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Die Kolbenstange/Kolbenstange des Kolbenkompressors ist eine wichtige tragende Komponente, die den Kreuzkopf und den Kolben verbindet. Es überträgt die Hubkraft von der Kurbelwelle auf den Kolben und hält wechselnden Zug- und Druckbeanspruchungen stand. Seine Leistung wirkt sich direkt auf die Betriebsstabilität, Dichtungszuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer des Kompressors aus und macht ihn zu einem der am stärksten beanspruchten Schlüsselteile in der Kolbenbaugruppe.
Während des Betriebs bewegt sich die Kolbenstange im Zylinder hin und her, überträgt dabei mechanische Energie von der Kurbelwelle auf das Gas und verdichtet es. Kolbenstangen bestehen normalerweise aus hochwertigem geschmiedetem legiertem Stahl und stellen strenge Anforderungen an Geradheit, Oberflächenbeschaffenheit und Dauerfestigkeit.
Das Kolbenstangenmaterial wird je nach Korrosivität der Betriebsbedingungen, Druckstufe und Medieneigenschaften unterschiedlich ausgewählt. Unter normalen Betriebsbedingungen kann hochwertiger Kohlenstoffstahl oder legierter Stahl ausgewählt werden. Unter korrosiven Bedingungen weist ausscheidungshärtender Edelstahl 17-4PH gemäß NACE MR0175 eine hohe Beständigkeit gegen gleichmäßige Korrosion und Spannungsrisskorrosion auf und eignet sich für petrochemische, kohlechemische, Offshore-Plattform- und andere Anwendungen.
Unsere Kolbenstangen nutzen das H1150M-Wärmebehandlungsverfahren. H1150M zeichnet sich durch mäßige Festigkeit, beste Zähigkeit und optimale Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion aus, mit geringerer Bearbeitungsverformung und geringer Restspannung, wodurch es für hochfeste, spannungsarme, korrosionsempfindliche Teile geeignet ist. Für saure Öle und Gase sowie Betriebsbedingungen mit der Gefahr von Spannungskorrosion durch Schwefelwasserstoff kann es im Zustand ASTM A564 H1150M geliefert werden.
Der Arbeitsabschnitt der Kolbenstange, der zur Stopfbuchse und zum Ölabstreifring passt, muss oberflächengehärtet sein. Das Aufspritzen von Wolframcarbid (WC) ist ein keramikähnlicher Prozess mit einer hohen Härte von 60 HRC und ausgezeichneter Verschleißfestigkeit. Eine geringere Oberflächenrauheit kann die Reibung und den Verschleiß der Dichtungen verringern und die Lebensdauer der Packung verlängern.
17-4PH-Material muss vor jeder weiteren Verarbeitung zunächst einer Lösungsbehandlung unterzogen werden.
Erhitzen Sie das Material auf 1040 °C (1900 °F), halten Sie es und kühlen Sie es dann an der Luft oder mit Öl ab, um eine martensitische Matrix zu erhalten, die für die anschließende Bearbeitung und Aushärtung vorbereitet ist.
Führen Sie nach der Lösungsbehandlung ein Abschrecken und Anlassen, eine Wärmebehandlung und andere Prozesse entsprechend dem Material, den Zeichnungen und den Betriebsbedingungen durch.
Das Hochtemperatur-Tempern ist der Schlüsselprozess für H1150M. Erhitzen Sie das Material auf 760 °C, halten Sie es 2 Stunden lang und kühlen Sie es an der Luft ab. Dies dient der Verbesserung der Zähigkeit und der Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion. Führen Sie anschließend eine Alterungsbehandlung durch, damit das Material die endgültigen Festigkeits-, Härte- und Zähigkeitsanforderungen erreicht.
Alle Gewinde (Schraubengewinde) werden auf einer Gewinderollmaschine gewalzt und nicht durch Drehen geformt. Durch das Walzen können die Ermüdungsfestigkeit am Gewindegrund, die Oberflächendichte und die Faserkontinuität verbessert werden, wodurch es besser für die Widerstandsfähigkeit gegen hochfrequente Wechselbelastungen geeignet ist.
Der Arbeitsabschnitt der Kolbenstange ist mit einer Wolframcarbid (WC)-Beschichtung besprüht. Je nach Einsatzbedingungen kann auch Hartverchromen oder Nitrieren gewählt werden. Die Beschichtungsdicke wird entsprechend den Zeichnungen und Betriebsbedingungen gesteuert.
Schleifen Sie die Kolbenstange entsprechend den Zeichnungsmaßen, um das Endmaß zu erreichen. Durch Präzisionsschleifen wird sichergestellt, dass Rundheit, Zylindrizität, Koaxialität, Geradheit und Oberflächenrauheit den Zeichnungsanforderungen entsprechen.
Wärmebehandlungsprüfung: Aufzeichnung der Wärmebehandlungskurven und Härteprüfung. Die H1150M-Härte wird auf HRC 24–29 kontrolliert.
Abmessungen und geometrische Toleranzen: Überprüfen Sie wichtige Abmessungen, Koaxialität, Rundheit, Zylindrizität, Geradheit und Biegung über die gesamte Länge. Die Rundheit und Zylindrizität des Arbeitsabschnitts erreichen die Güteklasse IT6, die Geradheit ≤0,05 mm/m und die Gesamtlängenbiegung ≤0,08 mm.
Oberflächenqualität: Oberflächenrauheit Ra≤0,2 μm, Schichtdicke, Schichthaftung und riss- und kratzfreies Aussehen.
Mechanische Eigenschaften: Messen Sie Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung und Schlagzähigkeit. Am Beispiel von H1150M: Zugfestigkeit Rm 790–860 MPa, Streckgrenze Rp0,2 620–720 MPa, Dehnung ≥18 %.
Zerstörungsfreie Prüfung: Führen Sie nach Bedarf Ultraschallprüfungen (UT), Magnetpulverprüfungen (MT), Eindringprüfungen (PT) usw. durch, um sicherzustellen, dass keine internen und Oberflächenfehler vorliegen.
Endkontrolle: vollständige Maßkontrolle anhand von Zeichnungen, Sichtkontrolle und Bestätigung der Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeitsinformationen, um die Rückverfolgbarkeit des Produkts und die Konsistenz der Chargen sicherzustellen.
