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供應(yīng)高溫電站閥門

上海市高溫電站閥門廠家

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簡(jiǎn)單描述

金屬流和結(jié)晶問題損害鑄件的質(zhì)量
盡管鑄造技術(shù)已經(jīng)有了巨大的發(fā)展，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和澆鑄過程的流體幾何設(shè)計(jì)，但是要達(dá)到1類或2類接受標(biāo)準(zhǔn)的X射線/MT或PT質(zhì)量要求仍然是困難的，而這些都是核電站、熱電站或石化工業(yè)內(nèi)的苛刻環(huán)境所要求的標(biāo)準(zhǔn)。因此就需要進(jìn)行焊接改進(jìn)。
　　但是，在焊補(bǔ)后，鑄件閥門的整體質(zhì)量和可靠性就變得難于保證。有時(shí)所有這些問題都在鑄件焊接金屬框架里。測(cè)試桿通常針對(duì)每個(gè)溫度，但是它們的分析可能是不確定的。即使圓形測(cè)試桿表明化學(xué)特性和物理特性是可接受的，逐漸本身仍然可能存在難于察覺的有損強(qiáng)度或防腐能力的內(nèi)部缺陷。
　　根據(jù)鍋爐法典第IX節(jié)的要求，在使用過程中需要定期進(jìn)行檢查的內(nèi)容包括，逐漸金屬的焊縫，管道焊縫。焊補(bǔ)位置的紀(jì)錄因此必須保存，所以在工廠運(yùn)行過程中，故障發(fā)生的信號(hào)可能與原始的制造條件和標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。
　　在鑄造過程中，澆鑄到模腔內(nèi)的金屬在凝固過程中可能會(huì)產(chǎn)生收縮、分離或氣孔，這些問題使得“澆鑄”鑄件無(wú)法被苛刻環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域所接受。收縮發(fā)生在兩個(gè)過程中，溫度高于熔點(diǎn)的金屬冷卻時(shí)產(chǎn)生收縮，隨后在凝固過程中進(jìn)一步收縮。次增加熔化金屬補(bǔ)償，但是固態(tài)冷卻過程中的補(bǔ)償就要靠加大尺寸。
　　分離，或熔化物的化學(xué)分離，是在模腔內(nèi)壁固化出一層后的凝固過程中發(fā)生，在很長(zhǎng)的溫度變化期間，低流動(dòng)性使得小固體顆粒-晶體-以樹狀結(jié)構(gòu)形成和生長(zhǎng)。最初的晶體，緊靠著模腔內(nèi)壁，合金含量最少。在里面的核心部分，合金含量比較高，這使得預(yù)想的成分變得沒有什么相似性。在每個(gè)晶體枝杈內(nèi)，也存在著微觀偏析。結(jié)果導(dǎo)致微孔、再生相沉淀和金屬和非金屬成分混雜。
　　在冷卻過程中，溶液中的氣體逸出造成多孔性，或被截留在晶體枝杈之間形成微小氣孔。此外，作為晶體固化和量的收縮，熔化物的替代品一定會(huì)沿著交錯(cuò)的晶體網(wǎng)絡(luò)流過一段曲折的路程。流動(dòng)阻力可能太高，從而導(dǎo)致微孔和多孔。
　　鑄件內(nèi)部的其它一些缺點(diǎn)是，凝固過程中，在不均勻收縮造成的應(yīng)力集中和接近熔點(diǎn)溫度下金屬的低強(qiáng)度的綜合作用下，出現(xiàn)的清晰裂縫和熱撕裂。較低的鑄造溫度會(huì)形成冷疤，熔化金屬出現(xiàn)的沙?；驙t渣的累積會(huì)導(dǎo)致污點(diǎn)。低級(jí)的鑄造作業(yè)也可能造成其它缺陷。
　　鑄件的改進(jìn)要滿足X射線質(zhì)量的要求就要靠缺陷部位的磨削，焊補(bǔ)，熱處理和重復(fù)測(cè)試和檢驗(yàn)。即使在這種情況下，閥座和墊圈面或碰焊端可能會(huì)顯示需要通過重焊和機(jī)加工的細(xì)線裂縫。

相關(guān)參數(shù)

型號(hào):	Z961Y/Z61YJ61Y/J961Y
規(guī)格:	DN15-DN450

詳細(xì)介紹

更難于實(shí)現(xiàn)的高合金鑄件的質(zhì)量
新合金9Cr-1Mo-V
　　由于電廠壓力（高達(dá)4100 psi）和溫度（高達(dá)593^oC），因此對(duì)更有效的新合金9Cr-1Mo-V的需求越來越多，和F22甚至SS316相比，這種新合金具有更高的抗蠕變強(qiáng)度，越來越多的在管道、閥門和聯(lián)接件上采用。由于減少了管壁的厚度，成本也因此大幅減少。ASME所允許的應(yīng)力如表1所示。

溫度 ^oF (^oC)	鑄件			鍛件
溫度 ^oF (^oC)	WC9	9Cr-1Mo-V	CF8M	F22	F91	SS316
100 (38)	20.0	21.3	20.0	21.4	24.3	20
500 (260)	19.3	19.3	17.9	20.5	24.1	17.9
650 (343)	19.1	18.4	16.6	20.2	23.4	16.6
900 (482)	15.8	16.1	15.5	15.8	19.1	15.6
1050 (538)	5.1	11.4	11.5	5.1	14.0	15.1
1100 (593)	3.2	8.8	8.9	3.2	10.3	12.4

表1：ASME法典第II節(jié)允許應(yīng)力（1,000 psi）。

在538^oC下，F(xiàn)91鍛件具有：
(a) 承受應(yīng)力比鑄件高出18.5%。
(b) 比F22或WC9高出127%
鑄件9Cr-1Mo-V
　　直到2001年六月ASME才分配一個(gè)級(jí)別。鑄件被列為ASME法典第2191-21款。ASME級(jí)是A217 C12A。

圖1：沒有鐵氧體或塊狀碳化物 (100X)⁽¹⁾的
可接受鑄件微觀結(jié)構(gòu)

澆鑄鑄件工藝過程的難度
　　9CR-1MO-V合金優(yōu)異的高溫性能依賴于包含亞微觀碳化物的特殊微觀結(jié)構(gòu)（圖1）的形成。這些都受到脫氧工藝、熱處理、焊接法和PWHT的影響。如果這些工藝過程沒有正確進(jìn)行，即使成分和室溫機(jī)械特性都符合要求，也不會(huì)實(shí)現(xiàn)所需要的蠕變特性。⁽¹⁾
脫氧
　　為了在澆鑄之前熔化金屬中的溶解氧，需要在金屬中添加具有很高的氧親合力的元素，如鈦，釩，鈮和鎂。正確的工藝過程（是很難實(shí)現(xiàn)的），可以保證最后能被接受的均衡微觀結(jié)構(gòu)和所期待的高溫蠕變強(qiáng)度。
熱處理
　　高溫處理也是關(guān)鍵的，并需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，才能夠保證適當(dāng)?shù)奈⒂^結(jié)構(gòu)。
通過焊接改進(jìn)鑄件的性能很難達(dá)到X射線的質(zhì)量要求⁽¹⁾
高鉻含量（9%）能夠提供很高的硬化性。因此在焊接部位和熱影響區(qū)域（HAZ）形成馬氏體就需要正確的精密的PWHT工序。需要適當(dāng)?shù)某涕g溫度和正確選擇填充金屬材料來防止冷熱裂縫，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)娜渥冏枇晚g性。
圖2：不可接受的微觀結(jié)構(gòu)鑄件，
帶有大塊白色鐵素體區(qū)域 (200X)⁽¹⁾

圖2：不可接受的微觀結(jié)構(gòu)鑄件， 帶有大塊白色鐵素體區(qū)域 (200X)⁽¹⁾

結(jié)論
在關(guān)鍵的脫氧過程中，高親合力元素也會(huì)結(jié)合氮，并且阻止在熱處理過程中形成細(xì)密的鈮碳氮化物，而這是高溫特性的基礎(chǔ)。⁽¹⁾
如果在X射線改進(jìn)或制造過程和PWHT中，材料沒有正確熔化、熱處理、焊接，則鑄件將會(huì)缺乏高溫特性。⁽¹⁾
　由于對(duì)于每個(gè)鑄件都實(shí)現(xiàn)所需要的微觀結(jié)構(gòu)是不實(shí)際的，所以所得到的閥體的可靠性就很成問題，在高溫（510-593^oC）應(yīng)用領(lǐng)域長(zhǎng)時(shí)間服務(wù)就可能導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。
無(wú)離析、均勻、無(wú)瑕的鍛件質(zhì)量
特殊合金和不銹鋼是在真空感應(yīng)熔煉爐中制造的。在這些爐里產(chǎn)生的電極在真空中再熔，并在進(jìn)一步精煉中直接壓制。通過電流控制凝固過程使得無(wú)分離鋼錠的制作成為可能，而這在鑄件工藝中則是不可能的任務(wù)。
　合金鋼熱是在脫氣裝置下進(jìn)行真空處理，以將氫接觸減少到百萬(wàn)分之二以下，并減少金屬氧化物。鋼錠的澆鑄通常是在氬保護(hù)下進(jìn)行的。所有工藝過程都是采用尖端的設(shè)備，并在實(shí)驗(yàn)室觀察眼中進(jìn)行的。
鍛造的高溫高壓閥門具有更優(yōu)異的性能
為什么是鍛件？
　　與鑄件比較，鍛件閥門的閥體具有更加均勻結(jié)構(gòu)，更好的密度，更好的強(qiáng)度完整性，更好的尺寸特性，和更小的尺寸誤差。定向構(gòu)造（管線）在整個(gè)強(qiáng)度和應(yīng)力方面都比鑄件具有更高的性能。（圖1和2）
高強(qiáng)度
　　熱鍛造促進(jìn)在結(jié)晶和晶粒細(xì)化，使得材料能夠達(dá)到可能的強(qiáng)度和一致性，并且件與件之間的變異最小。顆粒流精密地沿著閥體輪廓流動(dòng)，這些連續(xù)的流線有利于減少疲勞或常見故障的發(fā)生率。
結(jié)構(gòu)完整性
　　鍛造了內(nèi)部缺陷，產(chǎn)生了連貫一致的金相組織，保證了優(yōu)異的性能。在應(yīng)力和晶體內(nèi)腐蝕問題嚴(yán)重的地方，鍛件都能夠保證較長(zhǎng)的使用壽命和無(wú)故障服務(wù)。
可靠性
　　能夠滿足設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求的鍛件性一直是鍛件最重要的優(yōu)點(diǎn)之一，在某種程度上位于上述特性之首。
在尺寸和金相方面的一致性
　　閉模鍛造的尺寸一致性造成關(guān)鍵壁厚的完全控制，避免了鑄造工藝中鐵心移位造成的缺陷。
通過優(yōu)質(zhì)，無(wú)分離鋼錠和1萬(wàn)至3萬(wàn)噸壓力機(jī)的沖擊力保證了沒有內(nèi)部缺陷的、一致的金相結(jié)構(gòu)。
圖1：高應(yīng)力彎鉤區(qū)域的連續(xù)流徑線。
鍛件的
　　通過鍛件的使用，以及其一致性和高質(zhì)量，對(duì)于1類鑄造部件的X射線需求就消失了。美國(guó)海軍在核潛艇和航空母艦上使用鍛件作為部件時(shí)也持同樣的態(tài)度。對(duì)于鍛件成品，ASME法典的全部要求就是超聲檢驗(yàn)（U.T.），磁粉（M.T.）或液體滲透試驗(yàn)（P.T.）。通過U.T., M.T.,或P.T.方法發(fā)現(xiàn)的報(bào)廢短見，是非常罕見的。部件的采購(gòu)，其交貨期是可以控制的，因此閥門的交貨也就更可靠。