Výrobný proces výkovkov ochranného krúžku motora

Študoval proces kovania za tepla, proces spracovania tuhého roztoku, a proces hydraulického spevňovania vypuklými deformáciami za studena 1Mn18Cr18N, určil technické parametre procesu a nakoniec vyrobil požadovaný poistný krúžok. výkovky krúžkov.

Ochranný krúžok 20MW vysokopevnostného elektromotora s ultravysokými otáčkami je kľúčovou súčasťou hnacieho motora na zvyšovacom čerpadle národného projektu lokalizácie kľúčových zariadení - západo-východného plynovodu Projekt potrubia. Kľúčom k vyriešeniu procesu lokalizácie tohto elektromotora je, či sa dá sériovo vyrábať na domácom trhu. Vzhľadom na vysoké technické požiadavky a náročnosť výroby ochranného krúžku v tejto špecifikácii sa na inštaláciu používajú dovážané výkovky, čo má za následok vysoké ceny a veľké nákladové zaťaženie celého stroja, čo obmedzilo proces lokalizácie elektromotora tejto špecifikácie. S cieľom nahradiť dovoz a odstrániť technické prekážky naša spoločnosť vyvinula tento výrobok a uspela, čím vytvorila možnosť sériovej výroby.

Keďže rotor sa otáča vysokou rýchlosťou (5200 ot./min), poistný krúžok musí odolať veľkej odstredivej sile na konci rotora a zabrániť poškodeniu konca cievky rotora. Od poistného krúžku sa vyžaduje, aby mal dobré mechanické vlastnosti (Rp0.2>1070 MPa). Použitie 1Mn18Cr18N ako materiálu na výrobu ochranného krúžku nielenže zabraňuje zahrievaniu ochranného krúžku motora počas prevádzky v dôsledku elektromagnetickej indukcie, ale tiež účinne zvyšuje pracovnú účinnosť a bezpečnosť motora počas prevádzky. Obyčajný tepelné spracovanie metódy nemôžu zlepšiť mechanické vlastnosti austenitických materiálov bez fázovej zmeny pri izbovej teplote. Na zlepšenie mechanických vlastností tohto materiálu možno použiť len hydraulické spevňovanie deformáciou za studena.

1. Technické špecifikácie ochranného krúžku pre motor 20MW1Mn18Cr18N

Pri dodávke hotového ochranného krúžku je potrebné splniť požiadavky zákazníka na jeho výkonové ukazovatele a vnútornú kvalitu. Zákazník požaduje, aby chemické zloženie hotového výrobku výkovku ochranného krúžku spĺňalo tabuľku 1, mechanické vlastnosti spĺňali tabuľku 2 a magnetická permeabilita by nemala prekročiť 13,2 pri intenzite magnetického poľa 8 000 A/m × 10-7H/m, zvyškové napätie by malo byť menšie ako 10% medze klzu. Dodáva sa hotový ochranný krúžok s rozmermi Ф 800 mm × Ф 670 mm × 585 mm a kontroluje sa jeho vnútro podľa nedeštruktívne testovanie požiadavky uvedené v JB/T7030-2002, aby sa zabezpečilo, že nedôjde k nadmerným chybám.

Tabuľka 1 Požiadavky na chemické zloženie 1Mn18Cr18N (hmotnostná frakcia, %)

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

Tabuľka.2 Požiadavky na mechanické vlastnosti

Projekt Rp0.2/MPa Rm/MPa A4 % Z % KV/J
Tangenciálny smer 1070 - 1210 1070 15 52 82
Testovacia teplota/T 95 - 105 20 - 27

2. Vývoj procesu kovania za tepla pre ochranné krúžky

Na základe požiadaviek zákazníka na mechanické vlastnosti skúšobného krúžku obrobku ochranného krúžku v kombinácii s dlhoročnými skúsenosťami s výrobou a spracovaním a vlastnosťami samotného materiálu sa získajú príslušné údaje na poskytnutie hrubých rozmerov sústruženia a rozmerov procesu kovania výkovku ochranného krúžku. To je najväčší rozdiel oproti bežným nastaveniam procesu kovania.

Výrobný proces ochranného krúžku je nasledovný: tavenie → odlievanie ingotov → ohrev → kovanie → hrubé sústruženie → úprava tuhým roztokom → presné spracovanie pred spevnením → spevnenie hydraulickým vydutím za studena → tepelné spracovanie na zníženie zvyškového napätia → fyzikálne a chemické skúšky → nedeštruktívne skúšky po presnom spracovaní → balenie a dodávka. Rozmery výkovku polotovaru oporného krúžku sú znázornené na obrázku 1 a kroky procesu kovania za tepla sú uvedené v tabuľke 3, ktoré sú vykované pomocou oceľových ingotov pretavených elektrostruskou.

20230501044750 58066 - Výrobný proces výkovkov ochranných krúžkov motorov

Obrázok 1 Rozmery prázdneho upínacieho krúžku Výkovky

Tabuľka.3 Plán procesu kovania za tepla

Frekvencia požiarov Teplota/˚C Vysvetlenie procesu deformácie
1. požiar 1 000-1200 Prevrátenie do výšky 400 mm
2. požiar 1 000-1200 Priemer dierovania je Ф 300 mm
3. požiar 1 000-1200 Priemer dilatačného otvoru je Ф 470 mm
4. požiar 1 000-1200 Predĺženie jadrovej tyče na 600 mm
5. požiar 950-1200 Chladenie vodou po predĺžení a vyrovnaní čelnej plochy, aby sa splnil postupss požiadavky

20230501045300 79133 - Výrobný proces výkovkov ochranných krúžkov motorov

Obrázok 2 Krivka procesu spracovania tuhého roztoku
V procese kovania výkovkov za tepla, pretože oceľ 1Mn18Cr18N patrí k nemagnetickej austenitickej nehrdzavejúcej oceli s vysokým obsahom mangánu a chrómu 18% a obsahom dusíka nad 0,5%, sa počas procesu kovania ľahko vytvárajú povrchové trhliny. Aby sa zabránilo vzniku povrchových trhlín, je potrebné počas kovania mierne udierať, primerane používať malé množstvo redukcie a kontrolovať množstvo podávania.

3. Úprava tuhého roztoku

Úprava tuhým roztokom znamená zahriatie zliatiny na vysokoteplotnú jednofázovú zónu a jej udržiavanie pri konštantnej teplote, čo umožní úplné rozpustenie karbidov v austenitickej matrici a následné rýchle ochladenie s cieľom získať rovnomernú a stabilnú austenitickú štruktúru, zlepšiť húževnatosť a odolnosť proti korózii a zvýšiť výkonnosť materiálu pri deformácii za studena. Krivka spracovania tuhého roztoku polotovaru po hrubom opracovaní záchytného krúžku 1Mn18Cr18N je znázornená na obrázku 2.

4. Deformačné spevnenie za studena

  • (1) Na splnenie požiadaviek zákazníka na mechanické vlastnosti a rozmery výkovkov poistných krúžkov je potrebné ich spevniť hydraulickým vydutím a deformáciou za studena.
  • (2) Pomocou vysokotlakového čerpadla vstreknite vodu do uzavretého priestoru vytvoreného ochranným krúžkom a formou, čo spôsobí plastickú deformáciu ochranného krúžku po hrubom otáčaní. To môže uľahčiť kontrolu vonkajších rozmerov ochranného krúžku a rýchlosť deformácie.
  • (3) Tento ochranný krúžok je v porovnaní s bežnými ochrannými krúžkami štíhly. Má veľký pomer strán pred vydutím, čo môže počas hydraulického vydutia ľahko spôsobiť konkávnu prípojnicu (všeobecne známu ako zvonové ústie). Pred rozšírením ochranného krúžku sme vyrobili polohovacie a obmedzovacie zariadenia. Určili sme okamžité hodnoty parametrov nízkeho tlaku, ktoré zabezpečujú, aby proces hydraulického rozširovania ochranného krúžku zodpovedal ultravysokému tlaku kvapaliny potrebnému na rozširovanie. Po dôkladnej kontrole a neustálom zlepšovaní kontrolných parametrov sa ochranný krúžok zdeformoval z veľkosti 660 mm pred vypuklinou na 810 mm s toleranciou ± 2 mm.

5. Tepelné spracovanie na zmiernenie napätia

Po spevnení sa výkovok ochranného krúžku musí podrobiť tepelnému spracovaniu, aby sa stabilizovala organizácia a znížilo zvyškové napätie. Krivka odľahčenia napätia ochranného krúžku je znázornená na obrázku 3.

6. Výsledky testov

Výrobca odoberie stredový krúžok na oboch koncoch poistného krúžku a odreže skúšobný krúžok na testovanie mechanických vlastností. Počet a umiestnenie vzoriek na ťah a náraz pre každý skúšobný krúžok sú znázornené na obrázku 4. Na príklade pece T1205271 sú výsledky skúšky mechanických vlastností uvedené v tabuľke 4 a výsledky ultrazvukovej skúšky sú uvedené v tabuľke 5. Výsledky metalografického skúšania ukazujú radiálnu veľkosť zrna 4 úrovne a pozdĺžnu veľkosť zrna 4 úrovne. Metalografická štruktúra sa skladá z austenitu a stopových bodov podobných karbidom. Skúška magnetickej priepustnosti bola vykonaná podľa ustanovení "Technickej dohody o kovaní a výrobe motorových záchytných krúžkov pre plynovod Západ-Východ", Výsledky skúšky boli o jeden rád nižšie ako požiadavky používateľa.

20230501045502 65319 - Výrobný proces výkovkov ochranných krúžkov motorov

Obrázok 3 Krivka odľahčenia napätia

20230501045656 80978 - Výrobný proces výkovkov ochranných krúžkov motorov

Obrázok 4 Miesto odberu vzoriek a ich množstvo

Tabuľka 4 Skutočné výsledky skúšok mechanických vlastností

Rp0.2/MPa Rm/MPa A ČO JE TO? 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

Tabuľka 5 Výsledky ultrazvukového testovania

PXUT350 + parametre Frekvencia sondy/MHz Citlivosť/ mm Couplant Drsnosť povrchu Ra/ μ m
2. 5 Ф2 Motorový olej 3.2
Kritériá prijatia JB/T 7030-2002
Výsledky kontroly Neboli zistené žiadne nadštandardné chyby a vnútorná kvalita pracoviskae spĺňa štandardné požiadavky

7. Záver

Výrobný proces poistných krúžkov motora zahŕňa kovanie za tepla, úpravu tuhým roztokom, hydraulické spevňovanie vypuklými deformáciami za studena atď. Stanovené technické parametre procesu zabezpečujú kontrolu kvality skutočného výrobného procesu, spĺňajú požiadavky používateľa na rôzne technické ukazovatele tejto špecifikácie výkovkov oporných krúžkov a vypĺňajú medzeru v domácej výrobe oporných krúžkov 1Mn18Cr18N s ultravysokou rýchlosťou.

Autor: Mgr: Zhang Xudong

Zdroj: Čína Výrobca kruhových výkovkov - Yaang Pipe Industry Co., Limited (www.ugsteelmill.com)

(Yaang Spoločnosť Pipe Industry je popredným výrobcom a dodávateľom výrobkov zo zliatiny niklu a nehrdzavejúcej ocele vrátane prírub z nehrdzavejúcej ocele Super Duplex, prírub z nehrdzavejúcej ocele, tvaroviek z nehrdzavejúcej ocele, rúr z nehrdzavejúcej ocele. Výrobky Yaang sa široko používajú v lodiarskom priemysle, jadrovej energetike, námornom strojárstve, ropnom, chemickom, banskom priemysle, pri čistení odpadových vôd, pri výrobe zemného plynu a tlakových nádob a v ďalších odvetviach.)

Ak chcete získať viac informácií o článku alebo sa s nami podeliť o svoj názor, kontaktujte nás na adrese [email protected]

Súvisiace správy

  • * Žiadne súvisiace články
sk_SKSlovenčina