作者：王祝堂

 

表1 平板閥閥板性能

    注：（1）四種部件均由廣東省計(jì)量所測(cè)量；（2）平行性和平面性的測(cè)面積，美國(guó)部件為40mm×50mm，有色院的為85mm×195mm；鉆采廠(chǎng)與有色院的為85mm×191mm。

 

 

　　天然氣都是從地下采集的，或多或少的含有硫，這種含硫的氣體對(duì)常用的金屬材料都有不同程度的腐蝕作用，同時(shí)，噴出壓力高，對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)件有強(qiáng)烈的沖刷作用，因此，要求材料有良好的綜合性能和優(yōu)異的抗硫腐蝕性能，例如，作為高壓防硫采氣井口密封部件的大面積閥板與閥座，它們都是很關(guān)鍵的的結(jié)構(gòu)件，要求：?jiǎn)㈤]靈活，安全可靠，耐酸性腐蝕介質(zhì)H2S-CO2-H2O與（20%-25%）HCI介質(zhì)腐蝕；同時(shí)，作為井口啟閉件，更要質(zhì)硬，HRC＞45，耐強(qiáng)力磨損，抗高速氣流沖刷，耐高比壓摩傷，摩擦系數(shù)低，密封比?。豢估瓘?qiáng)度40MPa-70 MPa。上世紀(jì)80年代后期，廣州有色金屬研究院研究表明，TC4合金經(jīng)氮化處理后所制造的密封組合件的表面硬度、光潔度和尺寸精度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且優(yōu)于美國(guó)卡麥隆公司的產(chǎn)品，所制備的密封組合件：密封可靠，啟閉力矩小，可在高壓下安全可靠地運(yùn)行。

 

　　密封部件制備工藝

 

　　TC4平板閥密封件制備工藝：鍛坯→應(yīng)力消除退火→機(jī)械加工與密封面機(jī)磨→定形處理→密封面研磨→離子處理。離子處理在制備高性能密封面中是一道很重要的工藝，其處理參數(shù)為：處理溫度，閥板的880℃-900℃，閥座的840℃-860℃；處理時(shí)間6h-8h；最大加熱速度＜15℃/min；最大冷卻速度＜18℃/min；反應(yīng)氣氛N2＋H2混合氣體，并加入微量氧，N2含量66%-90%；工作氣壓1.33MPa-1.73MPa；氣體流量100L/h-150L/h；電流密度3mA/cm2-7mA/cm2。為確保密封部件尺寸精度，除合理選擇處理工藝參數(shù)外，還應(yīng)提高輝光放電穩(wěn)定性，另外，還要合理裝爐。離子處理可以大幅提高TC4合金耐磨性、抗蝕性，同時(shí)，保持了基體和滲層韌性。

 

　　密封件性能

 

　　廣州有色金屬研究院胡佑塒等對(duì)四種鈦合金平板閥閥板的一些性能進(jìn)行了檢測(cè)（表1），各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)要求，表面硬度和尺寸精度比同規(guī)格的美國(guó)FMC-OCT閥板的更高，為使用創(chuàng)造了穩(wěn)定可靠的條件。工藝效果具有很好的重復(fù)性，處理后無(wú)一廢品。

 

　　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

 

　　廣州有色金屬研究院對(duì)組裝的鈦合金TC4平板閥閥體進(jìn)行了強(qiáng)度及密封性水壓試驗(yàn)、扭矩試驗(yàn)、地面靜態(tài)天然氣試驗(yàn)、井口動(dòng)態(tài)天然氣生產(chǎn)性試驗(yàn)，都達(dá)到了或好于設(shè)定值與預(yù)期效果。

 

 

 

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