S应力腐蚀工况用法兰及其生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉属于金属冶炼技术领域，及一种湿H2S应力腐蚀工况用法兰及其生产工
-H-
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【背景技术】
[0002]在石油加工过程中，含硫原油中的有机硫化物如硫醇和硫醚等，受热会转化分解出相应的硫化氢，H2S溶解在水中具有腐蚀性。在湿H2S条件下，H2S对钢材的局部腐蚀是石油天然气开发中最危险的腐蚀。局部腐蚀包括点蚀、蚀坑及局部剥落形成的台地侵蚀、氢致开裂(HIC)、硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)、氯化物应力分离腐蚀开裂及微生物诱导腐蚀(MIC)等形式的破坏。
[0003]H2S不仅对钢材具有很强的腐蚀性，而且H2S本身还是一种很强的渗氢介质，在油气工业中，含H2S溶液中钢材的各种腐蚀(包括硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视，并展开了众多的研宄。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种湿H2S应力腐蚀工况用法兰及其生产工艺，本发明产品防腐防锈，耐酸耐碱，硬度高、强度好，不易变形，使用寿命长。
[0005]为了解决以上技术问题，本发明提供一种湿H2S应力腐蚀工况用法兰，包括通孔和对称设置在通孔外部两端的两个相同的法兰片，且整个法兰左右对称，形状完全一样，其中一个法兰片上设有至少四个固定孔，法兰片与通孔连接处的外端部延伸出定位管，法兰片与通孔连接处的根部设有圆环状卡槽。
[0006]本发明法兰产品设计科学，结构合理，在安装管道时，法兰片两侧的伸出定位管可套接在待安装的管道内，同时待安装的管道端部可卡接在圆环状卡槽中，可增加管道接缝处的密封性和安全性，将泄漏的可能性降低到最小。
[0007]本发明进一步限定的技术方案是:
前述圆环状卡槽的最小直径与定位管的最大直径相等。
[0008]前述圆环状卡槽的深度为5-25_。
[0009]前述定位管的伸出长度为15-100mm。
[0010]进一步的，
本发明还提供一种湿H2S应力腐蚀工况用法兰的生产工艺，工艺步骤为:熔炼-锻造-热处理-切边-超声波检测-取样分析，其中:
熔炼:选用5000Kg以下的合金坯料采用真空电弧重熔或电渣重熔，熔炼温度为3300-3500 °C，合金坯料化学成分及质量百分比为:C:0.02-0.04%，B:0.32-0.34%，Cr:19.0-19.2%，Ni:8.6-8.8%，Mo:0.17-0.19%，Cu:0.83-0.85%，Al:1.04-1.06%，Si:0.51-0.53%，Nb:0.05-0.07%，Ti:0.12-0.14%，Se:0.22-0.26%，Te:0.11-0.13%，S:0.03-0.05%, P:0.01-0.02%，其余为Fe和不可避免杂质；
锻造:将上述经过高温熔炼的合金坯料进炉保温，保温温度为1130-1150°C，保温时间为4-8h，然后进行锻造，锻造方法采用自由锻，控制锻造比为4-5，并去除氧化皮，预成型；热处理:采用正火-二次正火-回火的热处理工艺，正火后保温2-4小时后进行二次正火，二次正火后保温1-3小时后进行回火，正火温度为865-885°C，采用第一冷却工序冷至室温，使合金坯料组织完全奥氏体化，且细化奥氏体晶粒；二次正火温度为895-925?，采用第二冷却工序冷至室温，合金坯料得到板条马氏体组织；回火温度为695-715?，采用第三冷却工序冷至室温，合金坯料得到以回火索氏体为主的组织，并通过马氏体的逆转变使合金坯料中逆变奥氏体的数量增多，且逆转奥氏体主要分布在板条马氏体边界，使组织更加弥散、均匀分布；
第一冷却工序:先采用水冷以8-ll°C /s的冷却速率将合金坯料冷却至620-650°C，然后空冷至550-570°C，再采用压缩空气或雾状淬火液以6-8°C /s的冷却速率将合金坯料冷却至室温；
第二冷却工序:先采用水冷以7-9°C /s的冷却速率将合金坯料冷却至650-660°C，然采用风冷以4-6°C /s的冷却速率将合金坯料冷却至490-510°C，再采用水冷以7_9°C /s的冷却速率将合金坯料冷却至室温；
第三冷却工序:先采用风冷以5-7°C /s的冷却速率将合金坯料冷却至510-530°C，再采用水冷以11_13°C /s的冷却速率将合金坯料冷却至370-390°C，最后采用压缩空气或雾状淬火液以7-9 °C /s的冷却速率将合金坯料冷却至室温；
检测分析:将上述法兰坯料通过超声波检测其内部的锻造质量，并取样对锻件的机械性能进行分析，以上监测分析均合格后，将法兰坯料收集备用。
[0011]热处理一方面使逆变奥氏体在马氏体板条晶间呈薄片状析出，分布均匀；另一方面，提高逆变奥氏体的热稳定性，从而使晶界和基体韧化，可以显著提法兰的低温冲击韧性，获得了意想不到的技术效果。
[0012]检测分析:将上述法兰坯料冷却至室温，通过超声波检测其内部的锻造质量，并取样对锻件的机械性能进行分析，以上监测分析均合格后，将法兰坯料收集备用。
[0013]本发明的有益效果是:
本发明法兰产品设计科学，结构合理，在安装管道时，法兰片两侧的伸出定位管可套接在待安装的管道内，同时待安装的管道端部可卡接在圆环状卡槽中，可增加管道接缝处的密封性和安全性，将泄漏的可能性降低到最小。
[0014]本发明产品中，碳含量0.02-0.04%，不但不影响屈服点和抗拉强度，同时塑性和冲击性提高，而且还会提高钢的耐大气腐蚀能力；硅含量0.51-0.53%，作为还原剂和脱氧剂，能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，而且硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用；铬含量19.0-19.2%，能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和初性，且又能提尚钢的抗氧化性和耐腐蚀性；镇含量8.6-8.8%，能提尚钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性，镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力；钼含量0.17-0.19%，钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力，与钼结合，能提高机械性能，抑制合金钢由于火而引起的脆性；钛含量0.12-0.14%，是钢中强脱氧剂，它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力，降低时效敏感性和冷脆性，改善焊接性能；铌含量0.05-0.07%，能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，可改善焊接性能，可防止晶间腐蚀现象；铜含量0.83-0.85%，提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能；铝含量1.04-1.06%，铝是钢中常用的脱氧剂，加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。
[0015]本发明工艺热处理一方面使逆变奥氏体在马氏体板条晶间呈薄片状析出，分布均匀；另一方面，提高逆变奥氏体的热稳定性，从而使晶界和基体韧化，可以显著提法兰的低温冲击韧性，获得了意想不到的技术效果；同时，本发明还采用自由锻的方式，消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能；通过对原材料进行化学分析、锻造的温度和锻造比的控制、锻造后的正火处理，使得锻造出的锻件能够适应在含硫和含磷成分较高的工况条件下使用，并具有良好的机械性能，同时可达到以下机械性能:屈服强度小于345MPa，硬度HB ( 200 ;具有良好的耐晶间腐蚀的性能。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的主视图；
图2为本发明的剖视图；
其中，1-通孔，2-定位管，3-卡槽，4-法兰片，5-固定孔。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
本实施例提供一种湿H2S应力腐蚀工况用法兰，结构如图1、图2所示，包括通孔和对称设置在通孔外部两端的两个相同的法兰片，且整个法兰左右对称，形状完全一样，其中一个法兰片4上设有六个固定孔5，法兰片4与通孔I连接处的外端部延伸出定位管2，法兰片4与通孔I连接处的根部设有圆环状卡槽3。
[0018]前述圆环状卡槽3的最小直径与定位管2的最大直径相等；圆环状卡槽3的深度为15mm ;定位管2的伸出长度为45mm。
[0019]实施例2
本实施例提供一种湿H2S应力腐蚀工况用法兰的生产工艺，工艺步骤为:熔炼-锻造-热处理-切边-超声波检测-取样分析，其中:
熔炼:选用5000Kg以下的合金坯料采用真空电弧重熔或电渣重熔，熔炼温度为3300°C，合金坯料化学成分及质量百分比为:C:0.02%，B:0.32%，Cr:19.0%，N1:8.6%，Mo:0.17%，Cu:0.83%，Al:1.04%，S1:0.51%，Nb:0.05%，T1:0.12%，Se:0.22%，Te:0.11%，S:0.03%，P:0.01%，其余为F