Verbeteren van de consistentie van de opbrengststerkte van ASTM A182 F316L API forgeerkleplichamen
De grondige inspectie en experimentatie van de smeltverhouding tot de afkoelt temperatuur
Met de belangrijkste capaciteit om olie- en gasklanten te bedienen, is het vervaardigen van metalen onderdelen voor API-toepassingen, een van de belangrijkste productiecapaciteiten van Teamco om metalen onderdelen voor hoge sterkte kleppen te produceren. We kunnen metalen onderdelen van koolstofstaal en roestvrij staal voor kleppen vervaardigen om aan de toepassingen van de klant te voldoen. Voordat we verdergaan met het bewerken om de ontwerpen van de klant te realiseren, moeten we eerst ervoor zorgen dat de kwaliteit van de smeedstukken voldoet aan de internationale normen, inclusief zowel chemische samenstellingen als fysieke eigenschappen. Warmtebehandeling is meestal de sleutelprocedure om de vereiste fysieke eigenschappen te bereiken, zoals treksterkte, vloeigrens en hardheid, enz. In sommige situaties zal de Charpy V-Notch Impact Test vereist zijn. We hebben ervaring opgedaan met het smeden van de klepbehuizing in ASTM A182 F316L-materiaal, dat niet consistent voldeed aan de ASTM-minimumeis van 25.000 psi vloeigrens na oplossingsthermische behandeling. De chemische samenstelling voldeed volledig. We realiseerden ons dat voor dergelijke austenitische roestvrijstaal de functie van het oplossingstempelen niet in wezen was om de sterkte te verhogen. Echter, de mechanische testen toonden herhaaldelijk onvoldoende rekgrens, wat resulteerde in productafwijzing en een vermindering van de productieopbrengst. Er werd een uitgebreide metallurgische onderzoek uitgevoerd om de oorzaken te identificeren en het gehele smeed- en warmtebehandelingsproces te optimaliseren. Uiteindelijk werd het probleem overwonnen.
| Geval: | Verbeteren van de consistentie van de opbrengststerkte van ASTM A182 F316L API forgeerkleplichamen |
|---|---|
| Klantland: | VS |
| Toepassing: | Olie & Gas, API-toepassing |
| Productnaam: | Kogelkleplichaam 0.5” ~ 2” NPT F316L |
| Materialen: | Warmforging |
Klantvereiste
Een van onze klanten had gesmede kogelkleplichamen nodig, gemaakt van ASTM A182 F316L-materiaal, met een chemische samenstelling die volledig voldoet aan de oorspronkelijke specificatie. We ondervonden een probleem dat na de oplossingstempeling de vloeigrens herhaaldelijk niet voldeed aan de minimumvereiste van 25.000 psi in de hele batch door de gesmede testmonsters te testen, hoewel de chemie van het materiaal zelf was bevestigd binnen de specificatie te liggen.
Technische problemen of uitdagingen
F316L is een materiaal met mechanische eigenschappen die zeer gevoelig zijn voor de omstandigheden van de oplossingbehandeling, thermische uniformiteit en controle van de afkoeling na het smeden. We veronderstelden aanvankelijk dat het materiaal mogelijk:
Te veel was verzacht door overmatige oplossing warmtebehandeling.
Ongelijkmatig was verwarmd door de kleine deeltjesgrootte en onjuiste laadindeling.
Te lang was bewaard voor het afschrikken, waardoor korrelgroei mogelijk was.
Beïnvloed was door onvoldoende controle van het afschrikwater, inclusief stabiliteit van de watertemperatuur en koelingstijd.
Teamco Oplossingen
Stap 1: Bevestig de norm en testmethode<br>Eerst bevestigden we dat de minimale vloeigrens van 25.000 psi de toepasselijke ASTM A182 F316L vereiste was voor deze productvereiste. We hebben ook geverifieerd dat trekmonsters zijn genomen uit het gesmede blok en dat het probleem de hele batch beïnvloedde, niet alleen een enkele uitschieter.
Stap 2: Beoordeel de parameters voor smeden en warmtebehandeling
Vervolgens hebben we het smeden en het oplossing warmtebehandelingsproces beoordeeld:
-De smeedverhouding werd bevestigd op 3:1 min. wat effectief de korrelstructuur verfijnt.
-De oplossing behandelings temperatuur werd bevestigd op ten minste 1040°C.
-De overdrachtstijd van de oven naar de waterafkoeltank moest zeer kort zijn.
-De temperatuur van het afkoelwater moest stabiel worden gecontroleerd.
-Om de korrelgrootte te beheersen, mocht de houdtijd niet te lang zijn terwijl de volledige carbiedoplossing behouden bleef.
-De belading en stapeling van de oven werden goed geregeld om een gelijkmatige verwarming van de onderdelen te waarborgen.
Stap 3: Introduceer vacuümoven warmtebehandeling voor proef
We hebben vervolgens een proefvergelijking uitgevoerd tussen de conventionele oven en de vacuümoven warmtebehandeling. De belangrijkste voordelen van vacuümverwerking waren:
-Schone, zuurstofvrije verwarmingsomgeving.
-Verminderde oppervlakteoxidatie.
-Betere thermische uniformiteit over kleine onderdelen.
De proef toonde aan dat warmtebehandeling in een vacuümoven hielp de sterkte-stabiliteit te verbeteren, maar de toename van de opbrengststerkte was beperkt in plaats van dramatisch. Dit gaf aan dat vacuümverwarming de consistentie kon verbeteren, maar het was geen volledige vervanging voor procesoptimalisatie.
Stap 4: Pas het proces aan wanneer de sterkte nog onvoldoende was.
links
We hebben de productie-route verder geoptimaliseerd voordat we een volledig bevredigend resultaat behaalden:
-Toegevoegd gecontroleerde maatdeformatie waar toegestaan.
-Herontworpen de smeedverhouding en de koelingstroom na het smeden.
-Verbeterde de afkoeltijd en de temperatuurregeling van het water.
-Verstevigde de ovenbelading om ervoor te zorgen dat elk onderdeel uniforme warmte-expositie kreeg.
-Beheers de uiteindelijke smeedtemperatuur om de fijne korrelstructuur te behouden terwijl de juiste vervorming wordt gehandhaafd.
-Indien nodig moeten we materiaal leveranciers selecteren die in staat zijn om fijnere en consistentere korrelstructuren te leveren.
Klantenvoordelen
- <p>In plaats van slechts één procesparameter te wijzigen, werd er een uitgebreid optimalisatieprogramma voor de productie geïmplementeerd. Door dit stapsgewijze validatie- en verbeterplan te volgen, hebben we uiteindelijk de bevredigende rekgrens verkregen. Onze productieopbrengst en procesbetrouwbaarheid zijn aanzienlijk verbeterd. De klant bereikte:</p>
- Stabiele opbrengststerkte die voldoet aan de vereiste ASTM A182 F316L-doelstelling.
- Betere consistentie van batches en lagere spreiding van testresultaten.
- Verbeterde controle over de kwaliteit van de warmtebehandeling voor kleine gesmede kleplichamen.
- Verminderde kans op afkeuring in API- en olie- en gastoepassingen.
- Een robuuster productieproces zonder de oorspronkelijke materiaalspecificatie te veranderen.
- <p>Samenvattend, het succesvolle resultaat werd niet bereikt door de materiaalkunde te veranderen, maar door de uniformiteit van de warmtebehandeling, de controle van de afkoeling en de stabiliteit van het smeedproces te corrigeren. In combinatie met geoptimaliseerde smeed- en warmtebehandelingsparameters werd de algehele processtabiliteit en consistentie van de mechanische eigenschappen aanzienlijk verbeterd. De klant was onder de indruk van ons verbeterprogramma en onze vastberadenheid om aan de uiteindelijke eisen te voldoen. Teamco beschouwt elke verplichting als de hoogste prioriteit.</p>