1.3生成曲面
曲面的生成方法有多种,选择其中一种完成即可。本例采用网格面,注意网格面由U方向和V方向曲线构成,各个方向的曲线必须相交,构成封闭区。选择曲面工具栏中的网格面工具,依次拾取U截面线共2条,右击确认;再依次拾取V截面线共7条,右击确认,稍等片刻后曲面生成,如图10所示。最后完成其他曲面,得到需要的吊钩立体图形,如图11所示。
2结语
识图、制图是从事机械、机电类或近机类从业人员必修的一门专业基础课程,但因其对空间思维能力以及空间想象能力要求较高,学习的困难程度较大。然而,如何在复杂的图形信息中,分解出各个简单的信息,找到作图的突破口,付诸其他三维软件的强大造型功能,将复杂的事情简单处理,不仅能提高设计效率,而且能激发人员的学习兴趣,降低课程的抽象性,同时也提高了学生对相关软件的熟悉程度及学习热情。
参考文献:
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《 油管挂环空金属密封制造技术 》
摘要:该文根据水下采油树的应用环境和要求,对水下采油树油管挂环空金属密封件的设计结构及原理、性能要求、制造工艺等进行了技术分析,并阐述了制造工艺过程中的技术难点及解决措施。在此基础上,进行了油管挂金属密封的研制,并将其应用于采油树制造项目,产品的各项试验结果表明,其质量及性能满足设计要求。
关键词:水下采油树;金属密封;镍基合金;压力自紧密封;金属弹性性能;表面镀银
0引言
水下采油树作为海洋油气开采过程中的关键油气生产控制设备,是位于海底井口顶端开口处的一个系统组件,它提供了一系列用于原油生产、控制、测试及维修的通道和各种用来测量和维修的阀门。水下采油树油管挂环空金属密封是位于油管挂与树本体的环形空间内的一道关键密封,其密封介质是从海底地层开采出的具有高温、高压及高腐蚀性的原油(气),恶劣的工况条件对密封件的性能提出了很高的要求,其核心制造技术长期被国外垄断,我国一直依赖进口。因此,作为水下采油树关键密封件,有必要对其进行研发制造。
1油管挂环空金属密封设计原理及结构
水下采油树在油管挂与树本体之间存在环形间隙空间(环空),当生产油气介质水平生产出口时,必须防止流体从环形间隙空间泄漏出去,因而在水平生产出口的两侧分别设计了一道双U型金属弹性密封件作为主密封,如图1所示。油管挂双U型弹性金属密封原理如图2所示,其密封原理是利用金属弹性在介质压力作用下产生弹性形变,使之与密封配合面达到紧密贴合,从而实现压力自紧密封。
2油管挂环空双U型金属密封的设计要求
设计上油管挂双U型金属密封为油管挂与树本体之间的环空主密封,其密封技术参数及要求如下:工作压力为10000psi;试验压力为15000psi;产品API规范等级为PSL3/3G;性能测试为PR
2。要实现以上设计性能,对密封件材料的熔炼组织和热处理工艺、密封件的成形加工工艺、表面处理工艺等提出了以下要求:
(1)油管挂环空金属密封材料须有良好的弹性及疲劳强度;
(2)油管挂环空金属密封材料既能耐高低温又能耐原油介质腐蚀,同时能实现高压可靠密封。
3油管挂环空双U型金属密封的制造技术方案
3.1油管挂环空双U型金属密封的材料选择
(1)考虑到油管挂双U型金属密封的耐腐性,成形加工性能及金属弹性要求,设计采用镍基合金IN-CONEL718作为密封件的材质。
(2)INCONEL718合金是含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金,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,供货状态通常是固溶处理后沉淀硬化态。
(3)INCONEL718合金具有良好的耐腐蚀性,易成形加工性能,经过有效的冶炼工艺及热处理工艺,INCONEL718合金可获得良好的细晶粒组织及弹性性能。
3.2油管挂环空双U型金属密封制造工艺流程油管挂环空双U型金属密封的工艺流程如图3所示:
3.3油管挂环空双U型金属密封制造关键工艺
(1)毛胚材料的熔炼、锻造及热处理工艺。
(2)双U形密封件的成形加工工艺。
(3)密封件的表面镀银处理工艺。
4油管挂环空双U型金属密封的制造工艺措施
4.1毛胚材料的熔炼、锻造及热处理
(1)从设计原理上考虑,油管挂双U型金属密封属于金属弹性密封,因此要求密封件的材料具有细密的晶粒组织,良好的综合机械性能及弹性性能。
(2)在冶炼工艺方面,为获得更纯净化的钢水,减低气体含量与有害元素含量,通常采用真空感应炉熔炼,甚至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔方式进行生产。锻造、轧制工艺是为了优化微观组织;热处理工艺包括固溶处理、中间处理和时效处理,是为了获得所要求的组织状态和良好的综合机械性能。
(3)通常INCONEL718会使用以下两种热处理:
1)加热到926℃~1010℃,水中快速冷却至室温,然后升温至718℃保持8h,炉内冷致函至621℃,在621℃保持18h作为时效处理,随后在空气中冷却至室温;