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91香蕉視頻app: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. 堆焊的特點(dian)
低合金鋼壓力容器(qi)內壁不(bu)(bu)銹鋼堆焊(han)(han)層(ceng)(ceng)，通常第(di)一層(ceng)(ceng)完全是異種材料焊(han)(han)接，第(di)二(er)層(ceng)(ceng)以(yi)上(shang)才大致是同(tong)(tong)材焊(han)(han)接，因(yin)而一般情(qing)況下(xia)，第(di)一層(ceng)(ceng)和(he)第(di)二(er)層(ceng)(ceng)以(yi)上(shang)使(shi)用成(cheng)分不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)焊(han)(han)接材料。其次，對(dui)只堆焊(han)(han)一層(ceng)(ceng)就(jiu)達(da)到所規(gui)定的(de)(de)成(cheng)分的(de)(de)單層(ceng)(ceng)堆焊(han)(han)層(ceng)(ceng)用焊(han)(han)材和(he)堆焊(han)(han)二(er)層(ceng)(ceng)以(yi)上(shang)得到規(gui)定成(cheng)分的(de)(de)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)，所使(shi)用的(de)(de)焊(han)(han)接材料也不(bu)(bu)相同(tong)(tong)。
不(bu)銹鋼在碳鋼和低合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼中(zhong)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)方法(fa)很(hen)多，常見(jian)的(de)有手工電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)、熔化(hua)極(ji)氣體保護焊(han)(han)(han)(han)(han)、帶極(ji)埋弧（或電渣(zha)）堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)、絲(si)極(ji)埋弧堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)等(deng)。無論哪(na)一種堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)方法(fa)，第一層堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)都是(shi)由堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)料的(de)熔敷(fu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和熔人(ren)的(de)母(mu)材(cai)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔合(he)而成的(de)。由于母(mu)材(cai)的(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)元素含(han)(han)量很(hen)低，所以它對第一層焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)成分具有稀釋作用(yong)。因(yin)此，可能使焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)奧氏體和鐵素體形成元素含(han)(han)量不(bu)足(zu)，結果堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)可能出現大(da)量的(de)馬氏體組織，并可能產生裂(lie)紋，同時導(dao)致堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層韌(ren)性降低。
焊縫金屬成分和(he)組織決定(ding)于堆焊材料和(he)母(mu)材熔入量即熔合比（也(ye)稱稀(xi)釋率）。當堆焊工藝確定(ding)之后(hou)，稀(xi)釋率基本確定(ding)。
稀(xi)(xi)釋(shi)率是(shi)確定過渡(du)(du)層堆(dui)(dui)焊(han)(han)材料的成(cheng)分(fen)(fen)的依據。以手工電(dian)焊(han)(han)條為例，焊(han)(han)條的熔合比一般是(shi)20%左右，如用(yong)20-10型的電(dian)焊(han)(han)條，經母(mu)材稀(xi)(xi)釋(shi)以后(hou)，堆(dui)(dui)焊(han)(han)的焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬成(cheng)分(fen)(fen)將變成(cheng)16-型，焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)可能是(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)＋馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織。若(ruo)在實際操作中(zhong)熔合比較(jiao)大時，就(jiu)有(you)可能在焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)產生(sheng)大量的脆硬(ying)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)，而且由于稀(xi)(xi)釋(shi)作用(yong)，焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)的Ni含(han)量較(jiao)低，在熔合線附近(jin)產生(sheng)較(jiao)寬的馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)過渡(du)(du)層。這(zhe)(zhe)樣(yang)的堆(dui)(dui)焊(han)(han)層無論是(shi)力(li)學(xue)性能、耐(nai)蝕性能，還是(shi)抗(kang)裂性能都(dou)很差。同樣(yang)的堆(dui)(dui)焊(han)(han)方(fang)法，若(ruo)選用(yong)24-13型的堆(dui)(dui)焊(han)(han)材料，經母(mu)材稀(xi)(xi)釋(shi)后(hou)，堆(dui)(dui)焊(han)(han)的焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬成(cheng)分(fen)(fen)是(shi)19-9或(huo)18-8型，這(zhe)(zhe)樣(yang)第一層就(jiu)基本達到堆(dui)(dui)焊(han)(han)成(cheng)分(fen)(fen)的要求，而且焊(han)(han)縫(feng)(feng)組織是(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)＋鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)組織焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬就(jiu)具有(you)較(jiao)高的抗(kang)熱裂性能和抗(kang)腐蝕性能。
在過渡層上(shang)再堆(dui)焊(han)不銹層，則可采用(yong)相應的(de)焊(han)材，如308L、347L及(ji)310MoL分別適合(he)于核(he)電、石油(you)加氫及(ji)尿(niao)素等(deng)壓力容器的(de)堆(dui)焊(han)。
2. 堆焊方法
表4-6是幾種在低(di)合金鋼壓力容(rong)器內(nei)壁(bi)不銹鋼堆焊中常用的方法及其(qi)使(shi)用部位、使(shi)用特點和發展(zhan)趨勢。
在表4-6的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接方法(fa)中，使(shi)用(yong)最多的(de)是帶極堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)。帶極堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)效率是手(shou)工電弧焊(han)(han)(han)的(de)10~20倍，稀釋率較(jiao)(jiao)低而(er)且可以得(de)到美(mei)觀、穩(wen)定的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層，適合于厚(hou)壁(bi)容器(qi)大面積堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)。對小口徑管件(jian)和堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)較(jiao)(jiao)小的(de)構(gou)件(jian)，MIG、TIG及等離子弧堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)使(shi)用(yong)得(de)較(jiao)(jiao)多。手(shou)工電弧焊(han)(han)(han)在形狀復雜的(de)部位和不能用(yong)平焊(han)(han)(han)的(de)場合或(huo)修補(bu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)場合具有施工簡便的(de)特點，故手(shou)工電弧堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)與(yu)帶極堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)一(yi)起成為最普(pu)遍應用(yong)的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)方法(fa)。
帶極(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)可分(fen)為埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)（SAW法）、電渣(zha)堆(dui)(dui)焊(han)(han)（ESW法）和(he)高速帶極(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)方(fang)法（HSW法）。按(an)堆(dui)(dui)焊(han)(han)層數又(you)可分(fen)為單層堆(dui)(dui)焊(han)(han)和(he)雙(shuang)層、多層堆(dui)(dui)焊(han)(han)工(gong)藝。單層堆(dui)(dui)焊(han)(han)可只用一(yi)(yi)種不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)帶，減少制(zhi)造中的焊(han)(han)接和(he)熱處理工(gong)序，縮短制(zhi)造周期(qi)，從而(er)降(jiang)(jiang)低制(zhi)造成(cheng)(cheng)本。但(dan)是只堆(dui)(dui)焊(han)(han)一(yi)(yi)層不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)就達到設計規(gui)定(ding)的化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)、金相組織和(he)各項力(li)學(xue)性(xing)能(neng)(neng)，在技術上有(you)很(hen)大難度，對堆(dui)(dui)焊(han)(han)材料的成(cheng)(cheng)分(fen)和(he)堆(dui)(dui)焊(han)(han)工(gong)藝參(can)數的控制(zhi)均(jun)非(fei)常(chang)嚴格。雙(shuang)層堆(dui)(dui)焊(han)(han)雖然帶極(ji)(ji)(ji)種類增加了，但(dan)由于過渡層的存在（高Cr、Ni含(han)量），使耐(nai)蝕層的超低碳，一(yi)(yi)定(ding)的Cr、Ni含(han)量就較(jiao)容易保證，因此對于焊(han)(han)接技術和(he)生(sheng)產管(guan)理水平不(bu)是非(fei)常(chang)高的企業(ye)，一(yi)(yi)般均(jun)采(cai)用雙(shuang)層堆(dui)(dui)焊(han)(han)工(gong)藝。帶極(ji)(ji)(ji)尺(chi)寸可以(yi)有(you)不(bu)同(tong)厚度和(he)寬(kuan)(kuan)度，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.目前用得(de)較(jiao)廣泛的是：0.4mm×50 mm、75mm和(he)0.5mm×60mm,帶極(ji)(ji)(ji)越(yue)寬(kuan)(kuan)，生(sheng)產率(lv)越(yue)高，但(dan)同(tong)時(shi)會帶來磁偏(pian)吹現象的加重(zhong)和(he)由于電流加大造成(cheng)(cheng)抗(kang)氫致剝離能(neng)(neng)力(li)下(xia)降(jiang)(jiang)。故目前生(sheng)產中用得(de)較(jiao)多的帶極(ji)(ji)(ji)尺(chi)寸為0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊材料
壓(ya)力容器堆(dui)焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)料主要取(qu)決于使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)介質。表(biao)4-7、表(biao)4-8中，20-10型焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分(fen)別用(yong)(yong)(yong)(yong)于核(he)電石油加氫及化肥等(deng)(deng)(deng)環(huan)境，作為堆(dui)焊(han)(han)(han)層的不銹層使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)，而24-13型焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等(deng)(deng)(deng)則用(yong)(yong)(yong)(yong)作過渡層焊(han)(han)(han)。表(biao)中00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)是大化肥尿(niao)素合成塔(ta)等(deng)(deng)(deng)專(zhuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)的焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)，既(ji)用(yong)(yong)(yong)(yong)作過渡層也用(yong)(yong)(yong)(yong)于不銹層的堆(dui)焊(han)(han)(han)。
4. 堆焊工(gong)藝(yi)要點
低(di)合金鋼(gang)壓力容(rong)器內壁(bi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)堆焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)，首先(xian)用(yong)高鉻(ge)(ge)鎳的24-13型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)接材(cai)料(liao)在(zai)低(di)合金鋼(gang)母材(cai)上堆焊(han)(han)(han)一層(ceng)(ceng)過渡層(ceng)(ceng)。堆焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)要(yao)(yao)嚴格控制工(gong)藝參數，保證堆焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的稀(xi)釋率均勻(yun)和(he)堆焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)成分和(he)組織的穩定，這對于過渡層(ceng)(ceng)堆焊(han)(han)(han)是(shi)至關重要(yao)(yao)的。當堆焊(han)(han)(han)耐腐蝕層(ceng)(ceng)時(shi)(shi)，仍應采用(yong)小熱輸入(ru)。所選用(yong)的鉻(ge)(ge)鎳奧氏體鋼(gang)堆焊(han)(han)(han)材(cai)料(liao)應能保證堆焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的含(han)碳量、鐵(tie)素(su)(su)體含(han)量以及其(qi)他化學成分符合技術條件要(yao)(yao)求。常用(yong)的有20-10型、20-10Nb型、18-12Mo型等材(cai)料(liao)堆焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)鐵(tie)素(su)(su)體含(han)量通常在(zai)3%~10%(石(shi)油化工(gong)）和(he)5%~12%(核電）范圍，而尿素(su)(su)裝置(zhi)堆焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)用(yong)25-22-2焊(han)(han)(han)材(cai)，堆焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)鐵(tie)素(su)(su)體要(yao)(yao)求≤0.6%,即盡(jin)可能低(di)的鐵(tie)素(su)(su)體含(han)量。
表(biao)(biao)4-9、表(biao)(biao)4-10、表(biao)(biao)4-11分別是手工(gong)焊條、鎢極(ji)氬弧(hu)焊和帶極(ji)堆焊的工(gong)藝(yi)參(can)數。
對(dui)帶極埋(mai)弧焊(han)和(he)電渣(zha)堆(dui)焊(han)，國內(nei)外(wai)經(jing)過(guo)幾(ji)十年的研(yan)究，現大多采用燒結焊(han)劑，典型配(pei)套焊(han)接材(cai)料見表 4-12。
5. 預熱和焊后熱處理
厚壁壓力容器堆(dui)焊(han)(han)前(qian)預熱，是為了防(fang)止(zhi)焊(han)(han)接熱影響區的裂紋(wen)。預熱溫度可控(kong)制為100~150℃之間，堆(dui)焊(han)(han)時如果預熱溫度過高，使(shi)母材熔深增加過多，造成稀釋率過大是不(bu)理想的。堆(dui)焊(han)(han)第二層和二層以上的堆(dui)焊(han)(han)層則(ze)不(bu)需要進行預熱。
厚壁壓力容器(qi)在(zai)制造過(guo)程中(zhong)要經(jing)受多次中(zhong)間(jian)熱(re)(re)處理(li)和(he)(he)(he)最終熱(re)(re)處理(li)。這(zhe)些熱(re)(re)處理(li)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)：①. 消(xiao)除(chu)(chu)焊(han)縫中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氫(qing)，防止產生(sheng)冷裂紋；②. 消(xiao)除(chu)(chu)焊(han)縫和(he)(he)(he)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)(de)淬硬(ying)傾向(xiang)，改善其塑(su)韌(ren)性；③. 消(xiao)除(chu)(chu)焊(han)接殘余應力，防止變(bian)形(xing)和(he)(he)(he)產生(sheng)冷裂紋；④. 穩定焊(han)縫和(he)(he)(he)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)(de)組(zu)織結構(gou)，改善其性能。這(zhe)些熱(re)(re)處理(li)主要是(shi)針(zhen)對(dui)壓力容器(qi)的(de)(de)(de)(de)基(ji)體金屬(shu)即低(di)合金鋼及(ji)其焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)，而不是(shi)針(zhen)對(dui)不銹鋼堆(dui)焊(han)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)。相反，熱(re)(re)處理(li)過(guo)程對(dui)堆(dui)焊(han)層(ceng)來說(shuo)是(shi)不利的(de)(de)(de)(de)，因為焊(han)后熱(re)(re)處理(li)可能引起不銹鋼堆(dui)焊(han)層(ceng)發生(sheng)碳(tan)化物(wu)析出，鐵素體相轉變(bian)（為o相）和(he)(he)(he)熔(rong)合區(qu)引起脫碳(tan)、增(zeng)碳(tan)等現象，從而導致堆(dui)焊(han)層(ceng)和(he)(he)(he)熔(rong)合區(qu)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕性和(he)(he)(he)塑(su)韌(ren)性的(de)(de)(de)(de)降低(di)。
壓力(li)容器(qi)制(zhi)造過程中(zhong)進行(xing)的(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)稱為中(zhong)間(jian)熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)，而產品制(zhi)造完畢(bi)在(zai)出廠之(zhi)前進行(xing)的(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)則(ze)稱之(zhi)為最(zui)終(zhong)(zhong)熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)（PWHT).中(zhong)間(jian)熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)和最(zui)終(zhong)(zhong)熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)對不(bu)同鋼種來(lai)說是不(bu)一樣的(de)(de)，表(biao)4-13中(zhong)列出了常用的(de)(de)幾(ji)種壓力(li)容器(qi)用鋼的(de)(de)中(zhong)間(jian)熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)和最(zui)終(zhong)(zhong)熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)度供參(can)考。至于在(zai)熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)時的(de)(de)保溫(wen)時間(jian)，一般均按容器(qi)壁厚以1小(xiao)時／英寸來(lai)確(que)定(ding)，但不(bu)小(xiao)于1小(xiao)時。
