一種高壓臨氫工況用法蘭及其熱處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓臨氫工況用法蘭，法蘭組成成份的質(zhì)量百分比：Ni：11～11.8％、Li：12～12.5％、Si：1.65～1.7％、Al：0.15～0.2％、C：0.26～0.28％、Mn：0.15～0.2%，Na：0.05～0.08%，K：0.22～0.28%，P：0.003～0.005%，Cu：0.7～0.9%，Mg：0.55～0.6%，復(fù)合稀土：3.25～3.28%，其余為Fe；該法蘭的熱處理工藝：步驟（1）：將原料送入鍛造爐進(jìn)行鍛造；步驟（2）：將鍛造好的法蘭毛坯進(jìn)行熱處理；步驟（3）：法蘭進(jìn)行拉伸和沖擊試驗(yàn)；步驟（4）：進(jìn)行100%超聲波檢測；步驟（5）：進(jìn)行100%磁粉探傷檢查。
【專利說明】—種高壓臨氫工況用法蘭及其熱處理工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓臨氫工況用法蘭，具體的說是一種高壓臨氫工況用法蘭及其熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，高壓加氫裝置是煉油的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，是利用加氫技術(shù)提高質(zhì)量和效益。裝置上的各種臨氫零件，由于形狀復(fù)雜，大多數(shù)都是鑄鋼件。工況特性為臨氫、高溫、高壓，并伴隨硫化氫的操作。臨氫環(huán)境中氫對(duì)金屬的腐蝕，原子氫和分子氫能部分地與鋼中微裂紋或氣泡壁上的碳或碳化物反應(yīng)生成甲烷聚集于微隙中的甲烷空穴(裂紋源)。普通的不銹鋼鑄件上有較多的微裂紋、氣孔、夾渣、非金屬夾雜物。不能保證抗氫性能，高壓加氫裝置系統(tǒng)中的法蘭一且泄漏易引發(fā)自燃爆炸惡性事故，造成人員和設(shè)備的損失，所以急需尋求一種高壓臨氫工況用法蘭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種高壓臨氫工況用法蘭及其熱處理工藝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)了設(shè)備抗氫性能，增加法蘭的使用壽命，滿足臨氫、高溫、高壓特殊工況下安全可靠使用的要求，避免發(fā)生生產(chǎn)事故。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:一種高壓臨氫工況用法蘭，法 蘭組成成份的質(zhì)量百分比=N1:11~11.8%、L1:12~12.5%、S1:1.65~
1.7%,Al:0.15 ~0.2%、C:0.26 ~0.28%,Mn:0.15 ~0.2%,Na:0.05 ~0.08%,K:0.22 ~
0.28%, P:0.003 ~0.005%, Cu:0.7 ~0.9%, Mg:0.55 ~0.6%,復(fù)合稀土:3.25 ~3.28%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:25~28%，Dy:18.5 ~18.8%, Pm:12.3 ~12.5%, Gd:1.2 ~1.5%, Sm:22 ~25%, Nd:8.3 ~8.5% ;其余為Ce和不可避免的雜質(zhì)，該高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝按以下步驟進(jìn)行:
步驟(1):將原料送入鍛造爐進(jìn)行鍛造，法蘭的鍛件制造標(biāo)準(zhǔn)不低于III級(jí)；控制終鍛溫度和鍛造比，終鍛溫度> 900°C，鍛造比> 3 ；
步驟(2):當(dāng)材料為碳鋼時(shí)采用正火進(jìn)行熱處理:將鍛造好的法蘭毛坯加熱至850-9100C，保溫30-45min，然后采用第一冷卻工序冷卻至30_40°C ；當(dāng)材料為奧氏體不銹鋼時(shí)采用固溶處理:將不銹鋼加熱至1100-120(TC，然后采用第二冷卻工序冷卻至室溫；
步驟(3):熱處理爐次的法蘭先進(jìn)行拉伸和沖擊試驗(yàn):拉伸試驗(yàn)檢測項(xiàng)目:Rm >550MPa，Rp0.2 > 210MPa，A > 40% ;沖擊試驗(yàn)檢采用夏比擺錘沖擊方法檢測，拉伸和沖擊試驗(yàn)合格后，進(jìn)入下道工序；
步驟(4):熱處理爐次的法蘭然后按照J(rèn)B/T4730標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行100%超聲波檢測，檢測合格后進(jìn)入下道工序；
步驟(5):碳素鋼及低合金鋼按照J(rèn)B/T4730標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行100%磁粉探傷檢查，探傷檢查采用干法+連續(xù)法+觸頭法，檢測合格后即為成品。[0005]這樣，通過本發(fā)明的技術(shù)方案，獲得高壓臨氫工況用法蘭，該法蘭具抗氫性能好，能增加法蘭的使用壽命，滿足臨氫、高溫、高壓特殊工況下安全可靠使用的要求，避免發(fā)生生產(chǎn)事故，節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效益。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
前述的高壓臨氫工況用法蘭，法蘭組成成份的質(zhì)量百分比:Ni:11%, Li:12%, Si:
1.65%, Al:0.15%, C:0.26%, Mn:0.15%, Na:0.05%, K:0.22%, P:0.003%, Cu:0.7%, Mg:0.55%，復(fù)合稀土:3.25%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:25%, Dy:18.5%, Pm:12.3%, Gd:1.2%, Sm:22%, Nd:8.3% ;其余為 Ce 和不可避免的雜質(zhì)。
[0007]前述的高壓臨氫工況用法蘭，法蘭組成成份的質(zhì)量百分比:N1:11.5%,Li:
12.3%, Si:1.68%, Al:0.18%、C:0.25%,Mn:0.18%, Na:0.06%, K:0.25%, P:0.004%, Cu:0.8%，Mg:0.58%，復(fù)合稀土:3.26%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:26%, Dy:18.6%, Pm:12.4%, Gd:1.3%, Sm:24%, Nd:8.4% ;其余為 Ce 和不可避免的雜質(zhì)。
[0008]前述的高壓 臨氫工況用法蘭，法蘭組成成份的質(zhì)量百分比:N1:11.8%, Li:
12.5%, Si:1.7%, Al:0.2%, C:0.28%, Mn:0.2%, Na:0.08%, K:0.28%, P:0.005%, Cu:0.9%,Mg:0.6%，復(fù)合稀土:3.28%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:28%, Dy:18.8%, Pm:12.5%, Gd:1.5%, Sm:25%, Nd:8.5% ;其余為 Ce 和不可避免的雜質(zhì)。
[0009]前述的高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝，熱處理設(shè)備采用罩式爐，采用罩式爐，安全性好，溫度均勻，退火周期短，成本低。
[0010]前述的高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝，步驟(5)中當(dāng)材料為奧氏體不銹鋼材料按照J(rèn)B/T4730標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行100%著色滲透探傷檢查，這樣，方便快捷，適用于任何材質(zhì)，成本低。
[0011]前述的高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝，第一冷卻工序:先用風(fēng)冷以10-15°c /S的速度冷卻至500-550°C，然后再水冷以20-25°C /S的速度冷卻至30_40°C，這樣晶粒度更均勻，機(jī)械性能更好，而且提高其耐腐蝕性能和抗氫性能。
[0012]前述的高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝，第二冷卻工序:先空冷至800-850°C，在水冷以15-25°C /S的速度冷卻至450-500°C，然后再風(fēng)冷以10_18°C /S的速度冷卻至室溫，這樣晶粒度更細(xì)，更均勻，機(jī)械性能更好，而且提高其耐腐蝕性能和抗氫性能。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:高壓臨氫工況用法蘭，該法蘭具抗氫性能好，能增加法蘭的使用壽命，滿足臨氫、高溫、高壓特殊工況下安全可靠使用的要求，避免發(fā)生生產(chǎn)事故，節(jié)約成本，提聞生廣效益。
[0014]本發(fā)明的用于制造法蘭的合金材料中含Ni，其中鎳起抗氧化和抗腐蝕作用，在650~1000°C高溫下有較高的強(qiáng)度和抗氧化、抗燃?xì)飧g能力，甚至可在1000~1100°C溫度下長期使用；其中含銅，可提高耐各種酸腐蝕和應(yīng)力腐蝕的能力；其中含鋁，使得合金具有較高的電阻率、較低的電阻率溫度系數(shù)和良好的耐蝕性，提高合金材料的抗氧化性，耐高
溫強(qiáng)度。
[0015]加入的復(fù)合稀土元素到合金材料中，能起到精煉、脫硫、中和低熔點(diǎn)有害雜質(zhì)的作用，并可以改善合金的加工性能，尤其是鎳合金中，可以在很大程度上改善合金的物理化學(xué)性能，并提高合金室溫及高溫機(jī)械性能。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種高壓臨氫工況用法蘭，法蘭組成成份的質(zhì)量百分比:Ni:11%,Li:12%,Si:1.65%,Al:0.15%,C:0.26%,Mn:0.15%,Na:0.05%,K:0.22%, P:0.003%, Cu:0.7%，Mg:0.55%，復(fù)合稀土:3.25%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:25%, Dy:18.5%, Pm:12.3%, Gd:1.2%, Sm:22%, Nd:8.3% ;其余為 Ce 和不可避免的雜質(zhì)；
該高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝按以下步驟進(jìn)行:
步驟(1):將原料送入鍛造爐進(jìn)行鍛造，法蘭的鍛件制造標(biāo)準(zhǔn)為III級(jí)；控制終鍛溫度和鍛造比，終鍛溫度91 (TC，鍛造比4 ;
步驟(2):當(dāng)材料為碳鋼時(shí)采用正火進(jìn)行熱處理:將鍛造好的法蘭毛坯加熱至850°C，保溫30min，然后先用風(fēng)冷以10°C /S的速度冷卻至500°C，然后再水冷以20°C /S的速度冷卻至300C ；
步驟(3):熱處理爐次的法蘭 先進(jìn)行拉伸和沖擊試驗(yàn):拉伸試驗(yàn)檢測項(xiàng)目:Rm=555MPa，Rp0.2=215MPa, A=42% ;沖擊試驗(yàn)檢采用夏比擺錘沖擊方法檢測，拉伸和沖擊試驗(yàn)合格后，進(jìn)入下道工序；
步驟(4):熱處理爐次的法蘭然后按照J(rèn)B/T4730標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行100%超聲波檢測，檢測合格后進(jìn)入下道工序；
步驟(5):碳素鋼及低合金鋼按照J(rèn)B/T4730標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行100%磁粉探傷檢查，探傷檢查采用干法+連續(xù)法+觸頭法，檢測合格后即為成品。
[0017]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種高壓臨氫工況用法蘭，法蘭組成成份的質(zhì)量百分比:N1:11.5%,Li:12.3%, Si:1.68%,Al:0.18%,C:0.25%,Mn:0.18%, Na:0.06%, K:0.25%, P:0.004%,Cu:0.8%，Mg:0.58%，復(fù)合稀土:3.26%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:26%,Dy:18.6%,Pm:12.4%,Gd:1.3%, Sm:24%,Nd:8.4% ;其余為 Ce和不可避免的雜質(zhì)；
該高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝按以下步驟進(jìn)行:
步驟(1):將原料送入鍛造爐進(jìn)行鍛造，法蘭的鍛件制造標(biāo)準(zhǔn)不低于III級(jí)；控制終鍛溫度和鍛造比，終鍛溫度920°C，鍛造比5 ;
步驟(2):當(dāng)材料為碳鋼時(shí)采用正火進(jìn)行熱處理:將鍛造好的法蘭毛坯加熱至910°C，保溫45min，然后先用風(fēng)冷以15°C /S的速度冷卻至550°C，然后再水冷以25°C /S的速度冷卻至40°C ；
步驟(3):熱處理爐次的法蘭先進(jìn)行拉伸和沖擊試驗(yàn):拉伸試驗(yàn)檢測項(xiàng)目:Rm=560MPa，Rp0.2=220MPa, A=45% ;沖擊試驗(yàn)檢采用夏比擺錘沖擊方法檢測，拉伸和沖擊試驗(yàn)合格后，進(jìn)入下道工序；步驟(4):熱處理爐次的法蘭然后按照J(rèn)B/T4730標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行100%超聲波檢測，檢測合格后進(jìn)入下道工序；
步驟(5):碳素鋼及低合金鋼按照J(rèn)B/T4730標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行100%磁粉探傷檢查，探傷檢查采用干法+連續(xù)法+觸頭法，檢測合格后即為成品。
[0018]實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的一種高壓臨氫工況用法蘭，法蘭組成成份的質(zhì)量百分比:N1:11.8%,L1:12.5%、S1:1.7%、Al:0.2%,C:0.28%,Mn:0.2%, Na:0.08%, K:0.28%, P:0.005%, Cu:0.9%,Mg:0.6%，復(fù)合稀土:3.28%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:28%, Dy:18.8%, Pm:12.5%, Gd:1.5%, Sm:25%, Nd:8.5% ;其余為 Ce 和不可避免的雜質(zhì)；
該高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝按以下步驟進(jìn)行:
步驟(1):將原料送入鍛造爐進(jìn)行鍛造，法蘭的鍛件制造標(biāo)準(zhǔn)不低于III級(jí)；控制終鍛溫度和鍛造比，終鍛溫度960°C，鍛造比6 ；
步驟(2):當(dāng)材料為碳鋼時(shí)采用正火進(jìn)行熱處理:將鍛造好的法蘭毛坯加熱至880°C，保溫40min，然后先用風(fēng)冷以12°C /S的速度冷卻至520°C，然后再水冷以22°C /S的速度冷卻至32°C ；
步驟(3):熱處理爐次的法蘭先進(jìn)行拉伸和沖擊試驗(yàn):拉伸試驗(yàn)檢測項(xiàng)目:Rm=570MPa，Rp0.2=230MPa, A=50% ;沖擊試驗(yàn)檢采用夏比擺錘沖擊方法檢測，拉伸和沖擊試驗(yàn)合格后，進(jìn)入下道工序；
步驟(4):熱處理爐次的法蘭然后按照J(rèn)B/T4730標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行100%超聲波檢測，檢測合格后進(jìn)入下道工序；
步驟(5):碳素鋼及低合金鋼按照J(rèn)B/T4730標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行100%磁粉探傷檢查，探傷檢查采用干法+連續(xù)法+觸頭法，檢測合格后即為成品。
[0019]下表為實(shí)施例1至3的法蘭性能檢測結(jié)果:
【權(quán)利要求】
1.一種高壓臨氫工況用法蘭，其特征在于:所述法蘭組成成份的質(zhì)量百分比:N1:11~11.8 %、L1:12 ~12.5 %、S1:1.65 ~1.7 %、Al:0.15 ~0.2 %、C:0.26 ~0.28%、Mn:0.15 ~0.2%, Na:0.05 ~0.08%, K:0.22 ~0.28%, P:0.003 ~0.005%, Cu:0.7 ~0.9%,Mg:0.55~0.6%，復(fù)合稀土:3.25~3.28%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:25~28%, Dy:18.5~18.8%, Pm:12.3~12.5%, Gd:1.2~1.5%, Sm:22~25%, Nd:8.3~8.5% ;其余為Ce和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓臨氫工況用法蘭，其特征在于:所述法蘭組成成份的質(zhì)量百分比:Ν?:11%α?:12%, S1:1.65%, Al:0.15%,C:0.26%,Mn:0.15%, Na:0.05%, K:0.22%，P:0.003%, Cu:0.7%，Mg:0.55%，復(fù)合稀土:3.25%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:25%, Dy:18.5%，Pm:12.3%，Gd:1.2%，Sm:22%，Nd:8.3% ;其余為Ce和不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓臨氫工況用法蘭，其特征在于:所述法蘭組成成份的質(zhì)量百分比:Ni:11.5%, Li:12.3%, S1:1.68%, Al:0.18%, C:0.25%, Mn:0.18%, Na:0.06%, K:0.25%, P:0.004%, Cu:0.8%, Mg:0.58%,復(fù)合稀土:3.26%，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:26%, Dy:18.6%，Pm: 12.4%，Gd:1.3%，Sm:24%, Nd:8.4% ;其余為Ce和不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓臨氫工況用法蘭，其特征在于:所述法蘭組成成份的質(zhì)量百分比:Ni:11.8%, Li: 12.5%, S1:1.7%, Al:0.2%, C:0.28%, Mn:0.2%, Na:0.08%,K:0.28%, P:0.005%，Cu:0.9%,Mg:0.6%，復(fù)合稀土:3.28%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:La:28%, Dy:18.8%，Pm:12.5%，Gd:1.5%，Sm:25%，Nd:8.5% ;其余為Ce和不可避免的雜質(zhì)。
5.一種高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝，其特征在于，該熱處理工藝按以下步驟進(jìn)行: 步驟(1):將原料送入鍛造爐進(jìn)行鍛造，所述法蘭的鍛件制造標(biāo)準(zhǔn)不低于III級(jí)；控制終鍛溫度和鍛造比，所述終鍛溫度> 900°c，所述鍛造比> 3 ； 步驟(2):當(dāng)材料為碳鋼時(shí)采用正火進(jìn)行熱處理:將鍛造好的法蘭毛坯加熱至850-9100C，保溫30-45min，然后采用第一冷卻工序冷卻至30_40°C ；當(dāng)材料為奧氏體不銹鋼時(shí)采用固溶處理:將不銹鋼加熱至1100-120(TC，然后采用第二冷卻工序冷卻至室溫； 步驟(3):熱處理爐次的法蘭先進(jìn)行拉伸和沖擊試驗(yàn):拉伸試驗(yàn)檢測項(xiàng)目:Rm >550MPa，Rp0.2 > 210MPa，A > 40% ;沖擊試驗(yàn)檢采用夏比擺錘沖擊方法檢測，所述拉伸和沖擊試驗(yàn)合格后，進(jìn)入下道工序； 步驟(4):熱處理爐次的法蘭然后采用100%超聲波檢測，檢測合格后進(jìn)入下道工序； 步驟(5):碳素鋼及低合金鋼采用100%磁粉探傷檢查，檢測合格后即為成品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝，其特征在于:所述熱處理設(shè)備采用罩式爐。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝，其特征在于:所述步驟(5)中當(dāng)材料為奧氏體不銹鋼材料采用100%著色滲透探傷檢查。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝，其特征在于:所述第一冷卻工序:先用風(fēng)冷以10-15°C /S的速度冷卻至500-550°C，然后再水冷以20_25°C /S的速度冷卻至30-40°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓臨氫工況用法蘭的熱處理工藝，其特征在于:所述第二冷卻工序:先空冷至800-850°C，在水冷以15-25°C /S的速度冷卻至450-500°C，然后再風(fēng)冷以10-18°C /S 的速度冷卻至室溫。
【文檔編號(hào)】C21D9/00GK104032220SQ201410194004
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】李忠云 申請人:無錫市華爾泰機(jī)械制造有限公司