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、焊接性分(fen)析
1. 焊接材料(liao)
從表(biao)中的(de)化學(xue)成分(fen)計(ji)算(suan)出基(ji)層(ceng)材料14Cr1MoR的(de)碳(tan)當量(liang)（C）為(wei)0.626％，可以(yi)判斷(duan)該材料焊接(jie)(jie)(jie)性不(bu)好，焊接(jie)(jie)(jie)前必須(xu)要較高溫度(du)的(de)預熱(re)，施焊時要嚴(yan)格(ge)控(kong)制好焊接(jie)(jie)(jie)工藝。復(fu)合板的(de)復(fu)層(ceng)Cr-Mo含(han)(han)量(liang)較高且其C含(han)(han)量(liang)較低。因此(ci)在(zai)(zai)(zai)焊接(jie)(jie)(jie)中要注(zhu)意這(zhe)些因素：①. 焊接(jie)(jie)(jie)過程(cheng)中加(jia)熱(re)和冷(leng)卻不(bu)均勻，在(zai)(zai)(zai)基(ji)層(ceng)厚(hou)度(du)方向(xiang)會產(chan)生較大的(de)殘余應(ying)力(li)(li)，這(zhe)種應(ying)力(li)(li)在(zai)(zai)(zai)不(bu)銹(xiu)鋼復(fu)層(ceng)就(jiu)會形成拉伸應(ying)力(li)(li)。在(zai)(zai)(zai)拉伸應(ying)力(li)(li)的(de)作用下有可能(neng)在(zai)(zai)(zai)某(mou)個(ge)薄(bo)弱地(di)帶開裂而形成熱(re)裂紋(wen)。②. 避免發生焊縫化學(xue)成分(fen)稀釋，產(chan)生碳(tan)遷移到過渡層(ceng)。
為了防止上述問(wen)題的(de)(de)發生，應采取下(xia)列措施(shi)：①. 對(dui)于復(fu)層(ceng)(ceng)要避(bi)(bi)(bi)免基層(ceng)(ceng)的(de)(de)碳元素遷移過渡而導致增(zeng)碳，以(yi)免降低復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)耐蝕性；②. 對(dui)于基層(ceng)(ceng)要避(bi)(bi)(bi)免復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)鉻、鎳等元素過渡而導致合(he)金(jin)含量增(zeng)高(gao)。若鉻、鎳合(he)金(jin)元素增(zeng)高(gao)，基層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)中會形(xing)成脆硬組(zu)織，容(rong)易產(chan)(chan)生裂(lie)紋，影響焊(han)(han)縫(feng)強(qiang)度；③. 焊(han)(han)接時采用(yong)小(xiao)熱輸入、小(xiao)截面(mian)焊(han)(han)道，以(yi)減(jian)少(shao)焊(han)(han)縫(feng)溶池過熱，避(bi)(bi)(bi)免粗大(da)柱(zhu)狀晶的(de)(de)產(chan)(chan)生。
2. 熱處理(li)
14Cr1MoR鋼(gang)板是低合金耐(nai)熱(re)鋼(gang)，其(qi)焊縫(feng)區在回(hui)火(huo)(huo)時(shi)，隨著溫度(du)的升高(gao)，會使沖擊(ji)韌度(du)下降，甚至(zhi)開裂，是回(hui)火(huo)(huo)脆性的典型表現。當焊接熱(re)輸(shu)入超(chao)過(guo)30kJ／cm、預熱(re)和層間(jian)溫度(du)高(gao)于250℃時(shi)，則Cr-Mo鋼(gang)焊縫(feng)金屬的強度(du)和沖擊(ji)韌度(du)會明顯(xian)下降。為了(le)避開Cr-Mo鋼(gang)在400～700℃時(shi)的回(hui)火(huo)(huo)脆性敏感區，同時(shi)滿(man)足(zu)設計要(yao)求(qiu)，選(xuan)用焊后(hou)熱(re)處理溫度(du)為704℃，恒溫2h后(hou)緩慢冷卻。
二(er)、焊接(jie)工藝
1. 焊接坡口的選擇
坡(po)口如(ru)圖5-23所示，目的是使基(ji)(ji)層(ceng)與復(fu)(fu)層(ceng)交界(jie)處遠離焊接時的熱(re)量集中區，避免了基(ji)(ji)層(ceng)焊接時導致復(fu)(fu)層(ceng)的分層(ceng)。
2. 焊接方(fang)法
選用焊條電弧(hu)焊，在平面位置進行焊縫正面和背面的焊接，焊后采用碳弧(hu)氣刨(bao)清根。
3. 焊接材料
為了保(bao)證焊(han)(han)縫(feng)耐蝕(shi)性(xing)、高溫強度、沖擊(ji)韌(ren)度和(he)焊(han)(han)縫(feng)化(hua)學成分(fen)，選擇與(yu)母材(cai)化(hua)學成分(fen)接(jie)近的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)。復(fu)合板的(de)(de)基(ji)層14Cr1MoR的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)用R307BL焊(han)(han)條；過渡層采用A062焊(han)(han)條，以(yi)保(bao)證過渡層金屬的(de)(de)化(hua)學成分(fen)為奧氏(shi)體＋少量鐵素體，不出現馬氏(shi)體，避免產(chan)生熱裂紋；復(fu)層用A132焊(han)(han)條。三種焊(han)(han)條的(de)(de)化(hua)學成分(fen)見(jian)表(biao)5-47。
4. 焊接參數
為了避免(mian)過渡層(ceng)出現馬(ma)氏體組(zu)織(zhi)，過渡層(ceng)焊接(jie)(jie)(jie)時(shi)應采用(yong)小直徑、高鉻(ge)鎳焊條，并采用(yong)小熱(re)輸入(ru)、短(duan)弧焊、快速(su)焊，以降低對復層(ceng)的稀釋。還要控制好過渡層(ceng)和復合(he)層(ceng)的層(ceng)間溫度，保證焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭有良(liang)好的耐蝕性(xing)。經(jing)焊接(jie)(jie)(jie)工藝(yi)(yi)評定(ding)，選用(yong)了下(xia)列焊接(jie)(jie)(jie)工藝(yi)(yi)參(can)數（見表5-48）。
三(san)、焊接時的注意事項(xiang)
1. 坡(po)口表(biao)面20mm范圍(wei)(wei)內清除干凈油(you)(you)污、水跡(ji)和污物(wu)。焊(han)前復(fu)層(ceng)用(yong)汽油(you)(you)或丙酮除去油(you)(you)污，在復(fu)層(ceng)焊(han)縫(feng)兩側150mm范圍(wei)(wei)內涂白堊粉防(fang)止飛濺粘(zhan)附。打磨(mo)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)道，要用(yong)專用(yong)的錘(chui)頭除熔渣，防(fang)止滲(shen)碳。
2. 焊前預熱是有(you)效防止(zhi)焊接熱裂紋的重要工(gong)藝手段，預熱溫度(du)要控制在160～250℃，復層溫度(du)不高于60℃。
3. 層間溫度要控(kong)(kong)制200～250℃之間，不(bu)得超過250℃。焊接時通(tong)過控(kong)(kong)制焊接參數來控(kong)(kong)制焊接熱輸(shu)入，應采用(yong)多層多道焊、窄道焊及(ji)小幅擺(bai)動焊條（擺(bai)動參數為(wei)0～8mm）進行(xing)焊接。
4. 基層焊(han)接時，嚴禁基層焊(han)條焊(han)到復層，焊(han)接表面(mian)應距復合界面(mian)1.5～2.0mm，超過部(bu)位需用角向打磨機打磨。
5. 過(guo)渡層(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)(shi)要保證(zheng)復(fu)層(ceng)(ceng)的耐蝕性，過(guo)渡層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)為(wei)2.0～3.0mm。復(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)(shi)，為(wei)減(jian)少熱影響區，降低合金稀釋(shi)率，焊(han)接(jie)(jie)時(shi)(shi)焊(han)條不(bu)擺動(dong)，采用多層(ceng)(ceng)多道焊(han)，宜采用小電(dian)流(liu)，直流(liu)反接(jie)(jie)。嚴格控制(zhi)過(guo)渡層(ceng)(ceng)及復(fu)層(ceng)(ceng)的層(ceng)(ceng)間溫(wen)度(du)不(bu)高于250℃。
四、焊接檢驗
按檢測(ce)(ce)評(ping)定標準JB／T 4730-2005《承壓設備無損檢測(ce)(ce)》進(jin)行檢測(ce)(ce)，先后對換(huan)熱(re)器的A、B類焊(han)接(jie)接(jie)頭的基層和復層焊(han)縫(feng)進(jin)行100％．RT檢測(ce)(ce)，技術等(deng)級(ji)為AB級(ji)，質量等(deng)級(ji)為II級(ji)合格；100％UT檢測(ce)(ce)，技術等(deng)級(ji)為B級(ji)，質量等(deng)級(ji)為I級(ji)合格。所(suo)有焊(han)縫(feng)的一次射線檢測(ce)(ce)合格率超過98％，一次返(fan)修合格率為100％。全部滿足設計圖(tu)樣要求。
