鍛件簡圖如圖1所示，重量范圍從10kg到600kg，整體形狀趨于一致。從圖1可以看出，鍛件截面變化較大，在工藝制定及工裝設(shè)計(jì)時(shí)需考慮材料的預(yù)分料及工裝的合理設(shè)計(jì)便于金屬流動。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例工藝技術(shù)分析
鍛造原材料規(guī)格的選取一般根據(jù)鍛件料耗及市場通用材料規(guī)格選取。具體的經(jīng)驗(yàn)方法如下，首先通過三維建模測算鍛件重量，并在鍛件重量的基礎(chǔ)上乘以約1.16倍為料耗及火耗，將此重量作為幾個(gè)基礎(chǔ)重量G，其次依據(jù)兩端法蘭的直徑大小選取在該尺寸上下偏差在±5mm左右的規(guī)格棒料D。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例計(jì)算最大面積
通過三維建模分析鍛件的最大截面S，一般閥體的最大截面均在最中間部位的閥身，并將該最大截面Smax乘以1.15倍的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值后為所需坯料的截面并將該截面換算為直徑Dmax。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例測算鍛件的投影面積
依據(jù)投影面積來核算具體的設(shè)備噸位，一般采用鍛造經(jīng)驗(yàn)公式F=4S，其中F為模鍛錘噸位，S為鍛件投影與橋部、1/2倉部面積之和，依據(jù)不同的設(shè)備選型制定不同的工藝及工裝設(shè)計(jì)方案。
氣體減壓閥是氣動調(diào)節(jié)閥的一個(gè)*配件，主要作用是將氣源的壓力減壓并穩(wěn)定到一個(gè)定值，以便于調(diào)節(jié)閥能夠獲得穩(wěn)定的氣源動力用于調(diào)節(jié)控制。 按結(jié)構(gòu)形式可分為膜片式、彈簧薄膜式、活塞式、杠桿式和波紋管式；按閥座數(shù)目可人為單座式和雙座式；按閥瓣的位置不同可分為正作用式和反作用式。 減壓閥主要控制主閥的固定出口壓力，主閥出口壓力不因進(jìn)口壓力變化而改變，并不因主閥出口流量的變化而改變其出口壓力。適用于工業(yè)給水、消防供水及生活用水管網(wǎng)系統(tǒng)。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例產(chǎn)品特點(diǎn)：
減壓閥是一種自動降低管路工作壓力的專門裝置，它可將閥前管路較高的水壓減少至閥后管路所需的水平。減壓閥廣泛用于高層建筑、城市給水管網(wǎng)水壓過高的區(qū)域、礦井及其他場合，以保證給水系統(tǒng)中各用水點(diǎn)獲得適當(dāng)?shù)姆?wù)水壓和流量。鑒于水的漏失率和浪費(fèi)程度幾乎同給水系統(tǒng)的水壓大小成正比，因此減壓閥具有改善系統(tǒng)運(yùn)行工況和潛在節(jié)水作用，據(jù)統(tǒng)計(jì)其節(jié)水效果約為30％。氣體減壓閥是一種用于降低氣體系統(tǒng)中的壓力的裝置。它的主要功能是將高壓氣體降低到所需的較低壓力。以下是氣體減壓閥的主要特點(diǎn)和應(yīng)用：
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例工作原理：
氣體減壓閥的工作原理基于閥芯受力平衡的原理。當(dāng)高壓氣體進(jìn)入減壓閥時(shí)，閥芯會受到氣體壓力的作用，并通過控制閥芯的位置來調(diào)節(jié)氣體通過閥門的面積，從而實(shí)現(xiàn)減壓效果。
壓力調(diào)節(jié)范圍：氣體減壓閥適用于中高壓氣體系統(tǒng)，并能夠在廣泛的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足不同應(yīng)用的要求。
氣體減壓閥的主要應(yīng)用：氣體減壓閥廣泛應(yīng)用于氣體輸送管道、工業(yè)加工設(shè)備、氣瓶和氣體供應(yīng)系統(tǒng)等。它們的主要作用是確保氣體系統(tǒng)的壓力保持在安全且可控制的范圍內(nèi)。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例
序號 | 品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 減壓閥 | 高壓減壓閥Y62F-250C PN250 閥體： 進(jìn)口1寸 DN25 出口1 1/2寸， DN40 進(jìn)出口連接方式： 1寸焊接 DN25 壓力25MPA 1 1/2寸焊接 DN40 壓力25MPA 介質(zhì)：氮?dú)猓瑲怏w 進(jìn)口壓力 10-200 Bar , 出口壓力9.5 Bar 流量：80NM3/H | 套 | 10 |
2 | 減壓閥 | 高壓減壓閥Y62F-40C PN40 閥體： 進(jìn)口1 1/2寸 DN40 出口2寸， DN50 進(jìn)出口連接方式： 1 1/2寸焊接 DN40 壓力4MPA 2寸焊接 DN50 壓力4MPA 介質(zhì)：氮?dú)?，氣體 進(jìn)口壓力 10-30 Bar , 出口壓力9.5 Bar 流量： 600NM3/H | 套 | 4 |
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例主要技術(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 |
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） | 0.1-1.0 | 0.1-1.6 | 0.1-2.5 | 0.5-3.5 | 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 | |||||
小壓差（Mpa） | 0.15 | 0.15 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 1.0 |
滲漏量 | X/F（聚四氟乙稀/橡膠）：O Y（硬密封）：GB12245-1989 | |||||
*：殼體試驗(yàn)不包括膜片、頂蓋
高壓減壓閥主要技術(shù)參數(shù)及性能
| 閥體形式 | 直通鍛造閥體 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 公稱通徑 | DN15～300mm | ||||
| 法蘭標(biāo)準(zhǔn) | ANSI、JIS、DIN、GB、JB (特殊可按用戶提供) | ||||
| 連接形式 | 法蘭(FF RF RTJ)、焊接(BW SW) | ||||
| 公稱壓力(MPa) | 11.0 | 15.0 | 26.0 | 42.0 | |
| 殼體試驗(yàn)壓力(Mpa) | 16.5 | 22.5 | 39.0 | 63.0 | |
| 密封試驗(yàn)壓力(Mpa) | 12.1 | 16.5 | 28.6 | 46.2 | |
| .高進(jìn)口壓力(Mpa) | <11.0 | <15.0 | <26.0 | <42.0 | |
| 壓力特性偏差(Mpa)△P2P1 | GB12246-1989 | ||||
| 流量特性偏差(Mpa)△P2G2 | GB12246-1989 | ||||
| 滲透量 | X/F(橡膠/聚四氟乙稀)：O滲漏 Y(硬密封)：按GB12245-1989 | ||||
高壓減壓閥主要零件材料
| 底蓋 | 碳鋼 | 不銹鋼 |
|---|---|---|
| 閥體 | 碳鋼 | 不銹鋼 |
| 彈簧 | 65Mn | |
| 閥瓣 | 2Cr13/304 | 304 |
| 閥座/閥桿 | 2Cr13/304 | 304 |
| 導(dǎo)向套 | 2Cr13/304 | 304 |
| 活塞 | 304/銅合金 | |
| 閥蓋 | 碳鋼 | 不銹鋼 |
| 導(dǎo)閥 | 不銹鋼/銅 | |
| 接頭 | 25 | 304 |
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題及措施
目前，我公司已生產(chǎn)各類閥體三十余種，重量范圍從10kg到560kg，其中有需要制坯也有一次成形，根據(jù)產(chǎn)品重量、規(guī)格形成了一系列的閥體生產(chǎn)工藝及工裝，期間也發(fā)生了一些質(zhì)量問題，隨著工藝的不斷改進(jìn)及操作水平的提高，一系列質(zhì)量問題正在不斷消除中。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例鍛件表面質(zhì)量較差
由于先期操作人員質(zhì)量意識不強(qiáng)，未能將氧化皮有效去除，導(dǎo)致氧化皮粘在坯料表面，最終在鍛件上形成凹坑，嚴(yán)重影響外觀質(zhì)量及加工余量。通過后期的質(zhì)量意識教育并在工藝中嚴(yán)格要求，同時(shí)在生產(chǎn)時(shí)可以進(jìn)行氧化皮去除工序后，表面質(zhì)量得到一定提升。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例鍛件彎曲
由于部分鍛件頸部尺寸較小，當(dāng)鍛模型腔尺寸變大時(shí)，切邊的過程中切邊力也相應(yīng)地增大，導(dǎo)致頸部及法蘭部位切邊力激增，而使得鍛件在長度方向發(fā)生一定量的彎曲，進(jìn)而影響后續(xù)加工，給劃線加工造成不必要的麻煩。后續(xù)生產(chǎn)中通過及時(shí)打磨切邊模刃口使其鋒利，及時(shí)修復(fù)鍛模該類質(zhì)量問題可以逐步解決。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例法蘭及頸部產(chǎn)生折疊
此類問題主要發(fā)生在鍛模上進(jìn)行鐓粗類產(chǎn)品，其原因主要為坯料鐓粗過度，導(dǎo)致過度部位過于激凸形成臺階，進(jìn)而在模鍛時(shí)形成折疊。出現(xiàn)該質(zhì)量問題后，及時(shí)對班組做出要求，要求對鐓粗高度做出限制，同時(shí)對鐓粗型腔口部圓角進(jìn)行加大，此類問題得以解決。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例模具塌陷嚴(yán)重
由于鍛模四個(gè)頸部位置在生產(chǎn)中極易發(fā)生塌陷，一旦班組不能發(fā)現(xiàn)工裝塌陷，導(dǎo)致鍛件局部缺肉可能會生產(chǎn)出批量廢品。在此種情況下，首先將鍛模四個(gè)口部圓角修磨使其增大至原尺寸2～3倍，其次要求班組在生產(chǎn)時(shí)，必須采用噴霧進(jìn)行冷卻，避免鍛模局部受熱變形。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例批量生產(chǎn)
我公司正進(jìn)行了多個(gè)品種的閥體生產(chǎn)，在工藝、工裝設(shè)計(jì)中均采用上述方案，取得了良好地效果，同時(shí)也出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，通過相應(yīng)的措施得以消除，
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例總結(jié)
我公司擁有十余年生產(chǎn)各類閥體的鍛造歷史，閥類鍛件，積累了較為豐富的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。在此期間走了不少彎路，最終探索出了一條成功的道路。通過多年來設(shè)計(jì)、生產(chǎn)閥體的經(jīng)驗(yàn)，已具備生產(chǎn)各種閥體的能力，且質(zhì)量控制水平也在穩(wěn)步提高，為公司繼續(xù)做大、做強(qiáng)鍛件產(chǎn)業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應(yīng)用案例壓力調(diào)整步驟
（1）關(guān)閉減壓閥前后截?cái)嚅y，在保證安全閥不起跳的情況下，開啟旁路管線截?cái)嚅y并保持足夠的時(shí)間，以完成利用流通介質(zhì)對管道中的異物或銹層的吹掃去除。吹掃完成后，關(guān)閉旁路管線截?cái)嚅y。
（2）緩慢打開安裝在減壓閥前的截?cái)嚅y，并調(diào)整減壓閥后截?cái)嚅y的開啟度，保持管道有小流量通過。
（3）松鎖緊螺母，緩慢轉(zhuǎn)動調(diào)整螺絲，并觀察閥后的壓力表，直到要求的設(shè)定植為止（順時(shí)針轉(zhuǎn)動壓力上升，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動壓力下降）。對于帶手柄的型號，由于正常狀態(tài)下，手柄處于自鎖位置，因此調(diào)整壓力時(shí)，應(yīng)首先按下手柄，松開自鎖，再緩慢轉(zhuǎn)動調(diào)整螺絲，并觀察閥后近的壓力表，直到要求的設(shè)定植為止（順時(shí)針轉(zhuǎn)動手柄時(shí)，閥后壓力上升；逆時(shí)針轉(zhuǎn)動手柄時(shí)，閥后壓力下降。
（4）緩慢打開減壓閥后截?cái)嚅y，并按照步驟（3）進(jìn)一步調(diào)整閥后壓力，直到要求的設(shè)定植為止。
（5）完成調(diào)整后，擰緊鎖緊螺母。對于帶手柄的型號，拉出手柄，利用內(nèi)部裝置鎖緊；如果手柄沒有鎖緊，左右轉(zhuǎn)動手柄，即可完成自鎖動作。
