球体硬密封喷焊、堆焊常用材料
常用焊接材料选用明细
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常用焊接材料选用明细 序号 母材材质 27 A312 TP304 28 A312 TP316L 29 0Cr18Ni10Ti 30 0Cr18Ni10Ti 31 0Cr18Ni12Mo2Ti 32 0Cr18Ni9 33 0Cr18Ni9 34 1Cr18Ni9Ti 35 316L 36 TP304 37 TP316 38 TP321 39 TP321 40 TP347 41 TP347 7、Ⅷ类材料 42 0Cr13 8、复合钢管 43 304/20 9、异类材料 44 09Mn2DR+TP304 45 1Cr5Mo+316L 46 1Cr5Mo+T9 47 20+00Cr17Ni14Mo2 48 20+1Cr5Mo 49 304L+316Ti 50 A106 Gr.B+ 20MnMo 51 A106Gr.B+TP304 52 Cr5Mo+15CrMo 53 Cr5Mo+1Cr18Ni9Ti 54 P11 55 P11+20 56 P11+TP304 焊接材料 TGF-308L，A137 TGF-316L A022 H0Cr20Ni10Ti H0Cr20Ni10Ti/A137 TGF-316L A022 E308L-T TGF308L-T A132 H00Cr19Ni12Mo2/A022 H1Cr19Ni9Ti/A132 H0Cr19Ni12Mo2/A202 H0Cr20Ni10Ti/A137 TGF347+A137 H0Cr20Ni10Nb/A137 H0Cr20Ni10Nb/A137 H0Cr20Ni10Ti、A132 H1Cr24Ni13/A302 H1Cr24Ni13/A307 H1Cr24Ni13+A302 H1Cr9Mo/R707 H1Cr24Ni13，A302 H08Mn2SiA+J427 TGF316L+A022 H08Mn2SiA J427 H1Cr24Ni13/A407 13CrMoA/R307 H1Cr24Ni13/A302 13CrMoA/R307 13CrMoA/J427 H1Cr24Ni13/A407 备注
金属硬密封球阀密封面硬化处理技术简述
金属硬密封球阀密封面硬化处理技术简述一、概述在火力发电厂、石油化工系统、煤化工领域的高粘性流体、带粉尘及固体颗粒状的混合流体、强腐蚀的流体等介质中，球阀需要选用金属硬密封的球阀，所以选用合适的金属硬密封球阀阀球和阀座的硬化工艺是十分重要的。
二、常用的硬化工艺主要有以下几种：（1）球体表面堆焊硬质合金，硬度可达30HRC以上，球体表面堆焊硬质合金工艺复杂，生产效率低，且大面积堆焊易使零件产生变形，目前对球体表面硬化的工艺使用较少。
（2）球体表面镀硬铬，硬度可达40～55HRC，厚度0.07～0.10mm，镀铬层硬度高、耐磨、耐蚀并能长期保持表面光亮，工艺相对简单，成本较低。
但硬铬镀层的硬度在温度升高时会因其内应力的释放而迅速降低，其工作温度不能高于427℃。
另外镀铬层结合力低，镀层易发生脱落。
（3）球体表面采用等离子氮化，表面硬度可达50～55HRC，氮化层厚度0.20～0.40mm，等离子氮化处理硬化工艺由于耐腐蚀性较差，不能在化工强腐蚀等领域使用。
（4）球体表面超音速喷涂（HVOF）工艺，硬度最高可达60～70HRC，集合强度高，厚度0.3～0.4mm，超音速喷涂是球体表面硬化主要工艺手段。
在火力发电厂、石油化工系统、煤化工领域的高粘性流体；带粉尘及固体颗粒状的混合流体、强腐蚀的流体介质中大部分使用该硬化工艺。
超音速喷涂工艺是氧燃料燃烧产生高速气流加速粉末粒子撞击工件表面，形成致密表面涂层的一种工艺方法。
在撞击过程中，由于粒子的速度较快（500～750m/s）且粒子温度较低（-3000℃），因此撞击工件表面后，可以获得高结合强度、低空隙率、低氧化物含量的涂层。
HVOF的特点是合金粉末粒子速度超过音速，甚至是音速的2～3倍，气流速度是音速的4倍。
HVOF是一种新的加工工艺，喷涂厚度0.3～0.4mm，涂层与工件之间是机械结合，结合强度高（77MPa），涂层孔隙率低（＜1%）。
该工艺对工件加热温度低（＜93℃），工件不变形，可进行冷喷涂。
阀门硬密封材料概述
阀门硬密封副选择概述1.Cr13型不锈钢密封副(密封副标记为H)：Cr13型不锈钢密封副,主要是用于工作温度≤425℃的,阀体及其闸板(阀瓣等)材质为WCB、WCC、A105等碳钢的闸阀、截止阀、止回阀、安全阀、硬密封球阀和硬密封蝶阀等。
Cr13型堆焊焊条主要是：1Cr13型的D507Mo和2Cr13型的D577等。
优先选用2Cr13型的D577焊条,用2Cr13型堆焊闸阀密封面时,闸板密封面硬度42~45HRC,阀体的阀座密封面硬度～35HRC,密封副硬度差为10HRC时,能较充分地发挥2Cr13型堆焊合金的性能。
2.不锈钢本体密封副(密封副标记为W)：不锈钢本体密封副主要,是用于阀体及闸板(阀瓣等)材质为CF8、CF3、F304、F304L、CF8M、CF3M、F316、F316L、CF8C、F321、F347等及特殊耐蚀合金：CN-7M、Monel合金(M35-1)、哈氏合金(HastelloyB,HastelloyC,Inconel625等)、Inconel合金(CY-40,Inconel 600等)、铸镍合金(CZ-100)、CD-4MCu(沉淀硬化双相不锈钢)、铸钛(ZTA2)等，用于抗酸、碱及其它强腐蚀性介质时，要求保留上述母体材质的优良的耐蚀性能,并且不因堆焊或喷焊阀体密封面而造成焊接热影响区,使耐蚀合金元素烧损及析出碳化物而降低其耐蚀性。
不锈钢本体密封副,我厂通常是阀体密封面用本体直接加工而成，但为了使密封副有一定的硬度差，对闸板(或阀瓣等)密封面堆焊Co-Cr-W(Stellite)硬质合金。
特殊耐蚀合金的阀体和内件的密封面均为本体材料加工而成。
3．硬质合金密封副(密封副标记为Y)：硬质合金密封副(密封副标记为Y)，主要是用于低温阀门(-46℃~-254℃)、高温阀门(阀门工作温度＞425℃的,阀体材质为：WC6、WC9、ZGCr5Mo、PⅠ、PⅡ、PⅢ、PⅣ、PⅤ)、耐磨损阀门(含不同工作温度级的耐磨损阀门及抗冲蚀阀门)、抗硫阀门及高压阀门(国标阀门PN≥160MPa;Class≥900Lb)等或订货合同书有要求者。
球阀的特点
球阀的特点球阀，由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动的阀门。
由于被广泛应用到石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力等行业，没从事这些行业的人就不了解不知道，所有接下来装修界小编将对球阀的特点以及球阀的作用进行介绍。
球阀的特点一、耐磨：由于硬密封球阀的阀芯是合金钢喷焊，密封圈是合金钢堆焊，所以硬密封球阀在开关时不会产生太大的磨损。
(它的硬度系数为65-70);二、密封性能好：由于硬密封球阀的密封是采用人工研磨，直到阀芯与密封圈完全吻合才能使用。
所以他的密封性能是可靠的。
三、开关轻：由于硬密封球阀的密封圈底部采用弹簧使密封圈与阀芯紧紧抱在一起，所以在外界力量超过弹簧的预紧力时开关非常轻。
四、使用寿命长：已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中。
气动球阀结构简单紧凑，密封可靠，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，主要用于截断或接通管路中的介质，亦可用于流体的调节与控制。
球阀的作用球阀的启闭件是一个带孔的圆形球体，利用球芯围绕阀杆轴线旋转0-90°的来回动作，从而达到开启或关闭阀门的目的。
球阀的作用很多，一般用于管路中做开关切断或调节介质使用，其中三通型球阀可灵活切断、分配以及改变介质的流动方向。
球阀的密封面通常都是处于与球面闭合的状态，所以不容易被介质冲蚀，操作方便、结构简单紧凑，可在带有水、天然气、酸、溶剂等工况中使用。
球阀的用途球阀按结构形式一般可分为浮动球阀、固定球阀、弹性球阀三大类。
根据密封性能不同分为硬密封球阀和软密封球阀，其中软密封球阀的密封性能比较好，可达到零泄露，一般用于带有腐蚀性介质的常温常压管路中，而硬密封球阀不仅能用于常温常压，也可用于低温低压及高温高压的管道。
焊接材料大全
一、铝及铝合金焊接材料应用纯铝焊丝ER1100性能特点：纯铝焊丝，铝含量≥99.5%,有极好的抗腐蚀性能，很高的导热与导电性能，以及极好的可加工性能。
对经阳极化处理的材料，需要配色时十分理想，推荐用于焊接1000系列铝合金。
典型化学成份：Si≤0.03、Cu≤0.002、Zn≤0.013、Fe≤0.18 、Mn≤0.003，AL 余量用途广泛用于铁路机车、电力、化学、食品等行业。
铝硅合金焊丝ER4047性能特点：本品为含硅12％的合金焊丝，适合焊接各种铸造及挤压成型铝合金。
低熔点及良好的流动性使母材焊接变形很小。
典型化学成份：Si 12、Mg≤0.10、Fe≤0.80、Cu≤0.03、Zn≤0.20、Mn≤0.15，AL余量用途：焊接或堆焊轻质合金加工业。
铝硅合金焊丝ER4043性能特点：本品为含硅5％的合金焊丝，适合焊接铸铝合金典型化学成份：Si 5、Mg≤0.10、Fe≤0.04、Cu≤0.05 ，AL余量用途：船舶、机车、化工、食品、运动器材、模具、家具、容器、集装箱铝镁合金焊丝ER5356性能特点：本品为含镁5％的合金焊丝，是一种用途广泛的通用型焊材，适合焊接或表面堆焊5％镁的铸锻铝合金，强度高，可锻性好，有良好的抗腐蚀性。
本品也能为经阳极化处理的焊接提供良好的配色。
典型化学成份：Mg 5、Cr 0.10、（Fe＋Si）0.3、Cu≤0.05、Zn 0.05、Mn 0.15、Ti 0.1，AL余量用途：自行车、铝滑板车等运动器材，机车车厢、化工压力容器、兵工生产、造船、航空等行业。
铝镁合金焊丝ER5183性能特点：本品为含镁3％的合金焊丝，适用于焊接或表面堆焊同等级的铝合金材料。
典型化学成份：Mg 3.5,Cr 0.2,Fe 0.15,Cu≤0.05, Zn 0.10,Mn 0.05,Ti 0.1，AL余量用途：化工压力容器、核工业、造船、制冷行业、锅炉、航空航天工业等三、CrMo耐热钢、低温钢焊接材料一、不锈钢手工焊条二、不锈钢药芯焊丝三、不锈钢实芯焊丝一、镍及镍合金焊材镍及镍合金焊材广泛应用于如离岸钻井平台，陆基或船基燃汽轮机，各种航天、航空发动机的高温燃烧室、核电、热电厂的相关设备、汽车的新型排气系统、军用武器装备以及石油精炼及各种化工设备等。
煤液化装置金属硬密封耐磨球阀喷涂方法及材料的选择
材 料 与焊 接
Ｐ 化 设ｃａｌＥｑｕ２８Ｔ（ ・ 石ｒｏ—工ｍ备 术ｉ０ｎｔ９）５・ 油 Ｃｈｅ ｉ 技 ，０２ｅ ｈｎｏｌ８ ， ４ ｏｇｙ ｅ ｔ ｐ ｅ ｃ ｍ
煤 液 化 装 置 金 属 硬 密 封 耐磨 球 阀 喷 涂 方 法及 材 料 的选 择
火焰 喷 涂 、 离 子 喷涂 、 音 速 喷涂 等 几 种 方法 ， 等 超
其 主要 特点 见 表 １ 。
对 于不 含 固体颗 粒 冲蚀 和磨损 的管 道 阀门 内 件 、 封 面 ， 氮 化 处 理后 具 备 良好 的抗 擦 伤 性 密 经
理 的基体 表 面形 成涂层 的方法 。常用 的等 离子气
关键词 ： 金属硬 密封耐磨球 阀； 喷涂方法 ； 涂层硬度 ； 层厚度 ； 涂 结合强Байду номын сангаас
中 图分 类 号 ： Ｅ ７ 文 献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ６８ ０ （０ ８ ０ —０ ８０ Ｔ ９４ Ｂ １ ０ —８ ５ ２ ０ ）４０ ５ —３
随着 石油 资 源 的减 少 ， 以煤 为原 料 制 取 液体
火焰 喷 涂喷 出 的颗粒 速度 较小 ， 焰温 度较 低 ， 火 涂
用下 ， 合成 气转 化 为液 体 燃 料 的 间接 煤 液 化 项 将 目。煤液 化装 置 中除 了存 在 有 高 温 、 压 和 临 氢 高
的操 作工 况外 ， 有存 在水煤 浆 、 还 油煤 浆 、 水 、 黑 灰
水 和 气 固液三 相介 质工 况 ， 仅对 阀门的 阀体 、 不 内 件 及 密封 面具 有 较 大 的 冲蚀 和 磨 蚀 ， 且其 苛 刻 而 的介质 条件 更会 引起 阀门 同时出 现结焦 、 磨损 、 腐
能， 但表 面 的硬度 值 随着其 厚度 减 薄而 明显下 降 ，
各种阀门的堆焊材料
各种阀门堆焊焊条D502阀门堆焊焊条符合 GB EDCr-A1-03说明： D502是钛钙型药皮的1Cr13型阀门堆焊焊条，可交直流两用，焊接工艺良好。
堆焊金属为1Cr13半铁素体高铬钢。
堆焊层具有空淬特性，一般不须进行热处理，硬度均匀，亦可在750 -800℃退火软化，当加热至900-1000℃空冷或油淬后，可重新硬化。
用途：这是一种通用性的表面堆焊用焊条，用于堆焊工作温度在450℃以下的碳钢或合金钢的轴及阀门等。
熔敷金属化学成分（%）化学成分 C S P Cr 其它元素总量保证值≤0.15 ≤0.030 ≤0.040 10.0~16.0 ≤2.50堆焊层硬度：（焊后空冷）HRC≥40参考电流（AC、DC）焊条直径（mm）φ2.5 φ3.2 φ4.0 φ5.0焊接电流（A） 50~80 80~120 120~160 160~200注意事项：1.焊前焊条须经150℃左右烘焙1h。
2.焊前需将工件预热至300℃以上，焊后进行不同热处理可获得相应的硬度。
D507阀门堆焊焊条符合 GB EDCr-A1-15说明： D507是低氢钠型药皮的1Cr13阀门堆焊焊条，采用直流反接。
堆焊金属为1Cr13半铁素体高铬钢。
堆焊层具有空淬特性，一般不须进行热处理，硬度均匀，亦可在750-800℃退火软化，当加热至900-1000℃空冷或油淬后，可重新硬化。
用途：这是一种通用性的表面堆焊用焊条，用于堆焊工作温度在450℃以下的碳钢或合金钢的轴及阀门等。
熔敷金属化学成分（%）化学成分 C S P Cr 其它元素总量保证值≤0.15 ≤0.030 ≤0.040 10.0~16.0 ≤2.50堆焊层硬度：（焊后空冷）HRC≥40参考电流（DC ）焊条直径（mm）φ2.5 φ3.2 φ4.0 φ5.0焊接电流（A） 50~80 80~120 120~160 160~200注意事项：1.焊前焊条须经300-350℃左右烘焙1h。
5-现代材料表面技术--堆焊
－喷焊与堆焊技术
山东科技大学材料学院 2015
5.1喷焊
定义：采用热源使涂层材料在基体表面重新熔化或部分熔 化，实现涂层与基体之间，涂层内颗粒之间的冶金结合， 消除孔隙，这就是热喷焊技术。 利用气体燃烧火焰为热源的喷焊方法为火焰喷焊。 利用转移型等离子弧为热源的喷焊方法称为等离子喷焊。
5.1.1工艺特点：
优点：热喷焊组织致密，冶金缺陷很少，与基材结合强度 高（ 300-400MPa ），抗冲击性能好，并可形成几毫米厚的 涂层。
局限性：喷焊材料必须和基材匹配，喷焊材料和基材比热 喷涂窄得多。
原因：浸润性、相容性（溶解度）、熔点匹配、不易产生热裂纹
冶金厂轧辊的堆焊
5.1.2 喷涂与喷焊的区别
5.1.4等离子弧喷焊工艺
属高能束，能量集中、热利用率高、熔敷速度高、电弧稳定、 挺直度好，稀释率和焊层尺寸便于控制。 稀释率（η）：在喷焊过程中，基材表面少量熔化，基材榕 入喷焊层的重量百分比。
A：喷焊的rCNiSiB涂层
通过喷焊电流、电压、送粉速度、枪-工件相对移动速度、 焊枪摆幅的调节，可使喷焊层厚度、宽度在很大范围内变化。
堆焊的分类： 气体保护堆焊 氧-乙炔火焰堆焊 手工电弧堆焊 自动埋弧堆焊等 等离子堆焊 堆焊技术发展： 工艺方法：手工电弧焊、氧乙炔堆焊－埋弧焊－气体保 护焊－等离子弧焊 焊接材料：碳钢、低合金钢－高合金钢－超硬的碳 化钨 金属陶瓷
5.3 熔焊金属结晶的一般规律
5.3.1焊池的形成 焊池是通过将基体材料部分熔化，同时加入熔化成液滴 形式的焊条(焊丝或粉末)而形成。 该过程中发生主要反应如下: ⑴ 气体与金属的作用 熔焊过程中，焊接区充满大量气体，这些气体不断地与 熔化金属发生冶金反应，从而影响焊缝金属的成分和性能。 气体的来源： A 焊接材料； B 焊接热源周围的气体介质； C 焊接材料和母材表面的杂质； 焊接区气体的成分主要有CO、CO2、H2、H2O、O2和N2
堆焊材料介绍
堆焊材料介绍一、堆焊金属类型堆焊金属类型指的是在堆焊过程中使用的金属材料类型。
常见的堆焊金属类型包括铁基、镍基、钴基等。
铁基堆焊金属具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于机械制造、矿山设备等领域。
镍基堆焊金属具有优异的耐高温性和耐腐蚀性，适用于化工设备、航空航天等领域。
钴基堆焊金属具有高硬度和高耐磨性，适用于工具制造、医疗器械等领域。
二、堆焊合金体系堆焊合金体系是指堆焊材料中包含的主要合金元素。
常见的堆焊合金体系包括Cr基、Ni基、Mo基等。
Cr基合金具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于不锈钢堆焊和耐腐蚀堆焊。
Ni基合金具有优异的耐高温性和耐腐蚀性，适用于高温和腐蚀环境下的堆焊。
Mo基合金具有高硬度和高耐磨性，适用于耐磨和抗腐蚀的堆焊。
三、堆焊工艺方法堆焊工艺方法是指在进行堆焊操作时所采用的技术和工艺。
常见的堆焊工艺方法包括电弧堆焊、气体保护堆焊、感应堆焊等。
电弧堆焊是利用电弧作为热源进行堆焊，具有高效、节能、易于操作等优点，但易受到热输入和焊接规范的影响。
气体保护堆焊是在保护气体笼罩下进行堆焊，以防止氧化和污染，适用于复杂形状和精密部件的堆焊。
感应堆焊是利用电磁感应产生的热进行堆焊，适用于薄板和高速钢的堆焊。
四、堆焊应用领域堆焊材料广泛应用于各个领域，如机械、汽车、船舶、建筑等。
在机械制造领域，堆焊技术可用于修复和增强机械设备的使用性能，提高设备的工作效率和寿命。
在汽车制造领域，堆焊技术可用于修复和强化汽车零部件，提高汽车的燃油效率和安全性。
在船舶制造领域，堆焊技术可用于修复和强化船体结构，提高船舶的航行性能和耐久性。
在建筑领域，堆焊技术可用于修复和强化钢筋结构，提高建筑物的抗震性能和安全性。
五、堆焊材料发展趋势随着科学技术的不断发展和新材料的应用，堆焊材料的发展趋势也在不断变化。
新型材料的研发和新技术的应用将进一步推动堆焊材料的发展。
例如，纳米技术应用于堆焊材料制造，可提高材料的性能和稳定性；新型耐磨材料的研发将有助于提高堆焊工件的耐磨性和耐腐蚀性；绿色环保材料的推广将促进堆焊行业的可持续发展。
硬面堆焊材料
≤1.5
0.8
1.8
≤0.030
3.0
6.0
0.2
0.8
≥0.5
35～48
DH25Cr3MnMoV
≤0.45
≤1.5
1.0
2.0
≤0.030
2.5
3.5
0.8
1.8
V≥0.30
≥0.6
33～48
C
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
V
W
Nb
DH1Cr13Ni2Mo
≤0.18
≤0.7
1.2
1.6
12.5
14.5
1.5
2.5
≤1.0
28
35
DH1Cr13NiMoV
≤0.18
≤0.7
1.2
1.6
12.5
14.5
0.6
1.5
≤1.0
0.2
0.6
28
35
DH2Cr13MoNb
0.15
0.30
≤0.8
0.8
1.2
12.0
≤1.8
12.0
15.0
0.8
1.8
≥0.5
≥0.2
≥0.3
46
58
热制度：预热温度200～350℃，层间温度200～350℃，焊后520±20℃×6～12h后炉冷；
特点：耐热疲劳、抗氧化性均较好，同时兼具合适的硬度与耐磨性。
3.煤粉、水泥、耐火矿料磨辊堆焊焊丝%WT
元素牌号
熔敷金属典型成分（Nominal chemical Composition Of Deposited Metal）
施焊母材[C]≥0.30%时，首层层间温度应提高50～100℃；施焊母材[C]≥0.60%时，宜选用合适的过渡层焊丝进行过渡（搭接量50～60%）；当母材[C]≥0.70%时，预热温度应再提高50～100℃；当[C]≥0.90%时，一般不推荐采用堆焊方式获得高硬层。
阀门密封面堆焊材料及堆焊硬度
表D.1 阀门密封面堆焊材料及堆焊硬度电站阀门阀体密封面深孔堆焊工艺分析电站阀门的工况条件通常是540℃的高温水蒸汽，因此阀门主体材质选用25或12crmov，阀体密封面堆焊材料选用钴基合金d802(sti 6)焊条。
d802对应gb 984标准中的型号edcocr—a，相当于aws中ercocr—a。
d802材料可在高温高压下连续启闭工作，具有优良的耐磨性、抗冲击性、抗氧化性、耐腐蚀性及抗气蚀性。
aws标准中的ercocr—a焊丝和填充丝熔敷的焊缝金属特点是分布在钴铬钨固溶体基体中由约13％的铬碳化物共晶体网络组成的亚共晶体组织。
其结果是使材料具有抗低应力磨损性能与抵抗某种程序冲击所必要的韧性的完美结合。
钴合金具有良好的抗金属一金属间磨损的性能，特别是在高载荷状态下的抗擦伤性能。
基体中高的合金元素含量能提供极佳的抗腐蚀性和抗氧化性。
钴基合金不发生同素异形转变，钴基合金的熔敷金属处于热态(650℃以下)时，其硬度降低并不明显，只有当温度升高到650℃以上时，硬度才明显下降，当温度恢复到热态以下时，其硬度又回复到接近原始的硬度。
也就是当母材进行焊后热处理时，密封面的性能不会损失。
电站阀门是在阀体中间孔部位用电焊的方法堆焊钴基合金加工成阀座密封面，由于密封面处在阀体中间孔较深的位置，在堆焊时易产生夹渣和裂纹等缺陷。
根据需要采用加工试件方法进行深孔堆焊d802工艺试验。
在工艺试验过程中找出了易产生缺陷的原因。
①焊材表面污染。
②焊材吸湿。
③母材及填充金属内含有较多杂质和油污。
④阀体焊接部位刚性大(特别是dn32～50mm)。
⑤预热及焊后热处理工艺规范选用不当。
⑥焊接工艺参数选用不当。
⑦焊接材料选择不当等。
电站阀阀体在钴基合金堆焊中产生裂纹的原因主要是阀体刚性大。
在焊接过程中电弧形成熔池，向焊接部位不断熔化加热，而焊后温度又快速下降，熔化金属凝固形成焊缝。
如果预热温度低，焊层温度下降必然很快。
在焊层快速冷却情况下，焊层的收缩率快于阀体的收缩率，在这种应力作用下很快使焊层与母材形成一种内拉应力，将焊层拉裂。
S-Zorb装置金属密封球阀内件硬化方法及材料选择
质量。 １ 超音 速喷 涂与渗 硼硬 化 方法 及材料
能减 排 的 任 务 ，是 目前 摆 在 中 国 面 前 的 两 大 任
务 ，也将 是一 个长期 性 的 战 略工 作 ，对 此 ，围 家 出台 了一 系列政 策 法 规 。 国内 对 汽油 硫 含 量 的标
石 油化 工安 全 环 保 技 术 ＝
２１年第２ ０ １ ７卷 第 ２期
Ｐ Ｔ Ｏ Ｈ Ｍ Ｃ ＬＳ Ｆ Ｔ Ｎ Ｎ Ｉ Ｏ ＭＥ Ｔ ＬＰ Ｏ Ｅ Ｔ Ｏ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ Ｅ Ｒ Ｃ Ｅ Ｉ Ａ Ａ Ｅ Ｙ Ａ Ｄ Ｅ ＶＲ Ｎ Ｎ Ａ Ｒ Ｔ Ｃ Ｉ Ｎ Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ
安 全 环 保 设 计
ＳＺ ｒ 置 金 属 密 封 球 阀 内件 硬化 方法 及 材 料 选 择 －ｏｂ装
王春 鹏
（ 中国石 化 工程 建设公 司，北 京 １００ ） ０ １ １
摘
要 ：主要 介 绍应 用 于 ＳＺ ｒ 化 汽 油 吸 附脱硫 装 置 中金 属 密封 耐磨 球 阀 内件硬 化 所 －ｏｂ催
加 ＳＣ的盐浴 。 ｉ
过 程 中 ，由于冷却 速 度 快 ，将会 产生 明显 的 喷丸 效应 ，从 而使 硬化 层 产 生压 缩 残 余 应力 ，不 仅可 有 效地提 高硬 化层 外 表 面强 度 。 而且 可 以增 加 硬
化 层 的抗 裂性 及耐磨 性 。
喷涂融 合 工 艺 （ ｐａ ｎ ｕｅ ） 是 在 基 体 ＳｒｙＡ ｄＦｓｄ
石油 资 源是 国家 经济 可 持 续 发 展 和 国家 安 全 的重要保 障 ，随着 工 业 化 、城 镇 化 的加 快 发 展 及 全 球经济 一体 化不 断 深 入 ，环 境 保 护 和应 对 气 候
常见球阀分类
常见球阀分类
球阀种类繁多，根据使用功能、结构形式、材质、使用工况、驱动形式、密封形式、喷涂形式等各种特点，分类如下：
(1)按功能进行分类：切断球阀、调节球阀。
(2)按密封材料进行分类：软密封球阀，金属硬密封球阀。
(3)按通道数量进行分类：普通球阀，三通球阀，四通球阀。
(4)按球体固定结构形式进行分类：固定球阀，浮动球阀。
(5)按阀体结构形式分类：一体式球阀，两段式球阀，三段式球阀。
(6)按密封方向进行分类：单向密封球阀，双向密封球阀。
(7)按连接形式进行分类：螺纹连接式球阀，焊接式球阀，法兰式球阀，对夹式球阀，卡箍连接球阀。
(8)按驱动形式进行分类：手动(手柄或蜗轮蜗杆机构)球阀，气动球阀，电动球阀，液动球阀，气液联动球阀,电液联动球阀。
(9)按阀门材质进行分类：碳钢球阀、不锈钢球阀、双相钢球阀、超级双相钢球阀、Inconel、Monel、镍基合金等特殊合金球阀。
(10)按使用温度进行分类：低温球阀，高温球阀，保温夹套球阀。
(11)按球体开孔形状进行分类：V型球阀和O型球阀。
(12)按喷涂材质进行分类：堆焊司太立合金球阀，喷焊镍基合金球阀，碳化钨喷涂球阀，衬陶瓷球阀，金刚石球阀等。
(13)按是否耐磨进行分类：普通球阀，耐磨球阀。
另外根据安装位置还有地下埋入式球阀，为减少易燃介质和挥发性强或毒性介质泄漏的防逸散泄漏球阀等多种类型阀门。
6热喷涂、喷焊与堆焊技术
4. 热喷涂用复合材料(粉末、丝材)
（主要）为适应热喷涂工艺而制备的复合材料
表6-9
通过增强相增强涂层性能的复合材料
四、热喷涂技术的应用
1. 喷涂耐腐蚀涂层
普利茅斯海湾
热喷涂锌
跨海大桥
汽轮机转子
水轮机机座
2. 喷涂耐磨涂层
延长零件使用寿命、修复磨损失效的机械零件(再制造工程)。
水轮机叶片 球阀球体碳化钨喷涂层
3. 等离子喷涂工艺
特点：(高温低压等离子体)
(优点)焰流温度及速度高，喷涂材料适应面广，特别适合喷涂高熔点材料；涂层密 度及 结合强度高。 (缺点)热效率低、沉积效率较低，设备相对复杂、价格较贵，喷涂成本高。
等离子喷涂设备包括电源、电气控制系统、喷枪、气源和气路、 供粉系统、水冷系统等。
三、等离子喷焊
定义：
采用等离子弧作为热源加热基体，使其表面形成熔池，同时将喷 焊粉末材料送入等离子弧中，粉末在弧柱中得到预热，呈熔化或半 熔化状态，被焰流喷射至熔池后，充分熔化并排出气体和熔渣，喷 枪移开后合金熔池凝固，形成喷焊层的工艺过程。
(工件带电，联合弧)
(工件不带电，非转移弧)
非转移弧： 工作时首先引燃，再建立转移弧
二、堆焊工艺方法
各种焊接方法都可以用来进行堆焊。 常用堆焊工艺方法： 氧－乙炔焰堆焊 手工电弧堆焊 钨极氩弧堆焊 熔化极气体保护电弧堆焊 埋弧堆焊 等离子弧堆焊 电渣堆焊 堆焊材料通常为棒状、管状、带状。
等离子弧堆焊
稀释率、熔敷速度和堆焊层厚度是最重要的指标。
(在允许的稀释率水平下尽可能提高熔敷速度。)
涂层及基体材质广泛 基体温度低 操作灵活
金属硬密封球阀密封面硬化处理技术简述
金属硬密封球阀密封面硬化处理技术简述一、概述在火力发电厂、石油化工系统、煤化工领域的高粘性流体、带粉尘及固体颗粒状的混合流体、强腐蚀的流体等介质中，球阀需要选用金属硬密封的球阀，所以选用合适的金属硬密封球阀阀球和阀座的硬化工艺是十分重要的。
二、常用的硬化工艺主要有以下几种：（1）球体表面堆焊硬质合金，硬度可达30HRC以上，球体表面堆焊硬质合金工艺复杂，生产效率低，且大面积堆焊易使零件产生变形，目前对球体表面硬化的工艺使用较少。
（2）球体表面镀硬铬，硬度可达40～55HRC，厚度0.07～0.10mm，镀铬层硬度高、耐磨、耐蚀并能长期保持表面光亮，工艺相对简单，成本较低。
但硬铬镀层的硬度在温度升高时会因其内应力的释放而迅速降低，其工作温度不能高于427℃。
另外镀铬层结合力低，镀层易发生脱落。
（3）球体表面采用等离子氮化，表面硬度可达50～55HRC，氮化层厚度0.20～0.40mm，等离子氮化处理硬化工艺由于耐腐蚀性较差，不能在化工强腐蚀等领域使用。
（4）球体表面超音速喷涂（HVOF）工艺，硬度最高可达60～70HRC，集合强度高，厚度0.3～0.4mm，超音速喷涂是球体表面硬化主要工艺手段。
在火力发电厂、石油化工系统、煤化工领域的高粘性流体；带粉尘及固体颗粒状的混合流体、强腐蚀的流体介质中大部分使用该硬化工艺。
超音速喷涂工艺是氧燃料燃烧产生高速气流加速粉末粒子撞击工件表面，形成致密表面涂层的一种工艺方法。
在撞击过程中，由于粒子的速度较快（500～750m/s）且粒子温度较低（-3000℃），因此撞击工件表面后，可以获得高结合强度、低空隙率、低氧化物含量的涂层。
HVOF的特点是合金粉末粒子速度超过音速，甚至是音速的2～3倍，气流速度是音速的4倍。
HVOF是一种新的加工工艺，喷涂厚度0.3～0.4mm，涂层与工件之间是机械结合，结合强度高（77MPa），涂层孔隙率低（＜1%）。
该工艺对工件加热温度低（＜93℃），工件不变形，可进行冷喷涂。
硬密封球阀的表面处理方式
球体适用材质
厚度（mm）
硬度
结合方式
价格
阀座处理方式
使用温度（按球体材质决定）
推荐使用压力
渗氮处理பைடு நூலகம்美标几乎没有，只有国内低压使用）
碳钢除外的不锈钢珞钼钢合金钢
0.15~0.3
HRC=55~65
化学热处理
8元/公斤
F6a,不锈钢或者合金钢渗氮，钢+STL(堆焊)
最高使用600度，建议使用温度＜500
加工后厚度≥0.5
HRC=60~65
冶金
金属材料喷涂碳化钨合金
最高使用650度，建议使用温度＜500
≤1500Lb
喷涂(NI-Cr)碳化钨
金属材质
加工后厚度≥0.25
HRC=53~57
机械（HVOF超音速喷涂）
1.7元/mm2
喷涂(NI-Cr)碳化钨
最高使用850度，建议使用温度＜800
≤1500Lb
喷涂碳化钨(WC-Co12,WC-Co17)
金属材质
加工后厚度≥0.25
HRC＞68
机械（HVOF超音速喷涂）
1.3元/mm2
喷涂碳化钨
最高使用450度
≤1500Lb
喷涂Ni60
金属材质
加工后厚度≥0.25
HRC=58~62
机械（HVOF超音速喷涂）
1.1元/mm2
喷涂镍基合金
最高使用500度
≤900Lb
建议≤300Lb
热喷涂Ni60
除F6a,17-4PH,Monel等马氏体钢外的其他材料都可以
加工后厚度≥0.5
HRC=57~65
冶金
0.6元mm2
金属材料喷涂Ni60
第5章 热喷涂、喷焊与堆焊技术
1）喷焊材料需能够润湿基材； 2）必须与基材相容，即它们在液相和固 相下必须有一定的溶解度； 3）基材的熔点应高于喷焊材料的熔点， 否则易导致基材塌陷或损坏； 4）喷焊材料在凝固结晶过程中应不会产 生热裂纹，或使基材热影响区产生裂纹。
因此，热喷焊工艺只能适合于一些特定的金属材料（包 括基材和粉末）
第一节：热喷涂技术
1.1、热喷涂技术原理与特点
1. 热喷涂原理
利用各种不同的热源，将欲喷涂的各种材料(如 金属、合金、陶瓷、塑料及其各类复合材料)加 热至熔化或熔融状态，借助气流高速雾化形成 “微粒雾流”沉积在已经预处理的工件表面形成 堆积状，与基体紧密结合形成喷涂层。 而将某些喷涂层进行重熔处理形成的冶金结 合特征的涂层称之为喷熔层或重熔层。
等离子喷涂设备
超音速喷涂设备
⑧ 激光喷涂
将从激光器发出的激光束 聚焦在喷枪喷嘴近旁，喷 涂粉末由压缩气体从喷嘴 喷出，由激光束加热熔化， 压缩气体将熔粒雾化、加 速，喷射到基材表面形成 涂层。
1.3、热喷涂涂层材料
热喷涂工艺对涂层材料的基本要求
1
涂层材料必须满足设计特性；
被喷涂的材料必须满足对热喷涂涂层使用 功能特性的基本要求，如耐磨、耐蚀、耐 高温、抗氧化、可磨耗密封、自润滑、热 辐射、导电、绝缘及超导等。
“抛锚作用”：即最先形成的薄片状颗粒与基体 表面凹凸不平处产生机械咬合，随后依照次序堆 叠镶嵌，形成以机械结合为主的喷涂层；此外基 体表面局部瞬时高温，导致涂层材料与基体之间 发生局部扩散和焊合，形成冶金结合。
机械结合为主的结合机理决定了热喷涂涂层 的结合强度比较差，只相当于其母体材料的5 ％—30%。最高也只能达到70MPa。
6
加热不均匀，薄壁、细长构件要注意变形。
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球体硬密封喷焊、堆焊常用材料
1、司太立钴基1号焊丝相当AWS ERCoCr-C
主要特征及用途：
高碳Co-Cr-W合金堆焊焊丝，耐磨性、耐蚀性好,但抗冲击韧度差。
工艺方法：对焊
涂成厚度（um）：2500-3000
适用介质：煤化工、酸性流体
工况温度：<450
使用基体：A105、304、316L、F51
堆焊层硬度：48-50HRC
2、司太立钴基6号焊丝相当AWS ERCoCr-A
主要特征及用途：
Co106钴基堆焊焊丝是Co-Cr-W堆焊合金中C及W含量最低、韧性最好的一种，能承受冷热条件下的冲击，产生裂纹的倾向小，具有良好的耐蚀、耐热和耐磨性能。
工艺方法：对焊
涂成厚度（um）：2500-3000
适用介质：通用流体、无硬质颗粒
工况温度：<650
使用基体：A105、304、316L、F51
堆焊层硬度：38-40HRC
3、司太立钴基20号焊丝
主要特征及用途：
Co120钴基堆焊焊丝，硬度高，耐磨性非常好，但抗冲击性较差，堆焊时产生裂纹倾向大，具有良好的耐蚀、耐热、耐磨性能，在650℃左右仍可保持这些性能。
工艺方法：HVOF热喷涂
涂成厚度（um）：120-150
适用介质：空气分体
工况温度：<300
使用基体：inconel625、316L
堆焊层硬度：55-60HRC
4、NiCrBSi镍基合金Ni60
主要特征及用途：
自熔性、润湿性和喷焊性优良，而且熔点比较低，喷焊层具有硬度高、耐蚀、耐磨、耐热特点，难以切削，以湿式磨削为宜。
工艺方法：喷焊、喷涂重溶
涂成厚度（um）：500-800
适用介质：煤化工、酸性流体
工况温度：<300
使用基体：A105、304、316L
堆焊层硬度：55-60HRC
4、NiCrBSi镍基合金Ni55
主要特征及用途：
自熔性、润湿性和喷焊性优良，而且熔点比较低，喷焊层具有硬度高、耐蚀、耐磨、耐热特点，难以切削，以湿式磨削为宜。
工艺方法：喷焊、喷涂重溶
涂成厚度（um）：500-800
适用介质：煤化工、酸性流体
工况温度：<300
使用基体：A105、304、316L
堆焊层硬度：50-55HRC。