服務與支持
服務與支持
氫氟酸泵蒙乃爾合金的焊接工藝
蒙乃爾合金泵的結構
1.性能參數
蒙乃爾合金泵的性能參數見表1。
表 1 性能參數
2。蒙乃爾合金泵的結構
蒙乃爾合金是最早應用干氫氟酸介質的一種耐蝕鎳一銅合金，其組織為均一的鎳基固溶體 ，熔點1316℃，典型宏觀硬度50HRB。由于蒙乃爾合金在非氧化性酸 (硫酸 、鹽酸、磷酸、氫氟酸 )類以及鹽類和堿類水溶液中有良好的耐蝕性，在高溫下具有良好的抗氧化性能及在無氧狀態下基本無腐蝕的特點。用于烷基化裝置系統的氫氟酸泵為臥式單級懸臂離心泵(如圖1)，泵體、泵蓋采用低碳20鋼，葉輪、軸、軸套、葉輪螺母、口環及集裝式機械密封選用Monel材質，為減少蒙乃爾合金的材料用量并防止過流部件的配合面由于接觸氫氟酸而形成氟化鐵，使零件難以拆卸，僅在零件的配合面堆焊Monel400合金。
二 堆焊工藝對比試驗
1.堆焊對比試驗
(1)氧乙炔焊 焊條規格為妒2.4mm 試驗焊接電流分別為90A、100A、110A~120A;對比試驗結果：
①焊接電流5090A，焊件表面不易焊透。②焊接電流為120A過燒。③焊接電流為l10A時手感、表面質量和堆焊剖面質量最好。
(2)氬弧焊 焊絲規格為03.2ram;氬弧焊試驗焊接電流分別為IOOA、110A、120A、130A、140A、180A、200A~n220A;對比試驗結果 ：①焊接電流為≤90A，焊件表面不易焊透。②焊接電流為220A時過燒。
③焊接電流為120～200A時手感、表面質量和堆焊剖面質量最好。
2.不同基體溫度的堆焊的對比試驗
(1)基體材料 同一爐號的20鋼。
(2)基體溫度 25o~(常態)、80℃ 、100~C、120~C。
(3)加熱方法 非堆焊面均勻氧乙炔火焰加熱。
(4)加熱時間 保持基體在設定的溫度5min。試驗結果：基體溫度≤120℃時 ，堆焊表面易產生較大的氣孔和裂紋，≥12O℃溫度下堆焊的表面質量和堆焊剖面質量都很好。
三 泵體和泵蓋的焊接工藝
P05泵中，在泵體B、c處堆焊Monel400合金，泵、 D處也需堆焊Monel400合金，如圖2、圖3所示。
1.對焊件的要求
1)焊件金屬成分必須符合規定 ，過流零部件采用低碳20鋼。
2)焊接的最大問題是易產生裂紋 、氣孔和夾渣。工件焊接處要干凈，焊接前用最好將坡 IJ用砂輪打磨光，然后用三氯乙烷或丙酮溶劑清除焊件焊接處周圍表面沾污物 (臟物、油脂和油膜等)。
3)焊件溫度低于零度時要預熱到100～120℃，焊接后不需進行處理。
2.焊條要求
1)焊條金屬成分必須符合規定，Monel合金在碳素鋼體上的堆焊應選用細焊條，如直徑為2.4～3.2mm的蒙乃爾190焊條。
2)焊條要干燥處理，烘干溫度控制在230～261~C。
3)焊條和焊絲的化學成分必須滿足表2、表3的要求。
3.泵體的焊接工藝要求
1)泵體焊接采用SMAWI藝 (即保護金屬電弧焊工藝) ，不推薦采用自動焊(溫度太高)，如采用則要用氬氣保護 ，使用焊條不擺動的焊接工藝 ，為使焊接金屬能流動 ，也可輕微擺動，但寬度最大不得超過焊條的1倍 。蒙乃爾合金焊接采用鎢極氬弧焊工藝 ，電極為鈰鎢極 ，直徑為4mm，端部磨成錐形。焊絲直徑選擇2.4—3.2mm，成分 (質量分數)為 ：Al為分別比較幾個設計參數的計算結果可知 ：球體的直徑D對球體性能的影響最為顯著，其次為軸徑孵口球體在對稱面上的厚度f，厚度f對測量點應力影響不是太明顯 。
所以 ，為了使泵驗時球體的最大應力值處于安全值以下，設計時首先考慮的參數應該是球體的直徑D，其值對球體的力學性能影響相當明顯;如果是結構不允許，則應優先考慮調整球體軸的直徑d，其次為參數f 對于參數t，可不作為主要的調整對象。
另外，值得一提的是 ，球閥的密封面內徑在閥門關閉狀態直接決定了球體所受液體靜壓面的大小，其值的大小直接影響到球體所受靜壓力值，故在能滿足設計要求的情況下，應該盡量地減小密封面內徑，以改善球體的受力狀況。
由于篇幅所限，其他參數對球體的影響情況本文不再闡述，設計人員可根據 自己的設計經驗及力學知識自行調整。
三.結語
在設計 固定球閥的球體時 ，為了使球體在管線上正常工作時的最大應力值低于材料的許用應力，出于安全性考慮，首先應該顧及到球體本身的力學性能，球體直徑尺寸不能太小，起碼應能滿足產品力學性能的要求，然后再考慮降低成本及其他方面的問題。GMO-2%～0.4%、Ti為1.5%～3.O%、Mn為l_2%～1.8%，焊接電源為直流，正接。
2)泵體鑄件毛坯先找正并把B、 處加工到相應位置 ，焊前在堆焊處以純鎳打 底然后至少堆焊兩層ENiCu7或RNiCu7，并在堆焊面兩{~140mm區域用砂輪打磨清理干凈，將焊絲用砂紙打磨干凈，每根切成lm左右長度，用三氯乙烷或丙酮擦洗焊接區和焊絲表面。
3)焊完后的Monel合金層應 ≥5ram厚，為避免產生裂紋 ，最少應分三層焊，第 1層是蒙乃爾合金與碳鋼混合層 (打底焊)，焊接電流為90～100A，反面加純銅墊板 (帶R槽 )并通氬氣保護，氬氣流量 ：焊槍保護12L/rain，墊板通氬保護8L/min。焊接時，焊絲壓向間隙，要求焊透。第2層以上為純蒙乃爾合金層，焊接電流為120～130A;第3層電流為130～140A，第4層及以后各層電流全部為180～200A，焊槍保護氬氣流量12L/rain。焊1～3層時，工件處于平焊位置。焊第4層以后，將工件墊起20。～30。左右，進行上坡焊，以使熔化液態金屬向后流。每焊一層用角向磨光機仔細打磨焊縫表面，以去除表面氧化物和夾雜物 ，且溫度冷卻至80～100~C時再焊下一層焊縫。每層焊道表面須呈凹形。焊接過程中，焊槍不能在某一點停留時間過長，中間換焊絲和滅弧時，應關閉焊槍手控開關，但應繼續供保護氣體，焊槍在原地進行適當時間的停留，待熔池保護10s左右方可離開，焊后不需熱處理。要保證工件加工后Monel合金層厚度≥3.5ram。
4)泵蓋的焊接工藝要求先把泵蓋 、D處加工到相應的尺寸 ，堆焊Monel合金前要在堆焊處以純鎳打底然后堆焊至少兩層ENiCu7或RNiCu7再加工到合適的尺寸，加工后需要保持一個連續的、可與HFI藝物流相接觸的鎳銅400合金表面，但是只允許第二或以上層鎳銅400合金表面與含HFT_藝物流相接觸。加工后鎳銅400合金堆焊和過渡層的最小厚度≥3.5mm。其他工藝與3)相同。
4.堆焊的質量控制
(1)檢查和修理 焊接缺陷要磨光、鏟平或用電弧氣刨的方法修理直到顯出原有金屬本色，再按原來規定重焊，不能用錘擊方法封閉焊接金屬空穴。
(2)質量控制 可使用無損探傷方法檢查 ，如用x射線拍照、磁粉滲透檢查等。所有焊口都應進行外觀的缺陷檢查，如表面裂紋、咬邊、對中度和焊穿等 ，所有根部焊道均應進行著色滲透法檢查，如有缺陷，在進行剩余焊道檢查前應進行修理。
(3)檢驗 所有焊工必須規定考核評定合格，每個焊工所焊的環向，對焊縫至少應有20%進行x射線拍照，并要合乎規范規定標準。
參考文獻
【l】武廣昭.蒙乃爾合金管件的焊接【JJ.熱加工工藝，2007 (19).
【2】王貴生.蒙乃爾合金的焊接[J].焊管，2000，23(4).GM
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