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2025-05-13 17:14
閥體是閥門的關(guān)鍵承壓部件，其鍛件工藝需確保高強(qiáng)度、密封性、耐腐蝕性及復(fù)雜流道的***成型。以下是閥體鍛件的詳細(xì)工藝流程及控制要點(diǎn)：
1. 材料選擇
常用材料：
碳鋼：ASTM A105（通用閥門）、A216 WCB（高溫）；
低合金鋼：A182 F11/F22（Cr-Mo鋼，耐高溫高壓）；
不銹鋼：A182 F304/F316（耐腐蝕）、F51（雙相鋼）；
特殊合金：A494 CW6M（哈氏合金）、Gr.2（鈦合金）。
坯料要求：
鋼錠或棒料需經(jīng)UT檢測，確保無縮孔、夾雜；
高合金材料需進(jìn)行熔煉分析（如真空感應(yīng)熔煉+電渣重熔）。
2. 鍛造工藝
（1）加熱與成型
加熱控制：
碳鋼：1150~1200℃（終鍛溫度≥850℃）；
不銹鋼：1100~1180℃（終鍛溫度≥900℃）；
鈦合金：850~950℃（需氬氣保護(hù)）。
成型方法：
自由鍛+模鍛復(fù)合工藝：
鐓粗+沖孔形成閥體毛坯；
模鍛成型流道腔體（需多向模鍛機(jī)，分上模、下模及側(cè)向沖頭）；
等溫鍛造（鈦/鎳基合金）：
模具加熱至材料塑性溫度，緩慢成型避免開裂。
關(guān)鍵控制：
流道部位鍛造比≥4，確保致密度；
法蘭與閥體過渡區(qū)圓角R≥10mm（降低應(yīng)力集中）。
（2）特殊結(jié)構(gòu)處理
小口徑閥體：可采用棒料直接鉆孔+擠壓成型流道；
大口徑閥體：分段鍛造后焊接（需焊后熱處理）。
3. 鍛件熱處理
碳鋼/低合金鋼：
正火+回火：正火（900~950℃）+回火（600~650℃）；
要求硬度：HB 140~220（按API 600標(biāo)準(zhǔn)）。
不銹鋼：
固溶處理：1050~1100℃水淬（奧氏體鋼）；
時(shí)效處理：雙相鋼需在550~600℃保溫。
去應(yīng)力退火：
焊接閥體需600℃保溫緩冷。
4. 機(jī)械加工
粗加工：
車削法蘭端面、閥體輪廓，留2mm余量；
鉆閥桿孔/流道預(yù)孔（留精加工余量）。
精加工：
流道成型：
五軸聯(lián)動(dòng)加工中心銑削復(fù)雜流道（如球閥腔體）；
電火花加工（EDM）用于硬質(zhì)合金閥座槽。
密封面處理：
堆焊Stellite 6（鈷基合金）或噴焊WC涂層；
磨削密封面至Ra≤0.8μm。
螺紋加工：
閥桿螺紋采用數(shù)控車削+滾壓強(qiáng)化。
5. 無損檢測（NDT）
UT檢測：
全體積掃查，重點(diǎn)檢測流道過渡區(qū)（按ASME Sec.VIII Div.2）；
RT檢測：
適用于厚壁閥體焊縫（如ASTM E94）；
PT/MT檢測：
密封面、螺紋部位100%檢查。
6. 表面處理與防腐
酸洗鈍化（不銹鋼）：
去除氧化層，形成鈍化膜；
鍍鎳/鍍鉻：
用于碳鋼閥體耐腐蝕（如NACE MR0175要求）；
噴涂防腐：
環(huán)氧涂層（海水工況）、PTFE襯里（強(qiáng)酸介質(zhì)）。
7. 性能測試
壓力試驗(yàn)：
殼體試驗(yàn)：1.5倍設(shè)計(jì)壓力（API 598）；
密封試驗(yàn)：1.1倍壓力（氦氣檢漏≤10?? Pa·m3/s）。
低溫沖擊測試：
-46℃夏比沖擊（如LNG閥門要求≥27J）。
疲勞試驗(yàn)（核電閥）：
模擬啟閉循環(huán)≥10000次。
特殊工藝案例
超高壓閥體（≥100MPa）：
采用等靜壓鍛造（HIP）消除內(nèi)部缺陷；
流道內(nèi)壁鏡面拋光（Ra≤0.2μm）。
核級閥體：
材料需滿足ASME III NF標(biāo)準(zhǔn)；
全程見證試驗(yàn)（包括晶間腐蝕試驗(yàn)）。
常見缺陷及對策
缺陷類型原因解決措施
流道折疊 模鍛充型不足 優(yōu)化預(yù)鍛形狀，增加鍛造壓力
密封面裂紋 堆焊應(yīng)力過大 預(yù)熱+層間溫度控制
法蘭變形 殘余應(yīng)力釋放 增加時(shí)效處理工序
符合標(biāo)準(zhǔn)
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：API 6D/6A、ASME B16.34、GB/T 12224；
材料標(biāo)準(zhǔn)：ASTM A182、A350、A694；
檢測標(biāo)準(zhǔn)：API 598、ISO 5208。
通過上述工藝控制，閥體鍛件可滿足石油、化工、核電等嚴(yán)苛工況需求。關(guān)鍵點(diǎn)在于鍛造流道完整性、密封面耐久性及材料適應(yīng)性，需根據(jù)閥門類型（閘閥、球閥、截止閥等）調(diào)整工藝細(xì)節(jié)。
