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收稿：2023-10-20，
修回：2024-02-01，
纸质出版：2024-04-25
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针对桑树坪二号井煤矿瓦斯抽放系统三偏心蝶阀阀杆和排水系统闸阀阀杆的失效问题进行系统分析，确定主要失效原因是H
2
S、CO
2
、SO
2
等介质的均匀腐蚀。为了提高阀杆的耐蚀性能，提出了其表面激光熔覆Inconel 625合金（粉末和丝材）的修复方案。对激光熔覆层进行系统的显微组织观察、化学成分测试、显微硬度测试和电化学测试，评估其可靠性。结果表明：Inconel 625丝材和粉末熔覆层组织分布类似，熔覆层组织结构均为树枝晶，与基体结合良好，未见裂纹和气孔缺陷；熔覆层中枝晶间区域Cr含量高于枝晶内区域，枝晶间均存在富Nb析出相；熔覆层整体元素分布较均匀，在界面处Ni、Cr、Fe、Mo、Nb等主要元素与母材之间呈现过渡分布；Inconel 625熔覆层的硬度略高于母材，且自腐蚀电位高于母材，熔覆层自腐蚀电流密度
I
corr
（8.62×10
-7
A/cm
2
）低于母材（8.23×10
-6
A/cm
2
），经等效电路拟合后得到Inconel 625熔覆层电荷转移电阻为9.9×10
4
Ω·cm
2
，远高于母材的2.6×10
3
Ω·cm
2
，表明熔覆层的耐蚀性优于基体。上述修复后的阀杆结构在煤矿中服役6个月未发生腐蚀失效，仍正常运行，而未处理的阀杆结构服役1个月就发生腐蚀失效，说明Inconel 625熔覆层对阀杆材料有较好的保护作用。
The failure analysis of the three-eccentric butterfly valve stem serviced in a Sang Shuping No.2 Mine gas extraction system and the drain gate valve stem was systematically investigated and the main failure mechanical was homogeneous corrosion in H
2
S
CO
2
SO
2
medium. In order to improve the corrosion resistance of these stems
laser cladding with Inconel 625 alloy was proposed. Microstructure observation
chemical composition
microhardness and electrochemical tests were performed to evaluate the cladding layers. The results show that the Inconel 625 wire cladding layer and powder cladding layer are consisted of dendrite structures. The cladding layers are free from cracks and pores
showing good bonding with the base metal. The contents of Cr element are higher in the interdendrite regions than that in the dendrite regions. Particles which are rich in Nb are precipitated in the interdendritic regions. The cladding layers show quite uniform element distribution on the whole
where Ni
Cr
Mo
Nb elements present transitional distribution at the interface. The corrosion potential of the Inconel 625 cladding layer is higher than that of the base metal. The corrosion current density of the cladding layer
I
corr
(8.62×10
-7
A/cm
2
) below that of the base metal (8.23×10
-6
A/cm
2
). The charge transfer resistance of Inconel 625 cladding layer obtained by the equivalent circuit fitting is R
ct
9.9×10
4
Ω·cm
2
far higher than that of the base metal (R
ct
2.6×10
3
Ω·cm
2
). It is concluded that the corrosion resistance of the cladding layer is better than that of the base metal. The repaired valve stems have been in service for 2 months in the coal mine without fa
ilure and still operates normally
while the new valve stems failed after only 1 month of service. It is proved that the Inconel 625 laser cladding layer has well protected the substrate.
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