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(xi)
1. 焊接材料
從表中(zhong)(zhong)的化(hua)學成(cheng)分計算出基(ji)層(ceng)材料14Cr1MoR的碳(tan)當量（C）為0.626％，可(ke)以判斷該材料焊(han)(han)(han)接(jie)性不好(hao)，焊(han)(han)(han)接(jie)前必須要較(jiao)(jiao)高溫度(du)的預(yu)熱(re)，施焊(han)(han)(han)時(shi)要嚴(yan)格(ge)控制(zhi)好(hao)焊(han)(han)(han)接(jie)工藝(yi)。復合板的復層(ceng)Cr-Mo含(han)量較(jiao)(jiao)高且其C含(han)量較(jiao)(jiao)低。因此在焊(han)(han)(han)接(jie)中(zhong)(zhong)要注意這些因素(su)：①. 焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)加熱(re)和冷卻(que)不均(jun)勻，在基(ji)層(ceng)厚度(du)方向會產生(sheng)較(jiao)(jiao)大(da)的殘余應(ying)(ying)力(li)，這種應(ying)(ying)力(li)在不銹鋼復層(ceng)就(jiu)會形(xing)(xing)成(cheng)拉(la)(la)伸(shen)(shen)應(ying)(ying)力(li)。在拉(la)(la)伸(shen)(shen)應(ying)(ying)力(li)的作用下有可(ke)能在某(mou)個薄弱地帶開裂而(er)形(xing)(xing)成(cheng)熱(re)裂紋。②. 避免發生(sheng)焊(han)(han)(han)縫化(hua)學成(cheng)分稀釋，產生(sheng)碳(tan)遷移到過(guo)渡層(ceng)。
為了防(fang)止上(shang)述問題的發生(sheng)，應采取下列措(cuo)施：①. 對(dui)于復層(ceng)(ceng)(ceng)要避免基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)的碳元素(su)遷移過(guo)渡(du)而導致增(zeng)(zeng)碳，以(yi)免降(jiang)低(di)復層(ceng)(ceng)(ceng)的耐蝕性；②. 對(dui)于基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)要避免復層(ceng)(ceng)(ceng)的鉻、鎳(nie)等元素(su)過(guo)渡(du)而導致合(he)金含量增(zeng)(zeng)高。若(ruo)鉻、鎳(nie)合(he)金元素(su)增(zeng)(zeng)高，基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)焊縫(feng)中會(hui)形成脆硬組織，容易產(chan)生(sheng)裂紋，影響焊縫(feng)強度(du)；③. 焊接時采用(yong)小(xiao)熱輸入(ru)、小(xiao)截(jie)面焊道，以(yi)減少焊縫(feng)溶池過(guo)熱，避免粗大柱(zhu)狀晶的產(chan)生(sheng)。
2. 熱處(chu)理
14Cr1MoR鋼(gang)(gang)(gang)板是(shi)(shi)低合金(jin)耐熱(re)鋼(gang)(gang)(gang)，其焊縫區在(zai)回火時(shi)，隨著溫(wen)(wen)度的(de)升高，會(hui)使沖擊韌度下降，甚至開(kai)裂(lie)，是(shi)(shi)回火脆性(xing)的(de)典(dian)型表現。當焊接熱(re)輸入超(chao)過30kJ／cm、預(yu)熱(re)和層間溫(wen)(wen)度高于250℃時(shi)，則Cr-Mo鋼(gang)(gang)(gang)焊縫金(jin)屬的(de)強度和沖擊韌度會(hui)明顯下降。為(wei)了避開(kai)Cr-Mo鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)400～700℃時(shi)的(de)回火脆性(xing)敏感區，同(tong)時(shi)滿足設計要(yao)求，選用焊后(hou)熱(re)處理(li)溫(wen)(wen)度為(wei)704℃，恒溫(wen)(wen)2h后(hou)緩慢(man)冷卻。
二、焊接工藝(yi)
1. 焊接(jie)坡口的選擇
坡口如圖5-23所示，目的是使基層(ceng)(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)交界(jie)處(chu)遠離焊接時的熱量(liang)集中區，避免了基層(ceng)(ceng)(ceng)焊接時導致復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)的分(fen)層(ceng)(ceng)(ceng)。
2. 焊接方(fang)法(fa)
選用(yong)(yong)焊(han)條電弧焊(han)，在平面位置進行(xing)焊(han)縫正(zheng)面和背面的焊(han)接，焊(han)后采用(yong)(yong)碳弧氣刨清(qing)根。
3. 焊接(jie)材料
為了保證焊(han)(han)(han)(han)縫耐(nai)蝕(shi)性、高溫(wen)強度、沖擊(ji)韌度和焊(han)(han)(han)(han)縫化(hua)學(xue)成分，選擇與(yu)母材化(hua)學(xue)成分接近(jin)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接材料。復合板的(de)(de)(de)基(ji)層(ceng)14Cr1MoR的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接用(yong)R307BL焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)；過渡層(ceng)采用(yong)A062焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)，以(yi)保證過渡層(ceng)金屬的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分為奧(ao)氏(shi)(shi)體＋少量鐵素體，不出現馬(ma)氏(shi)(shi)體，避免產生熱裂紋(wen)；復層(ceng)用(yong)A132焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)。三種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分見表5-47。
4. 焊接參數
為了避(bi)免過渡(du)層出現馬氏體組織，過渡(du)層焊(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)應采用(yong)小直徑、高鉻鎳(nie)焊(han)條，并采用(yong)小熱輸(shu)入、短弧焊(han)、快速焊(han)，以(yi)降低對(dui)復(fu)層的(de)(de)稀(xi)釋。還要(yao)控制好過渡(du)層和(he)復(fu)合層的(de)(de)層間溫度，保證焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭有良好的(de)(de)耐蝕性(xing)。經焊(han)接(jie)(jie)(jie)工藝評(ping)定，選用(yong)了下列焊(han)接(jie)(jie)(jie)工藝參(can)數（見表5-48）。
三(san)、焊接(jie)時的(de)注(zhu)意事(shi)項
1. 坡口表面(mian)20mm范(fan)圍內清除干凈油(you)污、水跡和污物(wu)。焊(han)(han)前復層用(yong)汽油(you)或(huo)丙酮(tong)除去油(you)污，在復層焊(han)(han)縫兩側150mm范(fan)圍內涂白(bai)堊粉防止飛濺粘附(fu)。打磨不(bu)銹鋼焊(han)(han)道，要用(yong)專用(yong)的錘頭除熔(rong)渣，防止滲(shen)碳(tan)。
2. 焊前(qian)預(yu)熱是有效防止(zhi)焊接熱裂紋的重要(yao)工(gong)藝手段(duan)，預(yu)熱溫度(du)要(yao)控制在(zai)160～250℃，復層溫度(du)不高于60℃。
3. 層間溫度要(yao)控制200～250℃之(zhi)間，不得超過250℃。焊(han)接(jie)時通過控制焊(han)接(jie)參(can)數來(lai)控制焊(han)接(jie)熱輸入，應采(cai)用(yong)多層多道焊(han)、窄道焊(han)及小(xiao)幅擺動焊(han)條（擺動參(can)數為0～8mm）進行焊(han)接(jie)。
4. 基層(ceng)(ceng)焊接時(shi)，嚴(yan)禁基層(ceng)(ceng)焊條(tiao)焊到復層(ceng)(ceng)，焊接表面應距復合界面1.5～2.0mm，超過部位需用角向打(da)磨機(ji)打(da)磨。
5. 過(guo)渡層(ceng)與復(fu)層(ceng)焊(han)(han)接(jie)時(shi)要保證(zheng)復(fu)層(ceng)的耐蝕性，過(guo)渡層(ceng)厚度為2.0～3.0mm。復(fu)層(ceng)焊(han)(han)接(jie)時(shi)，為減少熱影響區，降低(di)合(he)金稀釋率(lv)，焊(han)(han)接(jie)時(shi)焊(han)(han)條不(bu)擺(bai)動，采(cai)用(yong)多層(ceng)多道(dao)焊(han)(han)，宜采(cai)用(yong)小電流，直流反(fan)接(jie)。嚴格控制過(guo)渡層(ceng)及復(fu)層(ceng)的層(ceng)間(jian)溫(wen)度不(bu)高于250℃。
四(si)、焊接檢(jian)驗
按(an)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)評定標準JB／T 4730-2005《承(cheng)壓設(she)備無損檢(jian)(jian)測(ce)(ce)》進行(xing)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，先后對換熱器的A、B類焊接接頭的基層(ceng)和復(fu)層(ceng)焊縫進行(xing)100％．RT檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，技術等(deng)(deng)級(ji)(ji)(ji)為AB級(ji)(ji)(ji)，質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)等(deng)(deng)級(ji)(ji)(ji)為II級(ji)(ji)(ji)合(he)(he)格；100％UT檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，技術等(deng)(deng)級(ji)(ji)(ji)為B級(ji)(ji)(ji)，質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)等(deng)(deng)級(ji)(ji)(ji)為I級(ji)(ji)(ji)合(he)(he)格。所有焊縫的一次(ci)射線檢(jian)(jian)測(ce)(ce)合(he)(he)格率超過98％，一次(ci)返修合(he)(he)格率為100％。全部(bu)滿足設(she)計圖樣要求。
