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、焊接性分析
1. 焊接材料(liao)
從表中的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學成分計算出基層材料14Cr1MoR的(de)(de)(de)碳(tan)當量(liang)（C）為0.626％，可以(yi)判斷該材料焊(han)(han)(han)接(jie)性(xing)不(bu)好，焊(han)(han)(han)接(jie)前必(bi)須要較(jiao)高溫度(du)(du)的(de)(de)(de)預熱(re)，施(shi)焊(han)(han)(han)時要嚴格控制好焊(han)(han)(han)接(jie)工藝。復(fu)(fu)合板的(de)(de)(de)復(fu)(fu)層Cr-Mo含(han)(han)量(liang)較(jiao)高且(qie)其C含(han)(han)量(liang)較(jiao)低。因(yin)此在焊(han)(han)(han)接(jie)中要注意這(zhe)些因(yin)素：①. 焊(han)(han)(han)接(jie)過程中加熱(re)和(he)冷卻不(bu)均勻，在基層厚度(du)(du)方向會(hui)(hui)產生較(jiao)大的(de)(de)(de)殘(can)余應(ying)力(li)(li)，這(zhe)種(zhong)應(ying)力(li)(li)在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)復(fu)(fu)層就會(hui)(hui)形成拉(la)伸(shen)應(ying)力(li)(li)。在拉(la)伸(shen)應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)作用(yong)下有可能在某個薄弱地帶開裂(lie)而形成熱(re)裂(lie)紋。②. 避(bi)免發生焊(han)(han)(han)縫化(hua)(hua)學成分稀釋，產生碳(tan)遷移(yi)到過渡(du)層。
為了防止上述問題(ti)的(de)(de)發生(sheng)(sheng)，應采取下列措施(shi)：①. 對于復層要(yao)避免基層的(de)(de)碳(tan)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)遷移(yi)過(guo)渡而導致增碳(tan)，以免降低復層的(de)(de)耐蝕性；②. 對于基層要(yao)避免復層的(de)(de)鉻、鎳(nie)等元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)過(guo)渡而導致合(he)金含量增高(gao)。若鉻、鎳(nie)合(he)金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)增高(gao)，基層焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)會形成脆硬組織，容易產(chan)生(sheng)(sheng)裂紋，影響焊(han)(han)縫(feng)(feng)強度；③. 焊(han)(han)接(jie)時采用小熱輸入、小截面焊(han)(han)道，以減少焊(han)(han)縫(feng)(feng)溶池過(guo)熱，避免粗大柱狀晶的(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)。
2. 熱處理
14Cr1MoR鋼(gang)(gang)板(ban)是低合金(jin)耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)，其焊縫區(qu)在(zai)回火(huo)(huo)時(shi)，隨著溫度(du)的(de)升高，會使沖擊(ji)韌度(du)下降，甚至開裂，是回火(huo)(huo)脆性的(de)典型表現。當焊接熱(re)輸入(ru)超過30kJ／cm、預熱(re)和層間溫度(du)高于250℃時(shi)，則Cr-Mo鋼(gang)(gang)焊縫金(jin)屬(shu)的(de)強度(du)和沖擊(ji)韌度(du)會明顯(xian)下降。為(wei)了避開Cr-Mo鋼(gang)(gang)在(zai)400～700℃時(shi)的(de)回火(huo)(huo)脆性敏感區(qu)，同時(shi)滿足設(she)計要求，選用焊后熱(re)處理溫度(du)為(wei)704℃，恒溫2h后緩(huan)慢冷(leng)卻。
二(er)、焊(han)接工藝
1. 焊接坡口的選擇(ze)
坡口如圖5-23所示，目的是使基層(ceng)與復層(ceng)交界(jie)處遠離焊(han)接時(shi)(shi)的熱量(liang)集中區，避免(mian)了基層(ceng)焊(han)接時(shi)(shi)導致復層(ceng)的分層(ceng)。
2. 焊接方法
選用焊條電(dian)弧焊，在平面位置進行焊縫正面和背面的焊接，焊后采用碳弧氣刨清根(gen)。
3. 焊接材料(liao)
為(wei)了保證(zheng)(zheng)焊(han)(han)(han)縫耐(nai)蝕(shi)性、高(gao)溫強度(du)、沖擊韌度(du)和焊(han)(han)(han)縫化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)，選擇與母(mu)材化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)接近的(de)焊(han)(han)(han)接材料。復(fu)(fu)合板(ban)的(de)基層(ceng)14Cr1MoR的(de)焊(han)(han)(han)接用R307BL焊(han)(han)(han)條；過渡層(ceng)采(cai)用A062焊(han)(han)(han)條，以保證(zheng)(zheng)過渡層(ceng)金屬(shu)的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)為(wei)奧氏體(ti)＋少量鐵素體(ti)，不(bu)出現馬氏體(ti)，避免產生熱裂紋(wen)；復(fu)(fu)層(ceng)用A132焊(han)(han)(han)條。三種(zhong)焊(han)(han)(han)條的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)見表5-47。
4. 焊接(jie)參數(shu)
為了避免過(guo)渡層出現馬氏(shi)體組織，過(guo)渡層焊(han)接時(shi)應采用(yong)(yong)小直(zhi)徑、高鉻鎳焊(han)條，并采用(yong)(yong)小熱輸入、短弧焊(han)、快速焊(han)，以降低對復層的稀(xi)釋(shi)。還要控制好過(guo)渡層和復合層的層間溫度(du)，保證焊(han)接接頭有良好的耐蝕性。經焊(han)接工藝評定，選(xuan)用(yong)(yong)了下列焊(han)接工藝參數(shu)（見表(biao)5-48）。
三、焊接時的注意事項
1. 坡口表面20mm范圍內清除干凈油(you)污(wu)、水跡和污(wu)物。焊前復層(ceng)用(yong)(yong)汽油(you)或丙酮除去油(you)污(wu)，在復層(ceng)焊縫兩側150mm范圍內涂白堊粉防止飛濺粘附。打磨不銹(xiu)鋼焊道(dao)，要用(yong)(yong)專(zhuan)用(yong)(yong)的錘(chui)頭(tou)除熔渣，防止滲碳。
2. 焊(han)前預熱(re)是有效防止焊(han)接熱(re)裂紋的重要工藝手段，預熱(re)溫(wen)度要控制在(zai)160～250℃，復層溫(wen)度不高(gao)于(yu)60℃。
3. 層(ceng)間(jian)溫度要控(kong)制200～250℃之間(jian)，不得超過(guo)250℃。焊(han)(han)接時通過(guo)控(kong)制焊(han)(han)接參(can)數來(lai)控(kong)制焊(han)(han)接熱輸入，應(ying)采用多(duo)層(ceng)多(duo)道焊(han)(han)、窄道焊(han)(han)及小(xiao)幅擺動焊(han)(han)條（擺動參(can)數為(wei)0～8mm）進行焊(han)(han)接。
4. 基層(ceng)焊接(jie)時，嚴禁基層(ceng)焊條(tiao)焊到復層(ceng)，焊接(jie)表面應距(ju)復合界(jie)面1.5～2.0mm，超過部位需用角向打磨機打磨。
5. 過(guo)渡(du)層(ceng)與復層(ceng)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)要保證復層(ceng)的耐蝕性，過(guo)渡(du)層(ceng)厚度為2.0～3.0mm。復層(ceng)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)，為減少熱影響區，降低合(he)金(jin)稀釋率，焊(han)接(jie)(jie)時(shi)焊(han)條不擺動，采(cai)用(yong)多層(ceng)多道焊(han)，宜采(cai)用(yong)小電流(liu)，直流(liu)反接(jie)(jie)。嚴(yan)格控(kong)制過(guo)渡(du)層(ceng)及復層(ceng)的層(ceng)間溫度不高于250℃。
四(si)、焊(han)接檢驗(yan)
按檢測(ce)(ce)評(ping)定標準(zhun)JB／T 4730-2005《承壓設備無損檢測(ce)(ce)》進行檢測(ce)(ce)，先后(hou)對換熱(re)器的A、B類焊(han)接接頭的基層和復(fu)層焊(han)縫進行100％．RT檢測(ce)(ce)，技(ji)術等級(ji)為(wei)(wei)AB級(ji)，質(zhi)量等級(ji)為(wei)(wei)II級(ji)合(he)(he)格(ge)(ge)；100％UT檢測(ce)(ce)，技(ji)術等級(ji)為(wei)(wei)B級(ji)，質(zhi)量等級(ji)為(wei)(wei)I級(ji)合(he)(he)格(ge)(ge)。所(suo)有焊(han)縫的一次射線檢測(ce)(ce)合(he)(he)格(ge)(ge)率超過98％，一次返修合(he)(he)格(ge)(ge)率為(wei)(wei)100％。全部滿足設計圖(tu)樣要求。
