
Литьевая модель для сплавных труб – это ключевая форма, используемая для центробежного литья трубчатых печей нефтехимического оборудования, таких как трубчатые печи этиленового крекинга. Ее точность и стабильность напрямую определяют допуски размеров сплавной трубы, качество поверхности ...
Литьевая модель для сплавных труб — это ключевая форма, используемая для центробежного литья трубчатых печей нефтехимического оборудования, таких как трубчатые печи этиленового крекинга. Ее точность и стабильность напрямую определяют допуски размеров сплавной трубы, качество поверхности и внутреннюю металлографическую структуру, а также влияют на срок службы трубы при высоких температурах и коррозионных условиях. Ниже приведено подробное описание:
Конструкция ядра
Обычная конструкция: основной тип — полая цилиндрическая форма, соответствующая прямой форме сплавной трубы. Внутренний диаметр точно соответствует внешнему диаметру будущей трубы, а длина регулируется в зависимости от проектных спецификаций трубы. Например, длина модели трубы для этиленовой печи крекинга часто достигает около 3,5 м. Некоторые модели предусматривают интерфейсы для позиционирования на центробежной литейной машине, чтобы обеспечить отсутствие смещения при высокоскоростном вращении во время литья.
Особая комбинированная конструкция: для решения проблемы пригорания стенок при заливке высокотемпературных сплавов используется комбинированная модель с внешней и внутренней трубой. Внешняя труба чаще всего выполнена из стали 45 с толщиной стенки 15-20 мм; внутренняя труба — из чистого никеля с толщиной стенки 5-10 мм. Внутренние и внешние стенки плотно прилегают друг к другу, а внешняя труба немного выше внутренней. При использовании с никелевой фольгой и графитовой подкладкой это предотвращает плавление модели из-за воздействия сплавной жидкости и снижает вероятность попадания примесей.
Выбор основных материалов
Трубные формы должны выдерживать воздействие высокотемпературного сплава при 1450–1550℃ и тепловое напряжение при центробежном литье, поэтому материал должен обладать стабильностью при высоких температурах, износостойкостью и сопротивлением тепловой усталости. Обычно используются сплавы стали 35CrMo, 15Cr2Mo, 21CrMo10. В частности, 15Cr2Mo и 21CrMo10 за счет добавления хрома и молибдена обладают повышенной термостойкостью, а содержание примесей фосфора и серы контролируется на уровне ниже 0,009 %; 35CrMo отличается хорошей закаливаемостью и подходит для изготовления средне- и крупногабаритных трубных форм, где требуется высокая вязкость.
Ключевые процессы производства и литья
Изготовление трубной формы: сначала методом ковки оптимизируют внутреннюю структуру исходного материала, затем осуществляется черновая обработка для придания формы, после чего проводят отжиг для снятия напряжений; после черновой обработки требуется термообработка, включая закалку и отпуск, в завершение производится точная механическая обработка на станках с ЧПУ, чтобы обеспечить гладкость внутренней поверхности и точность размеров, соответствующие требованиям последующего литья. Также необходимо провести ультразвуковую проверку согласно стандарту JB/T1581-96 для выявления внутренних дефектов.
Соответствующий процесс литья труб: перед использованием внутреннюю стенку формы покрывают слоем материала и предварительно прогревают, чтобы избежать неустойчивости структуры из-за резкой разницы температур при заливке сплава; затем заливают сплав для центробежного литья. Для обычных сплавных труб скорость вращения при литье контролируется на уровне 1450 об/мин, после 10 минут работы форму сразу же снимают, чтобы предотвратить деформацию заготовки трубы.
Основные моменты технического обслуживания
После каждой заливки необходимо проводить струйную очистку, удалять остатки покрытия и окалины со внутренней стенки трубной формы, поддерживать гладкость внутренней поверхности, чтобы не повлиять на качество поверхности труб следующей партии; перед повторным использованием необходимо повторно наносить специальное покрытие и выпекать, создавая защитный слой, который уменьшает прямое воздействие расплава высокотемпературного сплава на форму.
Регулярно проверяйте внутреннюю стенку трубной формы на наличие трещин, износа или местных деформаций. При появлении мелких трещин их можно заваривать аргоновой сваркой; при длительном хранении необходимо наносить антикоррозийное средство и обеспечивать герметичную защиту, чтобы предотвратить попадание влаги и коррозию.
Типичные сценарии применения
Такие трубные формы в основном используются для производства ключевых сплавных печных труб в нефтехимической и аэрокосмической отрасли. Например, для производства труб высоких сплавов 25Cr-20Ni для трубчатых печей нефтехимических предприятий, или никелевых жаропрочных сплавных труб, связанных с авиационными двигателями. Произведенные сплавные печные трубы благодаря стабильной микроструктуре могут использоваться в рабочих условиях с температурой выше 600°C, выдерживать коррозию и термические напряжения, обеспечивая долгосрочную стабильную работу различных высокотемпературных установок.