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)接性分析
1. 焊接材料
從表中(zhong)的(de)(de)化學成(cheng)分計算出(chu)基(ji)層材(cai)料14Cr1MoR的(de)(de)碳當量(liang)（C）為0.626％，可(ke)以判斷(duan)該材(cai)料焊(han)接(jie)(jie)性不好，焊(han)接(jie)(jie)前必須要(yao)較(jiao)高溫度的(de)(de)預熱(re)，施(shi)焊(han)時要(yao)嚴格控制好焊(han)接(jie)(jie)工藝(yi)。復合板的(de)(de)復層Cr-Mo含(han)(han)量(liang)較(jiao)高且其(qi)C含(han)(han)量(liang)較(jiao)低。因(yin)(yin)此在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)中(zhong)要(yao)注(zhu)意這(zhe)些因(yin)(yin)素：①. 焊(han)接(jie)(jie)過(guo)程中(zhong)加熱(re)和(he)冷卻不均勻(yun)，在(zai)(zai)基(ji)層厚(hou)度方向(xiang)會產生較(jiao)大的(de)(de)殘余應(ying)力，這(zhe)種應(ying)力在(zai)(zai)不銹鋼復層就會形成(cheng)拉伸應(ying)力。在(zai)(zai)拉伸應(ying)力的(de)(de)作用下有可(ke)能在(zai)(zai)某個薄弱地帶開(kai)裂而(er)形成(cheng)熱(re)裂紋。②. 避免發生焊(han)縫化學成(cheng)分稀釋，產生碳遷移(yi)到(dao)過(guo)渡層。
為了防止上述問題的(de)發生，應(ying)采取下列(lie)措(cuo)施(shi)：①. 對(dui)于復層要避(bi)免(mian)(mian)基層的(de)碳元素(su)遷移過(guo)渡而(er)(er)導(dao)致(zhi)增碳，以免(mian)(mian)降低復層的(de)耐蝕性；②. 對(dui)于基層要避(bi)免(mian)(mian)復層的(de)鉻、鎳(nie)等元素(su)過(guo)渡而(er)(er)導(dao)致(zhi)合金(jin)含(han)量增高。若(ruo)鉻、鎳(nie)合金(jin)元素(su)增高，基層焊縫中會形成脆硬組織，容易產生裂紋(wen)，影響焊縫強度；③. 焊接(jie)時(shi)采用小熱(re)輸入(ru)、小截(jie)面焊道，以減少焊縫溶池過(guo)熱(re)，避(bi)免(mian)(mian)粗大柱狀晶(jing)的(de)產生。
2. 熱處(chu)理
14Cr1MoR鋼板是低(di)合(he)金耐熱(re)鋼，其焊(han)(han)縫區在(zai)回(hui)火(huo)時，隨著溫度(du)的升高(gao)，會使沖擊韌度(du)下降，甚至開(kai)裂，是回(hui)火(huo)脆性(xing)的典型表現。當焊(han)(han)接(jie)熱(re)輸入(ru)超過(guo)30kJ／cm、預熱(re)和(he)層(ceng)間溫度(du)高(gao)于250℃時，則Cr-Mo鋼焊(han)(han)縫金屬的強度(du)和(he)沖擊韌度(du)會明顯下降。為了避開(kai)Cr-Mo鋼在(zai)400～700℃時的回(hui)火(huo)脆性(xing)敏感區，同時滿足設計要求(qiu)，選用焊(han)(han)后熱(re)處理溫度(du)為704℃，恒溫2h后緩慢冷卻。
二、焊接工藝
1. 焊接(jie)坡(po)口的(de)選擇
坡口如(ru)圖5-23所示，目的(de)是使基層(ceng)與復(fu)層(ceng)交(jiao)界處遠(yuan)離(li)焊接(jie)時(shi)的(de)熱(re)量集中區，避(bi)免了基層(ceng)焊接(jie)時(shi)導(dao)致復(fu)層(ceng)的(de)分層(ceng)。
2. 焊(han)接方法
選用(yong)焊(han)條電弧(hu)焊(han)，在平面(mian)位置進(jin)行焊(han)縫正面(mian)和背面(mian)的(de)焊(han)接，焊(han)后采用(yong)碳弧(hu)氣(qi)刨清根。
3. 焊(han)接材料
為了保證焊(han)縫(feng)耐蝕性、高溫強度、沖擊韌(ren)度和焊(han)縫(feng)化學(xue)成(cheng)分，選擇與母材(cai)化學(xue)成(cheng)分接近的焊(han)接材(cai)料。復(fu)合(he)板的基層(ceng)14Cr1MoR的焊(han)接用R307BL焊(han)條；過(guo)渡層(ceng)采用A062焊(han)條，以保證過(guo)渡層(ceng)金屬的化學(xue)成(cheng)分為奧氏(shi)體＋少量鐵(tie)素體，不出現馬氏(shi)體，避免產(chan)生熱裂(lie)紋；復(fu)層(ceng)用A132焊(han)條。三種焊(han)條的化學(xue)成(cheng)分見表5-47。
4. 焊接參數
為(wei)了(le)避免過渡(du)(du)層出現馬氏體組織，過渡(du)(du)層焊(han)(han)接時應采(cai)用(yong)(yong)小(xiao)直徑、高鉻(ge)鎳焊(han)(han)條，并采(cai)用(yong)(yong)小(xiao)熱(re)輸入、短(duan)弧焊(han)(han)、快速焊(han)(han)，以降低對復層的(de)稀釋(shi)。還要控(kong)制好過渡(du)(du)層和復合層的(de)層間溫度，保證焊(han)(han)接接頭有良好的(de)耐蝕性。經焊(han)(han)接工(gong)藝評定，選用(yong)(yong)了(le)下列(lie)焊(han)(han)接工(gong)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(wei)內清除(chu)干凈油(you)污、水跡和(he)污物。焊前復層用汽油(you)或(huo)丙(bing)酮除(chu)去油(you)污，在(zai)復層焊縫兩(liang)側(ce)150mm范圍(wei)內涂白堊粉防(fang)止飛濺粘附(fu)。打(da)磨不銹鋼(gang)焊道(dao)，要用專用的錘頭除(chu)熔渣(zha)，防(fang)止滲(shen)碳。
2. 焊(han)前預熱(re)是(shi)有效防(fang)止焊(han)接熱(re)裂紋的重要(yao)工藝手(shou)段，預熱(re)溫度要(yao)控制在160～250℃，復層溫度不高于60℃。
3. 層間(jian)溫(wen)度要控制200～250℃之間(jian)，不得超過(guo)250℃。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時通過(guo)控制焊(han)(han)(han)(han)接(jie)參數(shu)來控制焊(han)(han)(han)(han)接(jie)熱輸入，應采用(yong)多層多道焊(han)(han)(han)(han)、窄道焊(han)(han)(han)(han)及小幅擺(bai)動焊(han)(han)(han)(han)條（擺(bai)動參數(shu)為0～8mm）進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)。
4. 基(ji)(ji)層焊(han)接時，嚴禁基(ji)(ji)層焊(han)條焊(han)到復層，焊(han)接表面(mian)應距復合(he)界(jie)面(mian)1.5～2.0mm，超過部位(wei)需用(yong)角向打磨(mo)(mo)機打磨(mo)(mo)。
5. 過渡層與復(fu)(fu)層焊(han)接(jie)時(shi)要保證復(fu)(fu)層的(de)耐蝕性，過渡層厚度(du)(du)為2.0～3.0mm。復(fu)(fu)層焊(han)接(jie)時(shi)，為減少熱影(ying)響區，降低合金稀釋率，焊(han)接(jie)時(shi)焊(han)條不擺動，采用多層多道焊(han)，宜采用小(xiao)電流，直流反(fan)接(jie)。嚴(yan)格(ge)控制過渡層及(ji)復(fu)(fu)層的(de)層間溫度(du)(du)不高(gao)于(yu)250℃。
四、焊(han)接檢驗
按檢(jian)測(ce)評定標準JB／T 4730-2005《承壓設(she)備無損(sun)檢(jian)測(ce)》進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)，先后對換(huan)熱(re)器的A、B類焊(han)接接頭的基層和復層焊(han)縫(feng)(feng)進(jin)行(xing)100％．RT檢(jian)測(ce)，技術(shu)等級(ji)(ji)為(wei)(wei)AB級(ji)(ji)，質(zhi)量(liang)等級(ji)(ji)為(wei)(wei)II級(ji)(ji)合格；100％UT檢(jian)測(ce)，技術(shu)等級(ji)(ji)為(wei)(wei)B級(ji)(ji)，質(zhi)量(liang)等級(ji)(ji)為(wei)(wei)I級(ji)(ji)合格。所有焊(han)縫(feng)(feng)的一(yi)次射(she)線檢(jian)測(ce)合格率超過98％，一(yi)次返(fan)修合格率為(wei)(wei)100％。全部滿足設(she)計圖樣要(yao)求(qiu)。
