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球阀焊接工艺,应力怎么去除?

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球阀阀体焊接工艺技术要求
某球阀阀体的结构由分体式改为一体式,其技术难点在于焊接工艺。现将该阀体的焊接工艺介绍如下。
  1、阀体的技术要求
  (1)缝焊接完后阀体无变形,包括上下轴口法兰(45钢)。
  (2)阀体的受热面积不能过宽且温度不能过高,否则会破坏阀体内的密封装置。
  (3)不能出现焊瘤。
  (4)保证受压在10MPa以上。
  2、焊缝结构
  根据以上技术要求,确定该焊缝为不焊透焊缝。因此要求焊缝的对接形式既能保证装配又能保证不焊透。经过试验,*后确定的焊缝形式如图1。
  3、阀体的材料
  因为该阀体为ZG15Ⅱ,故在加工前对阀体的化学成分进行了化验,化验结果与铸造时的化验结果一致,符合设计要求。ZG15Ⅱ的化学元素含量和机械性能见表1、表2。
  4、装配
  利用油压机改装翻转胎通过图1定位,并在周围两半部分用螺栓紧固,调整进行密封性试验,球体外部与阀体间达到设计要求。
  5、焊接工艺
  考虑到阀体的技术要求,*终选择了MAG的CO2焊机。
  焊接材料选用ER50-6(Ø1.0)焊丝。焊丝的化学成分与机械性能如表3、表4、表5。
  根据焊接材料的等强度原则,所选ER50-6(Ø1.0)焊丝满足于ZG15Ⅱ的要求。
  保护气体采用82%Ar+18%CO2混合气体。
  5.1定位焊
  由于铸钢与45钢的淬硬倾向严重,故在定位焊前需对其进行预热,采用氧-乙炔焰对焊缝两侧各2倍于板厚的范围内均匀加热至75~100℃(偏向45钢侧),以不影响密封装置为准,用远红外线测温仪测量。
  在焊接前将焊缝两侧表面20mm范围内的氧化皮及锈蚀用角向磨光机打磨出金属光泽。
  在焊缝两侧距边缘50mm处打定位点6处,并用卡尺测量其两点间的距离,以便测量其收缩量。
  5.2封底焊
  因考虑到ZG15Ⅱ材料的刚性大、塑性差的特点,故在选择焊接规范上应采取小的焊接参数,即小的焊接热输入。在保证焊缝质量的前提下,尽量提高焊接速度,减少熔合比,在变形方面采取多层多道分6段对称施焊的方法;焊接顺序见图2、图3,注意每焊一层用卡尺测量定位点,对收缩量进行控制,直至焊完。除道和*后一道以外,其它各道之间采用锤击方法进行消除应力处理。
  6、结语
  完成焊接后,通过打压试验(气密)焊口无漏,密封面满足技术要求后,经过X射线探伤,焊缝通过豪克能焊接应力消除设备进行处理,保证无气孔、夹渣、未熔合、裂纹等焊接缺陷,阀芯旋转满足技术要求。


IP属地:山东1楼2023-08-18 15:28回复
    高压大口径球阀采用豪克能焊接应力消除
    豪克能焊接应力消除设备广泛应用于各行各业。国内重大工程西气东输工程就多处采用豪克能焊接应力消除设备对管道及阀门等关键部位进行应力消除,保障了整个工程保质保量完成。
    天然气长输管道工程干线长,沿途地理环境和地质条件复杂,同时要承受低温、高温及不可预测的地质沉降和地震影响,管道系统必须能够在恶劣的地质、气候条件和内外复杂载荷作用下长期稳定、安全运行。长输管道工程用高压大口径全焊接球阀因结构简单,全通径流道,流阻小,阀体采用焊接结构,承载能力强,能避免外漏而得到了越来越广泛的应用。
    高压大口径球阀( Class900 - NPS48) 阀体由左阀体、右阀体、中阀体和颈部组焊而成( 图1) 。颈部和中阀体无交叉焊缝,降低了焊接缺陷,具有更好的承载能力。整体式焊接阀体( IWB) 焊缝内径超过1 600mm,属于大口径环形承压焊缝。

    焊接时先组焊中阀体和颈部及左阀体( 右阀体) ,再装配阀腔内件及焊接右阀体( 左阀体) 。焊接过程无法逆转,即不能通过拆卸焊缝的方式对封装在阀腔内的密封件和零部件进行调整。焊接时会引起阀体温度升高,如果靠近软密封件部位温度超过200℃,会导致密封件失效。焊接热变形容易引起阀体横向收缩,会影响阀体内部零部件的装配位置,导致阀门不能正常运行。焊接完成后不能通过焊后热处理方式消除焊接残余应力,否则会导致已经装入阀腔内的密封件和零部件失效。
    豪克能技术是采用频率达到20kHz 以上具有大能量的振动设备,冲击金属物体表面,能使焊缝金属残余应力获得释放,改变焊缝的应力分布。大口径整体焊接阀体的窄间隙焊缝厚度超过130mm,焊接过程中由于焊缝的热胀冷缩,在轴向和环向存在较大的焊接应力。由于采用小电流、多道焊工艺,厚度方向受约束较小、热量易于释放,应力相对较小。
    采用豪克能应力消除设备垂直冲击环向焊缝表面,通过盲孔法测定焊接残余应力表明,豪克能技术可以消除掉80%以上的焊接残余应力( 表2) 。

    高压大口径球阀筒形整体式焊接阀体采用窄间隙焊缝焊接工艺和豪克能高频振动时效方式消除焊接残余应力的方法,使阀体焊缝具有足够的韧性和安全性,可以免除焊后热处理工艺。NPS48 -Class900 全焊接球阀已经成功应用在管道输送系统中,从工程实践上进一步证实了免焊后热处理技术的可行性。





    IP属地:山东2楼2023-08-18 15:29
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      在各种化工设备、污水处理设备等管道运输类设备中常常出现管道及阀门工件中产生协调变形问题。管道及阀门等工件会受到各种外力载荷影响,在长期的压力作用下,内部不断积累的应力会导致变形,从而影响管道安全性和使用寿命。

      某客户是专业为企业生产各种热泵节能设备、水循环设备、废气处理设备、化工设备、污水处理设备等,管道及阀门变形问题长期困扰该客户。他们之前采用热处理(退火)等手段来消除残余应力,但是很多工件并不适合热处理,应力消除效果不理想。
      华云豪克能接到该客户委托后,为其定制了振动时效整体应力消除方案,完善的解决了客户的难题。


      IP属地:山东3楼2023-08-25 17:05
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