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(han)接(jie)性分析
1. 焊接材料
從表中的化學成(cheng)分計算出基(ji)層(ceng)材料(liao)(liao)14Cr1MoR的碳當量（C）為(wei)0.626％，可以判(pan)斷該材料(liao)(liao)焊(han)接性不好(hao)，焊(han)接前必須要(yao)(yao)較高(gao)溫度(du)的預(yu)熱，施焊(han)時要(yao)(yao)嚴格控制好(hao)焊(han)接工藝。復合板的復層(ceng)Cr-Mo含量較高(gao)且其C含量較低(di)。因(yin)此在(zai)焊(han)接中要(yao)(yao)注意這些因(yin)素：①. 焊(han)接過程(cheng)中加熱和冷卻不均勻(yun)，在(zai)基(ji)層(ceng)厚度(du)方向會(hui)產生較大的殘余(yu)應(ying)力(li)，這種(zhong)應(ying)力(li)在(zai)不銹(xiu)鋼復層(ceng)就會(hui)形(xing)成(cheng)拉伸(shen)應(ying)力(li)。在(zai)拉伸(shen)應(ying)力(li)的作用下有可能在(zai)某(mou)個薄弱地帶(dai)開裂(lie)而形(xing)成(cheng)熱裂(lie)紋。②. 避免發(fa)生焊(han)縫化學成(cheng)分稀(xi)釋，產生碳遷移(yi)到過渡(du)層(ceng)。
為了防(fang)止上述問題(ti)的發生，應采取(qu)下列措(cuo)施：①. 對(dui)于復(fu)層(ceng)要(yao)避(bi)(bi)免(mian)基層(ceng)的碳(tan)元(yuan)(yuan)素遷移(yi)過渡而(er)導致(zhi)增碳(tan)，以免(mian)降(jiang)低(di)復(fu)層(ceng)的耐蝕性(xing)；②. 對(dui)于基層(ceng)要(yao)避(bi)(bi)免(mian)復(fu)層(ceng)的鉻、鎳(nie)等元(yuan)(yuan)素過渡而(er)導致(zhi)合(he)金(jin)含量(liang)增高。若鉻、鎳(nie)合(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素增高，基層(ceng)焊縫(feng)(feng)中會形成(cheng)脆硬組(zu)織，容(rong)易產(chan)生裂紋，影響焊縫(feng)(feng)強度(du)；③. 焊接時采用小熱輸(shu)入、小截(jie)面焊道，以減少焊縫(feng)(feng)溶池過熱，避(bi)(bi)免(mian)粗大柱狀晶的產(chan)生。
2. 熱處理
14Cr1MoR鋼板是低合金耐熱鋼，其(qi)焊(han)縫區在回火(huo)時，隨著溫度(du)的升高(gao)，會使沖(chong)擊韌度(du)下降，甚至開(kai)裂，是回火(huo)脆(cui)性(xing)的典型表現。當焊(han)接熱輸入超(chao)過(guo)30kJ／cm、預熱和層間溫度(du)高(gao)于250℃時，則Cr-Mo鋼焊(han)縫金屬的強(qiang)度(du)和沖(chong)擊韌度(du)會明(ming)顯(xian)下降。為了避開(kai)Cr-Mo鋼在400～700℃時的回火(huo)脆(cui)性(xing)敏(min)感區，同時滿足設計要(yao)求，選用(yong)焊(han)后(hou)(hou)熱處(chu)理溫度(du)為704℃，恒溫2h后(hou)(hou)緩(huan)慢冷卻。
二、焊接工藝
1. 焊接(jie)坡(po)口的選(xuan)擇
坡口如圖5-23所示(shi)，目(mu)的是使(shi)基層(ceng)與(yu)復層(ceng)交(jiao)界(jie)處遠離焊(han)接(jie)(jie)時(shi)的熱(re)量集中區，避(bi)免(mian)了基層(ceng)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)導致復層(ceng)的分層(ceng)。
2. 焊接方法
選用(yong)焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)，在平面(mian)位置進行焊(han)(han)(han)縫正面(mian)和背面(mian)的焊(han)(han)(han)接，焊(han)(han)(han)后采用(yong)碳弧氣刨清(qing)根。
3. 焊(han)接材(cai)料
為(wei)了保證焊(han)縫耐(nai)蝕(shi)性、高溫強度(du)、沖擊韌(ren)度(du)和焊(han)縫化學(xue)(xue)成分，選(xuan)擇與母材化學(xue)(xue)成分接近(jin)的(de)焊(han)接材料。復(fu)合板的(de)基層(ceng)(ceng)14Cr1MoR的(de)焊(han)接用(yong)R307BL焊(han)條；過渡層(ceng)(ceng)采用(yong)A062焊(han)條，以保證過渡層(ceng)(ceng)金(jin)屬的(de)化學(xue)(xue)成分為(wei)奧氏體(ti)＋少量鐵素(su)體(ti)，不出現馬氏體(ti)，避(bi)免產生熱裂紋；復(fu)層(ceng)(ceng)用(yong)A132焊(han)條。三種焊(han)條的(de)化學(xue)(xue)成分見表5-47。
4. 焊接參數
為了避免(mian)過渡層(ceng)(ceng)出現馬氏體組織，過渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)接時(shi)應采(cai)用小(xiao)(xiao)直徑、高鉻鎳(nie)焊(han)(han)條，并采(cai)用小(xiao)(xiao)熱輸入、短弧焊(han)(han)、快速焊(han)(han)，以降低(di)對復(fu)層(ceng)(ceng)的稀釋。還要控制好(hao)過渡層(ceng)(ceng)和復(fu)合(he)層(ceng)(ceng)的層(ceng)(ceng)間溫度，保證焊(han)(han)接接頭有(you)良好(hao)的耐蝕性。經焊(han)(han)接工藝評定，選用了下列焊(han)(han)接工藝參數（見(jian)表5-48）。
三(san)、焊接時的注(zhu)意事項
1. 坡口表面20mm范圍內(nei)清除干凈油(you)污、水跡和污物。焊前復層(ceng)用汽(qi)油(you)或丙(bing)酮(tong)除去油(you)污，在復層(ceng)焊縫(feng)兩側150mm范圍內(nei)涂白(bai)堊粉防止飛濺(jian)粘附。打磨不(bu)銹鋼(gang)焊道，要用專用的錘頭(tou)除熔渣，防止滲碳。
2. 焊前預熱是有效防(fang)止焊接(jie)熱裂紋的重要工藝手段，預熱溫(wen)度要控制在160～250℃，復層溫(wen)度不高于60℃。
3. 層(ceng)間(jian)溫度(du)要控(kong)(kong)制200～250℃之間(jian)，不得超過(guo)250℃。焊(han)接時通過(guo)控(kong)(kong)制焊(han)接參數來(lai)控(kong)(kong)制焊(han)接熱輸(shu)入，應采用多層(ceng)多道(dao)(dao)焊(han)、窄(zhai)道(dao)(dao)焊(han)及小幅擺動焊(han)條（擺動參數為0～8mm）進行焊(han)接。
4. 基(ji)層焊(han)接時，嚴禁(jin)基(ji)層焊(han)條焊(han)到復(fu)層，焊(han)接表面(mian)應距復(fu)合(he)界面(mian)1.5～2.0mm，超過(guo)部位需用角向(xiang)打磨(mo)機打磨(mo)。
5. 過渡層(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)接(jie)時要保證復(fu)層(ceng)(ceng)的耐蝕(shi)性，過渡層(ceng)(ceng)厚度為2.0～3.0mm。復(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)接(jie)時，為減少(shao)熱影響(xiang)區，降(jiang)低合金稀釋率，焊(han)(han)接(jie)時焊(han)(han)條不擺動，采(cai)用多(duo)層(ceng)(ceng)多(duo)道焊(han)(han)，宜采(cai)用小電(dian)流(liu)，直流(liu)反接(jie)。嚴格控制過渡層(ceng)(ceng)及(ji)復(fu)層(ceng)(ceng)的層(ceng)(ceng)間溫度不高于250℃。
四、焊接檢(jian)驗
按(an)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)評定標準JB／T 4730-2005《承壓設備(bei)無損檢(jian)測(ce)(ce)(ce)》進(jin)行檢(jian)測(ce)(ce)(ce)，先后對換熱器的A、B類焊(han)接接頭(tou)的基層和復層焊(han)縫進(jin)行100％．RT檢(jian)測(ce)(ce)(ce)，技術等(deng)級(ji)(ji)為(wei)AB級(ji)(ji)，質量等(deng)級(ji)(ji)為(wei)II級(ji)(ji)合格(ge)(ge)；100％UT檢(jian)測(ce)(ce)(ce)，技術等(deng)級(ji)(ji)為(wei)B級(ji)(ji)，質量等(deng)級(ji)(ji)為(wei)I級(ji)(ji)合格(ge)(ge)。所有(you)焊(han)縫的一(yi)次(ci)射線檢(jian)測(ce)(ce)(ce)合格(ge)(ge)率超過(guo)98％，一(yi)次(ci)返(fan)修(xiu)合格(ge)(ge)率為(wei)100％。全(quan)部滿足設計圖樣要求。
