电站高温高压阀门堆焊技术及制造工艺

通常采购电站专用阀门的现场工况均为540°C的高温水蒸气，因此其所采购的阀门主题材质选用25或12Crmov,阀体密封面用钴基合金d802(sti6)焊条对焊，D802对应GB984标准中的型号Edcocr-a,相当于Aws中的Ercocr-ao-d802材料可在高温高压下连续启闭工作，具有优良的耐磨性抗冲击性，抗氧化性，耐腐蚀性及抗气蚀性。

电站阀门的密封面是采用钴基合金加工阀座并且在阀体中间孔部位用电焊的方式对焊而成，由于其所处的位置是在阀体与密封面中间并且孔处在较深的位置，在堆焊时易产生裂纹和渣物等缺陷，故采用加工试件的方式进行深孔对焊。钴合金具有良好的抗金属一金属间磨损的性能，特别是在高载荷状态下的抗擦伤性能。基体中高的合金元素含量能提供极佳的抗腐蚀性和抗氧化性。钴基合金不发生同素异形转变，钴基合金的熔敷金属处于热态 (650℃以下)时，其硬度降低并不明显，只有当温度升高到650℃以上时，硬度才明显下降，当温度恢复到热态以下时，其硬度又回复到接近原始的硬度。也就是当母材进行焊后热处理时，密封面的性能不会损失。

通常这种工艺会使得焊材表面污染，焊材吸湿，母材及填充金属内含有较多杂质和油污，阀体焊接部位刚性大，特别是DN32-DN50口径的阀门，预热及焊后热处理工艺规范选用不当，焊接工艺的参数选用不大，焊接材料使用不当等原因。

电站专用阀门在对焊的过程中在钴基合金产生裂纹的原因主要是阀体的刚性大。在堆焊的过程中电弧形成了熔池，对焊接部位持续加热，而降温速度落差较大，融化后的金属凝固成了焊缝，如果焊接过程中预热较低，焊层温度下降必然很快在焊层快速冷却情况下，焊层的收缩率快于阀体的收缩率，在这种应力作用下很快使焊层与母材形成一种内拉应力，将焊层拉裂。在加工焊接部位时应严禁出现尖角。预热温度过低， 在焊接过程中热量快速散发。层间温度过低，焊层冷却速度过快对于堆焊材料来说是很不利的。焊材钴基合金本身具有很高的红硬性，在500～700℃ 工作时， 硬度能保持300～ 500hb，但是其韧性低，抗裂性较差，容易形成结晶裂纹或冷裂纹，故焊前必须进行预热。预热温度视工件大小而定，一般预热范围取350-500℃ 。

我公司为了避免以上所述问题出现，每次堆焊之前焊条均为经过高温处理及将焊条放入150°C的温度下烘焙1小时随后放入保温桶内备用，其目的是防止焊条过于潮湿；另外深孔对焊圆弧R角在现场工艺允许的前提下尽量采用较大值，并且保证层间温度≥250°C，堆焊完成后保证清理干净焊渣，阀体在堆焊后立即放入炉内保温（450°C），带工艺完成后升温至750°C±20°C回火，升温速度保持每小时150°C，保温2小时候随炉冷却出炉即可。

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