厚壁壓力容器是石油深度加工、核電工程和大型化肥等工業部門不可缺少的關鍵裝置，這類容器在高溫、高壓的環境運行，多數情況還受介質的腐蝕作用，因此容器需要足夠的耐腐蝕性。而這類容器厚度通常超過80mm,有的達到200mm以上，如采用整體不銹鋼制造，既不經濟制造難度又大，所以均采用堆焊的方法，在低合金鋼鍛造或軋制的超厚板卷制的容器內壁全面堆焊厚度為5~10mm(根據不同的要求）的高清下載香蕉視頻app蘋果:不銹鋼，使容器既具有符合設計的耐壓性能，同時又具有優良的耐蝕性能。
1. 堆焊的特點
低合金鋼壓力容器內壁不銹(xiu)鋼堆(dui)焊層(ceng)，通常第(di)(di)一(yi)層(ceng)完全是異種材(cai)(cai)料焊接，第(di)(di)二層(ceng)以上才大致是同材(cai)(cai)焊接，因而一(yi)般情況(kuang)下(xia)，第(di)(di)一(yi)層(ceng)和第(di)(di)二層(ceng)以上使用成分(fen)不同的(de)焊接材(cai)(cai)料。其次，對只堆(dui)焊一(yi)層(ceng)就(jiu)達(da)到所規(gui)定(ding)(ding)的(de)成分(fen)的(de)單層(ceng)堆(dui)焊層(ceng)用焊材(cai)(cai)和堆(dui)焊二層(ceng)以上得到規(gui)定(ding)(ding)成分(fen)的(de)焊層(ceng)，所使用的(de)焊接材(cai)(cai)料也(ye)不相(xiang)同。
不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)碳鋼(gang)和低合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)中堆(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)方法很多，常(chang)見(jian)的(de)有手(shou)工(gong)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)、熔化極(ji)(ji)氣體(ti)保護焊(han)(han)、帶極(ji)(ji)埋弧(hu)（或電(dian)渣）堆(dui)(dui)焊(han)(han)、絲(si)極(ji)(ji)埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)等。無(wu)論(lun)哪一種(zhong)堆(dui)(dui)焊(han)(han)方法，第一層堆(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬都是由堆(dui)(dui)焊(han)(han)材料的(de)熔敷(fu)金(jin)(jin)屬和熔人(ren)的(de)母(mu)材金(jin)(jin)屬熔合(he)而(er)成(cheng)(cheng)的(de)。由于母(mu)材的(de)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)素含量很低，所(suo)以它對第一層焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬的(de)合(he)金(jin)(jin)成(cheng)(cheng)分具有稀釋作用(yong)。因此，可(ke)能使焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬中奧(ao)氏體(ti)和鐵(tie)素體(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)素含量不足，結果堆(dui)(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)屬可(ke)能出(chu)現大量的(de)馬(ma)氏體(ti)組織，并可(ke)能產生裂紋，同時導(dao)致堆(dui)(dui)焊(han)(han)層韌性降低。
焊縫金屬成分和組織決定于堆(dui)焊材料和母材熔(rong)入量即熔(rong)合比（也稱(cheng)稀(xi)釋率）。當(dang)堆(dui)焊工藝確定之后，稀(xi)釋率基本(ben)確定。
稀(xi)(xi)釋率是(shi)確定過渡(du)(du)層(ceng)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)成(cheng)分的(de)(de)依據。以(yi)手工電焊(han)(han)(han)(han)(han)條為例，焊(han)(han)(han)(han)(han)條的(de)(de)熔合(he)比一般是(shi)20%左右，如用20-10型(xing)的(de)(de)電焊(han)(han)(han)(han)(han)條，經母(mu)材(cai)(cai)(cai)稀(xi)(xi)釋以(yi)后，堆焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)成(cheng)分將變成(cheng)16-型(xing)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)中可(ke)能是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體＋馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體組(zu)織(zhi)。若(ruo)(ruo)在(zai)(zai)實際操作中熔合(he)比較(jiao)大(da)(da)時，就(jiu)有可(ke)能在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)中產(chan)(chan)生大(da)(da)量(liang)的(de)(de)脆硬馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體，而且由于(yu)稀(xi)(xi)釋作用，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)中的(de)(de)Ni含(han)量(liang)較(jiao)低(di)，在(zai)(zai)熔合(he)線附近產(chan)(chan)生較(jiao)寬的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體過渡(du)(du)層(ceng)。這樣(yang)的(de)(de)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)無(wu)論是(shi)力(li)學性(xing)能、耐(nai)蝕性(xing)能，還(huan)是(shi)抗(kang)裂性(xing)能都很差(cha)。同樣(yang)的(de)(de)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)方法，若(ruo)(ruo)選用24-13型(xing)的(de)(de)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)料，經母(mu)材(cai)(cai)(cai)稀(xi)(xi)釋后，堆焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)成(cheng)分是(shi)19-9或18-8型(xing)，這樣(yang)第一層(ceng)就(jiu)基本達到堆焊(han)(han)(han)(han)(han)成(cheng)分的(de)(de)要求(qiu)，而且焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)組(zu)織(zhi)是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體＋鐵素體組(zu)織(zhi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)就(jiu)具有較(jiao)高的(de)(de)抗(kang)熱(re)裂性(xing)能和抗(kang)腐蝕性(xing)能。
在過渡層上再堆(dui)焊不銹層，則可采(cai)用相(xiang)應的焊材(cai)，如308L、347L及310MoL分別適(shi)合(he)于核電(dian)、石油加氫及尿(niao)素(su)等(deng)壓力容(rong)器的堆(dui)焊。
2. 堆焊方法
表(biao)4-6是幾種在(zai)低合金鋼壓力容器內壁不銹鋼堆(dui)焊中常用(yong)的方法及其使(shi)用(yong)部位、使(shi)用(yong)特點和(he)發展趨勢。
在表4-6的堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)接方法中，使用(yong)(yong)最多的是帶極堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)。帶極堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)的效率是手工電(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的10~20倍，稀釋率較低(di)而且可以得到美觀、穩定的堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層，適合(he)于厚壁(bi)容器(qi)大面積堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)。對小(xiao)口徑管件(jian)和堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)較小(xiao)的構件(jian)，MIG、TIG及等離子(zi)弧(hu)(hu)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)使用(yong)(yong)得較多。手工電(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)在形狀復雜的部位(wei)和不能用(yong)(yong)平焊(han)(han)(han)(han)(han)的場合(he)或修補堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)的場合(he)具有施(shi)工簡便的特點，故手工電(dian)弧(hu)(hu)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)與帶極堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)一起成為最普(pu)遍應用(yong)(yong)的堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)方法。
帶極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)可分(fen)為埋弧堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)（SAW法）、電渣堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)（ESW法）和(he)高(gao)(gao)速帶極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)方法（HSW法）。按(an)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)數又可分(fen)為單層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)和(he)雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)、多層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)工(gong)藝(yi)。單層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)可只用(yong)一種不(bu)(bu)銹鋼帶，減(jian)少(shao)制(zhi)(zhi)造中(zhong)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接和(he)熱處(chu)理工(gong)序，縮短制(zhi)(zhi)造周期，從而降低制(zhi)(zhi)造成(cheng)本。但(dan)(dan)是只堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)一層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)(bu)銹鋼就達到(dao)設計規(gui)定(ding)的(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)分(fen)、金相組織和(he)各項力學性能，在(zai)技術上有很大(da)難度，對(dui)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)和(he)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)工(gong)藝(yi)參數的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)均非常(chang)嚴格。雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)雖然帶極(ji)種類增加(jia)(jia)了，但(dan)(dan)由于(yu)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)（高(gao)(gao)Cr、Ni含(han)量(liang)(liang)），使耐(nai)蝕層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)超低碳，一定(ding)的(de)(de)(de)(de)Cr、Ni含(han)量(liang)(liang)就較(jiao)容易(yi)保證，因此(ci)對(dui)于(yu)焊(han)(han)(han)接技術和(he)生產管(guan)理水(shui)平不(bu)(bu)是非常(chang)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)企業，一般(ban)均采(cai)用(yong)雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)工(gong)藝(yi)。帶極(ji)尺寸(cun)可以有不(bu)(bu)同厚度和(he)寬度，如：0.4mm×17.5mm、25 mm、37.5 mm、50 mm、75 mm、150 mm或(huo)0.5mm×30 mm、60 mm、90 mm、120 mm、180 mm.目前(qian)用(yong)得較(jiao)廣泛的(de)(de)(de)(de)是：0.4mm×50 mm、75mm和(he)0.5mm×60mm,帶極(ji)越(yue)寬，生產率越(yue)高(gao)(gao)，但(dan)(dan)同時(shi)會帶來磁(ci)偏吹現象的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)重和(he)由于(yu)電流加(jia)(jia)大(da)造成(cheng)抗氫(qing)致剝離能力下降。故目前(qian)生產中(zhong)用(yong)得較(jiao)多的(de)(de)(de)(de)帶極(ji)尺寸(cun)為0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊材(cai)料
壓力容器堆焊(han)(han)(han)材(cai)料(liao)主(zhu)要取決(jue)于(yu)使(shi)用介質(zhi)。表(biao)4-7、表(biao)4-8中(zhong)，20-10型焊(han)(han)(han)材(cai)00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分(fen)別用于(yu)核電石(shi)油加氫及化肥(fei)等(deng)環境(jing)，作為堆焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的不銹層(ceng)(ceng)使(shi)用，而24-13型焊(han)(han)(han)材(cai)00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等(deng)則用作過(guo)渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)。表(biao)中(zhong)00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的焊(han)(han)(han)材(cai)是大化肥(fei)尿(niao)素(su)合成塔等(deng)專用的焊(han)(han)(han)材(cai)，既(ji)用作過(guo)渡層(ceng)(ceng)也用于(yu)不銹層(ceng)(ceng)的堆焊(han)(han)(han)。
4. 堆(dui)焊工(gong)藝要(yao)點
低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)壓(ya)力容(rong)器內壁不(bu)(bu)銹鋼(gang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)時，首先(xian)用(yong)(yong)高鉻鎳的(de)(de)24-13型不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接材料在低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)母材上堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)一層(ceng)(ceng)過(guo)渡層(ceng)(ceng)。堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)時要(yao)嚴(yan)格控制工(gong)藝參數，保(bao)證(zheng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)的(de)(de)稀釋率均勻和堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)成分和組(zu)織的(de)(de)穩(wen)定，這對于過(guo)渡層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)是(shi)至關重要(yao)的(de)(de)。當(dang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)耐(nai)腐蝕層(ceng)(ceng)時，仍(reng)應采用(yong)(yong)小(xiao)熱輸入。所選用(yong)(yong)的(de)(de)鉻鎳奧氏體(ti)鋼(gang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)材料應能保(bao)證(zheng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)的(de)(de)含(han)(han)碳量(liang)、鐵素體(ti)含(han)(han)量(liang)以及其他化學成分符(fu)合(he)(he)技術條件要(yao)求。常用(yong)(yong)的(de)(de)有20-10型、20-10Nb型、18-12Mo型等材料堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)鐵素體(ti)含(han)(han)量(liang)通常在3%~10%(石油化工(gong)）和5%~12%(核(he)電）范圍，而尿素裝置堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)用(yong)(yong)25-22-2焊(han)(han)材，堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)鐵素體(ti)要(yao)求≤0.6%,即(ji)盡可能低的(de)(de)鐵素體(ti)含(han)(han)量(liang)。
表4-9、表4-10、表4-11分別是手工(gong)焊(han)條(tiao)、鎢極(ji)氬弧焊(han)和帶極(ji)堆(dui)焊(han)的工(gong)藝參數。
對帶極埋弧焊和電(dian)渣堆焊，國內外經過幾十(shi)年的研(yan)究，現(xian)大多(duo)采用燒結焊劑，典型配套焊接材料見表 4-12。
5. 預(yu)熱和焊后熱處理
厚壁壓力容器堆焊(han)(han)前預熱(re)，是(shi)為了防止焊(han)(han)接熱(re)影響(xiang)區的裂紋。預熱(re)溫(wen)度(du)可控制為100~150℃之間，堆焊(han)(han)時如果預熱(re)溫(wen)度(du)過高，使母材熔深增加過多，造成稀釋(shi)率過大是(shi)不(bu)理想的。堆焊(han)(han)第二(er)層(ceng)和二(er)層(ceng)以上(shang)的堆焊(han)(han)層(ceng)則不(bu)需要進行預熱(re)。
厚壁壓力容器在制造過(guo)(guo)程中(zhong)要經受多次(ci)中(zhong)間熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)和最終熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)。這(zhe)些熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)目的(de)是：①. 消(xiao)除(chu)焊(han)縫中(zhong)的(de)氫，防止產生(sheng)冷裂(lie)紋(wen)；②. 消(xiao)除(chu)焊(han)縫和熱(re)影響區(qu)的(de)淬硬傾向，改善其塑韌性(xing)(xing)；③. 消(xiao)除(chu)焊(han)接殘(can)余應(ying)力，防止變形和產生(sheng)冷裂(lie)紋(wen)；④. 穩定焊(han)縫和熱(re)影響區(qu)的(de)組織(zhi)結構，改善其性(xing)(xing)能。這(zhe)些熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)主要是針對(dui)壓力容器的(de)基體(ti)金屬(shu)即(ji)低(di)合金鋼及其焊(han)縫的(de)，而不是針對(dui)不銹(xiu)(xiu)鋼堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)。相(xiang)反(fan)，熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)過(guo)(guo)程對(dui)堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)來說是不利的(de)，因為(wei)焊(han)后熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)可能引起(qi)不銹(xiu)(xiu)鋼堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)發生(sheng)碳化物析出，鐵(tie)素體(ti)相(xiang)轉變（為(wei)o相(xiang)）和熔合區(qu)引起(qi)脫(tuo)碳、增碳等現象，從而導致堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)和熔合區(qu)的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)和塑韌性(xing)(xing)的(de)降低(di)。
壓力容(rong)器(qi)制(zhi)造過程中(zhong)(zhong)進行(xing)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)稱(cheng)為中(zhong)(zhong)間(jian)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)，而產品制(zhi)造完畢在出廠(chang)之(zhi)前進行(xing)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)則(ze)稱(cheng)之(zhi)為最(zui)終熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)（PWHT).中(zhong)(zhong)間(jian)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)和(he)最(zui)終熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)對不同(tong)鋼(gang)種來說是不一樣的(de)(de)，表4-13中(zhong)(zhong)列出了常用(yong)的(de)(de)幾種壓力容(rong)器(qi)用(yong)鋼(gang)的(de)(de)中(zhong)(zhong)間(jian)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)和(he)最(zui)終熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)溫度供(gong)參考。至于在熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)時的(de)(de)保溫時間(jian)，一般均按容(rong)器(qi)壁厚以(yi)1小(xiao)時／英(ying)寸來確定(ding)，但(dan)不小(xiao)于1小(xiao)時。
