专利名称：一种含Ti耐蚀合金密封环的加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于石油化工装置、耐腐蚀管道连接装置，具体涉及一种含Ti耐蚀合金密封环的加工工艺。
背景技术：
法兰连接结构在现代工业中使用非常广泛，法兰使用压力在IlMpa以上时，需要采用金属环垫的密封形式。在法兰上开有梯形密封槽，两个法兰对接，在两个法兰梯形槽中放置金属密封环，靠连接螺栓的压力将金属密封环压变形从而达到密封的目的。为了使密封环变形而法兰本身不变形。法兰连接结构有一个通用的要求金属密封环的硬度要比法兰本身的硬度低30HB以上，采用奥氏体不锈钢做法兰时，一般采用硬度较低的10#钢或普通的奥氏体不锈钢316L做垫片。
在法兰连接结构使用过程中，密封环也接触介质，必须具有同等的耐腐蚀性能。而在石油化工装置中，腐蚀比较苛刻情况下，要求使用含Ti耐蚀合金材料来做法兰。这种耐蚀合金法兰按一般工艺处理后，法兰硬度在160 170HB之间，法兰和密封环的硬度都在这个范围内，在这种情况下，用于连接结构，存在两个难点1、如何针对同种含Ti耐蚀合金获得两种不同的硬度，并且密封环比法兰硬度低30HB以上。2、在保证密封环与法兰有30HB硬度差的条件下，同时要保证该密封环的耐腐蚀性能不下降。在目前的使用中，为了使密封圈的硬度与含Ti耐蚀合金法兰硬度匹配，一般使用316L材质的密封环。
发明内容
本发明的目的是提出一种含Ti耐蚀合金密封环的加工工艺，使其能降低含Ti耐蚀合金密封环的硬度，实现含Ti耐蚀合金相同材质法兰和密封环之间的30HB以上的硬度差，并同时保证密封环的耐腐蚀性能，解决工程中耐腐蚀环境下的法兰连接结构和抗腐蚀问题。本发明为完成上述发明目的采用如下技术方案
一种含Ti耐蚀合金密封环的加工工艺，含Ti耐蚀合金的化学成分范围如下(质量百分数):C :彡 O. 02% ；S1:彡 O. 35% ；Mn :彡 O. 8% ；S^0. 010% ；P ^ O. 025% ；Cr :22. O 23. 0% ；Ni 39. O 40. 0% ；Mo 2. 8 3· 2% ；Cu :2. 0 2· 3% ；A1 :彡 O. 2% ；T1:0. 6 1. 2% ；N^0. 0080% ；0^ 0. 0050% ;余量为金属Fe ;加工工艺的具体步骤如下
第一步合金的冶炼
采用“真空冶炼+电渣重熔”的工艺冶炼密封环使用的合金钢锭；
第二步锻造成型
采用自由锻的方式将密封环锻造成型；加热温度1180±20°C，保温时间大于I小时；终锻温度不低于900°C ；
第三步粗加工
将密封环基本加工到尺寸，单面留Imm左右的加工余量；
第四步热处理
密封环的热处理采用两级加热制度完成；第一级采用电阻式热处理炉将密封环加热至1180±10°C，保温30分钟；第二级工件炉冷到980±10°C保温60分钟，出炉水冷；
热处理工序中，采用1180±10°C处理降低工件的硬度，保证密封环与法兰的硬度匹配，实现密封性能；采用炉冷方式避免工件通过低温区，并在980± 10°C保温进行稳定化处理， 保证工件的耐腐蚀性能；
第五步精加工 密封环精加工成型。本发明提出的一种含Ti耐蚀合金密封环的加工工艺，采用上述技术方案，降低了含Ti耐蚀合金密封环的硬度，硬度在115 130HB之间；实现了含Ti耐蚀合金相同材质法兰和密封环之间的30HB以上的硬度差，同批次材料制造的法兰硬度在160 175HB之间，满足了法兰密封的硬度差要求，同时也保证了密封环的耐腐蚀性能；另外还保证了密封环的耐腐蚀性能，解决了工程中耐腐蚀环境下的法兰连接结构和抗腐蚀问题。
具体实施例方式结合具体实施例对本发明加以说明
某批次含Ti耐蚀合金其化学成分如下(质量百分数)C :0. 15% ；Si 0. 30% ；Mn :0. 7% ；S 0. 005% ；P 0. 024% ；Cr :22. 2% ；N1:39. 2% ；Mo :2. 9% ；Cu :2. 1% ；A1 :0. 12% ；T1:0. 8% ；N
0.0075% ；0 0. 0048%，余量为 Fe。第一步合金的冶炼
采用“真空冶炼+电渣重熔”工艺冶炼直径为Φ 260，重量500kg的电渣锭。采用含Ti耐蚀合金的现有冶炼工艺。合金的冶炼中，采用与含Ti耐蚀合金法兰相同的冶炼工艺，且上述Ti耐蚀合金为目前市场上销售且使用比较普遍的合金材料，上述合金材料的冶炼工艺为成熟的工艺。第二步锻造成型
采用2吨自由锻锤进行锻造，工件加热到1170°C，保温时间1. 5小时开始锻造。将钢锭锻造为100mm*IOOmm的四方。采用锯床下料后，在750kg自由锻锤上，将工件锻为一个圆环，规格为外径210mm，内径170mm，高度23mm。终锻温度920°C ；
第三步粗加工
将密封圈进行粗加工，加工至规格为外径202mm，内径178mm，高度17mm。第四步热处理
采用IOkw热处理炉将工件加热至1180±10°C，保温30分钟后，工件炉冷到980±10°C时保温60分钟，出炉水冷。取样进行硬度检测。实际测试硬度为125HB。按照ASTM A262标准方法E进行测试。耐腐蚀性能良好。第五步精加工 工件精加工成型。
权利要求
1.一种含Ti耐蚀合金密封环的加工工艺，含Ti耐蚀合金的化学成分范围如下(质量百分数)C O. 02% ；Si ( O. 35% ；Mn ( O. 8% ；S ( O. 010% ；P ( 0. 025% ；Cr :22. 0 23. 0% ；Ni 39. 0 40. 0% ；Mo 2. 8 3. 2% ；Cu 2. 0 2. 3% ；A1 ( 0. 2% ；Ti 0. 6 L 2% ； 0. 0080% ；0 ( 0. 0050% ;余量为金属Fe ;加工工艺的具体步骤如下第一步合金的冶炼采用“真空冶炼+电渣重熔”的工艺冶炼密封环使用的合金钢锭；第二步锻造成型采用自由锻的方式将密封环锻造成型；加热温度1180±20°C，保温时间大于I小时； 终锻温度不低于900°C ；第三步粗加工将密封环基本加工到尺寸，单面留Imm左右的加工余量；其特征在于第四步热处理；密封环的热处理采用两级加热制度完成；第一级采用电阻式热处理炉将密封环加热至 1180± 10°C，保温30分钟；第二级工件炉冷到980± 10°C保温60分钟，出炉水冷；第五步精加工密封环精加工成型。
全文摘要
本发明属于石油化工装置、耐腐蚀管道连接装置，提出一种含Ti耐蚀合金密封环的加工工艺，加工工艺的具体步骤如下第一步合金的冶炼，第二步锻造成型，第三步粗加工，第四步热处理；密封环的热处理采用两级加热制度完成；第一级采用电阻式热处理炉将密封环加热至1180±10℃，保温30分钟；第二级工件炉冷到980±10℃保温60分钟，出炉水冷；第五步精加工。本发明降低了含Ti耐蚀合金密封环的硬度，实现了含Ti耐蚀合金相同材质法兰和密封环之间的30HB以上的硬度差，并同时保证了密封环的耐腐蚀性能，解决了工程中耐腐蚀环境下的法兰连接结构和抗腐蚀问题。
文档编号C22F1/00GK103014473SQ201210571610
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者杨俊峰, 宁天信, 袁亚民, 范芳雄 申请人:洛阳双瑞特种装备有限公司