專利名稱：除砂器成套裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種除砂器成套裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
除砂器成套裝置是一套過濾天然氣中的沙子的超高壓容器，整套裝置長約2700mm，寬約2300mm，高約4500mm，最高工作壓力P＝103.5MPa，最高工作溫度t＝120℃，最低工作溫度t＝-40℃，工作介質(zhì)油，天然氣、水，液壓試驗壓力PT＝124.2MPa。主要受壓元件包括筒體、平蓋、卡箍、三通、四通等，除砂器上的零部件有四十余種，采用的主要材料為30CrMoA，這種材料除要求有較高的常溫力學(xué)性能外，還要求有一定的高溫性能、低溫性能、蠕變強度、低的回火脆化傾向、斷裂韌性、抗腐蝕性能和抗輻照性能等。
30CrMoA合金鋼屬于亞共析低合金鋼，其淬透性一般，采用常規(guī)的調(diào)質(zhì)處理方法很難滿足其低溫沖擊韌性；整個裝置是封閉回路系統(tǒng)，管路零件多，形狀復(fù)雜，裝配時尺寸累積公差大，零件之間相互制約；調(diào)節(jié)管段的尺寸的確定較困難；整套裝置的密封全部屬于鋼件塑性變形密封。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種的除砂器成套裝置的制造方法。
本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，除砂器成套裝置的制造方法，采用亞溫淬火+高溫回火方法對30CrMoA進行熱處理，具體方法是在600-650℃時保溫2-3小時，在升溫速度≤100℃/h升溫至淬火溫度770-860℃時保溫2-6小時，水冷透；然后再升溫至300-350℃保溫2-3小時，限速≤100℃/h升溫至回火溫度600-670℃保溫5-10小時后出爐空冷，而后裝配，裝配過程如下裝配前對各個零件的長度尺寸進行了精確的測量并作記錄，然后在裝配圖上進行模擬裝配，通過將各個零件的長度尺寸進行計算，根據(jù)計算結(jié)果合理調(diào)配各個零件，使兩筒體1與10間的尺寸L、L1、L2、L3、L4、L5、L6各自一一對等，將筒體1與10間分為兩個區(qū)4、區(qū)9及區(qū)11、區(qū)15、區(qū)16、區(qū)18共8個區(qū)，各區(qū)按照模擬裝配后的結(jié)果進行分別安裝，將管段5、管段13、管段17作為調(diào)節(jié)管段，長度上均留有余量，以區(qū)16、區(qū)18作為定位基準(zhǔn)吊入框架內(nèi)，用游標(biāo)卡尺測量兩區(qū)各對應(yīng)零件之間的中心距，調(diào)平行且需與測量的L4+L5對等，裝入兩筒體1、10后，使兩筒體達(dá)到平行，將其余各區(qū)吊入框架安裝后，首先確定管段5的尺寸，當(dāng)區(qū)11、區(qū)15調(diào)整在一個水平面時，然后水平調(diào)整區(qū)11位置，使區(qū)11上、下部中心對準(zhǔn)，用游標(biāo)卡尺測量管段5的尺寸，再分別用游標(biāo)卡尺測量出管段13、管段17的尺寸并進行加工和安裝，用管道將各區(qū)的安裝連接起來，整套裝置除筒體上部的安裝外，所有零件聯(lián)接處都是由密封槽20與密封環(huán)21配合，并通過螺栓、螺母壓緊以進行密封，最后安裝兩個筒體1、10，兩個筒體分別裝入密封環(huán)21，密封環(huán)21上、下錐面分別與兩筒體和平蓋的內(nèi)錐面相配合。
本發(fā)明通過熱處理、精加工、裝配每個環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制，特別是熱處理時采用亞溫淬火、回火的工藝方法，全面滿足了除砂器的力學(xué)性能要求，為30CrMoA鋼制除砂器的成功研制打下了堅實的基礎(chǔ)。鋼制除砂器經(jīng)過兩次水壓試驗，制造的除砂器裝置無任何泄露，壓力保持穩(wěn)定，并且符合《超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，測量的筒體、管段外徑的殘余變形值都未超過0.05mm，順利通過了鍋檢所的檢驗，標(biāo)志著除砂器裝置的研制成功。


圖1是除砂器成套裝置管路連接示意2是圖1的A-A向剖視3是圖1的B-B向剖視4是使空位中心3、6對準(zhǔn)的木頭結(jié)構(gòu)示意5是密封環(huán)在密封槽內(nèi)的放置狀態(tài)6是密封環(huán)在密封槽內(nèi)夾緊前、后狀態(tài)7是密封環(huán)與筒體配合狀態(tài)圖具體實施方式
本發(fā)明采用亞溫淬火+高溫回火方法對30CrMoA進行熱處理，而后裝配，裝配過程如下如圖1、2、3所示，裝配前對各個零件的長度尺寸進行了精確的測量并作記錄，使筒體1與10間的尺寸L、L1、L2、L3、L4、L5、L6一一對等，將筒體1與10間分區(qū)，各區(qū)按照模擬裝配后的結(jié)果進行分別安裝，調(diào)節(jié)管段長度上留有余量，各區(qū)安裝，用調(diào)節(jié)管段將各區(qū)的安裝連接起來，完成整個管路的安裝，所有零件聯(lián)接處都是由各個密封槽與密封環(huán)配合，并通過螺栓、螺母壓緊以進行密封，最后安裝兩個筒體上部，分別裝入密封環(huán)21，并蓋上平蓋25。裝配后要求密封環(huán)的兩翼面分別與筒體1、10、平蓋25的端面間隙L7為0.5mm～0.7mm。
本發(fā)明的筒體采用30CrMoA鋼鍛件的主要技術(shù)要求，其要求的力學(xué)性能指標(biāo)見表1，表1

筒體還需做-40℃的夏比(V型缺口，橫向)沖擊試驗，沖擊功應(yīng)不小于20J。
筒體在制造過程中必須至少做一次100％超聲波探傷，精加工后必須做縱、橫波探傷和表面磁粉檢測，水壓試驗后應(yīng)做復(fù)核性無損檢測。超聲波探傷和磁粉檢測應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。筒體精加工裝配后應(yīng)進行水壓試驗，試驗壓力為124.2MPa，試驗介質(zhì)為純凈水。
筒體要經(jīng)過亞溫淬火，亞溫淬火主要是獲得馬氏體加少量鐵素體的組織，以降低其韌脆轉(zhuǎn)化溫度。亞溫淬火后的力學(xué)性能試驗結(jié)果見表2，表2

從上表的性能數(shù)據(jù)顯示，30CrMoA材料經(jīng)過熱處理后，不但有高的強度、塑性和韌性，而且還具有良好的低溫性能。
因整個裝置是封閉回路系統(tǒng)，管路零件多，裝配時尺寸累積公差大，零件之間相互制約，要證各相關(guān)部位的聯(lián)接準(zhǔn)確和平衡是非常困難的。如圖1、2、3所示，筒體1與10間的尺寸L、L1、L2、L3、L4、L5、L6必須各自一一對等，否則各部位產(chǎn)生扭曲，調(diào)節(jié)管段13、17無法安裝。因此安裝前，對各個零件的長度尺寸要進行精確的測量并作記錄，然后在裝配圖上進行模擬裝配，通過將各個零件的長度尺寸進行計算，根據(jù)計算結(jié)果合理調(diào)配各個管段、三通及閘閥，使筒體1與10間的尺寸L、L1、L2、L3、L4、L5、L6達(dá)到對等。
因框架的限制，無法在內(nèi)逐個完成零件的安裝，所以先將筒體1、10間的各個零件按管路圖所示分為兩個區(qū)4、區(qū)9及區(qū)11、區(qū)15、區(qū)16、區(qū)18共8個區(qū)，各區(qū)按照模擬裝配后的結(jié)果進行分別安裝。為了在裝配時能夠根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)，將管段5、管段13、管段17作為調(diào)節(jié)管段，長度上均留有余量。
正式總裝時，首先以區(qū)16、區(qū)18作為定位基準(zhǔn)吊入框架內(nèi)，用游標(biāo)卡尺測量兩區(qū)各對應(yīng)零件之間的中心距，調(diào)平行且需與測量的L4+L5對等。在裝入兩筒體1、10后，同樣需用游標(biāo)卡尺測量兩筒體方臺間尺寸，使兩筒體達(dá)到平行。將其余各區(qū)吊入框架安裝后，首先確定管段5的尺寸，當(dāng)區(qū)11、區(qū)15調(diào)整在一個水平面時，管段5的長度才能確定。由于管段13尚未加工，同樣是留有空位，那么如何調(diào)水平呢？加工一個直徑與區(qū)11的三通12、區(qū)15的閘閥14內(nèi)孔直徑相同的圓棒，塞入兩者內(nèi)，用高度儀測量圓棒兩端高度，調(diào)整圖1中所示的墊板8厚度，即可調(diào)整區(qū)11的高度，使圓棒達(dá)到水平，這樣管段5的長度基本可以確定。但是還有一個問題需要解決，即測量前必須先確定圖中空位中心3、6是否對準(zhǔn)，同樣經(jīng)過研制，制作了一個如圖4所示的專用量具，用木頭車成直徑D與上部三通2直徑一致，中心穿一細(xì)繩，下面系鐵制圓錐形吊墜。將木頭塞入上部三通2內(nèi)，觀察吊墜尖部是否在下部閘閥7的孔中心，然后水平調(diào)整區(qū)11位置，使空位中心3、6中心對準(zhǔn)后，方能用游標(biāo)卡尺測量出管段5的長度，且不會造成聯(lián)接后傾斜，裝配面未貼合等問題，最后根據(jù)測量尺寸加工并進行安裝。然后就可分別用游標(biāo)卡尺測量出管段13、管段17的尺寸并進行加工和安裝，這樣整個管路的安裝成功完成。
整套裝置除兩筒體1、10上部的安裝外，所有零件聯(lián)接處都是由各個密封槽20與密封環(huán)21配合，并通過螺栓、螺母壓緊以進行密封。密封環(huán)材料屬于鋼件，所以整套裝置的密封屬于鋼件塑性變形密封，與以往的橡膠材料密封截然不同，從加工到安裝都要困難得多。裝配時密封環(huán)21必須水平放置于密封槽20內(nèi)，如圖5所示，用百分表在零件和密封環(huán)的圓周方向分別測四個點19，使放置時密封環(huán)21與零件水平，并且內(nèi)圈留有間隙。聯(lián)接壓緊的各個螺母必須均勻給預(yù)緊力，絕對不能偏斜。每種規(guī)格的裝配螺母緊固后每個聯(lián)接面處均處于貼合的，無間隙狀態(tài)，圖6a、b顯示了夾緊前后的比較情況，夾緊前有間隙，加緊后無間隙，貼合在一起。
筒體的上部是最后進行安裝的部分，兩個筒體分別裝入密封環(huán)21，并蓋上平蓋25，密封環(huán)21上、下錐面分別與兩筒體1、10的內(nèi)錐面相配合，其配合形式一致，如圖7所示，配合后要求密封環(huán)21的兩端翼面與兩筒體1、10間的端面間隙保證為0.5mm～0.7mm。裝配后兩套筒體與密封環(huán)的間隙經(jīng)測量均在0.6mm左右。
權(quán)利要求
1.除砂器成套裝置的制造方法，其特征在于采用亞溫淬火+高溫回火方法對30CrMoA進行熱處理，具體方法是在600-650℃時保溫2-3小時，在升溫速度≤100℃/h升溫至淬火溫度770-860℃時保溫2-6小時，水冷透；然后再升溫至300-350℃保溫2-3小時，限速≤100℃/h升溫至回火溫度600-670℃保溫5-10小時后出爐空冷，而后裝配，裝配過程如下裝配前對各個零件的長度尺寸進行了精確的測量并作記錄，然后在裝配圖上進行模擬裝配，通過將各個零件的長度尺寸進行計算，根據(jù)計算結(jié)果合理調(diào)配各個零件，使兩筒體(1、10)間的尺寸L、L1、L2、L3、L4、L5、L6各自一一對等，將筒體(1、10)間分為兩個區(qū)(4)、區(qū)(9)及區(qū)(11)、區(qū)(15)、區(qū)(16)、區(qū)(18)共8個區(qū)，各區(qū)按照模擬裝配后的結(jié)果進行分別安裝，將管段(5)、管段(13)、管段(17)作為調(diào)節(jié)管段，長度上均留有余量，以區(qū)(16)、區(qū)(18)作為定位基準(zhǔn)吊入框架內(nèi)，用游標(biāo)卡尺測量兩區(qū)各對應(yīng)零件之間的中心距，調(diào)平行且需與測量的L4+L5對等，裝入兩筒體(1、10)后，使兩筒體達(dá)到平行，將其余各區(qū)吊入框架安裝后，首先確定管段(5)的尺寸，當(dāng)區(qū)(11)、區(qū)(15)調(diào)整在一個水平面時，然后水平調(diào)整區(qū)(11)位置，使區(qū)(11)上、下部中心對準(zhǔn)，用游標(biāo)卡尺測量管段(5)的尺寸，再分別用游標(biāo)卡尺測量出管段(13)、管段(17)的尺寸并進行加工和安裝，用管道將各區(qū)的安裝連接起來，整套裝置除筒體上部的安裝外，所有零件聯(lián)接處都是由密封槽(20)與密封環(huán)(21)配合，并通過螺栓、螺母壓緊以進行密封，最后安裝兩個筒體(1、10)，兩個筒體分別裝入密封環(huán)(21)，密封環(huán)(21)上、下錐面分別與兩筒體和平蓋的內(nèi)錐面相配合。
全文摘要
除砂器成套裝置的制造方法，涉及一種除砂器成套裝置的制造方法。具體步驟如下采用亞溫淬火+高溫回火方法對30CrMoA進行熱處理，再進行如下裝配進行模擬裝配，將兩筒體間分區(qū)，各區(qū)分別安裝，裝入兩筒體，用管道將各區(qū)的安裝連接起來，完成整個管路的安裝，安裝兩個筒體，兩個筒體分別裝入密封環(huán)，并蓋上平蓋。本發(fā)明通過熱處理、精加工、裝配每個環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制，特別是采用亞溫淬火、回火方法，全面滿足了除砂器的力學(xué)性能要求，生產(chǎn)的產(chǎn)品經(jīng)過試驗，無任何泄露，壓力保持穩(wěn)定，符合有關(guān)規(guī)定，測量的筒體、管段外徑的殘余變形值都未超過0.05mm。
文檔編號C22C9/00GK101033514SQ20061016656
公開日2007年9月12日 申請日期2006年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月30日
發(fā)明者徐杰, 譚大偉, 劉志勇, 張承峰, 劉長安, 湯晶晶, 曹虹, 魏琴, 王寒風(fēng), 林勇 申請人:武漢重工鑄鍛有限責(zé)任公司