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下載蘋果版: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(te)點(dian)
低合金鋼壓力容器(qi)內壁不銹鋼堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)，通(tong)常第(di)一(yi)層(ceng)完全(quan)是異種材(cai)料(liao)焊(han)(han)接，第(di)二(er)層(ceng)以(yi)(yi)上(shang)才大致是同材(cai)焊(han)(han)接，因而一(yi)般情況下，第(di)一(yi)層(ceng)和第(di)二(er)層(ceng)以(yi)(yi)上(shang)使用(yong)成(cheng)分(fen)不同的(de)焊(han)(han)接材(cai)料(liao)。其次(ci)，對(dui)只堆(dui)焊(han)(han)一(yi)層(ceng)就達(da)到(dao)所規定的(de)成(cheng)分(fen)的(de)單層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)用(yong)焊(han)(han)材(cai)和堆(dui)焊(han)(han)二(er)層(ceng)以(yi)(yi)上(shang)得到(dao)規定成(cheng)分(fen)的(de)焊(han)(han)層(ceng)，所使用(yong)的(de)焊(han)(han)接材(cai)料(liao)也不相同。
不(bu)銹鋼在碳鋼和(he)(he)(he)低合(he)(he)金(jin)(jin)鋼中堆(dui)焊(han)的方法(fa)很(hen)多，常見的有手(shou)工(gong)電(dian)弧(hu)焊(han)、熔化極氣(qi)體(ti)保(bao)護焊(han)、帶極埋弧(hu)（或(huo)電(dian)渣）堆(dui)焊(han)、絲極埋弧(hu)堆(dui)焊(han)等。無論哪一種堆(dui)焊(han)方法(fa)，第一層堆(dui)焊(han)的焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)都是由堆(dui)焊(han)材料的熔敷金(jin)(jin)屬(shu)和(he)(he)(he)熔人(ren)的母材金(jin)(jin)屬(shu)熔合(he)(he)而成的。由于母材的合(he)(he)金(jin)(jin)元素(su)含(han)量(liang)很(hen)低，所以(yi)它對第一層焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)的合(he)(he)金(jin)(jin)成分(fen)具(ju)有稀釋作用。因此，可能(neng)(neng)使焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)中奧氏體(ti)和(he)(he)(he)鐵素(su)體(ti)形成元素(su)含(han)量(liang)不(bu)足，結果堆(dui)焊(han)金(jin)(jin)屬(shu)可能(neng)(neng)出現(xian)大量(liang)的馬氏體(ti)組織，并可能(neng)(neng)產生裂紋(wen)，同時(shi)導致堆(dui)焊(han)層韌性降(jiang)低。
焊縫金(jin)屬(shu)成(cheng)分和(he)組織決(jue)定(ding)于堆焊材料和(he)母材熔入量即熔合(he)比（也稱稀(xi)釋率(lv)）。當堆焊工藝確(que)(que)定(ding)之后，稀(xi)釋率(lv)基本確(que)(que)定(ding)。
稀釋率是(shi)確定過(guo)渡層堆焊(han)(han)(han)(han)材(cai)料的(de)(de)(de)成(cheng)分的(de)(de)(de)依據。以手工電焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)為(wei)例，焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)熔(rong)合比(bi)一般是(shi)20%左右，如用20-10型(xing)的(de)(de)(de)電焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)，經(jing)(jing)母(mu)材(cai)稀釋以后(hou)，堆焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)成(cheng)分將變成(cheng)16-型(xing)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中可能(neng)(neng)是(shi)奧氏體(ti)(ti)＋馬氏體(ti)(ti)組(zu)織。若(ruo)在(zai)實際操作(zuo)(zuo)中熔(rong)合比(bi)較(jiao)(jiao)大時，就有可能(neng)(neng)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中產(chan)生大量的(de)(de)(de)脆硬馬氏體(ti)(ti)，而且(qie)由于稀釋作(zuo)(zuo)用，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中的(de)(de)(de)Ni含量較(jiao)(jiao)低，在(zai)熔(rong)合線附近產(chan)生較(jiao)(jiao)寬(kuan)的(de)(de)(de)馬氏體(ti)(ti)過(guo)渡層。這樣的(de)(de)(de)堆焊(han)(han)(han)(han)層無論(lun)是(shi)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，還是(shi)抗(kang)(kang)裂(lie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)都(dou)很差。同樣的(de)(de)(de)堆焊(han)(han)(han)(han)方法，若(ruo)選用24-13型(xing)的(de)(de)(de)堆焊(han)(han)(han)(han)材(cai)料，經(jing)(jing)母(mu)材(cai)稀釋后(hou)，堆焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)成(cheng)分是(shi)19-9或18-8型(xing)，這樣第一層就基本達到(dao)堆焊(han)(han)(han)(han)成(cheng)分的(de)(de)(de)要求，而且(qie)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)組(zu)織是(shi)奧氏體(ti)(ti)＋鐵素體(ti)(ti)組(zu)織焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)就具有較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)熱裂(lie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和抗(kang)(kang)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。
在過渡層上再堆焊(han)不銹層，則可采用相應的(de)焊(han)材，如308L、347L及310MoL分別(bie)適合于核電、石(shi)油加氫及尿素等壓力容器的(de)堆焊(han)。
2. 堆焊方法
表(biao)4-6是(shi)幾(ji)種在低合金鋼(gang)壓力容(rong)器內壁(bi)不銹鋼(gang)堆焊(han)中常(chang)用的方法及(ji)其使(shi)用部(bu)位、使(shi)用特(te)點和(he)發展(zhan)趨(qu)勢。
在(zai)表4-6的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方法(fa)中，使用最多(duo)的(de)(de)是(shi)帶極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)。帶極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)效(xiao)率是(shi)手工電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)10~20倍，稀釋率較(jiao)低而且可以(yi)得到美觀、穩定的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層，適合于(yu)厚壁容(rong)器大(da)面積堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)。對小口(kou)徑管件(jian)和堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)較(jiao)小的(de)(de)構件(jian)，MIG、TIG及等離子弧(hu)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)使用得較(jiao)多(duo)。手工電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)在(zai)形狀復雜的(de)(de)部位和不(bu)能用平焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)場合或修補(bu)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)場合具有施(shi)工簡(jian)便的(de)(de)特點，故手工電弧(hu)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)與帶極堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)一起成為最普遍應用的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)方法(fa)。
帶(dai)極(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)可(ke)分為(wei)埋弧(hu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)（SAW法）、電(dian)渣堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)（ESW法）和(he)(he)(he)(he)高速帶(dai)極(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)方(fang)法（HSW法）。按堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)數又可(ke)分為(wei)單層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)和(he)(he)(he)(he)雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)、多層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)藝。單層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)可(ke)只用(yong)一(yi)種(zhong)不(bu)銹鋼帶(dai)，減少制造(zao)中的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接和(he)(he)(he)(he)熱處理工(gong)(gong)序，縮短(duan)制造(zao)周期，從而降低制造(zao)成(cheng)本(ben)。但是(shi)只堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)銹鋼就達(da)到設計規定的(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)分、金相(xiang)組織和(he)(he)(he)(he)各項力學性能，在技術上有(you)很大難(nan)度(du)，對(dui)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分和(he)(he)(he)(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)藝參數的(de)(de)(de)(de)控制均非常嚴格(ge)。雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)雖(sui)然帶(dai)極(ji)種(zhong)類(lei)增加(jia)了，但由(you)于過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)存在（高Cr、Ni含量），使耐蝕層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)超低碳，一(yi)定的(de)(de)(de)(de)Cr、Ni含量就較容易保證，因(yin)此(ci)對(dui)于焊(han)(han)(han)(han)接技術和(he)(he)(he)(he)生產(chan)管理水平不(bu)是(shi)非常高的(de)(de)(de)(de)企(qi)業(ye)，一(yi)般均采用(yong)雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)藝。帶(dai)極(ji)尺寸(cun)(cun)可(ke)以(yi)有(you)不(bu)同(tong)厚(hou)度(du)和(he)(he)(he)(he)寬度(du)，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.目前用(yong)得較廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)是(shi)：0.4mm×50 mm、75mm和(he)(he)(he)(he)0.5mm×60mm,帶(dai)極(ji)越寬，生產(chan)率(lv)越高，但同(tong)時會帶(dai)來磁偏(pian)吹現象的(de)(de)(de)(de)加(jia)重和(he)(he)(he)(he)由(you)于電(dian)流加(jia)大造(zao)成(cheng)抗氫致(zhi)剝離能力下降。故目前生產(chan)中用(yong)得較多的(de)(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)尺寸(cun)(cun)為(wei)0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊(han)材(cai)料(liao)
壓力(li)容(rong)器堆(dui)焊(han)(han)(han)材料(liao)主要取決于使(shi)用介質。表4-7、表4-8中(zhong)，20-10型(xing)焊(han)(han)(han)材00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分別(bie)用于核(he)電石油加氫及(ji)化(hua)肥(fei)(fei)等(deng)環境(jing)，作(zuo)為堆(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的(de)不(bu)銹(xiu)層(ceng)(ceng)使(shi)用，而24-13型(xing)焊(han)(han)(han)材00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等(deng)則用作(zuo)過渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)。表中(zhong)00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的(de)焊(han)(han)(han)材是大化(hua)肥(fei)(fei)尿素合成塔等(deng)專用的(de)焊(han)(han)(han)材，既用作(zuo)過渡層(ceng)(ceng)也用于不(bu)銹(xiu)層(ceng)(ceng)的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)。
4. 堆焊工藝(yi)要點
低(di)合(he)金(jin)鋼壓力容器(qi)內壁(bi)不銹鋼堆(dui)(dui)(dui)焊(han)時(shi)，首先用高(gao)鉻(ge)鎳的(de)24-13型(xing)不銹鋼焊(han)接材料(liao)在低(di)合(he)金(jin)鋼母材上堆(dui)(dui)(dui)焊(han)一層(ceng)(ceng)過渡(du)層(ceng)(ceng)。堆(dui)(dui)(dui)焊(han)時(shi)要(yao)(yao)嚴格控制工(gong)藝參數(shu)，保證堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)的(de)稀(xi)釋率均勻和堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)成(cheng)分和組織的(de)穩定，這對于過渡(du)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)是至關重要(yao)(yao)的(de)。當堆(dui)(dui)(dui)焊(han)耐腐(fu)蝕層(ceng)(ceng)時(shi)，仍應采用小熱輸入。所選用的(de)鉻(ge)鎳奧氏(shi)體(ti)(ti)鋼堆(dui)(dui)(dui)焊(han)材料(liao)應能(neng)保證堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)的(de)含碳量(liang)(liang)、鐵素體(ti)(ti)含量(liang)(liang)以及其(qi)他(ta)化學成(cheng)分符合(he)技(ji)術(shu)條件要(yao)(yao)求。常用的(de)有20-10型(xing)、20-10Nb型(xing)、18-12Mo型(xing)等(deng)材料(liao)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)鐵素體(ti)(ti)含量(liang)(liang)通(tong)常在3%~10%(石油化工(gong)）和5%~12%(核電）范圍，而(er)尿素裝置堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)用25-22-2焊(han)材，堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)鐵素體(ti)(ti)要(yao)(yao)求≤0.6%,即盡(jin)可能(neng)低(di)的(de)鐵素體(ti)(ti)含量(liang)(liang)。
表4-9、表4-10、表4-11分別是(shi)手工焊條、鎢極氬(ya)弧焊和帶極堆(dui)焊的工藝參數。
對帶(dai)極埋弧焊(han)(han)和電渣堆焊(han)(han)，國內(nei)外經過幾十年的(de)研究，現大多采用燒結焊(han)(han)劑，典型(xing)配套焊(han)(han)接(jie)材料(liao)見表 4-12。
5. 預(yu)熱和焊后熱處理
厚壁壓力容器堆(dui)(dui)焊(han)前預熱(re)，是為了防止焊(han)接熱(re)影響區的裂紋。預熱(re)溫(wen)度可控制為100~150℃之間，堆(dui)(dui)焊(han)時如果預熱(re)溫(wen)度過高，使母材熔深增(zeng)加過多，造成稀釋率過大是不(bu)理(li)想的。堆(dui)(dui)焊(han)第二層和二層以上的堆(dui)(dui)焊(han)層則(ze)不(bu)需要進行預熱(re)。
厚壁壓力容器在制造過程(cheng)中(zhong)要(yao)(yao)經(jing)受多(duo)次(ci)中(zhong)間熱(re)處(chu)理和最終熱(re)處(chu)理。這些(xie)熱(re)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)：①. 消除焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氫，防止(zhi)產生(sheng)冷裂紋；②. 消除焊(han)(han)縫(feng)(feng)和熱(re)影(ying)(ying)響區(qu)的(de)(de)(de)(de)淬(cui)硬傾(qing)向，改(gai)(gai)善(shan)其(qi)(qi)塑韌性；③. 消除焊(han)(han)接殘余應力，防止(zhi)變(bian)形和產生(sheng)冷裂紋；④. 穩定焊(han)(han)縫(feng)(feng)和熱(re)影(ying)(ying)響區(qu)的(de)(de)(de)(de)組織結構，改(gai)(gai)善(shan)其(qi)(qi)性能。這些(xie)熱(re)處(chu)理主要(yao)(yao)是(shi)針對壓力容器的(de)(de)(de)(de)基體金(jin)(jin)屬(shu)即低(di)合金(jin)(jin)鋼及其(qi)(qi)焊(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)，而(er)不(bu)(bu)(bu)是(shi)針對不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)。相反，熱(re)處(chu)理過程(cheng)對堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)來說是(shi)不(bu)(bu)(bu)利(li)的(de)(de)(de)(de)，因為(wei)焊(han)(han)后熱(re)處(chu)理可(ke)能引(yin)起不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)發生(sheng)碳化物析出(chu)，鐵素體相轉變(bian)（為(wei)o相）和熔合區(qu)引(yin)起脫碳、增碳等(deng)現象，從(cong)而(er)導(dao)致堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)和熔合區(qu)的(de)(de)(de)(de)耐蝕性和塑韌性的(de)(de)(de)(de)降低(di)。
壓力容(rong)器制造過程中(zhong)進(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)稱(cheng)為中(zhong)間(jian)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)，而產品制造完畢在出廠之前進(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)則(ze)稱(cheng)之為最(zui)(zui)終(zhong)(zhong)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)（PWHT).中(zhong)間(jian)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)和(he)最(zui)(zui)終(zhong)(zhong)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)對不(bu)同鋼(gang)種來說是不(bu)一(yi)樣的(de)(de)(de)，表4-13中(zhong)列(lie)出了常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)幾(ji)種壓力容(rong)器用(yong)(yong)鋼(gang)的(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)和(he)最(zui)(zui)終(zhong)(zhong)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)溫(wen)度供參考。至于在熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)時(shi)的(de)(de)(de)保溫(wen)時(shi)間(jian)，一(yi)般均按容(rong)器壁(bi)厚以1小時(shi)／英寸來確定(ding)，但(dan)不(bu)小于1小時(shi)。
