[發明專利]具有加工的開口線的破裂盤

有效

• 申請號: 200980130753.1
• 申請日: 2009-05-07
• 公開（公告）號: CN102112788A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: B·F·肖;B·T·斯帝威爾;M·D·科瑞比爾
• 申請（專利權）人: 法克有限公司
• 主分類號: F16K17/16
• 分類號: F16K17/16;B23C3/30
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張蘭英;李丹丹

發明背景

技術領域

本發明總體涉及破裂盤，尤其是其上形成有加工的開口線的反向作用盤。開口線呈現為凹槽并通過機械銑削操作形成，由此從盤的隆起部分去除金屬而不改變或擾亂與凹槽相鄰的金屬的大致均勻的金屬顆粒結構。

背景技術

長久以來已知提供在盤隆起的一面上具有弱化線凹槽或刻痕線的隆起反向作用破裂盤。弱化線或刻痕線通常是在盤的凹面內的十字形刻痕，或圓周弱化線凹槽，其中弱化線凹槽或刻痕線形成破裂盤的反向時打開的區域。如果弱化線凹槽沒有形成穿過盤的開口，盤沿弱化線凹槽斷裂時，隆起盤將反向但不一定完全打開。在圓周延伸的弱化線凹槽的情況下，弱化線通常不是連續的線，因此具有鉸接區域，該鉸接區域防止反向和打開時盤的中心區域破碎。十字形刻痕線形成盤反向時向外彎曲的四個瓣片，同樣防止瓣片破碎。圓周刻痕線或弱化線在低壓應用中是較佳的，因為與十字形刻痕盤相比，在盤沿弧形刻痕線斷裂時呈現較大開口。

因此弱化線使用在盤上蝕刻溝槽的激光通過金屬刻劃模形成在反向作用破裂盤上，或通過化學蝕刻或電拋光來沿所要求的線從盤去除金屬。所有這些現有反向作用盤都具有尚未解決的制造困難，或在各種應用中具有運行問題。

金屬刻劃模使金屬材料加工硬化，因此改變刻痕線處金屬的顆粒結構和密度。用金屬刻劃模形成的刻痕線周圍的材料在刻痕過程期間被加工硬化，因此增加金屬的脆性并形成應力區域。金屬的脆性和增加的應力區域由于疲勞裂化和應力侵蝕而限制破裂盤的使用壽命。滿意運行所需的金屬刻劃深度顯著改變初始隆起穹頂強度，使得難以預計在刻劃之前盤的初始隆起操作期間破裂盤反向最終所需的壓力。因此，很難產生具有用刻劃模形成的可靠地打開并承受多個連續壓力循環的刻劃線的反向作用隆起破裂盤。

業已提出使用激光束在反向作用破裂盤內形成刻劃線。這些提議已經證實出于多種原因在商業上不是令人滿意的。金屬的反射性使得難以控制激光束穿入金屬的厚度，且由此難以沿預期弱化線凹槽形成均勻深度的光滑溝槽。此外，激光顯著加熱和灼燒該盤，使材料氧化并改變金屬的冶金學性質。已發現具有通過激光灼燒的弱化線的盤在使用時是不令人滿意的，不僅在要求的卸壓值下不能可靠打開，而且具有不理想的循環壽命。

在例如美國專利第4,122,595、4,597,505、4,669,626、和4,803,136中所示和描述的現有技術中，還建議了具有限定弱化線的節段保護層的破裂盤的化學蝕刻。’595專利的專利權人建議在平坦破裂盤上絲網印刷保護材料，其中絲網具有呈現所要求弱化線圖案的開口。在盤隆起后，將酸溶液噴射到盤上以蝕刻盤的與未被保護材料保護的區域一致的弱化線。盤材料的金屬表面稍微不規則且并非完全光滑，因為并排的顆粒具有峰部，在顆粒之間具有谷結構。因此，當將酸性蝕刻劑施加到金屬表面時，該蝕刻劑并不橫跨金屬表面均勻作用。而是，蝕刻劑在顆粒之間的谷部處比金屬顆粒的較高表面峰部的蝕刻更有侵蝕性。相信包含在谷部區域內的蝕刻劑不僅與顆粒的周圍峰部區域相比在谷區域內更快速地蝕刻金屬，而且還更高效地進行蝕刻。蝕刻工藝的伴隨結果是增大金屬表面的粗糙度，表面不規則程度隨著金屬暴露于蝕刻劑的時間而增加。破裂盤由諸如不銹鋼、因科鎳合金(inconel)、哈氏合金-C(Hastalloy-C)和蒙乃爾銅-鎳合金的固有抗腐蝕材料制成。于是，這些固有抗腐蝕材料的經受酸性蝕刻劑要求蝕刻劑與金屬表面保持接觸延長的時間段，從而蝕刻出通常為金屬厚度的70-90％的溝槽。例如，如果材料為0.004英寸厚，在蝕刻過程中必須蝕刻0.0036英寸。

此外，為了合理地完成這些抗腐蝕材料的高效蝕刻，所選的蝕刻劑必須是專用于特定類型金屬的蝕刻劑。因此，對于各種金屬中的每一種需要不同的酸性劑。用于制造特定破裂盤的特定材料必須選擇成符合該應用的規格。不同的盤應用需要使用不同類型的金屬。因此，當使用蝕刻工藝來在抗腐蝕盤材料上形成弱化線時，制造商應當具有可利用的在蝕刻特定耐腐蝕金屬時最高效的蝕刻劑。