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La tige de piston/tige de piston du compresseur alternatif est un composant porteur clé reliant la traverse et le piston. Il transmet la force alternative du vilebrequin au piston et résiste aux contraintes alternées de traction et de compression. Ses performances affectent directement la stabilité de fonctionnement, la fiabilité de l'étanchéité, la sécurité et la durée de vie du compresseur, ce qui en fait l'une des pièces clés les plus sollicitées de l'ensemble piston.
Pendant le fonctionnement, la tige du piston se déplace d'avant en arrière à l'intérieur du cylindre, transférant l'énergie mécanique du vilebrequin au gaz et le comprimant. Les tiges de piston sont généralement fabriquées en acier allié forgé de haute qualité et ont des exigences strictes en matière de rectitude, de finition de surface et de résistance à la fatigue.
Le matériau de la tige de piston est sélectionné différemment en fonction du caractère corrosif des conditions de fonctionnement, de la pression nominale et des caractéristiques du fluide. Dans des conditions normales de fonctionnement, un acier au carbone ou un acier allié de haute qualité peut être sélectionné. Dans des conditions corrosives, l'acier inoxydable à durcissement par précipitation 17-4PH conforme à la norme NACE MR0175 présente une forte résistance à la corrosion uniforme et à la fissuration par corrosion sous contrainte, et convient aux applications pétrochimiques, chimiques du charbon, aux plates-formes offshore et à d'autres applications.
Nos tiges de piston utilisent le procédé de traitement thermique H1150M. Le H1150M présente une résistance modérée, la meilleure ténacité et une résistance optimale à la fissuration par corrosion sous contrainte, avec une déformation d'usinage plus faible et une faible contrainte résiduelle, ce qui le rend adapté aux pièces à haute ténacité et sensibles à la corrosion sous contrainte. Pour le pétrole et le gaz acides et les conditions d'exploitation présentant un risque de corrosion sous contrainte par le sulfure d'hydrogène, il peut être fourni dans l'état ASTM A564 H1150M.
La section de travail de la tige de piston qui s'adapte à la boîte à garniture et au segment racleur d'huile doit être durcie en surface. La pulvérisation de carbure de tungstène (WC) est un procédé de type céramique avec une dureté élevée de 60 HRC et une excellente résistance à l'usure. Une rugosité de surface plus faible peut réduire la friction et l'usure des joints et prolonger la durée de vie de la garniture.
Le matériau 17-4PH doit d’abord subir un traitement en solution avant tout autre traitement.
Chauffer le matériau à 1 040 °C (1 900 °F), maintenir, puis refroidir à l'air ou à l'huile pour obtenir une matrice martensitique, en préparant l'usinage ultérieur et le durcissement par vieillissement.
Après le traitement de la solution, effectuez la trempe et le revenu, le traitement thermique et d'autres processus en fonction du matériau, des dessins et des conditions de fonctionnement.
Le revenu à haute température est le processus clé du H1150M. Chauffer le matériau à 760°C, maintenir pendant 2 heures et laisser refroidir à l'air. Ceci est utilisé pour améliorer la ténacité et la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte. Effectuez ensuite un traitement de vieillissement pour permettre au matériau d’atteindre les exigences finales de résistance, de dureté et de ténacité.
Tous les filetages (filetages de vis) sont roulés sur une machine à rouler les filets et non formés par tournage. Le laminage peut améliorer la résistance à la fatigue au niveau de la racine du filetage, la densité de surface et la continuité des fibres, ce qui le rend plus adapté à la résistance aux charges alternées à haute fréquence.
La section de travail de la tige de piston est pulvérisée avec un revêtement en carbure de tungstène (WC). Le chromage dur ou la nitruration peuvent également être sélectionnés en fonction des conditions d'exploitation. L'épaisseur du revêtement est contrôlée selon les dessins et les conditions d'exploitation.
Meuler la tige de piston selon les dimensions du dessin pour atteindre les dimensions finales. Le meulage de précision est utilisé pour garantir que la rondeur, la cylindricité, la coaxialité, la rectitude et la rugosité de la surface répondent aux exigences du dessin.
Inspection du traitement thermique : enregistrements des courbes de traitement thermique et tests de dureté. La dureté H1150M est contrôlée à HRC 24~29.
Dimensions et tolérances géométriques : inspectez les dimensions clés, la coaxialité, la rondeur, la cylindricité, la rectitude et la flexion sur toute la longueur. La rondeur et la cylindricité de la section de travail atteignent le grade IT6, la rectitude ≤0,05 mm/m et la flexion sur la longueur totale ≤0,08 mm.
Qualité de surface : rugosité de surface Ra≤0,2 μm, épaisseur du revêtement, adhérence du revêtement et aspect exempt de fissures et de rayures.
Propriétés mécaniques : mesurent la résistance à la traction, la limite d'élasticité, l'allongement et la résistance aux chocs. En prenant le H1150M comme exemple : résistance à la traction Rm 790~860 MPa, limite d'élasticité Rp0,2 620~720 MPa, allongement ≥18 %.
Contrôles non destructifs : effectuez des tests par ultrasons (UT), des tests par magnétoscopie (MT), des ressuages (PT), etc., selon les besoins, pour garantir l'absence de défauts internes et de surface.
Inspection finale : inspection dimensionnelle complète selon les dessins, inspection visuelle et confirmation des informations de marquage et de traçabilité, garantissant la traçabilité du produit et la cohérence des lots.
