石油钻井平台爬升装置重要零部件——下箱体的模具设计及锻造工艺论文_吴鸿丽

韶关市中机重工股份有限公司 广东韶关 512000

摘要:下箱体——是石油钻井平台上爬升装置的重要零部件。由于单重大,形状复杂,故多采用铸件。在爬升装置中由于对高强度等性能的要求,其它零部件都采用锻件,只有下箱体是铸件。因此,下箱体是整个爬升装置中最早损坏的部件。是爬升装置的短板。为了解决这一问题。设计一套锻模具,用锻制的工艺方法生产出下箱体。取代铸件下箱体。本文就是针对这一工艺过程进行阐述。

Important parts of climbing equipment for oil drilling platform: die design and forging process of lower tank: lower tank is an important part of climbing device on oil drilling platform. Because of the single major, complex shape, so the use of castings. In the climbing device, due to the high strength and other performance requirements, other parts are used forgings, only the lower box is casting. Therefore, the lower case is the earliest damaged part of the entire climbing device. It's a short board for a climbing device.In order to solve this problem. Design a set of forging die to produce the lower box by forging process. Replace the bottom box of casting. This article is aimed at this process of elaboration.

一、问题的提出

下箱体是海上石油钻井平台升降爬升系统装置的重要零部件。由于单重大,形状复杂,故多采用铸件。经过几年的;‘实践证明,下箱体是爬升装置中最早损坏的零件,主要原因如下:

A.铸件机械性能低。(见对比表)

B.铸件有气孔,隐患大。

C.爬升装置中只有下箱体是铸件,性能差,下箱体的早期失效。造成整个爬升装置寿命低,过早下线。

二、解决办法

将铸件下箱体改成锻件下箱体。考虑到下箱体单重大,形状复杂等因素。设计出一套辅助锻造模具。在4000吨压机上锻制出下箱体零件。

三、实施工装,工艺

1.工装模具设计

根据金属变形机流向,设计出一组辅助工装模具图:

1.图一,下箱体(粗车)

2.图二,下箱体终锻合模图

3.图三,下箱体预锻模图

4.图四,下箱体斜坡成形冲头图

5.图五,下箱体终锻模图

6.图六,下箱体掐腰环

7.图七,下箱体冲缸冲头

8.图八,下箱体冲头

2.锻造下箱体工艺流程图

(1)

2.锻制下箱体工艺

A加热工艺

将原料出炉锻打装入炉中,650℃,850℃保温后,1240℃保温4小时。

B.锻打工艺

使用4000吨压机锻打。始锻温度1240℃,终锻温度850℃,第一火放入预锻模,压出“T”字型毛坯,并压出φ960上部斜坡回炉。

第二火.将掐腰环模具放入终锻模具中待用,将坯料毛坯(如图4-2如图4-3)小头向上放在大平砧上的斜坡冲头正上方,将终锻模连同掐腰环模具一起从上方套在锻造毛坯上,并用一漏盘(φ980/φ550×280)

将终锻模及掐腰环压平,终锻模具压制与大平砧齐。拿掉漏盘后,压平毛坯上部与终端模齐平,确保坯料充满型腔,退模,退斜坡冲头,从工件上部开始冲缸。Φ280~4300,冲缸后,掐腰环掉落,锻件完成。

C机加工热处理,检验

热处理后,取本体试样进行性能检验,其结果如下:

由此可见,锻件下箱体的性能要比铸件高的多,尤其是最重要的—20℃冲击,要高过5倍。

结论

1.锻造下箱体的机械性能远高于铸造下箱体的性能。

2.锻造下箱体的内在质量好,紧密无气孔缺陷,无使用隐患。

3.由于锻造下箱体替换了铸造下箱体,整个爬升装置寿命提高了,短板问题解决了。服役期就相对更长久。

4.锻造下箱体,成本与铸造下箱体的成本相近,替换之后,爬升装置的信价比更高了,收益的效果也更加显著。

论文作者:吴鸿丽

论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期

论文发表时间:2019/11/12

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石油钻井平台爬升装置重要零部件——下箱体的模具设计及锻造工艺论文_吴鸿丽
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