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)接性分(fen)析
1. 焊接材料
從表中(zhong)的(de)(de)(de)化學成(cheng)分計(ji)算(suan)出基層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)材(cai)料(liao)14Cr1MoR的(de)(de)(de)碳(tan)當(dang)量(liang)（C）為0.626％，可(ke)以判斷(duan)該(gai)材(cai)料(liao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)性不(bu)好，焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)前必須要較(jiao)高溫度(du)(du)的(de)(de)(de)預熱(re)(re)，施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)時要嚴(yan)格控制好焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝。復合(he)板(ban)的(de)(de)(de)復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)Cr-Mo含(han)量(liang)較(jiao)高且其C含(han)量(liang)較(jiao)低。因此在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)中(zhong)要注(zhu)意這(zhe)些因素：①. 焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)過程(cheng)中(zhong)加熱(re)(re)和冷卻不(bu)均勻，在(zai)(zai)基層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)(du)方向會產(chan)生較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)殘余應力(li)，這(zhe)種應力(li)在(zai)(zai)不(bu)銹鋼復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)就會形成(cheng)拉(la)伸(shen)應力(li)。在(zai)(zai)拉(la)伸(shen)應力(li)的(de)(de)(de)作用(yong)下有(you)可(ke)能在(zai)(zai)某個薄弱地帶開裂而形成(cheng)熱(re)(re)裂紋。②. 避免發生焊(han)(han)(han)(han)(han)縫化學成(cheng)分稀釋，產(chan)生碳(tan)遷(qian)移到過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。
為了(le)防止上述問題的(de)(de)發生，應采取(qu)下列(lie)措施：①. 對于復(fu)(fu)層(ceng)要(yao)避免(mian)(mian)基層(ceng)的(de)(de)碳(tan)元(yuan)素(su)遷移(yi)過(guo)渡而導致增(zeng)碳(tan)，以免(mian)(mian)降低復(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)耐蝕(shi)性；②. 對于基層(ceng)要(yao)避免(mian)(mian)復(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)鉻、鎳(nie)等元(yuan)素(su)過(guo)渡而導致合金(jin)含量增(zeng)高。若(ruo)鉻、鎳(nie)合金(jin)元(yuan)素(su)增(zeng)高，基層(ceng)焊(han)(han)(han)縫(feng)中會形成脆硬組織，容(rong)易產生裂紋(wen)，影響焊(han)(han)(han)縫(feng)強度；③. 焊(han)(han)(han)接時采用小熱(re)輸入(ru)、小截面(mian)焊(han)(han)(han)道(dao)，以減少焊(han)(han)(han)縫(feng)溶池過(guo)熱(re)，避免(mian)(mian)粗大柱狀晶的(de)(de)產生。
2. 熱(re)處(chu)理
14Cr1MoR鋼板是低(di)合金耐熱(re)鋼，其焊縫區(qu)在回火時(shi)，隨著溫(wen)(wen)度(du)的(de)升高，會(hui)使沖擊(ji)韌(ren)度(du)下降，甚至開(kai)裂(lie)，是回火脆性的(de)典型表現。當焊接(jie)熱(re)輸入超過30kJ／cm、預熱(re)和(he)層間溫(wen)(wen)度(du)高于250℃時(shi)，則Cr-Mo鋼焊縫金屬的(de)強度(du)和(he)沖擊(ji)韌(ren)度(du)會(hui)明顯(xian)下降。為了避開(kai)Cr-Mo鋼在400～700℃時(shi)的(de)回火脆性敏感(gan)區(qu)，同時(shi)滿(man)足設(she)計要求，選用焊后(hou)熱(re)處理(li)溫(wen)(wen)度(du)為704℃，恒溫(wen)(wen)2h后(hou)緩慢冷卻。
二、焊接(jie)工藝
1. 焊接坡口(kou)的選擇
坡口如圖5-23所示，目的是(shi)使基(ji)層(ceng)與復層(ceng)交界處遠離焊接時的熱量集中區，避免了(le)基(ji)層(ceng)焊接時導致復層(ceng)的分層(ceng)。
2. 焊接方法
選用焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)，在(zai)平(ping)面(mian)位(wei)置進行焊(han)(han)縫(feng)正面(mian)和背面(mian)的焊(han)(han)接，焊(han)(han)后(hou)采用碳弧氣刨(bao)清(qing)根。
3. 焊接材(cai)料
為了保證焊縫耐蝕性、高(gao)溫(wen)強度、沖(chong)擊韌度和焊縫化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)(fen)，選擇與母材(cai)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)(fen)接近的(de)焊接材(cai)料。復合(he)板的(de)基層(ceng)(ceng)14Cr1MoR的(de)焊接用R307BL焊條(tiao)(tiao)；過渡層(ceng)(ceng)采用A062焊條(tiao)(tiao)，以保證過渡層(ceng)(ceng)金屬(shu)的(de)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)(fen)為奧氏體＋少量鐵素體，不出現馬氏體，避免產(chan)生熱(re)裂(lie)紋；復層(ceng)(ceng)用A132焊條(tiao)(tiao)。三種(zhong)焊條(tiao)(tiao)的(de)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)(fen)見表(biao)5-47。
4. 焊接(jie)參(can)數
為了避免過渡(du)(du)層出現馬氏體組織，過渡(du)(du)層焊(han)接(jie)(jie)時應采(cai)用(yong)小直徑、高鉻(ge)鎳焊(han)條，并采(cai)用(yong)小熱輸入(ru)、短弧焊(han)、快速焊(han)，以降低對復層的稀(xi)釋(shi)。還(huan)要控制好(hao)過渡(du)(du)層和復合層的層間溫度，保(bao)證(zheng)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭有良(liang)好(hao)的耐蝕性。經(jing)焊(han)接(jie)(jie)工(gong)藝評定(ding)，選用(yong)了下列焊(han)接(jie)(jie)工(gong)藝參數(shu)（見(jian)表5-48）。
三、焊接時的注意事項
1. 坡口表面20mm范(fan)圍內清除干凈油污(wu)(wu)、水跡和污(wu)(wu)物。焊(han)前(qian)復層(ceng)用汽油或丙酮除去油污(wu)(wu)，在復層(ceng)焊(han)縫兩側150mm范(fan)圍內涂白堊粉防止(zhi)飛(fei)濺粘附(fu)。打磨(mo)不銹(xiu)鋼焊(han)道，要用專(zhuan)用的錘頭除熔(rong)渣(zha)，防止(zhi)滲碳。
2. 焊前預熱是有(you)效防(fang)止焊接熱裂紋的重要工藝手(shou)段，預熱溫度要控制在160～250℃，復層溫度不高(gao)于60℃。
3. 層間溫度要(yao)控制200～250℃之間，不(bu)得超(chao)過(guo)250℃。焊(han)接時(shi)通(tong)過(guo)控制焊(han)接參(can)數(shu)來控制焊(han)接熱輸入，應采用多層多道焊(han)、窄道焊(han)及小幅擺動焊(han)條（擺動參(can)數(shu)為(wei)0～8mm）進行焊(han)接。
4. 基層焊(han)(han)接時(shi)，嚴禁基層焊(han)(han)條焊(han)(han)到復層，焊(han)(han)接表面(mian)應(ying)距復合界面(mian)1.5～2.0mm，超(chao)過部位需用角(jiao)向(xiang)打磨機打磨。
5. 過渡層(ceng)(ceng)(ceng)與復層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)接時(shi)要(yao)保證(zheng)復層(ceng)(ceng)(ceng)的耐蝕性，過渡層(ceng)(ceng)(ceng)厚度為(wei)2.0～3.0mm。復層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)接時(shi)，為(wei)減(jian)少熱(re)影響區，降低合金(jin)稀釋率，焊(han)(han)接時(shi)焊(han)(han)條不擺動，采用多層(ceng)(ceng)(ceng)多道焊(han)(han)，宜(yi)采用小電流(liu)，直(zhi)流(liu)反接。嚴格控制過渡層(ceng)(ceng)(ceng)及復層(ceng)(ceng)(ceng)的層(ceng)(ceng)(ceng)間(jian)溫度不高于250℃。
四、焊接檢驗
按檢(jian)(jian)測評定標(biao)準JB／T 4730-2005《承壓設備(bei)無損檢(jian)(jian)測》進(jin)行(xing)檢(jian)(jian)測，先后對換熱器的A、B類焊接(jie)接(jie)頭的基層和復(fu)層焊縫(feng)進(jin)行(xing)100％．RT檢(jian)(jian)測，技術等級為AB級，質(zhi)量等級為II級合(he)格(ge)；100％UT檢(jian)(jian)測，技術等級為B級，質(zhi)量等級為I級合(he)格(ge)。所有焊縫(feng)的一次(ci)(ci)射線檢(jian)(jian)測合(he)格(ge)率超過98％，一次(ci)(ci)返修(xiu)合(he)格(ge)率為100％。全部滿足設計圖樣要求。
