Naturgas, som kan eller ikke kan indeholde svovl, udvindes fra jorden. Denne svovlholdige gas har forskellige grader af korrosion på almindeligt anvendte metalmaterialer. Samtidig har det høje udstødningstryk en stærk skurende effekt på udstyrets konstruktionsdele. Derfor skal materialet have god omfattende ydeevne og fremragende anti-svovlkorrosionsevne. Som ventilpladen og ventilsædet til højtryks-svovlgasbrøndhovedets tætningskomponenter med stort område er de for eksempel meget kritiske strukturelle dele, der kræver: fleksibel åbning og lukning, sikker og pålidelig og modstandsdygtig over for sure ætsende medier H2S-CO2-H2O og (20%-25%) HCI medium korrosion; på samme tid, som brøndhovedets åbnings- og lukkedele, skal de være hårde, HRC＞45, modstandsdygtige over for stærkt slid, modstandsdygtige over for højhastigheds-luftstrømsrensning, modstandsdygtige over for høj specifik trykfriktion, lav friktionskoefficient, lille tætningsforhold; trækstyrke 40MPa-70 MPa. I slutningen af 1980'erne viste forskning fra Guangzhou Research Institute of Nonferrous Metals, at overfladehårdheden, glatheden og dimensionsnøjagtigheden af tætningsenheder fremstillet af TC4-legering efter nitreringsbehandling opfyldte designkravene og var overlegne i forhold til produkterne fra Cameron Corporation of the United stater. De forberedte tætningsenheder havde pålidelig tætning, lille åbnings- og lukkemoment og kunne fungere sikkert og pålideligt under højt tryk.
Klargøringsproces for tætningskomponenter
TC4 fladventiltætningsforberedelsesproces: smedning af råemne → spændingsudglødning → bearbejdning og tætningsoverfladeslibning → formbehandling → tætningsoverfladeslibning → ionbehandling. Ionbehandling er en meget vigtig proces i forberedelsen af højtydende tætningsoverflader. Dens behandlingsparametre er: behandlingstemperatur, 880 grader -900 grader for ventilplader, 840 grader -860 grader for ventilsæder; behandlingstid 6t-8t; maksimal opvarmningshastighed<15℃/min; maximum cooling rate <18℃/min; reaction atmosphere N2+H2 mixed gas, with trace oxygen added, N2 content 66%-90%; working pressure 1.33MPa-1.73MPa; gas flow 100L/h-150L/h; current density 3mA/cm2-7mA/cm2. In order to ensure the dimensional accuracy of the sealing components, in addition to the reasonable selection of treatment process parameters, the glow discharge stability should also be improved, and the furnace should be reasonably loaded. Ion treatment can significantly improve the wear resistance and corrosion resistance of TC4 alloy, while maintaining the toughness of the matrix and the carburized layer.
Forseglingsydelse
Hu Youzhen og andre fra Guangzhou Nonferrous Metals Research Institute testede nogle egenskaber af fire flade ventilplader af titanlegering (tabel 1). Alle præstationsindikatorer opfyldte eller oversteg designkravene. Overfladehårdheden og dimensionsnøjagtigheden var højere end dem af samme specifikation amerikanske FMC-OCT ventilplader, hvilket skabte stabile og pålidelige betingelser for brug. Proceseffekten har god repeterbarhed, og der var ingen affaldsprodukter tilbage efter forarbejdningen.
Test på stedet
Guangzhou Nonferrous Metals Research Institute udførte styrke- og tætningsvandtrykstest, drejningsmomenttest, jordstatisk naturgastest og brønddynamisk naturgasproduktionstest på det samlede titanlegering TC4 flade ventilhus, og alle opnåede eller oversteg den indstillede værdi og forventede effekt .
