球阀主要构件的材料
(1)阀体主要使用锻件;
(2)球体主要使用表面处理后的锻件;
(3)阀座圈使用18Cr-8Ni不锈钢锻件;
(4)阀杆需要进行表面处理;
(5)密封材料主要有腈橡胶和环氧橡胶。
焊接材料及焊接工艺
球阀的焊接过程全部使用全自动焊接。
(1)阀体焊接
GTAW(钨极气体保护焊)+SAW(埋弧焊)
(2)阀杆焊接
GTAW(钨极气体保护焊)+GMAW(熔化极气体保护焊)
(3)接管焊接
GTAW(钨极气体保护焊)+SAW(埋弧焊)
由于全焊接球阀的特殊结构,焊接是球阀成型的工序,因此造成无法进行整体热处理的问题。
目前常用的是豪克能法以及自然时效法来消除焊接应力。但是这种方法并没有得到用户的充分认可。关于全焊接球阀免焊后热处理的安全评估,较为认同的是基于裂纹张开位移(CTOD)的安全评估法,即对焊接接头进行CTOD值的测量,按照相关标准评估焊接接头抗开裂(韧性)的能力。
具体做法是按BS 7448 -2选取试样,用疲劳试验机预制裂纹,采用多试样法求得临界开裂的缺口张开位移量(CTOD值),至少取得焊缝和热影响区试样8个以上,根据试验结果并参照相关标准进行判定。
DNV - OS - 401规范规定,CTOD值大于0.15mm为合格,表明接头可以在不进行热时效处理的情况下使用。
API 1104《管道与相关设施的焊接》规定,在允许缺陷尺寸与许用应变的关系图上查询大允许C7OD值为0.1225 mm,此时全焊接球阀应按1.5倍公称压力计算,通过有限元计算大轴向应变。