利用普通焊条过度混合堆焊修复阀板密封面的方法

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中原油田采油四厂维修大队 作者:王怀钰

  堆焊是采用熔焊的方法把填充金属熔敷在受损零件的表面上,以便得到所要求的性能和尺寸。这种工艺过程主要是实现异种金属的冶金结合,属于异种金属熔化焊的一种特殊形式。本文采用普通的E4303酸性太钙型焊条和E5015碱性低氢型焊条进行“过 度混合焊”的方法,来替代堆焊焊条进行堆焊修复阀板,其目的是为了降低生产成本提高企业效益,缩短停工待料时间,减少系统停工维修次数。石油化工企业是各种阀门使用最多的行业,高压、高温,有毒、有害介质缩短了阀门的使用寿命。其主要原因是阀板密 封面腐蚀或被高压介质刺伤边缘而导致阀门关闭不严。因此,利用堆焊方法修复受损阀板就成了维修人员开展工作的重点。

  压力管路系统中的控制阀门,由于多种原因时常发生关闭不严的现象,给生产运行中系统安全带来了隐患,必须更换新阀门,被更换下来的阀门只有报废,给企业造成了极大的浪费。而导致阀门关闭不严的主要原因就是由于阀门内部阀板的密封面经常处于高温、高压以及水蒸气等介质中,而且经常动作,易出现腐蚀和磨损或被系统高压射流刺伤的现象,导致了阀板密封面的损伤。我们只需在阀板密封面的损坏处堆焊一层硬度与阀板相近的填充材料,再经过简单机械加工后就可以恢复阀门本来的使用性能。

1、堆焊前准备

  做好堆焊前的准备工作,既可避免焊接缺陷的产生,又可确保焊接工作的顺利进行。

  (1)焊前表面清理。首先确定堆焊的准确位置,铲去焊件表面上的锈蚀后,用氧乙炔焰烧掉油污及杂质,再用棉纱擦拭干净。然后再用角向磨光机打磨裂纹表面及其两侧各25mm范围,直至露出金属光泽。

  (2)清除腐蚀坑。用角向磨光机在堆焊工件的上表面沿着腐蚀坑打磨出U形坡口,底部半径为5~6mm,上口宽10~12mm左右。

2、选择焊条

  用于堆焊的焊条很多,一般专用堆焊焊条牌号为D547Mo(EDCrNi-B-15)或Cr13不锈钢焊条,以选择Cr13不锈钢焊条堆焊最为理想,此处焊补用量少,但浪费大,仅焊条费用每年就需几千元。为了节省开支、缩短停工和维修时间。我们选择最常用的E4303和E5015焊条混合使用进行堆焊,用以降低熔敷金属的应力集中现象,从而防止焊接区产生裂纹。此种焊条焊接性能好,可进行全位置焊接,焊缝金属具有良好的塑性、韧性和抗裂性能,属酸性太钙型和碱性低氢钠型焊条,其中碱性低氢型焊条焊后,其焊缝金属每平方毫米的抗拉强度不低于490Mpa,也是最经济、最常用的焊条,焊接工艺简单易于操作。

3、堆焊操作

  (1)焊机选择。选用型号为ZX7-400型逆变焊机,由于填充金属的化学成分、金相组织、物理性能等方面与阀板密封面基体材料均不完全相同,为使焊接的应力得以缓冲,需要堆焊过渡层。堆焊过渡层时,应采用E4303∮2.5mm的小直径焊条、小电流,电流应控制在55~65A以减少稀释率,从而降低堆焊应力,提高焊缝金属的塑性。

  (2)焊接工艺。在堆焊填充层时应选用E5015,焊条直径为∮3.2mm的碱性低氢型焊条。碱性低氢型焊条在使用前应进行250℃~300℃烘焙1~2小时,保温1小时。在堆焊之前应将被修复焊件的堆焊表面,以及与密封面的堆焊层相接近的20~30mm的范围内的渗氮层以及油、锈和杂质去除。同时用氧乙炔火焰对焊件进行焊前预热至400℃~450℃,采用直流反接,短弧操作,焊接电流为95~105A,焊后经650℃~700℃的回火热处理,从而改善焊接区的淬硬组织,以便于焊后的机械加工。

4、结论

  堆焊技术在石油化工行业发挥着它的巨大作用,使用堆焊技术不仅能很好的为单位节约一笔不小的成本,而且缩短了维修时间,延长了零件的使用寿命,为了确保油气生产装置在生产过程中的安全平稳运行,经堆焊修复过的阀门可正常使用也可以降级使用,可用在旁通系统、回水系统和排污系统。多年来,经修复后的阀门在油、气、水生产系统中发挥着巨大作用,使用寿命平均都在三年以上,和专用焊条修复过的阀门基本相同。此项工作的开展不仅节约了可观的生产成本,同时缩短了待料时间,创造了巨大的经济效益。

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