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油田專用高壓井口卡箍閘閥工藝改進

時間: 2014-09-03 【字體:

  采油井口裝置(采油樹)用閘閥是油田用量最大的專用閘閥,在閘閥制造過程中,閥體靜水壓強度試驗和密封性能試驗合格率太低(30%~70%),并長期困擾生產廠。本文結合我廠的生產實際,就上述問題的癥結進行了分析,提出解決辦法。 

1 毛坯鑄造工藝的改進 

我廠井口閘閥采用砂模鑄鋼毛坯,閥體加工過程中,在與閥座配合的內螺紋處經常出現氣孔、縮松等鑄造缺陷,經對閥體剖面的宏觀分析發現,在圖1所示的熱節區,有程度不同的縮松現象,為解決上述問題,我們對鑄造工藝進行多次改進試驗。

 
圖1

1.改進澆冒口系統。將設置在閥體兩側圓柱面的澆冒口系統改為如圖1所示在閥體底部設置的橫直澆口系統; 
2.改砂模鑄造為熔模鑄造; 
3.改側澆法為頂澆法,且使中法蘭向下。由于熔模鑄造比砂模鑄造具有更好的透氣性、更快、更均勻的冷卻條件,所以組織更為致密。由于鋼液從頂部澆入,又是從冒口直接澆入,澆冒口的位置靠近熱節區。為鑄件創造了極為有利的順序凝固條件,熱節區得到及時的補縮,所以經工藝改進后生產的鑄件組織致密,消除了縮松、縮孔等鑄造缺陷,產品合格率達到99%以上。 

2 提高機加制造精度的措施 

密封效果是閥門制造的關鍵要素。密封問題歷來是機械加工行業很難解決的問題,為提高閥門的制造精度,保證閥門密封效果,經過理論研究和生產實踐,歸納出以下幾點改進措施。 

閥體是閘閥生產中最關鍵的加工件,由于結構的要求,其閥座密封面與中心對稱面傾斜3o~6o.對于中小型閘閥的閥體,我們采用臥式車床加輔助彎板工裝(見圖2)來完成閥座傾斜面的加工。但必須保證讓彎板傾斜角度(3o~6o)與閥體的工藝要求一致。同時,更應嚴格地保證機床中心高與彎板工裝中心高重合。允許誤差控制在0.02mm~0.04mm之間。此外,閥體在加工過程中需考慮一次壓緊、定位的準確性和可靠性。如圖2所示,應將靠車床主軸線的重直面視為參照基準,利用彎板垂直面上的楔式槽與楔形塊的滑動將閥體一端法蘭面找正壓緊,分別進行兩面加工。此外,閥體在加工過程中,需在車床工裝上靠回轉盤旋轉180o完成兩端閥體內腔的加工;剞D精度是靠分布在回轉法蘭兩個對稱分布的錐形定位銷孔的重復定位來保證的。轉位誤差為0.01mm~0.02mm。

 
圖2

另外,要選擇合適的配重與彎板配用。眾所周知,車床上彎板工裝的靜平衡直接影響車床的加工精度和生產效率,所以我們在彎板的配重形狀和布局上下了很大功夫,一是盡可能減少配重的回轉半徑,二是在布局上采用外圓內方的結構、改善圓周方向的動平衡性能,使得機床轉速及工件的加工精度盡可能提高。 

最后,要保證密封副內各部件的協調加工: 

即:閥體與閘板斜度的一致性;閥體與加工閥體彎板斜度的一致性;閘板與車削用斜度盤的一致性;閘板與磨削斜度臺的斜度的一致性。 

四種一致性之間相互聯系、相互制約、相互依靠。四種一致性,我們是以車床彎板的斜度為依據,經多次篩選、磨削出標準斜度板,反過來再用標準斜度板修磨閘板車床用斜度工裝,控制好四種一致性,生產率提高了,組裝精度得以保證。 

除此之外,還應有效地控制閥座的研磨工序,保證閥座表面平面度不低于100:0.01,保證表面粗糙度表面不受劃傷、磕碰、研磨砂粒度不均等因素的影響,以達到研磨后的最佳效果,保證閥座的精度。 

通過以上一系列有效措施和質量控制,目前我廠生產的井口閥產品合格率達98%以上。

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