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铸钢阀门内壁爆炸焊接Inconel625的研究 — 【中阀小课堂】 NO.00979

发布时间：2022-11-12浏览次数：3311

爆炸阀的研究现状

阀门是介质循环系统或压力系统中的一种用于调节介质流量或压力的设施。其他功能包括切断或连接介质、控制流动、改变介质的流向，防止介质回流，控制压力或释放压力。目前国内以及化工、石油行业对腐蚀性介质有特殊要求的阀门。

一般在铸钢阀门的内壁上沉积一层耐腐蚀材料这种方法虽然能满足工况要求，但对于焊接设备来说是必须的。很高(焊接设备依赖进口，每台400万左右)，以及工作效率很低，焊一个阀体要3天(还有爆炸一天可以爆炸成型10~20个阀体)。堆焊材料使用成本高，焊接后内壁凹凸不平，需要打磨或加工时，由爆炸形成的阀体内壁平滑过渡，而表面平整，可以省去内壁处理的工序。焊接法生产阀门质量不稳定，焊接方法缺陷多，修复困难焊接缺陷较多，如气孔、裂纹等。

因此，我们可以找到一个或多个能够适应目地的环境以及生产阀门对耐腐蚀、耐摩擦等性能的要求。方法是非常必要的。这种焊接方法不仅不影响阀门的使用

滤门的安全和防腐性能，使用效果可以达到上述比例堆焊工艺较好，可实现规模化生产，满足市场需求阀门的需求。

爆炸焊接研究阀门的意义

金属与金属结合一般有两种方式，即爆炸焊接和轧制，其中爆炸焊接具有最高的结合强度，适用于压力容器或压力管道设备的轧制方法两片金属通过轧机设备挤压在一起，结合牢固度，适用于非承压设备的外壳、地板或烟囱。因此在阀门狭窄的内壁上复合了一层耐腐蚀的金属。只有通过爆炸焊接。焊接在金属复合材料中很常见一种方法是利用炸药爆炸瞬间产生的高温高压，使耐腐蚀材料管复合在铸钢阀门内壁上，这种方法不仅在效率和质量上高于堆焊，而且在制造上也优于堆焊这也是远远低于堆焊方法的。

试验材料

这个研发的内容就是利用炸药作为能源，通过爆炸Inconel625金属管被焊接到铸钢阀门上在门的内壁上，为了满足大批量生产的要求和满足中国石材的要求石油和化学工业发展的需要。R&D方案:连接Inconel625管道和阀门的内壁留有一定的空隙，Inconel625管材采用特殊材料铺设炸药，最终实现管道与阀门内壁之间的复合，满足NB/T 47002-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》第二部分:镍钢复合板和ASME SA-265镍和镍合金复合钢板标准的结合强度要求。

Inconel625合金它是一种镍基的奥氏体超合金，具有广泛的抗氧化性和耐腐蚀性优良的特性，适用于包括喷气发动机在内的环境以及航空、化学加工等诸多领域。在低温下在2000℉(1093℃)，这种合金也具有非凡的抗疲劳性。Inconel625合金的强度来自镍铬合金钼和铌固溶体的强化作用。这些元素使合金具有优异的耐腐蚀性。尽管该合金适用于高温环境强度，其高合金组合使其具有高抗一般腐蚀和广泛氧化和无氧。环境的耐受性。铬和钼的含量使合金耐氯。化学离子产生的腐蚀斑的优良特性，高镍含量增加。该合金具有很强的抗氯化物应力腐蚀开裂能力。这样的材料具有高成形性，超过许多镍基合金易于焊接。即使在被焊接的条件下，合金仍然具有耐晶间腐蚀。

Inconel625管道和阀门之间的爆炸组合是Inconel625管用作与腐蚀性介质接触的层，以及阀门作为另一层来承受负荷。在爆炸复合过程中Inconel625管材在爆炸能量的作用下依次向阀门内壁移动。只有加速运动，形成一定的弯曲角度，才能形成管阀门与门之间的有效结合。所以这个研发是在阀门内部进行的。对于炸药的配制，必须严格控制炸药量，以保证合理性利用爆炸能量，过大的爆炸量容易造成阀壳变形或者开裂，过小的炸药量容易造成粘结强度和炸药量低控制是本次研发的重点。

阀体和内管尺寸:阀门内径(主阀开度)230×φ86mm；内管内径625(主阀口):4mm× 70× φ 82毫米、4毫米×60×φ82毫米；阀门内径(侧阀口):520×φ53mm；内管内径625(侧阀口):215× φ 48mm，215×φ48mm；炸药:爆炸焊接专用炸药，密度1.0~1.2g/Cm，爆速约2260m/s；表面处理:用砂轮打磨阀体和阀组的外表面抛光至光滑；间隙垫：形状类似“ Γ ” 的紫铜支撑间隙垫片。

铸钢阀1.jpg

阀门爆炸用复合炸药的研制

在使用改性ANFO炸药的基础上，通过添加适当的添加剂来降低炸药的爆速[3]，因此获得了良好的爆炸焊接效果。表1是用天文钟法制作的爆炸焊接特种炸药爆速的实验数据。

铸钢阀2.jpg

从以上数据可以看出，当改性ANFO炸药中加入当添加剂的质量比为1:1时，专用炸药的爆速能满足要求，所以炸药的配比是阀门爆炸焊接专用炸药最佳选择。

爆炸焊接试验

炸药名称:改性ANFO炸药，爆速:2260米/秒

(1)操作程序1、主阀口爆炸焊接:用砂纸将阀门主阀口内壁的铁锈清除，并使用丙酮用液体擦洗内壁表面，直至干净为止；在侧阀开口处增加一个变压器形状保护装置，防止爆炸后变形；用丙酮溶液清洗Inconel625管件外壁；将Inconel625管放在中间在阀门主阀口处，预留1.5~2.0mm的间隙，并用胶带密封。直播差距；用预制好的木锥杆分药，上面盖着混合好的药。和捣固，取出木锥杆，并将雷管放置在阀口底部(参见1)示意图；

(2)操作程序2，侧阀口的爆炸焊接:

侧阀口的爆炸焊接采用两种爆炸组合，每个侧阀口单独复合。炸药名称:改性ANFO炸药，爆速:2260米/秒用砂纸将阀侧阀口内壁的铁锈去除，并用丙酮溶液擦拭。将内壁表面清洗干净；在侧阀口处增加变形保护防止爆炸后变形的装置；用丙酮溶液清洁625管件的外部墙；Inconel625管位于阀门侧阀口的中央，预留1.5~2.0mm的缝隙，用胶带封住缝隙；预制有用木锥杆分药，装满混好的药捣实，拔出木锥。在阀口底部放一个雷管(详见图2)；

铸钢阀3.jpg

(3)测试结果及分析

泛水找平，交线、交线处修整整齐清晰，阀门无撕裂变形，防爆效果好。力学性能测试完全符合NB/T 47002-2009的要求。压力容器用爆炸焊接复合板.第2部分:镍钢复合板和ASME SA-265镍和镍基合金复合钢板”标准粘结强度要求。

结论

(1)通过爆炸焊接复合阀门技术，可以获得焊接高强度耐腐蚀阀门，爆炸焊接复合阀门。门技术大大拓展了爆炸焊接技术的应用领域。

(2)爆炸复合阀大大降低了阀门的外观堆焊一层耐腐蚀金属材料的成本，且结合牢固并且耐腐蚀性优于堆焊技术，避免了手工堆焊时的裂纹、气孔等缺陷。

(3)通过爆炸焊接复合阀技术，它有了很大的提高复合阀的生产效率使复合阀技术更加完善可以应用于市场，可以实现批量生产。

责任编辑：土土

内容审核：云中君

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