在化工企业中，
调节阀被广泛应用于生产工艺的过程控制中。我公司15万吨/年合成氛生产的关键设备φ3.6M煤气发生炉上的高温煤锁
阀门，位于在造气工艺生产中为煤气发生炉定时装入焦炭的入口，当阀门锁紧后能保证炉内产出的煤气基本无泄漏。因此，密封面质量的好坏直接影响着阀门的使用寿命。在生产使用过程中，由于密封面受到磨损、振动等经常发生开裂破坏引起阀门泄漏事故造成停车，严重影响化工生产的长期稳定运行，而且加重了我厂的空气污染。
为了保证合成氨生产的稳定运行、提高经济效益，本文从分析造成密封面破坏的原因入手，制定了有效合理的
堆焊修复工艺，从而提高了阀门的质量、延长了阀门的使用寿命，取得显著的经济效益。
一、高温阀门密封面破坏的原因
1、堆焊层脆性大
经分析，阀门密封面堆焊材料合金系统为Cr-Ni-Si型，堆焊焊条D557，堆焊层组织为奥氏体。由于含硅盆较多，会引起固溶体塑性、韧性大大降低。同时，将在晶界析出脆性的硅化物，使堆焊层强烈脆化，在物料装炉时的冲击作用下开裂，严重时呈块状剥落。
2、堆焊层摩挤磨损
煤锁阀门在煤炭装炉时，密封口易粘着煤粒、沙子等，因此，阀门密封面承受磨料磨损。另外，该阀门密封面装煤后锁紧时，表面一般不进行润滑，金属一金属间相对移动时，由于加工时存在尺寸误差和精度误差，两密封面凹凸不平，在摩擦过程中引起表面金属变形、局部高温焊合而撕裂或转移到另一面，从而产生粘着磨损，使表面破坏。因此，阀门密封面承受金属间的摩擦磨损。
3、热疲劳
阀门工作环境恶劣，工作温度最高达到600℃。在开、停车过程中，承受反复的加热和冷却作用，使金属产生裂纹，发生热疲劳。
二、堆焊方法选择
煤气发生炉高温阀门堆焊层由于采用D557焊条电弧焊方法堆焊，堆焊层脆性大，在磨损、冲击、高温热疲劳作用下，极易造成密封面损坏。同时，D557焊条电弧焊劳动强度较大，劳动条件恶劣，制造成本高，制成品使用寿命短，因此，重新选择合适的堆焊方法是修复阀门的关键。
近年来，我国在高温阀门堆焊方法上开始选用Cr-Mn-Mo合金系统，采用不锈钢焊丝和碱性烧结焊剂等焊接材料，堆焊金属为铁素体+少量马氏体双相不锈钢组织。这种堆焊工艺代表着高温阀门密封面堆焊的方向，它具有阀门制造成本低，制造难度小，焊接性能好，使用寿命较长等优点。
从阀门堆焊工艺方法分析，目前用于各类阀门密封面的堆焊工艺方法主要有：手工堆焊、埋弧堆焊、自动堆焊、非熔化极氨弧焊、粉末等离子堆焊、氧-乙炔堆焊等。其中埋弧自动焊具有较高的熔效率和一定的堆焊厚度，其稀释度高的缺点可以通过多层堆焊加以解决。根据国内现有堆焊设备、密封面焊材等现有条件，选择使用埋弧焊方法进行高温阀门的密封面修复是可行的。
针对煤气发生炉煤锁阀门工作温度高、使用颇繁、接触介质复杂等工况条件，为了得到高性能的阀门密封面，选用药芯焊丝埋弧焊工艺。目前国外都是采用埋弧自动焊翻造阀门密封面，而且采用药芯焊丝、烧结焊剂的组合，更容易达到阀门密封面的技术要求。
三、修复工艺
1、堆焊面预处理
①采用车削加工方法，车掉堆焊层及周围微裂纹。
②用MT无损探伤方法，检查车削后的阀口，确认无裂纹。
③清理焊接区油污、铁锈及其它杂物。
④阀门本体焊前必须进行预热，预热温度≥1500℃，采用热电偶MAN度。
2、堆焊
A、堆焊工作层
选用牌号为TZY-95，φ3药芯埋弧焊丝，碱性烧结焊剂HJ1
#新型焊接材料，MZ-1-1000埋弧焊机，采用直流反接方法堆焊工作层，尽里采用平焊位置，且保证3mm~5mm加工余量。
B、堆焊工艺参数
焊接电流：I=240A~260A；
电弧电压：U=26V~28V；
送丝速度：v=17m/h；
最大线能量；E
max=1.5kJ/mm。
3、质保措施
①做好焊前准备工作，保证焊接设备能正常运转，按照焊接参数操作。
②焊前焊剂应在300℃±500℃供干2h，焊丝表面上不得有油漆、油污等污物。
③堆焊过程应连续，中间不得停顿，堆焊层温度控制在100℃-150℃。
④焊接时，采用多层、多道焊接技术，堆焊层为3层~4层。
⑤焊接中要及时清理焊接熔渣。
⑥进行焊后热处理。由于堆焊层堆焊完毕后，焊层硬度高，留有焊接残余应力，因此堆焊完毕要进行300℃×2h的后热处理。焊后热处理温度应保证580℃±20℃，并保温2h，消除堆焊过程中产生的应力，均匀和调整堆焊层合金组织，并调整堆焊层硬度达到MB314~HB320。堆焊层金相组织为马氏体+铁素体。
4、切削加工
阀门外观检查应无明显的咬肉、夹渣，按图纸技术要求切削加工密封口。
5、探伤检查
用磁粉或着色探伤方法检查堆焊层，应无裂纹、气孔等焊接缺陷。经检验、验收合格后交付使用。
四、结论
实践证明：采用了上述修复工艺修复的阀门质量可靠、密封效果好、使用寿命大大延长，而且修复费用较低。每一个阀门密封面的修复费用为11000元，而采购一台新阀门需花费80000元。我公司造气车间共有此类阀门8台，这些阀门每年平均有4台因无法修复而更新，采用此法后每年可节约采购阀门的资金约27.6万元。
在取得一定经济效益的同时，应用此法还将原来报废的阀门变为阀体，可多次修复使用，降低了吨钢产量备件消耗，相应地减少了备件库存，从而减少了备件资金占用。同时，由于修复后的阀门密封效果好，减少了开停车次数，有效控制了生产中的跑、冒、滴、漏现象，减轻了空气污染，降低了合成氨生产的成本，为企业的节能降耗做出了贡献，其直接与间接的经济效益均十分可观。
参考资料
周振丰，张文铱，焊接冶金与金属焊接性[M].北京，机械工业出版社，1987.
