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）的久久99國產精品久久99果凍傳媒: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(di)合金鋼壓力(li)容器(qi)內(nei)壁不銹(xiu)鋼堆焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，通常第(di)一(yi)(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)完全(quan)是(shi)異種(zhong)材(cai)料(liao)焊(han)(han)接，第(di)二(er)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)以上(shang)才大致是(shi)同(tong)(tong)材(cai)焊(han)(han)接，因(yin)而(er)一(yi)(yi)般情況下，第(di)一(yi)(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和第(di)二(er)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)以上(shang)使用(yong)(yong)成(cheng)分不同(tong)(tong)的(de)(de)焊(han)(han)接材(cai)料(liao)。其次，對只堆焊(han)(han)一(yi)(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)就達到(dao)所規定的(de)(de)成(cheng)分的(de)(de)單層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)(yong)焊(han)(han)材(cai)和堆焊(han)(han)二(er)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)以上(shang)得(de)到(dao)規定成(cheng)分的(de)(de)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，所使用(yong)(yong)的(de)(de)焊(han)(han)接材(cai)料(liao)也不相同(tong)(tong)。
不(bu)銹鋼(gang)(gang)在碳鋼(gang)(gang)和(he)(he)低合(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)中堆(dui)(dui)(dui)焊(han)的(de)(de)方法(fa)很多，常見的(de)(de)有手工(gong)電弧(hu)焊(han)、熔(rong)(rong)化極氣體(ti)(ti)保護焊(han)、帶(dai)極埋(mai)弧(hu)（或電渣）堆(dui)(dui)(dui)焊(han)、絲極埋(mai)弧(hu)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)等。無論哪(na)一種堆(dui)(dui)(dui)焊(han)方法(fa)，第一層堆(dui)(dui)(dui)焊(han)的(de)(de)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬都是由堆(dui)(dui)(dui)焊(han)材料(liao)的(de)(de)熔(rong)(rong)敷(fu)金(jin)(jin)屬和(he)(he)熔(rong)(rong)人的(de)(de)母材金(jin)(jin)屬熔(rong)(rong)合(he)(he)而成的(de)(de)。由于母材的(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)元素(su)含量(liang)很低，所以(yi)它對(dui)第一層焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)成分具有稀釋(shi)作(zuo)用。因此，可能(neng)使焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬中奧氏(shi)體(ti)(ti)和(he)(he)鐵素(su)體(ti)(ti)形成元素(su)含量(liang)不(bu)足，結果堆(dui)(dui)(dui)焊(han)金(jin)(jin)屬可能(neng)出現大(da)量(liang)的(de)(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)，并可能(neng)產生裂紋，同(tong)時導致堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層韌性降低。
焊(han)縫金(jin)屬成分和(he)組織決定于堆焊(han)材料和(he)母材熔(rong)入量即熔(rong)合比（也稱稀(xi)釋率(lv)）。當堆焊(han)工(gong)藝確(que)定之后，稀(xi)釋率(lv)基(ji)本確(que)定。
稀(xi)釋(shi)(shi)率(lv)是確定(ding)過渡層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)料(liao)的(de)(de)成(cheng)分(fen)的(de)(de)依據。以手工電焊(han)(han)(han)(han)條為例，焊(han)(han)(han)(han)條的(de)(de)熔(rong)合比(bi)一(yi)般(ban)是20%左右，如用20-10型(xing)(xing)的(de)(de)電焊(han)(han)(han)(han)條，經(jing)母材(cai)稀(xi)釋(shi)(shi)以后，堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金屬(shu)(shu)成(cheng)分(fen)將變成(cheng)16-型(xing)(xing)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)中可(ke)能是奧氏(shi)體(ti)(ti)＋馬氏(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)。若在實際操作中熔(rong)合比(bi)較大(da)時(shi)，就有可(ke)能在焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)中產生(sheng)大(da)量的(de)(de)脆(cui)硬馬氏(shi)體(ti)(ti)，而且由于稀(xi)釋(shi)(shi)作用，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)中的(de)(de)Ni含(han)量較低，在熔(rong)合線(xian)附近(jin)產生(sheng)較寬的(de)(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)過渡層(ceng)(ceng)。這(zhe)樣的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)無(wu)論(lun)是力(li)學性能、耐(nai)蝕性能，還(huan)是抗裂(lie)性能都(dou)很差。同樣的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)方法(fa)，若選用24-13型(xing)(xing)的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)料(liao)，經(jing)母材(cai)稀(xi)釋(shi)(shi)后，堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金屬(shu)(shu)成(cheng)分(fen)是19-9或18-8型(xing)(xing)，這(zhe)樣第一(yi)層(ceng)(ceng)就基(ji)本達到堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)成(cheng)分(fen)的(de)(de)要求，而且焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)組織(zhi)是奧氏(shi)體(ti)(ti)＋鐵素體(ti)(ti)組織(zhi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金屬(shu)(shu)就具有較高的(de)(de)抗熱裂(lie)性能和抗腐蝕性能。
在(zai)過渡層上再堆焊(han)(han)不銹層，則可采用相應的焊(han)(han)材，如308L、347L及(ji)310MoL分別(bie)適合于核電、石油加(jia)氫及(ji)尿(niao)素等壓力容(rong)器的堆焊(han)(han)。
2. 堆焊方法
表4-6是幾種在低合金鋼(gang)壓(ya)力容器內壁不銹鋼(gang)堆焊中常(chang)用的(de)方(fang)法及(ji)其使(shi)用部位、使(shi)用特點(dian)和發展趨(qu)勢(shi)。
在表4-6的(de)(de)(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接方法中，使用最多的(de)(de)(de)(de)是(shi)帶極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)。帶極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)效率是(shi)手(shou)工電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)10~20倍，稀釋率較低(di)而且可以得到(dao)美觀(guan)、穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層，適合(he)于厚壁容器大(da)面積堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)。對小口徑管件和堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)較小的(de)(de)(de)(de)構件，MIG、TIG及(ji)等離子弧(hu)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)使用得較多。手(shou)工電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)在形狀復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)部位和不能用平焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)場合(he)或修(xiu)補堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)場合(he)具有施工簡便的(de)(de)(de)(de)特點，故手(shou)工電弧(hu)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)與(yu)帶極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)一(yi)起成為最普遍應用的(de)(de)(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)方法。
帶(dai)(dai)極(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)可分為(wei)埋弧堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)（SAW法）、電渣(zha)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)（ESW法）和高(gao)速帶(dai)(dai)極(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)方法（HSW法）。按(an)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)層數(shu)又可分為(wei)單層堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)和雙層、多層堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)工(gong)藝。單層堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)可只用(yong)一種不(bu)(bu)(bu)銹鋼帶(dai)(dai)，減(jian)少制(zhi)造(zao)中(zhong)的(de)(de)焊(han)接(jie)和熱處理工(gong)序，縮短制(zhi)造(zao)周(zhou)期(qi)，從而降(jiang)低制(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)。但是只堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)一層不(bu)(bu)(bu)銹鋼就達到(dao)設計規定的(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分、金相(xiang)組織(zhi)和各項(xiang)力(li)(li)學(xue)(xue)性能(neng)(neng)，在技(ji)術上有很大難度，對堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)材料(liao)的(de)(de)成(cheng)分和堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)工(gong)藝參數(shu)的(de)(de)控制(zhi)均(jun)非(fei)常嚴格。雙層堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)雖(sui)然帶(dai)(dai)極(ji)(ji)種類(lei)增加了，但由于過渡層的(de)(de)存在（高(gao)Cr、Ni含量(liang)），使耐蝕(shi)層的(de)(de)超低碳，一定的(de)(de)Cr、Ni含量(liang)就較容易(yi)保證，因此對于焊(han)接(jie)技(ji)術和生(sheng)(sheng)產管(guan)理水平不(bu)(bu)(bu)是非(fei)常高(gao)的(de)(de)企(qi)業(ye)，一般均(jun)采用(yong)雙層堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)工(gong)藝。帶(dai)(dai)極(ji)(ji)尺寸(cun)(cun)可以有不(bu)(bu)(bu)同厚(hou)度和寬(kuan)(kuan)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(mu)(mu)前用(yong)得較廣泛(fan)的(de)(de)是：0.4mm×50 mm、75mm和0.5mm×60mm,帶(dai)(dai)極(ji)(ji)越寬(kuan)(kuan)，生(sheng)(sheng)產率越高(gao)，但同時會帶(dai)(dai)來磁偏吹(chui)現象的(de)(de)加重和由于電流加大造(zao)成(cheng)抗氫致剝離能(neng)(neng)力(li)(li)下(xia)降(jiang)。故目(mu)(mu)前生(sheng)(sheng)產中(zhong)用(yong)得較多的(de)(de)帶(dai)(dai)極(ji)(ji)尺寸(cun)(cun)為(wei)0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊材料
壓力容器堆焊(han)(han)材料主要取決(jue)于(yu)使(shi)用(yong)介質(zhi)。表4-7、表4-8中，20-10型焊(han)(han)材00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分別用(yong)于(yu)核電(dian)石(shi)油加氫及化肥等(deng)環境(jing)，作為堆焊(han)(han)層(ceng)的(de)不銹(xiu)層(ceng)使(shi)用(yong)，而24-13型焊(han)(han)材00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等(deng)則用(yong)作過(guo)渡(du)層(ceng)焊(han)(han)。表中00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的(de)焊(han)(han)材是(shi)大化肥尿素合成(cheng)塔等(deng)專用(yong)的(de)焊(han)(han)材，既(ji)用(yong)作過(guo)渡(du)層(ceng)也用(yong)于(yu)不銹(xiu)層(ceng)的(de)堆焊(han)(han)。
4. 堆焊工藝(yi)要點
低(di)合(he)金鋼(gang)壓力容器內壁不銹(xiu)鋼(gang)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)，首先用高鉻鎳的(de)24-13型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接材料(liao)在低(di)合(he)金鋼(gang)母材上堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)一層(ceng)過渡層(ceng)。堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)要嚴格(ge)控制工藝參數，保證堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)的(de)稀釋率均勻和堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)成(cheng)分和組織的(de)穩定，這對于過渡層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)是至(zhi)關重(zhong)要的(de)。當堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)耐腐蝕(shi)層(ceng)時(shi)，仍應采用小熱(re)輸入。所選用的(de)鉻鎳奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)材料(liao)應能保證堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)的(de)含(han)(han)碳量(liang)(liang)(liang)、鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)以及其他化(hua)學成(cheng)分符合(he)技術(shu)條件要求(qiu)。常用的(de)有20-10型(xing)、20-10Nb型(xing)、18-12Mo型(xing)等材料(liao)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)通常在3%~10%(石油化(hua)工）和5%~12%(核電）范圍(wei)，而尿素(su)裝置堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)用25-22-2焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)材，堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)要求(qiu)≤0.6%,即盡(jin)可能低(di)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)。
表(biao)4-9、表(biao)4-10、表(biao)4-11分(fen)別是手工(gong)焊(han)條、鎢極氬弧焊(han)和帶極堆焊(han)的(de)工(gong)藝(yi)參數(shu)。
對帶極(ji)埋弧焊(han)和電渣(zha)堆焊(han)，國內外經過幾(ji)十(shi)年的研究，現(xian)大多(duo)采(cai)用燒結(jie)焊(han)劑，典型配(pei)套焊(han)接材(cai)料見(jian)表 4-12。
5. 預(yu)熱和焊后(hou)熱處理(li)
厚壁壓力容器堆焊(han)前預(yu)熱，是為了防止焊(han)接熱影(ying)響區(qu)的裂(lie)紋。預(yu)熱溫(wen)度可控(kong)制為100~150℃之間，堆焊(han)時如果預(yu)熱溫(wen)度過(guo)高，使母材熔深(shen)增加過(guo)多，造(zao)成稀釋率過(guo)大是不理想的。堆焊(han)第二(er)層(ceng)(ceng)和二(er)層(ceng)(ceng)以上(shang)的堆焊(han)層(ceng)(ceng)則不需(xu)要進(jin)行預(yu)熱。
厚壁壓力(li)容器在制(zhi)造過程中要經受多(duo)次中間熱處(chu)(chu)理和(he)(he)最終熱處(chu)(chu)理。這些熱處(chu)(chu)理的(de)目的(de)是：①. 消除焊(han)(han)(han)(han)縫中的(de)氫，防(fang)止產生冷裂紋；②. 消除焊(han)(han)(han)(han)縫和(he)(he)熱影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)的(de)淬硬傾向，改(gai)善(shan)(shan)其(qi)塑(su)韌性；③. 消除焊(han)(han)(han)(han)接殘余(yu)應力(li)，防(fang)止變形和(he)(he)產生冷裂紋；④. 穩定焊(han)(han)(han)(han)縫和(he)(he)熱影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)的(de)組織結構，改(gai)善(shan)(shan)其(qi)性能(neng)。這些熱處(chu)(chu)理主要是針對(dui)(dui)壓力(li)容器的(de)基體金屬即低合金鋼(gang)及(ji)其(qi)焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)，而不(bu)是針對(dui)(dui)不(bu)銹鋼(gang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的(de)。相反，熱處(chu)(chu)理過程對(dui)(dui)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)來說(shuo)是不(bu)利(li)的(de)，因為焊(han)(han)(han)(han)后熱處(chu)(chu)理可能(neng)引起不(bu)銹鋼(gang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)發生碳(tan)化物析出，鐵素體相轉變（為o相）和(he)(he)熔(rong)(rong)合區(qu)引起脫(tuo)碳(tan)、增碳(tan)等(deng)現(xian)象，從而導致(zhi)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)和(he)(he)熔(rong)(rong)合區(qu)的(de)耐(nai)蝕性和(he)(he)塑(su)韌性的(de)降(jiang)低。
壓力(li)容器(qi)(qi)制(zhi)(zhi)造過程(cheng)中(zhong)(zhong)進行(xing)的(de)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)稱為中(zhong)(zhong)間(jian)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)，而產品制(zhi)(zhi)造完(wan)畢在出(chu)廠之前進行(xing)的(de)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)則(ze)稱之為最終熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)（PWHT).中(zhong)(zhong)間(jian)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)和最終熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)對(dui)不(bu)同鋼種來說(shuo)是(shi)不(bu)一樣的(de)，表4-13中(zhong)(zhong)列(lie)出(chu)了常用的(de)幾種壓力(li)容器(qi)(qi)用鋼的(de)中(zhong)(zhong)間(jian)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)和最終熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)溫度供參(can)考。至于(yu)在熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)時(shi)的(de)保溫時(shi)間(jian)，一般均按容器(qi)(qi)壁厚以1小時(shi)／英寸來確定，但(dan)不(bu)小于(yu)1小時(shi)。
