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阀门焊条电弧焊接堆焊修复技术

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:介质温度在650℃以下的阀门,采用D817焊条。

阀门焊条电弧焊接堆焊修复技术

1.高压阀门门柄的堆焊修复

高压阀门门柄是高温高压装置的重要部件,门柄的工况条件差,长期受水和蒸汽的侵蚀作用与长期使用造成的磨损,对电厂的安全运行造成影响,在机组检修时用焊条电弧焊对高压阀门门柄进行堆焊修复,获得了满意的结果。

1)焊前准备。

①焊条的选择。根据高压阀门门柄的工作情况不同,选用的堆焊材料也不相同。对于介质温度在450℃以下的阀门,采用EDOM-B-15(D277)焊条。对于介质温度低于600℃的高温高压阀门,选用EDCrNi-B-15(D277)、EDCrNi-C-15(D557)焊条。介质温度在650℃以下的阀门,采用D817焊条。

焊前焊条进行250~300℃、1~1.5h的烘干处理。

②焊件的清理。将堆焊部位及附近10~15mm范围内铁锈、油污等杂质清除,使基体露出金属光泽。

2)堆焊工艺。

①将堆焊部位预热,对于介质温度在450℃以下的阀门,预热温度在300℃以上;对于介质温度低于600℃的高温高压阀门预热温度为450℃;对于介质温度在650℃以下的阀门预热温度为500~600℃。

②打底层时采用小电流、窄焊道、短弧焊的操作方法。焊接其他层时用大电流,提高焊接温度。

③焊接过程始终保持预热温度,不间断地一次焊完打底层。

④焊接过程中随时测量尺寸,当尺寸达到设计要求时即可停止堆焊。

⑤焊后必须进行高温回火处理。对于介质温度在450℃以下的阀门可在750~780℃退火,加工后再经950~1000℃加热后空冷或油冷,重新淬火;对于介质温度低于600℃的高温高压阀门焊后要缓慢冷却,硬度不大于40HRC;对于介质温度在650℃以下的阀门,焊后回火温度为600~700℃,保温1h,缓冷。

3)焊后质量检查。热处理后进行检查,确认无裂纹后进行机加工。机加工后进行着色检查,合格后交付使用。

2.阀门密封面的堆焊修复

有些阀门的密封面处于高温高压水蒸气介质中,而且经常动作,易受腐蚀和磨损,需要在阀门密封面上堆焊一层耐磨、耐腐蚀的金属。堆焊金属的成分随阀门的使用场合不同而不同,一般中温、中压阀门,介质温度低于450℃时堆焊高镍合金;高温、高压阀门使用温度低于525℃时,堆焊高镍合金铸铁;使用温度低于600℃时,堆焊铬镍硅合金或钴基合金。

1)堆焊前清理。由于阀门密封面的堆焊材料多为硬度高、塑性差的合金,制备和修复毛坯时,必须把影响堆焊层抗裂性能的金属去除。堆焊前应将修复毛坯的堆焊密封面以及与密封面的堆焊层附近20~25mm范围内(包括闸板、阀座的外圆处)的渗氮层去除。具体方法为采用机加工在工件表面去除1mm左右的渗氮层。

修复毛坯时,应将阀座或闸板密封面的外圆车去1mm左右,以便根据金属光泽来判断原堆焊层及过渡层是否除净,确保修复毛坯的密封面的基体表面在原堆焊层的熔合线以下。

堆焊前应对毛坯进行探伤检查,确认无残留裂纹后再进行堆焊。

①堆焊前预热。阀门密封面的基体材料一般为珠光体耐热钢或渗氮强化钢。堆焊前要求预热、焊后退火或高温回火热处理。采用D547或D547Mo堆焊碳素钢,堆焊中小件不预热,堆焊大件或深孔小口径截止阀体及其他钢材时,须在150~250℃预热。采用D557进行堆焊时,须在300~350℃进行预热。对于口径与刚性大的密封面毛坯,则应适当提高预热温度,并注意保温,使层间温度不低于预热温度。

②堆焊焊条的选择。阀门堆焊焊条一般选择低氢碱性堆焊焊条,焊前应按规定温度烘干1~2h,堆焊时采用直流反接。如果采用铁钙型堆焊焊条,焊条烘干温度不应超过150℃,否则将烧损药皮中的有机物,烘干时间为1~2h,可交直流两用。(www.xing528.com)

2)堆焊工艺。

①打底层。由于堆焊金属的化学成分、组织及性能等与阀门密封面基体材料均不相同,为降低焊接应力,须堆焊一层过渡层,堆焊过渡层时,应采用小电流,以减小稀释率。

②堆焊层。堆焊时应注意焊件的温度,如焊完一层后温度过高,则应等冷却到预热温度再堆焊下一层。堆焊层数不少于2~3层,如果堆焊金属为铬镍硅碱性焊条,堆焊层不得少于3层,否则会使化学成分不均匀,影响使用性能。

③堆焊层时电流应尽可能小,以减少稀释率。为了避免氢的溶入,应采用短弧堆焊。堆焊过程应一次焊完,不得中断。堆焊每一层时要将前一层覆盖均匀,以防止堆焊层出现裂纹。每一层的接头应错开。接头时,应尽量缩短间断时间,以保证层间温度。收弧时,必须将熔池填满,避免产生弧坑裂纹。

④堆焊层厚度应控制在7mm以下(不包括过渡层),且经加工后不得小于5mm,以免因堆焊层厚度不足而造成化学成分不稳定,硬度不均匀,从而影响使用性能。

3)堆焊后热处理。对于基体为15CrMo、15CrMoV、20CrMo等阀门材料,由于基体的淬透性较好,焊后应进行720~750℃高温回火,使淬硬层组织得到改善,降低热影响区的硬度。回火热处理时,应在堆焊后立即入炉,否则易产生裂纹和剥离。

3.阀座的焊条电弧堆焊

有一阀座材质为20CrMo,因在恶劣的工况下长期使用导致磨损,经焊条电弧堆焊修复后,满足了使用要求。

1)堆焊前准备。

①焊件表面清理。清理堆焊基体表面,用机加工方法去除堆焊基体表面的气孔、夹渣和裂纹等缺陷,并用化学方法去除油污和杂质。

②焊接材料的选择。根据基体材料,可选用D547Mo堆焊焊条,焊前将焊条在300℃烘干,保温2h。

③基体的预热。将阀座预热到500~600℃。

2)堆焊工艺。采用多层堆焊,减小稀释率,一般须堆焊3~5层。

①堆焊。打底层选用ϕ3.2mm小直径焊条,采用短弧、小电流和窄焊道操作,焊接电流为80~110A;其他各层可采用ϕ4.0mm堆焊焊条,堆焊电流为140~200A。

②运条。采用直线形运条法,并作横向摆动。横向摆动时,要使其在两侧停留时间长些,以保证堆焊层高度和宽度均匀一致,使堆焊层美观。

③连续堆焊。堆焊过程应尽量不间断,保证层间温度,这有利于减少裂纹的产生和提高堆焊效率。堆焊层高度一般为5mm,加工后高度不小于3mm。

④收尾。堆焊收尾要注意填满弧坑,收尾时将焊条逐渐抬高,慢慢拉断电弧,停留片刻,使液态金属充满弧坑,避免产生弧坑裂纹。

3)焊后热处理。根据阀座堆焊情况,堆焊后在680~720℃进行回火处理,以提高阀座的力学性能。

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