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机械技术

衬焊平板闸阀阀体

时间:2017-03-04 20:45:59   作者:   来源:   阅读:350   评论:0

  衬焊平板闸阀是指在普通碳钢闸阀内腔表面堆焊双相不锈钢,形成完整的衬焊层,从而提高阀门的耐蚀性。其被广泛应用于天然气、石油、化工及煤炭行业的强腐蚀介质管道。

 

  1. 阀体特征

 

  阀体是阀门最重要的零件之一 承受阀门启闭载荷和在安装使用过程中因温度变化、振动和介质冲击等影响所产生的附加载荷,是阀门总装配的基础。

 

  如图1所示,衬焊闸阀阀体由阀体上法兰、中体、阀体侧法兰和阀体底盖组焊而成,组焊零件为A105锻件,组焊在一起后,腔体内表面堆焊双相不锈钢S31803。

衬焊平板闸阀阀体

图1 衬焊闸阀阀体 

1.阀体底盖 2.中体 3.阀体上法兰 

4.阀体侧法兰 5.内腔衬焊层

 

  2. 工艺分析

 

  通过对阀体结构特征、尺寸和形位精度要求以及焊接条件进行工艺分析,不难发现,阀体焊缝为对接焊结构,组焊零件位置偏差和焊接ū湫位岷艽螅煌时,要保证阀座孔的衬焊层厚度均匀,必须在完成各零件组焊后进行精车内孔,且以此作为其他面的精加工基准。

 

  工艺难点有:①要保证各零件的焊层厚度达到要求,且热应力影响最小。②确定零件组焊前的结构形式和尺寸,便于焊接零件的ㄕ。③控制连接焊缝间隙,保证焊接强度。④阀体焊接需实现A105+S31803双金属对接焊及A105+S31803与F51异种金属对接焊,焊接难度大,没有可借鉴的成熟工艺。⑤零部件体积大、质量大,加工装夹、焊接对正和转运较难。⑥确定零件组焊和堆焊交错进行时,对其进行加工的先后顺序存在很多干涉因素。

 

  3. 工艺措施

 

  (1)通过计算、绘图确定零件堆焊前各部位尺寸,增加堆焊孔根部和棱边倒r角,避免热应力集中。焊后采取退火处理,消除焊接应力。以中体为例,内孔焊前尺寸在基础尺寸上加大10mm以上,孔口倒角5mm×20°的最大中心圆直径加大10.7mm,孔根部和各棱边都增加了r2mm圆角,如图2所示。

衬焊平板闸阀阀体

图 2

 

  (2)将中体和阀体侧法兰的平面V形对接焊缝,由目测对接改为止口定位对接,提高焊接精度和生产效率;又给中体和阀体上法兰、(金属加工真不错)阀体底盖焊接相邻外圆尺寸增加了工艺公差,以便用辅具找正零件,保证焊接位置正确,如图3所示。

衬焊平板闸阀阀体

图 3

 

  (3)计算确定零件焊前结构长度,预留焊缝间隙,以实现焊缝全焊透和零件焊后有加工余量。即"要保证零件组焊焊缝间隙3mm,各零件需在焊前加工时,长度较设计结构长度短1.5mm,而其余外圆和端面要留有焊后加工余量,用于修复焊接引起的形状变化。

 

  (4)按焊接工艺要求,阀体内表面衬焊层采用自动热丝TIG方法进行堆焊过渡层和S31803(见图4),较普通TIG方法大大提高了熔敷率和焊接速度,能更好地控制焊缝成形,提供高品质的焊层,焊层表面按NB/T 47013.5—2015的规定进行液体渗透检验,可达到Ⅰ级合格要求。阀体连接采用自动埋弧焊进行焊接,焊缝外形美观、品质良好且质量稳定,按NB/T 47013.2—2015的规定进行X射┘煅椋可达到Ⅰ级合格要求,且成本低,生产效率高。

衬焊平板闸阀阀体

图 4

  (5)为了便于零件的吊装,在法兰的连接孔位置,先加工出吊装螺纹孔,之后将其扩钻为连接孔;阀体底盖的吊装是在外圆的合适位置焊接吊环。

 

  (6)慎重安排每个组焊零件的加工顺序,避免工序叠加或互相干扰,加工过程大致为:阀体底盖内腔成品后组焊;中体内腔成品、阀座孔衬焊层有余量时组焊;法兰衬焊层有余量时组焊;完成阀体组焊后,堆焊两侧法兰密封槽;以阀座孔为基准,进行各部位精加工。此工艺过程经零件试加工验证,认定是合理的。

 

  4. 加工注意事项

 

  (1)在堆焊面的粗、精车过程中,均可选用YG8硬质合金刀具,粗车时要求切削刃坚固,应选用较小前角、后角和主偏角的刀具,以保证刀具的使用寿命;精车时要求切削刃锋利,应选用稍大前角、(金属加工真不错)后角和主偏角的刀具,以减小车削摩擦,实现快速散热,保证零件加工精度。

 

  (2)零件组焊前,应检查焊接相邻面工艺尺寸是否符合要求,以便借用直角尺、刀尺等辅具找正零件位置。焊接时,先焊接几点,校核零件位置正确后,再焊满达到焊缝要求。

 

  (3)零件对接焊的内孔孔口不能有直边>1mm的倒角。否则大倒角会影响孔内焊面的成形,出现熔池脱落和焊接缺陷。

 

  (4)零件加工过程中,必须按工艺要求进行校正、测量尺寸,做到工艺基准统一,以保证各零件加工余量均等、位置偏差最小。

 

  5. 结语

 

  我公司供给北京某公司的衬焊板闸阀,其阀体按上述工艺生产,检验合格率达100%。经生产实践证明,工艺路线合理可行,有效解决了零件焊接位置偏移、焊接强度和热变形大、装夹困难以及预留精车余量多少的难题,实现了阀体自动焊接和异种金属的对接焊,保证了零件加工质量,提高了生产效率。

 

来源:《金属加工(冷加工)》2017年第3期第36页,西安泵阀总厂有限公司  费友谊 王彩霞 李六一


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