Наплавка уплотнительных и других поверхностей трубопроводной арматуры

Авг 31, 2023
 
Наплавка уплотнительных и других поверхностей трубопроводной арматуры должна проводиться на основе разработанного технологического процесса с учетом марки основного и наплавляемого металлов, технических требований к детали и условий эксплуатации арматуры. В технологических картах должны быть указаны последовательность операций и режимы их выполнения, марки и сечения электродов, флюсы, сила тока, температура сопутствующего подогрева, режим термообработки, методы контроля, применяемые оборудование и оснастка [1].
 
Уплотнительные кольца можно наплавлять сплавами повышенной стойкости электродами ЦН-2, ЦН-6, ЦН-6М, ЦН-6Л, ЦН-12, ЦН-12М с подогревом детали или без него (табл. 1). На детали из сталей перлитного класса первоначально направляют подслой высотой не менее 3 мм. При использовании электродов ЦН-6, ЦН-6М, ЦН-6Л предварительную наплавку подслоя можно не производить.
Таблица 1
Условный диаметр прохода Dy, мм
Температура подогрева детали при наплавке электродами, °С
ЦН-6, ЦН-6М, ЦН-6Л
ЦН-12, ЦН-12М
Стеллит В3К
≤ 65
Без подогрева
-
-
65...150
≥ 200
500
650…800
> 150
≥ 300
-
-
Примечание. Детали с массой не более 2 кг допускается наплавлять без подогрева
 
Наплавку производят также на поверхности таких деталей, как шпиндели, штоки, гильзы, плунжеры и другие, для повышения их износостойкости.
 
Детали из углеродистых и низколегированных сталей наплавляют хромистыми сплавами типа 12Х13 и 20Х13. Применяют также порошковые проволоки, обеспечивающие равномерное содержании хрома (13...14%) в наплавленном слое. Сплав ЦН-13 применяют для наплавки деталей, работающих в коррозионных и агрессивных средах при повышенной рабочей температуре.
 
Поверхности, подлежащие наплавке, подготавливают механической обработкой. На подготовленной к наплавке поверхности не допускается наличие окалины, загрязнения, глубоких рисок, заусенцев, газовых пор, шлаковых включений и других пороков металла. Канавки и выточки под наплавку не должны иметь острых углов и резких переходов (переходы выполняют радиусом 3...5 мм).
 
На каждую наплавляемую деталь разрабатывают технологическую документацию с эскизами, в которых указывают заготовку детали под наплавку со всеми размерами, гарантирующими получение высоты наплавки в соответствии с размерами по чертежу (с учетом припуска на механическую обработку по высоте и ширине кольца).Наплавку производят в нижнем положении на вращающемся столе или специальном приспособлении. На однотипные детали разрабатывают типовую технологию.
 
Наплавка электродами ЦН-2, ЦН-6, ЦН-6М, ЦН-12, ЦН-12М должна производиться от источника питания постоянного тока на обратной полярности. Рекомендуемая сила тока приведена в табл. 2.
Таблица 2
Диаметр электрода, мм
Сварочный ток для электродов, А
ЦН-2
ЦН-6Л, ЦН-6М, ЦН-12, ЦН-6, ЦН-12М
3
-
8...100
4
100...140
110...140
5
160...200
160...190
6
200...240
-
7
240...280
-
 
Для получения заданной твердости наплавленного металла высота наплавки после окончательной механической обработки должна быть не менее 5 мм. Наплавка должна производиться не менее чем в три слоя. После наложения каждого слоя наплавки тщательно удаляют шлак.
 
Наплавленные детали из коррозионно-стойкой стали необходимо термически обработать сразу после наплавки (при использовании электродов ЦН-2) либо после охлаждения (детали, наплавленные электродами ЦН-6, ЦН-6М, ЦН-6Л, ЦН-12 и ЦН-12М, охлаждают в ящике с песком). Термообработка производится при температуре 850...870 °С в течение 2 ч. Однотипные детали комплектуют в партии: а) золотники, штоки и другие мелкие детали Dy ≤ 100 мм; 6) то же, Dy > 100 мм; в) корпуса арматуры Dy ≤ 100 мм; г) то же, Dy > 100 мм.
 
Для уплотнительных колец применяют порошковую плазменную наплавку. При контроле проводят осмотр состояния наплавленной поверхности и проверяют ее размеры. В случае необходимости допускается повторная наплавка.
 
Дефекты в наплавленном и основном металлах (в зоне термического влияния) выявляются визуальным осмотром после предварительной и окончательной механических обработок, а также методом цветной дефектоскопии (трещины, поры, шлаковые включения и подобные, не обнаруживаемые внешним осмотром). Трещины всех типов в наплавленном слое не допускаются. На плоских наплавленных уплотнительных поверхностях арматуры Dy > 200 мм после окончательной механической обработки не допускаются поры, шлаковые включения и другие дефекты. Допускается наличие отдельных раковин или пор размером не более 1 мм, не влияющих на герметичность запорного органа. Количество таких дефектов не должно превышать:
 
Dy, мм
200... 500
500... 800
Св. 800
Количество дефектов
5
10
15
 
Расстояние между дефектами не должно быть менее 20 мм. На боковых нерабочих поверхностях плоских уплотнений допускаются раковины или поры размером не более 1 мм, расположенные на расстоянии не менее 20 мм друг от друга. На конусных и ножевых уплотнениях по уплотнительному пояску дефекты не допускаются.
 
Твердость наплавленного металла в доступных местах проверяют непосредственно на обработанных поверхностях, а в недоступных - с применением образца-свидетеля, марка металла которого, форма разделки, размеры и конфигурация наплавки должны полностью соответствовать требованиям чертежа на контролируемую партию деталей. Один образец-свидетель изготовляют на партию однотипных деталей не более 50 шт., наплавленных одним сварщиком, материалами одной и той же партии, по технологическому процессу наплавки, аналогичному процессу наплавки на контролируемую деталь. Твердость наплавленных поверхностей указана в табл. 3.
Таблица 3
Марка электрода
Твердость HRC наплавленного слоя
ЦН-6
27...33
ЦН-6М
27...37
ЦН-12
40...50
ЦН-12М
38...50
 
Уплотнительные поверхности должны наплавляться аттестованными сварщиками, прошедшими подготовку по наплавке износостойкими материалами и имеющими удостоверение о допуске к выполнению наплавочных работ.
 
Для наплавки уплотнительных колец применяются и такие методы, как плазменная наплавка в аргоне с вдуванием в зону дуги порошка из хромоникелевых сплавов. Используется также наплавка в вакууме током высокой частоты.
 
Специалистами ООО "ПО РЕМАРМ" разработаны установки для наплавки уплотнительных поверхностей трубопроводной арматуры ГАКС-Н-1-1(2), ГАКС-Н-4-1(М) предназначенные для высокопроизводительной автоматической прецизионной наплавки под слоем флюса и (или) в среде защитных газов уплотнительных поверхностей трубопроводной арматуры износостойкими материалами.
Для наплавки цилиндрических деталей специалистами ООО "ПО РЕМАРМ" разработана установка ГАКС-Н-3С.
 
ЛИТЕРАТУРА:
1. Гуревич Д.Ф. и др. Арматура атомных электростанций. М.: Энергоиздат, 1982. 321 с.