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(lèi)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(xiàn)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(xiàn)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)

*: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

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)

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

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

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(xiàn)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。