CN102676781A - 一种高温泵用波纹管机械密封波片材料热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种高温泵用波纹管机械密封波片材料热处理方法，将Inconel718材料制作的波纹管进行热处理，使其获得最佳的机械性能；热处理步骤：将波纹管置于真空热处理炉中，升温1小时至300℃，保温1小时，再升温1小时至500℃，保温1小时，继续升温1小时至720℃，保温8小时，开始降温至620℃，保温8小时，随炉冷却后使用。
Description
技术领域
本发明涉及材料热处理工艺，该方法尤其适用于高温泵用波纹管机械密封波片的热处理。
背景技术
石油石化的炼油厂高温泵很多，基本都是高危泵，其工作压力0～5MPa，温度200℃～300℃，转速不大于6000r·p·m（线速不大于50m/s），轴径在25～150mm；泄漏指标：常规工作下，泄漏量为2～3mI/h，在高温、高压、高速下，泄漏量为4～9I/h；磨损量指标：＜0.017～0.02；使用期指标：常规工作下，使用期为8000～10000h，在高温、高压、高速状况下，使用期为4000～6000h；正是这些在严酷条件下工作的机械泵，最容易出现故障，其部位就是泵的密封装置,由于高温、高压、强腐蚀和高可靠性要求，密封装置处于高速运转的轴与静止的泵壳体之间受到极为恶劣的工作环境考验，国产密封装置普遍存在寿命短、泄露量大、故障多的状况，而不得不依赖进口。
机械密封由端面摩擦副（动、静环）、弹性元件和辅助密封件等构成;端面摩擦副紧密贴合，组成密封面防止介质泄漏，弹性元件主要起补偿、预紧及缓冲作用，它对密封端面产生合理的比压以保证密封性能，我公司对于石油化工企业输送高温流体的泵用机械密封设计中，弹性元件和辅助密封件通常采用焊接金属波纹管（波纹管本身兼作弹性元件和辅助密封元件），因此，波纹管是此类机械密封的核心元件。
波纹管采用厚度极薄（小于0.3mm）的材料焊接而成，所用材料有18-8型奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢以及硬化不锈钢（17-7pH）等，国内使用较多的是18-8型奥氏体不锈钢，由于18-8型奥氏体不锈钢强度较低，而且在高温下强度下降较多，难以保证高温下低失弹；后来改换使用316材料为波纹管波片材料，但是仍然达不到理想的需求，高温泵很快失效。本发明构思选择高镍合金Inconel718材料，并实施了改性，获取的Inconel718合金波片，有效的提高了机械密封的性能。
发明内容
本发明的目在于：以热处理方法获取的Inconel718合金波片，既降低成本又增加了品质，满足了生产的需求。
本发明的目的是这样实现的：一种高温泵用波纹管机械密封波片材料热处理方法，将Inconel718材料制作的波纹管进行热处理，使其获得最佳的机械性能；热处理步骤：将波纹管置于真空热处理炉中，升温1小时至300℃，保温1小时，再升温1小时至500℃，保温1小时，继续升温1小时至720℃，保温8小时，开始降温至620℃，保温8小时，随炉冷却后使用。
本发明选用的Inconel718合金，含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金，密度ρ=8.24g/cm3 ，熔化温度范围1260～1320℃，在700℃时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐腐蚀性；供货状态可以是固溶处理或沉淀硬化态，同时易加工，在700℃时具有高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度；在1000℃时具有高抗氧化性，在低温下具有稳定的化学性能并具有良好的焊接性能，但是在高温环境下存在缺陷，所以对Inconel718材料波纹管波片进行必要的热处理；该处理方法简单易操作，使用效果良好，彰显技术进步。
具体实施方式
本发明结合实施例作进一步说明。
实施例
本发明依据材料的属性，即γ”相的扩散速率较低，经长时间的时效处理，即热处理，使Inconel718合金获得最佳的机械性能；
热处理方法：
将Inconel718材料放入真空热处理炉，装炉升温1小时→300℃→保温1小时→升温1小时→500℃→保温1小时→升温1小时→720℃→保温8小时、降温→620℃（55℃/h）→保温8小时→随炉冷却（严格按照操作工艺规程进行）。
检测效果验证：
经过真空热处理后的Inconel718材料焊接的金属波纹管：
1)提高了弯曲疲劳强度和耐蚀性，提高其耐热、耐压性能，保证工作条件下波纹管不产生变形；
2）提高了焊接性能，弥补了热处理前的缺陷，保证了焊菇的刚度，提高了高温下低失弹性，甚至无失弹，即提高机械密封的整体性能。
本方法选用的真空热处理炉的型号为VDFC型，生产厂家为易普森工业炉有限公司。
Claims (3)
1.一种高温泵用波纹管机械密封波片材料热处理方法，其特征在于：将Inconel718材料制作的波纹管进行热处理，使其获得最佳的机械性能；热处理步骤：将波纹管置于真空热处理炉中，升温1小时至300℃，保温1小时，再升温1小时至500℃，保温1小时，继续升温1小时至720℃，保温8小时,开始降温至620℃，保温8小时，随炉冷却后使用。
2.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于：真空热处理后的Inconel718材料，焊接的金属波纹管提高了机械密封的整体性能。
3.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于：选用的真空热处理炉的型号为VDFC型，由易普森工业炉有限公司提供。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104212958A (zh) * | 2013-06-02 | 2014-12-17 | 谭旭 | 侧齿汽封真空热处理工艺方法 |
| CN106834945A (zh) * | 2017-02-14 | 2017-06-13 | 江苏广通管业制造有限公司 | 一种制造波纹管的钢材 |
| CN107245569A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-10-13 | 南通世发船舶机械有限公司 | 一种波纹管机械密封波片材料热处理方法 |
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2012
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李臻: "Inconel718在热油泵波纹管机械密封中的应用", 《石油化工设备》 * |
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