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
從表(biao)中(zhong)的(de)(de)化學成(cheng)分計算出基層(ceng)材(cai)料14Cr1MoR的(de)(de)碳當量（C）為0.626％，可以判(pan)斷該材(cai)料焊接(jie)(jie)性不(bu)好，焊接(jie)(jie)前必須要較高溫度的(de)(de)預熱，施(shi)焊時要嚴格控(kong)制好焊接(jie)(jie)工(gong)藝。復合板(ban)的(de)(de)復層(ceng)Cr-Mo含(han)量較高且(qie)其(qi)C含(han)量較低。因此(ci)在(zai)焊接(jie)(jie)中(zhong)要注意這些因素(su)：①. 焊接(jie)(jie)過程中(zhong)加熱和冷卻(que)不(bu)均(jun)勻，在(zai)基層(ceng)厚度方向會產(chan)生較大的(de)(de)殘余(yu)應力(li)(li)，這種應力(li)(li)在(zai)不(bu)銹鋼復層(ceng)就(jiu)會形(xing)成(cheng)拉伸應力(li)(li)。在(zai)拉伸應力(li)(li)的(de)(de)作用下有可能在(zai)某個薄弱地帶開裂而形(xing)成(cheng)熱裂紋(wen)。②. 避免發生焊縫化學成(cheng)分稀釋(shi)，產(chan)生碳遷移到過渡層(ceng)。
為(wei)了防止上述問(wen)題的(de)發生，應采(cai)取下列措(cuo)施(shi)：①. 對于復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)要避(bi)免(mian)(mian)(mian)基層(ceng)(ceng)的(de)碳元素(su)遷移(yi)過(guo)(guo)渡而導致增碳，以免(mian)(mian)(mian)降低(di)復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)的(de)耐蝕性(xing)；②. 對于基層(ceng)(ceng)要避(bi)免(mian)(mian)(mian)復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)的(de)鉻、鎳等元素(su)過(guo)(guo)渡而導致合金含量增高。若鉻、鎳合金元素(su)增高，基層(ceng)(ceng)焊縫(feng)(feng)中會形成脆(cui)硬組織，容易產生裂紋，影響焊縫(feng)(feng)強度；③. 焊接時采(cai)用小(xiao)(xiao)熱輸(shu)入、小(xiao)(xiao)截面焊道，以減少焊縫(feng)(feng)溶池過(guo)(guo)熱，避(bi)免(mian)(mian)(mian)粗大柱狀晶的(de)產生。
2. 熱處(chu)理
14Cr1MoR鋼(gang)(gang)板是(shi)低合金耐熱鋼(gang)(gang)，其焊(han)縫(feng)區在回(hui)火(huo)時，隨著溫度(du)的(de)(de)升高，會使沖擊(ji)(ji)韌度(du)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)，甚至開裂，是(shi)回(hui)火(huo)脆性的(de)(de)典型表現。當焊(han)接熱輸入(ru)超過30kJ／cm、預熱和(he)層間溫度(du)高于250℃時，則Cr-Mo鋼(gang)(gang)焊(han)縫(feng)金屬的(de)(de)強度(du)和(he)沖擊(ji)(ji)韌度(du)會明顯下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)。為(wei)了避開Cr-Mo鋼(gang)(gang)在400～700℃時的(de)(de)回(hui)火(huo)脆性敏感區，同時滿足(zu)設計要求，選用焊(han)后(hou)熱處理溫度(du)為(wei)704℃，恒溫2h后(hou)緩慢冷卻(que)。
二(er)、焊(han)接工藝
1. 焊接坡(po)口(kou)的選(xuan)擇(ze)
坡口如圖5-23所示(shi)，目的是使(shi)基層(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)交界處(chu)遠離焊接(jie)時(shi)的熱量集(ji)中區，避免了基層(ceng)(ceng)焊接(jie)時(shi)導致復(fu)層(ceng)(ceng)的分層(ceng)(ceng)。
2. 焊(han)接方(fang)法
選(xuan)用焊(han)條電弧焊(han)，在平面(mian)位(wei)置(zhi)進行焊(han)縫正面(mian)和背(bei)面(mian)的焊(han)接，焊(han)后采用碳弧氣刨清根。
3. 焊(han)接材料
為了保證焊(han)縫(feng)耐蝕性、高溫強(qiang)度、沖擊(ji)韌(ren)度和焊(han)縫(feng)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)(cheng)分，選擇與母(mu)材化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)(cheng)分接近的(de)焊(han)接材料。復(fu)合板的(de)基層14Cr1MoR的(de)焊(han)接用R307BL焊(han)條；過渡(du)(du)層采用A062焊(han)條，以保證過渡(du)(du)層金屬的(de)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)(cheng)分為奧氏體(ti)＋少量鐵素體(ti)，不出現馬氏體(ti)，避(bi)免產(chan)生熱裂紋；復(fu)層用A132焊(han)條。三種焊(han)條的(de)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)(cheng)分見表5-47。
4. 焊接參數
為了避免過渡層(ceng)(ceng)出現(xian)馬氏體組織，過渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)接時(shi)應采用小直徑、高鉻鎳焊(han)(han)條，并采用小熱(re)輸(shu)入、短弧(hu)焊(han)(han)、快速焊(han)(han)，以降低(di)對復(fu)層(ceng)(ceng)的稀(xi)釋(shi)。還要控制(zhi)好過渡層(ceng)(ceng)和復(fu)合層(ceng)(ceng)的層(ceng)(ceng)間(jian)溫度，保證(zheng)焊(han)(han)接接頭有(you)良(liang)好的耐蝕(shi)性。經焊(han)(han)接工藝(yi)評定，選(xuan)用了下列焊(han)(han)接工藝(yi)參(can)數(shu)（見(jian)表5-48）。
三、焊接時(shi)的注意(yi)事項(xiang)
1. 坡(po)口(kou)表面20mm范(fan)圍(wei)(wei)內清除干凈油(you)污、水跡和污物。焊前復層用汽油(you)或丙酮除去油(you)污，在(zai)復層焊縫(feng)兩(liang)側(ce)150mm范(fan)圍(wei)(wei)內涂白堊粉(fen)防止飛濺粘(zhan)附(fu)。打(da)磨(mo)不銹鋼焊道，要用專用的錘頭除熔渣(zha)，防止滲(shen)碳。
2. 焊前預熱是有效(xiao)防(fang)止焊接熱裂紋的(de)重要工藝(yi)手段，預熱溫度(du)要控制在(zai)160～250℃，復層溫度(du)不高于60℃。
3. 層間溫度要(yao)控(kong)制(zhi)200～250℃之間，不(bu)得超過250℃。焊(han)(han)接時通過控(kong)制(zhi)焊(han)(han)接參數來(lai)控(kong)制(zhi)焊(han)(han)接熱(re)輸入，應(ying)采用(yong)多層多道焊(han)(han)、窄道焊(han)(han)及小幅擺動(dong)焊(han)(han)條(tiao)（擺動(dong)參數為0～8mm）進行(xing)焊(han)(han)接。
4. 基層焊(han)接(jie)時，嚴禁基層焊(han)條焊(han)到復層，焊(han)接(jie)表面應距(ju)復合界面1.5～2.0mm，超過(guo)部位需用角向(xiang)打(da)磨(mo)機打(da)磨(mo)。
5. 過渡層(ceng)(ceng)與復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)接(jie)時要(yao)保證復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)的耐蝕(shi)性(xing)，過渡層(ceng)(ceng)厚度為2.0～3.0mm。復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)接(jie)時，為減少熱影(ying)響區，降低合金稀釋率(lv)，焊(han)(han)接(jie)時焊(han)(han)條不(bu)擺動，采用(yong)多層(ceng)(ceng)多道焊(han)(han)，宜采用(yong)小電流，直流反(fan)接(jie)。嚴格控制過渡層(ceng)(ceng)及復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)的層(ceng)(ceng)間(jian)溫度不(bu)高于250℃。
四、焊接檢驗
按檢測(ce)(ce)評定標準JB／T 4730-2005《承壓設備無損檢測(ce)(ce)》進行(xing)檢測(ce)(ce)，先后(hou)對換熱器的A、B類(lei)焊接(jie)接(jie)頭的基層和復層焊縫進行(xing)100％．RT檢測(ce)(ce)，技術(shu)等級(ji)為AB級(ji)，質(zhi)量等級(ji)為II級(ji)合格；100％UT檢測(ce)(ce)，技術(shu)等級(ji)為B級(ji)，質(zhi)量等級(ji)為I級(ji)合格。所有焊縫的一(yi)次射(she)線檢測(ce)(ce)合格率超過98％，一(yi)次返(fan)修合格率為100％。全部滿足設計圖(tu)樣要求。
