【正文】 符合JB473094中的Ⅰ級要求11耐蝕層堆焊采用同心圓焊道帶極埋弧焊堆焊316L，保證堆焊厚度≧3mm12檢測堆焊表面進(jìn)行100%UT檢測，；堆焊表面進(jìn)行100PT檢測，符合JB473094中的Ⅰ級要求13車采用立式車床加工小端接頭坡口14檢測坡口表面進(jìn)行100%MT檢測15凈化處理酸洗、鈍化4 氣化爐制造中的焊接技術(shù)研究對于高壓壓力容器，焊接接頭的質(zhì)量直接關(guān)系到容器的安全運(yùn)行，所以在壓力容器制造中最關(guān)鍵的焊接質(zhì)量的好壞。焊接接頭中的各種缺陷和性能的變化都可能導(dǎo)致壓力容器的提前失效，甚至是整臺容器的破裂造成災(zāi)難性的后果。國家技術(shù)監(jiān)督局頒布的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，GB 150—1998《鋼制壓力容器》標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 4709—2000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》都對壓力容器焊接接頭的質(zhì)量要求、質(zhì)量控制程序、檢查方法和合格標(biāo)準(zhǔn)等做出了詳盡的規(guī)定。所有壓力容器制造企業(yè)必須嚴(yán)格貫徹。 SA387Gr11CL2耐熱鋼焊接性的分析 這類鋼加熱后在空氣中冷卻，具有明顯的淬硬傾向，鋼中的含碳量和含鉻量越多，淬硬傾向越大。還有這類鋼焊后，在經(jīng)受再一次加熱的過程中（如焊后熱處理以及在高溫條件下運(yùn)轉(zhuǎn)），會在焊接接頭的熱影響區(qū)產(chǎn)生開裂。為了防止這類鋼焊接時淬硬脆化導(dǎo)致產(chǎn)生冷裂紋，以及焊后產(chǎn)生熱裂紋，焊接時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）為了防止冷裂紋的產(chǎn)生，需要采取預(yù)熱、控制層間溫度和后熱工藝（及消氫處理）等措施。對于厚板材，焊前預(yù)熱、焊后消氫及熱處理是防止冷裂紋的重要措施。所以在施焊前將坡口兩側(cè)均勻預(yù)熱至200℃左右，而且要保持焊道層間溫度在200℃～250℃之間（層間溫度是指厚壁接頭多層焊接時，焊接區(qū)應(yīng)保持的溫度）。環(huán)、縱縫的焊接方法是：首先用手工焊打底焊兩道，然后用埋弧焊焊接里口，在整個焊接過程中，應(yīng)至始至終保持工件溫度不低于200℃，如因特殊原因必須中斷焊接過程，則工件必須保溫進(jìn)行消氫熱處理。“后熱”，在焊件施焊后應(yīng)采取后熱措施，即施焊后焊縫尚未冷卻至室溫時，立刻對焊縫或焊件進(jìn)行加熱，加熱溫度為預(yù)熱溫度的上限，一般為200~350℃，加熱范圍和預(yù)熱范圍相同，保溫時間與焊縫厚度有關(guān)，一般為2~。它能促進(jìn)焊縫及熱影響區(qū)中氫擴(kuò)散逸出，凡有消氫處理的要求，都應(yīng)在焊后立即進(jìn)行。對于厚壁鉻鉬鋼，當(dāng)焊件尚未完工而須中斷施焊時（如定位焊、多層焊），進(jìn)行“后熱”也可防止冷裂紋的出現(xiàn)。 一般在500℃～700℃溫度范圍內(nèi)，會產(chǎn)生再熱裂紋。主要取決于鉻、鉬等元素的含量及特性，同時也與熱處理規(guī)范、熱輸入情況、預(yù)熱溫度和層間溫度有關(guān)。所以在焊接時，盡量采用高溫塑性優(yōu)于母材的焊接材料，或?qū)㈩A(yù)熱或?qū)娱g溫度控制在200℃～250℃范圍內(nèi)。（2） 鉻鉬鋼及其焊接接頭在350℃～500℃溫度區(qū)間長期運(yùn)行過程中發(fā)生劇烈脆變現(xiàn)象。一般經(jīng)驗認(rèn)為，鋼的回火脆性與鋼中的雜質(zhì)含量有密切的關(guān)系。 耐熱型低合金鋼焊接的要求耐熱型低合金鋼的焊接應(yīng)具備下列性能： a)焊條的強(qiáng)度和塑形與被焊母材基本相等，包括常溫、高溫、持久強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度； b)焊條與被焊母材的耐蝕性能，焊接接頭的抗高溫氧化、高溫氫腐蝕和抗其它化學(xué)介質(zhì)的腐蝕性，應(yīng)與被焊母材持平； c)在高溫下焊接接頭的金相組織穩(wěn)定，在高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)時，不允許焊接接頭的金相組織變化而導(dǎo)致降低其強(qiáng)度或變脆而失效。 主要結(jié)構(gòu)的焊接工藝分析 根據(jù)GB150《鋼制壓力容器》規(guī)定，壓力容器進(jìn)行焊縫施工前應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定。焊接工藝評定，應(yīng)按JB/T47082000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。主要部件的焊接工藝： 本次焊接工藝的研究，主要以幾個具有代表性的對象進(jìn)行分析說明。 上球形封頭環(huán)向坡口焊接表41 上球形封頭焊接工藝序號焊接過程檢驗要求1清理坡口及坡口檢查100%MT JB/47302005 Ⅰ級2預(yù)熱、組對、點(diǎn)焊預(yù)熱溫度≧200℃3外口SMAW封底+SAW焊滿目測、外觀4里口碳弧氣刨清根、打磨100%MT JB/47302005 Ⅰ級5里口SMAW焊滿6消氫處理300～350℃/2h100%RT JB/T47302005 Ⅱ級；100%UT JB/T47302005 Ⅰ級7焊縫表面平滑過渡，焊縫余高 0～100%MT JB/47302005 Ⅰ級8隨整體熱處理100%UT JB/T47302005 Ⅰ級；100%MT JB/T47302005 Ⅰ級9測硬度（母材、焊縫。熱影響區(qū)各一組）HV10≦24010水壓試驗后100%MT JB/47302005 Ⅰ級層次焊接方法焊接牌號規(guī)格/mm電流/A電壓/V速度/(cm/min)烘烤溫度/℃保溫時間/hSMAWCMA96MB∮4160～18022～253502續(xù)表41層次焊接方法焊接牌號規(guī)格/mm電流/A電壓/V速度/(cm/min)烘烤溫度/℃保溫時間/h∮5200～23023～263502SAWUS511N∮4500～60030～34PF2003502 燃燒室筒體縱焊縫焊接 表42 筒體縱焊縫焊接工藝焊接過程檢驗要求1清理坡口機(jī)坡口檢查100%MT JB/T47302005 Ⅰ級2組對、預(yù)熱，預(yù)熱溫度≧200℃、點(diǎn)焊3外口SAW焊縫外觀4里口清根、打磨100%MT JB/T47302005 Ⅰ級5SAW焊滿6立即消氫處理300～350℃/h；或立即中間消應(yīng)力600177。20℃/2h7焊縫內(nèi)外打磨平，焊縫余高0～8校圓100%RT JB/T47302005 Ⅱ級9100%UT JB/T47302005 Ⅰ級；100%MT JB/T47302005 Ⅰ級 層次焊接方法焊材牌號規(guī)格/mm電流/mm電壓/v速度/(cm/min)烘烤溫度/℃保溫時間/hSMAWCMA96MB∮5200～23023～263502SAWUS511N∮4500～60030～34PF2003502 激冷室（復(fù)合鋼板）筒體縱焊縫焊接 復(fù)合鋼板的焊接主要包括坡口設(shè)計、焊接方法、施焊、熱處理、檢驗和焊接工藝評定等過程。（1）坡口設(shè)計 復(fù)合鋼板的焊接接頭主要有對接接頭和角接接頭2類，復(fù)合鋼板的焊縫由基層焊縫、過渡層焊縫和復(fù)層焊縫三部分組成。焊接坡口的選擇，除了應(yīng)考慮其填充金屬盡量少外，還應(yīng)考慮復(fù)合鋼板的焊接特點(diǎn)，保證復(fù)合層的耐腐蝕性能。不銹鋼復(fù)合鋼板的坡口形式主要根據(jù)板厚、板材、焊材方法而確定，常用對接接頭坡口形式，如下圖。（為避免基層焊接時的熱作用對不銹鋼復(fù)層產(chǎn)生不利的影響，應(yīng)將接頭兩側(cè)的不銹鋼復(fù)層開一定寬度的坡口。）圖41 復(fù)合板筒體縱焊縫示意圖 焊接過渡層時，存在碳鋼焊縫對不銹鋼焊縫的稀釋問題。由于稀釋作用，降低了不銹鋼焊縫中的鉻鎳含量，增加了不銹鋼焊縫的含碳量，所以不銹鋼焊縫中容易形成硬而脆的馬氏體組織，從而降低了焊接接頭的塑性和韌性。根據(jù)舍弗勒組織圖和實(shí)踐證明，過渡層的焊材必須采用高鉻鎳不銹鋼焊材，才能在正常焊接參數(shù)下，得到雙相組織的焊縫，避免了大量馬氏體組織的產(chǎn)生，也從而避免產(chǎn)生冷裂紋。（2）焊接方法與設(shè)備 基層的焊接，一般采用手工焊接、埋弧焊及二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。復(fù)層及過渡層的焊接，一般采用鎢極氬弧焊和手工電弧焊。 基層焊接材料，按強(qiáng)度匹配即可，在焊接工藝評定的基礎(chǔ)上，操作時應(yīng)選用小直徑焊條，采用小熱輸入、反極性、極速多道焊接，焊條不允許做橫向擺動，這樣可以避免基層金屬對過渡層的稀釋，減少馬氏體組織的形成，防止產(chǎn)生裂紋。焊接復(fù)層時嚴(yán)禁采用埋弧自動焊，因為它有很大的熔深，會使過多的基層材料溶入焊縫，焊后易產(chǎn)生焊后冷裂紋，而且會對焊接接頭的腐蝕性能產(chǎn)生影響。（3）焊接順序 不銹鋼復(fù)合鋼板焊接時，由于不能從復(fù)層側(cè)施焊基層焊縫，不銹鋼復(fù)合鋼板的焊接順序應(yīng)該是先焊基層底焊縫，然后將基層焊縫填滿；反過來用氣刨鏟焊根，清除熔渣、夾渣，用砂輪打磨，檢查合格后再焊過渡層，最后焊復(fù)層。（4）復(fù)合鋼板焊后熱處理溫度選擇（SH 35271992《石油化工不銹鋼復(fù)合鋼板焊接規(guī)程》）表43 復(fù)合鋼板焊后熱處理溫度選擇復(fù)層材料基層材料溫度/℃不銹鋼鉻系低碳鋼低合金鋼600～650℃奧氏體系（穩(wěn)定化，低碳）600～650℃奧氏體系550℃奧氏體系CrMo鋼620～680℃ 本設(shè)計中的復(fù)合板復(fù)層為316L奧氏體不銹鋼，基層材料為鉻鉬鋼，所以由上表可知，復(fù)合板焊后熱處理溫度為620~680℃之間。（5）焊接不銹鋼復(fù)合板時，還應(yīng)注意以下問題: 1）下料最好采用等離子弧氣割； 2）裝配應(yīng)以復(fù)層為基準(zhǔn)，防止錯邊量過大而影響復(fù)層質(zhì)量，點(diǎn)焊時盡可能放在基層面。 3）焊前對坡口兩側(cè)20~40mm范圍內(nèi)進(jìn)行仔細(xì)清理。 4）基層焊前預(yù)熱溫度≧150℃，層間溫度控制在300℃以內(nèi)，韓后立即進(jìn)行300～350℃消氫處理。過渡層因是異種鋼焊接，經(jīng)試驗確定其預(yù)熱溫度≧120℃，層間溫度不超過200℃。復(fù)層（耐蝕層）焊接不預(yù)熱，層間溫度不應(yīng)低于150℃。 5）焊接過渡層時應(yīng)選用最小電流，焊過渡層時，必須蓋滿基層焊縫；且要高出基層與復(fù)層交界面約1mm，焊縫成型要光滑，不可凸起，否則用手砂輪打磨掉。實(shí)際焊接時，工人目測常常以過渡層焊縫高出交界面復(fù)層1/2厚度為準(zhǔn)，加上在基層部分的厚度，過渡層總厚度大約2~6mm。激冷室筒體的縱焊縫采用X坡口，其縱焊縫焊接工藝的關(guān)鍵是保證過渡層的焊接質(zhì)量，焊接工藝見下表。表44 筒體縱焊縫焊接工藝焊接過程檢驗要求1清理坡口及坡口檢查，并對不銹鋼測涂保護(hù)涂料100MT JB/T47302005 Ⅰ級2組對、預(yù)熱，預(yù)熱溫度≧200℃、點(diǎn)焊3里口焊條電弧焊打底焊；里口焊條電弧焊焊到離交界面1mm外觀4外口清根、打磨100%MT JB/T47302005 Ⅰ級5外口SAW焊滿，預(yù)熱溫度≧200℃續(xù)表44焊接過程檢驗要求6堆焊表面磨平及檢查100%MT JB/T47302005 Ⅰ級7預(yù)熱溫度≧100℃，SMAW堆焊過渡層≧2mm100%PT JB/T47302005 Ⅰ級；100%UT JB/T47302005 Ⅰ級8消應(yīng)力600177。20℃/2h測厚9SMAW堆焊耐蝕層，總堆焊厚度≧5mm（與兩邊復(fù)層平齊）100%PT JB/T47302005 Ⅰ級10校圓層次焊接方法焊材牌號規(guī)格/mm電流/A電壓/V速度/(cm/min)烘烤溫度/℃保溫時間/hSMAWCMA96MB∮4160～18023～243502∮5230～25024～263502A042∮4120～14023～242002A042∮4120～14023～242002SAWUS511N∮4500～60030～34PF2003502 校圓合格后，在大立車床上加工筒節(jié)兩端環(huán)縫坡口，坡口表面進(jìn)行100%MT。由于該環(huán)縫坡口是機(jī)械加工的，為窄間隙坡口。 筒體鍛件的局部堆焊筒體鍛件上部與燃燒室筒體相接，下部與激冷室筒體相接，其錐形部分與內(nèi)件相接。在堆焊前，為了防止冷裂紋的產(chǎn)生，采取預(yù)熱等措施，通過查閱資料得出，在預(yù)熱時，基層材料的預(yù)熱溫度大于150℃，層間溫度控制在300℃以內(nèi)，焊后立即進(jìn)行300~350℃消氫處理。過渡層因是異種鋼焊接，經(jīng)試驗確定其預(yù)熱溫度應(yīng)大于200℃，層間溫度不超過200℃。復(fù)層（耐蝕層）的焊接不需要預(yù)熱，層間溫度控制在150℃以下。筒體鍛件在激冷室的內(nèi)表面需要對接耐蝕層如圖所示，其堆焊工藝見下表，錐體封頭的堆焊工藝與此相同。圖42 筒體鍛件的局部堆焊示意圖表45 筒體鍛件局部堆焊工藝焊接過程檢驗要求1堆焊面檢查100%MT JB/T47302005 Ⅰ級2清理堆焊面，預(yù)熱≧100℃3SMAW堆焊過渡層一層≧2mm4消應(yīng)力熱處理600177。20℃/h測厚 100%PT JB/T47302005 Ⅰ級5SMAW堆焊耐蝕層，總堆焊厚度≧6mm100%PT JB/T473