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. 堆焊的特點(dian)
低合金鋼(gang)壓力容器內壁不(bu)銹(xiu)鋼(gang)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)，通常第(di)一(yi)層(ceng)完(wan)全(quan)是異種(zhong)材料(liao)(liao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)，第(di)二(er)層(ceng)以上才大致是同材焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)，因而一(yi)般情況(kuang)下，第(di)一(yi)層(ceng)和第(di)二(er)層(ceng)以上使用成分不(bu)同的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)材料(liao)(liao)。其次(ci)，對只堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)一(yi)層(ceng)就達(da)到所規(gui)定的(de)成分的(de)單層(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)材和堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)二(er)層(ceng)以上得到規(gui)定成分的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)，所使用的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)材料(liao)(liao)也不(bu)相同。
不(bu)銹鋼在碳鋼和低合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼中堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)方法很(hen)多，常見(jian)的(de)有手工電弧焊(han)(han)(han)(han)、熔(rong)化極氣體保護焊(han)(han)(han)(han)、帶極埋(mai)弧（或(huo)電渣）堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)、絲極埋(mai)弧堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)等。無論哪一種(zhong)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)方法，第(di)一層堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)都(dou)是(shi)由堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料(liao)的(de)熔(rong)敷金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和熔(rong)人的(de)母材金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)合(he)(he)而成(cheng)的(de)。由于母材的(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元素含(han)(han)量(liang)很(hen)低，所以它(ta)對(dui)第(di)一層焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)成(cheng)分具(ju)有稀釋作用(yong)。因此，可能(neng)使焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中奧(ao)氏體和鐵素體形成(cheng)元素含(han)(han)量(liang)不(bu)足，結(jie)果(guo)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)可能(neng)出現大量(liang)的(de)馬氏體組織，并可能(neng)產生裂紋，同時(shi)導致堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層韌性降低。
焊(han)縫金(jin)屬成分和組織(zhi)決定于(yu)堆(dui)焊(han)材料和母材熔入量即熔合比（也稱(cheng)稀(xi)釋率）。當堆(dui)焊(han)工藝確(que)定之后，稀(xi)釋率基本(ben)確(que)定。
稀釋(shi)(shi)率是(shi)確定過(guo)渡層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)材料的(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)依據。以(yi)手工電焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)為例(li)，焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)的(de)(de)熔合(he)比一般是(shi)20%左右，如用20-10型(xing)(xing)的(de)(de)電焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)，經(jing)母(mu)材稀釋(shi)(shi)以(yi)后，堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)成(cheng)(cheng)分(fen)將變成(cheng)(cheng)16-型(xing)(xing)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)可(ke)能(neng)(neng)是(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)＋馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織。若在(zai)(zai)實際操作中(zhong)熔合(he)比較(jiao)(jiao)大(da)時(shi)，就(jiu)有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)產生大(da)量(liang)的(de)(de)脆硬(ying)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，而且由于稀釋(shi)(shi)作用，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)的(de)(de)Ni含量(liang)較(jiao)(jiao)低，在(zai)(zai)熔合(he)線附近產生較(jiao)(jiao)寬的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)過(guo)渡層(ceng)(ceng)。這(zhe)樣的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)無論是(shi)力學性能(neng)(neng)、耐(nai)蝕性能(neng)(neng)，還是(shi)抗裂性能(neng)(neng)都很差。同樣的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)方法，若選用24-13型(xing)(xing)的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)材料，經(jing)母(mu)材稀釋(shi)(shi)后，堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)成(cheng)(cheng)分(fen)是(shi)19-9或18-8型(xing)(xing)，這(zhe)樣第一層(ceng)(ceng)就(jiu)基本達到堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)要(yao)求，而且焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)組(zu)(zu)織是(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)＋鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)就(jiu)具有(you)(you)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)抗熱裂性能(neng)(neng)和抗腐蝕性能(neng)(neng)。
在過渡(du)層(ceng)上再堆焊(han)(han)不銹層(ceng)，則可(ke)采用相應(ying)的焊(han)(han)材，如308L、347L及310MoL分別(bie)適合于核(he)電、石油加氫及尿素(su)等壓力容器(qi)的堆焊(han)(han)。
2. 堆(dui)焊方法
表4-6是幾(ji)種(zhong)在低合金鋼壓力容器內壁(bi)不銹鋼堆焊(han)中常用的方法及(ji)其使用部(bu)位(wei)、使用特點和發(fa)展(zhan)趨勢。
在表4-6的(de)堆(dui)(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(shi)帶(dai)極堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)。帶(dai)極堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)效率(lv)(lv)是(shi)手(shou)(shou)工(gong)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)的(de)10~20倍(bei)，稀(xi)釋率(lv)(lv)較低而且可(ke)以得到美(mei)觀、穩(wen)定的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層，適(shi)合于(yu)厚(hou)壁(bi)容器大面(mian)積(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)。對(dui)小(xiao)口徑管件和堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)較小(xiao)的(de)構件，MIG、TIG及等離(li)子弧(hu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)使(shi)用(yong)得較多。手(shou)(shou)工(gong)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)在形狀復雜的(de)部位(wei)和不能(neng)用(yong)平(ping)焊(han)(han)(han)的(de)場(chang)(chang)合或(huo)修(xiu)補(bu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)的(de)場(chang)(chang)合具有(you)施工(gong)簡便的(de)特點，故(gu)手(shou)(shou)工(gong)電(dian)弧(hu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)與帶(dai)極堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)一起成(cheng)為最普(pu)遍應用(yong)的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)方法(fa)。
帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)可分(fen)(fen)(fen)為埋弧堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)（SAW法(fa)）、電(dian)渣堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)（ESW法(fa)）和(he)(he)高(gao)速帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)方法(fa)（HSW法(fa)）。按堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)數又(you)可分(fen)(fen)(fen)為單(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)和(he)(he)雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)、多(duo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝。單(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)可只用(yong)(yong)(yong)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)不(bu)銹鋼帶(dai)(dai)(dai)，減少制造中的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接和(he)(he)熱處理工序，縮短制造周期，從而降(jiang)低(di)制造成(cheng)本。但是只堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)一(yi)(yi)(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)銹鋼就(jiu)達到設計規定(ding)的(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)分(fen)(fen)(fen)、金相組織和(he)(he)各項(xiang)力學性能，在技術上有(you)很大(da)(da)難度(du)，對(dui)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)材料的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)和(he)(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝參數的(de)(de)(de)(de)控制均非常嚴格。雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)雖然(ran)帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)種(zhong)(zhong)類增(zeng)加了(le)，但由于過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)存在（高(gao)Cr、Ni含量(liang)），使耐蝕層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)超低(di)碳(tan)，一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)Cr、Ni含量(liang)就(jiu)較(jiao)容易保證，因(yin)此對(dui)于焊(han)(han)(han)(han)(han)接技術和(he)(he)生產管理水平不(bu)是非常高(gao)的(de)(de)(de)(de)企業，一(yi)(yi)(yi)般均采用(yong)(yong)(yong)雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝。帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)尺(chi)寸(cun)可以有(you)不(bu)同厚度(du)和(he)(he)寬度(du)，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(qian)用(yong)(yong)(yong)得較(jiao)廣泛的(de)(de)(de)(de)是：0.4mm×50 mm、75mm和(he)(he)0.5mm×60mm,帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)越(yue)寬，生產率越(yue)高(gao)，但同時會帶(dai)(dai)(dai)來磁(ci)偏吹現象的(de)(de)(de)(de)加重和(he)(he)由于電(dian)流加大(da)(da)造成(cheng)抗氫(qing)致剝離能力下降(jiang)。故目前(qian)生產中用(yong)(yong)(yong)得較(jiao)多(duo)的(de)(de)(de)(de)帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)(ji)尺(chi)寸(cun)為0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆焊(han)材料
壓力(li)容(rong)器堆(dui)焊(han)材料(liao)主(zhu)要取決(jue)于使用(yong)(yong)(yong)介質(zhi)。表(biao)4-7、表(biao)4-8中，20-10型(xing)(xing)焊(han)材00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和(he)00Cr18Ni12Mo2分別用(yong)(yong)(yong)于核(he)電石油加氫(qing)及化肥等環境，作為(wei)堆(dui)焊(han)層(ceng)的(de)(de)不銹層(ceng)使用(yong)(yong)(yong)，而(er)24-13型(xing)(xing)焊(han)材00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等則用(yong)(yong)(yong)作過(guo)渡層(ceng)焊(han)。表(biao)中00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的(de)(de)焊(han)材是大(da)化肥尿素合成(cheng)塔等專用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)焊(han)材，既用(yong)(yong)(yong)作過(guo)渡層(ceng)也(ye)用(yong)(yong)(yong)于不銹層(ceng)的(de)(de)堆(dui)焊(han)。
4. 堆(dui)焊工藝要點
低(di)合金鋼壓力容器內(nei)壁不銹鋼堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)時(shi)，首先用高鉻(ge)鎳的(de)(de)(de)24-13型不銹鋼焊(han)(han)接材料(liao)在低(di)合金鋼母材上堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)一層(ceng)(ceng)(ceng)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)。堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)時(shi)要(yao)嚴格控制工藝參數，保證堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)稀釋(shi)率均勻和堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)成分(fen)和組織(zhi)的(de)(de)(de)穩(wen)定，這(zhe)對于過渡層(ceng)(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)是至關(guan)重要(yao)的(de)(de)(de)。當(dang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)耐腐蝕層(ceng)(ceng)(ceng)時(shi)，仍(reng)應采用小熱輸入。所選用的(de)(de)(de)鉻(ge)鎳奧氏(shi)體鋼堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)材料(liao)應能保證堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)含碳量、鐵(tie)(tie)素體含量以及(ji)其他(ta)化學成分(fen)符合技術條件要(yao)求。常(chang)用的(de)(de)(de)有20-10型、20-10Nb型、18-12Mo型等(deng)材料(liao)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)鐵(tie)(tie)素體含量通常(chang)在3%~10%(石油化工）和5%~12%(核電(dian)）范圍，而尿素裝置堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)用25-22-2焊(han)(han)材，堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)鐵(tie)(tie)素體要(yao)求≤0.6%,即盡可(ke)能低(di)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素體含量。
表4-9、表4-10、表4-11分別是手工(gong)焊條、鎢極氬弧焊和帶(dai)極堆(dui)焊的工(gong)藝(yi)參數。
對帶(dai)極(ji)埋弧焊(han)和電(dian)渣堆(dui)焊(han)，國內(nei)外經過幾十年的(de)研(yan)究，現(xian)大多(duo)采用燒結焊(han)劑(ji)，典型配套焊(han)接材料(liao)見(jian)表 4-12。
5. 預熱(re)和焊后熱(re)處理
厚(hou)壁(bi)壓力容器(qi)堆(dui)(dui)焊(han)前預(yu)熱，是(shi)(shi)為(wei)了防止焊(han)接熱影(ying)響區的(de)(de)裂紋。預(yu)熱溫度可控制為(wei)100~150℃之間，堆(dui)(dui)焊(han)時如(ru)果預(yu)熱溫度過高，使母材熔深增加(jia)過多，造成稀(xi)釋率過大(da)是(shi)(shi)不理(li)想的(de)(de)。堆(dui)(dui)焊(han)第二層(ceng)和二層(ceng)以上的(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)層(ceng)則不需要(yao)進(jin)行預(yu)熱。
厚(hou)壁壓(ya)力(li)(li)容器在(zai)制造過程(cheng)中要經(jing)受多(duo)次中間熱(re)處(chu)理和(he)最終(zhong)熱(re)處(chu)理。這些熱(re)處(chu)理的(de)目的(de)是：①. 消(xiao)除焊(han)(han)(han)縫(feng)中的(de)氫，防止產(chan)生冷裂(lie)紋；②. 消(xiao)除焊(han)(han)(han)縫(feng)和(he)熱(re)影響(xiang)(xiang)區的(de)淬硬傾向，改善其塑韌性(xing)(xing)；③. 消(xiao)除焊(han)(han)(han)接殘余應力(li)(li)，防止變形和(he)產(chan)生冷裂(lie)紋；④. 穩定焊(han)(han)(han)縫(feng)和(he)熱(re)影響(xiang)(xiang)區的(de)組織(zhi)結構(gou)，改善其性(xing)(xing)能。這些熱(re)處(chu)理主要是針(zhen)對(dui)壓(ya)力(li)(li)容器的(de)基體金屬即低合金鋼(gang)及(ji)其焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)，而不(bu)是針(zhen)對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)堆(dui)焊(han)(han)(han)層的(de)。相反，熱(re)處(chu)理過程(cheng)對(dui)堆(dui)焊(han)(han)(han)層來說是不(bu)利的(de)，因為(wei)焊(han)(han)(han)后熱(re)處(chu)理可能引(yin)起不(bu)銹(xiu)鋼(gang)堆(dui)焊(han)(han)(han)層發生碳化物析(xi)出，鐵素體相轉變（為(wei)o相）和(he)熔(rong)合區引(yin)起脫碳、增碳等現(xian)象，從(cong)而導致堆(dui)焊(han)(han)(han)層和(he)熔(rong)合區的(de)耐蝕性(xing)(xing)和(he)塑韌性(xing)(xing)的(de)降(jiang)低。
壓力(li)容(rong)器制(zhi)造過程中(zhong)進行的(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)稱(cheng)(cheng)為中(zhong)間(jian)熱處(chu)(chu)理(li)(li)，而產品制(zhi)造完畢在(zai)出廠(chang)之(zhi)前進行的(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)則稱(cheng)(cheng)之(zhi)為最(zui)(zui)終(zhong)(zhong)熱處(chu)(chu)理(li)(li)（PWHT).中(zhong)間(jian)熱處(chu)(chu)理(li)(li)和最(zui)(zui)終(zhong)(zhong)熱處(chu)(chu)理(li)(li)對不同(tong)鋼(gang)種來說是(shi)不一(yi)(yi)樣(yang)的(de)(de)，表4-13中(zhong)列出了(le)常用(yong)的(de)(de)幾(ji)種壓力(li)容(rong)器用(yong)鋼(gang)的(de)(de)中(zhong)間(jian)熱處(chu)(chu)理(li)(li)和最(zui)(zui)終(zhong)(zhong)熱處(chu)(chu)理(li)(li)溫度供(gong)參考。至(zhi)于(yu)在(zai)熱處(chu)(chu)理(li)(li)時(shi)的(de)(de)保溫時(shi)間(jian)，一(yi)(yi)般均按容(rong)器壁厚以1小時(shi)／英寸來確定，但不小于(yu)1小時(shi)。
