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1、阀 门 2 0 0 1 年第 5 朋 文章编号 :1 0 0 2 5 8 5 5 2 0 0 1 )0 5 0 0 3 8 - 0 3 大型闸阀的修复 晓琴 。马伟力 c 1 中 原大 化集 团有 限责任 公 司 。河南溃 阳4 5 7 0 0 4 ; 2 溃 阳 市锅 检 所 河南麓 阳4 5 7 0 0 0 ) 摘要介 绍了合成氨装置脱碳 系统 中水 力透 平入口闸阀的捐坏情况。从焊接 性能分析 、 焊接材料选用及焊接操作I 艺等方面,对大型进口闸阀的补焊进行 了较详细的论述。 关 键词水 力 透平 ;闸 阀 ;焊 接性 :补 焊 中 国分类 号 :T H1 3 4 文 献 标 识码 :B
2、 Re pa i r of l a r g e g a t e v a l v e LU Xi a o - q i n M a W e i 1 i ( 1 Z h o n g y u a n D a h u a Gr o u p C o mp a n g I P u y a n g 4 5 7 0 0 0I C h i n a : 2 B o il e r s a n d P r v e 圈 e l s I n s p e c ti o n i r mt i u t e P u y a r 4 5 7 0 0 0 I C h i n a ) Ab s t r a c t : Th i s a
3、r t i c l e d e s c r i b e s t h e d a ma g e c o n d i t i o n s o f t h e i nle t g a t e v a l v e o n t h e h y d r a u l i c t u r b i n e f o r d e c a r b o n i z a t i o n s y s t e m o f a mmo n i a p l a n t I t i nt r o d u c e s c l e a r l y t h e r e p a i r i n g we l d i n g f o r t
4、 h e l a r g e i n l e t g a t e v a l v e f r o m t h e p o i n t s s u c h a s we l d i n g p e r f o r man c e a n a l y s i s we l d i n g ma t e r i als s e l e c t i o n a n d we l d i n g p r o l e s s e t c Ke y wo r d s : h y d r a ul i c t u r b i n e ;g a t e v alv e ;we l d i n g p e rfo
5、 r ma nc e ;r e p a i rin g we l d i ng 1 概 述 水力透 平是合成氨 装置脱碳 系统 中,重要 的能 量 回 收设 备 。其 入 口管 线 设 置 一 台 DN 4 0 0 ram ( 1 6英 寸 )的进 IZ l 闸 阀。该 阀阀体 和 闸板为铸钢 密封面为 镶嵌结构 。阀内通过 的 介 质为苯菲 尔德 溶 液( 3 0 的 K 2 c 岛 富 液 ) , 温 度 1 0 6 压力 3 9 5 MP a 。该介质 极易结 晶 析 出 c 02气体 具有一 定的腐蚀性 。 2 损 坏情 况 设备 检 修 时, 此 阀 因 泄 漏 量 大 而 解 体
6、检 查。在 阀门入 口侧 下部 的 阀体 、I 回板 及其密封 面均出现较大面积的冲刷腐蚀,阀体和I 回板各 有 1 5 0 c m2和l O O e m2 被 腐 蚀 深 度 约 有 2 5 mm,其密 封 面 也 有 2 5 0 mm 一段 受 到 腐 蚀 ( 图 1 、图 2 ) 。 3 修 复方法 惩 图 1 阀 体腐 蚀状 况 圉 2闸板腐 蚀状 况 作者筒介 :鲁晓琴 ( 1 9 6 6 一) 女焊接工程师从事化工设备和工艺管道 的安装皿维謦工作 维普资讯 http:/ VALVE DESIGN QQ:40444436 VALVE DESIGN QQ群号:40444436 2 0
7、0 1 年第 5期 阀 门 一 3 9 3 1 焊接性 能分析 闸阀的阀体 和闸板基体均 为 AS TM A 2 1 6 7 7 - WC B ( 表 1 ) ,经计算其碳 当量为 0 6 7 淬 硬倾向较大焊后易产生焊缝冷裂纹,焊接性 能较 差 。 阀 体 和 闸板 密 封 面 为 AS TM A1 8 2 7 7 a - F 6 a ,属 于马 氏体不 锈 钢,在 焊接 过程 中 易产生硬 而脆 的马 氏体 造成焊缝 及热影 响 区 的组织硬 化和 脆化 ,焊接性 能较差 。此 阀属 于 厚大件 ,结构 刚性大 ,局部施焊 ,在焊接 高温 的影响下极 易产生焊缝及 热影响 区裂纹 ,所以
8、在 补焊过程 中应 合理地选 用焊接材 料,严格 控 制 焊接工艺。 表 l 闼体 和 闸板 基体 的 化 学 成分 及 机械 性能 3 2 焊接 材 料的选 用 考虑 到基体 的焊接性 差 ,首先在 基体和堆 焊层 中间加一个过 渡层 。选 用塑性 、韧性好 的 不 锈钢焊条 A3 0 2进行 过 渡, 以减少 基体 的碳 当量高产 生裂 纹 的危 险, 同时 ,焊缝 金属 的 力 学性能也 可以得到 满足 。然后选用 抗裂性 能 较好 的低 氢型 焊 条 3 5 0 7填 充, 又 可获 得 与 基 体等 强 的 焊缝 。 由于 阀体 介 质 有 一 定 的 腐 蚀 性 ,最后 用 A3
9、0 2 ( 表 2 )盖 面 更 好 的 防 止 表面腐 蚀。 表 2 焊 条的化 学 成 分 及机 坛性 能 考虑 到 阀门 的工作 条件 及机械 加工 的要求 等 因 素, 选 用 综 合 性 能 较 好 的 堆 焊 焊 条 D5 0 7 Mo进 行 阀门密封面 的堆焊 。 3 3 焊接 操作工 艺 补焊前 ,将补焊 表面 的 凹坑和尖 角等 缺陷 作焊前 处理 ,再将 不光滑处打磨 圆滑 。过 渡层 补焊 两层 ,不需要焊 前预热 。为 了防 止热裂纹 及 铬碳化合 物析出 层 间温 度应 控制 在 2 0 0 2 5 0 。过 渡 层 焊 完 后 , 当 温 度 降 至 3 0 0 3
10、 5 0 时 进 行 中 间层 填 充,层 间 温 度 控 制 在 3 0 0 “ ( 2 左右 。以利于 氢的逸 出,避 免 出现裂 纹 。 填充层焊完后 ,温 度降 至 1 0 0 “ C左 右 时进 行 阀 体和 闸板 密封面 的堆 焊 ,层 间温度控 制 在 1 0 0 1 5 0 。密封 面补 焊 完 ,空冷 即可 获得 所要 求的硬 度。 焊接规范 见表 3 。 表 3 焊 接规 范 参数 维普资讯 http:/ VALVE DESIGN QQ:40444436 VALVE DESIGN QQ群号:40444436 4 0 阀 门 2 0 0 1 年第 5埘 过渡层堆焊 时,先将
11、补焊处不平 整的地方 焊平 。再 由坡 口底部 中心开始堆焊 ,焊遭 呈 螺 旋状逐 渐 向外 围扩 大 。严 格 按断 弧 短弧 焊接 , 每 段 焊 道 熔 化 半 根 焊 条 ,焊 道 厚 度 为 3 4 ram。施焊 时 应 选 用 焊 接 规 范 的下 限 值 , 以 减小基 体的熔深 ,降低补焊层 的稀 释率 ,避 免 应力 集 中 。 填 充层堆焊 时,在平 整的过渡层表面 ,划 分 出 4个扇形 区域,各扇 形 区域 之 间预 留 8 1 0 ram 的 间隙 ( 图 3 ) ,在 每个 扇形区域 内焊遭 呈 弧形 由 中心 向外 围辐 射 排 列 。采 用 对 称 堆 焊 ,
12、使每一个 区域堆焊 量大致 同步增长 ,可有 效 地分散焊接 热量,使 热应力均匀分布 ,避免 局部 出现过大 的 内应力 。堆焊过程 中始终保 留 预 留间隙, 当填充层达 到要求后 ,仍 采用对称 图 3填充 层堆 焊 预 留间 雕 焊法 ,将 间隙填 满 。填 充层 堆 焊应 连 续进 行 , 如果中断 ,施焊前要重新 预热 。 盖 面层堆焊 时采用与过 渡 层同样的堆焊 方法, 堆焊 高度一般 与原表面 一致 。 密 封面堆焊 时,按原密 封面 的弧 度,从两 端开始 采用断弧 短弧对称焊法 施焊 ,堆焊层要 高 出原 表面 2 3 ram, 以便机 械加工 。 3 4 焊后 检验 阎
13、体和 闸板 基体及其 密封面 的腐蚀部位 补 焊 2 4 h后 。进 行着 色检验 ,如无 表面裂纹 和密 集性气孔 等缺 陷 ,再进行 x线 探伤 。 4结 语 按 照上述 修复 方法 补焊结束 后 ,对 阀门密 封面进行 机械 加工 、组 装和试 压 。经检验 ,补 焊结果 符合 国家 标准,底 片质 量为 级 。 该 阀从 1 9 9 8年使 用至今 ,运行 状况 良好 , 没有发 现异常 证明修补工艺 是合 理的, 同时 为修复 厚度大 、刚性大 和 损坏 面积大 的大型 闸 阀积 累 了经验 。 参考文献 1 ) A S T M A 2 1 6 M 1 9 8 9 ,高温用可熔焊碳钢
14、铸件 s 2 A S T M A1 8 2 1 9 8 8 ,高温锻 造轧 右 j 金属 法兰、锻造管 件 阀门 s ( 收 硅 日期 :2 0 0 0 0 3 2 0) ( 上接 第 3 l页 对阀 门材 质十分重视 。他 们一方面大力 推介 国 外技术发 达国家 的材质标 准 ,另一方面 还制订 并颁布 了一系列有关 材质的 国家标准及 行业 标 准并 等效采用 了国际先进标准 。我 国大多 数 阀门企 业根据 阀门工 作介质 的压力、温度和 特 性,依 据 国际和 国 内标准 ,合 理选 用 ,择优 采 购 严 格控制铸 、锻件及 钢棒 的内在与外观 质 量,并 进行一系 列的化学分析
15、、物 理试验 、金 相分析 和探伤检查 ,以确保 阀门材 质符合标 准 的规 定和用户 的要求。 从材 料标准 上看, 国家 标准和行业标 准 已 基本等 同于国外技术发 达 国家 的 要求 ( 表 1 ) 。 就大部分材 质而言 ,以 国内材 料替代进 口材料 是完全 可能 的。 中 国即将 加入 WTO,随着 国 内市场 的全 面开放 ,阀 门行业 将受到较大 的冲 击 ,面 l插严 峻 的挑 战 但 也 存 在 较大 的机 遇 。 要发展 壮大 我 国的阀门行业 ,实现 占领 国内市 场 ,打 开 国际 市场 的宏伟 目标 ,就 必须重视和 提高 阀门产 品的材 质。 参考文献 1 AS ME锅炉 丑 压力 容 器规 范 弟 卷 材 料 技 术 条 件 A 篇 、B篇 s 旺) 橱源 泉阿门设 计手 册 M) 北 京:机械工业出版 社 1 9 9 2 ( 收稿 日期 :2 0 0 1 0 4 2 7 ) 维普资讯 http:/ VALVE DESIGN QQ:40444436 VALVE DESIGN QQ群号:40444436
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