高壓主汽調(diào)節(jié)閥修復(fù)方案

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　　閥碟導(dǎo)向凸肩工作機(jī)理2號機(jī)組為東方汽輪機(jī)廠制造的(N300-16.7／537／537-3型)汽輪機(jī)，它的高壓主汽調(diào)節(jié)閥是由1個主汽閥和2個調(diào)節(jié)閥組成,，高壓調(diào)節(jié)閥是用于調(diào)節(jié)高壓缸的進(jìn)汽量,。機(jī)組運(yùn)行時,，油動機(jī)作為機(jī)械提升裝置,，使閥碟導(dǎo)向凸肩沿導(dǎo)向槽上下移動,，控制調(diào)節(jié)閥碟的開度,。機(jī)組運(yùn)行時,，調(diào)節(jié)閥的高溫蒸汽為16.7MPa，537℃,，導(dǎo)向凸肩主要承受熱應(yīng)力和一定的周向剪切應(yīng)力作用,。1號高壓調(diào)節(jié)閥的閥碟與閥座配合直徑為170mm，其閥碟的結(jié)構(gòu)如圖1所示,，導(dǎo)向凸肩尺寸為55mm×30mm×10mm(高×寬×厚),。閥碟材料采用20Cr3MoWVA合金鋼，為了提高閥碟耐汽蝕的性能,，其表面進(jìn)行過高溫滲氮處理,。 　　
       堆焊材料和焊接設(shè)備的選擇根據(jù)調(diào)節(jié)閥的工作條件，閥碟導(dǎo)向凸肩既要保證有足夠高溫強(qiáng)度,，又要滿足一定的耐磨性,。鑒于機(jī)組搶修，無法采購到最佳匹配材料,，參照堆焊材料的選用原則以及對各堆焊材料力學(xué)性能的分析,，選用與母材材質(zhì)相近的TIG-R34(12Cr2MoWVTIB，Φ2.5mm)焊絲,。焊接設(shè)備采用LincolnV300-1及氬弧焊接配套工具,；溫度監(jiān)控使用美國MX2紅外線測溫儀。 　　一,、焊接性能分析 　　
- O0 B8 L0 Q) A根據(jù)碳當(dāng)量公式計(jì)算,，材料20Cr3MoWVA的主要特點(diǎn)是含碳及合金元素較多，焊接時焊縫及熱處理區(qū)容易出現(xiàn)淬硬組織，當(dāng)焊件剛性及接頭應(yīng)力較大時,，容易產(chǎn)生冷裂紋,。經(jīng)過滲氮處理的閥碟，其表面硬度高達(dá)HV900,，焊接時極易產(chǎn)生裂紋,。 　　
1 n* y9 r4 f7 M! y二、堆焊工藝 　　
$ F7 N( _/ ], f- E' Y1,、工藝路線焊前打磨清洗-預(yù)熱-堆焊-焊后熱處理-焊后車削,。 　　
2、焊前準(zhǔn)備首先用角向砂輪打磨徹底清理去除堆焊部位20mm范圍內(nèi)的滲氮層,，打磨深度應(yīng)大于0.4mm,，測量打磨部位的硬度值，并保證施焊區(qū)域達(dá)到HB185～321的要求,。按JB4730-94檢測標(biāo)準(zhǔn),，檢查打磨后的導(dǎo)向凸肩表面質(zhì)量不得有裂紋、夾渣等缺陷,，達(dá)到Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)為合格。然后用丙酮清洗閥碟焊接部位及其周圍50mm范圍內(nèi),，保證無水,、油等；用砂紙清除氬弧焊絲表面的油污和銹斑等臟物,。 　
8 q- ~& k8 q6 O2 T8 v% Z$ R% u3,、焊接工藝及參數(shù)采用氧乙炔火焰加熱的方法進(jìn)行焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度為350～400℃,，用測溫儀測量預(yù)熱溫度,。閥碟焊接部位露出，其它部位用石棉布包覆,，避免電弧燒傷,。工藝參數(shù)I＝80～90A，氬氣流量8～10L／min,，直流正接,，電壓范圍10～15V，焊接速度30～45mm／min,，每道擺動寬度≤10mm,，每層堆焊厚度≤4mm。預(yù)熱溫度達(dá)到后開始焊接,，層間溫度控制在300～400℃,，焊接過程中不允許產(chǎn)生任何缺陷，重點(diǎn)檢查引、收弧處,，發(fā)現(xiàn)缺陷立即用角向磨光機(jī)去除,。為保證加工余量，按圖堆焊尺寸,，外徑增加5mm,，內(nèi)徑減少5mm，堆高13mm,。一邊堆焊完成后再堆焊另一邊,。焊接完成后，用硅酸鋁耐火棉包覆緩冷,，焊接部位冷到100～150℃,，立即進(jìn)行焊后局部熱處理。熱處理采用火焰加熱至640～660℃,，保溫30min,，用測溫儀監(jiān)測，升溫速度和冷卻速度均＜300℃／h,，冷卻至300℃以下可不控制,，冷卻時用硅酸鋁纖維毯包覆緩冷。 　　
# }9 \3 v: P" U; h三,、焊后檢驗(yàn) 　　
) D% {' y/ b$ h/ y! |) P按照工藝路線完成閥碟的堆焊和機(jī)械加工后,，經(jīng)滲透探傷和超聲波探傷檢查，焊縫沒有裂紋,、夾渣,、氣孔等缺陷質(zhì)量，堆焊質(zhì)量達(dá)到JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ級的要求,；在加工表面進(jìn)行硬度測試,，其平均硬度值為HB241，與原母材的硬度值相近,，滿足工件的使用性能 ,。
8 l2 k- u% U. D+ O. }" H+ H- Y閥門 調(diào)節(jié)閥 氣動調(diào)節(jié)閥 電動調(diào)節(jié)閥