HastelloyB-3合金是镍钼合金家族的新成员。它对任何温度和浓度的盐酸都具有优异的耐腐蚀性。近几年在核心设备方面。醋酸项目核心设备分离器采用哈氏合金B-3合金材料。其封头为椭圆形封头,直径4m,厚度12.7mm,厚径比3.‰。如果采用一般的冲压工艺,很容易产生木耳边,尺寸和精度不容易把握,难度很大。因为没有之前的经验,可以借鉴。我公司进行了研究,最终确定了密封坯料焊接使用两种冷冲压中间体固溶-固溶-固溶制造制造方案。
1技术方案拟定
1.1坯料的准备;
1.2产品成型;
1.2.1冲压分两次浇注冲压,成型封头采用中间固溶退火;
1.2.2当需要旋转和休息时,使用加热温度并尽量减少旋转。
1.2.3压制设备:吨冲压机、旋压翻边机;
1.2.4最终固溶热处理。
2方案实施
2.1封板和焊接方案采用水下等离子切割mm圆形材料和一块产品测试板。要求打磨光滑,保证周围没有缺陷。由于材料尺寸的限制,板需要焊接。具体方法见焊接工艺。
2.2焊接技术
2.2.1焊接前的准备
(1)焊接坡采用机械加工。焊接环境应清洁。必须有专业的清洁场所;
(2)焊接前,仔细清理宽度及两侧50mm范围,用无色绸布沾丙酮清洗干净。清洗后立即焊接。
2.2.4焊后处理及检测按照JB/T-《承压设备无损检测》进行%PT检测,I级合格;%RT检测,II级合格。
2.3封头成型工艺
(1)全面检查压机设备,应当运行正常,工装模具安装紧固牢靠;
(2)模具清理:压制前对上下模具表面进行仔细清理、打磨;
(3)封头坯料进厂后,应严格按搬运要求,小心放置到规定场地,严禁与黑色金属材料混放;
(4)对坯料表面进行检验,确认是否存在划伤、麻坑及其它表面质量问题,检验中严禁铁质材料直接触及坯料表面,严禁直接踩踏料片;
(5)第一次压制成型后,做硬度检测,以确定是否做固溶处理。
①根据哈氏合金公司提供的相关冷加工要求,当表面变形超过7%时一定要做固溶处理,根据图1冷加工量与硬度的关系图得出硬度≥HV时需要进行固溶处理,为此在焊缝处每隔mm检测一个点,检测值见表2;
②根据表2数据,决定第一次成型后进行固溶退火,固溶退火前必须去除模具、润滑液及其它表面污物。固溶退火工艺见表3。
(6)第二次冲压成型。冲压成型后采用温旋压最终成型,温度控制在℃左右,采用电阻炉整体加热并严格控制旋压道次;
(7)封头成型后,为恢复材料综合性能,决定对成型封头进行最终固溶处理。为防止成型封头变形,采用以下工艺方案:在固熔退火时,要注意防止工件在高温时变形,采用高碳含量的不锈钢材料制作防变形工装,以控制工件的高温变形;采用带水槽的喷淋室进行冷却,喷淋室内带有冷却水循环泵,严格控制水温不高于40℃;采用中性电热处理炉以及便于及时起吊高温红热工件和胎膜的起吊装备;保证B-3材料表面的清洁度,防止在热加工过程中对材料产生污染,具体热处理工艺与表3相同。
2.4对产品试板进行综合性能检测
2.4.1无损检测
焊后对封头及焊接试板焊缝表面按照JB/T-《承压设备无损检测》标准进行
%PT检测,I级合格;%RT检测,II级合格。
2.4.2力学性能
对焊接接头按NB/T-《承压设备焊接工艺评定》进行力学性能试验,未发现裂纹、未融合等缺陷,力学性能及数据见表4。
2.4.3金相检测
焊接接头试样经磨制、抛光及腐蚀后在金相显微镜下分别观察其焊缝、热影响区及母材的微观组织,结果如图4-图6所示。从金相检测结果可知,焊缝及热影响区组织结构与母材相同,封头制造成功。
3结论
各项数据报告表明,成型后的封头各项性能均达到相应的技术标准要求,封头成型工艺方案可行,制造的该台设备已在生产现场安全运行近两年,未出现任何问题,进一步表明按此方案制造的封头在该种设备上运用是安全可靠的。