[发明专利]一种合金钢、高温高压抗硫节流阀及制造方法

说明书

本发明公开了一种合金钢、高温高压抗硫节流阀及制造方法，以F22材成分为基础进行设计改良改良，始锻温度≤1200℃，保温时间为0.5小时/英寸～1.5小时/英寸，终锻温度为850～950℃，锻造采用液压机WHF锻造法+锻锤FM锻造法将钢锭进行横向纵向三次反复镦拔，总锻造比＞6:1；采用950℃正火，930℃淬火，663℃回火，保温时间为1.0～1.5小时/英寸；采用Fronius TIG自动化堆焊技术，采用堆焊Inconel 625镍基合金，堆焊前设计机加工基准面；切削加工。本发明的优点是优化锻造技术控制和热处理工艺得到耐高温高压抗硫且满足超长使用寿命、高安全系数设计及实际使用要求的锻件。

技术领域

本发明属于海洋石油开采设备技术领域，尤其涉及一种合金钢、高温高压抗硫节流阀及制造方法。

背景技术

用于海洋石油开采的设备，由于长期暴露在带有盐分的潮湿空气中，常常因零部件被腐蚀而损坏。而且这些设备由于处在持续不断的工作状态之下，受交变载荷冲击，对零部件的硬度、强度等都有较高的要求，常常采用锻造的方法制造工件。深海油气勘探与开发采用采油树作为井口控制装置，节流阀是采油树的关键部件，耐高温高压抗硫节流阀的材料和部件制造属于材料应用前端技术。产品焊接后按焊接工艺要求需要进行高温焊后热处理(665℃)消除焊接应力，但同时要求保证产品母材强度在高温焊后热处理(665℃)以后仍然达到屈服强度80KSI(552MPa)的技术指标。现有技术中，绝大部分选用F22材质的锻件均难以实现在高温焊后热处理(665℃)之后测试性能仍然具备80KSI(552MPa)屈服强度。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种合金钢、高温高压抗硫节流阀及制造方法，通过成分设计、锻造技术控制和热处理工艺优化，得到耐高温高压抗硫且满足超长使用寿命、高安全系数设计及实际使用要求的锻件。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种合金钢，其特点是该合金钢的重量组份包括：C：0.10～0.15％，Si：0.00～0.35％，Mn：0.3～0.6％，P：0.000～0.010％，S：0.000～0.010％，Cr：2.00～2.5％，Ni：0.00～0.5％，Mo：0.90～1.10％，Cu：0.000～0.083％，Ti：0.000～0.025％，Bi：0.000～0.010％，Nb：0.001～0.040％，Al：0.000～0.055％,Sn：0.000～0.007％,V：0.001～0.06％,B：0.0000～0.0005％,Pb：0.000～0.010％,As：0.000～0.020％,Sb：0.000～0.020％,Ca：0.000～0.005％，其余为Fe。

在本发明一个具体的实施例中，所述合金钢的重量组份包括：C：0.120～0.135％，Si：0.20～0.32％，Mn：0.4～0.55％，P：0.008～0.010％，S：0.005～0.008％，Cr：2.15～2.35％，Ni：0.2～0.3％，Mo：0.90～1.00％，Cu：0.000～0.083％，Ti：0.001～0.024％，Bi：0.001～0.005％，Nb：0.001～0.010％，Al：0.020～0.040％,Sn：0.005～0.007％,V：0.001～0.030％,B：0.0001～0.0004％,Pb：0.000～0.006％,As：0.004～0.010％,Sb：0.0010～0.010％,Ca：0.001～0.004％，其余为Fe。

本发明的另一个目的在于提供一种高温高压抗硫节流阀，其特点是该高温高压抗硫节流阀包括阀体和阀盖，所述阀体和阀盖由上述合金钢为原料进行制备；该高温高压抗硫节流阀用于深海采油树。

本发明的另一个目的在于提供一种高温高压抗硫节流阀部件阀体和阀盖的制造方法，其特点是包括如下工艺步骤：