低温阀维修1炉低温再热蒸汽堵板阀裂纹分析

一、裂纹描述

2016年4月20日，当电公司101A检修工作启动，随后设备部对低再、高再、主蒸汽管道所附属堵板阀进行MT检测发现：固侧、扩侧低再管道所附属的两只堵板阀，初步缺陷均为18个，且有个别缺陷表面裂纹长度均超出20mm。经处理后，固侧、扩侧堵板阀需焊补缺陷各为3个、1个，缺陷位置及尺寸见图1、图2所示。

图1：需焊补缺陷位置

图2：需焊补缺陷具体尺寸

二、裂纹产生原因分析

3.1、设备信息

本次检查的两只低再堵板阀型号均为SUSVSY61H-100 DN700,材质：WCB（美国牌号，铸造用碳钢），规格：公称壁厚:4.69cm,补焊处阀体实际壁厚约5.5cm。

3.2、裂纹产生原因分析

成型工艺原因：低再堵板阀体积较大，铸造时液体流动性难控制，易造成气孔、夹杂及组织疏松。这些成型缺陷都会减小堵板阀的有效承载面积，造成应力集中，从而在组织缺陷处萌发微裂纹，进而发展长大，参阅文献发现大部分裂纹区域非金属夹杂物比例偏高。从而得以佐证。

‚工况变化原因：堵板阀在水压试验及日常使用中，内外壁温差较大，易产生应力变化，且有文献记载裂纹区域的组织中珠光体明显粗化。设备长周期使用产生的老化及应力变化也是裂纹产生的原因。

三、裂纹处理方法及工艺

由于铸造件本身可焊性较差，焊接过程中易产生新的裂纹，且焊接后焊缝收缩不可避免，为避免阀体产生变形进而导致报废，合理的焊接工艺尤其重要。

镍基焊条由于强度高、塑性韧性好，在国内外已广泛应用于类似铸钢的补焊，其线膨胀系数介于珠光体钢和奥氏体钢之间，并接近珠光体钢，因此用镍基焊条可以大大减小补焊过程中温度变化所产生的热应力，进而降低焊接过程中新裂纹产生的可能，并且在203C检修中，公司用镍基焊条焊补的高再堵板阀经长周期运行后，在204C检修未发现新的裂纹。综合以往经验及参阅文献资料，本次低再堵板阀焊补工艺如表1所示。

表1：焊接工艺

四、思考与总结

铸造阀体的锅炉水压试验堵板阀近几年发现裂纹的很多，多数与铸造质量有关。为确保水压试验堵板阀安全运行，建议：

1、有条件时，应逐步将铸造的水压试验堵板阀更换为锻造的堵板阀。

2、锅炉启停时，严格依据规程控制升温及降温速率，降低温差变化所产生的应力作用。

3、日后加强对堵板阀的监督检查，确保设备安全运行。

分析人：翟亚民 许超

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