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）的亞洲歐美色綜合一區二區在線: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
低合金鋼壓力容器內壁不(bu)(bu)銹鋼堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)，通常(chang)第(di)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)完全是異種材(cai)料焊(han)(han)接，第(di)二(er)層(ceng)(ceng)(ceng)以(yi)上(shang)才大致是同(tong)材(cai)焊(han)(han)接，因而一(yi)般情況(kuang)下，第(di)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)和第(di)二(er)層(ceng)(ceng)(ceng)以(yi)上(shang)使(shi)用成分(fen)不(bu)(bu)同(tong)的(de)焊(han)(han)接材(cai)料。其次，對只堆(dui)焊(han)(han)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)就達到所(suo)規定(ding)的(de)成分(fen)的(de)單層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)用焊(han)(han)材(cai)和堆(dui)焊(han)(han)二(er)層(ceng)(ceng)(ceng)以(yi)上(shang)得到規定(ding)成分(fen)的(de)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)，所(suo)使(shi)用的(de)焊(han)(han)接材(cai)料也(ye)不(bu)(bu)相同(tong)。
不(bu)銹鋼(gang)在碳鋼(gang)和(he)低合金(jin)鋼(gang)中(zhong)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)方(fang)法很多，常見的(de)有手工電弧焊(han)(han)(han)(han)、熔化極氣體(ti)保(bao)護焊(han)(han)(han)(han)、帶極埋(mai)弧（或電渣(zha)）堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)、絲極埋(mai)弧堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)等。無(wu)論哪一(yi)種堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)方(fang)法，第一(yi)層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)都(dou)是(shi)由(you)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料的(de)熔敷金(jin)屬(shu)(shu)和(he)熔人的(de)母(mu)材金(jin)屬(shu)(shu)熔合而(er)成的(de)。由(you)于(yu)母(mu)材的(de)合金(jin)元素含量很低，所以它對第一(yi)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)合金(jin)成分具有稀(xi)釋作用。因此，可(ke)能(neng)(neng)使(shi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)奧氏(shi)體(ti)和(he)鐵素體(ti)形成元素含量不(bu)足，結(jie)果堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)可(ke)能(neng)(neng)出現(xian)大量的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)組織，并可(ke)能(neng)(neng)產生裂紋(wen)，同時導致堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)韌(ren)性降(jiang)低。
焊(han)縫金屬成(cheng)分和組織(zhi)決(jue)定(ding)于堆(dui)(dui)焊(han)材料和母(mu)材熔入量即熔合比（也稱稀釋率）。當堆(dui)(dui)焊(han)工藝(yi)確定(ding)之后，稀釋率基本確定(ding)。
稀(xi)釋(shi)率是(shi)(shi)(shi)確定過渡層堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)依據。以手工電焊(han)(han)(han)(han)(han)條為例，焊(han)(han)(han)(han)(han)條的(de)(de)(de)熔合比一(yi)般(ban)是(shi)(shi)(shi)20%左右，如用(yong)20-10型的(de)(de)(de)電焊(han)(han)(han)(han)(han)條，經(jing)母材(cai)(cai)稀(xi)釋(shi)以后(hou)，堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)成(cheng)分(fen)(fen)將變成(cheng)16-型，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)中可能(neng)是(shi)(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)＋馬氏(shi)(shi)體(ti)組織。若在實際操作中熔合比較大時，就有(you)可能(neng)在焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)中產生大量(liang)的(de)(de)(de)脆硬馬氏(shi)(shi)體(ti)，而且由(you)于(yu)稀(xi)釋(shi)作用(yong)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)中的(de)(de)(de)Ni含量(liang)較低，在熔合線(xian)附近產生較寬的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)過渡層。這樣的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層無(wu)論是(shi)(shi)(shi)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)、耐蝕性(xing)(xing)能(neng)，還是(shi)(shi)(shi)抗裂性(xing)(xing)能(neng)都很(hen)差。同(tong)樣的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)方法(fa)，若選用(yong)24-13型的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)料，經(jing)母材(cai)(cai)稀(xi)釋(shi)后(hou)，堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)成(cheng)分(fen)(fen)是(shi)(shi)(shi)19-9或18-8型，這樣第一(yi)層就基(ji)本達到堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)要求，而且焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)組織是(shi)(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)＋鐵素體(ti)組織焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)就具(ju)有(you)較高的(de)(de)(de)抗熱裂性(xing)(xing)能(neng)和抗腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)。
在(zai)過渡(du)層(ceng)上再堆焊(han)不銹層(ceng)，則可采用相應的(de)焊(han)材，如308L、347L及310MoL分別適合于核(he)電、石(shi)油加氫及尿素等壓力容器的(de)堆焊(han)。
2. 堆(dui)焊(han)方法
表4-6是幾種(zhong)在(zai)低(di)合金鋼壓力容器內壁不銹鋼堆(dui)焊中常用(yong)的方法及其使(shi)(shi)用(yong)部位、使(shi)(shi)用(yong)特點和發展趨勢(shi)。
在表(biao)4-6的(de)(de)(de)堆焊(han)(han)焊(han)(han)接方(fang)(fang)法中，使用(yong)最多的(de)(de)(de)是帶極堆焊(han)(han)。帶極堆焊(han)(han)的(de)(de)(de)效率是手工電(dian)弧焊(han)(han)的(de)(de)(de)10~20倍，稀釋率較低而且(qie)可(ke)以得到美觀、穩(wen)定的(de)(de)(de)堆焊(han)(han)層(ceng)，適合于厚壁容器大面積堆焊(han)(han)。對(dui)小口徑(jing)管(guan)件(jian)和堆焊(han)(han)較小的(de)(de)(de)構件(jian)，MIG、TIG及(ji)等離子弧堆焊(han)(han)使用(yong)得較多。手工電(dian)弧焊(han)(han)在形狀復雜的(de)(de)(de)部(bu)位和不能用(yong)平焊(han)(han)的(de)(de)(de)場合或修補堆焊(han)(han)的(de)(de)(de)場合具(ju)有施工簡便的(de)(de)(de)特點，故手工電(dian)弧堆焊(han)(han)與帶極堆焊(han)(han)一起成為(wei)最普(pu)遍(bian)應用(yong)的(de)(de)(de)堆焊(han)(han)方(fang)(fang)法。
帶(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)可(ke)分(fen)(fen)為(wei)埋弧堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)（SAW法）、電渣堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)（ESW法）和(he)(he)高(gao)(gao)速帶(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)方法（HSW法）。按堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)數又可(ke)分(fen)(fen)為(wei)單(dan)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)和(he)(he)雙(shuang)層(ceng)(ceng)、多(duo)(duo)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝。單(dan)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)可(ke)只用(yong)一種不(bu)(bu)銹鋼帶(dai)(dai)，減少制(zhi)造(zao)中的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接和(he)(he)熱(re)處理工序(xu)，縮短制(zhi)造(zao)周期，從(cong)而(er)降低制(zhi)造(zao)成(cheng)本。但(dan)是(shi)只堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)一層(ceng)(ceng)不(bu)(bu)銹鋼就(jiu)(jiu)達到(dao)設計規定的(de)化學成(cheng)分(fen)(fen)、金相(xiang)組織和(he)(he)各項力學性能(neng)，在技(ji)術上有很大(da)難度，對(dui)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)料的(de)成(cheng)分(fen)(fen)和(he)(he)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝參數的(de)控制(zhi)均非(fei)常(chang)嚴(yan)格。雙(shuang)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)雖然(ran)帶(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)種類增加(jia)了(le)，但(dan)由于(yu)過渡層(ceng)(ceng)的(de)存(cun)在（高(gao)(gao)Cr、Ni含(han)量(liang)），使耐蝕層(ceng)(ceng)的(de)超低碳，一定的(de)Cr、Ni含(han)量(liang)就(jiu)(jiu)較容易保證，因此(ci)對(dui)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接技(ji)術和(he)(he)生(sheng)產管理水平(ping)不(bu)(bu)是(shi)非(fei)常(chang)高(gao)(gao)的(de)企(qi)業(ye)，一般均采(cai)用(yong)雙(shuang)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝。帶(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)尺(chi)寸可(ke)以有不(bu)(bu)同厚度和(he)(he)寬度，如：0.4mm×17.5mm、25 mm、37.5 mm、50 mm、75 mm、150 mm或(huo)0.5mm×30 mm、60 mm、90 mm、120 mm、180 mm.目前用(yong)得(de)較廣泛的(de)是(shi)：0.4mm×50 mm、75mm和(he)(he)0.5mm×60mm,帶(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)越寬，生(sheng)產率(lv)越高(gao)(gao)，但(dan)同時(shi)會帶(dai)(dai)來(lai)磁偏吹現(xian)象的(de)加(jia)重和(he)(he)由于(yu)電流(liu)加(jia)大(da)造(zao)成(cheng)抗氫致剝離能(neng)力下降。故目前生(sheng)產中用(yong)得(de)較多(duo)(duo)的(de)帶(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)尺(chi)寸為(wei)0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊(han)材料
壓(ya)力容器堆焊(han)(han)材(cai)料(liao)主要取決(jue)于(yu)使用(yong)介質(zhi)。表(biao)4-7、表(biao)4-8中(zhong)，20-10型(xing)焊(han)(han)材(cai)00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分別用(yong)于(yu)核(he)電石油加氫及化肥等(deng)(deng)環境(jing)，作(zuo)為(wei)堆焊(han)(han)層(ceng)的(de)不銹(xiu)層(ceng)使用(yong)，而24-13型(xing)焊(han)(han)材(cai)00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等(deng)(deng)則(ze)用(yong)作(zuo)過渡層(ceng)焊(han)(han)。表(biao)中(zhong)00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的(de)焊(han)(han)材(cai)是大化肥尿素合成塔等(deng)(deng)專(zhuan)用(yong)的(de)焊(han)(han)材(cai)，既用(yong)作(zuo)過渡層(ceng)也用(yong)于(yu)不銹(xiu)層(ceng)的(de)堆焊(han)(han)。
4. 堆焊工藝要點
低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)壓(ya)力容器內壁不銹鋼(gang)(gang)堆(dui)焊(han)時，首先(xian)用(yong)高鉻鎳的(de)(de)24-13型(xing)不銹鋼(gang)(gang)焊(han)接材(cai)料在低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)母材(cai)上(shang)堆(dui)焊(han)一層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。堆(dui)焊(han)時要(yao)(yao)嚴格控制工藝參數，保(bao)證堆(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)稀釋(shi)率均勻和(he)堆(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)成分和(he)組織(zhi)的(de)(de)穩定(ding)，這對于過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)是至關(guan)重要(yao)(yao)的(de)(de)。當堆(dui)焊(han)耐腐(fu)蝕層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)時，仍應采用(yong)小熱輸入。所選(xuan)用(yong)的(de)(de)鉻鎳奧氏體(ti)鋼(gang)(gang)堆(dui)焊(han)材(cai)料應能(neng)保(bao)證堆(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)含碳量(liang)、鐵(tie)素(su)體(ti)含量(liang)以(yi)及其他化學(xue)成分符合(he)(he)技術條件要(yao)(yao)求(qiu)。常用(yong)的(de)(de)有20-10型(xing)、20-10Nb型(xing)、18-12Mo型(xing)等材(cai)料堆(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鐵(tie)素(su)體(ti)含量(liang)通常在3%~10%(石油化工）和(he)5%~12%(核(he)電）范圍，而尿素(su)裝置堆(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)25-22-2焊(han)材(cai)，堆(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鐵(tie)素(su)體(ti)要(yao)(yao)求(qiu)≤0.6%,即盡可能(neng)低的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)含量(liang)。
表4-9、表4-10、表4-11分別是手工(gong)焊條、鎢極(ji)氬弧焊和(he)帶極(ji)堆(dui)焊的(de)工(gong)藝(yi)參數。
對帶極埋(mai)弧焊(han)和(he)電(dian)渣堆焊(han)，國內外經(jing)過(guo)幾(ji)十年(nian)的研究，現大(da)多采用燒結焊(han)劑，典型(xing)配套焊(han)接材(cai)料見表 4-12。
5. 預熱(re)和焊后熱(re)處理
厚(hou)壁(bi)壓力(li)容(rong)器(qi)堆(dui)焊前預(yu)熱(re)，是為了防(fang)止焊接熱(re)影響區的裂紋。預(yu)熱(re)溫度可控(kong)制為100~150℃之間，堆(dui)焊時如果預(yu)熱(re)溫度過(guo)高，使母材熔深(shen)增加過(guo)多，造成(cheng)稀(xi)釋率(lv)過(guo)大是不(bu)理想的。堆(dui)焊第二層和二層以上的堆(dui)焊層則(ze)不(bu)需(xu)要進行預(yu)熱(re)。
厚壁壓(ya)力容器(qi)在制造過(guo)程中要(yao)(yao)經受多次中間熱(re)(re)處理(li)(li)和(he)最終熱(re)(re)處理(li)(li)。這些熱(re)(re)處理(li)(li)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)(shi)：①. 消除焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中的(de)(de)氫(qing)，防止(zhi)產(chan)生冷(leng)(leng)裂紋；②. 消除焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)和(he)熱(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)淬硬傾(qing)向，改(gai)善(shan)其(qi)塑韌(ren)性(xing)；③. 消除焊(han)(han)(han)(han)接(jie)殘余應力，防止(zhi)變(bian)形和(he)產(chan)生冷(leng)(leng)裂紋；④. 穩定焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)和(he)熱(re)(re)影響區(qu)的(de)(de)組織結(jie)構，改(gai)善(shan)其(qi)性(xing)能。這些熱(re)(re)處理(li)(li)主要(yao)(yao)是(shi)(shi)針(zhen)對壓(ya)力容器(qi)的(de)(de)基(ji)體金(jin)屬即(ji)低合金(jin)鋼(gang)及其(qi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)，而不(bu)是(shi)(shi)針(zhen)對不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)堆焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)的(de)(de)。相反，熱(re)(re)處理(li)(li)過(guo)程對堆焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)來說是(shi)(shi)不(bu)利(li)的(de)(de)，因(yin)為(wei)焊(han)(han)(han)(han)后(hou)熱(re)(re)處理(li)(li)可(ke)能引起(qi)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)堆焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)發(fa)生碳化物析出，鐵素體相轉變(bian)（為(wei)o相）和(he)熔(rong)合區(qu)引起(qi)脫碳、增(zeng)碳等現象，從而導致堆焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)和(he)熔(rong)合區(qu)的(de)(de)耐蝕性(xing)和(he)塑韌(ren)性(xing)的(de)(de)降低。
壓力容器制造過程中(zhong)進行的(de)熱(re)處(chu)理(li)稱為(wei)中(zhong)間(jian)熱(re)處(chu)理(li)，而產品(pin)制造完畢在(zai)出廠之前進行的(de)熱(re)處(chu)理(li)則稱之為(wei)最(zui)終熱(re)處(chu)理(li)（PWHT).中(zhong)間(jian)熱(re)處(chu)理(li)和(he)最(zui)終熱(re)處(chu)理(li)對不(bu)同鋼種來說是(shi)不(bu)一(yi)樣的(de)，表4-13中(zhong)列出了常用(yong)(yong)的(de)幾種壓力容器用(yong)(yong)鋼的(de)中(zhong)間(jian)熱(re)處(chu)理(li)和(he)最(zui)終熱(re)處(chu)理(li)溫(wen)度(du)供(gong)參考。至(zhi)于在(zai)熱(re)處(chu)理(li)時的(de)保(bao)溫(wen)時間(jian)，一(yi)般(ban)均按容器壁厚以1小時／英(ying)寸來確定，但不(bu)小于1小時。
