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電站閘閥密封面深堆焊工藝 |
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詳細介紹 | ||||||||||||||||
電站閘閥密封面深堆焊工藝電站閥門的工況條件通常是540℃的高溫水蒸汽,因此閥門主體材質選用25或12CrMoV,閥體密封面堆焊材料選用鈷基合金D802(STI6)焊條。D802對應GB984標準中的型號EDCoCr—A,相當于AWS中ERCoCr—A。D802材料可在高溫高壓下連續啟閉工作,具有優良的耐磨性、抗沖擊性、抗氧化性、耐腐蝕性及抗氣蝕性。
在工藝試驗過程中找出了易產生缺陷的原因。①焊材表面污染。②焊材吸濕。③母材及填充金屬內含有較多雜質和油污。④閥體焊接部位剛性大(特別是DN32~50mm)。⑤預熱及焊后熱處理工藝規范選用不當。⑥焊接工藝參數選用不當。⑦焊接材料選擇不當等。 電站閥閥體在鈷基合金堆焊中產生裂紋的原因主要是閥體剛性大。在焊接過程中電弧形成熔池,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,在這種應力作用下很快使焊層與母材形成一種內拉應力,將焊層拉裂。在加工焊接部位時應嚴禁出現尖角。 預熱溫度過低,在焊接過程中熱量快速散發。層間溫度過低,焊層冷卻速度過快對于堆焊材料來說是很不利的。焊材鈷基合金本身具有很高的紅硬性,在500~700℃工作時,硬度能保持300~500HB,但是其韌性低,抗裂性較差,容易形成結晶裂紋或冷裂紋,故焊前必須進行預熱。預熱溫度視工件大小而定,一般預熱范圍取350-500℃。
DN≥32mm閥體應將堆焊坡口加工成U形,來解決堆焊鈷基合金時產生剛性過大引起的收縮性不均勻的問題。在堆焊操作前,將工件清理干凈,工件進爐(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。閥體焊接全部結束后立即進爐(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,當爐溫<250℃后空冷至常溫即可進行后續加工(圖3)。這種工藝改進對產品的性能沒有影響,用U形坡口*可以消除閥體在堆焊鈷基合金時產生內應力的作用,并且奧氏體不銹鋼焊材的抗拉強度大,延伸率高,因此減少了焊接裂紋的產生,提高了產品的合格率。無損檢驗結果表明,產品合格率達95%以上。 |