火力发电厂铸造阀门常见缺陷及处理方案的分析

火力发电厂铸造阀门常见缺陷及处理方案的分析

梁社峰

大唐彬长发电有限责任公司 陕西省咸阳市 713602

摘要：本文主要结合既往经验对火力发电厂铸造阀门缺陷的表现形式以及具体成因问题进行研究与分析。并在此基础上，结合裂纹产生的原因以及主要部位，对铸造阀门缺陷问题的处理方案进行统筹规划与合理部署，以确保可以消除缺陷问题。

关键词：火力发电厂；铸造阀门；缺陷问题；处理方案

前言：这些年来，随着用户用电需求量的不断增长，我国电力事业迎来了前所未有的发展机遇。这样的发展态势下，电力行业机组装机数量以及装机容量无论是在发展规模方面，还是在发展质量方面都取得了较为可观的成绩。然而，由于设备在运行过程中容易受到各类因素的干扰影响而出现风险隐患问题，导致机组设备在长期运行过程中往往会出现老化或者损伤问题，尤其是对于承压管件而言。以火电厂常见的承压管件为例，铸造阀门的运行质量往往会对压力管道整体运行水平产生至关重要的影响。如果铸造阀门出现缺陷问题，就很容易导致火电厂机组设备整体运行质量存在风险问题。

1 火力发电厂铸造阀门缺陷问题表现形式分析

关于火力发电厂铸造阀门缺陷问题表现形式的研究与分析，我们主要可以从以下两个方面进行把握：

一方面，火力发电厂运行系统在铸造阀门阀体氧化皮厚度方面表现较大，为防止系统运行出现异常问题，作业人员需要按照相关标准以及规范开展铸造阀门阀体的检验工作。其中，对于待检测的位置而言，作业人员需要预先对该位置进行打磨处理，直到该位置显现出金属光泽，之后再进行检验处理，避免厚度过大而对阀门部分位置造成裂纹缺陷问题^[1]。与此同时，在检验方法的选择上，作业人员应该立足于提高铸造阀门外表层灵敏性程度，优先选择应用交流磁轭法。除此之外，在开展这部分检验工作之前，现场作业人员应该事先进行灵敏度试片。利用反差增强剂的方式，提高缺陷问题的检出率。

另一方面，火力发电厂运行过程中，铸造阀门经常会出现内漏、外漏以及振动等问题。结合现场实际检修经验来看，以内漏缺陷问题为首的缺陷问题是检修过程中常会遇到的缺陷问题。在缺陷消除过程中，由于系统不易隔绝，在缺陷消除方面存在较大难度。再加上火电厂部分设备系统长期存在大量汽水流失问题，容易提高内漏问题的出现概率。

2 火力发电厂铸造阀门缺陷问题的成因分析

结合火力发电厂的运行情况来看，铸造阀门部件所涉及到的制造工艺与其他工艺相比具有较强的特殊性。正是由于这一原因，直接导致阀门铸造过程中容易产生缺陷问题。举例而言，如果阀门部件在铸造过程中的应力水平远远超过金属材料的强度极限值，就很容易导致铸造阀门出现明显的裂纹问题。一般来说，火力发电厂铸造阀门缺陷问题的成因可以从以下两方面进行研究与分析：

2.1 裂纹产生成因分析

根据以往铸造阀门裂纹的产生机制来看，基本上可以将裂纹问题分为热性裂纹缺陷以及冷性裂纹缺陷两种。

对于热性裂纹缺陷问题而言，这类缺陷问题主要发生于铸造阀门部件凝固后期，主要是在接近固相线高温状态下产生的裂缝问题。从表现形式上来看，热性裂纹缺陷呈现出氧化色泽。对于这部分缺陷问题的处理，建议作业人员可以从稳定提高铸造阀门铸型方面入手，尽可能地降低铸造阀门的机械应力程度。需要注意的是，作业人员应该对阀门铸造过程中涉及到的杂质元素问题进行重点把握，尤其是硫元素含量必须加强控制管理，以避免阀门出现热脆性问题^[2]。

对于冷性裂纹缺陷问题而言，这类缺陷问题主要发生于铸造阀门部件冷却过程当中，缺陷发生位置主要集中体现在拉应力集中的受力区域当中。结合以往的实践经验来看，阀门铸造期间冷裂纹往往会发生穿晶效应，并逐步扩散到整个截面当中。在外观形态方面，冷性裂纹缺陷问题多表现出宽度均匀且细长的特点，在状态方面多以直线或者折线形式存在。除此之外，冷性裂纹在断口方面多表现出轻度氧化色泽，在裂纹走向方面多具备平滑性特点。

2.2 裂纹发生部位分析

从火力发电厂运行特点上来看，对于铸造阀门部件而言，在裂缝缺陷问题表现方面，多以热性缺陷问题为主且可能发生的部位主要以外部裂纹、皮下裂纹以及内部裂纹为主。对于外部裂纹缺陷问题而言，该缺陷问题主要发生在铸造阀门两侧壁交换位置当中。且在裂纹走向方面与应力方向垂直，不难看出，该裂纹问题属于比较典型的晶间裂纹。在裂纹成因方面，主要是由于操作人员在铸造时对于铸件表面的处理缺乏重视，导致铸造时铸件表面存在先凝固问题^[3]。

对于皮下裂纹缺陷问题而言，该类缺陷问题多隐藏于铸造阀门铸件表皮及以下区域。从外观形式上来看，这类裂纹问题走向较为曲折。作业人员可利用磁粉检测方式实现对该缺陷位置的定位以及分析处理。但是对于程度较深的裂纹问题而言，磁粉检测存在较大的局限性问题；对于内部裂纹缺陷问题而言，该裂纹问题主要出现于阀门铸件厚大热节内部当中。正式检测过程中，需要作业人员利用磁粉检测原理对待检测区域进行检测分析。

3 火力发电厂铸造阀门常见缺陷问题的处理方案分析

结合上述分析内容来看，不难得知，火力发电厂在实际运行过程中容易受到各类因素的干扰影响而出现质量缺陷问题。如果现场作业人员不加以及时消除管理，就很容易对火力发电厂机组设备的安全运行构成威胁。为确保火力发电厂机组设备得以安全运行，建议火力发电厂作业人员应该严格按照科学合理的管理原则对火力发电厂机组设备常见缺陷问题进行针对性处理。下文主要以火力发电厂铸造阀门常见缺陷问题的处理方案为例，以供参考。

一是对于常见且严重程度不高的铸造阀门缺陷问题，现场作业人员可以直接对该缺陷部位进行打磨处理。待消除裂纹问题之后可继续投入使用^[4]。

二是对于打磨深度较大的铸造阀门而言，现场作业人员应该严格按照科学合理的技术要求在打磨工作结束之后再进行补焊处理。除此之外，顾虑到火力发电厂铸造阀门现场热处理工作难度较大，建议现场作业人员可利用镍基焊条实现对裂缝缺陷问题的补焊处理。在补焊处理工作结束之后，应该利用渗透检验方法检测当前部位是否仍旧存在缺陷问题。

三是作业人员应该积极利用先进的技术条件，实现对火力发电厂铸造阀门缺陷问题的优化处理。举例而言，相对于铸造阀门部件而言，锻造阀门部件也可以适用于火力发电厂阀门部件的工况处理当中。针对于此，现场作业人员可利用锻造阀门处理方式，减少阀门部件存在的缺陷问题。并通过不断提高金属材料的致密性程度，减少金属材料的消耗量^[5]。

结论：总而言之，为确保火力发电厂机组设备得以安全运行，建议作业人员应该主动承担起自身的主体责任，坚持按照科学合理的处理规范原则对火力发电厂机组设备常见的缺陷问题进行针对性处理。与此同时，对于铸造阀门等常见缺陷问题，作业人员应该加以高度重视。应该主动结合铸造阀门缺陷问题的具体成因以及表现形式，采取针对性方式进行优化处理。除此之外，作业人员应该积极借鉴国内外先进技术手段，健全与优化铸造阀门等常见缺陷问题的处理机制，以确保火力发电厂机组设备运行安全隐患问题得以消除。

参考文献：

[1]王强,王志永,孔维刚,张广兴. 火力发电厂铸造阀门常见缺陷及处理方案[J]. 热加工工艺,2012,41(17):74-75.

[2]孙蓟光,于凌浩,季广辉,刘宝满,李宗耀. 火力发电厂锅炉再热汽堵阀裂纹治理方法的研究与应用[J]. 机电信息,2019(03):46-47.

[3]马寅山,夏舞艳,李咏梅. 火力发电厂在役铸钢件阀门裂纹检测[J]. 自动化与信息工程,2013,34(04):45-48.

[4]姚兵印,李太江,鲁玉龙,李建民,刘立营,张志博,王彩侠. 火力发电厂大型铸钢件的焊接修复及安全评估[J]. 电力学报,2011,26(03):237-240+250.