火力发电厂铸造阀门常见缺陷及处理方案

范杰

摘要：本次研究中对火力发电厂铸造阀门缺陷的表现形式进行了简要分析，然后根据裂纹产生的原因、裂纹发生的部位，对铸造阀门缺陷的产生原因进行了探讨，最后简要分析了各种常见缺陷的处理方法，希望能够使铸造阀门的整体使用质量与水平得到进一步提升。

关键词：火力发电厂  铸造阀门  缺陷  处理方案

在现代科学技术水平快速发展的大环境背景下，电能的需求量明显增长，也促进了电力事业的蓬勃发展。已有数据资料中显示，电力行业中，机组装机数量以及装机容量的发展规模均取得了可观的成绩，机组设备的整体质量也有一定的提升趋势，但设备运行中也凸显出了各种类型的问题。作为压力管道的主要承压管件，铸造阀门的质量将直接对整个压力管道的运行水平产生影响。特别是对于火力发电厂而言，由于这部分压力管道所处环境条件比较特殊（多需要长期处于高温、高压状态下），且材质比较复杂，规格分布较广，导致铸造阀门存在大量的缺陷。若无法及时检测出这些缺陷，采取相应的处理策略，则势必会给整个压力管道乃至系统的运行带来不可逆的后果。因此，火力发电厂必须将铸造阀门的缺陷检测以及处理工作摆在关键性的位置，以圆满解决此类问题。本文即围绕该问题展开分析探讨。

1 火力发电厂铸造阀门缺陷表现形式分析

1.1 由于在火力发电厂运行系统当中，所检验铸造阀门的阀体氧化皮厚度较大，因此必须严格参照相关标准与规范来展开检验工作。对于待检测的部位而言，需要预先进行打磨，直至显现金属光泽后再做进一步的检验，避免因厚度过大而造成阀门部分区域裂纹缺陷漏检的问题。同时，在检验方法的选择上，为了提高对铸造阀门外表层检验的灵敏性，建议以交流磁轭法为首选检验方法。并且，在正式检验前还需要进行灵敏度试片，通过应用反差增强  剂的方式，提高铸造阀门被检测表面的对比度，确保缺陷的检出率。

1.2 在火电厂运行过程中，铸造阀门还经常出现的问题主要是内漏、外漏、冲刷、开关不动、振动等，其中阀门内漏的缺陷发生频繁，在消除内漏缺陷时，由于系统不易隔绝，治理有一定难度，由于长期内漏不仅导致大量的汽水流失造成经济损失，还直接影响火力发电厂内部相关发电设备运行的可靠性，也对整个火力发电企业设备管理的水平产生了直接影响。

2 火力发电厂铸造阀门缺陷产生原因分析

结合火力发电厂的实际运行特点来看，铸造阀门部件所使用的制造工艺具有一定的特殊性，因此在铸造过程中容易产生各种缺陷。若阀门部件在铸造过程当中的应力水平超过了金属材料自身所对应的强度极限值，则将会导致铸造阀门出现裂纹。由于裂纹是一种非常严重的铸造缺陷，故而需要在铸造阀门的制造以及使用过程当中加以避免。

2.1 根据裂纹产生原因分析。结合已有的研究资料来看，对于火力发电厂而言，所使用的铸造阀门大多具有规模较大的特点。在一般工况中，此类铸造阀门裂纹的产生原因可以归纳为两种类型：第一是热性裂纹缺陷，第二是冷性裂纹缺陷。其中，对于热性裂纹缺陷而言，此类缺陷主要是在铸造阀门部件凝固后期，接近固相线的高温状态下所产生的。一般来说，热性裂纹在晶界萌生并沿晶界有一定的扩展趋势，从外观性状上来看，热性裂缝具有粗细度不均匀，性状不规则且弯曲曲折的特点。同时，铸造阀门表面裂纹多呈现出氧化色泽，无金属光泽。在对此类缺陷进行处理的过程当中，多建议从提高铸造阀门铸型以及铸芯退让性的角度入手，通过这种方式尽可能的减少铸造阀门的机械应力水平。同时，还需要对阀门铸造过程当中的各种杂质元素，特别是硫元素含量进行严格控制，以防止阀门出现热脆性较高的问题;而对于冷性裂纹而言，此类缺陷主要是在铸造阀门部件冷却过程当中所产生的，缺陷发生部位主要是在拉应力集中受力的区域内。结合已有的实践经验来看，在阀门铸造过程当中，冷裂纹往往会穿晶并扩展至整个截面上，且外观形态上具有宽度均匀且细长的特点，多呈直线或折线状态。同时，冷性裂纹的断口表面多呈现出轻度氧化色泽或泛有金属性光泽，并且裂纹走向有平滑性特点。

2.2 根据裂纹发生部位分析。结合火力发电厂的运行特点来看，对于铸造阀门部件而言，常见的裂缝缺陷以热性缺陷为主。对于热性裂纹缺陷而言，其可能发生的部位有三种类型：第一是外部裂纹，第二是皮下裂纹，第三是内部裂纹。首先，对于外部裂纹缺陷而言，此类缺陷主要发生在铸造阀门两侧壁交换的热节部位，如本次检验发现多数裂纹在阀体肩部及变截面处。裂纹与应力方向垂直。是比较典型的晶间裂纹。由于铸造时铸件表面先凝固。裂纹由外向内发展。从这一角度上来说，对于外裂纹缺陷而言，一般难以得到补缩金属液的自焊补;其次，对于皮下裂纹缺陷而言，此类缺陷多隐藏在铸造阀门的铸件表皮以下区域，外观上来看，此类裂纹较大，且走向比较曲折，通常可以通过磁粉检测的方式对缺陷进行检测分析，但对于较深的裂纹，磁粉检测还存在一定的局限性;最后，从内部裂纹缺陷的角度上来说，此类裂纹主要形成于阀门铸件厚大热节内部，需要在磁粉检测前预先对待检测区域进行打磨处理，以最大限度的提高磁粉检测的检验效果。

3 火力发电厂铸造阀门缺陷处理方案分析

针对火力发电厂在实际运行过程当中，铸造阀门所出现的各类缺陷，需要根据缺陷的实际情况以及严重程度，采取不同的处理方案，以确保铸造阀门能够以稳定、可靠的状态投入运行。根据已有的工作经验来看，铸造阀门缺陷处理中可采取的技术方案有以下几种类型：

第一，针对常见且不严重的铸造阀门缺陷，可以直接对缺陷部位进行打磨，消除裂纹后继续投入使用。

第二，针对需要打磨较大深度的铸造阀门而言，在打磨基础之上还需要进行补焊处理。考虑到火力发电厂铸造阀门使用现场的热处理工作存在较大难度，则需要优先使用镍基焊条对裂纹缺陷区域做异质冷补焊处理，在补焊后需要及时做渗透检验，以达到满意的处理效果。

第三，在当前技术条件支持下，相对于铸造阀门部件而言，锻造阀门部件同样可适用于火力发电厂的阀门部件应用工况。同时，锻造阀门的应用还能够最大限度的减少阀门部件制造区间的缺陷，提高金属材料的致密性水平，对于减少金属材料的使用量，缩小阀门部件尺寸，提高阀门自身运行可靠性有重要意义。因此，建议针对缺陷严重的铸造阀门，特别是打磨深度已经超过安全壁厚要求的铸造阀门部件，可将其直接更换为锻造阀门。

4 结束语

对于火力发电厂而言，其热力系统是由各种热力设备，附件，以及管道连接形成的综合整体。在火力发电厂的运行过程当中，阀门部件所发挥的重要意义是不容小觑的。只有在管道系统中根据实际情况布置各类阀门部件，才能够使管道内介质的运动得到有效的控制，为整个火力发电厂系统的稳定运行打下基础。本文通过针对火力发电厂铸造阀门运行期间常见缺陷表现以及产生原因的分析，采取了相应的处理方案对缺陷进行处理，能够有效提高铸造阀门的使用寿命，提高整个系统的使用质量，并达到优化铸造阀门运行效益的目的。

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