浙江至德鋼業有限公司承制的一臺加氫脫硫進料、反應產物換熱器，主體材料選用基層材料為14Cr1MoR，復合層材料為06Cr18Ni11Ti（化學成分見表5-45，力學性能見表5-46），其規格為Φ1300mm×（26＋3）mm×6812mm。管程設計壓力1.54MPa，殼程設計壓力為3.17MPa，管程設計溫度為375／40（℃），殼程設計溫度為305／40（℃）。
一、焊接(jie)性分析
1. 焊接材料(liao)
從表中(zhong)的化(hua)學成(cheng)(cheng)分計算出基(ji)層(ceng)材料(liao)14Cr1MoR的碳(tan)(tan)當量（C）為0.626％，可以判斷該材料(liao)焊(han)接性不(bu)(bu)好(hao)，焊(han)接前必須要較(jiao)高(gao)溫(wen)度(du)的預熱(re)，施焊(han)時要嚴格控制好(hao)焊(han)接工藝。復合(he)板(ban)的復層(ceng)Cr-Mo含量較(jiao)高(gao)且其C含量較(jiao)低。因(yin)此在(zai)焊(han)接中(zhong)要注(zhu)意這些因(yin)素：①. 焊(han)接過(guo)(guo)程中(zhong)加熱(re)和(he)冷卻不(bu)(bu)均勻，在(zai)基(ji)層(ceng)厚(hou)度(du)方(fang)向會產生較(jiao)大的殘余應(ying)力，這種應(ying)力在(zai)不(bu)(bu)銹鋼復層(ceng)就會形成(cheng)(cheng)拉伸應(ying)力。在(zai)拉伸應(ying)力的作(zuo)用(yong)下有(you)可能在(zai)某個薄弱地帶開裂而(er)形成(cheng)(cheng)熱(re)裂紋。②. 避(bi)免發生焊(han)縫化(hua)學成(cheng)(cheng)分稀(xi)釋，產生碳(tan)(tan)遷移到過(guo)(guo)渡層(ceng)。
為了防(fang)止上述(shu)問(wen)題(ti)的發生，應采(cai)取(qu)下列措施：①. 對于復(fu)層(ceng)(ceng)要避免基層(ceng)(ceng)的碳元(yuan)素(su)遷移過(guo)渡(du)而導(dao)致增碳，以免降低復(fu)層(ceng)(ceng)的耐蝕性；②. 對于基層(ceng)(ceng)要避免復(fu)層(ceng)(ceng)的鉻、鎳(nie)等元(yuan)素(su)過(guo)渡(du)而導(dao)致合金含(han)量(liang)增高。若鉻、鎳(nie)合金元(yuan)素(su)增高，基層(ceng)(ceng)焊縫中會(hui)形成(cheng)脆硬組(zu)織，容易產生裂紋，影(ying)響焊縫強度(du)；③. 焊接時采(cai)用小熱輸入、小截(jie)面(mian)焊道，以減少焊縫溶池過(guo)熱，避免粗大(da)柱狀晶的產生。
2. 熱處(chu)理
14Cr1MoR鋼(gang)板是低合金耐(nai)熱(re)鋼(gang)，其焊縫區在(zai)回(hui)火(huo)時(shi)，隨(sui)著溫(wen)度的(de)升高(gao)，會使沖擊韌(ren)度下降(jiang)，甚至(zhi)開裂(lie)，是回(hui)火(huo)脆性(xing)(xing)的(de)典(dian)型表現。當焊接熱(re)輸入超過30kJ／cm、預熱(re)和層間溫(wen)度高(gao)于250℃時(shi)，則(ze)Cr-Mo鋼(gang)焊縫金屬的(de)強度和沖擊韌(ren)度會明顯下降(jiang)。為了避開Cr-Mo鋼(gang)在(zai)400～700℃時(shi)的(de)回(hui)火(huo)脆性(xing)(xing)敏(min)感區，同時(shi)滿足設計要求，選用焊后熱(re)處(chu)理溫(wen)度為704℃，恒(heng)溫(wen)2h后緩慢冷卻。
二(er)、焊接工(gong)藝
1. 焊接坡口(kou)的(de)選擇(ze)
坡口如圖5-23所示，目的是使基(ji)層(ceng)與復層(ceng)交(jiao)界(jie)處(chu)遠離焊接時的熱量集(ji)中區(qu)，避免(mian)了(le)基(ji)層(ceng)焊接時導致(zhi)復層(ceng)的分層(ceng)。
2. 焊(han)接方法
選用(yong)焊(han)條電弧焊(han)，在平面(mian)(mian)位置(zhi)進行焊(han)縫正面(mian)(mian)和(he)背面(mian)(mian)的焊(han)接，焊(han)后(hou)采用(yong)碳弧氣(qi)刨清根(gen)。
3. 焊接材料
為了保證(zheng)焊(han)縫耐蝕(shi)性、高溫強度(du)、沖(chong)擊韌度(du)和(he)焊(han)縫化學成分(fen)，選擇與(yu)母材化學成分(fen)接近的(de)焊(han)接材料。復合(he)板的(de)基層14Cr1MoR的(de)焊(han)接用(yong)(yong)R307BL焊(han)條；過(guo)渡層采用(yong)(yong)A062焊(han)條，以保證(zheng)過(guo)渡層金屬(shu)的(de)化學成分(fen)為奧氏體＋少量鐵素(su)體，不出現馬(ma)氏體，避(bi)免產生熱(re)裂紋；復層用(yong)(yong)A132焊(han)條。三種焊(han)條的(de)化學成分(fen)見表5-47。
4. 焊(han)接參數
為了(le)避(bi)免(mian)過渡(du)層(ceng)出現(xian)馬氏(shi)體組(zu)織，過渡(du)層(ceng)焊(han)(han)接(jie)時應采(cai)用(yong)小直徑、高(gao)鉻(ge)鎳焊(han)(han)條，并采(cai)用(yong)小熱(re)輸入、短弧焊(han)(han)、快速焊(han)(han)，以降低對復(fu)層(ceng)的稀釋。還要控制好過渡(du)層(ceng)和復(fu)合(he)層(ceng)的層(ceng)間溫度(du)，保(bao)證焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)有良(liang)好的耐蝕性(xing)。經焊(han)(han)接(jie)工藝(yi)評定，選用(yong)了(le)下列焊(han)(han)接(jie)工藝(yi)參數（見表5-48）。
三、焊接時的注(zhu)意事項(xiang)
1. 坡口表(biao)面20mm范圍(wei)內(nei)清除(chu)干凈(jing)油污、水(shui)跡和(he)污物。焊前(qian)復(fu)層(ceng)用(yong)汽油或(huo)丙酮除(chu)去油污，在復(fu)層(ceng)焊縫兩側150mm范圍(wei)內(nei)涂(tu)白堊粉(fen)防止飛濺粘附。打磨不銹鋼(gang)焊道，要用(yong)專用(yong)的錘頭除(chu)熔渣，防止滲碳(tan)。
2. 焊(han)前預(yu)熱(re)是(shi)有效防止焊(han)接熱(re)裂(lie)紋的(de)重要工(gong)藝手段，預(yu)熱(re)溫度要控(kong)制在160～250℃，復(fu)層溫度不高于60℃。
3. 層(ceng)(ceng)間(jian)溫度要控(kong)制200～250℃之間(jian)，不得超過250℃。焊(han)接時(shi)通過控(kong)制焊(han)接參(can)數來控(kong)制焊(han)接熱輸入，應采用多層(ceng)(ceng)多道焊(han)、窄道焊(han)及小幅擺動(dong)焊(han)條（擺動(dong)參(can)數為0～8mm）進行焊(han)接。
4. 基層焊(han)接時，嚴(yan)禁基層焊(han)條(tiao)焊(han)到(dao)復(fu)層，焊(han)接表面應距(ju)復(fu)合界面1.5～2.0mm，超(chao)過(guo)部位需用(yong)角向打磨機打磨。
5. 過(guo)渡層與復層焊接(jie)(jie)時要保證復層的(de)耐蝕性，過(guo)渡層厚度(du)為2.0～3.0mm。復層焊接(jie)(jie)時，為減少熱影響區，降低合金稀(xi)釋(shi)率，焊接(jie)(jie)時焊條不(bu)擺動，采(cai)用(yong)多層多道焊，宜采(cai)用(yong)小電流，直流反接(jie)(jie)。嚴格控制過(guo)渡層及(ji)復層的(de)層間(jian)溫度(du)不(bu)高(gao)于250℃。
四、焊接檢驗
按(an)檢(jian)測(ce)評定標準JB／T 4730-2005《承壓設備無損檢(jian)測(ce)》進行檢(jian)測(ce)，先后對換熱器的A、B類焊(han)接接頭的基層和復層焊(han)縫(feng)(feng)進行100％．RT檢(jian)測(ce)，技術等(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)為(wei)(wei)AB級(ji)(ji)，質(zhi)量(liang)等(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)為(wei)(wei)II級(ji)(ji)合(he)(he)格；100％UT檢(jian)測(ce)，技術等(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)為(wei)(wei)B級(ji)(ji)，質(zhi)量(liang)等(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)為(wei)(wei)I級(ji)(ji)合(he)(he)格。所有(you)焊(han)縫(feng)(feng)的一次射線檢(jian)測(ce)合(he)(he)格率超過(guo)98％，一次返修(xiu)合(he)(he)格率為(wei)(wei)100％。全部滿足設計圖樣(yang)要(yao)求(qiu)。
