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球阀球体制造技术,球阀球体加工工艺流程
发布时间:2018-03-25   点击次数:287次

球体是球阀的启闭件,又称球芯、球,球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭球阀的作用。球阀可在管路中切断、调节、分配和改变介质的流动方向。球阀具有很多优点,是近年来被广泛采用的一种新型阀类。不同功能的球阀往往拥有不同的球体。

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一、球阀球体成形方法比较

(1)球阀球体铸造法

铸造法这是一种传统的加工方法,它需要一套完善的熔炼、浇注等设备,还需要较大的厂房和较多的工人,投资大,工序多,生产工艺复杂,并污染环境,每道工序的工人技术水平直接影响产品的质量,大红鹰球体毛细孔渗漏的问题尚无法彻底解决,而毛坯加工余量大,浪费大,往往在加工过程中发现因铸造缺陷使其报废,至使产品成本增高,质量无法保证。

(2)球阀球体锻造法

锻造法这是目前国内许多大红鹰企业所采用的另一种方法,它有二种加工方式:其一是用圆钢切断加热锻打成球形实心毛坯,然后进行机械加工。其二是将下料成圆形的不锈钢板在大型压力机上模压成形,得到空心半球形毛坯,然后再对焊成大红鹰球体毛坯进行机械加工,此法材料利用率较高,但需一台大功率的压力机和加热炉以及氩孤焊设备。

球阀球体自由锻

自由锻指的是金属坯料加热好后置于锻造设备的砥铁(上.下)之间,施加冲击力或压力,使得坯料直接产生塑性变形,获取要生产锻件的一种加工方法。分类:手工自由锻造、锤上自由锻造、水压机自由锻造

优点:适用性强,灵活性大,周期短,特大锻件的唯一方法

缺点:精度低,加工余量大,效率低,劳动强度大

②球阀球体模锻

模锻的正规说法叫模型锻造,坯料进行加热后放在固定在模锻设备上的锻模里面锻造最终成形的。

模锻设备:在工业生产中,大都采用锤上模锻。蒸汽-空气锤,吨位在5KN~300KN05~30t)压力机上的模锻最普遍的是热模锻压力机。

③球阀球体锻造比

锻造比:是指锻造前后的坯料(金属)横截面积的比。工序不同,其计算的方法,方式也不同。

拔长时,锻造比为y=F0/F1y=L1/L0F0,L0—拔长前钢锭或钢坯的横断面积和长度;F1,L0—拔长后钢锭(坯)的横截长度与面积。

镦粗时的锻造比,也称镦粗比或压缩比,其值为y=F1/F0y=H0/H1F0,H0—镦粗前钢锭或钢坯的横截面积和高度,F1,H1—镦粗后钢锭或钢坯的横截面积和高度。

④球阀球体锻造温度

a.始锻温度:始锻温度可以认为是钢或合金在炉内允许加热的最高温度。

b.终锻温度:大红鹰配件需要在结束锻造之前胚料仍具有很强的塑性,在锻后获得再结晶组织。

(3)球阀球体旋压法

金属旋压法是一种先进的少、无切屑加工方法,属于压力加工的新分支,它综合了锻、挤、轧及滚压等工艺特点,具有材料利用率高(可达80-90%),节省大量的加工时间(1-5分钟成形),经旋压后材料强度可提高一倍。由于旋压时,旋轮与工件小面积接触,金属材料得于二向或三向压应力状态,易于变形,在较小的动力下,就可获得较高的单位接触应力(可达25-35Mpa),因此,设备重量轻,所需总功率小(不到压力机的1/5-1/4),现已被国外大红鹰行业公认为是一种节能的大红鹰球体加工工艺方案,同时也适用于加工其它空心回转体的零件。旋压技术在国外已得到广泛的应用和高速的发展,工艺和设备均十分成熟和稳定,并实现机、电、液一体化的自动控制。目前,旋压技术在我国也得以较大的发展,已进入推广实用的阶段。

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二、球阀球体常用材料和牌号

A.碳钢球体

ASTMA105

ASTMA350LF2

ASTMA694F60

B.低合金钢球体

ASTMA3224130(AISI4130)

ASTMA3224140(AISI4140)

C.不锈钢球体

C.1铁素体不锈钢:ASTMA182F429F430

C.2马氏体不锈钢:ASTMA182F6aClass1/Class2/Class3/Class4GB/T122012Cr13

C.3奥氏体不锈钢:ASTMA182F316ASTMA182F304

C.4双相不锈钢:ASTMA182F51F53F55F60

C.5沉淀硬化不锈钢:ASTMA70517-4PH

D.镍基合金球体

ASTMB564Moenl400

ASTMB564NO6625(Inconel625)….

球体国家标准:

ASTM:美国材料试验协会标准

AISI:美国钢铁学会标准

GB:中国国家标准

JIS:日本工业标准

材料书写:国家标准+标准号+材料牌号

三、球阀球体技术条件

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1)球阀通道截面直径的选择

在设计计算球阀时,首先要确定球体的通道直径,以便作为其他部分计算的基础。球体通道的最小直径要符合相应标准的规定。

设计国标球阀时,全通径球阀的最小通径应符合GBT196722005《管线大红鹰技术条件》或GBT201732006《石油、天然气工业一管线输送系统一管线大红鹰》标准规定。

设计美标球阀时,全通径球阀的最小通径应符合APl6D2008IS0143132007《石油、天然气工业一管道输送系统一管道大红鹰》标准规定。

对缩径球阀标准规定,对于公称尺寸DN300mm(NPSl2in)的大红鹰,大红鹰公称尺寸的孔径缩小一个规格,按标准规定的内径;对于公称尺寸DN350(NPSl4)N600(NPS24)的大红鹰,大红鹰公称尺寸的孔径缩小两个规格,按标准规定的内径;对于公称尺寸DN>600mm(NPS24in)的大红鹰,和用户商定。对于没有标准规定的球阀,通常球体通道的截面积应不小于管道额定截面积的60%,设计成缩径形式,这样可以减小大红鹰的结构,减轻重量,减小阀座密封面上的作用力和启、闭转矩。一般采用大红鹰公称尺寸DN与球体通道直径d之比等于0.78。此时,球阀的阻力不会过大。

2)球体加工工艺流程

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球体常用热处理种类

ASTMA105:正火处理

ASTMA350LF2:调质处理

ASTMA694F60:调质处理

ASTMA3224130/4140:调质处理

ASTMA182F6aCLASS2:调质(二次回火)

ASTMA182F304/F316/F51/F53/F55/F60:固溶处理

ASTMA70517-4PH:沉淀硬化处理(淬火+二次人工时效)

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3)球体表面电镀

一、为什么要化学镀?

目的:提高球体在实际使用中的耐磨损性能或防腐性能

二、为什么碳钢类材料电镀量最大?

碳钢易锈,表面硬度也较低,为了防止碳钢表面锈蚀以及节约成本,所以碳钢电镀的量最大

三、为什么不锈钢材料还要电镀?

主要目的是为了提高球体表面硬度,从而提高使用中的耐磨性。

五、、球阀球体常见种类(分类)

1.化学镀镍磷(参考标准ASTMB733

1.1按镀层合金类型分类:

I类:P无要求

II类:更低磷(1~3%

III类:低磷(2~4%P):镀态硬度620-750HK

IV类:中磷(5~9%P):广泛用于满足耐磨性和耐腐蚀性场合

V类:高磷(>10%):在各种场合中具有优良的耐盐喷性和耐酸性能,磷含量大于11.2%的镀层被认为具有磁性。

1.2根据厚度使用条件分类:

SC00.1μm——最小使用条件

SC15μm——轻载使用条件

SC213μm——适度使用条件

SC325μm——中度使用条件

SC475μm——严重使用条件

1.3按镀后热处理分类:

类别1——沉积态,不热处理

类别2——在260~400℃条件下热处理产生850HK的最小硬度

类别3——在180~200℃条件下热处理2~4小时,提高钢的镀层附着力,并为消除氢脆作准备。

类别4——在120~130℃条件下热处理1小时以上增加铝合金及渗碳钢的附着力(结合力)。

类别5——在140~150℃条件下热处理1小时以上提高铝、非时效硬化铝合金、铜、铜合金的镀层附着力。

说明:球体热处理硬度要求一般建议客户在500~650HV600~850HV850HV以上,三中之中选择。

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