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蘋果: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)焊的特點
低合金(jin)鋼(gang)壓力容(rong)器內壁不銹(xiu)鋼(gang)堆焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)，通常第(di)一層(ceng)(ceng)完全是異種(zhong)材(cai)料(liao)(liao)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，第(di)二(er)層(ceng)(ceng)以上才大致是同材(cai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，因而(er)一般情況下，第(di)一層(ceng)(ceng)和(he)第(di)二(er)層(ceng)(ceng)以上使用成(cheng)分(fen)不同的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)(liao)。其次，對只(zhi)堆焊(han)(han)(han)(han)一層(ceng)(ceng)就達到所規(gui)定的(de)(de)成(cheng)分(fen)的(de)(de)單層(ceng)(ceng)堆焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)用焊(han)(han)(han)(han)材(cai)和(he)堆焊(han)(han)(han)(han)二(er)層(ceng)(ceng)以上得到規(gui)定成(cheng)分(fen)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)，所使用的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)(liao)也不相(xiang)同。
不銹鋼在(zai)碳鋼和低(di)合金(jin)(jin)鋼中堆(dui)(dui)焊(han)的方(fang)法很(hen)(hen)多，常見的有手工電(dian)弧(hu)焊(han)、熔化極氣體(ti)保護焊(han)、帶極埋(mai)(mai)弧(hu)（或電(dian)渣(zha)）堆(dui)(dui)焊(han)、絲(si)極埋(mai)(mai)弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)等。無論哪一種堆(dui)(dui)焊(han)方(fang)法，第(di)一層(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)的焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)都是(shi)由堆(dui)(dui)焊(han)材料的熔敷金(jin)(jin)屬(shu)和熔人的母材金(jin)(jin)屬(shu)熔合而成(cheng)的。由于(yu)母材的合金(jin)(jin)元素(su)(su)含量很(hen)(hen)低(di)，所以它對第(di)一層(ceng)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)的合金(jin)(jin)成(cheng)分具(ju)有稀(xi)釋作用。因此(ci)，可(ke)能使焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)中奧氏(shi)體(ti)和鐵素(su)(su)體(ti)形成(cheng)元素(su)(su)含量不足，結(jie)果堆(dui)(dui)焊(han)金(jin)(jin)屬(shu)可(ke)能出現大量的馬氏(shi)體(ti)組織(zhi)，并可(ke)能產生裂紋，同時導(dao)致堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)韌(ren)性降低(di)。
焊縫(feng)金屬成分和組(zu)織(zhi)決定于堆焊材料(liao)和母材熔入(ru)量(liang)即熔合(he)比（也稱稀(xi)釋率）。當堆焊工藝確定之后，稀(xi)釋率基(ji)本(ben)確定。
稀釋(shi)(shi)率是(shi)確定過渡層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)材(cai)料(liao)的(de)成(cheng)分(fen)的(de)依據。以(yi)手(shou)工電焊(han)(han)條為(wei)例，焊(han)(han)條的(de)熔(rong)合(he)比一般(ban)是(shi)20%左右，如用20-10型的(de)電焊(han)(han)條，經(jing)母材(cai)稀釋(shi)(shi)以(yi)后，堆(dui)焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)縫金屬成(cheng)分(fen)將變成(cheng)16-型，焊(han)(han)縫中可能是(shi)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)＋馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)織。若在(zai)實際(ji)操作中熔(rong)合(he)比較(jiao)大(da)(da)時，就(jiu)有(you)可能在(zai)焊(han)(han)縫中產(chan)(chan)生大(da)(da)量(liang)的(de)脆硬(ying)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，而(er)且由于稀釋(shi)(shi)作用，焊(han)(han)縫中的(de)Ni含量(liang)較(jiao)低，在(zai)熔(rong)合(he)線(xian)附近產(chan)(chan)生較(jiao)寬的(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)過渡層(ceng)。這樣(yang)(yang)的(de)堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)無論是(shi)力學性能、耐蝕性能，還(huan)是(shi)抗(kang)裂(lie)性能都很(hen)差(cha)。同樣(yang)(yang)的(de)堆(dui)焊(han)(han)方法，若選用24-13型的(de)堆(dui)焊(han)(han)材(cai)料(liao)，經(jing)母材(cai)稀釋(shi)(shi)后，堆(dui)焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)縫金屬成(cheng)分(fen)是(shi)19-9或18-8型，這樣(yang)(yang)第(di)一層(ceng)就(jiu)基本達到堆(dui)焊(han)(han)成(cheng)分(fen)的(de)要求，而(er)且焊(han)(han)縫組(zu)(zu)織是(shi)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)＋鐵素體(ti)(ti)組(zu)(zu)織焊(han)(han)縫金屬就(jiu)具有(you)較(jiao)高的(de)抗(kang)熱裂(lie)性能和(he)抗(kang)腐蝕性能。
在過渡層上再堆焊不(bu)銹層，則可采用相應的焊材(cai)，如308L、347L及(ji)(ji)310MoL分別適合于核電(dian)、石(shi)油加(jia)氫(qing)及(ji)(ji)尿(niao)素等(deng)壓力(li)容(rong)器的堆焊。
2. 堆焊方法
表4-6是幾種(zhong)在(zai)低合金鋼壓力容器內壁不(bu)銹鋼堆焊中常用的(de)方法及其(qi)使用部位、使用特(te)點和發展趨勢(shi)。
在(zai)表(biao)4-6的(de)堆(dui)焊(han)焊(han)接方(fang)法中，使用最多的(de)是帶(dai)極堆(dui)焊(han)。帶(dai)極堆(dui)焊(han)的(de)效(xiao)率是手工電弧焊(han)的(de)10~20倍，稀釋率較(jiao)低而(er)且(qie)可以得到(dao)美(mei)觀、穩定的(de)堆(dui)焊(han)層(ceng)，適合(he)于厚(hou)壁容(rong)器大面積(ji)堆(dui)焊(han)。對小口徑管件和堆(dui)焊(han)較(jiao)小的(de)構件，MIG、TIG及(ji)等離子弧堆(dui)焊(han)使用得較(jiao)多。手工電弧焊(han)在(zai)形(xing)狀復雜的(de)部位和不能用平焊(han)的(de)場合(he)或(huo)修補(bu)堆(dui)焊(han)的(de)場合(he)具有施工簡便的(de)特點，故(gu)手工電弧堆(dui)焊(han)與帶(dai)極堆(dui)焊(han)一起成為(wei)最普(pu)遍應(ying)用的(de)堆(dui)焊(han)方(fang)法。
帶極(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)焊可(ke)分(fen)為(wei)埋弧堆(dui)(dui)(dui)焊（SAW法(fa)）、電渣堆(dui)(dui)(dui)焊（ESW法(fa)）和(he)(he)(he)(he)(he)高(gao)速帶極(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)焊方法(fa)（HSW法(fa)）。按(an)堆(dui)(dui)(dui)焊層(ceng)(ceng)數(shu)又可(ke)分(fen)為(wei)單(dan)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊和(he)(he)(he)(he)(he)雙(shuang)層(ceng)(ceng)、多層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊工(gong)(gong)藝(yi)。單(dan)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊可(ke)只(zhi)用(yong)(yong)一(yi)種不銹鋼帶，減少(shao)制(zhi)造(zao)(zao)中(zhong)的(de)焊接(jie)和(he)(he)(he)(he)(he)熱處理工(gong)(gong)序，縮短制(zhi)造(zao)(zao)周期(qi)，從(cong)而降(jiang)低制(zhi)造(zao)(zao)成本(ben)。但是只(zhi)堆(dui)(dui)(dui)焊一(yi)層(ceng)(ceng)不銹鋼就(jiu)達到(dao)設(she)計規(gui)定(ding)的(de)化學(xue)成分(fen)、金相組織和(he)(he)(he)(he)(he)各項力學(xue)性能，在(zai)技術(shu)上(shang)有(you)很大難度(du)(du)，對堆(dui)(dui)(dui)焊材料(liao)的(de)成分(fen)和(he)(he)(he)(he)(he)堆(dui)(dui)(dui)焊工(gong)(gong)藝(yi)參數(shu)的(de)控制(zhi)均非(fei)(fei)常(chang)嚴(yan)格。雙(shuang)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊雖然(ran)帶極(ji)(ji)(ji)種類增加了，但由于過渡層(ceng)(ceng)的(de)存在(zai)（高(gao)Cr、Ni含量），使耐蝕層(ceng)(ceng)的(de)超(chao)低碳(tan)，一(yi)定(ding)的(de)Cr、Ni含量就(jiu)較(jiao)容易(yi)保(bao)證，因此(ci)對于焊接(jie)技術(shu)和(he)(he)(he)(he)(he)生(sheng)產管(guan)理水平(ping)不是非(fei)(fei)常(chang)高(gao)的(de)企業，一(yi)般均采用(yong)(yong)雙(shuang)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊工(gong)(gong)藝(yi)。帶極(ji)(ji)(ji)尺(chi)寸可(ke)以有(you)不同厚度(du)(du)和(he)(he)(he)(he)(he)寬(kuan)度(du)(du)，如：0.4mm×17.5mm、25 mm、37.5 mm、50 mm、75 mm、150 mm或0.5mm×30 mm、60 mm、90 mm、120 mm、180 mm.目前用(yong)(yong)得較(jiao)廣泛的(de)是：0.4mm×50 mm、75mm和(he)(he)(he)(he)(he)0.5mm×60mm,帶極(ji)(ji)(ji)越寬(kuan)，生(sheng)產率越高(gao)，但同時會帶來磁偏吹現象的(de)加重和(he)(he)(he)(he)(he)由于電流加大造(zao)(zao)成抗氫致剝離能力下(xia)降(jiang)。故目前生(sheng)產中(zhong)用(yong)(yong)得較(jiao)多的(de)帶極(ji)(ji)(ji)尺(chi)寸為(wei)0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊材料
壓(ya)力容器堆(dui)(dui)焊(han)材料主要取(qu)決(jue)于(yu)使(shi)用(yong)(yong)介質。表(biao)(biao)(biao)4-7、表(biao)(biao)(biao)4-8中，20-10型焊(han)材00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分別用(yong)(yong)于(yu)核(he)電石油加氫(qing)及(ji)化(hua)(hua)肥等(deng)環境，作(zuo)為堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)不銹層(ceng)(ceng)(ceng)使(shi)用(yong)(yong)，而(er)24-13型焊(han)材00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等(deng)則(ze)用(yong)(yong)作(zuo)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)。表(biao)(biao)(biao)中00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的(de)焊(han)材是大化(hua)(hua)肥尿(niao)素合成塔等(deng)專用(yong)(yong)的(de)焊(han)材，既用(yong)(yong)作(zuo)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)也用(yong)(yong)于(yu)不銹層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)堆(dui)(dui)焊(han)。
4. 堆焊工(gong)藝(yi)要點
低合金(jin)鋼壓(ya)力容器(qi)內壁不銹鋼堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)時，首先用(yong)高(gao)鉻鎳的(de)(de)24-13型(xing)不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)接材料(liao)在低合金(jin)鋼母(mu)材上堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)一層(ceng)(ceng)過渡(du)層(ceng)(ceng)。堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)時要(yao)嚴(yan)格控制(zhi)工藝(yi)參數，保證堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的(de)(de)稀(xi)釋率均勻和堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)成(cheng)分(fen)和組織的(de)(de)穩(wen)定(ding)，這對于過渡(du)層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)是(shi)至關重(zhong)要(yao)的(de)(de)。當堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)耐腐蝕層(ceng)(ceng)時，仍應(ying)采用(yong)小(xiao)熱輸入。所選用(yong)的(de)(de)鉻鎳奧氏體鋼堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料(liao)應(ying)能保證堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的(de)(de)含(han)碳量(liang)、鐵(tie)素體含(han)量(liang)以及其(qi)他化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)符(fu)合技術條件(jian)要(yao)求。常用(yong)的(de)(de)有20-10型(xing)、20-10Nb型(xing)、18-12Mo型(xing)等材料(liao)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)鐵(tie)素體含(han)量(liang)通常在3%~10%(石(shi)油化(hua)工）和5%~12%(核電）范圍，而尿素裝置堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)用(yong)25-22-2焊(han)(han)(han)(han)材，堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)鐵(tie)素體要(yao)求≤0.6%,即盡可能低的(de)(de)鐵(tie)素體含(han)量(liang)。
表(biao)4-9、表(biao)4-10、表(biao)4-11分(fen)別(bie)是手(shou)工焊條、鎢極氬弧焊和(he)帶(dai)極堆(dui)焊的工藝(yi)參數。
對帶極埋弧焊(han)和電(dian)渣堆(dui)焊(han)，國內(nei)外(wai)經過幾十(shi)年的研究，現(xian)大多采用燒結焊(han)劑，典型配(pei)套(tao)焊(han)接材料見(jian)表 4-12。
5. 預熱(re)和焊后熱(re)處理
厚壁壓力容器堆(dui)焊前(qian)預熱，是(shi)為(wei)(wei)了(le)防(fang)止焊接熱影(ying)響區的(de)裂紋(wen)。預熱溫(wen)度可(ke)控制為(wei)(wei)100~150℃之間，堆(dui)焊時如果預熱溫(wen)度過(guo)高，使母材熔深增(zeng)加(jia)過(guo)多(duo)，造成(cheng)稀釋率過(guo)大(da)是(shi)不理(li)想的(de)。堆(dui)焊第二(er)(er)層(ceng)(ceng)和(he)二(er)(er)層(ceng)(ceng)以上的(de)堆(dui)焊層(ceng)(ceng)則(ze)不需(xu)要進行(xing)預熱。
厚壁壓(ya)力(li)容器(qi)在制造(zao)過程中(zhong)(zhong)要經受多次中(zhong)(zhong)間(jian)熱(re)處理(li)(li)(li)和(he)最終(zhong)熱(re)處理(li)(li)(li)。這(zhe)些(xie)熱(re)處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)：①. 消除(chu)焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氫，防止產生(sheng)冷(leng)裂紋(wen)；②. 消除(chu)焊(han)(han)(han)縫(feng)和(he)熱(re)影響區(qu)的(de)(de)(de)淬硬傾向，改(gai)善其(qi)塑韌(ren)性；③. 消除(chu)焊(han)(han)(han)接殘余應(ying)力(li)，防止變(bian)形和(he)產生(sheng)冷(leng)裂紋(wen)；④. 穩定(ding)焊(han)(han)(han)縫(feng)和(he)熱(re)影響區(qu)的(de)(de)(de)組織結構，改(gai)善其(qi)性能。這(zhe)些(xie)熱(re)處理(li)(li)(li)主要是(shi)(shi)(shi)針對壓(ya)力(li)容器(qi)的(de)(de)(de)基體金屬即低合金鋼(gang)及其(qi)焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)，而不(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)針對不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)堆(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)。相反(fan)，熱(re)處理(li)(li)(li)過程對堆(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)來說(shuo)是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)利的(de)(de)(de)，因為焊(han)(han)(han)后熱(re)處理(li)(li)(li)可能引起(qi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)堆(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)發(fa)生(sheng)碳化(hua)物析出，鐵素(su)體相轉變(bian)（為o相）和(he)熔(rong)合區(qu)引起(qi)脫碳、增碳等現象，從(cong)而導(dao)致堆(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)和(he)熔(rong)合區(qu)的(de)(de)(de)耐蝕性和(he)塑韌(ren)性的(de)(de)(de)降低。
壓力容器(qi)制(zhi)(zhi)造(zao)過程中(zhong)進行的熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理稱(cheng)為中(zhong)間(jian)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理，而產品制(zhi)(zhi)造(zao)完畢在(zai)出廠之(zhi)前進行的熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理則(ze)稱(cheng)之(zhi)為最終熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理（PWHT).中(zhong)間(jian)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理和最終熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理對不同鋼種(zhong)(zhong)來說是不一(yi)樣的，表4-13中(zhong)列出了(le)常用(yong)的幾種(zhong)(zhong)壓力容器(qi)用(yong)鋼的中(zhong)間(jian)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理和最終熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理溫(wen)度供參考。至于在(zai)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理時的保(bao)溫(wen)時間(jian)，一(yi)般均(jun)按容器(qi)壁厚(hou)以1小(xiao)時／英寸(cun)來確定，但不小(xiao)于1小(xiao)時。
