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用案例
隨著石油行業(yè)的發(fā)展以及對鉆采設備技術要求的提高，越來越多的石油鉆采設備廠家將鑄造閥體改為鍛鋼件。我公司歷經40余年鍛造技術的沉淀，已為國內、國外用戶開發(fā)了各類高壓閥體鍛件近三十個品種，在模鍛閥體領域累計了豐富的鍛造經驗。由主閥和導閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調節(jié)彈簧等零件組成。通過調節(jié)調節(jié)彈簧壓力設定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導閥啟閉驅動活塞調節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小，實現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。本產品主要用于氣體管路，如空氣、氮氣、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用案例產品結構分析
我公司生產的閥體材料主要為ASTM4130、ASTM410SS、F91、F92等材料，公司生產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計時需考慮材料的預分料及工裝的合理設計便于金屬流動。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例工藝技術分析
鍛造原材料規(guī)格的選取一般根據鍛件料耗及市場通用材料規(guī)格選取。具體的經驗方法如下，首先通過三維建模測算鍛件重量，并在鍛件重量的基礎上乘以約1.16倍為料耗及火耗，將此重量作為幾個基礎重量G，其次依據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用案例計算最大面積
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倍的經驗數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用案例測算鍛件的投影面積
依據投影面積來核算具體的設備噸位，一般采用鍛造經驗公式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，依據不同的設備選型制定不同的工藝及工裝設計方案。
氣體減壓閥是氣動調節(jié)閥的一個*配件，主要作用是將氣源的壓力減壓并穩(wěn)定到一個定值，以便于調節(jié)閥能夠獲得穩(wěn)定的氣源動力用于調節(jié)控制。 按結構形式可分為膜片式、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系統(tǒng)。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例產品特點：
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)中各用水點獲得適當的服務水壓和流量。鑒于水的漏失率和浪費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)運行工況和潛在節(jié)水作用，據統(tǒng)計其節(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和應用：
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例工作原理：
氣體減壓閥的工作原理基于閥芯受力平衡的原理。當高壓氣體進入減壓閥時，閥芯會受到氣體壓力的作用，并通過控制閥芯的位置來調節(jié)氣體通過閥門的面積，從而實現(xiàn)減壓效果。
壓力調節(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進行調節(jié)，以滿足不同應用的要求。
氣體減壓閥的主要應用：氣體減壓閥廣泛應用于氣體輸送管道、工業(yè)加工設備、氣瓶和氣體供應系統(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。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例
序號 | 品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數量 |
1 | 減壓閥 | 高壓減壓閥Y62F-250C PN250 閥體： 進口1寸 DN25 出口1 1/2寸， DN40 進出口連接方式： 1寸焊接 DN25 壓力25MPA 1 1/2寸焊接 DN40 壓力25MPA 介質：氮氣，氣體 進口壓力 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： 進口1 1/2寸 DN40 出口2寸， DN50 進出口連接方式： 1 1/2寸焊接 DN40 壓力4MPA 2寸焊接 DN50 壓力4MPA 介質：氮氣，氣體 進口壓力 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用案例主要技術參數和性能指標
公稱壓力（Mpa） | 1.6 | 2.5 | 4.0 | 6.4 | 10.0 | 16.0 |
殼體試驗壓力（Mpa）* | 2.4 | 3.75 | 6.0 | 9.6 | 15.0 | 24 |
密封試驗壓力（Mpa） | 1.6 | 2.5 | 4.0 | 6.4 | 10.0 | 16.0 |
高進口壓力（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 | |||||
*：殼體試驗不包括膜片、頂蓋
高壓減壓閥主要技術參數及性能
| 閥體形式 | 直通鍛造閥體 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 公稱通徑 | DN15～300mm | ||||
| 法蘭標準 | 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 | |
| 殼體試驗壓力(Mpa) | 16.5 | 22.5 | 39.0 | 63.0 | |
| 密封試驗壓力(Mpa) | 12.1 | 16.5 | 28.6 | 46.2 | |
| .高進口壓力(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 |
| 導向套 | 2Cr13/304 | 304 |
| 活塞 | 304/銅合金 | |
| 閥蓋 | 碳鋼 | 不銹鋼 |
| 導閥 | 不銹鋼/銅 | |
| 接頭 | 25 | 304 |
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例生產中出現(xiàn)的問題及措施
目前，我公司已生產各類閥體三十余種，重量范圍從10kg到560kg，其中有需要制坯也有一次成形，根據產品重量、規(guī)格形成了一系列的閥體生產工藝及工裝，期間也發(fā)生了一些質量問題，隨著工藝的不斷改進及操作水平的提高，一系列質量問題正在不斷消除中。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例鍛件表面質量較差
由于先期操作人員質量意識不強，未能將氧化皮有效去除，導致氧化皮粘在坯料表面，最終在鍛件上形成凹坑，嚴重影響外觀質量及加工余量。通過后期的質量意識教育并在工藝中嚴格要求，同時在生產時可以進行氧化皮去除工序后，表面質量得到一定提升。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例鍛件彎曲
由于部分鍛件頸部尺寸較小，當鍛模型腔尺寸變大時，切邊的過程中切邊力也相應地增大，導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)生產中通過及時打磨切邊模刃口使其鋒利，及時修復鍛模該類質量問題可以逐步解決。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例法蘭及頸部產生折疊
此類問題主要發(fā)生在鍛模上進行鐓粗類產品，其原因主要為坯料鐓粗過度，導致過度部位過于激凸形成臺階，進而在模鍛時形成折疊。出現(xiàn)該質量問題后，及時對班組做出要求，要求對鐓粗高度做出限制，同時對鐓粗型腔口部圓角進行加大，此類問題得以解決。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例模具塌陷嚴重
由于鍛模四個頸部位置在生產中極易發(fā)生塌陷，一旦班組不能發(fā)現(xiàn)工裝塌陷，導致鍛件局部缺肉可能會生產出批量廢品。在此種情況下，首先將鍛模四個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時，必須采用噴霧進行冷卻，避免鍛模局部受熱變形。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例批量生產
我公司正進行了多個品種的閥體生產，在工藝、工裝設計中均采用上述方案，取得了良好地效果，同時也出現(xiàn)一些質量問題，通過相應的措施得以消除，
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例總結
我公司擁有十余年生產各類閥體的鍛造歷史，閥類鍛件，積累了較為豐富的設計及生產經驗。在此期間走了不少彎路，最終探索出了一條成功的道路。通過多年來設計、生產閥體的經驗，已具備生產各種閥體的能力，且質量控制水平也在穩(wěn)步提高，為公司繼續(xù)做大、做強鍛件產業(yè)奠定了堅實的技術基礎。
石油化工氣體高壓鍛造減壓閥應用案例壓力調整步驟
（1）關閉減壓閥前后截斷閥，在保證安全閥不起跳的情況下，開啟旁路管線截斷閥并保持足夠的時間，以完成利用流通介質對管道中的異物或銹層的吹掃去除。吹掃完成后，關閉旁路管線截斷閥。
（2）緩慢打開安裝在減壓閥前的截斷閥，并調整減壓閥后截斷閥的開啟度，保持管道有小流量通過。
（3）松鎖緊螺母，緩慢轉動調整螺絲，并觀察閥后的壓力表，直到要求的設定植為止（順時針轉動壓力上升，逆時針轉動壓力下降）。對于帶手柄的型號，由于正常狀態(tài)下，手柄處于自鎖位置，因此調整壓力時，應首先按下手柄，松開自鎖，再緩慢轉動調整螺絲，并觀察閥后近的壓力表，直到要求的設定植為止（順時針轉動手柄時，閥后壓力上升；逆時針轉動手柄時，閥后壓力下降。
（4）緩慢打開減壓閥后截斷閥，并按照步驟（3）進一步調整閥后壓力，直到要求的設定植為止。
（5）完成調整后，擰緊鎖緊螺母。對于帶手柄的型號，拉出手柄，利用內部裝置鎖緊；如果手柄沒有鎖緊，左右轉動手柄，即可完成自鎖動作。
