碳鋼閘閥

襯焊平板閘閥是指在普通碳鋼閘閥內(nèi)腔表面堆焊雙相不銹鋼，形成完整的襯焊層，從而提高閥門的耐蝕性。與不銹鋼材料閥門相比，其成本較低。又因閘閥具有流通能力大、流體阻力小；密封面受介質(zhì)沖刷和侵蝕小，密封性能好；閘板啟閉阻力較小，不擾流，不降低介質(zhì)壓力；操作和維護簡便等優(yōu)點，被廣泛應用于天然氣、石油、化工及煤炭行業(yè)的強腐蝕介質(zhì)管道。

一、閥體特征

閥體是閥門最重要的零件之一，承受閥門啟閉載荷和在安裝使用過程中因溫度變化、振動和介質(zhì)沖擊等影響所產(chǎn)生的附加載荷，是閥門總裝配的基礎。

如圖1所示，襯焊閘閥閥體由閥體上法蘭、中體、閥體側(cè)法蘭和閥體底蓋組焊而成，組焊零件為A105鍛件，組焊在一起后，腔體內(nèi)表面堆焊雙相不銹鋼S31803。

1.閥體底蓋 2.中體 3.閥體上法蘭 4.閥體側(cè)法蘭 5.內(nèi)腔襯焊層

二、工藝分析

通過對閥體結(jié)構(gòu)特征、尺寸和形位精度要求以及焊接條件進行工藝分析，不難發(fā)現(xiàn)，閥體焊縫為對接焊結(jié)構(gòu)，組焊零件位置偏差和焊接熱變形會很大；同時，要保證閥座孔的襯焊層厚度均勻，必須在完成各零件組焊后進行精車內(nèi)孔，且以此作為其他面的精加工基準。

工藝難點有：

①要保證各零件的焊層厚度達到要求，且熱應力影響最小。

②確定零件組焊前的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，便于焊接零件的對正。

③控制連接焊縫間隙，保證焊接強度。

④閥體焊接需實現(xiàn)A105+S31803雙金屬對接焊及A105+S31803與F51異種金屬對接焊，焊接難度大，沒有可借鑒的成熟工藝。

⑤零部件體積大、質(zhì)量大，加工裝夾、焊接對正和轉(zhuǎn)運較難。

⑥確定零件組焊和堆焊交錯進行時，對其進行加工的先后順序存在很多干涉因素。

三、工藝措施

1、通過計算、繪圖確定零件堆焊前各部位尺寸，增加堆焊孔根部和棱邊倒r角，避免熱應力集中。焊后采取退火處理，消除焊接應力。以中體為例，內(nèi)孔焊前尺寸在基礎尺寸上加大10mm以上，孔口倒角5mm×20°的最大中心圓直徑加大10.7mm，孔根部和各棱邊都增加了r2mm圓角，如圖2所示。

2、將中體和閥體側(cè)法蘭的平面V形對接焊縫，由目測對接改為止口定位對接，提高焊接精度和生產(chǎn)效率；又給中體和閥體上法蘭、閥體底蓋焊接相鄰外圓尺寸增加了工藝公差，以便用輔具找正零件，保證焊接位置正確，如圖3所示。

3、計算確定零件焊前結(jié)構(gòu)長度，預留焊縫間隙，以實現(xiàn)焊縫全焊透和零件焊后有加工余量。即：要保證零件組焊焊縫間隙3mm，各零件需在焊前加工時，長度較設計結(jié)構(gòu)長度短1.5mm，而其余外圓和端面要留有焊后加工余量，用于修復焊接引起的形狀變化。

4、按焊接工藝要求，閥體內(nèi)表面襯焊層采用自動熱絲TIG方法進行堆焊過渡層和S31803（見圖4），較普通TIG方法大大提高了熔敷率和焊接速度，能更好地控制焊縫成形，提供高品質(zhì)的焊層，焊層表面按NB/T 47013.5—2015的規(guī)定進行液體滲透檢驗，可達到Ⅰ級合格要求。閥體連接采用自動埋弧焊進行焊接，焊縫外形美觀、品質(zhì)良好且質(zhì)量穩(wěn)定，按NB/T 47013.2—2015的規(guī)定進行X射線檢驗，可達到Ⅰ級合格要求，且成本低，生產(chǎn)效率高。

5、為了便于零件的吊裝，在法蘭的連接孔位置，先加工出吊裝螺紋孔，之后將其擴鉆為連接孔；閥體底蓋的吊裝是在外圓的合適位置焊接吊環(huán)。

6、慎重安排每個組焊零件的加工順序，避免工序疊加或互相干擾，加工過程大致為：閥體底蓋內(nèi)腔成品后組焊；中體內(nèi)腔成品、閥座孔襯焊層有余量時組焊；法蘭襯焊層有余量時組焊；完成閥體組焊后，堆焊兩側(cè)法蘭密封槽；以閥座孔為基準，進行各部位精加工。此工藝過程經(jīng)零件試加工驗證，認定是合理的。

四、加工注意事項

1、在堆焊面的粗、精車過程中，均可選用YG8硬質(zhì)合金刀具，粗車時要求切削刃堅固，應選用較小前角、后角和主偏角的刀具，以保證刀具的使用壽命；精車時要求切削刃鋒利，應選用稍大前角、后角和主偏角的刀具，以減小車削摩擦，實現(xiàn)快速散熱，保證零件加工精度。

2、零件組焊前，應檢查焊接相鄰面工藝尺寸是否符合要求，以便借用直角尺、刀尺等輔具找正零件位置。焊接時，先焊接幾點，校核零件位置正確后，再焊滿達到焊縫要求。

3、零件對接焊的內(nèi)孔孔口不能有直邊＞1mm的倒角。否則大倒角會影響孔內(nèi)焊面的成型，易出現(xiàn)熔池脫落和焊接缺陷。

4、零件加工過程中，必須按工藝要求進行校正、測量尺寸，做到工藝基準統(tǒng)一，以保證各零件加工余量均等、位置偏差最小。

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