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、焊接性分析
1. 焊接(jie)材料(liao)
從表中的化學成(cheng)分計算出(chu)基層(ceng)材料14Cr1MoR的碳當量（C）為(wei)0.626％，可以(yi)判斷(duan)該材料焊(han)接(jie)(jie)性不好，焊(han)接(jie)(jie)前(qian)必(bi)須要(yao)較(jiao)高溫度的預熱，施焊(han)時要(yao)嚴格控制好焊(han)接(jie)(jie)工藝。復合(he)板的復層(ceng)Cr-Mo含(han)量較(jiao)高且其C含(han)量較(jiao)低。因此在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)中要(yao)注意這些(xie)因素：①. 焊(han)接(jie)(jie)過程中加熱和冷卻不均勻，在(zai)(zai)基層(ceng)厚度方向會(hui)(hui)產生較(jiao)大的殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)(li)，這種應(ying)(ying)力(li)(li)在(zai)(zai)不銹鋼復層(ceng)就會(hui)(hui)形成(cheng)拉(la)伸應(ying)(ying)力(li)(li)。在(zai)(zai)拉(la)伸應(ying)(ying)力(li)(li)的作用下有可能在(zai)(zai)某個薄弱地帶開裂(lie)而(er)形成(cheng)熱裂(lie)紋。②. 避(bi)免(mian)發生焊(han)縫化學成(cheng)分稀釋(shi)，產生碳遷移(yi)到過渡層(ceng)。
為了(le)防止上(shang)述問(wen)題(ti)的發生(sheng)(sheng)，應采(cai)(cai)取下列措施：①. 對于(yu)復層(ceng)(ceng)要避免(mian)(mian)基(ji)層(ceng)(ceng)的碳元素(su)遷(qian)移過(guo)渡而(er)導致增(zeng)碳，以免(mian)(mian)降低(di)復層(ceng)(ceng)的耐(nai)蝕性(xing)；②. 對于(yu)基(ji)層(ceng)(ceng)要避免(mian)(mian)復層(ceng)(ceng)的鉻、鎳(nie)等元素(su)過(guo)渡而(er)導致合金含量增(zeng)高。若鉻、鎳(nie)合金元素(su)增(zeng)高，基(ji)層(ceng)(ceng)焊縫中會形成脆硬(ying)組織，容易產生(sheng)(sheng)裂紋，影響焊縫強度；③. 焊接時采(cai)(cai)用小(xiao)熱輸入、小(xiao)截面焊道(dao)，以減少焊縫溶池過(guo)熱，避免(mian)(mian)粗大柱(zhu)狀晶的產生(sheng)(sheng)。
2. 熱處理(li)
14Cr1MoR鋼(gang)板是低合金耐熱(re)(re)鋼(gang)，其(qi)焊縫區在回(hui)火時，隨著溫度(du)(du)的升高，會使沖(chong)擊韌度(du)(du)下降，甚至開(kai)裂，是回(hui)火脆性(xing)的典(dian)型表(biao)現(xian)。當焊接熱(re)(re)輸(shu)入超(chao)過30kJ／cm、預熱(re)(re)和層間(jian)溫度(du)(du)高于250℃時，則Cr-Mo鋼(gang)焊縫金屬的強(qiang)度(du)(du)和沖(chong)擊韌度(du)(du)會明顯(xian)下降。為了避開(kai)Cr-Mo鋼(gang)在400～700℃時的回(hui)火脆性(xing)敏感(gan)區，同時滿足設(she)計要求(qiu)，選用焊后熱(re)(re)處理(li)溫度(du)(du)為704℃，恒溫2h后緩(huan)慢(man)冷卻。
二、焊(han)接工藝(yi)
1. 焊接坡口(kou)的選(xuan)擇
坡口如圖5-23所示(shi)，目(mu)的(de)是使基(ji)層(ceng)與復(fu)層(ceng)交界處遠離焊接(jie)時(shi)的(de)熱量集中區，避免了基(ji)層(ceng)焊接(jie)時(shi)導致復(fu)層(ceng)的(de)分層(ceng)。
2. 焊(han)接(jie)方法
選用焊(han)條電(dian)弧焊(han)，在平面位置進行焊(han)縫正面和背面的焊(han)接(jie)，焊(han)后采用碳弧氣(qi)刨清根。
3. 焊接材料
為了保證焊(han)(han)(han)縫耐蝕性(xing)、高溫強(qiang)度(du)(du)、沖擊韌度(du)(du)和焊(han)(han)(han)縫化(hua)學(xue)成分，選擇與母(mu)材(cai)化(hua)學(xue)成分接(jie)(jie)近的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料。復合板的基層(ceng)14Cr1MoR的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)用(yong)R307BL焊(han)(han)(han)條；過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)采用(yong)A062焊(han)(han)(han)條，以(yi)保證過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)金屬的化(hua)學(xue)成分為奧氏體(ti)(ti)(ti)＋少量(liang)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)，不出(chu)現馬氏體(ti)(ti)(ti)，避免產(chan)生熱裂紋；復層(ceng)用(yong)A132焊(han)(han)(han)條。三種(zhong)焊(han)(han)(han)條的化(hua)學(xue)成分見表5-47。
4. 焊接參數
為(wei)了避免過(guo)渡層(ceng)出現馬氏體(ti)組織，過(guo)渡層(ceng)焊(han)(han)接時應采(cai)用小(xiao)直徑(jing)、高鉻鎳焊(han)(han)條，并采(cai)用小(xiao)熱輸入、短弧焊(han)(han)、快速焊(han)(han)，以降低對復層(ceng)的(de)(de)稀釋。還要控制好過(guo)渡層(ceng)和復合層(ceng)的(de)(de)層(ceng)間(jian)溫度，保證焊(han)(han)接接頭有良好的(de)(de)耐蝕性。經(jing)焊(han)(han)接工藝(yi)評定，選用了下列焊(han)(han)接工藝(yi)參(can)數（見表(biao)5-48）。
三(san)、焊接(jie)時(shi)的注(zhu)意(yi)事(shi)項(xiang)
1. 坡口表面(mian)20mm范(fan)圍內(nei)清除(chu)干凈油污、水跡和污物。焊(han)前(qian)復層用汽油或丙酮(tong)除(chu)去油污，在復層焊(han)縫兩側150mm范(fan)圍內(nei)涂(tu)白(bai)堊(e)粉(fen)防(fang)止(zhi)飛濺(jian)粘附(fu)。打磨不銹鋼焊(han)道，要(yao)用專(zhuan)用的(de)錘頭除(chu)熔渣，防(fang)止(zhi)滲碳。
2. 焊前預熱是有效防止焊接熱裂紋的(de)重要工藝手段，預熱溫度要控制(zhi)在160～250℃，復層溫度不高于60℃。
3. 層間溫度要控(kong)制(zhi)200～250℃之間，不得(de)超過250℃。焊(han)(han)接(jie)時通過控(kong)制(zhi)焊(han)(han)接(jie)參數來控(kong)制(zhi)焊(han)(han)接(jie)熱輸入(ru)，應采用多層多道焊(han)(han)、窄道焊(han)(han)及小(xiao)幅擺(bai)動焊(han)(han)條（擺(bai)動參數為0～8mm）進(jin)行焊(han)(han)接(jie)。
4. 基層(ceng)焊(han)(han)接時(shi)，嚴禁基層(ceng)焊(han)(han)條焊(han)(han)到復(fu)層(ceng)，焊(han)(han)接表面(mian)應距復(fu)合界面(mian)1.5～2.0mm，超過部位需用角向(xiang)打(da)磨機(ji)打(da)磨。
5. 過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)接時要保證復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的耐(nai)蝕(shi)性，過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)為2.0～3.0mm。復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)接時，為減(jian)少(shao)熱(re)影響區，降低(di)合金稀釋率(lv)，焊(han)接時焊(han)條不擺(bai)動，采用多層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)多道焊(han)，宜采用小(xiao)電流，直流反接。嚴格(ge)控制過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)及(ji)復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)間溫度(du)不高于250℃。
四、焊(han)接檢驗(yan)
按檢測(ce)(ce)評定標(biao)準JB／T 4730-2005《承壓設(she)備無損檢測(ce)(ce)》進(jin)(jin)行檢測(ce)(ce)，先后對(dui)換熱器的A、B類焊(han)接接頭的基(ji)層(ceng)和(he)復(fu)層(ceng)焊(han)縫進(jin)(jin)行100％．RT檢測(ce)(ce)，技術等(deng)(deng)級(ji)為AB級(ji)，質量等(deng)(deng)級(ji)為II級(ji)合格(ge)；100％UT檢測(ce)(ce)，技術等(deng)(deng)級(ji)為B級(ji)，質量等(deng)(deng)級(ji)為I級(ji)合格(ge)。所有焊(han)縫的一次射線(xian)檢測(ce)(ce)合格(ge)率超過98％，一次返修合格(ge)率為100％。全部滿足設(she)計圖(tu)樣要求。
