抽水蓄能球閥活門的通孔旋轉至閥體的通孔（kǒng）處，開始（shǐ）抽水蓄能；當停止抽水（shuǐ）時，活門的閉口旋轉至閥體的通孔處，切斷上下水（shuǐ）口，開始蓄能（néng），此時蓄（xù）水對球閥、閥體與活門的各個部位（wèi）產生巨大的高壓（yā）。抽水蓄能球（qiú）閥在巨大的水壓下，引起旋轉卡死，由於密封不嚴、焊縫及鑄造本（běn）身出現裂紋，容易形成重大事故隱患。由於抽水（shuǐ）蓄能球閥結構複雜，製造難度較大，因此，中實洛陽重型機械（xiè）有限公司改進原有的（de）製造工藝，為中閥科技和東電集團公司的（de）福建仙遊水電工程項目製（zhì）造的大型抽水蓄能球閥（fá），滿足（zú）使用要求。

1製造工藝要求

抽水蓄能球閥如圖1所示。該球閥（fá）由法國阿爾斯通公司設計，閥體為兩半無法蘭焊（hàn）合結構。活（huó）門為整體結構，閥體（tǐ）和活門均為鑄鋼件。

工（gōng）藝要求：先將活門裝入閥體，如圖2所示，將兩半閥（fá）體對合好後焊接，焊接後退火處理（lǐ）；然後加工（gōng）活門軸處、活門的（de）閉（bì）水口、閥（fá）體的（de）通水口處；再加工閥體通水口處，堆焊耐磨不鏽（xiù）鋼層（如圖3中C項中黑色區域所示），堆（duī）焊後加（jiā）工至要求尺寸。

2 工藝難點及改進措施

2.1 焊接工藝（yì）的改進

（1）原工藝缺陷。在將活門裝進閥體之後（hòu），兩半閥體組裝一起進（jìn）行焊接，閥體內為球形和（hé）圓柱形相貫，外部為不規則球形和圓柱形相貫，閥體的兩半剖分麵處在大圓（yuán）柱直徑的（de）對稱中心上，兩（liǎng）半閥體接口處厚薄差異較大，如圖4所（suǒ）示。D－D處（chù）最厚，δ=395～400mm；E－E處最薄，δ=95～100mm。從最薄處的單邊焊接坡口15°過渡到最厚處的單邊焊接坡口7°，在（zài）焊接過程中的清渣、加熱、施焊及探傷、打磨難度大。且焊後容易出現線性裂紋，易漏水並造成重大事（shì）故。

（2）新焊接工藝。首先進行閥體母材與焊材（cái）等比例焊合麵的焊接試驗工作。先確定使用的試板厚為400mm，並且焊接坡口按照圖4進行（háng）加工。其次（cì）焊接試驗所用的試板材質跟球閥材質相同，使用多種焊材和層間（jiān）溫度來試驗焊（hàn）接，最後（hòu）進行探傷試驗確定（dìng）焊接合格，然後入爐（lú）進行退火，檢驗焊材（cái）最終退火後能否達到（dào）要求的機械性能。經（jīng）過焊接試驗並檢驗試板（焊接工（gōng）藝評定）合格後，進行閥體焊接。

焊（hàn）接時將兩（liǎng）半閥體的中分尺寸加工到圖紙（zhǐ）要求，閥體內外打磨光滑平整，滿足無損檢測的要求，焊接（jiē）坡口立車加工，粗糙度和坡（pō）口角度均滿足圖紙要求。

焊接順序：外側焊縫對角焊1/2後，內側清根，進行MT檢查（chá），而後（hòu）對角焊內側（cè）焊縫，內側（cè）焊縫焊滿後，焊外側剩餘焊縫，全部焊（hàn）完進行打磨，打磨合格進行UT和MT探傷，在（zài）這（zhè）一道工序中，應注意的是焊接坡口要清理幹（gàn）淨，焊前（qián）加熱要充分，清根要清理幹淨，打磨要平整，如遇（yù）探（tàn）傷不合格處要刨開，並清理打（dǎ）磨幹淨，清潔（jié）幹淨，同時要注意（yì）加溫的時間和溫度，盡量不返（fǎn）工。全部探傷（shāng）合格後進行加溫滿足工藝要求後，再按圖紙要求堆焊凸台（tái）。

利用活門（mén）通水孔的（de）旋轉對（duì）閥（fá）體內部進行施焊及（jí）打（dǎ）磨，如圖2所示，在活（huó）門的（de）兩支撐軸處，即閥體兩支撐活門軸的孔處（chù），設計兩個圓形支撐環安裝位（wèi）置，兩（liǎng）支（zhī）撐環與軸之間的間隙和支撐環與閥體之間的間隙經過理論數值（zhí）加經驗數值總和的（de）平均值，並將兩支撐環分別用連接板焊接在兩半閥體上，起到兩端軸頭位置支撐和轉動活門時的保護作用。將活門裝入後，兩半閥體組裝（zhuāng）合（hé）格後用40mm厚的（de）聯接鋼板共計12片，按（àn）焊縫圓周均布（bù）焊接在兩半閥體上，起固定作用。

外焊采取立焊（hàn）方式進行，要（yào）求焊前預熱，預熱溫度及預熱時（shí）間（jiān）按工藝（yì）規範執（zhí）行，盡量做好預備工作，確保焊後探傷一次通過（guò）。

2.2 活門與（yǔ）閥體之間的活動間隙（xì）

由於設計的兩半結構的（de）焊（hàn）接（jiē）坡口，正好處在進出水口（kǒu）處（如圖4所示（shì）），將進出水口各分成兩個半圓，焊接坡口厚薄不（bú）均，使整個（gè）閥體（tǐ）在焊後退火之前（qián）應力（lì）不均，給預留活門與閥體之間（jiān）的活動間隙的計（jì）算帶來了（le）困難，留（liú）量過大容易造成密封間隙不夠，留量過小會使活門（mén）與閥體卡死。

2.3夾具套筒刀進行活門軸焊後加工

閥體組焊後要進行焊後退火處理，活門在裝入閥體前不可能進行精加工，但焊（hàn）後活門處（chù）於內（nèi）部，其兩個支撐軸和關閉（bì）水口麵的加工，加工切削的清理（lǐ），難度非常大。原加工方法容易出現兩個支撐軸加工不同心（xīn），加工關閉水口麵與兩支撐軸中心不平行，造成開關憋勁，甚至卡死和大量漏水。

中實洛（luò）陽重型機械（xiè）有限公司自行設計的一種專門用於加工閥體與活門組裝件的刀（dāo）具，如圖5所示。閥體與活門在焊後退火之前，將活門調至完全關閉（bì）狀態，調整好（hǎo）間隙，在上下遊側口處（chù）用工藝聯接板將閥體與活門焊接固定牢（láo）固後進行去焊接應力退火，退火後將兩支撐環取出，由（yóu）於閥體與活（huó）門在進出水口處牢固焊接，因此該支撐環取出不會對活門兩（liǎng）軸與閥體支撐孔中心的同心度有影響。對閥體找（zhǎo）正後利用夾具套筒刀在數控鏜銑（xǐ）床上對兩活門軸進行粗精加工，再對閥體上的活門軸支撐孔進行加工。

2.4 環形工藝脹套

活門軸與閥體（tǐ）支撐孔加工結束後，在活門軸與閥體支撐（chēng）孔之間（jiān），安裝專（zhuān）門設計的環形雙向工藝漲套，如圖6所示。環（huán）形雙向工藝（yì）漲套既固定（dìng）兩端軸中心，又固（gù）定活門在（zài）閥體中的（de）位置，確保閥體與活門的進出水（shuǐ）孔關閉位置加工準確。在環形雙向工藝漲套安（ān）裝之（zhī）後，將原焊接在上下遊測口處的工藝聯接板割掉，立（lì）車加工閥體與活門的上下遊側口。

3 結束語

（1）焊接（jiē）工（gōng）藝由（yóu）原來的（de）平焊（hàn）改為立焊，不像原來需（xū）要反複翻（fān）轉（zhuǎn）工件，提（tí）高了工作效率，焊接檢驗由原來焊滿後探傷改（gǎi）成焊一段探一段，有利於及時解（jiě）決焊（hàn）接過程中出現的問題，在保（bǎo）證焊接質量的前提下，避免了因焊接引起（qǐ）的返修現象，加快了生產效率，節約了成本。

（2）在保證加工（gōng）精（jīng）度的前提下，減少了加工工藝步（bù）驟。並自主開發相關配套工裝，使加工效（xiào）率提高。加工精度由原來的10μ提高到2μ左右；由原來的（de）數控繞園走刀變成直接圓（yuán）形走到；橢圓度由原來的（de）15μ提高到4μ左右；光潔度從原來的Ra0.4變成Ra0.05。保證了加工的精度。

（3）根（gēn）據工件材質的厚度等相關數據（jù），合理製定熱處理工藝，熱處理時間由37h減少為26h，保（bǎo）證熱處理效果的同時，也提高了熱處理效（xiào）率。

（4）改進工藝後加工的閥體和活門，現場使用活門旋轉自如（rú），球閥關閉密封嚴實，未發現漏水現象和焊縫開（kāi）裂現象。球閥耐水壓能力和密封效果達到要（yào）求。

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