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焊接式截止閥焊後閥座變形,預(yù)熱溫度選多少?
發布日(rì)期:2025/8/25      點擊次數:12

一、問題的(de)來龍去脈
截止閥的閥座通常是一圈司太立(Stellite 6)硬質合(hé)金,通過(guò)對接或堆(duī)焊方(fāng)式焊在閥(fá)體上。焊後常見“張嘴(zuǐ)”——閥座橢圓度超差0.2 mm 以上,導致閥門關不嚴。根源是焊接熱循環讓閥(fá)體與堆焊層產生不均勻塑性收縮;而預熱溫度選錯,正(zhèng)是讓收縮失控的(de)“第一推手”。
二、預熱到底(dǐ)在“預”什麽
預(yù)熱不是簡單地把工件烤熱,而是通過提高初始溫度,降低焊縫與母材的溫度(dù)梯度(dù),從而:
  1. 減小冷卻速度,避免馬氏體脆硬相;
  2. 讓母材先膨脹,抵消後(hòu)續收縮;
  3. 延遲屈服,使應力有時間(jiān)重新分布(bù)。
    對12CrMoV 閥體+Stellite 6 堆焊(hàn)體係來說,預熱溫度窗口非常窄:低了變形大,高了(le)晶粒粗化、硬度下降。
三、教科書公式(shì) vs. 現場實測
通用碳當(dāng)量公式 CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 給出理論預(yù)熱溫(wēn)度:
T_pre = 350√(CE-0.25) °C
對典型12CrMoV(CE≈0.55)算得 T_pre≈200 °C。然而,現場跟蹤 80 台 DN100–DN300 截止閥發現:
  • 預熱 150 °C:焊(hàn)後橢圓度(dù) 0.18–0.28 mm,二次機加率(lǜ) 100%;
  • 預熱 200 °C:橢(tuǒ)圓度 0.10–0.15 mm,機加率 60%;
  • 預熱 250 °C:橢圓度 0.05–0.08 mm,機加率 10%;
  • 預熱 300 °C:橢圓度雖降至 0.03 mm,但 Stellite 6 平均硬度由 42 HRC 掉(diào)到 36 HRC,耐磨壽命下降 20%。
    結論是:200–250 °C 是兼(jiān)顧變形與性能的最佳區間。
四、如何精(jīng)準控製(zhì) 225 °C±15 °C
  1. 分區補(bǔ)償加熱:閥(fá)體厚壁區(>25 mm)采用履帶(dài)式陶瓷電加熱(rè)片,薄壁區采用柔性矽橡膠(jiāo)加熱毯(tǎn),PID 閉環(huán)控(kòng)溫,±10 °C。
  2. 測溫點布置:在閥(fá)座(zuò)外圓 90° 均布 4 隻 K 型熱(rè)電偶,取(qǔ)平均值。
  3. 層間(jiān)溫(wēn)度(dù):保持 200–250 °C;若(ruò)中斷焊接,立(lì)即用保溫棉包覆緩冷。
  4. 焊後(hòu)消應力:250 °C×2 h 局部回火,升溫/降溫速率 ≤50 °C/h,避免(miǎn)二次變形。
五、現場案例複盤
某石化 DN250 截止閥原工藝預熱 180 °C,焊後橢圓度 0.22 mm。將預熱提(tí)至 230 °C,焊道由 3 層改為 5 層以減(jiǎn)少熱輸(shū)入,並增加(jiā)對稱跳焊順序。結果橢圓度降(jiàng)至 0.06 mm,一次交驗合格(gé)率由 75% 提升到 98%,單(dān)台返修費(fèi)節約 1500 元。
六、一句話總結
焊接式(shì)截止閥的閥座變形,本質是熱脹冷縮(suō)“節拍”沒踩準;把預熱溫度鎖定(dìng)在 225 °C±15 °C,並用分區加熱和層間溫控“打節拍”,就能讓閥座既不變形又不掉硬度,閥門關得緊、用得久。


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