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閥門密封麵堆焊的修複方法

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閥門密封麵堆焊的修複方法

發布日期:2017-11-17 作者: 點擊:

貴州礦山機械設備製造維修閥門密封麵堆焊的修複方法


水暖閥門網訊在所有閥門中,最數調節門的維修難度最大。下麵詳細介紹下調節閥的各項堆焊要求。

    高壓調節閥開啟失靈,嚴重影響機組安全穩定運行。對閥門進行解體檢查,發現高壓調速汽門閥座下沉10mm,導致閥碟導向凸肩脫離導向槽,無法對蒸汽進行正常調節。鑒於機組臨修時間短,閥座下沉現場很難恢複,決定采用堆。

    高壓調節閥開啟失靈,嚴重影響機組安全穩定運行。對閥門進行解體檢查,貴州礦山機械設備製造維修發現高壓調速汽門閥座下沉10 mm,導致閥碟導向凸肩脫離導向槽,無法對蒸汽進行正常調節。鑒於機組臨修時間短,閥座下沉現場很難恢複,決定采用堆焊處理,增加導向凸肩的高度,達到恢複高壓主汽調節閥原有的使用功能。

    一、高壓主汽調節閥修複方法

    1、閥碟導向凸肩工作機理2號機組為東方汽輪機廠製造的(N300-16.7/537/537-3型)汽輪機,貴州礦山機械設備製造維修它的高壓主汽調節閥是由1個主汽閥和2個調節閥組成,高壓調節閥是用於調節高壓缸的進汽量。機組運行時,油動機作為機械提升裝置,使閥碟導向凸肩沿導向槽上下移動,控製調節閥碟的開度。機組運行時,調節閥的高溫蒸汽為16.7 MPa,537℃,導向凸肩主要承受熱應力和一定的周向剪切應力作用。1號高壓調節閥的閥碟與閥座配合直徑為170 mm,其閥碟的結構如圖1所示,導向凸肩尺寸為55 mm×30 mm×10 mm(高×寬×厚)。閥碟材料采用20Cr3MoWVA合金鋼,為了提高閥碟耐汽蝕的性能,其表麵進行過高溫滲氮處理。

    2、堆焊材料和焊接設備的選擇根據調節閥的工作條件,閥碟導向凸肩既要保證有足夠高溫強度,貴州礦山機械設備製造維修又要滿足一定的耐磨性。鑒於機組搶修,無法采購到最佳匹配材料,參照堆焊材料的選用原則以及對各堆焊材料力學性能的分析,選用與母材材質相近的TIG-R34(12Cr2MoWVTIB,Φ2.5 mm)焊絲。焊接設備采用Lincoln V300-1及氬弧焊接配套工具;溫度監控使用美國MX2紅外線測溫儀。

    二、焊接性能分析

    根據碳當量公式計算材料20Cr3MoWVA的主要特點是含碳及合金元素較多,焊接時焊縫及熱處理區容易出現淬硬組織,當焊件剛性及接頭應力較大時,容易產生冷裂紋。經過滲氮處理的閥碟,其表麵硬度高達HV900,焊接時極易產生裂紋。

    三、堆焊工藝

    1、工藝路線焊前打磨清洗-預熱-堆焊-焊後熱處理-焊後車削。

    2、焊前準備首先用角向砂輪打磨徹底清理去除堆焊部位20 mm範圍內的滲氮層,打磨深度應大於0.4 mm,測量打磨部位的硬度值,並保證施焊區域達到HB185~321的要求。按JB4730-94檢測標準,檢查打磨後的導向凸肩表麵質量不得有裂紋、夾渣等缺陷,達到Ⅰ級標準為合格。然後用丙酮清洗閥碟焊接部位及其周圍50 mm範圍內,保證無水、油等;用砂紙清除氬弧焊絲表麵的油汙和鏽斑等髒物。

    3、焊接工藝及參數采用氧乙炔火焰加熱的方法進行焊前預熱,預熱溫度為350~400℃,用測溫儀測量預熱溫度。閥碟焊接部位露出,其它部位用石棉布包覆,避免電弧燒傷。工藝參數I=80~90 A,氬氣流量8~10L/min,直流正接,電壓範圍10~15 V,焊接速度30~45 mm/min,每道擺動寬度≤10 mm,每層堆焊厚度≤4 mm。預熱溫度達到後開始焊接,層間溫度控製在300~400℃,焊接過程中不允許產生任何缺陷,重點檢查引、收弧處,發現缺陷立即用角向磨光機去除。為保證加工餘量,按圖堆焊尺寸,外徑增加5 mm,內徑減少5 mm,堆高13 mm。一邊堆焊完成後再堆焊另一邊。焊接完成後,用矽酸鋁耐火棉包覆緩冷,焊接部位冷到100~150℃,立即進行焊後局部熱處理。熱處理采用火焰加熱至 640~660℃,保溫30 min,用測溫儀監測,升溫速度和冷卻速度均<300℃/h,冷卻至300℃以下可不控製,冷卻時用矽酸鋁纖維毯包覆緩冷。

    4、焊後檢驗按照工藝路線完成閥碟的堆焊和機械加工後,經滲透探傷和超聲波探傷檢查,貴州礦山機械設備製造維修焊縫沒有裂紋、夾渣、氣孔等缺陷質量,堆焊質量達到JB4730-94標準Ⅰ級的要求;在加工表麵進行硬度測試,其平均硬度值為HB241,與原母材的硬度值相近,滿足工件的使用性能。5結論2號機組1號高壓主汽調節閥焊接修複並運行近1年後,在機組大修時解體檢查,堆焊的閥碟凸肩經5 616 h運行未發現任何問題。可見用TIG-R34氬弧焊絲堆焊20Cr3MoWVA材料采用預熱350~400℃,焊後640~650℃,保溫30 min處理的焊接工藝是合理可行的。它不但解決了高壓主汽調節閥正常對蒸汽進行調節,還節省了上萬元資金。

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