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(dui)焊(han)的特點
低合金(jin)鋼(gang)壓力(li)容器(qi)內壁不(bu)銹(xiu)鋼(gang)堆焊(han)(han)層(ceng)(ceng)，通常第一(yi)層(ceng)(ceng)完全是(shi)(shi)異種材(cai)(cai)料焊(han)(han)接(jie)(jie)，第二(er)(er)層(ceng)(ceng)以(yi)(yi)上(shang)(shang)才大致是(shi)(shi)同材(cai)(cai)焊(han)(han)接(jie)(jie)，因(yin)而一(yi)般情況下，第一(yi)層(ceng)(ceng)和第二(er)(er)層(ceng)(ceng)以(yi)(yi)上(shang)(shang)使用成分(fen)(fen)不(bu)同的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料。其次，對只堆焊(han)(han)一(yi)層(ceng)(ceng)就達到所(suo)規定(ding)的(de)(de)成分(fen)(fen)的(de)(de)單層(ceng)(ceng)堆焊(han)(han)層(ceng)(ceng)用焊(han)(han)材(cai)(cai)和堆焊(han)(han)二(er)(er)層(ceng)(ceng)以(yi)(yi)上(shang)(shang)得到規定(ding)成分(fen)(fen)的(de)(de)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)，所(suo)使用的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料也(ye)不(bu)相同。
不銹鋼(gang)在碳鋼(gang)和低(di)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)中堆(dui)焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)很多，常見的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)手工電(dian)(dian)弧焊(han)(han)、熔(rong)(rong)化極(ji)氣體保護焊(han)(han)、帶極(ji)埋弧（或(huo)電(dian)(dian)渣(zha)）堆(dui)焊(han)(han)、絲極(ji)埋弧堆(dui)焊(han)(han)等。無論哪(na)一種堆(dui)焊(han)(han)方法(fa)，第一層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)都是由堆(dui)焊(han)(han)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)和熔(rong)(rong)人(ren)的(de)(de)(de)(de)母材(cai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)(rong)合(he)(he)而(er)成的(de)(de)(de)(de)。由于(yu)母材(cai)的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)元素(su)含量很低(di)，所以它對第一層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)成分具(ju)有(you)(you)稀釋作用。因此(ci)，可(ke)能(neng)使焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中奧(ao)氏體和鐵素(su)體形成元素(su)含量不足，結果堆(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)可(ke)能(neng)出(chu)現大量的(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏體組織，并可(ke)能(neng)產生(sheng)裂紋，同時導致堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)韌(ren)性降低(di)。
焊(han)縫金屬(shu)成分和組織決定于堆(dui)焊(han)材料和母材熔(rong)入量(liang)即熔(rong)合比（也(ye)稱稀釋率）。當堆(dui)焊(han)工藝確(que)(que)定之后，稀釋率基(ji)本(ben)確(que)(que)定。
稀釋(shi)率是確(que)定過(guo)(guo)渡層堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料(liao)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)依據。以手(shou)工電焊(han)(han)(han)(han)條為例，焊(han)(han)(han)(han)條的(de)(de)(de)熔(rong)合比(bi)一般(ban)是20%左右，如用(yong)20-10型的(de)(de)(de)電焊(han)(han)(han)(han)條，經母材稀釋(shi)以后，堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)將變成(cheng)(cheng)(cheng)16-型，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)可能(neng)(neng)是奧氏(shi)體(ti)＋馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織。若(ruo)在實際操(cao)作(zuo)中(zhong)熔(rong)合比(bi)較(jiao)大(da)時(shi)，就(jiu)有(you)可能(neng)(neng)在焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)產生(sheng)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)脆硬(ying)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)，而且由于稀釋(shi)作(zuo)用(yong)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)(de)(de)Ni含量(liang)較(jiao)低(di)，在熔(rong)合線附近產生(sheng)較(jiao)寬(kuan)的(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)過(guo)(guo)渡層。這樣(yang)的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層無論(lun)是力學性(xing)能(neng)(neng)、耐蝕性(xing)能(neng)(neng)，還是抗裂性(xing)能(neng)(neng)都很差(cha)。同樣(yang)的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)方法，若(ruo)選用(yong)24-13型的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料(liao)，經母材稀釋(shi)后，堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)是19-9或18-8型，這樣(yang)第(di)一層就(jiu)基本達到(dao)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)要求，而且焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)組(zu)織是奧氏(shi)體(ti)＋鐵素體(ti)組(zu)織焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)就(jiu)具有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)抗熱(re)裂性(xing)能(neng)(neng)和抗腐蝕性(xing)能(neng)(neng)。
在過(guo)渡層(ceng)上再堆焊(han)不銹層(ceng)，則可采用相(xiang)應的焊(han)材，如308L、347L及(ji)310MoL分別適合于核電、石油加(jia)氫及(ji)尿素等壓力容器的堆焊(han)。
2. 堆(dui)焊方法(fa)
表4-6是幾(ji)種(zhong)在低合金鋼壓力容器內壁不銹鋼堆焊中常用(yong)的方法及其使用(yong)部位、使用(yong)特點和發展趨勢。
在(zai)(zai)表4-6的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)方(fang)(fang)法中，使用最多的(de)是(shi)帶極堆(dui)(dui)焊(han)(han)。帶極堆(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)效率(lv)是(shi)手(shou)工(gong)(gong)(gong)電弧焊(han)(han)的(de)10~20倍，稀釋率(lv)較(jiao)低而且可以得(de)到美觀、穩定(ding)的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)，適合(he)于(yu)厚壁容(rong)器大面(mian)積堆(dui)(dui)焊(han)(han)。對小口徑管件和堆(dui)(dui)焊(han)(han)較(jiao)小的(de)構件，MIG、TIG及等(deng)離子弧堆(dui)(dui)焊(han)(han)使用得(de)較(jiao)多。手(shou)工(gong)(gong)(gong)電弧焊(han)(han)在(zai)(zai)形(xing)狀復(fu)雜的(de)部位和不能用平焊(han)(han)的(de)場(chang)合(he)或修補堆(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)場(chang)合(he)具有施工(gong)(gong)(gong)簡便的(de)特點，故手(shou)工(gong)(gong)(gong)電弧堆(dui)(dui)焊(han)(han)與帶極堆(dui)(dui)焊(han)(han)一起成為最普遍(bian)應(ying)用的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)方(fang)(fang)法。
帶(dai)(dai)極(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)可(ke)分為(wei)(wei)埋(mai)弧堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)（SAW法）、電(dian)渣(zha)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)（ESW法）和(he)(he)(he)高速帶(dai)(dai)極(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)方法（HSW法）。按(an)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)數(shu)又可(ke)分為(wei)(wei)單(dan)(dan)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)和(he)(he)(he)雙(shuang)層(ceng)(ceng)、多(duo)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)工(gong)藝。單(dan)(dan)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)可(ke)只用(yong)(yong)一(yi)種不(bu)銹鋼帶(dai)(dai)，減少制(zhi)造中(zhong)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接和(he)(he)(he)熱處理工(gong)序，縮短制(zhi)造周期，從而降低(di)(di)制(zhi)造成本。但是只堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)一(yi)層(ceng)(ceng)不(bu)銹鋼就(jiu)達到設(she)計規定的(de)(de)化學(xue)成分、金相組(zu)織和(he)(he)(he)各項力(li)學(xue)性能(neng)，在技(ji)術上有很大難度，對(dui)(dui)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材料(liao)的(de)(de)成分和(he)(he)(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)工(gong)藝參數(shu)的(de)(de)控制(zhi)均非常嚴格。雙(shuang)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)雖然帶(dai)(dai)極(ji)種類(lei)增(zeng)加了，但由(you)于過渡層(ceng)(ceng)的(de)(de)存在（高Cr、Ni含量），使耐蝕(shi)層(ceng)(ceng)的(de)(de)超低(di)(di)碳，一(yi)定的(de)(de)Cr、Ni含量就(jiu)較(jiao)容(rong)易保(bao)證(zheng)，因此(ci)對(dui)(dui)于焊(han)(han)(han)接技(ji)術和(he)(he)(he)生產(chan)管理水(shui)平不(bu)是非常高的(de)(de)企(qi)業，一(yi)般均采用(yong)(yong)雙(shuang)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)工(gong)藝。帶(dai)(dai)極(ji)尺寸(cun)可(ke)以有不(bu)同厚度和(he)(he)(he)寬度，如(ru)：0.4mm×17.5mm、25 mm、37.5 mm、50 mm、75 mm、150 mm或(huo)0.5mm×30 mm、60 mm、90 mm、120 mm、180 mm.目(mu)(mu)前用(yong)(yong)得(de)較(jiao)廣泛的(de)(de)是：0.4mm×50 mm、75mm和(he)(he)(he)0.5mm×60mm,帶(dai)(dai)極(ji)越(yue)(yue)寬，生產(chan)率越(yue)(yue)高，但同時(shi)會帶(dai)(dai)來磁偏吹現象的(de)(de)加重和(he)(he)(he)由(you)于電(dian)流加大造成抗氫致剝離能(neng)力(li)下降。故目(mu)(mu)前生產(chan)中(zhong)用(yong)(yong)得(de)較(jiao)多(duo)的(de)(de)帶(dai)(dai)極(ji)尺寸(cun)為(wei)(wei)0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊材(cai)料
壓(ya)力(li)容(rong)器堆(dui)焊(han)(han)材料主要取決(jue)于使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)介質(zhi)。表4-7、表4-8中(zhong)，20-10型(xing)焊(han)(han)材00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分別(bie)用(yong)(yong)(yong)(yong)于核電石油加(jia)氫及化肥(fei)等環境(jing)，作(zuo)為堆(dui)焊(han)(han)層的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹層使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)，而24-13型(xing)焊(han)(han)材00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等則用(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)過渡(du)層焊(han)(han)。表中(zhong)00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的(de)(de)(de)焊(han)(han)材是大化肥(fei)尿(niao)素合(he)成塔等專用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)材，既用(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)過渡(du)層也(ye)用(yong)(yong)(yong)(yong)于不(bu)(bu)銹層的(de)(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)。
4. 堆焊工藝(yi)要點(dian)
低(di)合金鋼(gang)壓力容(rong)器內壁不銹鋼(gang)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時，首先用(yong)高鉻(ge)鎳(nie)的(de)(de)24-13型(xing)(xing)不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)接材(cai)料在(zai)低(di)合金鋼(gang)母材(cai)上(shang)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)一層過(guo)渡(du)層。堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時要(yao)嚴格控制工(gong)(gong)藝參數，保證堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層的(de)(de)稀釋率均(jun)勻和(he)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層成分(fen)和(he)組(zu)織的(de)(de)穩定，這對于過(guo)渡(du)層堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)是至(zhi)關重要(yao)的(de)(de)。當堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)耐(nai)腐蝕層時，仍應(ying)采用(yong)小熱輸入。所選用(yong)的(de)(de)鉻(ge)鎳(nie)奧氏體鋼(gang)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材(cai)料應(ying)能(neng)保證堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層的(de)(de)含碳量(liang)、鐵(tie)素(su)體含量(liang)以(yi)及其他(ta)化學成分(fen)符合技(ji)術條件要(yao)求(qiu)。常用(yong)的(de)(de)有(you)20-10型(xing)(xing)、20-10Nb型(xing)(xing)、18-12Mo型(xing)(xing)等(deng)材(cai)料堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層鐵(tie)素(su)體含量(liang)通(tong)常在(zai)3%~10%(石油化工(gong)(gong)）和(he)5%~12%(核(he)電(dian)）范圍，而(er)尿素(su)裝置(zhi)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層用(yong)25-22-2焊(han)(han)(han)材(cai)，堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層鐵(tie)素(su)體要(yao)求(qiu)≤0.6%,即盡可能(neng)低(di)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體含量(liang)。
表(biao)4-9、表(biao)4-10、表(biao)4-11分(fen)別是手(shou)工(gong)焊條、鎢極氬弧焊和帶(dai)極堆焊的工(gong)藝參(can)數(shu)。
對帶(dai)極埋弧焊和電渣堆焊，國內外(wai)經過幾十年的研(yan)究，現大多采(cai)用燒(shao)結焊劑(ji)，典(dian)型配(pei)套焊接材(cai)料見(jian)表(biao) 4-12。
5. 預熱(re)和焊后熱(re)處理
厚壁壓力(li)容器堆焊前預熱(re)(re)，是為了防止焊接熱(re)(re)影響區的裂紋。預熱(re)(re)溫度可控制為100~150℃之(zhi)間，堆焊時(shi)如果(guo)預熱(re)(re)溫度過(guo)高，使母材熔(rong)深(shen)增加過(guo)多，造(zao)成稀釋(shi)率過(guo)大是不(bu)理想的。堆焊第二(er)層和二(er)層以上的堆焊層則不(bu)需要進行預熱(re)(re)。
厚壁壓力(li)容器(qi)在(zai)制造過(guo)程中要經(jing)受(shou)多次中間熱(re)處(chu)(chu)理(li)和(he)最終熱(re)處(chu)(chu)理(li)。這些(xie)(xie)熱(re)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)(shi)：①. 消除焊(han)(han)縫中的(de)(de)(de)氫，防止(zhi)產(chan)生冷裂紋；②. 消除焊(han)(han)縫和(he)熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)淬硬傾向，改善其(qi)(qi)塑韌性(xing)；③. 消除焊(han)(han)接(jie)殘余應力(li)，防止(zhi)變形和(he)產(chan)生冷裂紋；④. 穩定焊(han)(han)縫和(he)熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)組織結構(gou)，改善其(qi)(qi)性(xing)能。這些(xie)(xie)熱(re)處(chu)(chu)理(li)主要是(shi)(shi)針對(dui)(dui)壓力(li)容器(qi)的(de)(de)(de)基體(ti)金屬即低合金鋼及其(qi)(qi)焊(han)(han)縫的(de)(de)(de)，而不是(shi)(shi)針對(dui)(dui)不銹(xiu)鋼堆焊(han)(han)層(ceng)的(de)(de)(de)。相反，熱(re)處(chu)(chu)理(li)過(guo)程對(dui)(dui)堆焊(han)(han)層(ceng)來(lai)說是(shi)(shi)不利的(de)(de)(de)，因為焊(han)(han)后熱(re)處(chu)(chu)理(li)可能引起(qi)不銹(xiu)鋼堆焊(han)(han)層(ceng)發生碳(tan)化物析出，鐵素體(ti)相轉變（為o相）和(he)熔合區(qu)(qu)引起(qi)脫碳(tan)、增碳(tan)等現(xian)象(xiang)，從而導致堆焊(han)(han)層(ceng)和(he)熔合區(qu)(qu)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)和(he)塑韌性(xing)的(de)(de)(de)降低。
壓力容器制(zhi)造(zao)過程中進行的(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)稱(cheng)為中間(jian)(jian)熱處(chu)(chu)理(li)，而產(chan)品制(zhi)造(zao)完(wan)畢在出廠之前進行的(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)則稱(cheng)之為最(zui)終熱處(chu)(chu)理(li)（PWHT).中間(jian)(jian)熱處(chu)(chu)理(li)和(he)最(zui)終熱處(chu)(chu)理(li)對(dui)不同鋼種(zhong)來(lai)說是不一(yi)樣的(de)(de)，表(biao)4-13中列(lie)出了(le)常用的(de)(de)幾種(zhong)壓力容器用鋼的(de)(de)中間(jian)(jian)熱處(chu)(chu)理(li)和(he)最(zui)終熱處(chu)(chu)理(li)溫(wen)度供參考。至于在熱處(chu)(chu)理(li)時(shi)(shi)的(de)(de)保溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，一(yi)般均按容器壁厚以1小時(shi)(shi)／英寸來(lai)確定，但不小于1小時(shi)(shi)。
