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）的香蕉視頻app連接: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(de)特點
低合金鋼(gang)壓力(li)容器內(nei)壁(bi)不銹鋼(gang)堆焊層(ceng)，通常第(di)一(yi)(yi)層(ceng)完全是異種(zhong)材料(liao)焊接(jie)，第(di)二層(ceng)以上才大致是同(tong)(tong)材焊接(jie)，因而一(yi)(yi)般情(qing)況下，第(di)一(yi)(yi)層(ceng)和第(di)二層(ceng)以上使用成分不同(tong)(tong)的(de)焊接(jie)材料(liao)。其次(ci)，對只堆焊一(yi)(yi)層(ceng)就達到(dao)所(suo)規(gui)定的(de)成分的(de)單層(ceng)堆焊層(ceng)用焊材和堆焊二層(ceng)以上得到(dao)規(gui)定成分的(de)焊層(ceng)，所(suo)使用的(de)焊接(jie)材料(liao)也不相同(tong)(tong)。
不銹鋼在碳鋼和(he)低(di)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼中堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)(de)方(fang)法很多，常見的(de)(de)有手工電(dian)弧焊(han)(han)、熔化極氣體(ti)(ti)(ti)保護焊(han)(han)、帶(dai)極埋弧（或電(dian)渣）堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)、絲極埋弧堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)等。無(wu)論(lun)哪(na)一(yi)種堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)方(fang)法，第一(yi)層堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)都是由(you)(you)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)材料的(de)(de)熔敷金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和(he)熔人的(de)(de)母材金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔合(he)(he)(he)而(er)成的(de)(de)。由(you)(you)于母材的(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元素(su)含量(liang)很低(di)，所以它對第一(yi)層焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)成分具有稀釋作用。因此，可能(neng)使焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中奧氏體(ti)(ti)(ti)和(he)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)形成元素(su)含量(liang)不足(zu)，結(jie)果堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)可能(neng)出現大量(liang)的(de)(de)馬氏體(ti)(ti)(ti)組織，并(bing)可能(neng)產生裂紋，同時導致(zhi)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層韌性降低(di)。
焊(han)縫金屬成(cheng)分和組(zu)織決定(ding)于(yu)堆焊(han)材料和母材熔(rong)入量(liang)即熔(rong)合比(bi)（也稱(cheng)稀釋(shi)率(lv)）。當(dang)堆焊(han)工藝確定(ding)之后，稀釋(shi)率(lv)基本確定(ding)。
稀(xi)釋(shi)率是(shi)確(que)定(ding)過(guo)渡(du)層堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材料(liao)的(de)(de)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)依據。以(yi)手工電(dian)焊(han)(han)(han)條為(wei)例，焊(han)(han)(han)條的(de)(de)熔(rong)合比一(yi)般是(shi)20%左右，如(ru)用(yong)20-10型(xing)(xing)的(de)(de)電(dian)焊(han)(han)(han)條，經母材稀(xi)釋(shi)以(yi)后(hou)，堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)成(cheng)分(fen)(fen)將變成(cheng)16-型(xing)(xing)，焊(han)(han)(han)縫中(zhong)可能(neng)(neng)是(shi)奧氏(shi)(shi)體＋馬氏(shi)(shi)體組(zu)織。若(ruo)在實際操作中(zhong)熔(rong)合比較(jiao)大時，就(jiu)有可能(neng)(neng)在焊(han)(han)(han)縫中(zhong)產生大量的(de)(de)脆硬(ying)馬氏(shi)(shi)體，而且(qie)(qie)由于稀(xi)釋(shi)作用(yong)，焊(han)(han)(han)縫中(zhong)的(de)(de)Ni含(han)量較(jiao)低，在熔(rong)合線(xian)附近(jin)產生較(jiao)寬的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體過(guo)渡(du)層。這樣(yang)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層無論是(shi)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)、耐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，還是(shi)抗裂(lie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)都很差。同樣(yang)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)方法，若(ruo)選用(yong)24-13型(xing)(xing)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材料(liao)，經母材稀(xi)釋(shi)后(hou)，堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)成(cheng)分(fen)(fen)是(shi)19-9或18-8型(xing)(xing)，這樣(yang)第一(yi)層就(jiu)基(ji)本達到(dao)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)要求，而且(qie)(qie)焊(han)(han)(han)縫組(zu)織是(shi)奧氏(shi)(shi)體＋鐵素體組(zu)織焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)就(jiu)具有較(jiao)高的(de)(de)抗熱裂(lie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和抗腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。
在過渡層上(shang)再堆焊(han)不銹層，則可采用相(xiang)應的焊(han)材(cai)，如308L、347L及310MoL分別適合于核(he)電、石油加氫及尿素等壓力容器(qi)的堆焊(han)。
2. 堆焊方法
表4-6是幾種在低合金鋼壓力容器內壁不銹鋼堆焊(han)中常用的方法及其使(shi)用部位(wei)、使(shi)用特點和發展趨勢。
在(zai)表4-6的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接方法(fa)中，使用最(zui)多的(de)(de)是(shi)(shi)帶極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)。帶極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)效率(lv)是(shi)(shi)手工電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)10~20倍，稀釋率(lv)較低而且可以得到美觀、穩定的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層，適合于厚(hou)壁容器大面積堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)。對小(xiao)口徑管件和(he)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)較小(xiao)的(de)(de)構件，MIG、TIG及等(deng)離子弧堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)使用得較多。手工電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)在(zai)形狀復(fu)雜(za)的(de)(de)部(bu)位和(he)不能用平焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)場合或(huo)修補堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)場合具有施工簡便的(de)(de)特點，故(gu)手工電(dian)弧堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)與帶極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)一起成為最(zui)普遍應用的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)方法(fa)。
帶(dai)極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)可(ke)(ke)分(fen)(fen)為埋弧堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)（SAW法(fa)）、電(dian)渣堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)（ESW法(fa)）和(he)(he)(he)高(gao)速(su)帶(dai)極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)方法(fa)（HSW法(fa)）。按堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)數又可(ke)(ke)分(fen)(fen)為單層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)和(he)(he)(he)雙層(ceng)、多層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)藝。單層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)可(ke)(ke)只(zhi)用一種不(bu)(bu)銹鋼帶(dai)，減少制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)中的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接和(he)(he)(he)熱處(chu)理(li)工(gong)(gong)序，縮短制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)周期，從(cong)而降低制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)成(cheng)本。但是只(zhi)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)一層(ceng)不(bu)(bu)銹鋼就達到設計規定的(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)(fen)、金相組(zu)織和(he)(he)(he)各項力學性能，在(zai)技(ji)術上有(you)(you)很大(da)難度，對堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)(fen)和(he)(he)(he)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)藝參數的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)均(jun)(jun)非(fei)常嚴(yan)格。雙層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)雖然帶(dai)極種類增(zeng)加(jia)了(le)，但由(you)于(yu)過渡(du)層(ceng)的(de)(de)(de)存在(zai)（高(gao)Cr、Ni含量(liang)），使耐蝕(shi)層(ceng)的(de)(de)(de)超低碳(tan)，一定的(de)(de)(de)Cr、Ni含量(liang)就較容易保證，因此對于(yu)焊(han)(han)(han)(han)接技(ji)術和(he)(he)(he)生(sheng)產(chan)管理(li)水(shui)平不(bu)(bu)是非(fei)常高(gao)的(de)(de)(de)企業，一般(ban)均(jun)(jun)采(cai)用雙層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)藝。帶(dai)極尺(chi)寸(cun)可(ke)(ke)以有(you)(you)不(bu)(bu)同(tong)厚(hou)度和(he)(he)(he)寬度，如：0.4mm×17.5mm、25 mm、37.5 mm、50 mm、75 mm、150 mm或0.5mm×30 mm、60 mm、90 mm、120 mm、180 mm.目前用得較廣泛的(de)(de)(de)是：0.4mm×50 mm、75mm和(he)(he)(he)0.5mm×60mm,帶(dai)極越寬，生(sheng)產(chan)率越高(gao)，但同(tong)時會(hui)帶(dai)來磁偏吹現(xian)象的(de)(de)(de)加(jia)重和(he)(he)(he)由(you)于(yu)電(dian)流加(jia)大(da)造(zao)(zao)成(cheng)抗氫致剝(bo)離能力下降。故(gu)目前生(sheng)產(chan)中用得較多的(de)(de)(de)帶(dai)極尺(chi)寸(cun)為0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊材料
壓(ya)力容器堆焊(han)(han)(han)材(cai)料主(zhu)要取決于使用(yong)(yong)介質(zhi)。表(biao)4-7、表(biao)4-8中，20-10型焊(han)(han)(han)材(cai)00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分別用(yong)(yong)于核電石油(you)加(jia)氫及化肥(fei)等(deng)(deng)環境，作(zuo)為堆焊(han)(han)(han)層的不(bu)(bu)銹層使用(yong)(yong)，而24-13型焊(han)(han)(han)材(cai)00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等(deng)(deng)則(ze)用(yong)(yong)作(zuo)過渡層焊(han)(han)(han)。表(biao)中00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的焊(han)(han)(han)材(cai)是大化肥(fei)尿素合成塔等(deng)(deng)專用(yong)(yong)的焊(han)(han)(han)材(cai)，既(ji)用(yong)(yong)作(zuo)過渡層也用(yong)(yong)于不(bu)(bu)銹層的堆焊(han)(han)(han)。
4. 堆焊工(gong)藝(yi)要點
低合(he)金(jin)鋼(gang)壓力容器內壁(bi)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)時(shi)，首先用(yong)高鉻鎳的(de)(de)24-13型(xing)(xing)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)接(jie)材料在低合(he)金(jin)鋼(gang)母材上堆(dui)(dui)(dui)焊(han)一層(ceng)(ceng)(ceng)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)。堆(dui)(dui)(dui)焊(han)時(shi)要(yao)嚴格(ge)控制工藝參(can)數(shu)，保證(zheng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)稀釋率均勻和(he)(he)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)成分和(he)(he)組織(zhi)的(de)(de)穩定(ding)，這對于過渡層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)是(shi)至(zhi)關重要(yao)的(de)(de)。當堆(dui)(dui)(dui)焊(han)耐腐蝕層(ceng)(ceng)(ceng)時(shi)，仍應采用(yong)小熱(re)輸入。所選用(yong)的(de)(de)鉻鎳奧氏體(ti)鋼(gang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)材料應能(neng)保證(zheng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)含(han)碳量、鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)含(han)量以及其(qi)他化(hua)學成分符合(he)技術條件要(yao)求。常用(yong)的(de)(de)有20-10型(xing)(xing)、20-10Nb型(xing)(xing)、18-12Mo型(xing)(xing)等材料堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)含(han)量通常在3%~10%(石油(you)化(hua)工）和(he)(he)5%~12%(核電(dian)）范圍(wei)，而尿素(su)(su)(su)裝(zhuang)置堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)25-22-2焊(han)材，堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)要(yao)求≤0.6%,即(ji)盡可能(neng)低的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)含(han)量。
表4-9、表4-10、表4-11分別是手(shou)工焊條、鎢極氬弧焊和帶極堆焊的工藝參數。
對帶極埋弧焊和電渣堆焊，國內外經(jing)過幾十(shi)年的研究，現大多采用燒結焊劑(ji)，典型(xing)配套焊接材料見表(biao) 4-12。
5. 預熱和焊后熱處理
厚壁壓力容器(qi)堆(dui)焊(han)(han)前預熱(re)，是為(wei)了防止焊(han)(han)接熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)的裂紋(wen)。預熱(re)溫(wen)(wen)度可控(kong)制為(wei)100~150℃之(zhi)間，堆(dui)焊(han)(han)時如果預熱(re)溫(wen)(wen)度過高(gao)，使母材熔深(shen)增加(jia)過多，造成稀釋率(lv)過大(da)是不(bu)理想的。堆(dui)焊(han)(han)第二(er)層和(he)二(er)層以(yi)上的堆(dui)焊(han)(han)層則不(bu)需要進行預熱(re)。
厚壁壓力容器在(zai)制造(zao)過(guo)程中(zhong)要經(jing)受多(duo)次中(zhong)間熱(re)處理(li)和最終熱(re)處理(li)。這些(xie)熱(re)處理(li)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)：①. 消除焊(han)(han)縫中(zhong)的(de)(de)氫，防止產生冷裂紋；②. 消除焊(han)(han)縫和熱(re)影(ying)響區(qu)的(de)(de)淬硬傾向(xiang)，改善(shan)其塑(su)韌(ren)性(xing)(xing)；③. 消除焊(han)(han)接殘余應力，防止變形(xing)和產生冷裂紋；④. 穩定焊(han)(han)縫和熱(re)影(ying)響區(qu)的(de)(de)組織結構，改善(shan)其性(xing)(xing)能。這些(xie)熱(re)處理(li)主要是(shi)針對(dui)(dui)壓力容器的(de)(de)基體金屬即低(di)合金鋼及其焊(han)(han)縫的(de)(de)，而(er)不是(shi)針對(dui)(dui)不銹(xiu)鋼堆(dui)焊(han)(han)層的(de)(de)。相反，熱(re)處理(li)過(guo)程對(dui)(dui)堆(dui)焊(han)(han)層來說是(shi)不利的(de)(de)，因為焊(han)(han)后(hou)熱(re)處理(li)可能引起(qi)不銹(xiu)鋼堆(dui)焊(han)(han)層發生碳化物(wu)析出，鐵素體相轉變（為o相）和熔合區(qu)引起(qi)脫(tuo)碳、增(zeng)碳等現象，從而(er)導(dao)致(zhi)堆(dui)焊(han)(han)層和熔合區(qu)的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)和塑(su)韌(ren)性(xing)(xing)的(de)(de)降低(di)。
壓力容器(qi)制造過程中進行(xing)的熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理稱為中間(jian)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理，而(er)產品(pin)制造完畢在(zai)出廠之(zhi)前(qian)進行(xing)的熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理則稱之(zhi)為最(zui)終熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理（PWHT).中間(jian)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理和最(zui)終熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理對(dui)不(bu)同鋼(gang)種來(lai)(lai)說(shuo)是不(bu)一樣的，表(biao)4-13中列出了常(chang)用的幾種壓力容器(qi)用鋼(gang)的中間(jian)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理和最(zui)終熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理溫度供(gong)參考。至于(yu)在(zai)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理時(shi)的保溫時(shi)間(jian)，一般均按容器(qi)壁厚以1小時(shi)／英寸來(lai)(lai)確定，但不(bu)小于(yu)1小時(shi)。
