S應(yīng)力腐蝕工況用法蘭及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，及一種濕H2S應(yīng)力腐蝕工況用法蘭及其生產(chǎn)工
-H-
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【背景技術(shù)】
[0002]在石油加工過程中，含硫原油中的有機(jī)硫化物如硫醇和硫醚等，受熱會(huì)轉(zhuǎn)化分解出相應(yīng)的硫化氫，H2S溶解在水中具有腐蝕性。在濕H2S條件下，H2S對(duì)鋼材的局部腐蝕是石油天然氣開發(fā)中最危險(xiǎn)的腐蝕。局部腐蝕包括點(diǎn)蝕、蝕坑及局部剝落形成的臺(tái)地侵蝕、氫致開裂(HIC)、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂(SSCC)、氯化物應(yīng)力分離腐蝕開裂及微生物誘導(dǎo)腐蝕(MIC)等形式的破壞。
[0003]H2S不僅對(duì)鋼材具有很強(qiáng)的腐蝕性，而且H2S本身還是一種很強(qiáng)的滲氫介質(zhì)，在油氣工業(yè)中，含H2S溶液中鋼材的各種腐蝕(包括硫化氫腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、氫致開裂)已引起了足夠重視，并展開了眾多的研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種濕H2S應(yīng)力腐蝕工況用法蘭及其生產(chǎn)工藝，本發(fā)明產(chǎn)品防腐防銹，耐酸耐堿，硬度高、強(qiáng)度好，不易變形，使用壽命長(zhǎng)。
[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種濕H2S應(yīng)力腐蝕工況用法蘭，包括通孔和對(duì)稱設(shè)置在通孔外部?jī)啥说膬蓚€(gè)相同的法蘭片，且整個(gè)法蘭左右對(duì)稱，形狀完全一樣，其中一個(gè)法蘭片上設(shè)有至少四個(gè)固定孔，法蘭片與通孔連接處的外端部延伸出定位管，法蘭片與通孔連接處的根部設(shè)有圓環(huán)狀卡槽。
[0006]本發(fā)明法蘭產(chǎn)品設(shè)計(jì)科學(xué)，結(jié)構(gòu)合理，在安裝管道時(shí)，法蘭片兩側(cè)的伸出定位管可套接在待安裝的管道內(nèi)，同時(shí)待安裝的管道端部可卡接在圓環(huán)狀卡槽中，可增加管道接縫處的密封性和安全性，將泄漏的可能性降低到最小。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
前述圓環(huán)狀卡槽的最小直徑與定位管的最大直徑相等。
[0008]前述圓環(huán)狀卡槽的深度為5-25_。
[0009]前述定位管的伸出長(zhǎng)度為15-100mm。
[0010]進(jìn)一步的，
本發(fā)明還提供一種濕H2S應(yīng)力腐蝕工況用法蘭的生產(chǎn)工藝，工藝步驟為:熔煉-鍛造-熱處理-切邊-超聲波檢測(cè)-取樣分析，其中:
熔煉:選用5000Kg以下的合金坯料采用真空電弧重熔或電渣重熔，熔煉溫度為3300-3500 °C，合金坯料化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為:C:0.02-0.04%，B:0.32-0.34%，Cr:19.0-19.2%，Ni:8.6-8.8%，Mo:0.17-0.19%，Cu:0.83-0.85%，Al:1.04-1.06%，Si:0.51-0.53%，Nb:0.05-0.07%，Ti:0.12-0.14%，Se:0.22-0.26%，Te:0.11-0.13%，S:0.03-0.05%, P:0.01-0.02%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；
鍛造:將上述經(jīng)過高溫熔煉的合金坯料進(jìn)爐保溫，保溫溫度為1130-1150°C，保溫時(shí)間為4-8h，然后進(jìn)行鍛造，鍛造方法采用自由鍛，控制鍛造比為4-5，并去除氧化皮，預(yù)成型；熱處理:采用正火-二次正火-回火的熱處理工藝，正火后保溫2-4小時(shí)后進(jìn)行二次正火，二次正火后保溫1-3小時(shí)后進(jìn)行回火，正火溫度為865-885°C，采用第一冷卻工序冷至室溫，使合金坯料組織完全奧氏體化，且細(xì)化奧氏體晶粒；二次正火溫度為895-925?，采用第二冷卻工序冷至室溫，合金坯料得到板條馬氏體組織；回火溫度為695-715?，采用第三冷卻工序冷至室溫，合金坯料得到以回火索氏體為主的組織，并通過馬氏體的逆轉(zhuǎn)變使合金坯料中逆變奧氏體的數(shù)量增多，且逆轉(zhuǎn)奧氏體主要分布在板條馬氏體邊界，使組織更加彌散、均勻分布；
第一冷卻工序:先采用水冷以8-ll°C /s的冷卻速率將合金坯料冷卻至620-650°C，然后空冷至550-570°C，再采用壓縮空氣或霧狀淬火液以6-8°C /s的冷卻速率將合金坯料冷卻至室溫；
第二冷卻工序:先采用水冷以7-9°C /s的冷卻速率將合金坯料冷卻至650-660°C，然采用風(fēng)冷以4-6°C /s的冷卻速率將合金坯料冷卻至490-510°C，再采用水冷以7_9°C /s的冷卻速率將合金坯料冷卻至室溫；
第三冷卻工序:先采用風(fēng)冷以5-7°C /s的冷卻速率將合金坯料冷卻至510-530°C，再采用水冷以11_13°C /s的冷卻速率將合金坯料冷卻至370-390°C，最后采用壓縮空氣或霧狀淬火液以7-9 °C /s的冷卻速率將合金坯料冷卻至室溫；
檢測(cè)分析:將上述法蘭坯料通過超聲波檢測(cè)其內(nèi)部的鍛造質(zhì)量，并取樣對(duì)鍛件的機(jī)械性能進(jìn)行分析，以上監(jiān)測(cè)分析均合格后，將法蘭坯料收集備用。
[0011]熱處理一方面使逆變奧氏體在馬氏體板條晶間呈薄片狀析出，分布均勻；另一方面，提高逆變奧氏體的熱穩(wěn)定性，從而使晶界和基體韌化，可以顯著提法蘭的低溫沖擊韌性，獲得了意想不到的技術(shù)效果。
[0012]檢測(cè)分析:將上述法蘭坯料冷卻至室溫，通過超聲波檢測(cè)其內(nèi)部的鍛造質(zhì)量，并取樣對(duì)鍛件的機(jī)械性能進(jìn)行分析，以上監(jiān)測(cè)分析均合格后，將法蘭坯料收集備用。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明法蘭產(chǎn)品設(shè)計(jì)科學(xué)，結(jié)構(gòu)合理，在安裝管道時(shí)，法蘭片兩側(cè)的伸出定位管可套接在待安裝的管道內(nèi)，同時(shí)待安裝的管道端部可卡接在圓環(huán)狀卡槽中，可增加管道接縫處的密封性和安全性，將泄漏的可能性降低到最小。
[0014]本發(fā)明產(chǎn)品中，碳含量0.02-0.04%，不但不影響屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，同時(shí)塑性和沖擊性提高，而且還會(huì)提高鋼的耐大氣腐蝕能力；硅含量0.51-0.53%，作為還原劑和脫氧劑，能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，而且硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用；鉻含量19.0-19.2%，能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和初性，且又能提尚鋼的抗氧化性和耐腐蝕性；鎮(zhèn)含量8.6-8.8%，能提尚鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性，鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力；鉬含量0.17-0.19%，鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力，與鉬結(jié)合，能提高機(jī)械性能，抑制合金鋼由于火而引起的脆性；鈦含量0.12-0.14%，是鋼中強(qiáng)脫氧劑，它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力，降低時(shí)效敏感性和冷脆性，改善焊接性能；鈮含量0.05-0.07%，能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，可改善焊接性能，可防止晶間腐蝕現(xiàn)象；銅含量0.83-0.85%，提高強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能；鋁含量1.04-1.06%，鋁是鋼中常用的脫氧劑，加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。
[0015]本發(fā)明工藝熱處理一方面使逆變奧氏體在馬氏體板條晶間呈薄片狀析出，分布均勻；另一方面，提高逆變奧氏體的熱穩(wěn)定性，從而使晶界和基體韌化，可以顯著提法蘭的低溫沖擊韌性，獲得了意想不到的技術(shù)效果；同時(shí)，本發(fā)明還采用自由鍛的方式，消除了縮孔、縮松、氣孔等缺陷，使毛坯具有更高的力學(xué)性能；通過對(duì)原材料進(jìn)行化學(xué)分析、鍛造的溫度和鍛造比的控制、鍛造后的正火處理，使得鍛造出的鍛件能夠適應(yīng)在含硫和含磷成分較高的工況條件下使用，并具有良好的機(jī)械性能，同時(shí)可達(dá)到以下機(jī)械性能:屈服強(qiáng)度小于345MPa，硬度HB ( 200 ;具有良好的耐晶間腐蝕的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的主視圖；
圖2為本發(fā)明的剖視圖；
其中，1-通孔，2-定位管，3-卡槽，4-法蘭片，5-固定孔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種濕H2S應(yīng)力腐蝕工況用法蘭，結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，包括通孔和對(duì)稱設(shè)置在通孔外部?jī)啥说膬蓚€(gè)相同的法蘭片，且整個(gè)法蘭左右對(duì)稱，形狀完全一樣，其中一個(gè)法蘭片4上設(shè)有六個(gè)固定孔5，法蘭片4與通孔I連接處的外端部延伸出定位管2，法蘭片4與通孔I連接處的根部設(shè)有圓環(huán)狀卡槽3。
[0018]前述圓環(huán)狀卡槽3的最小直徑與定位管2的最大直徑相等；圓環(huán)狀卡槽3的深度為15mm ;定位管2的伸出長(zhǎng)度為45mm。
[0019]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種濕H2S應(yīng)力腐蝕工況用法蘭的生產(chǎn)工藝，工藝步驟為:熔煉-鍛造-熱處理-切邊-超聲波檢測(cè)-取樣分析，其中:
熔煉:選用5000Kg以下的合金坯料采用真空電弧重熔或電渣重熔，熔煉溫度為3300°C，合金坯料化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為:C:0.02%，B:0.32%，Cr:19.0%，N1:8.6%，Mo:0.17%，Cu:0.83%，Al:1.04%，S1:0.51%，Nb:0.05%，T1:0.12%，Se:0.22%，Te:0.11%，S:0.03%，P:0.01%，其余為F