阀门流程工艺

目录 一 原材料选择 2 二 原材料控制 2 三 材料成型 2 四 进厂前的热处理 3 五 成型材料初步检测和外购件检测 3 六 分工序加工 4 1 车削 4 2 铣削 4 3 磨削 4 1 五轴加工中心磨削 4 2 人工配研 4 3 毫克能加工 4 七 质量控制 4 1 机械加工质量控制 4 2 焊接 补焊 质量控制 4 八 表面硬化处理 5 1 超音速喷涂 5 2 喷焊 5 3 渗氮 5 九 精加工阀座 球体等关键零部件 5 1 阀座 5 2 球体 5 3 阀杆 5 十 组装 5 十一 清洗 6 十二 出厂前实验 6 十三 防腐处理 6 十四 包转运输 6 一 阀门解体 6 二 阀门初步检测 6 三 测绘 6 四 采购标准件 7 五 实验 7 六 审查 7 七 防腐处理 7 八 包转运输 7 第一部分 阀门制造工艺 一 一 原材料选择原材料选择 阀门在整个管道中起着举足轻重的作用 阀门的选用尤其是阀门材质的选 择十分重要 合理的选择材质不但可以降低生产成本而且还能适应工况需求 才能充分体现出阀门的良好经济型和使用性 由于受到流体介质 温度 压力 的直接影响 阀门的材质需要严格控制 根据不同的影响因素选择不同的材料 能充分体现出其具有抗腐蚀性 抗高温 性 抗冲蚀性 耐磨损性等等 SHK 多年来一直专注于严苛工况阀门的研发与制造 在材料的选择上结合 有限元技术与阀门应用现场的考察和客户的反馈来选择阀门的材质 既科学又 经济 充分提升了阀门的性能 二 二 原材料控制原材料控制 由于原材料中含有一些有害的元素 如 S P S 0 015 0 02 P 0 02 需要进行材料化学元素成分含量的检测和鉴定 避免有害元素对阀门造成的危 害 除此之外其碳化学元素在阀门制造过程中和使用过程中也需要严格的控制 C 元素 随着碳含量的增加 钢材的抗拉强度和屈服强度提高 但其塑性 冷弯性能和冲击韧性 特别是低温冲击韧性降低 焊接性也变坏 结构钢材的 碳含量不能过高 通常不超过 0 22 SHK 在投料前全部进行化学成分复验 并将复验报告提供给我们的客户 对于铸件用的冶钢和化学成分也同样需要严格的规定 严格控制碳含量和碳当 量 三 三 材料成型材料成型 不同的成型工艺对阀门直接影响着阀门的使用强度 良好的成型工艺可以 使阀门的使用寿命大大提高 根据阀门的使用工况主要应用铸造和锻造成型工艺 1 铸造 将液体金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型空腔中 待其凝固后 以 获得一定形状尺寸和表面质量的零件或毛坯的方法 铸造分类 砂型铸造一最常用的方法 90 的铸坯制备方法 熔模铸造 金属 型铸造 压力铸造 离心铸造等 铸造图 铸件的补焊规定 补焊原则 只有一次补焊切不容许超过铸件表面积 10 补焊后拍片在热处理 加氢再用的承压件都不容许补焊 填充金属的物理性能 化学性能及耐腐蚀均 应与母体金属接近 补焊区应进行射线检测 补焊区表面还应进行渗透检测补 焊应按 ASTM A488 的规定 2 锻造 是在压力设备及工 模 具的作用下 使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑 性变形 以获得一定几何形状 尺寸和质量的锻件的加工方法 锻件内部质量要求 承压锻件进行超声波检测 应满足 直探头检验 不允许出现任何裂纹 单个 缺陷尺寸应不大于当量直径中 4mm 对阀杆为中 2mm 斜探头检验 不允许出 现任何裂纹 V 形槽深为工作壁厚的 3 最大值为 3mm 密集缺陷 指尺寸小 于 0 5mm 的集中缺陷 累积长度在任何 100mm 100mm 的面积中不大于 2mmd 承压锻件不允许焊补 3 实验测定 不同的材质除超声波探伤检验外还须需要采用液压万能试验机进行拉升实 验 检测其刚度和强度是否满足加工要求 4 锻件和铸件的区别 锻件阀体晶体组织均匀 不存在气孔 沙眼 疏松 柱状组织等缺陷 而 且金属致密 综合机械性能比较好 应力集中区域材料呈流线型 提高高温抗 蠕变能力 因此锻件是阀门承压件的最佳选择 结合阀门加工能力其中 4 寸以下采用锻模 30 台以上 由于 F321 和 F347 批量比较少 通常采用模锻 大于 4 寸的根据客户要求采用自由锻 大于 10 寸的采用铸件 为了保证铸件的质量 我们对铸件供应商从冶炼 铸造工艺 补焊工艺三个 方面进行严格的要求和监控 要求铸件用钢在出钢前对钢水采用精炼处理或者 采用 AOD 炉精炼 以尽量减少刚汇总的杂质 模锻阀体模锻阀体材料通过模锻以后 金相组织均匀 紧凑 致密性好 能够体现 良好的抗拉 屈服的机械性能 但是国内面前的锻压设备只有在 DN100 以下 四 四 进厂前的热处理进厂前的热处理 为了满足加工性能 如改善切削 减小应力 提高塑性 阀门选用材质在 出厂前需特意规定出厂前的热处理 不同的材料有不同的状态 就是同一种材 料 根据用途不同也有不同的状态 对于普通碳素结构钢 大部分是热轧状态 也有正火状态的 对于高碳钢 多数是退火状态 五 五 成型材料初步检测和外购件检测成型材料初步检测和外购件检测 阀门成型材料主要包括铸造和锻造 同时像阀杆等轴类零件为热轧钢 塑 性好 或冷拉钢 强度高 铸件的基本检测方法铸件的基本检测方法 1 外观检测 目测铸件是否具有沙眼 气孔 夹渣 除此之外还需要 检测表面质量 粗糙度 铸件尺寸 加工余量的确定 重量等 2 化学检测 依据阀门行业制定标准 如美国材料研究协会 ASTM 标 准 材质 检测化学元素的含量是否满足加工要求和使用性能 锻件的基本检测 锻件的基本检测 1 宏观检测 低倍腐蚀法 包括热蚀法 冷蚀法及电解腐蚀法 断口 试验法和硫印法 2 微观检测 3 力学性能能和化学成分 力学性能主要有拉力试验机 冲击试验机 疲劳试验机 硬度计等仪器来进行力学性能及工艺性能数值的测定 化 学成分主要用光谱分析仪来检测其中化学元素的的含量 4 无损检测 为了避免上述检测对锻件的破坏而采用的一种更加先进 和完善的检测设备 无损检测主要包括磁粉检验法 渗透检验法 涡流 检验法 超声波检验法等 综上所述 检测的目的为裂纹 折叠 缩孔 气孔偏析 白点 疏松 非金属 夹杂 流线的分布形式 晶粒大小及分布 是否有氧化物 氧化膜以 及 S 元素含量及是否均匀等 六 六 分工序加工分工序加工 1 车削车削 SHK 拥有全套数控精密车床 大型立式车床和普通车床 能掌握关键尺寸 的车削和大规格阀体的车削 很好的控制加工精度和表面光洁度 2 铣削铣削 SHK 的铣削设备除了普通铣床 数显铣床之外还拥有大型卧式加工中心 立式加工中心 龙门铣 阀杆与球体连接处的铣削都严格按照设计尺寸 表面光洁度和形位公差加 工 使阀门在工作中阀杆与球体的链接达到最佳运作状态 3 磨削磨削 1 五轴加工中心磨削五轴加工中心磨削 SHK 在大口径球体磨削上的加工技术已经属于国内领先技术 其中意大利 进口的 PV1800 口径直接突破 2000mm 加工精度完全控制在 0 002mm 范围之 内 精密而完整的球面磨削能有效的降低由于球面不规则造成的内漏和冲蚀 除此之外 SHK 拥有多台与上海交大合作研发的球面数控磨削机 全自动 化包络式磨削 球体圆度规则 2 人工配研人工配研 为了保证阀门零泄露 SHK 对用进口五轴加工中心磨削完的球体进行人工 配研 使球体与阀座的吻合度达到百分之百 3 毫克能加工毫克能加工 SHK 目前拥有先进的毫克能加工研磨技术 一次加工即可使零件表面达到 镜面并实现改性的创新性能量加工技术 除此之外还在加工时候产生压应力 提高零件表面的显微硬度 耐磨性及疲劳强度和疲劳寿命 大大提高工件表面 的耐磨性和耐腐蚀性 七 七 质量控制质量控制 一套完整的质量管理体系能够有效的解决产品在出厂之前产生质量问题 SHK 从原材料到产品成型都进行严格的质量检测 从而保证产品的出厂质量 1 机械加工质量控制机械加工质量控制 SHK 对机加工的每一道程序都严格按照设计要求进行尺寸公差和形位公差 以及光洁度的检测 并将检查结果填写到质量控制表上面 绝不允许任何一道 不合格的工序流到下一工序中 2 焊接 补焊 质量控制焊接 补焊 质量控制 阀门的焊接质量至关重要 焊接中一旦有夹杂 气孔 将严重影响阀门的 使用寿命 甚至会造成阀门出现重大事故 为此 SHK 对于阀门焊接制定焊接前 后的跟踪监测 并对焊接后的阀门及时消除残余应力 八 八 表面硬化处理表面硬化处理 1 超音速喷涂超音速喷涂 超音速喷涂的主要目的是为了球体 阀杆 流道更好的适应含有硬质固体 颗粒的的介质或高温介质 增强阀门耐磨耐高温性能 提高阀门总体使用寿命 SHK 拥有一套完整的进口喷涂 HVOF 流水线 能喷涂 48 寸大直径球体 选用进口硬质合金粉末 使粉末与被喷涂件的表面结合率 显微硬度 金相组 织 孔隙率提高到最佳水平 并针对不同的硬质合金粉末制定不同的喷涂工艺 说明 1 超音速喷涂在精加工之后 说明 2 HVOF 在高磅级阀门中不便于使用 虽然硬度高 但是结合强度低 2 喷焊喷焊 对于工况介质主要为腐蚀性介质的阀门 采用喷焊 热喷 来解决 SHK 热喷技术已经应用多年 既完善又成熟 针对不同的工况要求采用不同的喷焊 工艺 喷焊后在进行精密加工 使加工后的工件完全符合机械性能 3 渗氮渗氮 渗氮在阀门中主要体现在阀杆轴肩处的轴承 对于有一定硬度要求但不是 很高的地方采用渗氮的方法硬化处理 符合阀门制造的经济性能和使用性能 九 九 精加工阀座 球体等关键零部件精加工阀座 球体等关键零部件 1 阀座阀座 阀座在使用过程中容易磨损失效 阀座除合理材料外 更应该注重加工方 式 因为内阀座在这个阀门运作过程中受到挤压力 剪切力和磨损 所以阀座 一定采用数控精密车床车削后与球体研磨 使阀座与球体之间 0 泄露 2 球体球体 球体的不圆度和粗糙度直接影响球体和阀座的密封 国内普遍存在的现象 就是大口径球体不规则 球面质量较差 为了克服球体不圆度和表面粗糙度对 阀门密封性能造成的影响 球体可采用高精磨大口径加工中心 全自动化磨削 除此之外还需要与阀座包络式配研 3 阀杆阀杆 阀杆属于轴类零件 在加工的过程中容易产生应力变形和刀具切削力的影 响 从而使阀杆不同轴 很容易在成阀门在运作过程中力矩增加和阀杆受力不 均匀而产生阀杆断裂 十 十 组装组装 装配工艺是阀门出厂前很重要的一道工序 阀门装配易出现的问题有 方向 装反 填料数量缺少 垫片压缩不到位 紧固件未紧固 组装依据 1 装配图 2 遵循现场 6S 管理 3 装配设备齐全 4 装配技巧 十一 十一 清洗清洗 任何一种阀门在出厂前都需要进行严格的清洗 尤其是氧阀 低温阀 高 压加氢阀等 阀门的清洗有效的除去阀门在加工中残留物 装配中的油脂等 十二 十二 出厂前实验出厂前实验 1 打压试验 2 型式试验 十三 十三 防腐处理防腐处理 十四 十四 包转运输包转运输 参照 api 608 第二部分 阀门维修工艺 一 一 阀门解体阀门解体 1 解体前标记 2 解体后归类 二 二 阀