[发明专利]大型全焊接结构水轮机球阀的焊接制造工艺方法

说明书

本发明公开一种大型全焊接结构水轮机球阀的焊接制造工艺方法。是大型全焊接结构水轮机球阀装配焊接工艺方法上的革新，是制造方法本质上的改变。本发明使用焊接辅助工具轴套、活门及阀体单件装焊前涂耐高温漆、边旋转活门边在立焊位置进行对称焊接的工艺方案是首次应用，使用本发明的工艺方法，使焊接可达性及操作性大大提高，有效控制焊接变形，中间探伤保证了球阀焊缝的质量，保证了球阀关键尺寸稳定性，大型全焊接结构水轮机球阀装配焊接质量明显提升。

技术领域

本发明涉及一种大型全焊接结构水轮机球阀的焊接制造工艺方法。

背景技术

大型水轮机球阀阀体分为两瓣或多瓣，以往均采用把合方式组成整体，对密封质量要求很高，对于大型全焊接结构水轮机球阀，活门装入阀体后通过焊接的方式将阀体连接为一个整体，国内无相关制造经验。全焊接结构的球阀具有重量轻、整体性能好、密封可靠等优点，但制造工艺比较复杂，且该类球阀多应用于水轮发电机组压力管道中，焊缝质量要求高。焊缝形式一般采用双面坡口填充焊，结构焊缝中局部最大焊缝厚度可超过300mm，焊前要将活门装入阀体，需多次转动活门才能满足阀体不同位置的焊接，焊量大，操作难度大，焊缝质量及尺寸精度难以保证，采用传统的装配焊接技术无法完成生产制造。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型全焊接结构水轮机球阀的焊接制造工艺方法，通过合理的备料工序、焊接制造工艺、焊接顺序，配以转动方案，减小焊接变形，降低残余应力，避免焊接裂纹，提高工件质量。本发明的技术方案是：

1)阀体(1)、活门(2)备料：按图纸要求，使用铸造的方法制造两瓣的阀体(1)和整体的活门(2)，阀体(1)把合成整体后加工合缝处双面U型焊接坡口；

2)阀体(1)、支座(3)分装焊：按图纸要求将阀体(1)和支座(3)装配到一起，并进行焊接固定；

3)阀体(1)、活门(2)涂耐高温漆：对装焊支座(3)的阀体(1)和活门(2)单件进行喷砂、清理，涂耐高温漆进行防护，并进行低温热处理；

4)整体装配加工：按图纸要求将阀体(1)与活门(2)装配在一起，同加工阀体(1)与活门(2)配合表面，保证阀体(1)与活门(2)之间的同轴度精度；

5)安装旋转及固定工具：在阀体(1)与活门(2)配合表面处安装旋转及固定工具，活门(2)端部安装工具转臂(4)，用于焊接过程中活门(2)的旋转与固定；

6)旋转活门(2)及焊接：球阀立放，法兰面朝下，用支墩垫稳，旋转活门(2)至焊接位置并固定，焊前预热至100℃以上，在阀体(1)的对称位置采用熔化极气体保护焊进行立焊焊接，先于大坡口侧焊接，焊缝一次焊2～3层，小坡口侧清根，内外交替施焊，旋转活门(2)，焊接其余位置，分多次转动活门(2)循环焊接至焊满，对不等厚度连接部位随焊过渡；

7)中间探伤：焊接厚度达394mm的四个法兰角(5)采取焊至1/2厚、3/4厚时增加两次UT探伤；

8)消除应力退火处理：将球阀以立放位置吊放在退火炉上，用支墩分别垫稳阀体(1)和活门(2)，按专用退火规范进行消除应力处理；

9)对球阀焊缝质量和尺寸公差进行检查，完成球阀的最终加工。

技术效果：

大型全焊接结构水轮机球阀体积大，宽4870mm，高3820mm，总重84.95t，阀体与活门装配难度大，阀体组对的定位与同轴度要求高，在活门轴与阀体轴孔之间需支撑工具轴套，装配后的吊运过程需保持阀体组对的定位与同轴度。