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(xi)
1. 焊接材料
從表中的化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分計(ji)算(suan)出基層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)材料(liao)14Cr1MoR的碳當量（C）為0.626％，可以判斷該(gai)材料(liao)焊(han)(han)接性不好(hao)，焊(han)(han)接前必須要(yao)(yao)較(jiao)(jiao)高(gao)溫度(du)的預熱(re)，施焊(han)(han)時要(yao)(yao)嚴格控制好(hao)焊(han)(han)接工藝。復(fu)合板(ban)的復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)Cr-Mo含(han)量較(jiao)(jiao)高(gao)且其(qi)C含(han)量較(jiao)(jiao)低。因此在(zai)焊(han)(han)接中要(yao)(yao)注意這些因素：①. 焊(han)(han)接過程中加熱(re)和冷卻不均勻，在(zai)基層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)方向會產(chan)生(sheng)較(jiao)(jiao)大的殘余應(ying)力(li)，這種應(ying)力(li)在(zai)不銹鋼復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)就會形成(cheng)拉伸應(ying)力(li)。在(zai)拉伸應(ying)力(li)的作用(yong)下有(you)可能在(zai)某個薄弱(ruo)地(di)帶開(kai)裂而形成(cheng)熱(re)裂紋。②. 避免發生(sheng)焊(han)(han)縫化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分稀釋，產(chan)生(sheng)碳遷移到過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。
為了防止上述問題(ti)的發生，應采(cai)取下列措(cuo)施：①. 對于(yu)復(fu)(fu)層(ceng)要(yao)避(bi)免(mian)基(ji)(ji)層(ceng)的碳(tan)元素遷移過(guo)(guo)渡而(er)導致增碳(tan)，以免(mian)降低復(fu)(fu)層(ceng)的耐蝕性；②. 對于(yu)基(ji)(ji)層(ceng)要(yao)避(bi)免(mian)復(fu)(fu)層(ceng)的鉻、鎳等元素過(guo)(guo)渡而(er)導致合(he)金含量增高(gao)(gao)。若鉻、鎳合(he)金元素增高(gao)(gao)，基(ji)(ji)層(ceng)焊(han)縫(feng)中會形成脆硬組織，容易產(chan)生裂紋(wen)，影響焊(han)縫(feng)強度；③. 焊(han)接時采(cai)用(yong)小(xiao)熱輸入(ru)、小(xiao)截面(mian)焊(han)道(dao)，以減少焊(han)縫(feng)溶池過(guo)(guo)熱，避(bi)免(mian)粗大柱狀晶的產(chan)生。
2. 熱處理
14Cr1MoR鋼板是低合金耐(nai)熱(re)鋼，其焊(han)縫區(qu)在(zai)回火時(shi)(shi)，隨著溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)升高(gao)，會使沖擊韌(ren)度(du)(du)下降，甚至開(kai)裂，是回火脆性的(de)典型表現。當焊(han)接熱(re)輸入(ru)超過30kJ／cm、預熱(re)和(he)層(ceng)間溫(wen)(wen)度(du)(du)高(gao)于250℃時(shi)(shi)，則Cr-Mo鋼焊(han)縫金屬的(de)強度(du)(du)和(he)沖擊韌(ren)度(du)(du)會明顯(xian)下降。為了避開(kai)Cr-Mo鋼在(zai)400～700℃時(shi)(shi)的(de)回火脆性敏感區(qu)，同(tong)時(shi)(shi)滿足設計要求(qiu)，選用焊(han)后熱(re)處理溫(wen)(wen)度(du)(du)為704℃，恒溫(wen)(wen)2h后緩慢冷卻。
二、焊接工藝
1. 焊接坡(po)口的選擇
坡口如圖5-23所(suo)示，目(mu)的是使基層與復(fu)(fu)層交界處遠離焊接時的熱量集中(zhong)區(qu)，避免了基層焊接時導致復(fu)(fu)層的分(fen)層。
2. 焊(han)接方(fang)法
選用焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)，在平面(mian)(mian)位置進(jin)行(xing)焊(han)(han)縫正面(mian)(mian)和背面(mian)(mian)的焊(han)(han)接，焊(han)(han)后采用碳弧(hu)氣刨清根(gen)。
3. 焊接材料(liao)
為(wei)了保證(zheng)焊(han)縫耐(nai)蝕性、高溫強度(du)、沖擊韌度(du)和焊(han)縫化(hua)學成(cheng)分(fen)，選擇與母(mu)材(cai)化(hua)學成(cheng)分(fen)接近的(de)焊(han)接材(cai)料。復合板的(de)基(ji)層(ceng)14Cr1MoR的(de)焊(han)接用R307BL焊(han)條；過(guo)渡層(ceng)采用A062焊(han)條，以(yi)保證(zheng)過(guo)渡層(ceng)金屬的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)為(wei)奧氏(shi)體＋少量鐵素(su)體，不出現馬氏(shi)體，避(bi)免產生熱裂紋(wen)；復層(ceng)用A132焊(han)條。三種焊(han)條的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)見表5-47。
4. 焊接參數
為了(le)避免過(guo)渡層出現(xian)馬(ma)氏體組(zu)織，過(guo)渡層焊(han)接(jie)時(shi)應采用(yong)小直徑、高鉻鎳焊(han)條，并采用(yong)小熱(re)輸入、短弧焊(han)、快速焊(han)，以降低(di)對復層的(de)稀(xi)釋。還要控制好過(guo)渡層和(he)復合層的(de)層間(jian)溫(wen)度，保證焊(han)接(jie)接(jie)頭有良(liang)好的(de)耐蝕性。經焊(han)接(jie)工藝(yi)評定(ding)，選用(yong)了(le)下列焊(han)接(jie)工藝(yi)參數（見(jian)表(biao)5-48）。
三(san)、焊(han)接時的注意事項
1. 坡口表面20mm范圍(wei)內(nei)清除(chu)干凈油(you)污(wu)、水跡(ji)和污(wu)物。焊(han)前復(fu)層(ceng)用汽油(you)或(huo)丙酮(tong)除(chu)去(qu)油(you)污(wu)，在復(fu)層(ceng)焊(han)縫兩側(ce)150mm范圍(wei)內(nei)涂白(bai)堊粉(fen)防(fang)止飛濺粘附。打磨不(bu)銹鋼焊(han)道，要用專用的(de)錘(chui)頭除(chu)熔渣(zha)，防(fang)止滲碳。
2. 焊前(qian)預(yu)熱是有效防(fang)止(zhi)焊接熱裂紋的重(zhong)要(yao)工(gong)藝手段，預(yu)熱溫度要(yao)控制在160～250℃，復(fu)層溫度不高于60℃。
3. 層間溫度要(yao)控(kong)制200～250℃之(zhi)間，不得超過250℃。焊(han)(han)接(jie)(jie)時通過控(kong)制焊(han)(han)接(jie)(jie)參(can)數來控(kong)制焊(han)(han)接(jie)(jie)熱輸入，應采用多層多道焊(han)(han)、窄(zhai)道焊(han)(han)及小幅擺動焊(han)(han)條(tiao)（擺動參(can)數為0～8mm）進行焊(han)(han)接(jie)(jie)。
4. 基(ji)層(ceng)焊(han)(han)接(jie)時(shi)，嚴禁基(ji)層(ceng)焊(han)(han)條焊(han)(han)到復層(ceng)，焊(han)(han)接(jie)表(biao)面(mian)應距復合界面(mian)1.5～2.0mm，超過部(bu)位需用角向打(da)磨(mo)機(ji)打(da)磨(mo)。
5. 過渡(du)層(ceng)與(yu)復(fu)層(ceng)焊接時(shi)要(yao)保證復(fu)層(ceng)的耐蝕性，過渡(du)層(ceng)厚度為2.0～3.0mm。復(fu)層(ceng)焊接時(shi)，為減少熱影響區，降低合(he)金稀釋率，焊接時(shi)焊條不擺動，采用(yong)多層(ceng)多道焊，宜采用(yong)小(xiao)電流(liu)，直流(liu)反(fan)接。嚴(yan)格控制(zhi)過渡(du)層(ceng)及復(fu)層(ceng)的層(ceng)間(jian)溫度不高于(yu)250℃。
四、焊接(jie)檢驗
按檢測(ce)(ce)評定標準JB／T 4730-2005《承壓(ya)設備(bei)無損檢測(ce)(ce)》進行(xing)檢測(ce)(ce)，先后對(dui)換熱器的A、B類焊接接頭的基層和復(fu)層焊縫進行(xing)100％．RT檢測(ce)(ce)，技術(shu)等(deng)級(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)AB級(ji)(ji)(ji)，質量等(deng)級(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)II級(ji)(ji)(ji)合格；100％UT檢測(ce)(ce)，技術(shu)等(deng)級(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)B級(ji)(ji)(ji)，質量等(deng)級(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)I級(ji)(ji)(ji)合格。所有焊縫的一次射線檢測(ce)(ce)合格率(lv)超過(guo)98％，一次返修合格率(lv)為(wei)(wei)100％。全部滿足設計圖(tu)樣要求(qiu)。
