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(dui)焊的特點(dian)
低合金(jin)鋼壓(ya)力(li)容器(qi)內壁不(bu)銹(xiu)鋼堆焊層(ceng)，通常第(di)一層(ceng)完全是(shi)異(yi)種材(cai)(cai)料(liao)焊接(jie)(jie)，第(di)二(er)(er)層(ceng)以(yi)上才大致是(shi)同(tong)材(cai)(cai)焊接(jie)(jie)，因而(er)一般情(qing)況下，第(di)一層(ceng)和第(di)二(er)(er)層(ceng)以(yi)上使用(yong)(yong)成分不(bu)同(tong)的(de)焊接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)。其次，對只堆焊一層(ceng)就達(da)到所(suo)(suo)規定(ding)的(de)成分的(de)單層(ceng)堆焊層(ceng)用(yong)(yong)焊材(cai)(cai)和堆焊二(er)(er)層(ceng)以(yi)上得到規定(ding)成分的(de)焊層(ceng)，所(suo)(suo)使用(yong)(yong)的(de)焊接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)也不(bu)相同(tong)。
不銹鋼(gang)在碳(tan)鋼(gang)和低合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)中(zhong)堆焊(han)(han)的(de)方法(fa)很多，常(chang)見的(de)有手工電弧(hu)焊(han)(han)、熔(rong)(rong)化極氣體保護焊(han)(han)、帶極埋弧(hu)（或電渣(zha)）堆焊(han)(han)、絲極埋弧(hu)堆焊(han)(han)等。無論哪一種(zhong)堆焊(han)(han)方法(fa)，第一層堆焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)都是由堆焊(han)(han)材(cai)(cai)料的(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和熔(rong)(rong)人(ren)的(de)母材(cai)(cai)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)(rong)合(he)(he)而成(cheng)的(de)。由于母材(cai)(cai)的(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元素(su)(su)含(han)量(liang)很低，所以它對(dui)第一層焊(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)成(cheng)分(fen)具(ju)有稀釋作用(yong)。因此(ci)，可能(neng)使(shi)焊(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)奧(ao)氏體和鐵素(su)(su)體形成(cheng)元素(su)(su)含(han)量(liang)不足(zu)，結果堆焊(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)可能(neng)出現大量(liang)的(de)馬氏體組(zu)織，并可能(neng)產生裂紋(wen)，同時導致堆焊(han)(han)層韌性降(jiang)低。
焊(han)(han)縫(feng)金屬成分和組(zu)織決定于堆(dui)(dui)焊(han)(han)材(cai)料和母材(cai)熔入(ru)量即(ji)熔合比（也稱稀釋率）。當堆(dui)(dui)焊(han)(han)工藝確定之后，稀釋率基本確定。
稀(xi)釋率是(shi)(shi)確定過渡(du)層堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材(cai)料的(de)(de)(de)成(cheng)分的(de)(de)(de)依據。以手(shou)工電(dian)焊(han)(han)(han)條為例，焊(han)(han)(han)條的(de)(de)(de)熔合比(bi)(bi)一般(ban)是(shi)(shi)20%左(zuo)右，如用20-10型(xing)的(de)(de)(de)電(dian)焊(han)(han)(han)條，經(jing)(jing)母材(cai)稀(xi)釋以后(hou)，堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)成(cheng)分將變成(cheng)16-型(xing)，焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)可(ke)能(neng)是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)＋馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)。若在實際操作中(zhong)熔合比(bi)(bi)較大時(shi)，就(jiu)有可(ke)能(neng)在焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)產生(sheng)大量的(de)(de)(de)脆硬馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，而且(qie)由于稀(xi)釋作用，焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)(de)(de)Ni含量較低，在熔合線附近(jin)產生(sheng)較寬的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)過渡(du)層。這(zhe)樣的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層無論是(shi)(shi)力學性能(neng)、耐蝕性能(neng)，還是(shi)(shi)抗裂(lie)性能(neng)都很差。同樣的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)方法(fa)，若選用24-13型(xing)的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材(cai)料，經(jing)(jing)母材(cai)稀(xi)釋后(hou)，堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)成(cheng)分是(shi)(shi)19-9或18-8型(xing)，這(zhe)樣第一層就(jiu)基(ji)本達到(dao)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)成(cheng)分的(de)(de)(de)要求，而且(qie)焊(han)(han)(han)縫(feng)組(zu)織(zhi)是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)＋鐵素體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)就(jiu)具有較高的(de)(de)(de)抗熱(re)裂(lie)性能(neng)和抗腐蝕性能(neng)。
在過渡(du)層(ceng)上再(zai)堆(dui)焊不銹層(ceng)，則可采用相(xiang)應的(de)焊材，如308L、347L及310MoL分別適合于核電、石(shi)油加氫及尿素等壓力容器的(de)堆(dui)焊。
2. 堆焊(han)方法
表4-6是幾種(zhong)在低合金鋼(gang)壓力容(rong)器內壁不銹鋼(gang)堆焊中(zhong)常用(yong)(yong)的方法及其使用(yong)(yong)部位(wei)、使用(yong)(yong)特點和發展(zhan)趨勢。
在表4-6的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接方法中，使(shi)用(yong)最(zui)(zui)多的(de)是帶極(ji)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)。帶極(ji)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)效率是手工(gong)(gong)(gong)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)10~20倍，稀(xi)釋率較(jiao)低(di)而且(qie)可以得到美觀、穩(wen)定(ding)的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層，適合于厚壁容器(qi)大面(mian)積堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)。對小(xiao)口(kou)徑管件和堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)較(jiao)小(xiao)的(de)構件，MIG、TIG及等離子弧堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)使(shi)用(yong)得較(jiao)多。手工(gong)(gong)(gong)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)在形(xing)狀(zhuang)復雜(za)的(de)部位和不能用(yong)平焊(han)(han)(han)(han)的(de)場(chang)合或修(xiu)補堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)場(chang)合具有施工(gong)(gong)(gong)簡便(bian)的(de)特點，故手工(gong)(gong)(gong)電(dian)弧堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)與帶極(ji)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)一起成(cheng)為最(zui)(zui)普遍(bian)應用(yong)的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)方法。
帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)堆(dui)焊(han)(han)(han)可(ke)分(fen)為(wei)埋弧堆(dui)焊(han)(han)(han)（SAW法(fa)）、電渣堆(dui)焊(han)(han)(han)（ESW法(fa)）和(he)高速(su)帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)堆(dui)焊(han)(han)(han)方(fang)法(fa)（HSW法(fa)）。按堆(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)數(shu)又可(ke)分(fen)為(wei)單(dan)層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)和(he)雙層(ceng)(ceng)、多層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)工藝。單(dan)層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)可(ke)只(zhi)用(yong)一(yi)(yi)種不銹鋼(gang)帶(dai)(dai)(dai)，減少制造(zao)中的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接和(he)熱處理工序，縮短(duan)制造(zao)周期(qi)，從而降低(di)制造(zao)成本(ben)。但是(shi)只(zhi)堆(dui)焊(han)(han)(han)一(yi)(yi)層(ceng)(ceng)不銹鋼(gang)就(jiu)達(da)到設計規定的(de)(de)(de)(de)化學成分(fen)、金相組織和(he)各項力(li)學性(xing)能，在技術上(shang)有(you)很(hen)大(da)難(nan)度(du)，對(dui)堆(dui)焊(han)(han)(han)材料的(de)(de)(de)(de)成分(fen)和(he)堆(dui)焊(han)(han)(han)工藝參數(shu)的(de)(de)(de)(de)控制均非(fei)常嚴格。雙層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)雖然帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)種類增加了，但由于(yu)過渡層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)存在（高Cr、Ni含量），使耐蝕層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)超低(di)碳，一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)Cr、Ni含量就(jiu)較容易(yi)保證，因(yin)此對(dui)于(yu)焊(han)(han)(han)接技術和(he)生(sheng)(sheng)產管理水平不是(shi)非(fei)常高的(de)(de)(de)(de)企業，一(yi)(yi)般(ban)均采用(yong)雙層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)工藝。帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)尺(chi)寸可(ke)以有(you)不同(tong)厚度(du)和(he)寬(kuan)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(mu)前用(yong)得較廣泛的(de)(de)(de)(de)是(shi)：0.4mm×50 mm、75mm和(he)0.5mm×60mm,帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)越寬(kuan)，生(sheng)(sheng)產率越高，但同(tong)時會帶(dai)(dai)(dai)來磁(ci)偏(pian)吹現(xian)象的(de)(de)(de)(de)加重和(he)由于(yu)電流(liu)加大(da)造(zao)成抗氫致剝(bo)離能力(li)下降。故目(mu)前生(sheng)(sheng)產中用(yong)得較多的(de)(de)(de)(de)帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)尺(chi)寸為(wei)0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊材料
壓力(li)容(rong)器堆(dui)焊(han)材(cai)(cai)(cai)料主要取決于(yu)(yu)使(shi)用介質(zhi)。表(biao)(biao)4-7、表(biao)(biao)4-8中，20-10型焊(han)材(cai)(cai)(cai)00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和(he)00Cr18Ni12Mo2分別用于(yu)(yu)核電石(shi)油(you)加氫及(ji)化肥(fei)(fei)等(deng)環境(jing)，作(zuo)為(wei)堆(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)不銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)使(shi)用，而24-13型焊(han)材(cai)(cai)(cai)00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等(deng)則用作(zuo)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)。表(biao)(biao)中00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的(de)(de)焊(han)材(cai)(cai)(cai)是大化肥(fei)(fei)尿素(su)合(he)成(cheng)塔等(deng)專用的(de)(de)焊(han)材(cai)(cai)(cai)，既用作(zuo)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)也(ye)用于(yu)(yu)不銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)堆(dui)焊(han)。
4. 堆焊(han)工藝要(yao)點
低合(he)金鋼壓力容器內(nei)壁不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)，首先(xian)用(yong)高鉻鎳的(de)(de)24-13型(xing)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼焊(han)(han)(han)接材(cai)料(liao)在(zai)低合(he)金鋼母材(cai)上(shang)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)一層(ceng)(ceng)(ceng)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)。堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)要嚴格控制工(gong)藝參數，保證堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)稀釋率均勻(yun)和(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)成分和(he)組織的(de)(de)穩(wen)定(ding)，這對于(yu)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)是至(zhi)關重要的(de)(de)。當堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)耐腐(fu)蝕層(ceng)(ceng)(ceng)時(shi)(shi)，仍應采用(yong)小熱輸入。所選用(yong)的(de)(de)鉻鎳奧(ao)氏(shi)體鋼堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材(cai)料(liao)應能保證堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)含碳量、鐵(tie)素(su)(su)體含量以(yi)及其他化(hua)學成分符合(he)技術條件要求。常用(yong)的(de)(de)有20-10型(xing)、20-10Nb型(xing)、18-12Mo型(xing)等(deng)材(cai)料(liao)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)鐵(tie)素(su)(su)體含量通常在(zai)3%~10%(石油(you)化(hua)工(gong)）和(he)5%~12%(核電）范(fan)圍，而尿(niao)素(su)(su)裝(zhuang)置堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)25-22-2焊(han)(han)(han)材(cai)，堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)鐵(tie)素(su)(su)體要求≤0.6%,即盡可能低的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體含量。
表(biao)(biao)4-9、表(biao)(biao)4-10、表(biao)(biao)4-11分別是手工焊條、鎢(wu)極(ji)(ji)氬弧焊和(he)帶極(ji)(ji)堆焊的工藝參(can)數。
對帶極埋弧焊(han)和電渣堆(dui)焊(han)，國(guo)內外經過(guo)幾十年的研究，現大多采用燒(shao)結焊(han)劑(ji)，典型配套(tao)焊(han)接材(cai)料見表 4-12。
5. 預熱和焊后(hou)熱處理(li)
厚壁壓力容器堆焊前預熱(re)，是為了防(fang)止(zhi)焊接(jie)熱(re)影(ying)響(xiang)區的(de)(de)裂紋。預熱(re)溫(wen)度可控制為100~150℃之(zhi)間，堆焊時(shi)如果預熱(re)溫(wen)度過(guo)高，使母材熔深(shen)增(zeng)加過(guo)多，造成稀(xi)釋率過(guo)大是不(bu)理(li)想的(de)(de)。堆焊第二(er)層(ceng)(ceng)和二(er)層(ceng)(ceng)以上的(de)(de)堆焊層(ceng)(ceng)則不(bu)需要進行(xing)預熱(re)。
厚壁(bi)壓力容(rong)器在制(zhi)造過程中要經受多次中間熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)和(he)(he)最終熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)。這些熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)目的(de)是：①. 消除焊縫(feng)(feng)中的(de)氫，防(fang)止(zhi)產生(sheng)(sheng)冷(leng)裂(lie)紋；②. 消除焊縫(feng)(feng)和(he)(he)熱(re)(re)影響區(qu)的(de)淬(cui)硬傾(qing)向(xiang)，改(gai)善其塑韌性(xing)(xing)(xing)；③. 消除焊接殘余應力，防(fang)止(zhi)變形(xing)和(he)(he)產生(sheng)(sheng)冷(leng)裂(lie)紋；④. 穩定焊縫(feng)(feng)和(he)(he)熱(re)(re)影響區(qu)的(de)組(zu)織結(jie)構，改(gai)善其性(xing)(xing)(xing)能。這些熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)主要是針(zhen)對(dui)壓力容(rong)器的(de)基(ji)體(ti)金屬即低合(he)(he)金鋼(gang)及其焊縫(feng)(feng)的(de)，而不(bu)是針(zhen)對(dui)不(bu)銹鋼(gang)堆(dui)焊層的(de)。相(xiang)反，熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)過程對(dui)堆(dui)焊層來說是不(bu)利(li)的(de)，因為(wei)焊后(hou)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)可能引起(qi)不(bu)銹鋼(gang)堆(dui)焊層發生(sheng)(sheng)碳化物析(xi)出(chu)，鐵素(su)體(ti)相(xiang)轉變（為(wei)o相(xiang)）和(he)(he)熔合(he)(he)區(qu)引起(qi)脫碳、增碳等現象(xiang)，從(cong)而導致堆(dui)焊層和(he)(he)熔合(he)(he)區(qu)的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)塑韌性(xing)(xing)(xing)的(de)降低。
壓(ya)力(li)容器(qi)制(zhi)造過程中進(jin)行的(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)稱為(wei)中間(jian)熱處(chu)理(li)(li)，而產(chan)品制(zhi)造完(wan)畢在(zai)(zai)出廠之前進(jin)行的(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)則(ze)稱之為(wei)最終熱處(chu)理(li)(li)（PWHT).中間(jian)熱處(chu)理(li)(li)和最終熱處(chu)理(li)(li)對不同鋼種來(lai)說(shuo)是(shi)不一樣的(de)(de)，表(biao)4-13中列出了(le)常用(yong)的(de)(de)幾種壓(ya)力(li)容器(qi)用(yong)鋼的(de)(de)中間(jian)熱處(chu)理(li)(li)和最終熱處(chu)理(li)(li)溫度供參考。至于在(zai)(zai)熱處(chu)理(li)(li)時(shi)的(de)(de)保溫時(shi)間(jian)，一般均按(an)容器(qi)壁(bi)厚以1小(xiao)時(shi)／英寸(cun)來(lai)確定(ding)，但不小(xiao)于1小(xiao)時(shi)。
