高溫高壓閥門鑄造缺陷的現場修復探討

摘 要：結合筆者工作實際，介紹了高溫高壓閥門鑄造缺陷的現場修復工藝，以供同行參考。

關鍵詞：高溫高壓閥門；鑄造缺陷；現場修復

中圖分類號：TP21文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）05-0320-01

我廠某工段上新裝的ZG20CrMoV電動閥門連續投入使用不到兩個月，就發現閥門的曲頸處有一個￠0.05mm小砂眼，并從此處外冒汽。經打磨、著色檢查，發現在其周圍還有裂紋存在，砂眼周圍的金屬表面有明顯的發藍現象（因內部存有較大面積的縮孔或疏松）。由于閥門與管道焊在一起，換閥門的工作量太大，同時又無備品，生產又不能常期停止。為此，我們采用了現場挖補修復的方法。

由于閥門材質為ZG20CrMoV，是一種熱強性較好的耐熱鋼閥門，閥體兩端壁厚為40mm，剛性大，焊接性較差，焊后殘余應力也大，同時又受高溫高壓的蒸汽介質作用，因而不僅要求填充材料要有良好的機械性能和穩定的金相組織，而且還要求保證修復后閥門的內結合面的變形小，為此，選用了合理的修復工藝，取得了滿意焊接質量，使該閥門裝置恢復了正常使用。其修復工藝介紹如下：

1 焊前準備

（1）對￠0.05mm砂眼周圍進行表層打磨，以露出金屬光澤為準，然后再采用10倍放大鏡對其進行宏觀檢查，對可懷疑處用4%硝酸酒精溶液進行酸浸檢查，結果還發現長短不一的四條表面微裂紋，最長者為30mm。

（2）用錘式硬度計對缺陷周圍金屬進行硬度測定。硬度值均在合格范圍內。

（3）在裂紋的兩端鉆止裂孔，孔徑為￠4mm，孔深為2-3mm。

（4）采用碳弧氣刨逐層刨除砂眼及裂紋，每層厚度為5mm。每刨一層，檢查缺陷的走向。在氣刨過程中，出現過兩次疏松，由于砂眼是貫穿性的，故挖除后剩余壁厚為4mm。

（5）用砂輪打磨修正挖除區，盡量使其圓滑過度，無死角。打磨層的厚度以能把氣刨留下的碳化層打磨干凈為準。

（6）選用直徑為￠3.2mm及￠4mm的R317焊條，經350℃×2h烘干處理，并在焊前半小時裝入保溫筒代用。

（7）選用AX-320直流電焊機，極性為直流反接。

（8）采用遠紅外線繩狀回熱器對閥門進行預熱，預熱溫度為300℃。

2 補焊工藝

（1）采用直徑￠3.2mm的焊條對砂眼處進行施焊。此時焊接電流為140A，以提高熔深。

（2）第三、四道焊道采用直徑￠3.2mm的焊條，焊接電流為110-125A；以后各層焊道均采用￠4mm的焊條，焊接電流為135-145A，焊層厚度為3-4mm。

（3）全部焊接過程均采用短弧施焊，且每條焊道一次焊完，各層焊道的接頭應相互錯開，焊道的排列如圖1所示。

圖1

（4）每焊完一道焊道都必須清除渣殼，進行檢查，對氣孔、夾渣、焊瘤要及時除去。

（5）除第一層及最后一層外，每焊完一層焊道都要進行一次錘擊和跟蹤回火，并使焊道的層間溫度為300℃，錘擊痕深為0.05-0.1mm（其錘頭尺寸：圓角半徑為1.5mm，寬度為10mm）。

3 后熱處理

處理前，先除去最后一層渣殼進行表面檢查，然后采用遠紅外線繩狀加熱器對焊口區進行升溫。其后熱規范如圖2所示。

4 檢驗

（1）待閥體冷卻到常溫后，24小時進行表面檢查，均符合要求。

（2）用錘式硬度講測定焊縫區、熱影響區及母材硬度，均在合格范圍內。

（3）閥體內結合面水平偏差為0.05mm，經研磨后符合要求。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。