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. 堆焊的特點(dian)
低合金(jin)鋼壓力(li)容(rong)器內壁不(bu)銹鋼堆焊(han)(han)(han)層(ceng)，通常第(di)一(yi)層(ceng)完全是異種材(cai)(cai)料焊(han)(han)(han)接(jie)，第(di)二(er)(er)(er)層(ceng)以上(shang)(shang)才(cai)大致是同(tong)材(cai)(cai)焊(han)(han)(han)接(jie)，因而一(yi)般情況下，第(di)一(yi)層(ceng)和(he)第(di)二(er)(er)(er)層(ceng)以上(shang)(shang)使(shi)用(yong)成分(fen)(fen)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料。其次(ci)，對(dui)只(zhi)堆焊(han)(han)(han)一(yi)層(ceng)就達到(dao)所(suo)規定的(de)(de)(de)成分(fen)(fen)的(de)(de)(de)單層(ceng)堆焊(han)(han)(han)層(ceng)用(yong)焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)和(he)堆焊(han)(han)(han)二(er)(er)(er)層(ceng)以上(shang)(shang)得(de)到(dao)規定成分(fen)(fen)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)層(ceng)，所(suo)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料也不(bu)相(xiang)同(tong)。
不銹(xiu)鋼在(zai)碳鋼和(he)(he)低合金(jin)鋼中堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)方法(fa)很(hen)多，常見的(de)(de)(de)有(you)手工(gong)電弧焊(han)(han)(han)、熔(rong)化極氣體保(bao)護焊(han)(han)(han)、帶極埋(mai)弧（或電渣）堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)、絲(si)極埋(mai)弧堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)等。無論哪一(yi)(yi)種(zhong)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)方法(fa)，第一(yi)(yi)層(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)都是由(you)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材料的(de)(de)(de)熔(rong)敷金(jin)屬(shu)和(he)(he)熔(rong)人的(de)(de)(de)母材金(jin)屬(shu)熔(rong)合而成(cheng)的(de)(de)(de)。由(you)于母材的(de)(de)(de)合金(jin)元素含(han)量很(hen)低，所(suo)以它對第一(yi)(yi)層(ceng)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)合金(jin)成(cheng)分具有(you)稀(xi)釋作用(yong)。因此，可能(neng)使焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)中奧氏體和(he)(he)鐵(tie)素體形成(cheng)元素含(han)量不足，結(jie)果堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)可能(neng)出(chu)現大量的(de)(de)(de)馬氏體組織(zhi)，并可能(neng)產(chan)生裂紋，同時導致(zhi)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)韌性降低。
焊(han)縫金屬成分和(he)組(zu)織(zhi)決定于堆焊(han)材料和(he)母(mu)材熔入量即(ji)熔合比（也稱(cheng)稀釋(shi)率(lv)）。當堆焊(han)工藝(yi)確(que)定之后，稀釋(shi)率(lv)基本確(que)定。
稀(xi)釋率(lv)是(shi)(shi)確定過渡層(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分的(de)(de)(de)(de)依據(ju)。以手工電(dian)焊(han)(han)條(tiao)為(wei)例，焊(han)(han)條(tiao)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)合比(bi)一般(ban)是(shi)(shi)20%左右，如用(yong)20-10型(xing)的(de)(de)(de)(de)電(dian)焊(han)(han)條(tiao)，經母材稀(xi)釋以后，堆(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫金(jin)屬成(cheng)(cheng)分將變成(cheng)(cheng)16-型(xing)，焊(han)(han)縫中可(ke)能(neng)(neng)(neng)是(shi)(shi)奧氏體(ti)(ti)＋馬(ma)氏體(ti)(ti)組織(zhi)。若(ruo)在實際操作(zuo)中熔(rong)合比(bi)較(jiao)大時，就(jiu)(jiu)有可(ke)能(neng)(neng)(neng)在焊(han)(han)縫中產生(sheng)(sheng)大量的(de)(de)(de)(de)脆硬馬(ma)氏體(ti)(ti)，而且(qie)由于稀(xi)釋作(zuo)用(yong)，焊(han)(han)縫中的(de)(de)(de)(de)Ni含量較(jiao)低，在熔(rong)合線附近(jin)產生(sheng)(sheng)較(jiao)寬(kuan)的(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)過渡層(ceng)。這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)無論(lun)是(shi)(shi)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、耐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，還是(shi)(shi)抗裂(lie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)都很差(cha)。同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)方(fang)法(fa)，若(ruo)選用(yong)24-13型(xing)的(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)材料(liao)，經母材稀(xi)釋后，堆(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫金(jin)屬成(cheng)(cheng)分是(shi)(shi)19-9或18-8型(xing)，這(zhe)樣第一層(ceng)就(jiu)(jiu)基本達到(dao)堆(dui)(dui)焊(han)(han)成(cheng)(cheng)分的(de)(de)(de)(de)要(yao)求，而且(qie)焊(han)(han)縫組織(zhi)是(shi)(shi)奧氏體(ti)(ti)＋鐵素體(ti)(ti)組織(zhi)焊(han)(han)縫金(jin)屬就(jiu)(jiu)具有較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)抗熱裂(lie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和抗腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。
在(zai)過渡層(ceng)上再堆焊不銹層(ceng)，則可采用(yong)相應的(de)焊材(cai)，如308L、347L及310MoL分別適合于核電、石(shi)油加氫(qing)及尿(niao)素(su)等壓力容器的(de)堆焊。
2. 堆(dui)焊(han)方法
表4-6是幾種在低合金鋼壓力容器內壁(bi)不銹鋼堆焊中常用(yong)(yong)的方法及其(qi)使(shi)用(yong)(yong)部位、使(shi)用(yong)(yong)特點(dian)和(he)發展(zhan)趨(qu)勢(shi)。
在(zai)表4-6的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊焊接方(fang)(fang)法(fa)中，使(shi)用最(zui)多(duo)(duo)的(de)是帶極(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊。帶極(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊的(de)效率(lv)是手(shou)工(gong)(gong)電弧(hu)焊的(de)10~20倍，稀釋率(lv)較低而(er)且可以(yi)得到美觀(guan)、穩定的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊層，適合(he)于厚壁容器(qi)大面(mian)積堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊。對小口徑管件和(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊較小的(de)構件，MIG、TIG及等離子弧(hu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊使(shi)用得較多(duo)(duo)。手(shou)工(gong)(gong)電弧(hu)焊在(zai)形(xing)狀復雜(za)的(de)部位和(he)不能用平焊的(de)場合(he)或修補(bu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊的(de)場合(he)具有施工(gong)(gong)簡(jian)便(bian)的(de)特點，故手(shou)工(gong)(gong)電弧(hu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊與帶極(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊一起成為最(zui)普(pu)遍(bian)應(ying)用的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊方(fang)(fang)法(fa)。
帶(dai)(dai)極堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)可(ke)分(fen)為埋(mai)弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)（SAW法(fa)）、電渣堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)（ESW法(fa)）和(he)(he)高速(su)帶(dai)(dai)極堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)方法(fa)（HSW法(fa)）。按堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)數又可(ke)分(fen)為單層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)和(he)(he)雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)、多(duo)層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)工藝(yi)。單層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)可(ke)只用一(yi)種(zhong)不(bu)銹鋼(gang)帶(dai)(dai)，減(jian)少(shao)制(zhi)(zhi)造(zao)中的焊(han)(han)(han)(han)接和(he)(he)熱(re)處理(li)工序(xu)，縮短制(zhi)(zhi)造(zao)周(zhou)期(qi)，從而降(jiang)低制(zhi)(zhi)造(zao)成本。但是(shi)只堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)銹鋼(gang)就達到設計規定的化學(xue)成分(fen)、金相組織(zhi)和(he)(he)各項(xiang)力學(xue)性能，在技(ji)(ji)術上有很大難度(du)，對(dui)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料的成分(fen)和(he)(he)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)工藝(yi)參(can)數的控制(zhi)(zhi)均非常(chang)嚴格。雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)雖然帶(dai)(dai)極種(zhong)類(lei)增加(jia)(jia)了，但由(you)(you)于過渡層(ceng)(ceng)(ceng)的存(cun)在（高Cr、Ni含(han)量(liang)），使(shi)耐蝕層(ceng)(ceng)(ceng)的超低碳，一(yi)定的Cr、Ni含(han)量(liang)就較(jiao)容易保證，因此對(dui)于焊(han)(han)(han)(han)接技(ji)(ji)術和(he)(he)生產(chan)管理(li)水平不(bu)是(shi)非常(chang)高的企業，一(yi)般均采用雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)工藝(yi)。帶(dai)(dai)極尺寸可(ke)以(yi)有不(bu)同(tong)厚度(du)和(he)(he)寬度(du)，如(ru)：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(jiao)廣泛的是(shi)：0.4mm×50 mm、75mm和(he)(he)0.5mm×60mm,帶(dai)(dai)極越(yue)寬，生產(chan)率越(yue)高，但同(tong)時會帶(dai)(dai)來磁偏吹現象的加(jia)(jia)重和(he)(he)由(you)(you)于電流(liu)加(jia)(jia)大造(zao)成抗氫致(zhi)剝離能力下降(jiang)。故目前生產(chan)中用得較(jiao)多(duo)的帶(dai)(dai)極尺寸為0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊材料
壓力容器堆焊(han)(han)材(cai)(cai)料(liao)主要取決于(yu)使用(yong)(yong)(yong)介(jie)質。表(biao)4-7、表(biao)4-8中(zhong)，20-10型焊(han)(han)材(cai)(cai)00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分別用(yong)(yong)(yong)于(yu)核電石油加氫及化(hua)肥(fei)等(deng)環境(jing)，作(zuo)為(wei)堆焊(han)(han)層(ceng)的(de)(de)(de)不銹層(ceng)使用(yong)(yong)(yong)，而24-13型焊(han)(han)材(cai)(cai)00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等(deng)則(ze)用(yong)(yong)(yong)作(zuo)過渡層(ceng)焊(han)(han)。表(biao)中(zhong)00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的(de)(de)(de)焊(han)(han)材(cai)(cai)是大化(hua)肥(fei)尿素合成(cheng)塔等(deng)專用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)材(cai)(cai)，既用(yong)(yong)(yong)作(zuo)過渡層(ceng)也(ye)用(yong)(yong)(yong)于(yu)不銹層(ceng)的(de)(de)(de)堆焊(han)(han)。
4. 堆焊工(gong)藝(yi)要(yao)點
低合金鋼(gang)(gang)壓力容器內壁(bi)不銹鋼(gang)(gang)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)時，首先(xian)用(yong)高鉻(ge)鎳(nie)的24-13型(xing)(xing)不銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)接材(cai)料(liao)在低合金鋼(gang)(gang)母材(cai)上堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)。堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)時要(yao)嚴格(ge)控(kong)制工藝參數，保證堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的稀(xi)釋率(lv)均勻和堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)成分(fen)(fen)和組織的穩定，這對于過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)是至關重要(yao)的。當堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)耐(nai)腐蝕(shi)層(ceng)(ceng)(ceng)時，仍應采用(yong)小(xiao)熱輸入(ru)。所選用(yong)的鉻(ge)鎳(nie)奧氏體(ti)鋼(gang)(gang)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)料(liao)應能(neng)(neng)保證堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的含碳量、鐵(tie)素(su)體(ti)含量以及(ji)其他化學成分(fen)(fen)符合技術條件要(yao)求。常用(yong)的有20-10型(xing)(xing)、20-10Nb型(xing)(xing)、18-12Mo型(xing)(xing)等(deng)材(cai)料(liao)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)鐵(tie)素(su)體(ti)含量通常在3%~10%(石油化工）和5%~12%(核電）范圍，而尿素(su)裝置堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)25-22-2焊(han)(han)(han)(han)材(cai)，堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)鐵(tie)素(su)體(ti)要(yao)求≤0.6%,即盡可(ke)能(neng)(neng)低的鐵(tie)素(su)體(ti)含量。
表(biao)4-9、表(biao)4-10、表(biao)4-11分別是手工焊條、鎢極(ji)氬弧焊和帶極(ji)堆焊的工藝(yi)參(can)數。
對帶極埋弧焊(han)和電渣堆焊(han)，國內外經過幾十年(nian)的研究，現大多采用燒結焊(han)劑(ji)，典(dian)型(xing)配套焊(han)接材料見表 4-12。
5. 預熱(re)和焊后熱(re)處理
厚(hou)壁壓力(li)容器堆(dui)焊前預熱(re)(re)，是為了(le)防(fang)止焊接熱(re)(re)影響區的裂紋。預熱(re)(re)溫(wen)度(du)可控(kong)制為100~150℃之間，堆(dui)焊時如果預熱(re)(re)溫(wen)度(du)過(guo)高，使母材熔深增加過(guo)多(duo)，造成稀釋率過(guo)大是不(bu)理想(xiang)的。堆(dui)焊第二層(ceng)和(he)二層(ceng)以上的堆(dui)焊層(ceng)則不(bu)需要進行預熱(re)(re)。
厚壁壓(ya)力容(rong)器(qi)在(zai)制造過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)經(jing)受多次(ci)中(zhong)間(jian)熱(re)處理(li)和(he)最終熱(re)處理(li)。這(zhe)些熱(re)處理(li)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)(shi)：①. 消除焊縫中(zhong)的(de)(de)氫，防(fang)止產(chan)生(sheng)(sheng)冷裂紋；②. 消除焊縫和(he)熱(re)影響區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)淬硬傾向，改(gai)善其(qi)塑韌性；③. 消除焊接殘余應力，防(fang)止變形(xing)和(he)產(chan)生(sheng)(sheng)冷裂紋；④. 穩定焊縫和(he)熱(re)影響區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)組織結構(gou)，改(gai)善其(qi)性能。這(zhe)些熱(re)處理(li)主要(yao)是(shi)(shi)針對(dui)壓(ya)力容(rong)器(qi)的(de)(de)基體(ti)金屬即(ji)低合(he)金鋼(gang)及(ji)其(qi)焊縫的(de)(de)，而不是(shi)(shi)針對(dui)不銹鋼(gang)堆焊層(ceng)的(de)(de)。相反，熱(re)處理(li)過(guo)程(cheng)對(dui)堆焊層(ceng)來說是(shi)(shi)不利的(de)(de)，因為焊后熱(re)處理(li)可能引(yin)起不銹鋼(gang)堆焊層(ceng)發(fa)生(sheng)(sheng)碳(tan)(tan)化物(wu)析(xi)出，鐵素體(ti)相轉變（為o相）和(he)熔(rong)合(he)區(qu)(qu)(qu)(qu)引(yin)起脫碳(tan)(tan)、增碳(tan)(tan)等現象，從而導致堆焊層(ceng)和(he)熔(rong)合(he)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)耐蝕性和(he)塑韌性的(de)(de)降低。
壓力容(rong)器制造過(guo)程中(zhong)進行(xing)的(de)(de)(de)(de)熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)稱為中(zhong)間熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，而產品制造完畢在出廠之(zhi)前進行(xing)的(de)(de)(de)(de)熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)則稱之(zhi)為最終熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)（PWHT).中(zhong)間熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)和(he)最終熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)對不(bu)同鋼(gang)種來說(shuo)是不(bu)一樣的(de)(de)(de)(de)，表(biao)4-13中(zhong)列出了常用的(de)(de)(de)(de)幾種壓力容(rong)器用鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)間熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)和(he)最終熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)溫度供參考(kao)。至于在熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)時的(de)(de)(de)(de)保(bao)溫時間，一般均(jun)按(an)容(rong)器壁厚以1小時／英寸來確定，但不(bu)小于1小時。
