Erdgas, das Schwefel enthalten kann oder nicht, wird aus dem Boden gefördert. Dieses schwefelhaltige Gas weist auf üblicherweise verwendeten Metallmaterialien unterschiedliche Korrosionsgrade auf. Gleichzeitig hat der hohe Ausstoßdruck eine starke Scheuerwirkung auf die Strukturteile der Ausrüstung. Daher muss das Material eine gute Gesamtleistung und eine ausgezeichnete Anti-Schwefel-Korrosionsleistung aufweisen. Als großflächige Ventilplatte und Ventilsitz der Hochdruck-Schwefelgas-Bohrlochkopfdichtungskomponenten sind sie beispielsweise sehr kritische Strukturteile, die Folgendes erfordern: flexibles Öffnen und Schließen, sicher und zuverlässig sowie beständig gegen saure, korrosive Medien H2S-CO2-H2O und (20 %-25 %) HCI mittlere Korrosion; Gleichzeitig müssen sie wie die Öffnungs- und Schließteile des Bohrlochkopfes hart sein (HRC > 45), beständig gegen starke Abnutzung, beständig gegen Scheuern durch Hochgeschwindigkeitsluftströme, beständig gegen hohe spezifische Druckreibung, niedriger Reibungskoeffizient und kleines Dichtungsverhältnis; Zugfestigkeit 40 MPa-70 MPa. In den späten 1980er Jahren zeigten Untersuchungen des Guangzhou Research Institute of Nonferrous Metals, dass die Oberflächenhärte, Glätte und Maßgenauigkeit von Dichtungsbaugruppen aus TC4-Legierung nach der Nitrierbehandlung den Designanforderungen entsprachen und den Produkten der Cameron Corporation of the United überlegen waren Staaten. Die vorbereiteten Dichtungsbaugruppen hatten eine zuverlässige Abdichtung, ein geringes Öffnungs- und Schließdrehmoment und konnten unter hohem Druck sicher und zuverlässig arbeiten.
Vorbereitungsprozess für Dichtungskomponenten
Vorbereitungsprozess für TC4-Flachventildichtungen: Rohling schmieden → Spannungsarmglühen → Bearbeitung und Schleifen der Dichtfläche → Formgebungsbehandlung → Schleifen der Dichtfläche → Ionenbehandlung. Die Ionenbehandlung ist ein sehr wichtiger Prozess bei der Vorbereitung von Hochleistungsdichtflächen. Seine Behandlungsparameter sind: Behandlungstemperatur, 880 Grad -900 Grad für Ventilplatten, 840 Grad -860 Grad für Ventilsitze; Behandlungszeit 6h-8h; maximale Heizrate<15℃/min; maximum cooling rate <18℃/min; reaction atmosphere N2+H2 mixed gas, with trace oxygen added, N2 content 66%-90%; working pressure 1.33MPa-1.73MPa; gas flow 100L/h-150L/h; current density 3mA/cm2-7mA/cm2. In order to ensure the dimensional accuracy of the sealing components, in addition to the reasonable selection of treatment process parameters, the glow discharge stability should also be improved, and the furnace should be reasonably loaded. Ion treatment can significantly improve the wear resistance and corrosion resistance of TC4 alloy, while maintaining the toughness of the matrix and the carburized layer.
Dichtungsleistung
Hu Youzhen und andere vom Guangzhou Nonferrous Metals Research Institute testeten einige Eigenschaften von vier flachen Ventilplatten aus Titanlegierung (Tabelle 1). Alle Leistungsindikatoren erfüllten oder übertrafen die Designanforderungen. Die Oberflächenhärte und Maßgenauigkeit waren höher als bei amerikanischen FMC-OCT-Ventilplatten gleicher Spezifikation, wodurch stabile und zuverlässige Einsatzbedingungen geschaffen wurden. Der Prozesseffekt weist eine gute Wiederholbarkeit auf und nach der Verarbeitung blieben keine Abfallprodukte zurück.
Test vor Ort
Das Guangzhou Nonferrous Metals Research Institute führte einen Festigkeits- und Sperrwasserdrucktest, einen Drehmomenttest, einen bodenstatischen Erdgastest und einen dynamischen Bohrlochkopf-Erdgasproduktionstest am zusammengebauten TC4-Flachventilkörper aus Titanlegierung durch und alle erreichten oder übertrafen den eingestellten Wert und die erwartete Wirkung .
