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. 堆焊的特點
低(di)合金(jin)鋼(gang)壓力容器內壁不銹(xiu)鋼(gang)堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)，通常第(di)一(yi)層(ceng)完全是異種材(cai)料焊(han)(han)接，第(di)二(er)層(ceng)以(yi)(yi)上(shang)(shang)才大致是同材(cai)焊(han)(han)接，因而一(yi)般(ban)情況下，第(di)一(yi)層(ceng)和(he)第(di)二(er)層(ceng)以(yi)(yi)上(shang)(shang)使(shi)用(yong)成(cheng)分(fen)(fen)不同的焊(han)(han)接材(cai)料。其(qi)次(ci)，對只堆(dui)焊(han)(han)一(yi)層(ceng)就達到所(suo)(suo)規定(ding)的成(cheng)分(fen)(fen)的單層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)用(yong)焊(han)(han)材(cai)和(he)堆(dui)焊(han)(han)二(er)層(ceng)以(yi)(yi)上(shang)(shang)得到規定(ding)成(cheng)分(fen)(fen)的焊(han)(han)層(ceng)，所(suo)(suo)使(shi)用(yong)的焊(han)(han)接材(cai)料也不相同。
不銹鋼(gang)(gang)在(zai)碳(tan)鋼(gang)(gang)和(he)低合金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)中堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)方法(fa)(fa)很多，常(chang)見(jian)的(de)(de)有(you)手工電弧(hu)焊(han)(han)(han)、熔化極(ji)氣體保護焊(han)(han)(han)、帶極(ji)埋弧(hu)（或(huo)電渣）堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)、絲(si)極(ji)埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)等。無(wu)論哪一種(zhong)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)方法(fa)(fa)，第(di)一層(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)都(dou)是由(you)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材料的(de)(de)熔敷金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和(he)熔人(ren)的(de)(de)母(mu)材金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔合而成的(de)(de)。由(you)于母(mu)材的(de)(de)合金(jin)(jin)(jin)元素含量很低，所(suo)以它對(dui)第(di)一層(ceng)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)合金(jin)(jin)(jin)成分具有(you)稀釋作用。因(yin)此，可能(neng)使焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中奧氏體和(he)鐵素體形成元素含量不足，結果堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)可能(neng)出現(xian)大量的(de)(de)馬氏體組織，并可能(neng)產生裂紋，同時(shi)導致堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)韌性降(jiang)低。
焊(han)(han)(han)縫金屬成分和組織決定于堆焊(han)(han)(han)材(cai)料(liao)和母材(cai)熔入量即(ji)熔合比（也稱稀釋率）。當堆焊(han)(han)(han)工藝確(que)定之后，稀釋率基本(ben)確(que)定。
稀釋(shi)率是(shi)(shi)確定過(guo)(guo)渡層(ceng)(ceng)堆焊(han)(han)(han)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)成分的(de)(de)依據。以手工電(dian)焊(han)(han)(han)條(tiao)為(wei)例，焊(han)(han)(han)條(tiao)的(de)(de)熔合比(bi)一般是(shi)(shi)20%左右，如(ru)用(yong)20-10型的(de)(de)電(dian)焊(han)(han)(han)條(tiao)，經(jing)母材(cai)稀釋(shi)以后，堆焊(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬成分將變成16-型，焊(han)(han)(han)縫(feng)中可能是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體＋馬(ma)氏(shi)(shi)體組(zu)織(zhi)。若(ruo)(ruo)在(zai)實際操作中熔合比(bi)較(jiao)(jiao)大(da)時，就有可能在(zai)焊(han)(han)(han)縫(feng)中產生大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)脆硬馬(ma)氏(shi)(shi)體，而且由于稀釋(shi)作用(yong)，焊(han)(han)(han)縫(feng)中的(de)(de)Ni含量(liang)(liang)較(jiao)(jiao)低，在(zai)熔合線附(fu)近產生較(jiao)(jiao)寬的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體過(guo)(guo)渡層(ceng)(ceng)。這(zhe)樣(yang)的(de)(de)堆焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)無(wu)論(lun)是(shi)(shi)力學性(xing)能、耐蝕(shi)性(xing)能，還(huan)是(shi)(shi)抗裂性(xing)能都很(hen)差(cha)。同樣(yang)的(de)(de)堆焊(han)(han)(han)方法(fa)，若(ruo)(ruo)選用(yong)24-13型的(de)(de)堆焊(han)(han)(han)材(cai)料(liao)(liao)，經(jing)母材(cai)稀釋(shi)后，堆焊(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬成分是(shi)(shi)19-9或(huo)18-8型，這(zhe)樣(yang)第一層(ceng)(ceng)就基本達(da)到堆焊(han)(han)(han)成分的(de)(de)要求，而且焊(han)(han)(han)縫(feng)組(zu)織(zhi)是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體＋鐵素體組(zu)織(zhi)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬就具有較(jiao)(jiao)高的(de)(de)抗熱裂性(xing)能和抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)能。
在過(guo)渡層(ceng)上再堆焊(han)不銹層(ceng)，則可采用(yong)相應的焊(han)材，如(ru)308L、347L及310MoL分別適合于核電(dian)、石油加氫及尿素(su)等壓力容器的堆焊(han)。
2. 堆(dui)焊方法
表4-6是幾種(zhong)在低(di)合金鋼壓力(li)容器內(nei)壁不(bu)銹鋼堆焊中(zhong)常用的方法及(ji)其使用部位、使用特點和發(fa)展趨勢(shi)。
在表4-6的(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接方法(fa)中，使(shi)用(yong)(yong)最多的(de)(de)是帶(dai)極堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)。帶(dai)極堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)效率是手工電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)10~20倍，稀釋率較(jiao)低而且可以(yi)得(de)到美觀、穩定(ding)的(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層，適合(he)于(yu)厚壁容器大(da)面(mian)積堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)。對(dui)小口徑(jing)管件(jian)和堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)較(jiao)小的(de)(de)構(gou)件(jian)，MIG、TIG及等(deng)離子弧堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)使(shi)用(yong)(yong)得(de)較(jiao)多。手工電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)在形狀(zhuang)復雜的(de)(de)部(bu)位和不能用(yong)(yong)平焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)場合(he)或修補堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)場合(he)具有施工簡便的(de)(de)特(te)點，故手工電(dian)弧堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)與(yu)帶(dai)極堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)一(yi)起成為最普(pu)遍應用(yong)(yong)的(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)方法(fa)。
帶(dai)極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)可分(fen)為(wei)埋弧堆(dui)(dui)焊(han)（SAW法）、電渣堆(dui)(dui)焊(han)（ESW法）和(he)(he)高速帶(dai)極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)方法（HSW法）。按堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)數(shu)又可分(fen)為(wei)單(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)和(he)(he)雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)、多層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)工(gong)藝(yi)。單(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)可只用(yong)一(yi)種(zhong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)帶(dai)，減(jian)少(shao)制造中的(de)(de)(de)焊(han)接和(he)(he)熱處理工(gong)序，縮短(duan)制造周期(qi)，從而(er)降低(di)制造成本。但是只堆(dui)(dui)焊(han)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就(jiu)達(da)到(dao)設計規定的(de)(de)(de)化學(xue)(xue)成分(fen)、金相組織(zhi)和(he)(he)各項力(li)學(xue)(xue)性能，在技(ji)術上有(you)很大難度(du)，對(dui)堆(dui)(dui)焊(han)材料(liao)的(de)(de)(de)成分(fen)和(he)(he)堆(dui)(dui)焊(han)工(gong)藝(yi)參數(shu)的(de)(de)(de)控制均非(fei)常嚴(yan)格。雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)雖然帶(dai)極(ji)種(zhong)類增(zeng)加了，但由(you)于(yu)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)存在（高Cr、Ni含量(liang)），使耐蝕(shi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)超(chao)低(di)碳，一(yi)定的(de)(de)(de)Cr、Ni含量(liang)就(jiu)較容易(yi)保證，因此對(dui)于(yu)焊(han)接技(ji)術和(he)(he)生產(chan)管理水平不(bu)是非(fei)常高的(de)(de)(de)企(qi)業，一(yi)般均采用(yong)雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)工(gong)藝(yi)。帶(dai)極(ji)尺寸可以有(you)不(bu)同厚度(du)和(he)(he)寬(kuan)度(du)，如(ru)：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)前(qian)用(yong)得較廣泛(fan)的(de)(de)(de)是：0.4mm×50 mm、75mm和(he)(he)0.5mm×60mm,帶(dai)極(ji)越寬(kuan)，生產(chan)率越高，但同時會帶(dai)來磁(ci)偏(pian)吹(chui)現(xian)象的(de)(de)(de)加重和(he)(he)由(you)于(yu)電流加大造成抗(kang)氫致(zhi)剝離能力(li)下降。故目(mu)前(qian)生產(chan)中用(yong)得較多的(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)尺寸為(wei)0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆(dui)焊(han)材料
壓(ya)力容(rong)器堆焊(han)(han)材(cai)料主要取決于使用介(jie)質。表4-7、表4-8中，20-10型(xing)焊(han)(han)材(cai)00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分別用于核電石油加(jia)氫及化肥(fei)等(deng)環境，作為(wei)堆焊(han)(han)層(ceng)的不銹層(ceng)使用，而(er)24-13型(xing)焊(han)(han)材(cai)00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等(deng)則用作過(guo)渡層(ceng)焊(han)(han)。表中00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的焊(han)(han)材(cai)是(shi)大(da)化肥(fei)尿(niao)素合成(cheng)塔(ta)等(deng)專用的焊(han)(han)材(cai)，既用作過(guo)渡層(ceng)也用于不銹層(ceng)的堆焊(han)(han)。
4. 堆焊工藝要點(dian)
低合(he)(he)金(jin)(jin)鋼壓力容(rong)器內壁(bi)不銹(xiu)鋼堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時，首先用(yong)(yong)高鉻(ge)鎳的(de)24-13型(xing)不銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)接材(cai)(cai)料(liao)在低合(he)(he)金(jin)(jin)鋼母材(cai)(cai)上堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)一層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時要(yao)(yao)嚴格控制工藝參數，保證(zheng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)稀釋(shi)率均勻(yun)和(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)成分(fen)和(he)組織的(de)穩定，這對于過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)是至關重要(yao)(yao)的(de)。當堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)耐腐蝕(shi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)時，仍應采用(yong)(yong)小熱輸(shu)入。所選用(yong)(yong)的(de)鉻(ge)鎳奧氏體鋼堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)料(liao)應能保證(zheng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)含碳量(liang)、鐵素(su)體含量(liang)以及其(qi)他化學(xue)成分(fen)符合(he)(he)技術條件(jian)要(yao)(yao)求。常(chang)用(yong)(yong)的(de)有20-10型(xing)、20-10Nb型(xing)、18-12Mo型(xing)等材(cai)(cai)料(liao)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鐵素(su)體含量(liang)通常(chang)在3%~10%(石油化工）和(he)5%~12%(核(he)電）范圍，而尿素(su)裝置堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)(yong)25-22-2焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)，堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鐵素(su)體要(yao)(yao)求≤0.6%,即盡可能低的(de)鐵素(su)體含量(liang)。
表4-9、表4-10、表4-11分別是手工(gong)焊條、鎢極氬弧焊和帶極堆焊的工(gong)藝參數。
對帶(dai)極(ji)埋(mai)弧(hu)焊(han)和電(dian)渣堆焊(han)，國(guo)內(nei)外經過幾十年的研究，現大多(duo)采用燒(shao)結焊(han)劑，典(dian)型(xing)配套(tao)焊(han)接材料見(jian)表 4-12。
5. 預熱和(he)焊(han)后熱處理
厚(hou)壁(bi)壓力容器堆(dui)焊(han)前預(yu)(yu)熱(re)(re)，是為(wei)了防(fang)止焊(han)接熱(re)(re)影響區的(de)裂紋。預(yu)(yu)熱(re)(re)溫度(du)可控制為(wei)100~150℃之間，堆(dui)焊(han)時(shi)如果預(yu)(yu)熱(re)(re)溫度(du)過(guo)高(gao)，使母(mu)材熔深增加過(guo)多，造成稀(xi)釋率過(guo)大(da)是不(bu)(bu)理想的(de)。堆(dui)焊(han)第(di)二層和二層以上的(de)堆(dui)焊(han)層則(ze)不(bu)(bu)需要進行預(yu)(yu)熱(re)(re)。
厚壁(bi)壓力容器在制(zhi)造(zao)過程(cheng)中要(yao)經受多次中間熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)和(he)(he)最終熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)。這些熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)的(de)目的(de)是：①. 消(xiao)除(chu)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中的(de)氫(qing)，防止(zhi)產(chan)生冷裂紋(wen)；②. 消(xiao)除(chu)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)和(he)(he)熱(re)(re)(re)(re)影(ying)響(xiang)區的(de)淬硬(ying)傾向，改(gai)(gai)善其(qi)塑(su)韌性(xing)；③. 消(xiao)除(chu)焊(han)(han)(han)(han)接殘余應力，防止(zhi)變形和(he)(he)產(chan)生冷裂紋(wen)；④. 穩定焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)和(he)(he)熱(re)(re)(re)(re)影(ying)響(xiang)區的(de)組織結構，改(gai)(gai)善其(qi)性(xing)能(neng)。這些熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)主要(yao)是針(zhen)對(dui)壓力容器的(de)基體金屬即低(di)合金鋼(gang)(gang)及其(qi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)，而(er)不(bu)(bu)是針(zhen)對(dui)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層的(de)。相(xiang)反，熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)過程(cheng)對(dui)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層來說是不(bu)(bu)利(li)的(de)，因為(wei)焊(han)(han)(han)(han)后熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)可能(neng)引起不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層發生碳化物析出，鐵素體相(xiang)轉變（為(wei)o相(xiang)）和(he)(he)熔合區引起脫碳、增碳等現象，從而(er)導致堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層和(he)(he)熔合區的(de)耐蝕(shi)性(xing)和(he)(he)塑(su)韌性(xing)的(de)降低(di)。
壓力(li)容(rong)(rong)器(qi)制(zhi)造過程中進行的(de)(de)熱(re)(re)處(chu)理稱為中間(jian)熱(re)(re)處(chu)理，而產品(pin)制(zhi)造完畢在出廠之前進行的(de)(de)熱(re)(re)處(chu)理則稱之為最終(zhong)熱(re)(re)處(chu)理（PWHT).中間(jian)熱(re)(re)處(chu)理和(he)最終(zhong)熱(re)(re)處(chu)理對不(bu)(bu)同鋼種來說是不(bu)(bu)一樣的(de)(de)，表4-13中列出了常用的(de)(de)幾種壓力(li)容(rong)(rong)器(qi)用鋼的(de)(de)中間(jian)熱(re)(re)處(chu)理和(he)最終(zhong)熱(re)(re)處(chu)理溫度供參考。至于(yu)在熱(re)(re)處(chu)理時的(de)(de)保溫時間(jian)，一般均按容(rong)(rong)器(qi)壁厚以1小時／英寸來確定，但(dan)不(bu)(bu)小于(yu)1小時。
