Výrobní proces výkovků ochranných kroužků motorů

Výrobní proces výkovků ochranných kroužků motorů

Studoval proces kování za tepla, proces zpracování pevného roztoku, a proces hydraulického zpevnění vyboulení za studena u pojistného kroužku motoru 1Mn18Cr18N, určil technické parametry procesu a nakonec vyrobil požadovaný pojistný kroužek. výkovky kroužků.

Ochranný kroužek 20MW vysokovýkonného elektromotoru s ultravysokými otáčkami je klíčovou součástí hnacího motoru na posilovacím čerpadle národního projektu lokalizace klíčových zařízení - západo-východní plynárenské soustavy. Projekt potrubí. Klíčem k vyřešení procesu lokalizace tohoto elektromotoru je, zda jej lze sériově vyrábět v tuzemsku. Vzhledem k vysokým technickým požadavkům a náročnosti výroby ochranného kroužku v této specifikaci se pro instalaci používají dovážené výkovky, což vede k vysokým cenám a velkému nákladovému zatížení celého stroje, což omezilo proces lokalizace elektromotoru této specifikace. Aby nahradila dovoz a odstranila technické překážky, vyvinula naše společnost tento výrobek a uspěla, čímž vytvořila výrobní kapacitu pro sériovou výrobu.

Protože se rotor otáčí vysokou rychlostí (5200 ot./min), musí pojistný kroužek odolávat velké odstředivé síle na konci rotoru a zabránit poškození konce cívky rotoru. Od pojistného kroužku se vyžadují dobré mechanické vlastnosti (R_p0.2>1070MPa). Použitím materiálu 1Mn18Cr18N k výrobě ochranného kroužku lze nejen zabránit zahřívání ochranného kroužku motoru během provozu v důsledku elektromagnetické indukce, ale také účinně zvýšit pracovní účinnost a bezpečnost motoru během provozu. Obyčejný tepelné zpracování metody nemohou zlepšit mechanické vlastnosti austenitických materiálů bez fázových změn při pokojové teplotě. Ke zlepšení mechanických vlastností tohoto materiálu lze použít pouze hydraulické zpevnění deformací za studena.

1. Technické specifikace ochranného kroužku pro motor 20MW1Mn18Cr18N

Při dodávce hotového ochranného kroužku je nutné splnit požadavky zákazníka na jeho výkonnostní ukazatele a vnitřní kvalitu. Zákazník požaduje, aby chemické složení hotového výrobku výkovku ochranného kroužku odpovídalo tabulce 1, mechanické vlastnosti tabulce 2 a magnetická permeabilita by neměla překročit hodnotu 13,2 při intenzitě magnetického pole 8 000 A/m × 10^-7H/m, zbytkové napětí by mělo být menší než 10% meze kluzu. Dodá se hotový ochranný kroužek o rozměrech Ф 800 mm ×Ф 670 mm × 585 mm a vnitřek se zkontroluje podle normy. nedestruktivní testování požadavky JB/T7030-2002, aby se zajistilo, že nedochází k nadměrným vadám.

Tabulka 1 Požadavky na chemické složení 1Mn18Cr18N (hmotnostní frakce, %)

C	Si	Mn	P	S	Cr	N
≤0.12	≤0.80	17.5-20.0	≤0.05	≤0.015	17.5-20.0	≥0.47

Tabulka.2 Požadavky na mechanické vlastnosti

Projekt	Rp0.2/MPa	Rm/MPa	A4（ %）	Z（ %）	KV/J
Tangenciální směr	1070 - 1210	≥1070	≥15	≥52	≥82
Zkušební teplota/T	95 - 105				20 - 27

2. Vývoj procesu kování za tepla pro ochranné kroužky

Na základě požadavků zákazníka na mechanické vlastnosti zkušebního kroužku obrobku ochranného kroužku v kombinaci s dlouholetými zkušenostmi z výroby a výroby a výkonnostními charakteristikami samotného materiálu se získají příslušné údaje, na jejichž základě se stanoví hrubé rozměry soustružení a rozměry procesu kování výkovku ochranného kroužku. To je největší rozdíl oproti běžnému nastavení procesu kování.

Výrobní proces ochranného kroužku je následující: tavení → odlévání ingotů → ohřev → kování → hrubé soustružení → úprava pevným roztokem → přesné zpracování před zpevněním → zpevnění hydraulickým vyboulením za studena → tepelné zpracování pro snížení zbytkového napětí → fyzikální a chemické zkoušky → nedestruktivní zkoušky po přesném zpracování → balení a dodávka. Rozměry polotovaru výkovku pojistného kroužku jsou uvedeny na obrázku 1 a kroky procesu kování za tepla jsou uvedeny v tabulce 3, které se kují pomocí ocelových ingotů přetavených elektrostruskou.

Obrázek 1 Rozměry záslepky pojistného kroužku Výkovky

Tabulka.3 Plán procesu kování za tepla

Četnost požárů	Teplota/˚C	Vysvětlení procesu deformace
1. požár	1 000-1200	Převrácení do výšky 400 mm
2. požár	1 000-1200	Průměr děrování je Ф 300 mm
3. požár	1 000-1200	Průměr rozšiřovacího otvoru je Ф 470 mm.
4. požár	1 000-1200	Prodloužení jádrové tyče na 600 mm
5. požár	950-1200	Chlazení vodou po prodloužení a vyrovnání čelní plochy pro splnění podmínekss požadavky

Obrázek 2 Křivka procesu zpracování pevného roztoku
V procesu kování výkovků pojistných kroužků za tepla, protože ocel pojistných kroužků 1Mn18Cr18N patří mezi austenitické nerezové oceli s vysokým nemagnetickým manganem, s obsahem manganu a chromu 18% a obsahem dusíku nad 0,5%, se během procesu kování snadno vytvářejí povrchové trhliny. Aby se zabránilo vzniku povrchových trhlin, je nutné během kování lehce udeřit, přiměřeně použít malé množství redukce a kontrolovat množství podávání.

3. Zpracování pevného roztoku

Zpracování pevným roztokem znamená zahřátí slitiny na vysokoteplotní jednofázovou zónu a její udržování při konstantní teplotě, což umožňuje úplné rozpuštění karbidů v austenitické matrici a následné rychlé ochlazení za účelem získání rovnoměrné a stabilní austenitické struktury, zlepšení houževnatosti a odolnosti proti korozi a zvýšení deformace za studena, která posiluje výkonnost materiálu. Křivka zpracování polotovaru v pevném stavu po hrubém opracování záchytného kroužku 1Mn18Cr18N je znázorněna na obrázku 2.

4. Zpevnění deformací za studena

• (1) Aby byly splněny požadavky zákazníka na mechanické vlastnosti a rozměry výkovků pojistných kroužků, je nutné je zpevnit hydraulickým vyboulením a deformací za studena.
• (2) Pomocí vysokotlakého čerpadla vstříkněte vodu do uzavřeného prostoru tvořeného ochranným kroužkem a formou, čímž dojde k plastické deformaci ochranného kroužku po hrubém soustružení. To může usnadnit kontrolu vnějších rozměrů ochranného kroužku a rychlosti deformace.
• (3) Tento ochranný kroužek je ve srovnání s běžnými ochrannými kroužky štíhlý. Má velký poměr stran před vyboulením, což může snadno způsobit konkávní přípojnici (obecně známou jako zvonové ústí) během hydraulického vyboulení. Před rozšířením ochranného kroužku jsme vyrobili polohovací a omezovací zařízení. Stanovili jsme okamžité hodnoty parametrů nízkého tlaku, které zajišťují, že proces hydraulického rozpínání ochranného kroužku odpovídá ultravysokému tlaku kapaliny potřebnému k rozpínání. Po pečlivé kontrole a neustálém zlepšování řídicích parametrů byl ochranný kroužek deformován z velikosti 660 mm před vyboulením na 810 mm s tolerancí ± 2 mm.

5. Tepelné ošetření pro zmírnění napětí

Po zpevnění musí výkovek ochranného kroužku projít tepelným zpracováním, aby se stabilizovala organizace a snížilo zbytkové napětí. Křivka odlehčení napětí ochranného kroužku je znázorněna na obrázku 3.

6. Výsledky testů

Výrobce odebere středový kroužek na obou koncích pojistného kroužku a odřízne zkušební kroužek pro mechanické zkoušky. Počet a umístění tahových a rázových vzorků pro každý zkušební kroužek je uveden na obrázku 4. Vezmeme-li jako příklad pec T1205271, výsledky zkoušky mechanických vlastností jsou uvedeny v tabulce 4 a výsledky ultrazvukové zkoušky jsou uvedeny v tabulce 5. Výsledky metalografického zkoušení ukazují radiální velikost zrn 4 úrovně a podélnou velikost zrn 4 úrovně. Metalografická struktura se skládá z austenitu a stopových bodů podobných karbidům. Zkouška magnetické propustnosti byla provedena podle ustanovení "Technické dohody o kování a výrobě motorových záchytných kroužků pro plynovod západ-východ", Výsledky zkoušky byly o jeden řád nižší než požadavky uživatele.

Obrázek 3 Křivka odlehčení napětí

Obrázek 4 Místo a množství odběru vzorků

Tabulka 4 Skutečné výsledky zkoušek mechanických vlastností

Rp0.2/MPa	Rm/MPa	A（%）.	Z（%）.	kv2/J
1120	1124	23.5	60	115
1083	1099	24.5	62	129
1103	1117	24.5	64	133
1085	1098	24	62	130.5
1130	1143	22.5	62	144
1130	1145	23	63	137.5
1103	1113	22.5	66	145
1136	1147	24	62	156

Tabulka 5 Výsledky ultrazvukových zkoušek

PXUT350 + parametry	Frekvence sondy/MHz	Citlivost/ mm	Spojka	Drsnost povrchu Ra/ μ m
	2. 5	Ф2	Motorový olej	3.2
Kritéria přijatelnosti	JB/T 7030-2002
Výsledky inspekce	Nebyly zjištěny žádné nadstandardní vady a vnitřní kvalita pracovního místae splňuje standardní požadavky

7. Závěr

Výrobní proces pojistných kroužků motoru zahrnuje kování za tepla, zpracování v pevném roztoku, hydraulické zpevnění vyboulení deformací za studena atd. Stanovené technické parametry procesu zajišťují kontrolu kvality vlastního výrobního procesu, splňují požadavky uživatelů na různé technické ukazatele této specifikace výkovků pojistných kroužků a vyplňují mezeru v domácí výrobě pojistných kroužků 1Mn18Cr18N s ultravysokou rychlostí.

Autor: Mgr: Zhang Xudong

Zdroj: Čína Výrobce výkovků kroužků - Yaang Pipe Industry Co., Limited (www.ugsteelmill.com)

(Yaang Společnost Pipe Industry je předním výrobcem a dodavatelem výrobků ze slitin niklu a nerezové oceli, včetně přírub z nerezové oceli Super Duplex, přírub z nerezové oceli, tvarovek z nerezové oceli, trubek z nerezové oceli. Výrobky Yaang se široce používají v lodním stavitelství, jaderné energetice, námořním strojírenství, ropném, chemickém, důlním, čistírenském, plynárenském a tlakovém průmyslu a dalších odvětvích.)

Pokud chcete získat více informací o článku nebo se s námi podělit o svůj názor, kontaktujte nás na adrese [email protected]