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(dui)焊的特(te)點
低合金鋼(gang)壓力容器(qi)內壁不(bu)(bu)銹鋼(gang)堆焊(han)(han)(han)(han)層，通常第一層完全(quan)是異種材(cai)料焊(han)(han)(han)(han)接，第二(er)層以(yi)上才大(da)致是同(tong)(tong)材(cai)焊(han)(han)(han)(han)接，因而(er)一般(ban)情況下，第一層和第二(er)層以(yi)上使用成分(fen)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接材(cai)料。其次，對只堆焊(han)(han)(han)(han)一層就(jiu)達到所(suo)規(gui)定(ding)的(de)成分(fen)的(de)單層堆焊(han)(han)(han)(han)層用焊(han)(han)(han)(han)材(cai)和堆焊(han)(han)(han)(han)二(er)層以(yi)上得(de)到規(gui)定(ding)成分(fen)的(de)焊(han)(han)(han)(han)層，所(suo)使用的(de)焊(han)(han)(han)(han)接材(cai)料也不(bu)(bu)相同(tong)(tong)。
不(bu)銹鋼在碳鋼和(he)低(di)合金(jin)(jin)(jin)鋼中堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的方(fang)法(fa)很(hen)多，常見的有(you)手工電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、熔(rong)化極(ji)氣體保(bao)護焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、帶極(ji)埋弧(hu)（或電渣）堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、絲極(ji)埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)等。無論(lun)哪(na)一(yi)種堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)方(fang)法(fa)，第(di)一(yi)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)都是由(you)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)料(liao)的熔(rong)敷金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和(he)熔(rong)人的母(mu)(mu)材(cai)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)合而成的。由(you)于母(mu)(mu)材(cai)的合金(jin)(jin)(jin)元素含量(liang)很(hen)低(di)，所以它對第(di)一(yi)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的合金(jin)(jin)(jin)成分具有(you)稀釋(shi)作用。因(yin)此，可能使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中奧氏(shi)體和(he)鐵(tie)素體形成元素含量(liang)不(bu)足，結果堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)可能出現(xian)大量(liang)的馬氏(shi)體組織，并可能產(chan)生裂(lie)紋(wen)，同時導致堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)韌性降低(di)。
焊(han)縫金屬(shu)成分和組織決定(ding)于堆(dui)焊(han)材(cai)料和母材(cai)熔入(ru)量即(ji)熔合比（也稱稀釋率）。當堆(dui)焊(han)工藝確(que)(que)定(ding)之(zhi)后，稀釋率基本確(que)(que)定(ding)。
稀(xi)(xi)釋(shi)率是(shi)確定過渡層堆(dui)焊(han)(han)(han)材料的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)依據。以(yi)手(shou)工(gong)電(dian)(dian)焊(han)(han)(han)條為例，焊(han)(han)(han)條的(de)(de)(de)熔合比一(yi)般(ban)是(shi)20%左右(you)，如用20-10型(xing)(xing)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)焊(han)(han)(han)條，經母材稀(xi)(xi)釋(shi)以(yi)后，堆(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)將變成(cheng)(cheng)16-型(xing)(xing)，焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)可能(neng)是(shi)奧氏(shi)體＋馬(ma)(ma)氏(shi)體組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)。若(ruo)(ruo)在(zai)實際(ji)操(cao)作中(zhong)(zhong)(zhong)熔合比較大時，就有(you)可能(neng)在(zai)焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)(chan)生大量(liang)的(de)(de)(de)脆硬馬(ma)(ma)氏(shi)體，而且(qie)由于稀(xi)(xi)釋(shi)作用，焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Ni含量(liang)較低，在(zai)熔合線(xian)附近產(chan)(chan)生較寬的(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體過渡層。這(zhe)樣的(de)(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)層無論是(shi)力學性(xing)能(neng)、耐蝕性(xing)能(neng)，還是(shi)抗裂性(xing)能(neng)都(dou)很差。同樣的(de)(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)方法，若(ruo)(ruo)選用24-13型(xing)(xing)的(de)(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)材料，經母材稀(xi)(xi)釋(shi)后，堆(dui)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)是(shi)19-9或(huo)18-8型(xing)(xing)，這(zhe)樣第(di)一(yi)層就基本達到(dao)堆(dui)焊(han)(han)(han)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)要求，而且(qie)焊(han)(han)(han)縫(feng)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)是(shi)奧氏(shi)體＋鐵素體組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬就具有(you)較高的(de)(de)(de)抗熱裂性(xing)能(neng)和抗腐蝕性(xing)能(neng)。
在過(guo)渡層上再(zai)堆(dui)(dui)焊(han)不銹層，則(ze)可采用相(xiang)應(ying)的焊(han)材，如308L、347L及310MoL分別適(shi)合于(yu)核電、石油(you)加氫及尿(niao)素等壓力容器的堆(dui)(dui)焊(han)。
2. 堆焊方法
表4-6是幾種在低合金鋼壓力容(rong)器(qi)內壁不銹鋼堆焊中常用的(de)方(fang)法及其使用部(bu)位、使用特點和發展趨勢。
在表4-6的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)焊(han)接方法(fa)中，使(shi)(shi)用(yong)(yong)最(zui)多的(de)(de)是帶極堆(dui)(dui)(dui)焊(han)。帶極堆(dui)(dui)(dui)焊(han)的(de)(de)效率是手工(gong)電(dian)(dian)(dian)弧焊(han)的(de)(de)10~20倍(bei)，稀釋率較低(di)而且可以得到(dao)美(mei)觀、穩定的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)層，適合(he)于(yu)厚壁容(rong)器(qi)大面積堆(dui)(dui)(dui)焊(han)。對小口(kou)徑管件(jian)和堆(dui)(dui)(dui)焊(han)較小的(de)(de)構件(jian)，MIG、TIG及等(deng)離子(zi)弧堆(dui)(dui)(dui)焊(han)使(shi)(shi)用(yong)(yong)得較多。手工(gong)電(dian)(dian)(dian)弧焊(han)在形(xing)狀復雜的(de)(de)部位和不能用(yong)(yong)平焊(han)的(de)(de)場合(he)或修補堆(dui)(dui)(dui)焊(han)的(de)(de)場合(he)具有施工(gong)簡便(bian)的(de)(de)特點(dian)，故(gu)手工(gong)電(dian)(dian)(dian)弧堆(dui)(dui)(dui)焊(han)與帶極堆(dui)(dui)(dui)焊(han)一起成為最(zui)普遍(bian)應用(yong)(yong)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)方法(fa)。
帶(dai)極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)可(ke)(ke)分(fen)為(wei)埋弧堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)（SAW法(fa)）、電(dian)渣(zha)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)（ESW法(fa)）和(he)高速(su)帶(dai)極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)方法(fa)（HSW法(fa)）。按堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)數又可(ke)(ke)分(fen)為(wei)單(dan)層(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)和(he)雙層(ceng)、多層(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝(yi)。單(dan)層(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)可(ke)(ke)只(zhi)用一種不(bu)銹鋼帶(dai)，減(jian)少(shao)制造(zao)中的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接和(he)熱(re)處理(li)工序(xu)，縮短(duan)制造(zao)周期，從而降低制造(zao)成本。但是(shi)只(zhi)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)一層(ceng)不(bu)銹鋼就(jiu)達(da)到(dao)設(she)計規定(ding)的(de)(de)化學(xue)成分(fen)、金(jin)相組織和(he)各(ge)項力學(xue)性能(neng)，在技術上有(you)很(hen)大難(nan)度(du)，對堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)材料的(de)(de)成分(fen)和(he)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝(yi)參數的(de)(de)控制均非常嚴格。雙層(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)雖然帶(dai)極(ji)種類(lei)增加(jia)(jia)了，但由(you)于過渡層(ceng)的(de)(de)存在（高Cr、Ni含(han)量），使耐蝕層(ceng)的(de)(de)超低碳，一定(ding)的(de)(de)Cr、Ni含(han)量就(jiu)較容(rong)易保證，因此(ci)對于焊(han)(han)(han)(han)(han)接技術和(he)生產管(guan)理(li)水平不(bu)是(shi)非常高的(de)(de)企(qi)業，一般均采(cai)用雙層(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝(yi)。帶(dai)極(ji)尺寸可(ke)(ke)以有(you)不(bu)同厚度(du)和(he)寬(kuan)度(du)，如(ru)：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)較廣泛的(de)(de)是(shi)：0.4mm×50 mm、75mm和(he)0.5mm×60mm,帶(dai)極(ji)越寬(kuan)，生產率越高，但同時會帶(dai)來磁偏吹現象(xiang)的(de)(de)加(jia)(jia)重和(he)由(you)于電(dian)流加(jia)(jia)大造(zao)成抗氫致(zhi)剝(bo)離(li)能(neng)力下降。故目前生產中用得(de)較多的(de)(de)帶(dai)極(ji)尺寸為(wei)0.5mm×60 mm、0.4mm×50mm、75mm。
3. 堆(dui)焊材(cai)料(liao)
壓力容器(qi)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)料主要取(qu)決于(yu)使(shi)用(yong)(yong)介質(zhi)。表4-7、表4-8中，20-10型(xing)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)00Cr20Ni10、00Cr20Ni10Nb 和00Cr18Ni12Mo2分別用(yong)(yong)于(yu)核電石(shi)油加氫及化肥等環境，作(zuo)為堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層的不銹層使(shi)用(yong)(yong)，而24-13型(xing)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)00Cr24Ni13、00Cr24Ni13Nb、00Cr24Ni13Mo等則用(yong)(yong)作(zuo)過渡層焊(han)(han)(han)(han)。表中00Cr25Ni22、Mn4Mo2N的焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)是(shi)大化肥尿素合成塔(ta)等專(zhuan)用(yong)(yong)的焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)，既用(yong)(yong)作(zuo)過渡層也用(yong)(yong)于(yu)不銹層的堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)。
4. 堆焊工藝要點
低合(he)(he)金鋼(gang)壓力容器內壁(bi)不銹鋼(gang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時，首先用高鉻鎳(nie)的24-13型(xing)不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)接材料在(zai)低合(he)(he)金鋼(gang)母材上堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)一層(ceng)(ceng)過渡(du)層(ceng)(ceng)。堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時要(yao)(yao)嚴格(ge)控制工藝參數，保證堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的稀釋率均勻和(he)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)成分和(he)組織的穩定，這對于(yu)過渡(du)層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)是至關重要(yao)(yao)的。當(dang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)耐(nai)腐蝕層(ceng)(ceng)時，仍應采用小熱輸入。所選用的鉻鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)材料應能保證堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的含(han)碳(tan)量、鐵(tie)素(su)體(ti)含(han)量以及其他化(hua)學成分符(fu)合(he)(he)技(ji)術(shu)條件(jian)要(yao)(yao)求(qiu)。常用的有(you)20-10型(xing)、20-10Nb型(xing)、18-12Mo型(xing)等(deng)材料堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)鐵(tie)素(su)體(ti)含(han)量通常在(zai)3%~10%(石油(you)化(hua)工）和(he)5%~12%(核電）范圍，而尿素(su)裝置堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)用25-22-2焊(han)(han)(han)材，堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)鐵(tie)素(su)體(ti)要(yao)(yao)求(qiu)≤0.6%,即(ji)盡可能低的鐵(tie)素(su)體(ti)含(han)量。
表4-9、表4-10、表4-11分別是手(shou)工焊條、鎢極氬弧焊和帶(dai)極堆焊的(de)工藝參數。
對帶極埋弧焊(han)和電(dian)渣(zha)堆焊(han)，國內外經過(guo)幾十年的研(yan)究，現大多(duo)采用燒(shao)結焊(han)劑，典(dian)型配套焊(han)接材料見表(biao) 4-12。
5. 預(yu)熱(re)和焊(han)后熱(re)處理(li)
厚壁壓(ya)力容器(qi)堆(dui)(dui)焊(han)(han)前預(yu)熱(re)，是(shi)(shi)為了防止(zhi)焊(han)(han)接熱(re)影響區的(de)(de)裂紋。預(yu)熱(re)溫(wen)度可控制為100~150℃之(zhi)間，堆(dui)(dui)焊(han)(han)時如果預(yu)熱(re)溫(wen)度過(guo)高，使母材熔深增加過(guo)多，造(zao)成稀(xi)釋(shi)率(lv)過(guo)大是(shi)(shi)不理想的(de)(de)。堆(dui)(dui)焊(han)(han)第二層和二層以上的(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)層則不需要進(jin)行預(yu)熱(re)。
厚壁壓力(li)容器在制造過程中(zhong)(zhong)要(yao)經(jing)受多(duo)次(ci)中(zhong)(zhong)間熱處(chu)理(li)(li)(li)和(he)(he)最終(zhong)熱處(chu)理(li)(li)(li)。這些熱處(chu)理(li)(li)(li)的(de)目的(de)是(shi)：①. 消除(chu)焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)的(de)氫，防(fang)止(zhi)(zhi)產(chan)生(sheng)冷裂紋；②. 消除(chu)焊(han)(han)縫(feng)和(he)(he)熱影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)淬硬(ying)傾(qing)向，改善其塑韌(ren)性(xing)(xing)(xing)；③. 消除(chu)焊(han)(han)接殘(can)余應(ying)力(li)，防(fang)止(zhi)(zhi)變形和(he)(he)產(chan)生(sheng)冷裂紋；④. 穩定焊(han)(han)縫(feng)和(he)(he)熱影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)組織(zhi)結構，改善其性(xing)(xing)(xing)能。這些熱處(chu)理(li)(li)(li)主要(yao)是(shi)針對(dui)壓力(li)容器的(de)基體金(jin)屬即(ji)低合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)及其焊(han)(han)縫(feng)的(de)，而(er)不是(shi)針對(dui)不銹鋼(gang)(gang)堆(dui)焊(han)(han)層的(de)。相(xiang)反，熱處(chu)理(li)(li)(li)過程對(dui)堆(dui)焊(han)(han)層來(lai)說是(shi)不利的(de)，因為焊(han)(han)后熱處(chu)理(li)(li)(li)可能引(yin)起不銹鋼(gang)(gang)堆(dui)焊(han)(han)層發(fa)生(sheng)碳(tan)化物析出，鐵素體相(xiang)轉變（為o相(xiang)）和(he)(he)熔合(he)區(qu)(qu)引(yin)起脫(tuo)碳(tan)、增碳(tan)等現象(xiang)，從而(er)導(dao)致堆(dui)焊(han)(han)層和(he)(he)熔合(he)區(qu)(qu)的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)塑韌(ren)性(xing)(xing)(xing)的(de)降低。
壓(ya)力(li)(li)容器(qi)(qi)制造(zao)過(guo)程中(zhong)進(jin)行的(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)理(li)稱(cheng)為中(zhong)間(jian)(jian)(jian)熱(re)處(chu)(chu)理(li)，而產品制造(zao)完畢在出廠之(zhi)前進(jin)行的(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)理(li)則稱(cheng)之(zhi)為最終熱(re)處(chu)(chu)理(li)（PWHT).中(zhong)間(jian)(jian)(jian)熱(re)處(chu)(chu)理(li)和(he)最終熱(re)處(chu)(chu)理(li)對(dui)不(bu)同鋼種(zhong)來說是不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)(de)，表(biao)4-13中(zhong)列出了(le)常用(yong)的(de)(de)幾種(zhong)壓(ya)力(li)(li)容器(qi)(qi)用(yong)鋼的(de)(de)中(zhong)間(jian)(jian)(jian)熱(re)處(chu)(chu)理(li)和(he)最終熱(re)處(chu)(chu)理(li)溫度供參(can)考(kao)。至于(yu)在熱(re)處(chu)(chu)理(li)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)保溫時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)，一(yi)般(ban)均按(an)容器(qi)(qi)壁厚以1小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)／英寸來確定，但不(bu)小(xiao)(xiao)于(yu)1小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)。
