一种再热器安全门改造方法与流程

本发明涉及火电机组阀门设备改造，尤其涉及一种再热器安全门改造方法。

背景技术：

1、安全门的主阀体为铸件。铸造部件的基本结构为中空结构，形状比较复杂。铸造工艺受到铸件尺寸、壁厚、气候、原材料和施工操作的种种制约，可能会出现砂眼、气孔、裂纹、疏松、缩孔和夹杂物等各种铸造缺陷。

2、对于高参数机组的阀门阀体（如此类安全门），由于其合金含量较高，钢水流动性差，以及阀体结构形状比较复杂，在浇铸过程中，很容易产生各种铸造缺陷。同时铸钢件在使用过程中存在内部应力释放过程，随着机组的长期运行和内部应力的作用，铸造缺陷随使用年限增长逐步显现。

3、现有铸件阀体固有缺陷为：

4、（1）铸造工艺缺陷：c12a铸钢阀体结构复杂、壁厚不均、合金流动性差，浇铸易产生砂眼、气孔、疏松、缩孔、夹渣等内部缺陷；机组长期启停、温度波动产生循环热应力，缺陷逐步扩展，存在热疲劳裂纹、阀体泄漏甚至断裂风险。

5、（2）材质性能持续劣化：经2019-2024年5次金属跟踪检测，2b、2d阀体硬度仅132～171hb，远低于asme标准185hb下限；金相组织异常，铁素体占比过高、马氏体缺失；2b阀体屈服强度397～400mpa、抗拉540～541mpa，低于415mpa、585mpa标准下限，2d强度逼近临界值，不满足dl/t438-2023高温承压部件监督要求。

6、现有行业传统改造仅直接更换阀体，存在两处关键隐患：

7、（1）新旧接管长度一致，现场焊接熔池落入原管道焊缝热影响区，热影响区材质已老化，焊接后易产生再热裂纹；

8、（2）仅更换阀体铸件，未同步优化一体式锻接结构，锻件与管道匹配精度差，长期运行产生附加机械应力；

9、（3）无标准化配套易损件适配方案，阀内件与新阀体配合间隙不匹配，易发生密封内漏、冲刷磨损。

10、现有技术痛点总概为：原c12a铸件阀体材质劣化不可逆、铸造缺陷无法根除；常规阀体更换改造未规避焊接热影响区叠加损伤，改造后设备使用寿命短、重复检修成本高，存在机组非计划停运安全隐患。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种再热器安全门改造方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种再热器安全门改造方法，包括以下步骤：

4、s1、制备新阀体：采用f92耐热合金钢整体锻造并经热处理成型阀体，新阀体的介质进口端与入口接管一体锻造成型，新阀体的排汽出口端预焊有出口接管，所述入口接管、出口接管均具有加长段；

5、s2、现场施工前置准备；

6、s3、旧阀体拆除：拆除机组原有c12a材质铸造型安全门阀体，切割拆除旧阀体及进出口管道，将原进出口管道上包含老旧焊缝热影响区的劣化管段一并切除，保留原有工艺管道完好的机组管端；

7、s4、新阀体吊装定位：吊装所述新阀体，所述新阀体进行定位；

8、s5、焊接与热处理工序：将所述新阀体的出口接管的加长段与机组管道分层焊接，将所述新阀体的入口接管的加长段与机组管道分层焊接，入口接管的加长段与出口接管的加长段对步骤s2中切除的劣化管段予以补偿，保证改造后管道系统轴向总长度维持不变；

9、s6、配套易损件装配；

10、s7、检测、调试与投运；

11、s8、长期运行验证。

12、进一步地，步骤s1中，所述入口接管采用f92材质，所述出口接管采用f22或p22材质。

13、进一步地，步骤s1中，所述入口接管、出口接管的加长段长度均为50mm。

14、进一步地，步骤s1中，所述热处理的方法为：先进行正火处理，随后进行回火处理。

15、进一步地，步骤s1中，所述新阀体制备完成后进行出厂质量检测：新阀体的硬度为192～220hb，屈服强度为438mpa，抗拉强度为607mpa，新阀体金相呈分布均匀的马氏体-贝氏体双相组织，内部无疏松、裂纹缺陷。

16、进一步地，步骤s4中，所述新阀体进行定位的方法为：在新阀体与入口接管的连接端面，设置环形定位止口，在新阀体与出口接管的连接端面，设置环形定位止口，使同轴度校准至0.08mm以内。

17、进一步地，步骤s5中，分层焊接时，全程层间温度为220～260℃；焊接完成后以50℃/h的速率升温至760℃保温4h，保温完成后，再30℃/h的速率匀速降温至室温，消除焊接残余应力。

18、进一步地，步骤s6中，配套易损件装配的方法为：拆除阀门的原有老化密封环、衬套、o型圈，装配新的阀门密封环、衬套、o型密封圈；阀门的阀杆、阀芯外观检查无冲刷缺陷，直接利旧装配。

19、进一步地，步骤s7中，检测、调试与投运的方法为：对所述新阀体全部现场焊接焊口实施100%超声波检测以及射线检测，焊口不存在裂纹、未焊透缺陷；所述新阀体组装完成后进行安全门整定压力试验，整定压力为7.5mpa表压，并进行密封性试验，密封性试验无内泄漏、无外泄漏；调试合格后回装排汽管道及消声器，机组恢复正常投入运行。

20、进一步地，步骤s8中，长期运行验证的方法为：再热器安全门投运后每2年开展金属检测，新阀体硬度、金相、强度指标稳定达标，无材质劣化趋势。

21、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

22、（1）本发明解决sa-217c12a铸件阀体先天铸造缺陷、长期高温运行后硬度/强度衰减、金相组织失效的问题，消除阀体热疲劳断裂、泄漏重大安全隐患。

23、（2）本发明解决锻件阀体与原有管道焊接时，焊缝重叠旧焊缝热影响区导致接头力学性能下降、易产生再热裂纹的焊接工艺缺陷。

24、（3）本发明解决f92锻件阀体与原有执行机构、排汽管道同轴度匹配差，运行产生附加应力，以及阀内件与新阀体适配性不足引发密封失效的问题。

25、（4）本发明形成一体化锻造加长接管、配套易损件标准化适配的改造结构，延长再热器安全门服役寿命至15年以上，降低机组检修与非停机损失。

1.一种再热器安全门改造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的再热器安全门改造方法，其特征在于，步骤s1中，所述入口接管采用f92材质，所述出口接管采用f22或p22材质。

3.根据权利要求1所述的再热器安全门改造方法，其特征在于，步骤s1中，所述入口接管、出口接管的加长段长度均为50mm。

4.根据权利要求1所述的再热器安全门改造方法，其特征在于，步骤s1中，所述热处理的方法为：先进行正火处理，随后进行回火处理。

5.根据权利要求1所述的再热器安全门改造方法，其特征在于，步骤s1中，所述新阀体制备完成后进行出厂质量检测：新阀体的硬度为192～220hb，屈服强度为438mpa，抗拉强度为607mpa，新阀体金相呈分布均匀的马氏体-贝氏体双相组织，内部无疏松、裂纹缺陷。

6.根据权利要求1所述的再热器安全门改造方法，其特征在于，步骤s4中，所述新阀体进行定位的方法为：在新阀体与入口接管的连接端面，设置环形定位止口，在新阀体与出口接管的连接端面，设置环形定位止口，使同轴度校准至0.08mm以内。

7.根据权利要求1所述的再热器安全门改造方法，其特征在于，步骤s5中，分层焊接时，全程层间温度为220～260℃；焊接完成后以50℃/h的速率升温至760℃保温4h，保温完成后，再30℃/h的速率匀速降温至室温，消除焊接残余应力。

8.根据权利要求1所述的再热器安全门改造方法，其特征在于，步骤s6中，配套易损件装配的方法为：拆除阀门的原有老化密封环、衬套、o型圈，装配新的阀门密封环、衬套、o型密封圈；阀门的阀杆、阀芯外观检查无冲刷缺陷，直接利旧装配。

9.根据权利要求1所述的再热器安全门改造方法，其特征在于，步骤s7中，检测、调试与投运的方法为：对所述新阀体全部现场焊接焊口实施100%超声波检测以及射线检测，焊口不存在裂纹、未焊透缺陷；所述新阀体组装完成后进行安全门整定压力试验，整定压力为7.5mpa表压，并进行密封性试验，密封性试验无内泄漏、无外泄漏；调试合格后回装排汽管道及消声器，机组恢复正常投入运行。

10.根据权利要求1所述的再热器安全门改造方法，其特征在于，步骤s8中，长期运行验证的方法为：再热器安全门投运后每2年开展金属检测，新阀体硬度、金相、强度指标稳定达标，无材质劣化趋势。