[发明专利]一种波纹管机械密封波片材料热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料热处理工艺，尤其是一种波纹管机械密封波片材料热处理方法。

背景技术

石油石化的炼油厂高温泵很多，基本都是高危泵，其工作压力0～5MPa，温度200℃～300℃，转速不大于6000r·p·m(线速不大于50m/s)，轴径在25～ 150mm；泄漏指标：常规工作下，泄漏量为2～3mI/h，在高温、高压、高速下，泄漏量为4～9I/h；磨损量指标：＜0.017～0.02；使用期指标：常规工作下，使用期为8000～10000h，在高温、高压、高速状况下，使用期为 4000～6000h；正是这些在严酷条件下工作的机械泵，最容易出现故障，其部位就是泵的密封装置,由于高温、高压、强腐蚀和高可靠性要求，密封装置处于高速运转的轴与静止的泵壳体之间受到极为恶劣的工作环境考验，国产密封装置普遍存在寿命短、泄露量大、故障多的状况，而不得不依赖进口。

机械密封由端面摩擦副(动、静环)、弹性元件和辅助密封件等构成；端面摩擦副紧密贴合，组成密封面防止介质泄漏，弹性元件主要起补偿、预紧及缓冲作用，它对密封端面产生合理的比压以保证密封性能，我公司对于石油化工企业输送高温流体的泵用机械密封设计中，弹性元件和辅助密封件通常采用焊接金属波纹管(波纹管本身兼作弹性元件和辅助密封元件)，因此，波纹管是此类机械密封的核心元件。

波纹管阀采用厚度极薄(小于0.3mm)的材料焊接而成，所用材料有18-8 型奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢以及硬化不锈钢(17-7pH)等，国内使用较多的是18-8型奥氏体不锈钢，由于18-8型奥氏体不锈钢强度较低，而且在高温下强度下降较多，难以保证高温下低失弹；后来改换使用316材料为波纹管波片材料，但是仍然达不到理想的需求，高温泵很快失效。本发明构思选择高镍合金Inconel718材料，并实施了改性，获取的Inconel718合金波片，有效的提高了机械密封的性能。

发明内容

本发明的目的提供一种降低成本又能提高产品品质的波纹管机械密封波片材料热处理方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种波纹管机械密封波片材料热处理方法，其创新点在于：热处理步骤如下：

a)将刚制成的波纹管置于热处理炉中，再将热处理炉中抽成真空；

b)再对热处理炉进行升温至200℃，升温时间为25min，保温处理 30min；

c)再对热处理炉进行升温至350℃，升温时间为35min，保温处理 30min；

d)再对热处理炉进行降温至300℃，降温时间为10min，保温处理 15min；

e)再对热处理炉进行升温至650℃，升温时间为3h，保温2h；

f)再对热处理炉进行降温至550℃，降温时间为1h，保温1h；

g)再对热处理炉进行升温至750℃，升温时间为2h，保温1h；

h)再对热处理炉进行降温至600℃，降温时间为1h，保温10h；

i)最后冷却至常温。

在一些实施方式，热处理炉为VDFC型。

本发明的波纹管为沉淀硬化型镍铬铁合金，密ρ＝8.24g/cm3，熔化温度范围1260～1320℃，在700℃时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐腐蚀性；供货状态可以是固溶处理或沉淀硬化态，同时易加工，在700℃时具有高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度；在1000℃时具有高抗氧化性，在低温下具有稳定的化学性能并具有良好的焊接性能，但是在高温环境下存在缺陷，所以对波纹管波片进行必要的热处理；该处理方法简单易操作，使用效果良好，彰显技术进步。

具体实施方式

一种波纹管机械密封波片材料热处理方法，热处理步骤如下：将刚制成的波纹管置于热处理炉中，再将热处理炉中抽成真空；再对热处理炉进行升温至200℃，升温时间为25min，保温处理30min；再对热处理炉进行升温至 350℃，升温时间为35min，保温处理30min；再对热处理炉进行降温至300℃，降温时间为10min，保温处理15min；再对热处理炉进行升温至650℃，升温时间为3h，保温2h；再对热处理炉进行降温至550℃，降温时间为1h，保温1h；再对热处理炉进行升温至750℃，升温时间为2h，保温1h；再对热处理炉进行降温至600℃，降温时间为1h，保温10h；最后冷却至常温。

在一些实施方式，热处理炉为VDFC型。