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、焊接性分析
1. 焊接材料
從表中的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)計算出基層(ceng)材料(liao)14Cr1MoR的(de)碳當(dang)量(liang)（C）為0.626％，可(ke)以判斷該材料(liao)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)性不好(hao)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)前必(bi)須要(yao)較高溫度的(de)預熱，施焊(han)(han)(han)(han)時要(yao)嚴格控制(zhi)好(hao)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工藝。復(fu)合板的(de)復(fu)層(ceng)Cr-Mo含量(liang)較高且其C含量(liang)較低(di)。因此在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)中要(yao)注意這(zhe)些因素：①. 焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過程(cheng)中加熱和冷卻不均勻，在(zai)(zai)(zai)基層(ceng)厚度方向會產生較大的(de)殘(can)余應(ying)力(li)(li)，這(zhe)種(zhong)應(ying)力(li)(li)在(zai)(zai)(zai)不銹鋼復(fu)層(ceng)就會形成(cheng)拉伸應(ying)力(li)(li)。在(zai)(zai)(zai)拉伸應(ying)力(li)(li)的(de)作用下有(you)可(ke)能(neng)在(zai)(zai)(zai)某(mou)個(ge)薄弱地帶(dai)開裂而形成(cheng)熱裂紋。②. 避(bi)免發生焊(han)(han)(han)(han)縫化(hua)學成(cheng)分(fen)稀釋，產生碳遷移到過渡層(ceng)。
為了防止(zhi)上述問題的(de)(de)發生(sheng)(sheng)，應采取下列(lie)措(cuo)施：①. 對于復(fu)層(ceng)(ceng)要避免基層(ceng)(ceng)的(de)(de)碳(tan)元素遷移過(guo)渡而(er)導致增(zeng)碳(tan)，以免降低復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)；②. 對于基層(ceng)(ceng)要避免復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)鉻(ge)、鎳(nie)等(deng)元素過(guo)渡而(er)導致合(he)金含量增(zeng)高(gao)。若(ruo)鉻(ge)、鎳(nie)合(he)金元素增(zeng)高(gao)，基層(ceng)(ceng)焊(han)縫(feng)中(zhong)會形成脆硬組織(zhi)，容易產生(sheng)(sheng)裂(lie)紋(wen)，影響焊(han)縫(feng)強(qiang)度；③. 焊(han)接(jie)時采用(yong)小熱輸(shu)入、小截面焊(han)道(dao)，以減少焊(han)縫(feng)溶池過(guo)熱，避免粗(cu)大柱狀晶的(de)(de)產生(sheng)(sheng)。
2. 熱處理
14Cr1MoR鋼(gang)(gang)板(ban)是低(di)合(he)金耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)，其焊縫區在(zai)回(hui)火時(shi)(shi)，隨著溫(wen)(wen)(wen)度的升(sheng)高，會使沖(chong)擊(ji)韌度下(xia)降(jiang)，甚(shen)至開裂，是回(hui)火脆性的典(dian)型表現。當焊接熱(re)輸(shu)入超過30kJ／cm、預熱(re)和(he)層間溫(wen)(wen)(wen)度高于(yu)250℃時(shi)(shi)，則Cr-Mo鋼(gang)(gang)焊縫金屬(shu)的強度和(he)沖(chong)擊(ji)韌度會明顯下(xia)降(jiang)。為了避開Cr-Mo鋼(gang)(gang)在(zai)400～700℃時(shi)(shi)的回(hui)火脆性敏(min)感區，同(tong)時(shi)(shi)滿足(zu)設計要(yao)求，選用(yong)焊后熱(re)處理溫(wen)(wen)(wen)度為704℃，恒溫(wen)(wen)(wen)2h后緩慢冷卻。
二、焊接工藝
1. 焊接(jie)坡口的選擇
坡口如(ru)圖5-23所示(shi)，目的(de)是使基(ji)層與復層交界處遠離焊接時的(de)熱量集中區，避免了基(ji)層焊接時導致復層的(de)分層。
2. 焊(han)接(jie)方(fang)法
選用焊條電弧(hu)焊，在平(ping)面位置進(jin)行(xing)焊縫(feng)正面和背面的焊接(jie)，焊后(hou)采用碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)清(qing)根。
3. 焊接材料
為了(le)保證焊(han)縫耐蝕性、高(gao)溫強度(du)(du)、沖(chong)擊韌度(du)(du)和焊(han)縫化(hua)學成(cheng)分(fen)，選(xuan)擇與母材(cai)化(hua)學成(cheng)分(fen)接近的焊(han)接材(cai)料。復合板的基層14Cr1MoR的焊(han)接用R307BL焊(han)條；過渡層采用A062焊(han)條，以(yi)保證過渡層金(jin)屬(shu)的化(hua)學成(cheng)分(fen)為奧氏體(ti)＋少量鐵素(su)體(ti)，不出現馬(ma)氏體(ti)，避免產生熱裂紋；復層用A132焊(han)條。三種焊(han)條的化(hua)學成(cheng)分(fen)見表5-47。
4. 焊接參(can)數
為了避免過渡(du)層(ceng)出現馬氏體(ti)組織，過渡(du)層(ceng)焊(han)(han)接時應采用(yong)(yong)小(xiao)直徑、高鉻鎳(nie)焊(han)(han)條，并采用(yong)(yong)小(xiao)熱輸(shu)入、短弧焊(han)(han)、快速焊(han)(han)，以降(jiang)低對(dui)復層(ceng)的稀釋。還要控制好過渡(du)層(ceng)和復合層(ceng)的層(ceng)間溫(wen)度(du)，保證焊(han)(han)接接頭有良(liang)好的耐(nai)蝕(shi)性。經焊(han)(han)接工(gong)藝(yi)評定，選(xuan)用(yong)(yong)了下列焊(han)(han)接工(gong)藝(yi)參(can)數（見(jian)表(biao)5-48）。
三、焊接(jie)時(shi)的注意事(shi)項
1. 坡口表面20mm范(fan)圍(wei)內清(qing)除(chu)干凈油(you)污(wu)(wu)、水(shui)跡和污(wu)(wu)物。焊前復(fu)層用(yong)汽(qi)油(you)或丙(bing)酮除(chu)去油(you)污(wu)(wu)，在復(fu)層焊縫兩側150mm范(fan)圍(wei)內涂白(bai)堊粉防止飛濺粘附。打磨不銹(xiu)鋼焊道，要用(yong)專用(yong)的錘頭除(chu)熔渣(zha)，防止滲碳。
2. 焊(han)前(qian)預熱是有效防(fang)止焊(han)接熱裂紋的重要工(gong)藝手段(duan)，預熱溫度要控制在(zai)160～250℃，復層溫度不高于60℃。
3. 層間(jian)溫度(du)要控制200～250℃之(zhi)間(jian)，不得超過(guo)250℃。焊(han)接時通過(guo)控制焊(han)接參(can)數(shu)來控制焊(han)接熱(re)輸入，應(ying)采用多(duo)(duo)層多(duo)(duo)道焊(han)、窄道焊(han)及(ji)小幅擺動(dong)焊(han)條（擺動(dong)參(can)數(shu)為0～8mm）進行焊(han)接。
4. 基層焊接(jie)時，嚴禁基層焊條焊到復(fu)層，焊接(jie)表面應距(ju)復(fu)合界面1.5～2.0mm，超過部位(wei)需用角向(xiang)打(da)磨(mo)(mo)機打(da)磨(mo)(mo)。
5. 過(guo)渡(du)層與(yu)復(fu)層焊(han)接(jie)(jie)時(shi)要(yao)保證復(fu)層的耐蝕(shi)性，過(guo)渡(du)層厚度為2.0～3.0mm。復(fu)層焊(han)接(jie)(jie)時(shi)，為減少(shao)熱影(ying)響(xiang)區，降低合金稀(xi)釋率，焊(han)接(jie)(jie)時(shi)焊(han)條不(bu)擺動，采(cai)用多(duo)層多(duo)道焊(han)，宜采(cai)用小(xiao)電流，直流反接(jie)(jie)。嚴格控制過(guo)渡(du)層及復(fu)層的層間溫度不(bu)高(gao)于250℃。
四、焊接檢(jian)驗(yan)
按檢測(ce)評定標準JB／T 4730-2005《承壓(ya)設備無損檢測(ce)》進(jin)行檢測(ce)，先后對換熱器的A、B類焊(han)接(jie)接(jie)頭的基層和復層焊(han)縫(feng)進(jin)行100％．RT檢測(ce)，技(ji)術(shu)(shu)等(deng)(deng)級(ji)(ji)為(wei)AB級(ji)(ji)，質量(liang)等(deng)(deng)級(ji)(ji)為(wei)II級(ji)(ji)合格；100％UT檢測(ce)，技(ji)術(shu)(shu)等(deng)(deng)級(ji)(ji)為(wei)B級(ji)(ji)，質量(liang)等(deng)(deng)級(ji)(ji)為(wei)I級(ji)(ji)合格。所有焊(han)縫(feng)的一次射線(xian)檢測(ce)合格率超(chao)過98％，一次返修合格率為(wei)100％。全(quan)部滿足(zu)設計圖(tu)樣要求。
