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(jie)性分析
1. 焊接材料(liao)
從(cong)表中的(de)化學成(cheng)(cheng)分計算出基層材料(liao)14Cr1MoR的(de)碳當量（C）為0.626％，可以判斷該材料(liao)焊(han)接(jie)(jie)性不(bu)好(hao)，焊(han)接(jie)(jie)前必(bi)須要(yao)較(jiao)高(gao)溫度(du)的(de)預熱，施焊(han)時(shi)要(yao)嚴格控制好(hao)焊(han)接(jie)(jie)工藝。復合板的(de)復層Cr-Mo含量較(jiao)高(gao)且其C含量較(jiao)低。因此在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)中要(yao)注意這些因素：①. 焊(han)接(jie)(jie)過程中加熱和冷卻不(bu)均勻，在(zai)(zai)基層厚度(du)方向會(hui)(hui)產生(sheng)較(jiao)大的(de)殘余應(ying)力，這種應(ying)力在(zai)(zai)不(bu)銹鋼復層就會(hui)(hui)形成(cheng)(cheng)拉伸應(ying)力。在(zai)(zai)拉伸應(ying)力的(de)作(zuo)用下有可能在(zai)(zai)某個(ge)薄弱地帶開裂(lie)而形成(cheng)(cheng)熱裂(lie)紋。②. 避免發生(sheng)焊(han)縫化學成(cheng)(cheng)分稀(xi)釋，產生(sheng)碳遷移到過渡(du)層。
為了防止(zhi)上述問(wen)題的發生(sheng)，應采(cai)取下列措施：①. 對于復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)要(yao)避免(mian)(mian)基層(ceng)(ceng)(ceng)的碳元素遷移過渡(du)而(er)導致增碳，以(yi)免(mian)(mian)降低(di)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)的耐蝕性；②. 對于基層(ceng)(ceng)(ceng)要(yao)避免(mian)(mian)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)的鉻、鎳等元素過渡(du)而(er)導致合(he)金含量增高。若鉻、鎳合(he)金元素增高，基層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)會形(xing)成脆硬組織，容易產(chan)生(sheng)裂紋，影響焊(han)(han)縫(feng)強度；③. 焊(han)(han)接時采(cai)用(yong)小熱(re)輸入(ru)、小截面焊(han)(han)道，以(yi)減少焊(han)(han)縫(feng)溶池過熱(re)，避免(mian)(mian)粗(cu)大柱狀晶(jing)的產(chan)生(sheng)。
2. 熱(re)處(chu)理
14Cr1MoR鋼(gang)板(ban)是低合(he)金耐熱(re)鋼(gang)，其焊縫區在回火時(shi)，隨著(zhu)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)升高(gao)，會(hui)使(shi)沖擊(ji)韌度(du)(du)下降(jiang)，甚(shen)至開裂，是回火脆性的(de)典型表現。當焊接熱(re)輸入超(chao)過30kJ／cm、預熱(re)和層間溫(wen)(wen)度(du)(du)高(gao)于250℃時(shi)，則(ze)Cr-Mo鋼(gang)焊縫金屬的(de)強(qiang)度(du)(du)和沖擊(ji)韌度(du)(du)會(hui)明顯下降(jiang)。為了(le)避(bi)開Cr-Mo鋼(gang)在400～700℃時(shi)的(de)回火脆性敏感區，同時(shi)滿(man)足設計要求，選用焊后(hou)熱(re)處理溫(wen)(wen)度(du)(du)為704℃，恒(heng)溫(wen)(wen)2h后(hou)緩(huan)慢冷(leng)卻。
二、焊接工藝
1. 焊接坡口的選擇
坡(po)口如圖5-23所示，目的(de)是使基層(ceng)(ceng)與復層(ceng)(ceng)交界處遠離焊(han)接時(shi)的(de)熱量集中區，避免了基層(ceng)(ceng)焊(han)接時(shi)導致(zhi)復層(ceng)(ceng)的(de)分層(ceng)(ceng)。
2. 焊(han)接(jie)方(fang)法
選用焊條電弧(hu)焊，在平面位(wei)置進行焊縫正面和背(bei)面的焊接，焊后采(cai)用碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨清根(gen)。
3. 焊接材料
為了保(bao)證(zheng)焊縫耐蝕性、高溫強度、沖擊韌(ren)度和焊縫化(hua)學成(cheng)分，選擇與母材(cai)化(hua)學成(cheng)分接(jie)近的焊接(jie)材(cai)料(liao)。復合板的基層(ceng)14Cr1MoR的焊接(jie)用(yong)R307BL焊條(tiao)；過渡(du)層(ceng)采用(yong)A062焊條(tiao)，以(yi)保(bao)證(zheng)過渡(du)層(ceng)金屬的化(hua)學成(cheng)分為奧氏體＋少量鐵(tie)素體，不出現馬氏體，避免產生熱裂紋(wen)；復層(ceng)用(yong)A132焊條(tiao)。三種(zhong)焊條(tiao)的化(hua)學成(cheng)分見表5-47。
4. 焊接參數
為(wei)了避免過渡(du)層(ceng)出現馬氏體組織，過渡(du)層(ceng)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時應采(cai)用(yong)小直徑、高鉻鎳焊(han)(han)(han)條，并(bing)采(cai)用(yong)小熱輸(shu)入、短(duan)弧焊(han)(han)(han)、快速焊(han)(han)(han)，以降低對復層(ceng)的稀釋。還要(yao)控制好過渡(du)層(ceng)和復合層(ceng)的層(ceng)間溫度，保證焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭有良好的耐蝕(shi)性。經(jing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工藝評定，選(xuan)用(yong)了下(xia)列焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工藝參數（見表5-48）。
三、焊接時(shi)的注(zhu)意事項
1. 坡(po)口(kou)表面20mm范(fan)圍內清除干凈油污(wu)、水跡(ji)和(he)污(wu)物。焊前復層(ceng)用汽油或丙酮(tong)除去油污(wu)，在(zai)復層(ceng)焊縫兩(liang)側(ce)150mm范(fan)圍內涂白(bai)堊粉防(fang)止飛濺粘附(fu)。打磨不(bu)銹鋼焊道，要用專用的錘頭除熔渣，防(fang)止滲碳。
2. 焊前預熱是有效(xiao)防止(zhi)焊接熱裂紋的重要(yao)工藝手段，預熱溫度要(yao)控(kong)制在160～250℃，復層溫度不高于60℃。
3. 層間(jian)溫度要控(kong)(kong)制200～250℃之間(jian)，不(bu)得超過(guo)(guo)250℃。焊接(jie)時通過(guo)(guo)控(kong)(kong)制焊接(jie)參數(shu)(shu)來控(kong)(kong)制焊接(jie)熱輸入，應(ying)采用(yong)多層多道(dao)(dao)焊、窄道(dao)(dao)焊及小幅擺動(dong)焊條（擺動(dong)參數(shu)(shu)為0～8mm）進行焊接(jie)。
4. 基層焊(han)接(jie)時，嚴禁(jin)基層焊(han)條焊(han)到復層，焊(han)接(jie)表面應距復合界面1.5～2.0mm，超過(guo)部(bu)位(wei)需用角向(xiang)打(da)磨機打(da)磨。
5. 過(guo)渡層(ceng)與復(fu)層(ceng)焊(han)接(jie)時(shi)要保證復(fu)層(ceng)的(de)耐(nai)蝕性，過(guo)渡層(ceng)厚度為(wei)2.0～3.0mm。復(fu)層(ceng)焊(han)接(jie)時(shi)，為(wei)減少(shao)熱影響(xiang)區，降低合金(jin)稀(xi)釋(shi)率，焊(han)接(jie)時(shi)焊(han)條(tiao)不(bu)擺(bai)動，采用(yong)(yong)多層(ceng)多道焊(han)，宜采用(yong)(yong)小電流，直(zhi)流反接(jie)。嚴格控制過(guo)渡層(ceng)及復(fu)層(ceng)的(de)層(ceng)間溫(wen)度不(bu)高于250℃。
四、焊接檢驗
按檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)評(ping)定標準JB／T 4730-2005《承壓(ya)設(she)備無損檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)》進行(xing)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)，先(xian)后對換(huan)熱器的A、B類焊(han)(han)接接頭的基層和復層焊(han)(han)縫(feng)進行(xing)100％．RT檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)，技術等(deng)級(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)AB級(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，質(zhi)量(liang)等(deng)級(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)II級(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)合(he)(he)(he)(he)格(ge)(ge)；100％UT檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)，技術等(deng)級(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)B級(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，質(zhi)量(liang)等(deng)級(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)I級(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)合(he)(he)(he)(he)格(ge)(ge)。所(suo)有焊(han)(han)縫(feng)的一次射線檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)合(he)(he)(he)(he)格(ge)(ge)率超過(guo)98％，一次返修合(he)(he)(he)(he)格(ge)(ge)率為(wei)(wei)100％。全部滿足設(she)計圖(tu)樣要求。
