2025-05-13 17:14
阀体是阀门的关键承压部件，其锻件工艺需确保高强度、密封性、耐腐蚀性及复杂流道的***成型。以下是阀体锻件的详细工艺流程及控制要点：
1. 材料选择
常用材料：
碳钢：ASTM A105（通用阀门）、A216 WCB（高温）；
低合金钢：A182 F11/F22（Cr-Mo钢，耐高温高压）；
不锈钢：A182 F304/F316（耐腐蚀）、F51（双相钢）；
特殊合金：A494 CW6M（哈氏合金）、Gr.2（钛合金）。
坯料要求：
钢锭或棒料需经UT检测，确保无缩孔、夹杂；
高合金材料需进行熔炼分析（如真空感应熔炼+电渣重熔）。
2. 锻造工艺
（1）加热与成型
加热控制：
碳钢：1150~1200℃（终锻温度≥850℃）；
不锈钢：1100~1180℃（终锻温度≥900℃）；
钛合金：850~950℃（需氩气保护）。
成型方法：
自由锻+模锻复合工艺：
镦粗+冲孔形成阀体毛坯；
模锻成型流道腔体（需多向模锻机，分上模、下模及侧向冲头）；
等温锻造（钛/镍基合金）：
模具加热至材料塑性温度，缓慢成型避免开裂。
关键控制：
流道部位锻造比≥4，确保致密度；
法兰与阀体过渡区圆角R≥10mm（降低应力集中）。
（2）特殊结构处理
小口径阀体：可采用棒料直接钻孔+挤压成型流道；
大口径阀体：分段锻造后焊接（需焊后热处理）。
3. 锻件热处理
碳钢/低合金钢：
正火+回火：正火（900~950℃）+回火（600~650℃）；
要求硬度：HB 140~220（按API 600标准）。
不锈钢：
固溶处理：1050~1100℃水淬（奥氏体钢）；
时效处理：双相钢需在550~600℃保温。
去应力退火：
焊接阀体需600℃保温缓冷。
4. 机械加工
粗加工：
车削法兰端面、阀体轮廓，留2mm余量；
钻阀杆孔/流道预孔（留精加工余量）。
精加工：
流道成型：
五轴联动加工中心铣削复杂流道（如球阀腔体）；
电火花加工（EDM）用于硬质合金阀座槽。
密封面处理：
堆焊Stellite 6（钴基合金）或喷焊WC涂层；
磨削密封面至Ra≤0.8μm。
螺纹加工：
阀杆螺纹采用数控车削+滚压强化。
5. 无损检测（NDT）
UT检测：
全体积扫查，重点检测流道过渡区（按ASME Sec.VIII Div.2）；
RT检测：
适用于厚壁阀体焊缝（如ASTM E94）；
PT/MT检测：
密封面、螺纹部位100%检查。
6. 表面处理与防腐
酸洗钝化（不锈钢）：
去除氧化层，形成钝化膜；
镀镍/镀铬：
用于碳钢阀体耐腐蚀（如NACE MR0175要求）；
喷涂防腐：
环氧涂层（海水工况）、PTFE衬里（强酸介质）。
7. 性能测试
压力试验：
壳体试验：1.5倍设计压力（API 598）；
密封试验：1.1倍压力（氦气检漏≤10⁻⁶ Pa·m³/s）。
低温冲击测试：
-46℃夏比冲击（如LNG阀门要求≥27J）。
疲劳试验（核电阀）：
模拟启闭循环≥10000次。
特殊工艺案例
超高压阀体（≥100MPa）：
采用等静压锻造（HIP）消除内部缺陷；
流道内壁镜面抛光（Ra≤0.2μm）。
核级阀体：
材料需满足ASME III NF标准；
全程见证试验（包括晶间腐蚀试验）。
常见缺陷及对策
缺陷类型原因解决措施
流道折叠 模锻充型不足 优化预锻形状，增加锻造压力
密封面裂纹 堆焊应力过大 预热+层间温度控制
法兰变形 残余应力释放 增加时效处理工序
符合标准
设计标准：API 6D/6A、ASME B16.34、GB/T 12224；
材料标准：ASTM A182、A350、A694；
检测标准：API 598、ISO 5208。
通过上述工艺控制，阀体锻件可满足石油、化工、核电等严苛工况需求。关键点在于锻造流道完整性、密封面耐久性及材料适应性，需根据阀门类型（闸阀、球阀、截止阀等）调整工艺细节。
