電站閥門(mén)密封面堆焊技術(shù)

  之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹電站閥門(mén)密封面堆焊技術(shù)電站閥門(mén)的工況條件通常是540℃的高溫水蒸汽，因此閥門(mén)主體材質(zhì)選用25或12CrMoV，閥體密封面堆焊材料選用鈷基合金D802(STI6)焊條。D802對(duì)應(yīng)GB984標(biāo)準(zhǔn)中的型號(hào)EDCoCr—A，相當(dāng)于AWS中ERCoCr—A。D802材料可在高溫高壓下連續(xù)啟閉工作，具有優(yōu)良的耐磨性、抗沖擊性、抗氧化性、耐腐蝕性及抗氣蝕性。研制了一種新型的用于電站閥門(mén)密封面耐磨堆焊焊條。闡述了該材料的工藝性能、冶金性能、抗裂性能以及硬度、抗磨損、抗擦傷、抗腐蝕等性能,并與堆547Mo和司太立合金作了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該材料的性能達(dá)到了堆547Mo的水平,而且抗裂、抗擦傷、抗腐蝕等性能還超過(guò)了堆547Mo。

    AWS標(biāo)準(zhǔn)中的ERCoCr—A焊絲和填充絲熔敷的焊縫金屬特點(diǎn)是分布在鈷鉻鎢固溶體基體中由約13%的鉻碳化物共晶體網(wǎng)絡(luò)組成的亞共晶體組織。其結(jié)果是使材料具有抗低應(yīng)力磨損性能與抵抗某種程序沖擊所必要的韌性的結(jié)合。鈷合金具有良好的抗金屬一金屬間磨損的性能，特別是在高載荷狀態(tài)下的抗擦傷性能?；w中高的合金元素含量能提供的抗腐蝕性和抗氧化性。鈷基合金不發(fā)生同素異形轉(zhuǎn)變，鈷基合金的熔敷金屬處于熱態(tài)(650℃以下)時(shí)，其硬度降低并不明顯，只有當(dāng)溫度升高到650℃以上時(shí)，硬度才明顯下降，當(dāng)溫度恢復(fù)到熱態(tài)以下時(shí)，其硬度又回復(fù)到接近原始的硬度。也就是當(dāng)母材進(jìn)行焊后熱處理時(shí)，密封面的性能不會(huì)損失。



    電站閥門(mén)密封面堆焊技術(shù)電站閥門(mén)是在閥體中間孔部位用電焊的方法堆焊鈷基合金加工成閥座密封面，由于密封面處在閥體中間孔較深的位置，在堆焊時(shí)易產(chǎn)生夾渣和裂紋等缺陷。根據(jù)需要采用加工試件方法進(jìn)行深孔堆焊D802工藝試驗(yàn)。

    在工藝試驗(yàn)過(guò)程中找出了易產(chǎn)生缺陷的原因。①焊材表面污染。②焊材吸濕。③母材及填充金屬內(nèi)含有較多雜質(zhì)和油污。④閥體焊接部位剛性大(特別是DN32～50mm)。⑤預(yù)熱及焊后熱處理工藝規(guī)范選用不當(dāng)。⑥焊接工藝參數(shù)選用不當(dāng)。⑦焊接材料選擇不當(dāng)?shù)取?/p>

    電站閥閥體在鈷基合金堆焊中產(chǎn)生裂紋的原因主要是閥體剛性大。在焊接過(guò)程中電弧形成熔池，向焊接部位不斷熔化加熱，而焊后溫度又快速下降，熔化金屬凝固形成焊縫。如果預(yù)熱溫度低，焊層溫度下降必然很快。在焊層快速冷卻情況下，焊層的收縮率快于閥體的收縮率，在這種應(yīng)力作用下很快使焊層與母材形成一種內(nèi)拉應(yīng)力，將焊層拉裂。在加工焊接部位時(shí)應(yīng)嚴(yán)禁出現(xiàn)尖角。焊絲和填充絲熔敷的焊縫金屬特點(diǎn)是分布在鈷鉻鎢固溶體基體中由約13%的鉻碳化物共晶體網(wǎng)絡(luò)組成的亞共晶體組織。其結(jié)果是使材料具有抗低應(yīng)力磨損性能與抵抗某種程序沖擊所必要的韌性的結(jié)合。鈷合金具有良好的抗金屬一金屬間磨損的性能，特別是在高載荷狀態(tài)下的抗擦傷性能。基體中高的合金元素含量能提供的抗腐蝕性和抗氧化性。鈷基合金不發(fā)生同素異形轉(zhuǎn)變，鈷基合金的熔敷金屬處于熱態(tài)（650℃以下）時(shí)，其硬度降低并不明顯，只有當(dāng)溫度升高到650℃以上時(shí)，硬度才明顯下降，當(dāng)溫度恢復(fù)到熱態(tài)以下時(shí)，其硬度又回復(fù)到接近原始的硬度。也就是當(dāng)母材進(jìn)行焊后熱處理時(shí)，密封面的性能不會(huì)損失。電站閥門(mén)是在閥體中間孔部位用電焊的方法堆焊鈷基合金加工成閥座密封面，由于密封面處在閥體中間孔較深的位置，在堆焊時(shí)易產(chǎn)生夾渣和裂紋等缺陷。根據(jù)需要采用加工試件方法進(jìn)行深孔堆焊d802工藝試驗(yàn)。在工藝試驗(yàn)過(guò)程中找出了易產(chǎn)生缺陷的原因。



電站閥門(mén)密封面堆焊技術(shù)

①焊材表面污染。

②焊材吸濕。

③母材及填充金屬內(nèi)含有較多雜質(zhì)和油污。

④閥體焊接部位剛性大（特別是dn32～50mm）。

⑤預(yù)熱及焊后熱處理工藝規(guī)范選用不當(dāng)。

⑥焊接工藝參數(shù)選用不當(dāng)。

⑦焊接材料選擇不當(dāng)?shù)取?/p>

上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥電站閥閥體在鈷基合金堆焊中產(chǎn)生裂紋的原因主要是閥體剛性大。在焊接過(guò)程中電弧形成熔池，向焊接部位不斷熔化加熱，而焊后溫度又快速下降，熔化金屬凝固形成焊縫。如果預(yù)熱溫度低，焊層溫度下降必然很快。在焊層快速冷卻情況下，焊層的收縮率快于閥體的收縮率，在這種應(yīng)力作用下很快使焊層與母材形成一種內(nèi)拉應(yīng)力，將焊層拉裂。在加工焊接部位時(shí)應(yīng)嚴(yán)禁出現(xiàn)尖角。預(yù)熱溫度過(guò)低，在焊接過(guò)程中熱量快速散發(fā)。層間溫度過(guò)低，焊層冷卻速度過(guò)快對(duì)于堆焊材料來(lái)說(shuō)是很不利的。焊材鈷基合金本身具有很高的紅硬性，在500～700℃工作時(shí)，硬度能保持300～500hb，但是其韌性低，抗裂性較差，容易形成結(jié)晶裂紋或冷裂紋，故焊前必須進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱溫度視工件大小而定，一般預(yù)熱范圍取350-500℃。焊接前焊條藥皮必須保持完好，避免吸濕。焊前在150℃下烘焙1h后放入焊條保溫筒內(nèi)。深孔堆焊坡口圓弧r角在工藝容許前提下盡量采用較大值，一般為r≥3mm。dn10～25mm小口徑閥體可在深孔底部用焊條全部滿焊，必須保證層間溫度≥250*（2，在中間收弧，收弧時(shí)應(yīng)慢速提起焊條。工件焊前進(jìn)爐（250℃）加熱至350十20℃，保溫1.5h后進(jìn)行施焊，每層焊完后清除焊渣。同時(shí)控制層間溫度≥250c，堆焊全部完成后清除焊渣。閥體焊后必須立即進(jìn)爐（450℃）保溫，待本批或本爐焊畢升溫至710±20℃回火，保溫2h后隨爐冷卻，當(dāng)爐溫dn≥32mm閥體應(yīng)將堆焊坡口加工成u形，來(lái)解決堆焊鈷基合金時(shí)產(chǎn)生剛性過(guò)大引起的收縮性不均勻的問(wèn)題。在堆焊操作前，將工件清理干凈，工件進(jìn)爐（爐溫為250℃），加熱至450～500℃，保溫2h，出爐施焊。先用鈷基合金焊條堆焊密封面，每層焊完后清除焊渣，同時(shí)須控制層間溫度≥250℃，堆焊全部完成后清除焊渣。再用奧氏體不銹鋼焊條（高cr、ni含量的不銹鋼焊條）將u形坡口焊滿。閥體焊接全部結(jié)束后立即進(jìn)爐（450℃）保溫，待本批或本爐焊接完畢后升溫至720±20℃回火。升溫速度150℃／h，保溫2h后隨爐冷卻。



    預(yù)熱溫度過(guò)低，在焊接過(guò)程中熱量快速散發(fā)。層間溫度過(guò)低，焊層冷卻速度過(guò)快對(duì)于堆焊材料來(lái)說(shuō)是很不利的。焊材鈷基合金本身具有很高的紅硬性，在500～700℃工作時(shí)，硬度能保持300～500HB，但是其韌性低，抗裂性較差，容易形成結(jié)晶裂紋或冷裂紋，故焊前必須進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱溫度視工件大小而定，一般預(yù)熱范圍取350-500℃。



焊接前焊條藥皮必須保持完好，避免吸濕。焊前在150℃下烘焙1h后放入焊條保溫筒內(nèi)。深孔堆焊坡口圓弧R角在工藝容許前提下盡量采用較大值，一般為R≥3mm。DN10～25mm小口徑閥體可在深孔底部用焊條全部滿焊，必須保證層間溫度≥250*(2，在中間收弧，收弧時(shí)應(yīng)慢速提起焊條。工件焊前進(jìn)爐(250℃)加熱至350十20℃，保溫1.5h后進(jìn)行施焊，每層焊完后清除焊渣。同時(shí)控制層間溫度≥250"C，堆焊全部完成后清除焊渣。閥體焊后必須立即進(jìn)爐(450℃)保溫，待本批或本爐焊畢升溫至710±20℃回火，保溫2h后隨爐冷卻，當(dāng)爐溫<250℃后空冷至常溫即可進(jìn)行后續(xù)加工。



    DN≥32mm閥體應(yīng)將堆焊坡口加工成U形，來(lái)解決堆焊鈷基合金時(shí)產(chǎn)生剛性過(guò)大引起的收縮性不均勻的問(wèn)題。在堆焊操作前，將工件清理干凈，工件進(jìn)爐(爐溫為250℃)，加熱至450～500℃，保溫2h，出爐施焊。先用鈷基合金焊條堆焊密封面，每層焊完后清除焊渣，同時(shí)須控制層間溫度≥250℃，堆焊全部完成后清除焊渣。再用奧氏體不銹鋼焊條(高Cr、Ni含量的不銹鋼焊條)將u形坡口焊滿。閥體焊接全部結(jié)束后立即進(jìn)爐(450℃)保溫，待本批或本爐焊接完畢后升溫至720±20℃回火。升溫速度150℃／h，保溫2h后隨爐冷卻，當(dāng)爐溫<250℃后空冷至常溫即可進(jìn)行后續(xù)加工(圖3)。這種工藝改進(jìn)對(duì)產(chǎn)品的性能沒(méi)有影響，用U形坡口*可以消除閥體在堆焊鈷基合金時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的作用，并且?jiàn)W氏體不銹鋼焊材的抗拉強(qiáng)度大，延伸率高，因此減少了焊接裂紋的產(chǎn)生，提高了產(chǎn)品的合格率。無(wú)損檢驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)品合格率達(dá)95%以上。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護(hù)