專利名稱：高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油采集領(lǐng)域，特別是一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在石油采集領(lǐng)域中，壓裂是目前提高油井采收率的有效措施之一。在原始狀態(tài)下， 油層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)除受到沉積特點的影響外，都是致密的。當(dāng)油層沒有形成裂縫或裂縫很小時，原油穿過致密的巖層，順著孔隙或微小裂縫向井筒內(nèi)滲流。原油從遠處流向井筒時， 流通面積逐漸減小，原油流動消耗在克服巖層阻力上的能量增加，這必然將影響油井的自噴能力，降低油田出油量。為減少原油流動阻力，使到達井筒的原油保持較高的能量，就需要有較高滲透率的裂縫通道。在油層滲透率較低的油井，通常在地面采用高壓壓裂泵將具有一定黏度的液體，以大于油層所能吸收的能力注入油層，以形成新的裂縫和擴大原有裂縫。為了維持裂縫狀態(tài)，一般在壓裂液中摻入較大直徑的支撐劑(如石英沙、核桃殼等)，使之沉淀在裂縫中，支撐已形成的裂縫。為了獲得較長，較寬的裂縫及較高的滲透率，向井筒內(nèi)注入足夠壓力和排量且含砂量較多的液體，這就對壓裂泵提出了很高的要求。綜上所述，由于壓裂泵是壓裂施工作業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，其性能和可靠性直接影響到壓裂施工作業(yè)的進度和質(zhì)量。由于近年來壓裂工藝朝著復(fù)合壓裂方向發(fā)展，在壓裂中多采用酸化-水力壓裂聯(lián)合處理，這就要求壓裂泵不僅需要有良好的機械性能，還需要有良好的耐磨性和抗腐蝕能力，能在惡劣條件下長時間可靠工作，因此，合理的選擇壓裂泵的制造材料將直接決定其綜合性能。由于壓裂泵往往需要在惡劣的條件下長時間可靠工作，這就要求其不僅有良好的機械性能、耐磨性和抗腐蝕能力，因此在材料選擇，加工制造過程中都存在相應(yīng)的技術(shù)難度。現(xiàn)有壓裂泵生產(chǎn)方法各個生產(chǎn)廠家方法各不相同，特別是工藝參數(shù)，但是由于其在消應(yīng)回火和調(diào)質(zhì)熱處理工序上存在的(缺陷)此處改為不足更為妥當(dāng)，致使其存在機械性能不強、耐磨性差和抗腐蝕能力差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的高壓壓裂泵泵體在生產(chǎn)過程中存在，機械性能不強、耐磨性差和抗腐蝕能力差的問題，現(xiàn)對其生產(chǎn)方法進行改進，特別是對消應(yīng)回火和調(diào)質(zhì)熱處理工序提出的改進，其具體方案如下
一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟為
煉鋼一鍛造一鍛后熱處理一正火一粗加工一超探UTl—調(diào)質(zhì)熱處理一消應(yīng)回火一硬度性能檢測一粗加工一超探UT2—半精加工一精加工一打磨內(nèi)腔。在所述打磨內(nèi)腔步驟后再進行碳氮共滲處理，碳氮共滲處理QPQ提高耐磨性和抗蝕性。所述正火步驟具體為在650°C 士20°C，中溫保溫2小時；升溫至860 890°C并保溫5小時，細化組織晶粒。
所述的調(diào)質(zhì)熱處理步驟包括
淬火在650士20°C中溫保溫2小時；升溫至860-880°C并保溫5小時，水冷大于45分鐘，保持溫度應(yīng)低于250°C ；
回火在250士20°C低溫保溫2小時，600-610°C保溫12小時，水冷大于10分鐘。所述調(diào)質(zhì)熱處理后的消應(yīng)力回火步驟具體為在420士 10°C保溫8小時，爐冷到低于150°C出爐。所述半精加工后設(shè)置有消應(yīng)回火，所述消應(yīng)力回火為主要是消除機械加工中產(chǎn)生的加工應(yīng)力。所述打磨內(nèi)腔是根據(jù)有限元法分析泵體工作時內(nèi)部應(yīng)力分布情況，以及應(yīng)力集中的理論，打磨內(nèi)腔各相慣線及尖角，使其成為大的光滑過渡圓弧，以減小應(yīng)力集中系數(shù)。所述煉鋼可采用優(yōu)選電渣錠，其制造流程EF+LF+下注電極坯+ESR錠；或采用爐外真空精煉流程EF+LFV+鑄錠。最終制成為用于制造閥體的鋼錠。所述鍛造包括
a、采用兩次變向鐓拔的鍛造工藝，主拔長變形采用WHF法；
b、每次鐓粗及拔長鍛比控制在1.8^2. 2，總鍛比控制在6-8，拔長鍛比S=Sl X S2，鐓粗比 U=Ul X U2，總鍛比=SXU2 ；
51第一次拔長長度除以原始長度；
52第二次拔長長度除以第二次拔長前長度； Ul 第一次墩粗面積除以原始面積；
U2 第二次墩粗面積除以原始面積；
c、鍛造過程溫度控制在850°C 1200°C；
所述鍛后熱處理采用2次過冷1次重結(jié)晶的正-回火工藝。所述粗加工為粗銑閥體鍛后毛坯垂直面及端面。所述超探UTl為超聲波探傷，UTl為第一次探傷。如判斷為粗晶影響UT，則應(yīng)予正火熱處理后再進行超探。所述調(diào)質(zhì)熱處理以水為淬火介質(zhì)，回火后應(yīng)控爐冷到250°C以下出爐。所述粗加工及UT2為粗加工為粗銑無孔面符；所述超探UT2為進行第2次探傷，所述探傷判定參考為在任何孔壁表面及其以下25mm內(nèi)，不允許有任何缺陷顯示。
所述消應(yīng)回火步驟具體為在溫度為45(T50(TC條件下，充分保溫1.證/lOOm，爐冷到 150°C以下出爐空冷。所述精加工對各孔相交部位相貫線及柱塞孔部位精細加工及打磨光滑，內(nèi)部各內(nèi)外園角大，減少應(yīng)力集中。本發(fā)明的優(yōu)點在于
1、本發(fā)明采用的消應(yīng)回火采用的具體為在420°c保溫8小時，水冷到低于150°C。鋼件在400-450°C溫區(qū)回火并隨后緩慢冷卻會產(chǎn)生脆性，稱為第二類回火脆性。在420°C時用水快速冷卻，能避開此類回火脆性的產(chǎn)生。400-450 0C是理論溫度區(qū)間，420 °C是針對本產(chǎn)品所使用材料特性，通過大量工藝實驗得出的結(jié)果。2、本發(fā)明采用的調(diào)質(zhì)熱處理包括淬火在650°C中溫保溫2小時；升溫至860°C并保溫5小時，水冷大于45分鐘，保持溫度應(yīng)低于250°C ；回火在250°C低溫保溫2小時，605°C保溫12小時，水冷大于10分鐘。在650°C中溫保溫2小時，600_700°C是合金材料的塑性轉(zhuǎn)變區(qū)域，在該溫度下保溫足夠的時間，是使材料內(nèi)外部都進入屬性區(qū)域，再繼續(xù)快速升溫，將減小材料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力
3、所有工藝結(jié)合在一起使泵體得到良好的強度，沖擊韌性，耐磨性，耐腐蝕性，提升泵體使用壽命。
具體實施例方式實施例1
在高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法中，生產(chǎn)過程中重要部分包括 1、材料的選擇壓裂泵制造過程中，在選定材料鋼號情況下，鋼錠質(zhì)量的好壞對壓裂泵使用壽命起到?jīng)Q定作用。由于壓裂泵在工作中內(nèi)腔受帶一定腐蝕性壓裂液施加的復(fù)雜壓力，因此需要盡可能減小各向異性，應(yīng)使用化學(xué)成分均勻(減少材料本身內(nèi)部晶間腐蝕)，有害元素(S、P)低的優(yōu)質(zhì)鋼錠，并采用合理的鍛造工藝。2、鍛造及鍛后熱處理采用何種合理的鍛造工藝，確定每次墩粗和拔長鍛比以及總鍛比對鍛件機械性能起到?jīng)Q定性作用。選擇何種鍛壓設(shè)備以保證鍛造工藝的準確實施。 鍛后熱處理采用何種正-回火工藝，將決定鍛件晶粒度，并影響其機械性能。3、熱處理采用何種熱處理工藝將直接決定鍛件的機械性能，回火溫度決定鍛件調(diào)質(zhì)硬度，淬火介質(zhì)決定鍛件毛坯在調(diào)質(zhì)后內(nèi)外性能是否盡可能的一致，回火后出爐溫度影響鍛件殘余應(yīng)力。4、設(shè)計制造目前國內(nèi)外壓裂泵結(jié)構(gòu)基本相同，在此基礎(chǔ)上都根據(jù)使用情況來確定壓裂泵的排量，在確定壓裂泵排量的情況下，如何合理設(shè)計壓裂泵箱體內(nèi)部通道，以保證壓裂液的準確輸出，且對壓裂泵不造成額外的壓力。壓裂泵內(nèi)腔主要為兩組垂直交叉孔相慣而成，另外為安裝堵頭、凡爾座等附件，因此內(nèi)腔中設(shè)計有較多工藝臺階，由于閥箱工作時內(nèi)腔主要承受波動載荷，根據(jù)應(yīng)力集中效應(yīng)理論，這些相慣線、臺階根部以及內(nèi)腔中表面機械劃痕，都將引起不同程度的應(yīng)力集中，這將是導(dǎo)致壓裂泵過早失效的重要原因，因此， 對于這些疲勞源始點發(fā)生的高危區(qū)域，在設(shè)計和加工制造中都應(yīng)引起高度重視及合理解決。結(jié)合上述設(shè)計重點，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為煉鋼一鍛造一鍛后熱處理一正火一粗加工一超探UTl—調(diào)質(zhì)熱處理一消應(yīng)回火一硬度性能檢測一粗加工一超探UT2—半精加工一消應(yīng)回火一精加工一打磨內(nèi)腔。半精加工后的消應(yīng)回火可以根據(jù)實際情況決定， 為節(jié)約成本，該步驟在大多數(shù)情況下可以不執(zhí)行，在所述打磨內(nèi)腔步驟后再進行碳氮共滲處理。煉鋼的具體方法包括以下兩種方法
1、優(yōu)選電渣錠，其制造流程EF+LF+下注電極坯+ESR錠。2、用爐外真空精煉流程EF+LFV+鑄錠。煉鋼原材料為常規(guī)原材料，這里所說的煉鋼方法不同，出來的鋼錠質(zhì)量好壞不同。 此步驟成品為用于制造閥體的鋼錠。上述EF即EAF，電弧爐的英語簡寫；LF 鋼包精煉爐的英語簡寫；ESR為電渣重熔LFV為鋼包精煉爐+真空；VD為真空脫氣處理。鍛造及鍛后熱處理具體步驟1、采用兩次變向鐓拔的鍛造工藝；嚴禁直接拔長成形，主拔長變形(S)采用WHF法。2、每次鐓粗及拔長鍛比控制在1.^2.2?？傚懕瓤刂圃?-8。拔長鍛比S=Sl X S2，鐓粗比U=Ul XU2 ；總鍛比=SXU2。3、鍛造過程溫度控制在850°C 1200°C之間。WHF法為寬砧高壓的鍛造方法，可以細化晶粒，改善炭化物分布，鍛合內(nèi)部缺陷，增加金屬內(nèi)部流動性，改善組織。鍛后熱處理用2次過冷1次重結(jié)晶的正-回火工藝。非真空錠給予足夠的除氫回火時間。所有時間，均為根據(jù)金屬熱傳導(dǎo)率和工件有效橫截面積計算得來，以達到所需溫度，或者是滿足組織轉(zhuǎn)變和化學(xué)成份均勻擴散所需時間，控制在士 15分鐘。對于下面提及的水冷時間，必須嚴格執(zhí)行。正火步驟具體為在650士20°C，中溫保溫2小時；升溫至880°C并保溫5小時，細化組織晶粒。此時再進行鍛后毛坯質(zhì)量檢測，具體為鍛后毛坯探傷和粗銑垂直面探傷。粗加工及超探UTl:
粗加工為粗銑閥體鍛后毛坯的垂直面及端面。超探UTl為超聲波探傷(Ultrasonic Test) ；UTl為第一次探傷。如制造閥體的毛坯判斷為粗晶影響UT，則應(yīng)予正火熱處理后再探。粗晶是指晶粒粗大，此術(shù)語為金屬材料學(xué)概念，粗晶會在超聲波探傷中產(chǎn)生大量有規(guī)律的雜波。UTl符合GB/T 4730后，粗銑各面。調(diào)質(zhì)熱處理步驟包括
淬火以水為淬火介質(zhì)，在650°C中溫保溫2小時；升溫至860°C并保溫5小時，水冷大于45分鐘，保持溫度應(yīng)低于250°C ；
回火在250°C低溫保溫2小時，605°C保溫12小時，水冷大于10分鐘，回火采用水冷能提高材料沖擊韌性；
調(diào)質(zhì)熱處理后的消應(yīng)力回火420°C保溫8小時，爐冷到低于150°C出爐，采用此工藝回火能減小回火脆性，同時消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力。粗加工及UT2
粗加工為粗銑無孔面。超探UT2:UT2為第2次探傷。探傷判定在任何孔壁表面及其以下25mm內(nèi)，不允許有任何缺陷顯示。半精加工為機械加工，不同型號閥體形狀尺寸不同；閥體生產(chǎn)過程中，要制造成用戶所需要的尺寸，各尺寸由于所需要去除的量不同，精度要求不同，所以并不是一次加工到位，就需要半精加工排除大部分的余量，為精加工做準備
消應(yīng)回火半精加工后的消應(yīng)回火溫度為45(T500°C，充分保溫Uh/100mm，即每 IOOmm有效截面保溫1.5小時。水冷到150°C以下。主要是消除機械加工中產(chǎn)生的加工應(yīng)力。精加工對各孔相交部位相貫線及柱塞孔部位精細加工及打磨光滑，內(nèi)部各內(nèi)外園角大，減少應(yīng)力集中。打磨內(nèi)腔是根據(jù)有限元法分析泵體工作時內(nèi)部應(yīng)力分布情況，以及應(yīng)力集中的理論，打磨內(nèi)腔各相慣線及尖角，盡可能的使其成為大的光滑過渡圓弧，以減小應(yīng)力集中系數(shù)。有限元是一種先進的受力分析理論，具體分析內(nèi)容國內(nèi)已有相關(guān)單位作出，其結(jié)論已被認可，即泵體內(nèi)部相慣線處應(yīng)力最集中。碳氮共滲處理(QPQ)是提高耐磨性和抗蝕性的有效措施，考慮壓裂泵形狀特征及失效機理，消應(yīng)回火是必要的；碳氮共滲處理所需要的溫度可控制在與消應(yīng)回火溫度一致， 因此作碳氮共滲處理同時也達到了消應(yīng)回火的目的，即QPQ適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù)，兩者所需溫度范圍有交叉部分，將溫度控制在這范圍內(nèi)即可代替消應(yīng)回火。實施例2
一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟為
煉鋼一鍛造一鍛后熱處理一正火一粗加工一超探UTl—調(diào)質(zhì)熱處理一消應(yīng)回火一硬度性能檢測一粗加工一超探UT2—半精加工一精加工一打磨內(nèi)腔。在所述打磨內(nèi)腔步驟后再進行碳氮共滲處理，碳氮共滲處理QPQ提高耐磨性和抗蝕性。所述正火步驟具體為在650°C，中溫保溫2小時；升溫至860°C并保溫5小時，細化組織晶粒。所述的調(diào)質(zhì)熱處理步驟包括
淬火在650中溫保溫2小時；升溫至860°C并保溫5小時，水冷大于45分鐘，保持溫度應(yīng)低于250 0C ；
回火在250士20°C低溫保溫2小時，600°C保溫12小時，水冷大于10分鐘。所述調(diào)質(zhì)熱處理后的消應(yīng)力回火步驟具體為在420°C保溫8小時，爐冷到低于 150°C出爐。所述半精加工后設(shè)置有消應(yīng)回火，所述消應(yīng)力回火為主要是消除機械加工中產(chǎn)生的加工應(yīng)力。所述打磨內(nèi)腔是根據(jù)有限元法分析泵體工作時內(nèi)部應(yīng)力分布情況，以及應(yīng)力集中的理論，打磨內(nèi)腔各相慣線及尖角，使其成為大的光滑過渡圓弧，以減小應(yīng)力集中系數(shù)。所述煉鋼可采用優(yōu)選電渣錠，其制造流程EF+LF+下注電極坯+ESR錠；或采用爐外真空精煉流程EF+LFV+鑄錠。最終制成為用于制造閥體的鋼錠。所述鍛造包括
a、采用兩次變向鐓拔的鍛造工藝，主拔長變形采用WHF法；
b、每次鐓粗及拔長鍛比控制在1.8，總鍛比控制在6，拔長鍛比S=S1XS2，鐓粗比 U=Ul X U2，總鍛比=SXU2 ；
51第一次拔長長度除以原始長度；
52第二次拔長長度除以第二次拔長前長度； Ul 第一次墩粗面積除以原始面積；
U2 第二次墩粗面積除以原始面積；
c、鍛造過程溫度控制在850°C；
所述鍛后熱處理采用2次過冷1次重結(jié)晶的正-回火工藝。所述粗加工為粗銑閥體鍛后毛坯垂直面及端面。所述超探UTl為超聲波探傷，UTl為第一次探傷。如判斷為粗晶影響UT，則應(yīng)予正火熱處理后再進行超探。所述調(diào)質(zhì)熱處理以水為淬火介質(zhì)，回火后應(yīng)控爐冷到250V以下出爐。
所述粗加工及UT2為粗加工為粗銑無孔面符；所述超探UT2為進行第2次探傷，所述探傷判定參考為在任何孔壁表面及其以下25mm內(nèi)，不允許有任何缺陷顯示。
所述消應(yīng)回火步驟具體為在溫度為45(T50(TC條件下，充分保溫1.證/lOOm，爐冷到 150°C以下出爐空冷。所述精加工對各孔相交部位相貫線及柱塞孔部位精細加工及打磨光滑，內(nèi)部各內(nèi)外園角大，減少應(yīng)力集中。實施例3
一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟為
煉鋼一鍛造一鍛后熱處理一正火一粗加工一超探UTl—調(diào)質(zhì)熱處理一消應(yīng)回火一硬度性能檢測一粗加工一超探UT2—半精加工一精加工一打磨內(nèi)腔。在所述打磨內(nèi)腔步驟后再進行碳氮共滲處理，碳氮共滲處理QPQ提高耐磨性和抗蝕性。所述正火步驟具體為在670°C，中溫保溫2小時；升溫至890°C并保溫5小時，細化組織晶粒。所述的調(diào)質(zhì)熱處理步驟包括
淬火在670°C中溫保溫2小時；升溫至_880°C并保溫5小時，水冷大于45分鐘，保持溫度應(yīng)低于250°C ；
回火在270°C低溫保溫2小時，610°C保溫12小時，水冷大于10分鐘。所述調(diào)質(zhì)熱處理后的消應(yīng)力回火步驟具體為在430°C保溫8小時，爐冷到低于 150°C出爐。所述半精加工后設(shè)置有消應(yīng)回火，所述消應(yīng)力回火為主要是消除機械加工中產(chǎn)生的加工應(yīng)力。所述打磨內(nèi)腔是根據(jù)有限元法分析泵體工作時內(nèi)部應(yīng)力分布情況，以及應(yīng)力集中的理論，打磨內(nèi)腔各相慣線及尖角，使其成為大的光滑過渡圓弧，以減小應(yīng)力集中系數(shù)。所述煉鋼可采用優(yōu)選電渣錠，其制造流程EF+LF+下注電極坯+ESR錠；或采用爐外真空精煉流程EF+LFV+鑄錠。最終制成為用于制造閥體的鋼錠。所述鍛造包括
a、采用兩次變向鐓拔的鍛造工藝，主拔長變形采用WHF法；
b、每次鐓粗及拔長鍛比控制在2.2，總鍛比控制在8，拔長鍛比S=S1XS2，鐓粗比 U=Ul X U2，總鍛比=SXU2 ；
51第一次拔長長度除以原始長度；
52第二次拔長長度除以第二次拔長前長度； Ul 第一次墩粗面積除以原始面積；
U2 第二次墩粗面積除以原始面積；
c、鍛造過程溫度控制在1200°C；
所述鍛后熱處理采用2次過冷1次重結(jié)晶的正-回火工藝。所述粗加工為粗銑閥體鍛后毛坯垂直面及端面。所述超探UTl為超聲波探傷，UTl為第一次探傷。如判斷為粗晶影響UT，則應(yīng)予正火熱處理后再進行超探。
所述調(diào)質(zhì)熱處理以水為淬火介質(zhì)，回火后應(yīng)控爐冷到250°C以下出爐。所述粗加工及UT2為粗加工為粗銑無孔面符；所述超探UT2為進行第2次探傷，所述探傷判定參考為在任何孔壁表面及其以下25mm內(nèi)，不允許有任何缺陷顯示。
所述消應(yīng)回火步驟具體為在溫度為500°C條件下，充分保溫1.證/lOOm，爐冷到150°C 以下出爐空冷。所述精加工對各孔相交部位相貫線及柱塞孔部位精細加工及打磨光滑，內(nèi)部各內(nèi)外園角大，減少應(yīng)力集中。實施例4
一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟為
煉鋼一鍛造一鍛后熱處理一正火一粗加工一超探UTl—調(diào)質(zhì)熱處理一消應(yīng)回火一硬度性能檢測一粗加工一超探UT2—半精加工一精加工一打磨內(nèi)腔。在所述打磨內(nèi)腔步驟后再進行碳氮共滲處理，碳氮共滲處理QPQ提高耐磨性和抗蝕性。所述正火步驟具體為在630°C，中溫保溫2小時；升溫至880°C并保溫5小時，細化組織晶粒。所述的調(diào)質(zhì)熱處理步驟包括
淬火在630°C中溫保溫2小時；升溫至870°C并保溫5小時，水冷大于45分鐘，保持溫度應(yīng)低于250 0C ；
回火在230°C低溫保溫2小時，605°C保溫12小時，水冷大于10分鐘。所述調(diào)質(zhì)熱處理后的消應(yīng)力回火步驟具體為在410°C保溫8小時，爐冷到低于 150°C出爐。所述半精加工后設(shè)置有消應(yīng)回火，所述消應(yīng)力回火為主要是消除機械加工中產(chǎn)生的加工應(yīng)力。所述打磨內(nèi)腔是根據(jù)有限元法分析泵體工作時內(nèi)部應(yīng)力分布情況，以及應(yīng)力集中的理論，打磨內(nèi)腔各相慣線及尖角，使其成為大的光滑過渡圓弧，以減小應(yīng)力集中系數(shù)。所述煉鋼可采用優(yōu)選電渣錠，其制造流程EF+LF+下注電極坯+ESR錠；或采用爐外真空精煉流程EF+LFV+鑄錠。最終制成為用于制造閥體的鋼錠。所述鍛造包括
a、采用兩次變向鐓拔的鍛造工藝，主拔長變形采用WHF法；
b、每次鐓粗及拔長鍛比控制在2，總鍛比控制在7，拔長鍛比S=S1XS2，鐓粗比 U=Ul X U2，總鍛比=SXU2 ；
51第一次拔長長度除以原始長度；
52第二次拔長長度除以第二次拔長前長度； Ul 第一次墩粗面積除以原始面積；
U2 第二次墩粗面積除以原始面積；
c、鍛造過程溫度控制在1000°C；
所述鍛后熱處理采用2次過冷1次重結(jié)晶的正-回火工藝。所述粗加工為粗銑閥體鍛后毛坯垂直面及端面。所述超探UTl為超聲波探傷，UTl為第一次探傷。如判斷為粗晶影響UT，則應(yīng)予正火熱處理后再進行超探。所述調(diào)質(zhì)熱處理以水為淬火介質(zhì)，回火后應(yīng)控爐冷到250°C以下出爐。所述粗加工及UT2為粗加工為粗銑無孔面符；所述超探UT2為進行第2次探傷，所述探傷判定參考為在任何孔壁表面及其以下25mm內(nèi)，不允許有任何缺陷顯示。
所述消應(yīng)回火步驟具體為在溫度為470°C條件下，充分保溫1.證/lOOm，爐冷到150°C 以下出爐空冷。所述精加工對各孔相交部位相貫線及柱塞孔部位精細加工及打磨光滑，內(nèi)部各內(nèi)外園角大，減少應(yīng)力集中。
權(quán)利要求
1.一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟為煉鋼一鍛造一鍛后熱處理一正火一粗加工一超探UTl—調(diào)質(zhì)熱處理一消應(yīng)回火一硬度性能檢測一粗加工一超探 UT2—半精加工一精加工一打磨內(nèi)腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于所述正火步驟具體為所述正火步驟具體為在650°C 士20°C，中溫保溫2小時；升溫至860 890°C并保溫5小時，細化組織晶粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的調(diào)質(zhì)熱處理步驟包括淬火在650士20°C中溫保溫2小時；升溫至860-880°C并保溫5小時，水冷大于45分鐘，保持溫度應(yīng)低于250°C ；回火在250士20°C低溫保溫2小時，600-610°C保溫12小時，水冷大于10分鐘；所述調(diào)質(zhì)熱處理后的消應(yīng)力回火步驟具體為在420士 10°C保溫8小時，爐冷到低于 150°C出爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于所述調(diào)質(zhì)熱處理后的消應(yīng)力回火步驟具體為在420°C保溫8小時，爐冷到低于150°C出爐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于所述半精加工后設(shè)置有消應(yīng)回火，所述消應(yīng)力回火為主要是消除機械加工中產(chǎn)生的加工應(yīng)力；所述打磨內(nèi)腔是根據(jù)有限元法分析泵體工作時內(nèi)部應(yīng)力分布情況，以及應(yīng)力集中的理論，打磨內(nèi)腔各相慣線及尖角，使其成為大的光滑過渡圓弧，以減小應(yīng)力集中系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述煉鋼可采用優(yōu)選電渣錠，其制造流程EF+LF+下注電極坯+ESR錠；或采用爐外真空精煉流程EF+LFV+鑄錠；最終制成為用于制造閥體的鋼錠；所述鍛造包括a、采用兩次變向鐓拔的鍛造工藝，主拔長變形采用WHF法；b、每次鐓粗及拔長鍛比控制在1.纊2.2，總鍛比控制在6-8，拔長鍛比S=S1XS2，鐓粗比 U=Ul X U2，總鍛比=SXU2 ；51第一次拔長長度除以原始長度；52第二次拔長長度除以第二次拔長前長度；Ul 第一次墩粗面積除以原始面積；U2 第二次墩粗面積除以原始面積；c、鍛造過程溫度控制在850°C 1200°C；所述鍛后熱處理采用2次過冷1次重結(jié)晶的正-回火工藝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述粗加工為粗銑閥體鍛后毛坯垂直面及端面；所述超探UTl為超聲波探傷，UTl為第一次探傷，如判斷為粗晶影響UT，則應(yīng)予正火熱處理后再進行超探。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述調(diào)質(zhì)熱處理以水為淬火介質(zhì)，回火后應(yīng)控爐冷到250°C以下出爐。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于所述粗加工及UT2為粗加工為粗銑無孔面符；所述超探UT2為進行第2次探傷，所述探傷判定參考為在任何孔壁表面及其以下25mm內(nèi)，不允許有任何缺陷顯示；所述消應(yīng)回火步驟具體為在溫度為45(T500°C條件下，充分保溫1.證/lOOm，爐冷到150°C以下出爐空冷；所述精加工對各孔相交部位相貫線及柱塞孔部位精細加工及打磨光滑，內(nèi)部各內(nèi)外園角大，減少應(yīng)力集中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，其特征在于 在所述打磨內(nèi)腔步驟后再進行碳氮共滲處理，碳氮共滲處理QPQ提高耐磨性和抗蝕性。
全文摘要
本發(fā)明涉及石油采集領(lǐng)域，特別是一種高壓壓裂泵泵體的生產(chǎn)方法，所述步驟為煉鋼—鍛造—鍛后熱處理—正火—粗加工—超探UT1—調(diào)質(zhì)熱處理—消應(yīng)回火—硬度性能檢測—粗加工—超探UT2—半精加工—精加工—打磨內(nèi)腔。本發(fā)明采用的消應(yīng)回火采用的具體為在420℃保溫8小時，水冷到低于150℃。鋼件在400-450℃溫區(qū)回火并隨后緩慢冷卻會產(chǎn)生脆性，稱為第二類回火脆性。在420℃時用水快速冷卻，能避開此類回火脆性的產(chǎn)生。所有工藝結(jié)合在一起使泵體得到良好的強度，沖擊韌性，耐磨性，耐腐蝕性，提升泵體使用壽命。
文檔編號C21D1/00GK102338079SQ20111027081
公開日2012年2月1日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者楊明鼎, 楊鄂 申請人:廣漢市秦南重工機械有限公司