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）的在線亞洲日產一區二區: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(de)特(te)點
低(di)合(he)金鋼(gang)壓力容器(qi)內(nei)壁(bi)不銹鋼(gang)堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)，通(tong)常第一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)完全(quan)是異種材料焊(han)(han)接(jie)，第二層(ceng)(ceng)(ceng)以上才(cai)大致是同材焊(han)(han)接(jie)，因而一(yi)般情況(kuang)下，第一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)和第二層(ceng)(ceng)(ceng)以上使用(yong)成(cheng)分不同的焊(han)(han)接(jie)材料。其次，對只堆(dui)焊(han)(han)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)就達(da)到(dao)所規(gui)定的成(cheng)分的單層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)焊(han)(han)材和堆(dui)焊(han)(han)二層(ceng)(ceng)(ceng)以上得到(dao)規(gui)定成(cheng)分的焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)，所使用(yong)的焊(han)(han)接(jie)材料也不相同。
不銹鋼(gang)在碳鋼(gang)和低合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)中堆(dui)(dui)焊(han)的(de)方法很(hen)多，常(chang)見(jian)的(de)有(you)手(shou)工電弧焊(han)、熔(rong)(rong)化極(ji)氣體(ti)保(bao)護焊(han)、帶極(ji)埋(mai)弧（或電渣）堆(dui)(dui)焊(han)、絲極(ji)埋(mai)弧堆(dui)(dui)焊(han)等。無(wu)論(lun)哪一(yi)種堆(dui)(dui)焊(han)方法，第一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)的(de)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)都是由堆(dui)(dui)焊(han)材(cai)料的(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和熔(rong)(rong)人的(de)母(mu)材(cai)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)(rong)合(he)(he)而(er)成(cheng)的(de)。由于(yu)母(mu)材(cai)的(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元(yuan)素含量很(hen)低，所以它對第一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)成(cheng)分具有(you)稀釋作用。因此，可(ke)能使焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中奧氏體(ti)和鐵素體(ti)形成(cheng)元(yuan)素含量不足，結(jie)果堆(dui)(dui)焊(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)可(ke)能出現大量的(de)馬氏體(ti)組織(zhi)，并可(ke)能產生裂(lie)紋，同時(shi)導致堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)韌性降低。
焊(han)(han)縫金屬成分和(he)組(zu)織決(jue)定于堆焊(han)(han)材料和(he)母材熔入量(liang)即熔合(he)比（也稱稀釋率）。當堆焊(han)(han)工(gong)藝確定之后，稀釋率基本確定。
稀釋(shi)率是(shi)(shi)(shi)確定過(guo)(guo)渡(du)層堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材料的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分的(de)依據(ju)。以手工電焊(han)(han)(han)條(tiao)為例，焊(han)(han)(han)條(tiao)的(de)熔(rong)(rong)合比一般是(shi)(shi)(shi)20%左右，如用(yong)20-10型的(de)電焊(han)(han)(han)條(tiao)，經(jing)母材稀釋(shi)以后，堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分將變成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)16-型，焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)可能(neng)是(shi)(shi)(shi)奧氏體(ti)(ti)＋馬(ma)氏體(ti)(ti)組(zu)織。若在實際操作(zuo)中(zhong)熔(rong)(rong)合比較大時，就有可能(neng)在焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)產(chan)生大量的(de)脆硬馬(ma)氏體(ti)(ti)，而且由于稀釋(shi)作(zuo)用(yong)，焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)Ni含量較低，在熔(rong)(rong)合線附近產(chan)生較寬(kuan)的(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)過(guo)(guo)渡(du)層。這(zhe)樣(yang)的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層無論是(shi)(shi)(shi)力學性能(neng)、耐蝕(shi)性能(neng)，還是(shi)(shi)(shi)抗裂性能(neng)都很差。同樣(yang)的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)方法，若選用(yong)24-13型的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材料，經(jing)母材稀釋(shi)后，堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分是(shi)(shi)(shi)19-9或18-8型，這(zhe)樣(yang)第一層就基本(ben)達到堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分的(de)要求，而且焊(han)(han)(han)縫(feng)組(zu)織是(shi)(shi)(shi)奧氏體(ti)(ti)＋鐵(tie)素體(ti)(ti)組(zu)織焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬就具有較高(gao)的(de)抗熱裂性能(neng)和抗腐蝕(shi)性能(neng)。
在(zai)過(guo)渡層上再堆(dui)焊不銹層，則(ze)可采用相應的(de)焊材(cai)，如308L、347L及(ji)310MoL分別適(shi)合于核電、石油(you)加(jia)氫及(ji)尿素等壓力容器的(de)堆(dui)焊。
2. 堆(dui)焊方法
表4-6是幾種(zhong)在(zai)低合(he)金(jin)鋼(gang)壓(ya)力容器內壁不銹鋼(gang)堆焊中常(chang)用的方(fang)法及其使用部位、使用特點(dian)和發(fa)展趨勢。
在表4-6的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接方法中，使用(yong)最多的(de)(de)(de)是(shi)帶極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)。帶極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)效率(lv)是(shi)手工(gong)(gong)電弧(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)10~20倍，稀釋率(lv)較低而且(qie)可以得到美觀、穩定的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層，適合于厚壁容(rong)器大面(mian)積堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)。對小(xiao)口徑管件和(he)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)較小(xiao)的(de)(de)(de)構件，MIG、TIG及(ji)等(deng)離子弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)使用(yong)得較多。手工(gong)(gong)電弧(hu)焊(han)(han)(han)在形狀復雜的(de)(de)(de)部位和(he)不(bu)能用(yong)平焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)場(chang)合或(huo)修補堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)場(chang)合具有施(shi)工(gong)(gong)簡(jian)便的(de)(de)(de)特點，故手工(gong)(gong)電弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)與帶極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)一起成為最普遍應用(yong)的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)方法。
帶極堆(dui)焊(han)(han)可分(fen)為埋(mai)弧堆(dui)焊(han)(han)（SAW法(fa)）、電渣堆(dui)焊(han)(han)（ESW法(fa)）和(he)高速帶極堆(dui)焊(han)(han)方法(fa)（HSW法(fa)）。按堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)數又(you)可分(fen)為單層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)和(he)雙層(ceng)、多層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)工藝(yi)(yi)。單層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)可只用一(yi)種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)帶，減(jian)少(shao)制造中(zhong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接和(he)熱(re)處(chu)理(li)工序(xu)，縮短(duan)制造周期(qi)，從而降低制造成(cheng)本。但(dan)(dan)是只堆(dui)焊(han)(han)一(yi)層(ceng)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)就達到(dao)設計規定的(de)(de)(de)化學成(cheng)分(fen)、金相組織和(he)各項(xiang)力學性能(neng)，在(zai)技術(shu)上有很大難度(du)(du)，對堆(dui)焊(han)(han)材料的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)和(he)堆(dui)焊(han)(han)工藝(yi)(yi)參數的(de)(de)(de)控制均(jun)非常(chang)嚴(yan)格(ge)。雙層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)雖然帶極種(zhong)類增加(jia)了，但(dan)(dan)由(you)于過渡層(ceng)的(de)(de)(de)存在(zai)（高Cr、Ni含量），使耐蝕層(ceng)的(de)(de)(de)超低碳，一(yi)定的(de)(de)(de)Cr、Ni含量就較容易(yi)保(bao)證，因(yin)此對于焊(han)(han)接技術(shu)和(he)生產管(guan)理(li)水平不是非常(chang)高的(de)(de)(de)企業，一(yi)般均(jun)采(cai)用雙層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)工藝(yi)(yi)。帶極尺(chi)(chi)寸(cun)可以有不同厚度(du)(du)和(he)寬度(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.目前用得較廣泛的(de)(de)(de)是：0.4mm×50 mm、75mm和(he)0.5mm×60mm,帶極越寬，生產率越高，但(dan)(dan)同時(shi)會(hui)帶來磁(ci)偏吹現象的(de)(de)(de)加(jia)重和(he)由(you)于電流加(jia)大造成(cheng)抗氫致剝(bo)離能(neng)力下(xia)降。故(gu)目前生產中(zhong)用得較多的(de)(de)(de)帶極尺(chi)(chi)寸(cun)為0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊材料
壓力(li)容器堆(dui)焊(han)材料主要取(qu)決(jue)于使用(yong)介質。表(biao)4-7、表(biao)4-8中，20-10型(xing)焊(han)材00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和(he)00Cr18Ni12Mo2分別用(yong)于核電石油加氫及化(hua)肥等環境(jing)，作(zuo)(zuo)為(wei)堆(dui)焊(han)層的(de)不(bu)銹層使用(yong)，而24-13型(xing)焊(han)材00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等則用(yong)作(zuo)(zuo)過(guo)(guo)渡層焊(han)。表(biao)中00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的(de)焊(han)材是(shi)大化(hua)肥尿素(su)合成塔等專用(yong)的(de)焊(han)材，既(ji)用(yong)作(zuo)(zuo)過(guo)(guo)渡層也用(yong)于不(bu)銹層的(de)堆(dui)焊(han)。
4. 堆(dui)焊工藝(yi)要點
低(di)合金鋼(gang)(gang)(gang)壓力容器(qi)內壁不銹鋼(gang)(gang)(gang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)，首先用高(gao)鉻(ge)鎳的24-13型(xing)(xing)不銹鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)(han)接材(cai)(cai)料在(zai)低(di)合金鋼(gang)(gang)(gang)母材(cai)(cai)上堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)一(yi)層(ceng)過渡層(ceng)。堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)要(yao)嚴格(ge)控制(zhi)工藝參(can)數，保證(zheng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)的稀釋率均勻(yun)和堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)成分和組(zu)織(zhi)的穩定，這對于過渡層(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)是至關(guan)重要(yao)的。當堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)耐腐蝕(shi)層(ceng)時(shi)，仍應(ying)采用小(xiao)熱(re)輸入。所(suo)選用的鉻(ge)鎳奧氏體鋼(gang)(gang)(gang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)料應(ying)能保證(zheng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)的含(han)碳量(liang)、鐵(tie)素(su)體含(han)量(liang)以及其他化學成分符合技術條件要(yao)求(qiu)。常(chang)用的有(you)20-10型(xing)(xing)、20-10Nb型(xing)(xing)、18-12Mo型(xing)(xing)等材(cai)(cai)料堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)鐵(tie)素(su)體含(han)量(liang)通常(chang)在(zai)3%~10%(石油化工）和5%~12%(核電）范圍(wei)，而尿素(su)裝置堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)用25-22-2焊(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)，堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)鐵(tie)素(su)體要(yao)求(qiu)≤0.6%,即盡可(ke)能低(di)的鐵(tie)素(su)體含(han)量(liang)。
表4-9、表4-10、表4-11分別是手(shou)工焊條、鎢極氬弧(hu)焊和帶(dai)極堆焊的工藝參數。
對帶極埋弧(hu)焊和電(dian)渣堆(dui)焊，國內外經過幾十年的研究，現大(da)多采用燒(shao)結(jie)焊劑，典型(xing)配套焊接材(cai)料見表(biao) 4-12。
5. 預熱和焊(han)后(hou)熱處(chu)理
厚壁壓力容(rong)器(qi)堆(dui)(dui)焊前預(yu)(yu)熱，是為(wei)了(le)防止焊接熱影響區(qu)的裂紋(wen)。預(yu)(yu)熱溫度(du)可控制為(wei)100~150℃之間，堆(dui)(dui)焊時如(ru)果預(yu)(yu)熱溫度(du)過(guo)高，使母(mu)材熔深增加(jia)過(guo)多(duo)，造成稀釋率過(guo)大是不(bu)理(li)想的。堆(dui)(dui)焊第二層(ceng)和二層(ceng)以上的堆(dui)(dui)焊層(ceng)則不(bu)需要進行預(yu)(yu)熱。
厚壁壓(ya)力容器(qi)在制造(zao)過程(cheng)中(zhong)要(yao)經受多(duo)次中(zhong)間(jian)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)和(he)(he)(he)最終熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)。這些熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)(shi)(shi)：①. 消(xiao)除焊(han)縫(feng)(feng)中(zhong)的(de)(de)氫，防止(zhi)產生冷裂(lie)紋；②. 消(xiao)除焊(han)縫(feng)(feng)和(he)(he)(he)熱(re)影(ying)響(xiang)區的(de)(de)淬硬(ying)傾向，改善(shan)其塑韌性(xing)；③. 消(xiao)除焊(han)接殘(can)余應力，防止(zhi)變(bian)形和(he)(he)(he)產生冷裂(lie)紋；④. 穩定焊(han)縫(feng)(feng)和(he)(he)(he)熱(re)影(ying)響(xiang)區的(de)(de)組織結構，改善(shan)其性(xing)能。這些熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)主要(yao)是(shi)(shi)(shi)針對壓(ya)力容器(qi)的(de)(de)基體金(jin)屬(shu)即低合金(jin)鋼及(ji)其焊(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)，而不是(shi)(shi)(shi)針對不銹鋼堆(dui)焊(han)層的(de)(de)。相反(fan)，熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)過程(cheng)對堆(dui)焊(han)層來說是(shi)(shi)(shi)不利的(de)(de)，因為焊(han)后熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)可(ke)能引起(qi)不銹鋼堆(dui)焊(han)層發生碳(tan)化物析出，鐵素(su)體相轉變(bian)（為o相）和(he)(he)(he)熔(rong)合區引起(qi)脫碳(tan)、增碳(tan)等現象(xiang)，從而導致堆(dui)焊(han)層和(he)(he)(he)熔(rong)合區的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)和(he)(he)(he)塑韌性(xing)的(de)(de)降(jiang)低。
壓力(li)容(rong)器(qi)制造過程中(zhong)(zhong)進行(xing)的(de)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)稱為中(zhong)(zhong)間(jian)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)，而(er)產品(pin)制造完畢在出廠(chang)之前(qian)進行(xing)的(de)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)則(ze)稱之為最(zui)終熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)（PWHT).中(zhong)(zhong)間(jian)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)和最(zui)終熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)對不同鋼(gang)種(zhong)來(lai)說是不一樣(yang)的(de)，表4-13中(zhong)(zhong)列出了常用(yong)的(de)幾種(zhong)壓力(li)容(rong)器(qi)用(yong)鋼(gang)的(de)中(zhong)(zhong)間(jian)熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)和最(zui)終熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)溫度供參考。至于(yu)(yu)在熱(re)(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)時的(de)保溫時間(jian)，一般均按(an)容(rong)器(qi)壁厚以1小時／英(ying)寸(cun)來(lai)確定，但不小于(yu)(yu)1小時。
