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    閥門密封面堆焊技術要點與闡述

    2017-08-07 17:05:25  來源：“上海水興”ENG
    閥門密封面堆焊技術要點與闡述
    ——上海水興閥門有限公司ENG
    閥門的安全性和可靠性是十分重要的，閥門應具有選材合理，強度可靠，密封穩(wěn)定，動作靈敏等基本要求與功能。

    強度不可靠與動作不靈敏都可能會造成閥門本身或系統(tǒng)的破壞而產生重大事故以致人身傷亡。

    密封性能的不穩(wěn)定將直接影響閥門的壽命而產生介質的內泄或外漏，會造成經濟損失與環(huán)境污染。 

    閥門密封面質量是影響閥門壽命的主要因素之一。為了提高閥門產品的使用壽命，許多國家都在密封面材料的研究方面狠下功夫。

    我國閥門密封面堆焊材料和堆焊工藝研究是從60年代初開始的。隨著大慶油田的開發(fā)，閥門需要量驟增。油田用戶普遍反映閥門存在兩大質量問題。

    一是密封面質量不高，表現為內漏，造成許多重大質量事故；

    二是閥門填料質量不好，表現為外漏。短期報廢的閥門堆積如山，給油田的開發(fā)造成了巨大損失。

    70年代初，原*機械工業(yè)部向有關研究單位和閥門廠下達了閥門基礎件 — 閥門密封面壽命攻關計劃。從此閥門堆焊材料，工藝性能試驗方法的研究有了迅速發(fā)展。

    擦傷、沖蝕與腐蝕等均會破壞閥門密封面。密封副材料成分和金屬組織、表面處理工藝、硬度與硬度差、比壓和吻合度等諸多因素，都能影響閥門密封面的質量。

    研究密封面失效的主要形式，分析產生失效的原因，是研究提高閥門質量與使用奉命的有效途徑。
    各類閥門密封面特點及失效形式：

    每一種閥門都在不同工作參數下開啟和關閉，因此不同的溫度、壓力、介質又對閥門密封面材料有不同的要求。

    在閥門密封面部位堆焊一層具有特殊性能的臺金，其目的是提高閥門密封面的抗擦傷、抗腐蝕、抗沖蝕及抗高溫等綜合性能，不但降低了成本，而且提高了閥門的使用壽命。

    所謂“堆焊”，就是在工件表面堆焊一層特殊的具有耐磨，抗腐蝕，抗氧化的材料。使工件有足夠的硬度，耐磨性和耐腐蝕性，滿足閥門的使用要求，并且操作簡單。但如果想要獲得滿足設計及使用要求的閥門堆焊面，必須嚴格按照作業(yè)指導書以及操作要求進行，同時要根據母材（工件材料）及焊接方法選取適當的焊接材料。

    目前，常用的堆焊合金有鈷基合金、鎳基合金、鐵基合金和銅基合金等堆焊材料。其中鈷基合金具有良好的高溫性能，優(yōu)異的熱強性、耐蝕性及耐熱疲勞性能，比鐵基，鎳基合金的抗磨損、抗腐蝕性能好。所以在閥門研制和生產制造中，鈷基硬質合金被廣泛應用到各類閥門殼體和密封面的堆焊中。
    這些合金材料被制成電焊條、焊絲 ( 含藥芯焊絲) 、焊劑 ( 含過渡合金型焊劑) 和合金粉末等, 采用手工電弧焊、氧-乙炔焰焊、鎢極氬弧焊、埋弧自動焊和等離子弧焊等方法堆焊。

    選用閥門密封面堆焊材料一般根據閥門的使用溫度、工作壓力和介質的腐蝕性, 或閥門的類型、密封面結構形式、密封比壓和許用比壓, 或企業(yè)生產制造條件、設備加工能力和堆焊技術能力及用 戶要求。

    密封面是閥門的關鍵部位, 其質量直接影響閥門的使用壽命。合理地選擇閥門密封面的材料是提高閥門使用壽命的重要途徑之一。在閥門密封面材料選用時應避免走入誤區(qū)。

    誤區(qū) 1: 
    閥門密封面材料的硬度高其耐磨損性能就好。實驗表明, 閥門密封面材料的耐磨損性能是由 其金屬材料的組織結構所決定的。有些以奧氏體為基體加少量硬質相結構的金屬材料其硬度并不很高, 但其耐磨損性能很好。閥門密封面具有一定的高硬度是為避免被介質中硬雜物墊傷和劃傷。綜合考慮, 硬度值HRC35~ 45 為宜。

    誤區(qū) 2: 
    閥門密封面材料的價格高其性能就好。材料的價格是其本身的商品特性, 而材料的使用性能是其物理特性, 兩者沒有必然聯系。鈷基合金中金屬鈷來源于進口, 價格較高, 因而鈷基合金材料價格就高。鈷基合金的特點是高溫耐磨性能好, 而用在常溫、中溫工況, 則價格/ 性能比較高。在閥門密封面材料選用時應選擇價格/ 性能比較低的材料。

    誤區(qū) 3: 
    閥門密封面材料在某一強腐蝕性介質中耐蝕性良好, 就一定適應其他腐蝕性介質。金屬材料的耐腐蝕性有其復雜的機理, 一種材料在某一強腐蝕介質中耐蝕性能良好, 而條件稍有變化, 如溫度或介質濃度等改變, 則耐蝕性能即改變。對另一種腐蝕性介質, 其耐蝕性能變化更大。金屬材料的耐腐蝕性只能通過實驗得知, 借鑒有關資料必須了解其相關條件, 切不可盲目借鑒。
    焊后熱處理

    焊接殘余應力是由于焊接引起焊件不均勻的溫度分布，焊縫金屬的熱脹冷縮等原因造成的，所以伴隨焊接施工必然會產生殘余應力。

    消除殘余應力的*通用的方法是高溫回火，即將焊件放在熱處理爐內加熱到一定溫度（Ac1以下）和保溫一定時間，利用材料在高溫下屈服極限的降低，使內應力高的地方產生塑性流動，彈性變形逐漸減少，塑性變形逐漸增加而使應力降低。

    焊后熱處理對金屬抗拉強度、蠕變極限的影響與熱處理的溫度和保溫時間有關。焊后熱處理對焊縫金屬沖擊韌性的影響隨鋼種不同而不同。

    焊后熱處理的目的：

    松弛焊接殘余應力
    穩(wěn)定結構的形狀和尺寸，減少畸變。
    改善母材、焊接接頭的性能。包括  a.提高焊縫金屬的塑性。b.降低熱影響區(qū)硬度。c.提高斷裂韌性。d.改善疲勞強度。e.恢復或提高冷成型中降低的屈服強度。
    提高抗應力腐蝕的能力。
    進一步釋放焊縫金屬中的有害氣體，尤其是氫，防止延遲裂紋的發(fā)生。


     

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