Forbedring af udbytte styrke konsistens af ASTM A182 F316L API smedede ventillegemer
Den dybdegående undersøgelse og eksperimentering fra smedeforhold til hærdningstemperatur
Med den primære evne til at betjene olie- og gas kunderne, er de metaldele, der anvendes i API-applikationer, smedning en af Teamco’s største produktionskapaciteter til at producere metaldele til ventiler med høj styrke. Vi kan smede metaldele af kulstofstål og rustfrit stål til at opfylde kundernes anvendelser. Før vi går videre med bearbejdningen for at opnå kundernes design, skal vi først sikre os, at smede kvaliteten opfylder de internationale standarder, herunder både kemiske sammensætninger og fysiske egenskaber. Varmebehandling er normalt den nøgleprocedure, der skal til for at opnå de ønskede fysiske egenskaber, såsom trækstyrke, flydestræk og hårdhed osv. I nogle situationer vil Charpy V-Notch slagtest være påkrævet. Vi havde en oplevelse med at smede ventilhuset i ASTM A182 F316L materiale, som ikke konsekvent opfyldte ASTM's minimumskrav på 25.000 psi flydestræk. Den kemiske sammensætning var fuldt ud i overensstemmelse. Vi indså, at funktionen af løsningstempningen for sådan austenitisk rustfrit stål grundlæggende ikke var for at øge styrken. Dog viste de mekaniske tests gentagne gange utilstrækkelig flydestræk, hvilket resulterede i produktafvisning og reduceret produktionsudbytte. En omfattende metallurgisk undersøgelse blev gennemført for at identificere årsagerne og optimere hele smede- og varmebehandlingsprocessen. Til sidst blev problemet overvundet.
| Sag: | Forbedring af udbytte styrke konsistens af ASTM A182 F316L API smedede ventillegemer |
|---|---|
| Kunde Land: | USA |
| Anvendelse: | Olie & Gas, API Anvendelse |
| Produktnavn: | Kugleventillegeme 0.5” ~ 2” NPT F316L |
| Materialer: | Varmsmedning |
Kundekrav
En af vores kunder krævede smedede kugleventillegemer lavet af ASTM A182 F316L materiale, med en kemisk sammensætning der er fuldt overensstemmende med den oprindelige specifikation. Vi stod over for et problem, at efter løsningstørring, gentagne gange ikke kunne opfylde minimumskravet på 25.000 psi på tværs af batchen ved at teste de smedede testprøver, selvom materialets kemi selv blev bekræftet at være inden for specifikationen.
Tekniske problemer eller udfordringer
F316L er et materiale med mekaniske egenskaber, der er meget følsomme over for betingelserne for opløsningsbehandling, termisk ensartethed og kontrol af afkøling efter smedning. Vi antog oprindeligt, at materialet kunne have været:
Overblødt af overdreven opløsningsvarmebehandling.
Ujævnt opvarmet på grund af lille delstørrelse og forkert indlæsningsarrangement.
Beholdt for længe før hærdning, hvilket tillod kornvækst.
Påvirket af utilstrækkelig kontrol af hærdningsvand, herunder vandtemperaturstabilitet og afkølingstid.
Teamco Løsninger
Trin 1: Bekræft standarden og testmetoden<br>Først bekræftede vi, at den minimale flydestræk på 25.000 psi var det gældende ASTM A182 F316L krav for dette produktkrav. Vi bekræftede også, at trækprøver blev taget fra den smedede blok, og at problemet påvirkede hele partiet, ikke kun et enkelt afvigende stykke.
Trin 2: Gennemgå smede- og varmebehandlingsparametre
Derefter gennemgik vi smede- og løsning varmebehandlingsprocessen:
-Smedeforholdet blev bekræftet til 3:1 min. hvilket effektivt forfiner kornstrukturen.
-Løsningstemperaturen blev bekræftet til at være mindst 1040°C.
-Overførselstiden fra ovn til vandkøletank skulle være meget kort.
-Temperaturen på kølevandet skulle kontrolleres stabil.
-For at kontrollere kornstørrelsen kunne holdetiden ikke være overdreven, mens den komplette karbidopløsning blev opretholdt.
-Ovnens lastning og stabling blev arrangeret korrekt for at sikre jævn opvarmning af delene.
Trin 3: Introducer vakuumovn varmebehandling til forsøg
Vi gennemførte derefter en forsøgs sammenligning mellem den konventionelle ovn og vakuumovn varmebehandling. De vigtigste fordele ved vakuumbehandling var:
-Ren, iltfri opvarmningsmiljø.
-Reduceret overfladeoxidation.
-Bedre termisk ensartethed på tværs af små dele.
Forsøget viste, at varmebehandling i vakuumovne hjalp med at forbedre styrkestabiliteten, men stigningen i udbydestyrken var begrænset snarere end dramatisk. Dette indikerede, at vakuumopvarmning kunne forbedre konsistensen, men det var ikke en fuldstændig erstatning for procesoptimering.
Trin 4: Juster processen, når styrken stadig var utilstrækkelig
venstre
Vi optimerede yderligere fremstillingsruten, før vi opnåede et fuldt tilfredsstillende resultat:
-Tilføjede kontrolleret størrelsesdeformation, hvor det var tilladt.
-Omdesignede smedeforholdet og køleflowet efter smedning.
-Forbedrede hærdningsoverførselstid og vandtemperaturkontrol.
-Strammede ovnens belastningslayout for at sikre, at hver del fik ensartet varmeeksponering.
-Kontroller den endelige smedetemperatur for at bevare den fine kornstruktur, mens den rette deformation opretholdes.
-Hvis nødvendigt, skal vi vælge materialeleverandører, der kan levere finere og mere ensartede kornstrukturer.
Kunde Fordele
- <p>I stedet for kun at ændre én procesparameter blev et omfattende optimeringsprogram for fremstillingen implementeret. Ved at følge denne trin-for-trin validerings- og forbedringsplan opnåede vi til sidst den tilfredsstillende udbytte styrke. Vores produktionsudbytte og procespålidelighed blev væsentligt forbedret. Kunden opnåede:</p>
- Stabil udbytte styrke, der opfylder den krævede ASTM A182 F316L mål.
- Bedre batch konsistens og lavere testresultat spredning.
- Forbedret kontrol af varmebehandlingskvalitet for små smedede ventillegemer.
- Reduceret risiko for afvisning i API og olie- & gasapplikationer.
- En mere robust produktionsproces uden at ændre den oprindelige materialespecifikation.
- <p>Sammenfattende blev det succesfulde resultat opnået ikke ved at ændre materialets kemi, men ved at korrigere ensartetheden i varmebehandlingen, kontrol af hærdning og stabiliteten i smedeprocessen. Når det kombineres med optimerede smede- og varmebehandlingsparametre, blev den overordnede processtabilitet og konsistens i de mekaniske egenskaber betydeligt forbedret. Kunden var imponeret over vores forbedringsprogram og beslutsomhed for at opnå de endelige krav. Teamco betragter hver forpligtelse som topprioritet.</p>