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(han)接材料(liao)
從表中的(de)(de)化學(xue)成(cheng)(cheng)分計算出(chu)基層(ceng)材料14Cr1MoR的(de)(de)碳(tan)當(dang)量（C）為0.626％，可(ke)以判斷(duan)該材料焊(han)接(jie)性不好，焊(han)接(jie)前必(bi)須要較(jiao)高(gao)(gao)溫(wen)度的(de)(de)預熱(re)，施焊(han)時要嚴格控(kong)制好焊(han)接(jie)工藝。復合板(ban)的(de)(de)復層(ceng)Cr-Mo含量較(jiao)高(gao)(gao)且其C含量較(jiao)低。因此在焊(han)接(jie)中要注意這些(xie)因素：①. 焊(han)接(jie)過程(cheng)中加熱(re)和冷卻不均勻，在基層(ceng)厚度方(fang)向會產生較(jiao)大的(de)(de)殘余應(ying)力(li)，這種應(ying)力(li)在不銹鋼復層(ceng)就(jiu)會形成(cheng)(cheng)拉(la)伸(shen)應(ying)力(li)。在拉(la)伸(shen)應(ying)力(li)的(de)(de)作用下有可(ke)能在某個薄弱地(di)帶開裂而形成(cheng)(cheng)熱(re)裂紋。②. 避免發生焊(han)縫化學(xue)成(cheng)(cheng)分稀釋，產生碳(tan)遷移(yi)到過渡層(ceng)。
為了防止上述(shu)問題的(de)(de)發生，應采取(qu)下列(lie)措施：①. 對于(yu)復層(ceng)要避免(mian)基(ji)(ji)層(ceng)的(de)(de)碳(tan)(tan)元(yuan)(yuan)素遷移(yi)過渡(du)而導致(zhi)增(zeng)碳(tan)(tan)，以(yi)免(mian)降(jiang)低復層(ceng)的(de)(de)耐蝕性；②. 對于(yu)基(ji)(ji)層(ceng)要避免(mian)復層(ceng)的(de)(de)鉻(ge)、鎳等元(yuan)(yuan)素過渡(du)而導致(zhi)合金含量增(zeng)高。若鉻(ge)、鎳合金元(yuan)(yuan)素增(zeng)高，基(ji)(ji)層(ceng)焊(han)(han)(han)縫中會形成脆硬組織，容(rong)易(yi)產生裂紋，影響焊(han)(han)(han)縫強度；③. 焊(han)(han)(han)接時采用小熱輸(shu)入、小截面焊(han)(han)(han)道，以(yi)減少焊(han)(han)(han)縫溶池過熱，避免(mian)粗大柱狀晶的(de)(de)產生。
2. 熱處理(li)
14Cr1MoR鋼(gang)板是低合金耐熱鋼(gang)，其(qi)焊縫(feng)區(qu)在(zai)(zai)回(hui)火時(shi)，隨著溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)升高，會使(shi)沖擊韌度(du)下降，甚至開裂，是回(hui)火脆(cui)性的(de)(de)(de)典型表現。當焊接熱輸入(ru)超過30kJ／cm、預(yu)熱和層間溫(wen)度(du)高于(yu)250℃時(shi)，則Cr-Mo鋼(gang)焊縫(feng)金屬的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)和沖擊韌度(du)會明顯下降。為了避開Cr-Mo鋼(gang)在(zai)(zai)400～700℃時(shi)的(de)(de)(de)回(hui)火脆(cui)性敏感(gan)區(qu)，同時(shi)滿足設計要求，選(xuan)用焊后熱處理溫(wen)度(du)為704℃，恒溫(wen)2h后緩慢冷卻。
二、焊(han)接工藝
1. 焊(han)接(jie)坡口的選(xuan)擇
坡口如圖5-23所(suo)示(shi)，目的(de)(de)是使(shi)基層與復(fu)層交(jiao)界(jie)處(chu)遠離(li)焊接時(shi)的(de)(de)熱量集中(zhong)區，避(bi)免了基層焊接時(shi)導致(zhi)復(fu)層的(de)(de)分(fen)層。
2. 焊接方法
選用(yong)焊(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)，在平面位置進行(xing)焊(han)縫正面和(he)背(bei)面的(de)焊(han)接，焊(han)后采用(yong)碳弧(hu)(hu)氣刨清(qing)根。
3. 焊接材料(liao)
為了保證(zheng)焊(han)縫耐蝕性、高溫強度(du)、沖擊韌度(du)和焊(han)縫化學成(cheng)分，選擇與母材化學成(cheng)分接(jie)近的(de)焊(han)接(jie)材料(liao)。復合(he)板的(de)基層14Cr1MoR的(de)焊(han)接(jie)用(yong)R307BL焊(han)條；過渡層采用(yong)A062焊(han)條，以(yi)保證(zheng)過渡層金屬的(de)化學成(cheng)分為奧(ao)氏(shi)體(ti)＋少量(liang)鐵素體(ti)，不出現馬氏(shi)體(ti)，避免產生熱(re)裂紋；復層用(yong)A132焊(han)條。三種(zhong)焊(han)條的(de)化學成(cheng)分見表5-47。
4. 焊(han)接(jie)參數
為了避免過渡(du)層(ceng)(ceng)出現馬氏體(ti)組織，過渡(du)層(ceng)(ceng)焊(han)接(jie)時應采(cai)用(yong)小(xiao)直徑、高鉻(ge)鎳焊(han)條，并(bing)采(cai)用(yong)小(xiao)熱(re)輸入、短弧焊(han)、快(kuai)速焊(han)，以降低對復(fu)層(ceng)(ceng)的稀釋。還(huan)要控制好(hao)過渡(du)層(ceng)(ceng)和(he)復(fu)合層(ceng)(ceng)的層(ceng)(ceng)間溫(wen)度，保證焊(han)接(jie)接(jie)頭有良好(hao)的耐蝕(shi)性。經(jing)焊(han)接(jie)工(gong)藝評定(ding)，選用(yong)了下列焊(han)接(jie)工(gong)藝參(can)數（見表(biao)5-48）。
三、焊接時的注意事項
1. 坡口表面20mm范(fan)圍內(nei)清除干(gan)凈油(you)(you)(you)污、水(shui)跡和(he)污物。焊(han)前復層(ceng)用汽油(you)(you)(you)或丙酮除去油(you)(you)(you)污，在復層(ceng)焊(han)縫兩側150mm范(fan)圍內(nei)涂白(bai)堊粉(fen)防止(zhi)飛(fei)濺粘附。打磨不銹鋼焊(han)道(dao)，要用專(zhuan)用的錘(chui)頭除熔渣，防止(zhi)滲碳(tan)。
2. 焊前(qian)預熱是有效(xiao)防止焊接(jie)熱裂紋(wen)的重要(yao)工藝手段，預熱溫度要(yao)控制在160～250℃，復層溫度不(bu)高于60℃。
3. 層間溫度要(yao)控制(zhi)200～250℃之間，不(bu)得超過250℃。焊(han)接(jie)時通(tong)過控制(zhi)焊(han)接(jie)參(can)數來控制(zhi)焊(han)接(jie)熱(re)輸(shu)入，應采(cai)用多(duo)層多(duo)道焊(han)、窄道焊(han)及小幅擺動焊(han)條(tiao)（擺動參(can)數為0～8mm）進行焊(han)接(jie)。
4. 基層焊(han)(han)接(jie)時，嚴禁基層焊(han)(han)條焊(han)(han)到(dao)復層，焊(han)(han)接(jie)表面應距復合界面1.5～2.0mm，超過(guo)部位需(xu)用角向打(da)磨機打(da)磨。
5. 過(guo)渡層(ceng)與復(fu)層(ceng)焊(han)(han)接(jie)時要(yao)保(bao)證復(fu)層(ceng)的(de)(de)耐蝕性，過(guo)渡層(ceng)厚(hou)度(du)為2.0～3.0mm。復(fu)層(ceng)焊(han)(han)接(jie)時，為減(jian)少熱(re)影響區，降低合金稀釋率，焊(han)(han)接(jie)時焊(han)(han)條不擺動，采用多層(ceng)多道(dao)焊(han)(han)，宜采用小電流，直流反接(jie)。嚴格控制過(guo)渡層(ceng)及復(fu)層(ceng)的(de)(de)層(ceng)間溫度(du)不高于250℃。
四、焊接檢驗
按檢(jian)(jian)測(ce)評定(ding)標準JB／T 4730-2005《承(cheng)壓設備無損(sun)檢(jian)(jian)測(ce)》進行(xing)檢(jian)(jian)測(ce)，先后對換熱器的(de)A、B類(lei)焊接接頭(tou)的(de)基層(ceng)(ceng)和復層(ceng)(ceng)焊縫進行(xing)100％．RT檢(jian)(jian)測(ce)，技術(shu)等(deng)級(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)(wei)AB級(ji)(ji)(ji)(ji)，質量(liang)等(deng)級(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)(wei)II級(ji)(ji)(ji)(ji)合格；100％UT檢(jian)(jian)測(ce)，技術(shu)等(deng)級(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)(wei)B級(ji)(ji)(ji)(ji)，質量(liang)等(deng)級(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)(wei)I級(ji)(ji)(ji)(ji)合格。所(suo)有焊縫的(de)一(yi)次射線檢(jian)(jian)測(ce)合格率超過98％，一(yi)次返(fan)修合格率為(wei)(wei)(wei)100％。全部滿足設計(ji)圖樣要求(qiu)。
