Ремонт пароводяной арматуры - Наплавка сплавом сормайт № 1

Ввиду низкой твердости уплотнительных поверхностей арматуры, наплавленных аустенитными электродами, на ремонтных заводах Ленэнерго и Мосэнерго наплавка производится железохромоникелевым сплавом сормайт № 1. Основными свойствами этого сплава являются: высокая сопротивляемость истиранию, большая твердость и относительная легкоплавкость.
Длительный опыт эксплуатации арматуры с наплавкой сормайтом на электростанциях Ленэнерго показал, что срок ее службы значительно больше, чем при наплавке аустенитными электродами. Наплавка производится на кольца и тарелки задвижек и может выполняться электродуговым способом или ацетилено-кислородным пламенем. На ремонтном заводе Ленэнерго наплавка производится ацетилено-кислородным пламенем. Опыт завода показывает, что при наплавке ацетиленокислородным пламенем значительно легче держать наплавленную деталь в постоянно нагретом состоянии до температуры 750—800° С, что способствует повышению качества наплавленной поверхности (меньше трещин и раковин).
Химический состав сормайта № 1 следующий: 25— 31% Сг, 3—5% Ni, 2,5—3,3% С, не более 1,5% Мп, 28% Si, не более 0,08% S и Р, остальное — Fe.
Удельный вес сплава 7,4 и температура плавления 1 275° С, твердость в литом состоянии (пруток) 48— 54 Rc.
Микроструктура сормайта № 1 в литом состоянии представляет заэвтектический сплав, состоящий из твердых железохромовых карбидов, вкрапленных в основную, более вязкую массу— эвтектику, состоящую из карбидов и твердого раствора в железе остальных элементов сплава. Прутки сормайта маркируются окраской с торца зеленым цветом.
Для обеспечения должного качества при наплавке сормайтом № 1 необходимо выполнить следующие условия.
Наплавку сормайтом выполнять пламенем с избытком ацетилена, при котором получается минимальное выгорание углерода и других компонентов. Пламя с избытком ацетилена предохраняет наплавляемый сплав и поверхность наплавляемой детали от окисления, вызывающего появление раковин и шлака в слое наплавки и дает возможность получить чрезвычайно тонкий поверхностный слой (до 0,1 мм).
Наплавку производят правым способом, когда горелка движется слева направо. При этом пламя все время направлено на наплавляемый слой и находится впереди прутка сормайта. Чтобы свести до минимума внутренние напряжения и предупредить коробление детали, следует наплавлять отдельными, перемещающимися небольшими участками и осуществлять покрытие сплавом от большего сечения к меньшему, применяя теплоотводящие медные пластины-прокладки. В качестве флюса применять прокаленную мелко истолченную буру с добавлением до 10% порошкообразного алюминия для раскисления.
Если на наплавляемой поверхности имеются отверстия, края которых нужно предохранить от оплавления и затеков сплава, в эти отверстия надо вставить графитовый или угольный стержень соответствующего размера. Для предохранения профилей сложной конфигурации от затекания сплава следует применять мелкий асбест, замешанный на воде до тестообразного состояния, или белую (шамотную), глину, которыми заполнять поверхность, не подлежащую покрытию.
Толщина слоя наплава должна составлять 3—4 мм, а припуск на последующую механическую обработку в пределах 1 —1,5 мм при шлифовке и 1,5—2 мм при обработке на металлорежущих станках.
Поверхность детали, подлежащая наплавке, должна быть очищена до металлического блеска; налеты грязи, ржавчины, окалины и др. перед наплавкой должны быть удалены металлической щеткой, напильником, а в отдельных случаях с помощью шлифовального круга.
Для сохранения заданных размеров после наплавки на поверхности, подлежащей покрытию сормайтом, необходимо подготовить место под наплавку в виде выточки, фаски и т. п. на толщину, равную толщине наплавляемого слоя, и шириной, на 3—5 мм большей ширины наплавляемой поверхности. При этом не следует делать выточку (снимать фаску) под углом 45°, что ведет к выкрашиванию сплава. Недопустимы также прямые или острые углы. Если выточка делается резцом, следует избегать острых кромок и глубоких рисок, так как они, быстро сгорая в процессе наплавки, способствуют шлакообразованию, которое ведет к возникновению пор в наплавленном слое.
Для предупреждения внутренних напряжений в основном металле под слоем сормайта, а также для L уменьшения расхода газов детали перед наплавкой следует подогревать в горне на древесном угле, в электрической или газовой печи до температуры 800° С.
Отрегулировав пламя горелки до среднего избытка в нем ацетилена, приступают к нагреву участка ближайшего края плоскости наплавки площадью 30—50 см². Сопло горелки при нагреве держат под углом 30—60° к наплавляемой плоскости и на расстоянии 15—20 мм от нее.
После окончания наплавки следует внимательно осмотреть наплавленную поверхность, чтобы убедиться в отсутствии явно видимых раковин, трещин и других дефектов. На наплавленной поверхности не допускаются трещины слоя сплава, переходящие в основной металл детали, выкрашивание и отслаивание наплавленного слоя сплава, трещины на наплавленном слое и на границе основного металла и слоя сплава, а также раковины, пузыри и шлаковые включения.
При наличии раковин на наплавленной поверхности к участку, где обнаружена раковина, подносят пламя горелки и, медленно вращая конец наконечника горелки вокруг обнаруженной раковины, подогревают это место. После того как слой сплава вокруг раковины доведен до расплавления, конец стержня сплава с флюсом быстро вводят в пламя и начинают им слегка перемешивать слой сплава в ванночке. Верхний слой ванночки по всей плоскости должен получиться совершенно гладким. При обнаружении во время осмотра в слое сплава небольших трещин, не переходящих в основной металл, необходимо всю деталь снова подогреть, довести дефектный слой сормайта до расплавления и проплавить по всей длине участок, где была обнаружена трещина. После этого в случае необходимости при помощи сплава выравнивают (подплавляют) образовавшиеся на наплавленной поверхности углубления. В отдельных случаях раковины и трещины этим способом вывести не удается; тогда деталь медленно охлаждают, а затем дефектный участок удаляется шлифовкой до основною металла. После этого вновь наплавляют дефектный участок.
После осмотра деталь вновь подогревают в горне или печи для выравнивания нагрева по всей массе, а затем для медленного и равномерного остывания деталь укладывают в нагретый песок.
Наплавку электродуговым способом с использованием электродов марки ЦС-1 (сормайт № 1) производят постоянным током при обратной полярности (плюс на электроде). Сила тока для электрода d = 5 мм составляет 200—250 а. Перед наплавкой детали нагревают в печи или на горне с древесным углем до температуры 800° С. При этом способе наплавки детали, подлежащие наплавке, устанавливаются так, чтобы наплавляемый участок находился в горизонтальном положении. В процессе наплавки электрод нужно держать наклонно под углом 20—25° против направляемого валика; при этом электроду сообщают поперечное колебание с таким расчетом, чтобы путем беспрерывного расплавления металла детали и электрода под концом его образовывался наплавленный валик шириной §—12 мм и высотой 3 мм. Первый валик после наплавки тщательно очищают от шлака и брызг, затем в таком же порядке производят наплавку второго слоя. Общая высота наплавки составляет 6—8 мм. Наплавка каждого слоя должна производиться непрерывным швом на возможно более короткой дуге. Начало шва должно перекрываться на длине 10—15 мм. Ширина наплавленной поверхности тарелки задвижки и клапана вентиля на 4—5 мм должна быть шире уплотнительной поверхности кольца задвижки и седла вентиля.