汽轮机阀座堆焊开裂原因分析与对策.pdf

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1、《大型铸锻件》No．4HEAVYCASTINGANDFORGINGJuly2012汽轮机阀座堆焊开裂原因分析与对策刘双明裴玉冰肖杰(东方汽轮机有限公司制造技术处，四川618000)摘要：汽轮机阀座由于长期承受苛刻的工作环境，接触密封面常采用堆焊硬质合金司太立6的方式以增强阀座密封面耐磨性和密封效果。本文就典型的20CrlMolV材料阀座司太立合金堆焊面开裂原因进行分析，提出了司太立合金堆焊质量的控制措施。关键词：司太立合金；阀座；堆焊；裂纹；对策中图分类号：TG441．7文献标识码：BReasonAnalysisandRe

2、solveMeasuresforBuilt—upWeldingCrackofSteamTurbineValveSeatLiuShuangming，PeiYubing，XiaoJieAbstract：Sincesteamturbinevalveseatsshouldwithstandharshworkingenvironmentsforlongtime，thecontactsealingsurfacesshouldbeperformedbuild-upweldingwithhardalloyStelliteNo．6inord

3、ertoenhancewearresistanceandsealingeffectofvalveseat．Inthisarticlethereasonsofbuild—upweldingsurfacecracksareanalyzedinvalveseatsmadeof20CrlMolVmaterial，andweldingqualitycontrolmeasuresareproposed．Keywords：stellitealloy；valveseat；build—upwelding；crack；resolvedmeas

4、ures随着汽轮机技术的发展，汽轮机主蒸汽室零部件承受的工作环境越来越苛刻，其中蒸汽室阀座等长期承受高速气流的冲刷、震动和阀杆头部撞击，容易在接触密封面附近造成损坏，影响机组运行安全。为保证阀座的密封性，通常在密封面堆焊司太立6号硬质合金以增加耐磨性。阀座与主蒸汽室之间的配合为过盈配合，常采用的方法是将阀座在液氮中冷却，然后进行套装。但公司某机型供水泵机组在套装阀座后发现部分阀座司太立合金堆焊部位出现开裂现象。我们针对上述问题进行了研究，分析其产生的原因，并提出了改进方法。阀座结构如图1所示，开裂状况如图2图1阀座结构所示

5、Figure1Valveseatstructure1阀座母材及司太立堆焊面裂纹分析1．1基材和堆焊层分析对开裂的阀座取样，进行基材化学成分、力学性能检测和堆焊层硬度检测，检测结果如表1、表2、表3所示。金相组织如图3所示。上述结果表明，阀座基体的化学成分、力学性能和金相组织，以及堆焊司太立合金的硬度均符合规范要求，说明整个阀座生产过程中热处理参数选择是合理的。图2阀座裂纹收稿日期：2O12—02—20Figure2Valveseatcrack作者简介：刘双明(197l一)，男，高级工程师，长期从事金属材料及热处理工艺研究。

6、27No．4《大型铸锻件》July2012HEAVYCASTINGANDFORGING可靠的温度控制，堆焊过程中无温度补偿措施，造参考文献成熔合线附近组织转变太快，形成应力集中，并在[1]陈丽娟，孙忠民，张丽艳，李全华．超临界主蒸汽进汽插管熔合线附近形成微裂纹。再加上后续热处理不及堆焊司太立合金试验研究[J]．汽轮机技术，2007，49(4)：314—316．时，造成熔合线上微裂纹向母材和司太立合金焊[2]刘玉珍，桂业炜．司太立合金的性能及应用(Ⅱ)[J]．机械肉区扩展。另外，阀座与蒸汽室之间为过盈配合，工程材料，1992

7、，16(6)：1—5．阀座采用液氮冷却套装工艺，阀座收缩量大[3]刘玉珍，桂业炜．司太立合金的性能及应用(I)[J]．机械(I>0．60mm)，阀座母材与司太立合金堆焊层间工程材料，1992，16(5)：1—5．线胀系数差异较大，加大了熔合线区域应力集中，[4]徐晓，颜波，张河清．阀门堆焊产生气孔和裂纹原因的分析最终导致裂纹进一步扩展开裂。因此焊前预热、[J]．焊接，2000(5)：24．[5]于启湛，史春元．耐热金属的焊接．机械工业部版社，2009：焊接过程中层间温度控制、焊接方法及焊后热处373—378．理等都是阀座司

8、太立合金堆焊质量控制的关键环[6]王笑天主编．金属材料学．机械工业出版社，1987：28—29．节。装配冷却工艺的改进也是防止司太立堆焊层编辑李韦萤开裂的措施之一。(上接第22页)(1)低温区域锻造对破碎碳化物效果较好，加热，在(2j29Omm辊颈处温度会达到500~C左右，变形过程应该以最少火次完成。