火力發電廠鑄造閥門常見缺陷及處理方案

范杰

摘要：本次研究中對火力發電廠鑄造閥門缺陷的表現形式進行了簡要分析，然后根據裂紋產生的原因、裂紋發生的部位，對鑄造閥門缺陷的產生原因進行了探討，最后簡要分析了各種常見缺陷的處理方法，希望能夠使鑄造閥門的整體使用質量與水平得到進一步提升。

關鍵詞：火力發電廠 ?鑄造閥門 ?缺陷 ?處理方案

在現代科學技術水平快速發展的大環境背景下，電能的需求量明顯增長，也促進了電力事業的蓬勃發展。已有數據資料中顯示，電力行業中，機組裝機數量以及裝機容量的發展規模均取得了可觀的成績，機組設備的整體質量也有一定的提升趨勢，但設備運行中也凸顯出了各種類型的問題。作為壓力管道的主要承壓管件，鑄造閥門的質量將直接對整個壓力管道的運行水平產生影響。特別是對于火力發電廠而言，由于這部分壓力管道所處環境條件比較特殊（多需要長期處于高溫、高壓狀態下），且材質比較復雜，規格分布較廣，導致鑄造閥門存在大量的缺陷。若無法及時檢測出這些缺陷，采取相應的處理策略，則勢必會給整個壓力管道乃至系統的運行帶來不可逆的后果。因此，火力發電廠必須將鑄造閥門的缺陷檢測以及處理工作擺在關鍵性的位置，以圓滿解決此類問題。本文即圍繞該問題展開分析探討。

1 火力發電廠鑄造閥門缺陷表現形式分析

1.1 由于在火力發電廠運行系統當中，所檢驗鑄造閥門的閥體氧化皮厚度較大，因此必須嚴格參照相關標準與規范來展開檢驗工作。對于待檢測的部位而言，需要預先進行打磨，直至顯現金屬光澤后再做進一步的檢驗，避免因厚度過大而造成閥門部分區域裂紋缺陷漏檢的問題。同時，在檢驗方法的選擇上，為了提高對鑄造閥門外表層檢驗的靈敏性，建議以交流磁軛法為首選檢驗方法。并且，在正式檢驗前還需要進行靈敏度試片，通過應用反差增強 ?劑的方式，提高鑄造閥門被檢測表面的對比度，確保缺陷的檢出率。

1.2 在火電廠運行過程中，鑄造閥門還經常出現的問題主要是內漏、外漏、沖刷、開關不動、振動等，其中閥門內漏的缺陷發生頻繁，在消除內漏缺陷時，由于系統不易隔絕，治理有一定難度，由于長期內漏不僅導致大量的汽水流失造成經濟損失，還直接影響火力發電廠內部相關發電設備運行的可靠性，也對整個火力發電企業設備管理的水平產生了直接影響。

2 火力發電廠鑄造閥門缺陷產生原因分析

結合火力發電廠的實際運行特點來看，鑄造閥門部件所使用的制造工藝具有一定的特殊性，因此在鑄造過程中容易產生各種缺陷。若閥門部件在鑄造過程當中的應力水平超過了金屬材料自身所對應的強度極限值，則將會導致鑄造閥門出現裂紋。由于裂紋是一種非常嚴重的鑄造缺陷，故而需要在鑄造閥門的制造以及使用過程當中加以避免。

2.1 根據裂紋產生原因分析。結合已有的研究資料來看，對于火力發電廠而言，所使用的鑄造閥門大多具有規模較大的特點。在一般工況中，此類鑄造閥門裂紋的產生原因可以歸納為兩種類型：第一是熱性裂紋缺陷，第二是冷性裂紋缺陷。其中，對于熱性裂紋缺陷而言，此類缺陷主要是在鑄造閥門部件凝固后期，接近固相線的高溫狀態下所產生的。一般來說，熱性裂紋在晶界萌生并沿晶界有一定的擴展趨勢，從外觀性狀上來看，熱性裂縫具有粗細度不均勻，性狀不規則且彎曲曲折的特點。同時，鑄造閥門表面裂紋多呈現出氧化色澤，無金屬光澤。在對此類缺陷進行處理的過程當中，多建議從提高鑄造閥門鑄型以及鑄芯退讓性的角度入手，通過這種方式盡可能的減少鑄造閥門的機械應力水平。同時，還需要對閥門鑄造過程當中的各種雜質元素，特別是硫元素含量進行嚴格控制，以防止閥門出現熱脆性較高的問題;而對于冷性裂紋而言，此類缺陷主要是在鑄造閥門部件冷卻過程當中所產生的，缺陷發生部位主要是在拉應力集中受力的區域內。結合已有的實踐經驗來看，在閥門鑄造過程當中，冷裂紋往往會穿晶并擴展至整個截面上，且外觀形態上具有寬度均勻且細長的特點，多呈直線或折線狀態。同時，冷性裂紋的斷口表面多呈現出輕度氧化色澤或泛有金屬性光澤，并且裂紋走向有平滑性特點。

2.2 根據裂紋發生部位分析。結合火力發電廠的運行特點來看，對于鑄造閥門部件而言，常見的裂縫缺陷以熱性缺陷為主。對于熱性裂紋缺陷而言，其可能發生的部位有三種類型：第一是外部裂紋，第二是皮下裂紋，第三是內部裂紋。首先，對于外部裂紋缺陷而言，此類缺陷主要發生在鑄造閥門兩側壁交換的熱節部位，如本次檢驗發現多數裂紋在閥體肩部及變截面處。裂紋與應力方向垂直。是比較典型的晶間裂紋。由于鑄造時鑄件表面先凝固。裂紋由外向內發展。從這一角度上來說，對于外裂紋缺陷而言，一般難以得到補縮金屬液的自焊補;其次，對于皮下裂紋缺陷而言，此類缺陷多隱藏在鑄造閥門的鑄件表皮以下區域，外觀上來看，此類裂紋較大，且走向比較曲折，通常可以通過磁粉檢測的方式對缺陷進行檢測分析，但對于較深的裂紋，磁粉檢測還存在一定的局限性;最后，從內部裂紋缺陷的角度上來說，此類裂紋主要形成于閥門鑄件厚大熱節內部，需要在磁粉檢測前預先對待檢測區域進行打磨處理，以最大限度的提高磁粉檢測的檢驗效果。

3 火力發電廠鑄造閥門缺陷處理方案分析

針對火力發電廠在實際運行過程當中，鑄造閥門所出現的各類缺陷，需要根據缺陷的實際情況以及嚴重程度，采取不同的處理方案，以確保鑄造閥門能夠以穩定、可靠的狀態投入運行。根據已有的工作經驗來看，鑄造閥門缺陷處理中可采取的技術方案有以下幾種類型：

第一，針對常見且不嚴重的鑄造閥門缺陷，可以直接對缺陷部位進行打磨，消除裂紋后繼續投入使用。

第二，針對需要打磨較大深度的鑄造閥門而言，在打磨基礎之上還需要進行補焊處理。考慮到火力發電廠鑄造閥門使用現場的熱處理工作存在較大難度，則需要優先使用鎳基焊條對裂紋缺陷區域做異質冷補焊處理，在補焊后需要及時做滲透檢驗，以達到滿意的處理效果。

第三，在當前技術條件支持下，相對于鑄造閥門部件而言，鍛造閥門部件同樣可適用于火力發電廠的閥門部件應用工況。同時，鍛造閥門的應用還能夠最大限度的減少閥門部件制造區間的缺陷，提高金屬材料的致密性水平，對于減少金屬材料的使用量，縮小閥門部件尺寸，提高閥門自身運行可靠性有重要意義。因此，建議針對缺陷嚴重的鑄造閥門，特別是打磨深度已經超過安全壁厚要求的鑄造閥門部件，可將其直接更換為鍛造閥門。

4 結束語

對于火力發電廠而言，其熱力系統是由各種熱力設備，附件，以及管道連接形成的綜合整體。在火力發電廠的運行過程當中，閥門部件所發揮的重要意義是不容小覷的。只有在管道系統中根據實際情況布置各類閥門部件，才能夠使管道內介質的運動得到有效的控制，為整個火力發電廠系統的穩定運行打下基礎。本文通過針對火力發電廠鑄造閥門運行期間常見缺陷表現以及產生原因的分析，采取了相應的處理方案對缺陷進行處理，能夠有效提高鑄造閥門的使用壽命，提高整個系統的使用質量，并達到優化鑄造閥門運行效益的目的。

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