在閥門密封面結構中大量的使用了堆焊工藝,通過堆焊過程能夠獲得硬度更高、抗沖刷、抗磨損能力更高的密封面,同時堆焊后的密封面也更容易研磨。
常見的堆焊材料中在閥門密封面中使用比較多的有如下的兩大類焊材:
13Cr型堆焊焊條和焊絲,主要有:
D502\D507\D507Mo
D512\D577\D547\D547Mo等
鈷基硬質合金焊條和焊絲,主要有:
D802(Stellite No6)
D812(Stellite No2)
HS111(Co106)
HS112(Co104)等
不同堆焊材料能夠獲得的硬度及使用溫度范圍如下:
除上述列出的材料外,在安全閥密封面堆焊中使用較多的Stellite系列堆焊材料的硬度如下:
Stellite NO.1:50~55HRC
Stellite NO.6:40~45HRC
Stellite NO.12:44~49HRC
Stellite NO.31:30~35HRC
常規(guī)的密封面為了保證不出現(xiàn)環(huán)狀壓痕,通常會要求密封面之間存在5-10HRC的硬度差(寬硬窄軟),而使用不同牌號的堆焊材料就能夠獲得這樣的硬度差,所以安全閥的密封面通常會使用不同的堆焊材料進行堆焊。堆焊過程的工藝應該依據(jù)JB4708《鋼制壓力容器焊接工藝評定》以及其他相應標準進行焊接工藝評定,滿足要求的焊接工藝是保證堆焊質量的前提。
堆焊屬于焊接中的一種,對焊接工藝有非常高的要求,不合理的焊接過程將導致堆焊表面出現(xiàn)裂紋,裂紋的出現(xiàn)也將直接導致密封面泄漏甚至對堆焊層脫落。
為了防止安全閥密封面堆焊裂紋的出現(xiàn),安全閥廠家在密封面件加工完畢后均會對密封面是否存在裂紋進行檢測(目測、PT檢測、RT檢測)
生產廠家為了解決堆焊裂紋的問題,常見的措施包括:①提高工件的預熱溫度②提高焊后工件的回火溫度③改變焊接結構形狀,改善應力分布狀況④選用小直徑焊條和采用小的電流,已降低熱輸入量⑤調整收弧方法,解決弧坑裂紋。
但在實際使用過程中,發(fā)現(xiàn)部分產品在出廠時密封面并不存在裂紋,但在使用一段時間后密封面堆焊位置出現(xiàn)大量裂紋,導致密封面泄漏加重,且很多情況下裂紋深度較大,無法通過研磨進行修復。
這種使用一段時間才出現(xiàn)的裂紋主要為氫致延遲裂紋(個人理解不確定)。此類裂紋主要由于焊接過程中焊縫金屬中的氫向熱影響區(qū)擴散、偏聚,氫的富集導致了初始缺陷出現(xiàn)。隨著使用時間的延長,氫的富集將進一步加強(高溫下氫的擴散更劇烈),在淬硬組織、應力集中的作用下最終導致裂紋的出現(xiàn)。防止此類裂紋的出現(xiàn)最主要還是通過工藝和質量體系進行保證。(對于安全閥生產廠家要特別主要對焊材的干燥以及坡口的清理)