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阀门焊接技术
主讲人
沈阳高中压阀门厂副总工艺师
高清宝教授级高级工程师
享受国务院特殊津贴
讲座提纲
前言:门泄漏与阀门结构的关系;
2、对阀门密封面的技术要求
3、国内外阀门密封面堆焊材料工艺概况;
阀门密封面擦伤机理与堆焊材料试验方法
5、85#堆焊合金简介
6、137#堆焊合金简介;
7、高温耐腐蚀阀门堆焊焊条简介
8、代替钴基合金电站阀门堆焊材料(沈阀6T)简介
9、钴基合金排丝等离子堆焊简介
10、焊接工艺文件、焊接工艺评定和AP认证验收应注意的几个问题
11、三种高端镍基合金的阀门雄焊应用
12、应该推广三项高效经济实惠的焊接工艺方法
摘要
今天我以一名老技术工作者的身份与大家共同探讨阀门行业密封面所使用
材料的技术革新和技术进步历程。由于我的经历,我谨以沈阳高中压阀门厂这
四十年间在阀门密封面材料所经历的六次技术革命的风暴,介绍阀门密封面所
使用材料和工艺的技术进步,希望对堆焊材料和工艺的选择能有所帮助。
第一次技术革新
60年代初,沈阀厂生产碳钢阀,密封面采用青铜圆环镶嵌法制造,而不是
堆焊,厂领导要求我们用堆焊法取代落后的镶嵌法制造密封面,经过一段时间
努力,我们研制第一代18-8不锈钢焊条手工堆焊和自动堆焊。所生产的大批阅
门运往大庆油田使用,由于密封面不耐用,很快这批报废的阀门在用户单位堆
积如山,给当时大庆油田会战造成了一定影响。
第二次技术革新
62年大庆油田领导请沈阀门厂的领导到大庆油田调査阀门质量问题,并希
望阀门生产厂尽快解决门质量间题。当时大度油田阀门报废主要原因是密封
面擦伤造成的阀门内漏问题,厂有关领导回厂后为配合当时的大庆油田会战,
提高阀门使用寿命做出动员报告,要求技术人员对阀门堆焊进行技术攻关,提
高密封面的硬度,达到提高阀门使用寿命,当时厂内上上下下较为普遍地认为
密封面应该有高硬度,应该研制和推广2r13取代18-8密封面材料,经过努力
于64年又研制和推广阀门第二代2Cr14Mn2Si过渡合金的焊条和自动堆焊材
料,这种材料是2Cr13的变种,硬度150HRC≥35,用这种材料堆焊了大批阅
门送往大庆使用,经过试运行后仍没有达到用户所期望的效果
第三次技术革新:
基于全国当时行业内阀门密封面的实际情况,制约了能源工业的快速发展。
72年第一机械工业部投巨资在沈阀厂创建阀门研究所,并同时下达阀门密封面
基础件攻关任务。沈阀所及沈阀厂成立专门技术攻关小组,对提高密封面寿命
机理、堆焊材料合金和工艺方法进行了系统全面研究,发现密封面的成分和金
相组织是提高密封面的使用寿命的主要因素,而认为而密封面硬度是第二位的,
因为密封面的硬度只解决密封面垫伤和划分,而密封面的成分和金相组织决定
着密封面抗擦伤性能的好与坏。经过84次配方调整的失败,合金成分调整到85
次时,得到了高寿命的密封面Cr-Mn-N(含氮合金),经过寿命试验证明它比
2Cr13合金密封面寿命提高几十倍,发现合金过渡进入氮(N)对提高寿命起重
要作用,厂内把这种材料叫85号合金。做成焊条(SF-3T)、自动堆焊焊剂(SF-3J
在厂内全面推广应用。该项成果获得77-78年部、省、市科技大会的重大科技
成果奖85号合金投入使用后我们发现85号合金手工堆焊成分(SF-3T)波动较
小,自动堆焊成分(SF-3J)波动较大,第二个发现85号合金(SF-3T、SF-3J)
是表面硬化材料,即用10HRC硬度计检査手工、自动堆焊合金硬度都合格,而
用150HRC硬度计检査硬度,手工堆焊合金合格,成分波动大的自动堆焊合金
硬度就不能完全合格。10公斤硬度计是检査焊层上表0.2mm的硬度,150公斤
硬度计是检査焊层下面0.5mm深度的硬度,对于这种表面硬化材料。为了统一
技术标准厂内总师决定,85号自动堆焊合金在Cr=12-18、Mn=7-10波动时用
10HRC硬度计检査硬度,手工堆焊合金在Cr=12-14、Mn=7-8.5范围内用
150HRC硬度计检査硬度。总师同时决定要求继续攻关,实现更高的技术目标。
第四次技术革新:
经过136次失败,在试验调整合金成分137次时找到了合金系统为CrMn-B
合金。将这种合金做成焊条、自动堆焊用焊剂,经过反复试验证明在Cr=12-18、
Mn=7-10时硬度较高,用150公斤硬度计检査硬度非常稳定,150HRC=32-40,
这在技术是一个奇迹般的突破。
我们发现加入硼后既可以在成分有较大波动时保持硬度的稳定,同时又可
以提高150HRC的硬度,这是1982-1986年间的技术攻关。厂内总师决定将85
号(SF-3T、SF-3J)合金材料用于碳钢阀门介质为油、汽、水中温中压阀门堆