高温高压阀门铸造缺陷的现场修复探讨

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摘 要：结合笔者工作实际，介绍了高温高压阀门铸造缺陷的现场修复工艺，以供同行参考。

关键词：高温高压阀门；铸造缺陷；现场修复

中图分类号：TP21文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）05-0320-01

我厂某工段上新装的ZG20CrMoV电动阀门连续投入使用不到两个月，就发现阀门的曲颈处有一个￠0.05mm小砂眼，并从此处外冒汽。经打磨、着色检查，发现在其周围还有裂纹存在，砂眼周围的金属表面有明显的发蓝现象（因内部存有较大面积的缩孔或疏松）。由于阀门与管道焊在一起，换阀门的工作量太大，同时又无备品，生产又不能常期停止。为此，我们采用了现场挖补修复的方法。

由于阀门材质为ZG20CrMoV,是一种热强性较好的耐热钢阀门，阀体两端壁厚为40mm,刚性大，焊接性较差，焊后残余应力也大，同时又受高温高压的蒸汽介质作用，因而不仅要求填充材料要有良好的机械性能和稳定的金相组织，而且还要求保证修复后阀门的内结合面的变形小，为此，选用了合理的修复工艺，取得了满意焊接质量，使该阀门装置恢复了正常使用。其修复工艺介绍如下：

1 焊前准备

（1）对￠0.05mm砂眼周围进行表层打磨，以露出金属光泽为准，然后再采用10倍放大镜对其进行宏观检查，对可怀疑处用4%硝酸酒精溶液进行酸浸检查，结果还发现长短不一的四条表面微裂纹，最长者为30mm。

（2）用锤式硬度计对缺陷周围金属进行硬度测定。硬度值均在合格范围内。

（3）在裂纹的两端钻止裂孔，孔径为￠4mm，孔深为2-3mm。

（4）采用碳弧气刨逐层刨除砂眼及裂纹，每层厚度为5mm。每刨一层，检查缺陷的走向。在气刨过程中，出现过两次疏松，由于砂眼是贯穿性的，故挖除后剩余壁厚为4mm。

（5）用砂轮打磨修正挖除区，尽量使其圆滑过度，无死角。打磨层的厚度以能把气刨留下的碳化层打磨干净为准。

（6）选用直径为￠3.2mm及￠4mm的R317焊条，经350℃×2h烘干处理，并在焊前半小时装入保温筒代用。

（7）选用AX-320直流电焊机，极性为直流反接。

（8）采用远红外线绳状回热器对阀门进行预热，预热温度为300℃。

2 补焊工艺

（1）采用直径￠3.2mm的焊条对砂眼处进行施焊。此时焊接电流为140A，以提高熔深。

（2）第三、四道焊道采用直径￠3.2mm的焊条，焊接电流为110-125A；以后各层焊道均采用￠4mm的焊条，焊接电流为135-145A，焊层厚度为3-4mm。

（3）全部焊接过程均采用短弧施焊，且每条焊道一次焊完，各层焊道的接头应相互错开，焊道的排列如图1所示。

图1

（4）每焊完一道焊道都必须清除渣壳，进行检查，对气孔、夹渣、焊瘤要及时除去。

（5）除第一层及最后一层外，每焊完一层焊道都要进行一次锤击和跟踪回火，并使焊道的层间温度为300℃，锤击痕深为0.05-0.1mm（其锤头尺寸：圆角半径为1.5mm，宽度为10mm）。

3 后热处理

处理前，先除去最后一层渣壳进行表面检查，然后采用远红外线绳状加热器对焊口区进行升温。其后热规范如图2所示。

4 检验

（1）待阀体冷却到常温后，24小时进行表面检查，均符合要求。

（2）用锤式硬度讲测定焊缝区、热影响区及母材硬度，均在合格范围内。

（3）阀体内结合面水平偏差为0.05mm，经研磨后符合要求。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。