CN110856895B - 一种组合式天然气阀门的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式天然气阀门的制造工艺，包括阀体、阀芯、阀球、阀帽、喷嘴和手柄，各个部件呈组合式一体安装，具体分以下几个步骤：(1)铜棒锯切下料；(2)冲床锻造加热；(3)毛坯初步成型；(4)人工检验：采用抽检；(5)表面处理；(6)车床精加工；(7)各部件组合装配；(8)性能测试：进行密封性测试；(9)手柄检验；(10)成品包装入库。本发明具有步骤简单、耐高温、耐磨损、防堵塞、装配拆装方便、成本低、节能及环保的特点，该配比的铜棒提供良好的韧性和加工性，整体密度高、抗蚀能力好，仅需少量切削，表面粗糙度低；毛坯表面进行抛砂，方便表面处理；通过组合装配，方便拆卸安装，及时维护。

Description

一种组合式天然气阀门的制造工艺

技术领域

本发明属于天然气阀门制造工艺技术领域，尤其是涉及一种组合式天然气阀门的制造工艺。

背景技术

天然气阀是一种新型的天然气管道工程的安全配套装置，其用于截断、接通、调节管路中的气体，适用于城市天然气介质管路上。

现在天然气阀门的制造工艺存在一定的缺陷，所制造出来的阀体大多是一体式的，并且采用的铜棒只是普通的铜棒，不含有铋、磷和微量元素，缺乏一定配比的铋元素，无法精炼降低铅元素的所在，缺少一定的抗压抗磨性能，缺乏一定配比的磷元素，无法提高锻压和焊接性能，而缺乏一定配比的微量元素，无法与铅等元素形成颗粒状杂质，无法改善材料中杂质的分布，无法改善加工的物理性能。并且现有的阀门制造密度一般，时间久了会锈蚀，并且在进行切削的过程中，废料浪费十分严重，表面粗糙度过高。

在阀门的制造工艺中，缺乏对手柄制造的重视，手柄缺乏一定的耐热性和耐腐蚀性能，由于天然气阀门在对于这两个性能的考虑十分重要，这决定了阀门的使用寿命，这也是我们目前行业内所要解决的问题。

另外，目前的天然气阀门的阀体都是一体成型，然而该工艺所生产的阀门，不具备拆卸安装功能，当阀门的内腔出现堵塞等问题时，不能及时的进行维护，因此有必要改进。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种组合式天然气阀门的制造工艺，它具有步骤简单、耐高温、耐磨损、防堵塞、生产成本低、节能及环保的特点。

为了实现上述的目的，本发明所采用的技术方案是：一种组合式天然气阀门的制造工艺，其特征是，包括阀体、阀芯、阀球、阀帽、喷嘴和手柄，各个部件呈组合式一体安装，具体分以下几个步骤：

(1)铜棒锯切下料：该铜棒包括97.5％以上重量的铜和锌、0.06-0.20％重量的铅、0.4-0.7％重量的铝、0.05-0.20％重量的铋、0.40-0.80％重量的磷、0.10-0.15％重量的微量元素，所述微量元素为稀土元素，根据天然气阀门各个部件的尺寸大小，将整根铜棒锯切成若干小段；

(2)冲床锻造加热：a.将切割后的小段铜棒置入锻压设备加热，根据铜棒材质的特性，加热温度控制在100℃-200℃之间；b.将加热后的小段铜棒置入红冲模具中进行热锻红冲，在模腔中成型；

(3)毛坯初步成型：自然冷却进行锻后处理，切边、热校正热精锻、磨去毛刺、热处理、清理及冷校正；

(4)人工检验：采用抽检，避免造成成批的废品、次品；

(5)表面处理：使用抛砂机对毛坯表面进行抛砂，利用高速气体将砂粒对表面进行冲击，去除表面锈蚀；

(6)车床精加工：对阀体的毛坯进行内孔、内螺纹及外螺纹的加工，首先通过内孔钻头进行钻孔，并直径尺寸和深度尺寸留有加工余量，再使用内螺纹刀头在精度范围内进行切削，使用外螺纹刀头进行外螺纹加工，精度均保持在0.02mm之内，再对喷嘴以轴为中心加工出气孔；

(7)各部件组合装配：阀球与阀芯相装配连接，先将阀球装配在阀体的内腔，阀帽一端通过螺接的方式装配于阀体的一端，阀球与阀帽之间安装密封圈，喷嘴的一端通过螺接的方式装配在阀帽的另一端，阀芯的顶端通过螺帽固定装配手柄，并在手柄上覆装橡胶套；

(8)性能测试：进行密封性测试，在水压30KPa或气压18.7KPa的条件下进行真空48小时测试，经历48小时未漏气，则为合格；

(9)手柄检验：手柄进行外观表面检验，操作检验；

(10)成品包装入库：整套组合完毕检验后包装入库。

优选的，所述阀芯为陶瓷片阀芯，其组成原料的重量比例为：PFA72％、ETFE12％、纳米凹凸棒土3％、纳米白云石粉4％、纳米陶瓷粉2％、纳米氮化硅1.5％、玻璃纤维1.5％、防老剂1％、抗氧化剂0.6％、偶联剂1.4％、液体石蜡1％；通过该重量比例进行制备，制备后将陶瓷片阀芯放入微波等离子体反应腔中生长超纳米金刚石涂层。

优选的，所述人工检验包括：a.阀体内应无积水、锈蚀、污物、油漆脱落或损伤缺陷；b.阀体表面应平整光滑，无缩孔、毛刺、粘砂、夹砂、鳞屑、裂纹缺陷；c.锻压加工表面应无夹层、重皮、裂纹、斑疤、缺肩缺陷；d.根据设计要求和规范规定进行尺寸检查。

优选的，在制造手柄工艺中时，在原材料配比中加入1.20％Zn和0.36％Ni的元素原料，并进行二次回火，在手柄本体表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为80μm，并覆装有橡胶套，该橡胶套为环保型橡胶材质。

优选的，手柄检验包括：参照实物或样品检验，手柄表面和橡胶套进行表面检验，应平整光滑，无毛刺缺陷；阀门的手柄操作应灵活轻便，开闭时不得有卡阻现象，阀杆的全开与全闭位置应与要求相符合。

优选的，各部件组合装配：装配前需将各个部件进行清洗，保持内腔干净，避免未去毛刺和不清洗的零件进入总装，以阀体作为基准零件按工艺规定的次序和办法进行装配；装配过程中，零件要轻拿轻放，避免磕碰、划伤加工人员；对阀门的活动部位应涂以产业用黄油；螺纹安装或紧固螺栓时，应对称、交织、屡次、平均地拧紧，否则这之间的联合面会因周围受力不均而产生渗漏，紧固时使用的扳手不宜过长，防止预紧力过大而影响螺栓强度，对预紧力有严厉要求的阀门，应当应用扭矩扳手，按规定的扭矩要求柠紧螺栓；总装实现后，应旋转手柄，以便检查阀门启闭件的活动是否机动，有无卡阻景象，检验各零部件的装置方向是否合乎图纸要求。

采用上述工艺流程后，本发明和现有技术相比具有的优点是：本发明具有步骤简单、耐高温、耐磨损、防堵塞、装配拆装方便、生产成本低、节能及环保的特点，采用该配比的铜棒，该范围的材料能够提供良好的韧性和加工性，并且通过锯切、冲床锻压、自然冷却进行锻后处理制得阀门毛坯，整体密度高、抗蚀能力好，仅需少量切削，减少成本废料浪费，表面粗糙度低；使用抛砂机对毛坯表面进行抛砂，利用高速气体将砂粒对表面进行冲击，去除表面锈蚀，适用于清理锻压件的粗糙表面和批量生产；并且通过车床精加工，能够进一步的进行精度加工，加工出的外表面、内螺纹及外螺纹精度较高，表面较光滑；在手柄制造中材料添加Zn和Ni的元素原料，有效加强了耐热和耐腐蚀性能；通过各个部件的组合装配，方便可拆卸安装，当阀门出现堵塞等问题，能够快速的进行维护。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种组合式天然气阀门的制造工艺，包括阀体、阀芯、阀球、阀帽、喷嘴和手柄，各个部件呈组合式一体安装，具体分以下几个步骤：

(1)铜棒锯切下料；该铜棒包括97.5％以上重量的铜和锌、0.06-0.20％重量的铅、0.4-0.7％重量的铝、0.05-0.20％重量的铋、0.40-0.80％重量的磷、0.10-0.15％重量的微量元素，微量元素为稀土元素；下料前准备：a.下料前先看清下料单上的材质、规格、尺寸及数量等；b.核对材质、规格与下料单要求是否相符；c.查看材料质量是否符合有关质量规定；d.号料，将不规则的部分让出，并应考虑下料方法，留出切口余量；e.锯切设备下料，下料前要按尺寸要求调准定尺挡板，保证工作可靠；f.下料时材料靠实挡板并进行夹紧定位进行锯切，根据天然气阀门各个部件的尺寸大小，将整根铜棒锯切成若干小段；铜棒锯切下料：

(2)冲床锻造加热：a.将切割后的小段铜棒置入锻压设备加热，根据铜棒材质的特性，加热温度控制在100℃-200℃之间；b.将加热后的小段铜棒置入红冲模具中进行热锻红冲，在模腔中成型，利用冲击能量，结构简单，工艺适应性好，生产效率高；

(3)毛坯初步成型：自然冷却进行锻后处理，切边、热校正热精锻、磨去毛刺、热处理、清理及冷校正；

(4)人工检验：采用抽检，避免造成成批的废品、次品；

(5)表面处理：使用抛砂机对毛坯表面进行抛砂，利用高速气体将砂粒对表面进行冲击，去除表面锈蚀；

(6)车床精加工：对阀体的毛坯进行内孔、内螺纹及外螺纹的加工，首先通过内孔钻头进行钻孔，并直径尺寸和深度尺寸留有加工余量，再使用内螺纹刀头在精度范围内进行切削，使用外螺纹刀头进行外螺纹加工，精度均保持在0.02mm之内；再对喷嘴以轴为中心加工出气孔；

(7)各部件组合装配：阀球与阀芯相装配连接，先将阀球装配在阀体的内腔，阀帽一端通过螺接的方式装配于阀体的一端，阀球与阀帽之间安装密封圈，喷嘴的一端通过螺接的方式装配在阀帽的另一端，阀芯的顶端通过螺帽固定装配手柄，并在手柄上覆装橡胶套；

(8)性能测试：进行密封性测试，在水压30KPa或气压18.7KPa的条件下进行真空48小时测试，经历48小时未漏气，则为合格；

(9)手柄检验：手柄进行外观表面检验，操作检验；

(10)成品包装入库：整套组合完毕检验后包装入库。

采用上述工艺流程后，步骤简单、耐高温、耐磨损、防堵塞、装配拆装方便、生产成本低、节能及环保的特点，采用该配比的铜棒，该范围的材料能够提供良好的韧性和加工性，并且通过锯切、冲床锻压、自然冷却进行锻后处理制得阀门毛坯，整体密度高、抗蚀能力好，仅需少量切削，减少成本废料浪费，表面粗糙度低；使用抛砂机对毛坯表面进行抛砂，利用高速气体将砂粒对表面进行冲击，去除表面锈蚀，适用于清理锻压件的粗糙表面和批量生产；并且通过车床精加工，能够进一步的进行精度加工，加工出的外表面、内螺纹及外螺纹精度较高，表面较光滑；在手柄制造中材料添加Zn和Ni的元素原料，有效加强了耐热和耐腐蚀性能；通过各个部件的组合装配，方便可拆卸安装，当阀门出现堵塞等问题，能够快速的进行维护。

进一步的，阀芯为陶瓷片阀芯，其组成原料的重量比例为：PFA72％、ETFE12％、纳米凹凸棒土3％、纳米白云石粉4％、纳米陶瓷粉2％、纳米氮化硅1.5％、玻璃纤维1.5％、防老剂1％、抗氧化剂0.6％、偶联剂1.4％、液体石蜡1％；通过该重量比例进行制备，制备后将陶瓷片阀芯放入微波等离子体反应腔中生长超纳米金刚石涂层。

采用上述该制造工艺，超纳米金刚石涂层具有耐冲击、耐磨损、耐高温性及稳定性。

进一步的，人工检验包括：a.阀体内应无积水、锈蚀、污物、油漆脱落或损伤缺陷；b.阀体表面应平整光滑，无缩孔、毛刺、粘砂、夹砂、鳞屑、裂纹缺陷；c.锻压加工表面应无夹层、重皮、裂纹、斑疤、缺肩缺陷；d.根据设计要求和规范规定进行尺寸检查。

采用上述的人工检验，保证阀体表面处于合格状态，有效保证产品质量的合格率。

进一步的，表面处理包括：a.控制抛砂距离：指抛砂嘴端面到阀体表面的直线距离，随着抛砂距离的增加，砂粒对阀体表面的冲刷作用减弱，同时砂粒分散，该抛砂距离的选择取决于抛砂方式、空气压力大小以及工件的具体情况；合适的距离既能使表面达到一定的粗糙度，又有较高的抛砂效率，同时要避免砂粒给表面造成很大的压应力和避免工件发生变形，控制在100～300mm的范围内，压力或抛砂距离比射吸式要长；b.抛砂角度：指砂粒喷射的轴线与阀体表面的夹角，应保持在60～75度的范围内，要避免成90度，以防止砂粒嵌入表面；c.空气压力：以压缩空气为动力，供给抛砂机进口的压力；随压力升高，喷射速度增加，对表面冲刷作用加剧，破碎率提高；因此压力的选择要考虑到砂粒的粗细，工件厚薄及表面粗糙度的要求；压力式抛砂选择为0.3～0.5Mpa；压力式抛砂要考虑到抛砂管较长造成的压力损失，应适当提高压力；d.抛砂嘴孔径：在空气压力一定的情况下，孔径加大，空气耗量和出砂量增加，效率提高。孔径的选择为8～15mm；e.抛砂机的移动速度：通过抛砂机和阀体表面的相对移动来获得均匀的粗化面，移动速度无严格要求，主要视表面粗化的均匀性来控制抛砂时间，过长的抛砂时间会导致不希望的表面结构。

采用上述的抛砂工艺，彻底除净表面的油质、氧化皮、锈蚀等一切杂物，还能进行抛光作用，提高其光洁度，呈现金属均一本色，使得外观更美观，并有一定的粗糙度，同时提高表面的硬度和抗蚀能力。

进一步的，在制造手柄工艺中时，在原材料配比中加入1.20％Zn和0.36％Ni的元素原料，并进行二次回火，在手柄本体表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为80μm，并覆装有橡胶套，该橡胶套为环保型橡胶材质。

采用上述的手柄工艺，加入1.20％Zn和0.36％Ni的元素原料，加强了耐热和耐腐蚀性能；并通过二次回火，减少了原料中的杂质，提升了最终手柄的质量，并且提高二次熔炼，力学性能和耐腐蚀性能有了明显改善，增强了手柄的强度。

进一步的，手柄检验包括：参照实物或样品检验，手柄表面和橡胶套进行表面检验，应平整光滑，无毛刺缺陷；阀门的手柄操作应灵活轻便，开闭时不得有卡阻现象，阀杆的全开与全闭位置应与要求相符合。

采用上述的手柄检验，能够更好的保证手柄的合格率，同时保证整个阀门的合格率，这是工艺过程中必备的过程。

进一步的，各部件组合装配：装配前需将各个部件进行清洗，保持内腔干净，避免未去毛刺和不清洗的零件进入总装，以阀体作为基准零件按工艺规定的次序和办法进行装配；装配过程中，零件要轻拿轻放，避免磕碰、划伤加工人员；对阀门的活动部位应涂以产业用黄油；螺纹安装或紧固螺栓时，应对称、交织、屡次、平均地拧紧，否则这之间的联合面会因周围受力不均而产生渗漏，紧固时使用的扳手不宜过长，防止预紧力过大而影响螺栓强度，对预紧力有严厉要求的阀门，应当应用扭矩扳手，按规定的扭矩要求柠紧螺栓；总装实现后，应旋转手柄，以便检查阀门启闭件的活动是否机动，有无卡阻景象，检验各零部件的装置方向是否合乎图纸要求。

采用上述的各部件组合装配，方便可拆卸安装，当阀门出现堵塞等问题，能够快速的进行维护，并对整个产品上的结构性的各个问题进行解决，保证产品的质量问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种组合式天然气阀门的制造工艺，其特征是，包括阀体、阀芯、阀球、阀帽、喷嘴和手柄，各个部件呈组合式一体安装，具体分以下几个步骤：

(1)铜棒锯切下料：该铜棒包括97.5％以上重量的铜和锌、0.06-0.20％重量的铅、0.4-0.7％重量的铝、0.05-0.20％重量的铋、0.40-0.80％重量的磷、0.10-0.15％重量的微量元素，所述微量元素为稀土元素，根据天然气阀门各个部件的尺寸大小，将整根铜棒锯切成若干小段；

(2)冲床锻造加热：a.将切割后的小段铜棒置入锻压设备加热，根据铜棒材质的特性，加热温度控制在100℃-200℃之间；b.将加热后的小段铜棒置入红冲模具中进行热锻红冲，在模腔中成型；

(3)毛坯初步成型：自然冷却进行锻后处理，切边、热校正热精锻、磨去毛刺、热处理、清理及冷校正；

(4)人工检验：采用抽检，避免造成成批的废品、次品；

(5)表面处理：使用抛砂机对毛坯表面进行抛砂，利用高速气体将砂粒对表面进行冲击，去除表面锈蚀；

(6)车床精加工：对阀体的毛坯进行内孔、内螺纹及外螺纹的加工，首先通过内孔钻头进行钻孔，并直径尺寸和深度尺寸留有加工余量，再使用内螺纹刀头在精度范围内进行切削，使用外螺纹刀头进行外螺纹加工，精度均保持在0.02mm之内，再对喷嘴以轴为中心加工出气孔；

(7)各部件组合装配：阀球与阀芯相装配连接，先将阀球装配在阀体的内腔，阀帽一端通过螺接的方式装配于阀体的一端，阀球与阀帽之间安装密封圈，喷嘴的一端通过螺接的方式装配在阀帽的另一端，阀芯的顶端通过螺帽固定装配手柄，并在手柄上覆装橡胶套；

(8)性能测试：进行密封性测试，在水压30KPa或气压18.7KPa的条件下进行真空48小时测试，经历48小时未漏气，则为合格；

(9)手柄检验：手柄进行外观表面检验，操作检验；

(10)成品包装入库：整套组合完毕检验后包装入库。

2.根据权利要求1所述的一种组合式天然气阀门的制造工艺，其特征在于：所述阀芯为陶瓷片阀芯，其组成原料的重量比例为：PFA72％、ETFE12％、纳米凹凸棒土3％、纳米白云石粉4％、纳米陶瓷粉2％、纳米氮化硅1.5％、玻璃纤维1.5％、防老剂1％、抗氧化剂0.6％、偶联剂1.4％、液体石蜡1％；通过该重量比例进行制备，制备后将陶瓷片阀芯放入微波等离子体反应腔中生长超纳米金刚石涂层。

3.根据权利要求1所述的一种组合式天然气阀门的制造工艺，其特征在于：所述人工检验包括：a.阀体内应无积水、锈蚀、污物、油漆脱落或损伤缺陷；b.阀体表面应平整光滑，无缩孔、毛刺、粘砂、夹砂、鳞屑、裂纹缺陷；c.锻压加工表面应无夹层、重皮、裂纹、斑疤、缺肩缺陷；d.根据设计要求和规范规定进行尺寸检查。

4.根据权利要求1所述的一种组合式天然气阀门的制造工艺，其特征在于：在制造手柄工艺中时，在原材料配比中加入1.20％Zn和0.36％Ni的元素原料，并进行二次回火，在手柄本体表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为80μm，并覆装有橡胶套，该橡胶套为环保型橡胶材质。

5.根据权利要求1所述的一种组合式天然气阀门的制造工艺，其特征在于：手柄检验包括：参照实物或样品检验，手柄表面和橡胶套进行表面检验，应平整光滑，无毛刺缺陷；阀门的手柄操作应灵活轻便，开闭时不得有卡阻现象，阀杆的全开与全闭位置应与要求相符合。

6.根据权利要求1所述的一种组合式天然气阀门的制造工艺，其特征在于：各部件组合装配：装配前需将各个部件进行清洗，保持内腔干净，避免未去毛刺和不清洗的零件进入总装，以阀体作为基准零件按工艺规定的次序和办法进行装配；装配过程中，零件要轻拿轻放，避免磕碰、划伤加工人员；对阀门的活动部位应涂以产业用黄油；螺纹安装或紧固螺栓时，应对称、交织、屡次、平均地拧紧，否则这之间的联合面会因周围受力不均而产生渗漏，紧固时使用的扳手不宜过长，防止预紧力过大而影响螺栓强度，对预紧力有严厉要求的阀门，应当应用扭矩扳手，按规定的扭矩要求柠紧螺栓；总装实现后，应旋转手柄，以便检查阀门启闭件的活动是否机动，有无卡阻景象，检验各零部件的装置方向是否合乎图纸要求。

Images