CN112439973A - 一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于堆焊技术领域，具体涉及一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，包括：确定密封面堆焊的焊材及焊接工艺；密封面原始堆焊层断面熔合性能检测；确定密封面待堆焊的堆焊层厚度；去除密封面原始堆焊层；根据确定的密封面堆焊的焊材及焊接工艺，对密封面进行堆焊；堆焊后的密封面加工处理；修复后的闸板无损检测。本发明方法能够有效修复俄供闸板密封面堆焊层，修复后的闸板密封面能够确保阀门良好的密封性能，大幅减少更换闸板备件的数量，有效降低维修成本。

Description

一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法

技术领域

本发明属于堆焊技术领域，具体涉及一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法。

背景技术

闸板是电动闸阀的关键密封部件，是阀门的启闭部件，闸板-阀座共同实现阀门的密封功能，由于阀门工作时闸板与阀座会产生摩擦，闸阀在长期运行后闸板会出现磨损，尤其楔式闸阀在高温、高压差环境下运行，闸板密封面磨损现象更加严重，因此闸板密封面应具备良好的耐磨性能。在维修工作中，我们发现主蒸汽隔离阀以及主给水泵出口隔离阀，其阀门的闸板在长期使用后其密封面的堆焊层出现不同程度磨损。

闸板密封面磨损将导致阀门密封失效，需要更换新的闸板，VVER机组闸阀大部分为俄供，单机组再装数量和类型较多，但闸板备件价格昂贵、采购周期长、涉及技术垄断等制约因素，均会影响后期闸板备件的储备，为避免闸板备件更换数量、降低维修成本考虑，有必要开展俄供闸板国产化修复工作。

因此，亟待开发一种俄供闸板修复工艺，对俄供闸板的密封面堆焊层进行有效修复，修复后的闸板密封面能够确保阀门良好的密封性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，能够有效修复俄供闸板密封面堆焊层，修复后的闸板密封面能够确保阀门良好的密封性能，大幅减少更换闸板备件的数量，有效降低维修成本。

实现本发明目的的技术方案：一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)、确定密封面堆焊的焊材及焊接工艺；

步骤(2)、密封面原始堆焊层断面熔合性能检测；

步骤(3)、确定密封面待堆焊的堆焊层厚度；

步骤(4)、去除密封面原始堆焊层；

步骤(5)、根据步骤(1)确定的密封面堆焊的焊材及焊接工艺，对密封面进行堆焊；

步骤(6)、堆焊后的密封面加工处理；

步骤(7)、修复后的闸板无损检测。

进一步地，所述步骤(1)具体为：

步骤(1.1)、根据俄供闸板基材及堆焊层的化学成分分析及硬度检测结果，确定俄供闸板的基材及焊材的确切材质牌号；

步骤(1.2)、根据俄供焊材与国内焊材的化学成分分析及硬度的分析比较，确定密封面堆焊的国内焊材牌号；

步骤(1.3)、根据密封面堆焊的国内焊材牌号，确定密封面堆焊的焊接工艺。

进一步地，所述步骤(2)具体为将硬质合金堆焊层沿垂直方向切去断面试样，检查堆焊层与基材有无未熔合或其它线性缺陷。

进一步地，所述步骤(4)具体为采用车削工艺，去除密封面原始堆焊层。

进一步地，所述步骤(4)车削过程中，初始进给量为1-2mm，接近基材时，每次进给量不大于0.5mm。

进一步地，所述步骤(4)车削后粗糙度不大于Ra1.6-3.2。

进一步地，所述步骤(5)具体包括焊前准备、堆焊、保温和检查。

进一步地，步骤(6)具体包括粗加工处理，闸板密封面检查，清洗、除锈、硬度测试和精加工处理。

进一步地，所述精加工处理包括精车、精磨和抛光。

进一步地，所述步骤(7)包括对堆焊密封面及其临近区域进行VT、PT、UT及硬度检测。

本发明的有益技术效果在于：

1、本发明提供的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法能够有效修复俄供闸板密封面堆焊层，修复后的闸板密封面能够确保阀门良好的密封性能；

2、本发明提供的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法能够大幅减少更换闸板备件的数量，有效降低维修成本。

附图说明

图1为本发明所提供的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法中闸板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明提供的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)、确定密封面堆焊的焊材及焊接工艺

步骤(1.1)、根据俄供闸板基材及堆焊层的化学成分分析及硬度检测结果，确定俄供闸板的基材及焊材的确切材质牌号

闸板密封面是堆焊的一层硬质合金，俄供闸板硬质合金的基本成分是“铁基”，还含有其它合金成分，如Cr、Ni、Mo、Cu等。

不同类型的闸板其堆焊层材质、焊接工艺是不同的。根据俄供闸板基材及堆焊层的化学成分分析及硬度检测结果，确定基材及焊材的确切材质牌号。新的堆焊层硬度不得超过原堆焊层硬度。最终确定的焊材除符合国标规定的要求之外，还应符合EJ/T 1022.1-96的要求(即，Co≤0.20％；Nb+Ta≤0.15％。钢中不加铌时，为了便于化学分析，当Ta≤0.15％时，可以用Ta+Nb≤0.15％代替。从可焊性考虑，一般不允许加硼。如钢厂为了改善钢的热变性而须加硼时，其含量不得超过0.0015％。分析的硼含量应列入试验报告)，控制钴、铌、钽的含量。

闸板表面的堆焊层在工作温度条件下具有优良的抗腐蚀性能，耐冲蚀、耐汽蚀性能、抗擦伤性能，抗氧化性能；同时，堆焊层与母材也应该有良好的熔合性能，尤其在高温环境，母材与堆焊层的热膨胀性能差异，两者熔合不好极易出现裂纹，因此在选择国产焊材和工艺时须对焊材成分及堆焊层硬度进行检测。

本实施例中，闸板密封面磨损的阀门型号为1117-600、1080-400两种，主要用于二回路主给水、主蒸汽系统，其闸板制造信息如表1所示。

表1闸板制造信息

步骤(1.2)、根据俄供焊材与国内焊材的化学成分分析及硬度的分析比较，确定密封面堆焊的国内焊材牌号

本实施例中，俄供闸板的母材牌号是Steel 20-Ш，类似国产20号碳钢。针对1117-600型闸板，1117-600型闸板堆焊层焊材俄牌号为ЭИ-654，根据与国内焊材的分析比较，确定国内焊材，俄焊材与国内焊材的成分与硬度检测结果参见表2。

针对1080-400型闸板，1080-400型闸板堆焊层焊材俄牌号为ПР-НХ15СР2，是一种Cr基金属粉末，根据与国内焊材的分析比较，确定国内焊材，俄焊材与国内焊材的成分与硬度检测结果参见表3。

表2 1117-600型闸板俄焊材与国内焊材的成分与硬度检测结果

表3 1080-400型闸板俄焊材与国内焊材的成分与硬度检测结果

显然，表2和表3数据表明，针对1117-600型闸板，国内焊材采用牌号为ASME标准的EDCrNi-B-15替代；针对1080-400型闸板，国内焊材采用牌号为ASME标准的ERNiFeCr-2(Inconel718)替代。

步骤(1.3)、根据密封面堆焊的国内焊材牌号，确定密封面堆焊的焊接工艺

根据步骤(1.2)确定的国内焊材牌号，确定焊接堆焊层的焊接工艺。

根据经验，针对1117-600型闸板选用的EDCrNi-B-15焊材，采用手工SMAW电弧焊进行堆焊层的焊接，手工SMAW电弧焊的工艺参数具体如下：

焊材牌号：EDCrNi-B-15；

填充金属尺寸Φ4；

电流特性：DCEP、140～160A；

焊接技术：直进焊或横摆焊、Multi多道；

焊前预热：最小预热温度300℃、最大层间温度400℃，采用电阻炉加热；

焊后热处理：温度范围550℃～600℃，保温1h，堆焊完成应立即进炉进行焊后热处理并缓冷至室温。

针对1080-400型闸板选用的Inconel718焊材，采用CMT自动焊进行堆焊层的焊接，CMT自动焊的工艺参数具体如下：

焊材牌号：INCONEL718；

填充金属尺寸Φ1.2，试件厚度30mm，最大焊道宽度5.2mm(单道2～3mm)；焊缝金属厚度2～3mm；

电流特性：直流，反极，电流数152A、17.2V；

焊接技术：自动焊、自动横摆焊道，单焊丝多焊道，横摆参数16～22mm，送丝速度5.5m/min，导电嘴与工件距离10mm；保护气体为Ar，流量18～22L/min；

焊前预热：最小预热温度450～500℃，最大层间温度≥250℃，温控加热炉；

焊后热处理：加温至718℃保温8小时，降至620℃保温8小时，空冷。

步骤(2)、密封面原始堆焊层断面熔合性能检测

将硬质合金堆焊层沿垂直方向切去断面试样，检查堆焊层与基材有无未熔合或其它线性缺陷，即为堆焊层断面熔合性检查。

步骤(3)、确定密封面待堆焊的堆焊层厚度

原始堆焊层通过机加工车削清除，在母材上焊接新硬质合金，即新的堆焊层，应保证新堆焊层与原始堆焊层高度一致。如图1所示，H1为闸板总高度、H2为新的堆焊层厚度、D为闸板外径，新的堆焊层厚度(H2)的上表面与闸板总高度(H1)的上表面齐平。

步骤(4)、去除密封面原始堆焊层

采用车削工艺，去除密封面原始堆焊层。

原堆焊层须车削干净的同时，尽量减少基材的车削量。初始进给量可以选择1-2mm，接近基材时，每次进给量不大于0.5mm，同时每次进给车削一次后，可通过观察车屑形状、手持材质成份分析仪等，及时检查、确认密封面材质确已完全去除。车削后粗糙度不大于Ra1.6-3.2。

原堆焊层未清除干净会影响新堆焊层与母材的熔合，因此在焊接前应将原堆焊层清除干净，并对母材表面进行液体渗透试验，观察母材表面是否存在缺陷，避免影响后续焊接。

步骤(5)、根据步骤(1)确定的密封面堆焊的焊材及焊接工艺，对密封面进行堆焊

焊前准备：检查引弧板准备情况；检查焊机状态，调试合适参数；检查焊丝外观、状态，确认牌号、材质单；检查电炉技术、安全状态，通电测试；检查堆焊变位机技术、安全状态，通电测试，焊枪摆幅、速度调整，调速旋钮测试；焊后保温场地、保温设备准备；焊前预热：预热前将引弧板安装在闸板合适位置，预热温度450-500℃。

堆焊：按步骤(1)确定的密封面堆焊的焊接工艺参数进行堆焊。堆焊过程中，需要注意堆焊高度余量不低于1.5-2mm。

保温：堆焊完成后立即将闸板放入保温棉，包裹严密，缓冷。

检查：自然冷却后，目视、着色检查，无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。

步骤(6)、堆焊后的密封面加工处理

粗加工处理：步骤(5)检查无缺陷的闸板可以进行粗加工。采用车削工艺进行，密封面高度余量为1.5-2.0mm。

闸板密封面检查：粗加工处理后，采用着色探伤检查密封面。密封面应无裂纹、气孔、夹渣、高度不足等缺陷。若存在上述缺陷的，需对缺陷进行打磨，重新堆焊。待冷却后重复上述检查，直至无缺陷。一个闸板需修补的缺陷不得超过三处，否则需全部重新车去堆焊层，重新预热堆焊。

清洗、除锈、硬度测试：采用酸洗对氧化皮进行除锈，测量密封表面硬度值，判断是否满足标准。

精加工处理：

精车：对闸板外圆、内圆面、密封面进行精车，内外圆面按最终尺寸进行，密封面高度留有余量不小于0.5mm；

精磨：在磨床对闸板密封面进行精磨；关于最终尺寸的说明：根据闸板的装配图，可知闸板背面凹槽为闸板定位基准，因此闸板密封面平面度、最终高度尺寸也应以此为基准；新闸板背面凹槽距离密封面高度为99.20mm，但每个旧闸板外形、槽底尺寸均不一，为保证安装时不会出现闸板过厚无法安装情况，闸板修复后该尺寸不应大于99.20mm；

抛光：精磨后的闸板密封面还需进一步抛光处理，粗糙度不大于Ra0.2，完成对闸板密封面的修复。

步骤(7)、修复后的闸板无损检测

对修复后的闸板进行全面检测、测量并记录。对堆焊密封面及其临近区域进行VT、PT、UT及硬度检测，包括基材PT、堆焊层表面硬度测试、堆焊层表面PT、堆焊层表面精度和粗糙度测试、堆焊层、闸板密封面与槽底面平行度等。另外，还包括外观无毛刺、磕伤等缺陷检查。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (10)

1.一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)、确定密封面堆焊的焊材及焊接工艺；

步骤(2)、密封面原始堆焊层断面熔合性能检测；

步骤(3)、确定密封面待堆焊的堆焊层厚度；

步骤(4)、去除密封面原始堆焊层；

步骤(5)、根据步骤(1)确定的密封面堆焊的焊材及焊接工艺，对密封面进行堆焊；

步骤(6)、堆焊后的密封面加工处理；

步骤(7)、修复后的闸板无损检测。

2.根据权利要求1所述的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：

步骤(1.1)、根据俄供闸板基材及堆焊层的化学成分分析及硬度检测结果，确定俄供闸板的基材及焊材的确切材质牌号；

步骤(1.2)、根据俄供焊材与国内焊材的化学成分分析及硬度的分析比较，确定密封面堆焊的国内焊材牌号；

步骤(1.3)、根据密封面堆焊的国内焊材牌号，确定密封面堆焊的焊接工艺。

3.根据权利要求1所述的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为将硬质合金堆焊层沿垂直方向切去断面试样，检查堆焊层与基材有无未熔合或其它线性缺陷。

4.根据权利要求1所述的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，其特征在于，所述步骤(4)具体为采用车削工艺，去除密封面原始堆焊层。

5.根据权利要求4所述的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，其特征在于，所述步骤(4)车削过程中，初始进给量为1-2mm，接近基材时，每次进给量不大于0.5mm。

6.根据权利要求5所述的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，其特征在于，所述步骤(4)车削后粗糙度不大于Ra1.6-3.2。

7.根据权利要求1所述的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，其特征在于，所述步骤(5)具体包括焊前准备、堆焊、保温和检查。

8.根据权利要求1所述的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，其特征在于，步骤(6)具体包括粗加工处理，闸板密封面检查，清洗、除锈、硬度测试和精加工处理。

9.根据权利要求8所述的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，其特征在于，所述精加工处理包括精车、精磨和抛光。

10.根据权利要求1所述的一种俄供闸板密封面堆焊层修复方法，其特征在于，所述步骤(7)包括对堆焊密封面及其临近区域进行VT、PT、UT及硬度检测。

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