畢業(yè)論文---不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　?。?2010 屆）</p><p>　　設(shè)計(jì)(論文)題目： 不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭焊接設(shè)計(jì) </p><p>　　系 部： 機(jī)械系

2、 </p><p>　　班 級(jí)： 焊接0721 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： 成鋼 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： 陳保國(guó) </p><p>　　常州工程職

3、業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>　　二0一0 年 月 日</p><p>　　摘要：不銹鋼反應(yīng)釜有加熱迅速、耐高溫、耐腐蝕、衛(wèi)生、無(wú)環(huán)境污染、勿需鍋爐自動(dòng)加溫、使用方便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品、用來(lái)完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過(guò)程，是以參加反應(yīng)物質(zhì)的充分混合為前提，對(duì)于加熱、冷卻、和液體萃取以及氣體吸收等物理變化過(guò)程均需要采用攪拌裝置

4、才能得到到好的效果。本文著重介紹了不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜的接管與封頭的焊接設(shè)計(jì)，分析了不銹鋼材料的焊接特點(diǎn)及其焊接性，介紹了不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜產(chǎn)品性能及特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)不銹鋼材料的分析研究并針對(duì)反應(yīng)釜接管與封頭焊接中易產(chǎn)生氧化、裂紋、氣孔等焊接缺陷的特點(diǎn)，本文制作出了不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接工藝規(guī)程，并制作出了詳細(xì)的工藝評(píng)定卡，總結(jié)出了工藝規(guī)程的意義，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。</p><p>　　關(guān)鍵詞：不銹鋼

5、 反應(yīng)釜 接管封頭 焊接性 焊接工藝</p><p>　　Abstract：Stainless steel reactor with rapid heating, high temperature resistance, corrosion resistance, sanitation, no environmental pollution, needless to automatic heating bo

6、ilers, easy to use and so on。Widely used in petroleum, chemical, rubber, pesticide, dye, medicine, food, used to complete curing, nitration, hydrogenation, alkylation, polymerization and condensation process。Reactive sub

7、stances is to participate in the full mix of the premise,For the heating, cooling, and fluid extraction </p><p>　　This article focuses on the stainless steel reactor far infrared receiver and the welding hea

8、d design, analysis of the stainless steel welding characteristics and weldability, introduced far-infrared stainless steel reactor performance and features.</p><p>　　Through research and analysis of stainles

9、s steel for the reactor to take over and head welding is easy to produce oxidation, cracks, porosity and other characteristics of welding defects in this paper to produce far-infrared reaction vessel of stainless steel t

10、o take over and head of the welding process of order, and produceout a detailed process evaluation cards, summed up the significance of process order to meet the needs of industrial production.</p><p>　　Key

11、word: Stainless Reactor pipeline and overhead Weldability Welding</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言........................................................................4</p>

12、;<p>　　課題的背景..................................................................</p><p>　　不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜產(chǎn)品介紹.................................................</p><p>　　不銹鋼焊接材料分析..................

13、........................................</p><p>　　4.1奧氏體不銹鋼概述........................................................</p><p>　　4.2奧氏體不銹鋼的成分....................................................<

14、;/p><p>　　4.3奧氏體不銹鋼的機(jī)械性能表..............................................</p><p>　　不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接......................................</p><p>　　5.1奧氏體不銹鋼材料的焊接性分析...................&l

15、t;/p><p>　　5.2不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭焊接焊前準(zhǔn)備................... </p><p>　　5.3不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭焊接工藝參數(shù)...................</p><p>　　5.4不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭焊接焊后外觀檢查...................</p><p>　　5

16、.5不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭焊接總結(jié)...................</p><p>　　6. 不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭焊接工藝卡表...................</p><p>　　6.1不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭焊接工藝評(píng)定表...................</p><p>　　6.2不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭焊接工藝卡.....

17、..............</p><p>　　7. 不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭焊接設(shè)計(jì)意義...................</p><p>　　8.結(jié)論.........................................................</p><p>　　9.參考文獻(xiàn)............................

18、.............................</p><p>　　10.致謝.........................................................</p><p><b>　　1.課題的背景：</b></p><p>　　反應(yīng)釜，品種繁多，具有工藝先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定、傳動(dòng)平穩(wěn)、操作方便等特點(diǎn)

19、。廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、科研等行業(yè)，是用業(yè)完成聚合、縮合、硫化、烴化、氫化等化學(xué)工藝過(guò)程，出及有機(jī)染料和中間體許多工藝過(guò)程的反應(yīng)設(shè)備。隨著化工生產(chǎn)要求的不斷提高，加熱溫度不斷的提高，以往的電加熱不銹鋼反應(yīng)釜、蒸汽加熱不銹鋼反應(yīng)釜已經(jīng)滿足不了當(dāng)前化工生產(chǎn)工藝的要求，隨之高溫、高壓反應(yīng)釜應(yīng)運(yùn)而生。</p><p>　　高效節(jié)能的紅外技術(shù)早在70年代由國(guó)家能源部向全國(guó)作重點(diǎn)推廣應(yīng)用，現(xiàn)如今遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜

20、廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥,建材,化工,顏料,樹脂,食品等行業(yè);用來(lái)完成硫化,硝化,氫化,烴化,聚合,縮合等工藝過(guò)程.遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜電加熱器是一種高效,清潔,節(jié)能的反應(yīng)釜加熱方式,它是對(duì)反應(yīng)釜?dú)んw直接進(jìn)行加熱,使釜內(nèi)迅速達(dá)到使用溫度,比導(dǎo)熱油,空氣等加熱方式更加有效節(jié)能.遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜具有加熱迅速,耐高溫,耐腐蝕,衛(wèi)生,無(wú)環(huán)境污染,無(wú)需鍋爐自動(dòng)加溫,使用方便等特點(diǎn).遠(yuǎn)紅外電加熱器裝置具有高效節(jié)能的紅外技術(shù),加熱面積大,升溫平穩(wěn)而快,放熱均勻,溫度控制方

21、便,可上,中,下分段控制,釜內(nèi)釜壁溫度易控制,對(duì)釜內(nèi)物燃料無(wú)任何副作用,更不會(huì)出現(xiàn)物料碳化現(xiàn)象,運(yùn)行無(wú)噪音,無(wú)污染,使用壽命長(zhǎng)。</p><p>　　遠(yuǎn)紅外加熱反應(yīng)釜也為電加熱反應(yīng)釜，可以實(shí)現(xiàn)零距離加熱，遠(yuǎn)紅外加熱反應(yīng)釜即反應(yīng)釜加遠(yuǎn)紅外加熱裝置再加電氣控制部分，可以分組加熱、多區(qū)域加熱、分節(jié)加熱，去除了以往蒸汽加熱：需要鍋爐，燒煤等造成操作危險(xiǎn)系數(shù)高、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題，也去除了以往電加熱不銹鋼反應(yīng)釜、導(dǎo)熱油循

22、環(huán)加熱不銹鋼反應(yīng)釜：需要導(dǎo)熱油、導(dǎo)熱油油爐等沒有環(huán)境及安全保證。也從根本上去除了以往從增加反應(yīng)釜制作難度來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱效果，現(xiàn)在在遠(yuǎn)紅外加熱反應(yīng)釜把以往難以實(shí)現(xiàn)的功能迎刃而解。</p><p>　　我們研究不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜的焊接設(shè)計(jì)，能夠更方便的服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)，設(shè)計(jì)出合理的工業(yè)參數(shù)，既能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命，又能夠提高不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜的生產(chǎn)效率。</p><p>　　2不銹鋼遠(yuǎn)紅外反

23、應(yīng)釜產(chǎn)品介紹：</p><p>　　遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥,建材,化工,顏料,樹脂,食品等行業(yè);用來(lái)完成硫化,硝化,氫化,烴化,聚合,縮合等工藝過(guò)程.遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜電加熱器是一種高效,清潔,節(jié)能的反應(yīng)釜加熱方式,它是對(duì)反應(yīng)釜?dú)んw直接進(jìn)行加熱,使釜內(nèi)迅速達(dá)到使用溫度,比導(dǎo)熱油,空氣等加熱方式更加有效節(jié)能.遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜具有加熱迅速,耐高溫,耐腐蝕,衛(wèi)生,無(wú)環(huán)境污染,無(wú)需鍋爐自動(dòng)加溫,使用方便等特點(diǎn).遠(yuǎn)紅外電加熱器裝

24、置具有高效節(jié)能的紅外技術(shù),加熱面積大,升溫平穩(wěn)而快,放熱均勻,溫度控制方便,可上,中,下分段控制,釜內(nèi)釜壁溫度易控制,對(duì)釜內(nèi)物燃料無(wú)任何副作用,更不會(huì)出現(xiàn)物料碳化現(xiàn)象,運(yùn)行無(wú)噪音,無(wú)污染,使用壽命長(zhǎng)。不銹鋼反應(yīng)釜由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支承等組成。材質(zhì)一般有碳錳鋼、不銹鋼、鋯、鎳基（哈氏、蒙乃爾）合金及其它復(fù)合材料；根據(jù)反應(yīng)釜的制造結(jié)構(gòu)可分為開式平蓋式反應(yīng)釜、開式對(duì)焊法蘭式反應(yīng)釜和閉式反應(yīng)釜 三大類.

25、　　不銹鋼反應(yīng)釜攪拌形式一般有錨式、槳式、渦輪式、推進(jìn)式或框式等，攪拌裝置在高徑比較大時(shí)，可用多層攪拌槳葉，也可根據(jù)用戶的要求任意選配.　　不銹鋼反應(yīng)釜的密封型式不同可分為：填料密封機(jī)械密</p><p>　　不銹鋼反應(yīng)釜肯有加熱迅速、耐高溫、耐腐蝕、衛(wèi)生、無(wú)環(huán)境污染、勿需鍋爐自動(dòng)加溫、使用方便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品、用來(lái)完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過(guò)程，是以

26、參加反應(yīng)物質(zhì)的充分混合為前提，對(duì)于加熱、冷卻、和液體萃取以及氣體吸收等物理變化過(guò)程均需要采用攪拌裝置才能得到到好的效果，并可為客戶設(shè)計(jì)，加工外盤管反應(yīng)釜。</p><p>　　常壓不銹鋼電加熱反應(yīng)釜具有加熱迅速、耐高溫、耐腐蝕、衛(wèi)生、無(wú)環(huán)境污染、勿需鍋爐自動(dòng)加溫，使用方便，價(jià)格便宜等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)，材料采用304不銹鋼。山東龍興化工機(jī)械集團(tuán)可以為用戶提供50-5000L二十多個(gè)規(guī)格、各種不

27、同加熱形式不銹鋼反應(yīng)釜。</p><p>　　反應(yīng)釜的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：反應(yīng)釜由鍋體、鍋蓋、攪拌器、夾套、支承及傳動(dòng)裝置、軸封裝置等組成，材質(zhì)及開孔可根據(jù)用戶的工藝要求制定。加熱形式有電加熱、油加熱、氣加熱、水加熱（或冷卻）、明火加熱等。夾套形式分為：夾套型和外半管型，夾套油加熱型都設(shè)有導(dǎo)流裝置。</p><p>　　傳動(dòng)形式有普通電機(jī)、防爆電機(jī)、電磁調(diào)速電機(jī)、變頻器等，換熱器有擺線針輪式、

28、蝸輪式、行星無(wú)極變速式。軸封為普通水冷卻填料密封、組合式四氟填料密封、機(jī)械密封。出料形式有球閥、下展閥。</p><p>　　■ 反應(yīng)釜應(yīng)用構(gòu)造：</p><p>　　反應(yīng)釜，品種繁多，具有工藝先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定、傳動(dòng)平穩(wěn)、操作方便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、科研等行業(yè)，是用業(yè)完成聚合、縮合、硫化、烴化、氫化等化學(xué)工藝過(guò)程，出及有機(jī)染料和中間體許多工藝過(guò)程的反應(yīng)設(shè)備。我三反

29、應(yīng)鍋（釜）品種規(guī)格多樣，壓力10MPa出下，容積有0.1～10M3不等，加熱方式有夾套或盤管蒸汽加熱、電加熱、油加熱等。根據(jù)物料生產(chǎn)要求和用戶所需而確定壓力、溫度、材質(zhì)、攪拌裝置類型、轉(zhuǎn)速、密封結(jié)構(gòu)、加熱方式等進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。 </p><p>　　通常有四個(gè)工藝因素會(huì)導(dǎo)致不銹鋼反應(yīng)釜粘壁：</p><p>　　1、原料因素因尿素中硫酸鹽含量過(guò)高，當(dāng)在樹脂縮聚反應(yīng)的后期加入尿素時(shí)，就相當(dāng)于加

30、入了固化劑，促使樹脂快速交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，若處理不及時(shí)，則會(huì)使樹脂固化在反應(yīng)釜內(nèi)，因此，在生產(chǎn)中應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用尿素原料，使尿素中的硫酸鹽含量限制在0.01%以下。</p><p>　　2、操作的平衡程度當(dāng)溫度、壓力等制膠工藝指標(biāo)控制不穩(wěn)定或波動(dòng)過(guò)大時(shí)，樹脂縮聚反應(yīng)進(jìn)程不均，容易造成粘壁。故在生產(chǎn)操作中，應(yīng)緩慢加壓、升溫。一般通入約0.15Mpa的水蒸汽保持2～3min后再緩緩提壓升溫。提升速度以每分鐘0.1～0

31、.15Mpa為宜。</p><p>　　3、釜壁溫差冷卻介質(zhì)溫度過(guò)低或突然降溫，使釜壁溫度與物料的溫差過(guò)大，造成接觸不銹鋼反應(yīng)釜</A>釜壁的膠液粘壁。因此無(wú)論是加熱還是冷卻都應(yīng)在合理溫差范圍內(nèi)進(jìn)行，通常蒸汽使用溫度應(yīng)小于180℃，溫差熱沖擊應(yīng)小于120℃，冷卻沖擊應(yīng)小于90℃。同時(shí)應(yīng)注意確定適宜的冷卻介質(zhì)進(jìn)、出口溫度，保持平衡操作。</p><p>　　4、反應(yīng)溫度和時(shí)間當(dāng)反

32、應(yīng)液溫度低于80℃時(shí)，若用氯化氨作催化劑，由于氯化氨反應(yīng)速度快，PH值顯示不出來(lái)，待溫度升高后，PH值迅速下降，反應(yīng)速度加快，縮聚反應(yīng)過(guò)于激烈造成凝膠而出現(xiàn)粘壁。另外，縮聚反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，樹脂的分子量大，黏度過(guò)高也易出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象。因此，操作時(shí)應(yīng)正確控制縮聚反應(yīng)的溫度和時(shí)間，及時(shí)終止反應(yīng)。一般反應(yīng)液溫度控制在～95℃以內(nèi)為宜。</p><p>　　不銹鋼反應(yīng)釜主要技術(shù)參數(shù)一</p><p>　

33、　不銹鋼反應(yīng)釜主要技術(shù)參數(shù)二</p><p>　　3. 不銹鋼焊接材料分析：</p><p>　　奧氏體不銹鋼：在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時(shí)，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來(lái)的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無(wú)磁性而且具有

34、高韌性和塑性，但強(qiáng)度較低，不可能通過(guò)相變使之強(qiáng)化，僅能通過(guò)冷加工進(jìn)行強(qiáng)化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質(zhì)腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。 </p&

35、gt;<p><b>　　奧氏體型鋼 </b></p><p>　　(1)1Cr17Mn6Ni15N；(2)1Cr18Mn8Ni5N；(3)1Cr18Ni9；(4)1Cr18Ni9Si3；(5)0Cr18Ni9；(6)00Cr19Ni10；(7)0Cr19Ni9N；(8)0Cr19Ni10NbN；(9)00Cr18Ni10N；(10)1Cr18Ni12；(11) 0Cr23Ni

36、13；(12)0Cr25Ni20；(13) 0Cr17Ni12Mo2；(14) 00Cr17Ni14Mo2；(15) 0Cr17Ni12Mo2N；(16) 00Cr17Ni13Mo2N；(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti；(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti；(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti；(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti；(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2；(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2；(23)

37、 0Cr19Ni13Mo3；(24) 00Cr19Ni13Mo3；(25) 0Cr18Ni16Mo5；(26) 1Cr18Ni9Ti；(27) 0Cr18Ni10Ti；(28) 0Cr18Ni11Nb；(29) 0Cr18Ni13Si4 </p><p><b>　　3.1.概述</b></p><p>　　奧氏體不銹鋼1913年在德國(guó)問(wèn)世，在不銹鋼中一直扮演著最重要

38、的角色，其生產(chǎn)量和使用量約占不銹鋼總產(chǎn)量及用量的70%。鋼號(hào)也最多，當(dāng)今我國(guó)常用奧氏體不銹鋼的牌號(hào)就有40多個(gè)，最常見的就是18-8型。</p><p>　　定義：常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。</p><p>　　分類：Fe-Cr-Ni (主體)</p><p><b>　　Fe-Cr-Mn</b></p><p>&

39、lt;b>　　國(guó)內(nèi)外牌號(hào)對(duì)比：</b></p><p>　　GB(中國(guó))　ASTM(美國(guó)) JIS(日本) DIN(德國(guó))</p><p>　　1Cr17Ni7 301 SUS301 X12CrNi177</p><p>　　1Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi188</p><p>　　1Cr18Ni10

40、 303 SUS303 X12CrNiS188</p><p>　　0Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi189</p><p>　　00Cr19Ni10 304L SUS304L X2CrNi189</p><p>　　0Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 X5CrNiMo1810</p><p>　　00Cr17N

41、i14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo1810</p><p>　　0Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi189</p><p>　　0Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 X2CrNiMo1816</p><p>　　3.2. 奧氏體不銹鋼的成分</p><p>　　在18-8型不銹鋼的成

42、分基礎(chǔ)上演變，主要有以下幾方面的重要發(fā)展：</p><p>　　1) 加Mo改善點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕</p><p>　　2) 降C或加Ti、Nb，減少晶間腐蝕傾向</p><p>　　3) 加Ni和Cr改善高溫抗氧化性和強(qiáng)度</p><p>　　4) 加Ni改善抗應(yīng)力腐蝕性能.轉(zhuǎn)自"我要不銹鋼"</p><

43、;p>　　5) 加S、Se改善切削性和構(gòu)件表面精度.</p><p>　　奧氏體不銹鋼成分系統(tǒng)圖</p><p>　　3. 奧氏體不銹鋼的組織</p><p>　　3.1鐵素體相的形成</p><p>　　3.1.1鐵素體相對(duì)奧氏體不銹鋼性能的影響</p><p>　　F相的出現(xiàn)一般都對(duì)奧氏體不銹鋼的性能帶來(lái)不利

44、的影響：如使熱加工產(chǎn)生裂紋的傾向性增大；鋼的耐點(diǎn)蝕性下降，在諸多腐蝕環(huán)境（如尿素生產(chǎn)）中耐蝕性劣化；在高溫下加長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)，F(xiàn)相會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)棣蚁嗍逛撟兇嗟鹊取?lt;/p><p>　　3.1.2鐵素體相的形成與含量的粗略判定</p><p><b>　　含量的粗略判定：</b></p><p>　　Creq=%Cr+1.5×%Si+%Mo，N

45、ieq=%Ni+30×(%C+%N)+0.5×%Mn</p><p>　　3.1.3鐵素體相的消除</p><p>　　根本的辦法是提高鋼中奧氏體形成元素的含量。Ni是首選的元素，但是從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，Mn和N也受到人們的重視。特別是N，其抑制鐵素體形成的能力為Ni的30倍，同時(shí)又有改善耐蝕性和提高強(qiáng)度的作用.</p><p>　　3.3奧氏體不

46、銹鋼的機(jī)械性能表 </p><p>　　20℃溫度下高合金奧氏體不銹鋼的機(jī)械性能 </p><p>　　高溫下高合金奧氏體不銹鋼的屈服強(qiáng)度(Rp0.2MPa) </p><p>　　4. 不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接設(shè)計(jì)：</p><p>　　不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接設(shè)計(jì)，主要是從以下幾個(gè)方面開始研究：奧氏體不銹鋼焊接材料分析

47、；不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接焊前準(zhǔn)備；不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接焊接工藝參數(shù)以及焊接注意事項(xiàng)；銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接焊后熱處理以及外觀檢查以及不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接焊后總結(jié)。</p><p>　　4.1奧氏體不銹鋼焊接材料分析：</p><p>　　奧氏體不銹鋼與奧氏體耐熱鋼具有基本相似的焊接特點(diǎn)。這類鋼由于具有較高的變形能力并不可淬硬，所以總的來(lái)說(shuō)焊

48、接性良好。但是，為了全面保證焊接接頭的質(zhì)量，往往需要解決一些特殊的問(wèn)題，如接頭的各種形式的腐蝕、焊接裂紋、鐵素體含量的控制及相脆化等。</p><p>　　焊接接頭的晶間腐蝕問(wèn)題</p><p>　　在腐蝕介質(zhì)作用下，起源于金屬表面沿晶界深入到金屬內(nèi)部的腐蝕就是晶間腐蝕。晶間腐蝕是一種局部性的腐蝕，它會(huì)導(dǎo)致晶粒間的結(jié)合力喪失，材料強(qiáng)度幾乎消失，這是一種必須重視的危險(xiǎn)的腐蝕現(xiàn)象。</p

49、><p>　　奧氏體鋼產(chǎn)生晶間腐蝕的原因，目前比較一致的看法是，奧氏體鋼在固溶狀態(tài)下碳以過(guò)飽和形式溶解于固溶體，加熱時(shí)過(guò)飽和的碳以的形式沿晶界析出。的析出消耗了大量的鉻（中>90%），因而使晶界附近降到低于鈍化所需的最低量（12%），形成了貧鉻層的電極電位比晶粒內(nèi)低得多。當(dāng)金屬與腐蝕介質(zhì)接觸時(shí)，就形成了微電池。電極電位低的晶界成為陽(yáng)極，被腐蝕溶解形成晶間腐蝕。奧氏體鋼在加熱到400~800℃時(shí)，對(duì)晶界腐蝕最為敏

50、感。這是因?yàn)楫?dāng)溫度低于400℃時(shí)，碳原子活動(dòng)能力很弱，析出困難而不會(huì)形成貧鉻層；當(dāng)溫度高于800℃時(shí)，晶粒內(nèi)部的鉻獲得了足夠多的動(dòng)能，擴(kuò)散到晶界，從而使已形成的貧鉻區(qū)消失。在400~800℃之間，既有利于的析出，晶內(nèi)的鉻原子又不能擴(kuò)散到晶界，最容易形成貧鉻層，對(duì)晶界腐蝕也最敏感。一般稱400~800℃溫度范圍為敏化溫度區(qū)間。當(dāng)然，若在400~800℃之間長(zhǎng)時(shí)間加熱，晶內(nèi)的鉻原子有足夠的時(shí)間擴(kuò)散，也能使貧鉻層消失，但這需要的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，生產(chǎn)

51、中沒有使用價(jià)值。</p><p>　　提高焊接接頭的耐晶間腐蝕的措施，一般可從以下幾方面考慮：</p><p>　?。?）降低母材和焊縫中的含碳量 將鋼中的碳降低到小于或等于其室溫時(shí)在相中的溶解度，這樣在加熱時(shí)就不會(huì)有或很少有析出，從而從根本上避免了貧鉻層的形成。超低碳奧氏體鋼00Cr19Ni10、00Cr18Ni10N及焊絲H00Cr19Ni12Mo2等就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。<

52、/p><p>　?。?）在鋼中加入穩(wěn)定的碳化物形成元素，改變碳化物的類型 如向鋼中加入與碳親和力大于鉻的鈦、鈮、鉭等時(shí)，這些元素將優(yōu)先與碳結(jié)合而避免形成碳化鉻，從而避免了貧鉻層的產(chǎn)生。為此目的加入的合金元素稱為穩(wěn)定劑，在使用中以鈦、鈮最為普遍，如0Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni11Nb及焊絲H0Cr20Ni10Ti、H0Cr20Ni10Nb等。</p><p>　　（3）焊后進(jìn)行固溶

53、處理 固溶處理可使已經(jīng)析出的重溶于奧氏體中，但對(duì)大型復(fù)雜零件有一定的困難。而且處理后再次在敏化溫度范圍加熱，然會(huì)形成貧鉻層。</p><p>　?。?）改變焊縫的組織狀態(tài) 即使焊縫有單一的相改變?yōu)?雙相當(dāng)焊縫中存在一定數(shù)量的初析鐵素體相時(shí)，可以打亂粗大的柱狀樹枝晶，使面積較小而直的晶界變?yōu)榍鄣木Ы?，破壞了腐蝕通道。也有人認(rèn)為，鉻在相中的溶解度大，優(yōu)先在相晶內(nèi)形成，而不致再晶界形成貧鉻層。</p&g

54、t;<p>　　相的數(shù)量不宜過(guò)多，5%左右即可獲得滿意的效果。相過(guò)多有脆化傾向，而且因相與相之間電極電位不同，還會(huì)引起選擇性腐蝕，一般希望控制在4%~12%。為了防止母材敏化區(qū)抗晶間腐蝕能力下降，關(guān)鍵在于正確選材。當(dāng)母材成分一定時(shí)，正確選擇焊接參數(shù)，以防止敏化區(qū)在敏化溫度區(qū)間停留較長(zhǎng)的時(shí)間，則是至關(guān)重要的。</p><p>　　2、焊接接頭的刀口腐蝕</p><p>　　刀口

55、腐蝕時(shí)焊接節(jié)投中特有的一種晶間腐蝕，只發(fā)生于含有穩(wěn)定劑鈦、鈮的奧氏體鋼的焊接接頭上。腐蝕部位在熱影響區(qū)的過(guò)熱區(qū)，開始寬度只有3~5個(gè)晶粒，逐漸可擴(kuò)大到1.0~1.5mm。腐蝕一直深入到金屬內(nèi)部，因而形狀似刀刃而得名刀狀腐蝕一般發(fā)生在焊后再次在敏化溫度區(qū)間加熱時(shí)，即高溫過(guò)熱與中溫敏化連續(xù)作用的條件下，產(chǎn)生的原因也和析出后形成的貧鉻層有關(guān)。含有穩(wěn)定劑的不銹鋼，為了充分發(fā)揮穩(wěn)定劑的作用，一般固溶處理的溫度高于的溶解溫度而低于穩(wěn)定劑碳化物的溶解

56、溫度。如=0.08%的18-8Ti鋼的處理溫度為1050~1150℃，此時(shí)鋼中的全部溶于固溶體，大部分的碳與鈦結(jié)合成TiC，這種處理一般叫穩(wěn)定化處理。</p><p>　　焊接時(shí)，過(guò)熱區(qū)的峰值溫度高達(dá)1200℃以上，鋼中的TiC溶于奧氏體，分解出的碳在冷卻過(guò)程中偏聚在晶界形成過(guò)飽和狀態(tài)，而鈦則因擴(kuò)散能力遠(yuǎn)比碳低而留于晶內(nèi)。當(dāng)接頭在敏化溫度區(qū)間再次加熱，過(guò)飽和的碳在晶界以形式析出，在晶界形成貧鉻層，使耐腐蝕能力降低

57、。</p><p>　　防止刀口腐蝕的措施有以下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）降低含碳量 最好采用超低碳不銹鋼。對(duì)于穩(wěn)定化不銹鋼，要求0.06%</p><p>　?。?）減少近縫區(qū)過(guò)熱 盡量選用較小的線能量，以減少過(guò)熱區(qū)在高溫停留的時(shí)間。</p><p>　?。?）合理安排焊接順序 刀口腐蝕不僅產(chǎn)生于焊后在敏化溫度再熱時(shí)，而

58、在多層焊與雙面焊時(shí)后一條焊縫的熱作用，有可能對(duì)先焊焊縫的過(guò)熱區(qū)起到敏化溫度加熱的作用，在與腐蝕介質(zhì)接觸時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生刀口腐蝕。焊條電弧焊焊縫重疊處的熱影響區(qū)，也會(huì)出現(xiàn)類似情況。為此，雙面焊時(shí)與腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫應(yīng)盡量最后焊接。與腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫無(wú)法最后焊接時(shí)，應(yīng)調(diào)整焊接參數(shù)，使后焊焊縫的敏化區(qū)不要與第一面焊縫表面的過(guò)熱區(qū)重合。</p><p>　?。?）焊后進(jìn)行穩(wěn)定化處理 對(duì)于可能在敏化溫度區(qū)工作的產(chǎn)品，焊后

59、進(jìn)行穩(wěn)定化處理可以使過(guò)熱區(qū)的碳與穩(wěn)定劑結(jié)合為穩(wěn)定的碳化物，從而在工作中不會(huì)再以的形式析出。</p><p>　　3、應(yīng)力腐蝕開裂問(wèn)題金屬在應(yīng)力和腐蝕性戒指的共同作用下，所發(fā)生的腐蝕破壞叫做應(yīng)力腐蝕開裂。自從不銹鋼的晶間腐蝕問(wèn)題在理論與實(shí)踐上得到較好的解決后，應(yīng)力腐蝕開裂逐漸成為不銹鋼腐蝕破壞中最突出的問(wèn)題</p><p>　　純金屬一般沒有應(yīng)力腐蝕開裂傾向，而在不銹鋼種，奧氏體比鐵素體鋼或

60、馬氏體鋼對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂更為敏感。根據(jù)對(duì)破壞實(shí)例的大量統(tǒng)計(jì)，在鉻-鎳奧氏體不銹鋼中，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的鋼種主要是近多年來(lái)大量應(yīng)用的超低碳不銹鋼。這些鋼經(jīng)常出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂，不僅與晶體結(jié)構(gòu)和容易產(chǎn)生滑移等原因有關(guān)，而且與這些鋼種產(chǎn)量大、用途廣也有密切聯(lián)系。</p><p>　　到目前為止，對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂的機(jī)理還有待進(jìn)一步研究，但對(duì)導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的基本因素及某些規(guī)律，已取得了一致的看法。</p><

61、;p>　　拉應(yīng)力的存在時(shí)存在是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的必要條件，焊接應(yīng)力造成的事故占到30%</p><p>　　應(yīng)力腐蝕開裂的又一特征是，腐蝕介質(zhì)與材料的組合上有選擇性。對(duì)一定材料來(lái)說(shuō)，存在著最容易引起應(yīng)力腐蝕開裂的介質(zhì)。如將強(qiáng)制成形彎曲的18-8鋼放在不同介質(zhì)中進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在幾乎不腐蝕不銹鋼的、、等介質(zhì)中，卻容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。反之，在一些容易引起腐蝕的介質(zhì)中，多數(shù)情況下卻不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。引起奧氏體不銹

62、鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的介質(zhì)，主要有氯化物、海水、水溶液、水蒸氣、濃NaHC++水溶液等。</p><p>　　鉻鎳奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂的產(chǎn)生的溫度范圍統(tǒng)計(jì)來(lái)看，在50℃以下和300℃以上，鉻鎳奧氏體鋼很少出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂。而在50℃~300℃，特別是50℃~200℃范圍內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的比例最大。</p><p>　　不銹鋼在使用條件下產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的影響因素很多，包括鋼的成分、組織

63、和狀態(tài)，介質(zhì)的種類、溫度、濃度，應(yīng)力的性質(zhì)、大小及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。防止應(yīng)力腐蝕開裂往往要從多方面采取措施，主要有：</p><p>　　（1）正確選用材料 根據(jù)介質(zhì)特性，選用對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂敏感性低的材料是防止應(yīng)力腐蝕開裂最根本的措施。高純鉻-鎳奧氏體不銹鋼、高硅鉻-鎳奧氏體不銹鋼、鐵素體-奧氏體雙相鋼、高鉻鐵素體鋼等，這些鋼的耐腐蝕能力，大都是在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42%的沸溶液中進(jìn)行試驗(yàn)而測(cè)得的，因而其耐應(yīng)力腐蝕性具有一

64、定的局限性。不能籠統(tǒng)的認(rèn)為，這些鋼在任何濃度和任何介質(zhì)條件下都具有良好的耐應(yīng)力腐蝕性能。</p><p>　　（2）消除產(chǎn)品的殘余應(yīng)力 可以認(rèn)為，消除或減少結(jié)構(gòu)或部件中的殘余應(yīng)力，是降低奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂敏感性的重要措施?？刹扇∠龖?yīng)力熱處理及用機(jī)械的方法降低表面殘余應(yīng)力或造成壓應(yīng)力狀態(tài)。</p><p>　　(3)對(duì)材料進(jìn)行防蝕處理 通過(guò)電鍍、噴鍍、襯里等方法，用金屬或非金

65、屬覆蓋層將金屬與腐蝕介質(zhì)隔離。</p><p>　?。?）改進(jìn)部件結(jié)構(gòu)及接頭設(shè)計(jì) 由于設(shè)計(jì)的不合理，往往會(huì)形成較大的應(yīng)力集中或在制造中產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。有時(shí)由于設(shè)備或容器中留有縫隙，引起腐蝕介質(zhì)的停滯、聚集或局部過(guò)熱現(xiàn)象，這些都是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的重要條件。</p><p>　　4、焊接接頭的熱裂紋</p><p>　　奧氏體鋼焊接時(shí)，焊縫和近縫區(qū)均可產(chǎn)生熱

66、裂紋，這是因?yàn)閵W氏體鋼的物理性能有其獨(dú)特之處。第一，焊縫金屬結(jié)晶期間存在較大拉應(yīng)力，奧氏體鋼的熱導(dǎo)率小和線脹系數(shù)大，在焊接局部加熱和冷卻的條件下，焊接接頭再冷卻過(guò)程中可形成較大的拉應(yīng)力；第二，奧氏體鋼易形成方向性強(qiáng)的柱狀晶的焊縫組織，有利于有害雜質(zhì)的偏析而促使形成晶間液態(tài)夾層，有利于產(chǎn)生熱裂紋；第三，貝氏體鋼含有硫、磷、錫和銻等形成易熔夾層的雜質(zhì)，硅和硼的作用較強(qiáng)，硼在鐵及鎳中的溶解度均為零，因此易于析集于晶界而引起裂紋，硅在鎳含量較高

67、的鋼種很易于偏析，因而鎳含量越高，硅越易促使增大焊縫熱裂傾向。</p><p>　　如何防止奧氏體不銹鋼產(chǎn)生焊接熱裂紋呢？首先應(yīng)嚴(yán)格限制有害雜質(zhì)，通常采用同材質(zhì)的焊縫金屬，應(yīng)盡量選擇含雜質(zhì)較低的焊接材料，選擇母材時(shí)也是如此。還要采用雙相組織，尤其是對(duì)于鎳含量小于10%~15%的18-8系列的奧氏體鋼，提高焊縫抗裂性最有效的手段，就是使焊縫成為雙相組織。一般焊縫組織中相的數(shù)量超過(guò)3%就可以明顯提高抗裂性，當(dāng)含磷的質(zhì)

68、量分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.04%時(shí)，3%相即可防止產(chǎn)生裂紋。這是因?yàn)橄啻嬖谟行У南龁蜗嘟M織的方向性，起到細(xì)化組織作用，使低熔物質(zhì)不能析集于少數(shù)晶界上，破壞低熔物質(zhì)的連續(xù)分布，減少了有害雜質(zhì)的作用。</p><p>　　焊接鎳含量超過(guò)15%的奧氏體鋼，如長(zhǎng)期在高溫下工作時(shí)，采用雙相組織的焊縫是不適宜的。因?yàn)檫@時(shí)要求焊縫中的相數(shù)量要多，能滿足抗裂性的要求，如焊接2Cr25Ni20Si2奧氏體鋼時(shí)，為防止焊縫熱裂紋，焊縫的相數(shù)

69、量要高于25%~30%才可以收效。由此可見，為了獲得一定量的相，勢(shì)必要大幅度減少奧氏體化元素，同時(shí)增加多鐵素體化元素，這樣引起焊縫金屬成分與母材的匹配，勢(shì)必影響焊接接頭性能上的匹配性。</p><p>　　為了提高鎳含量大于15%的奧氏體鋼的抗裂性，可采用奧氏體加一次碳化物或奧氏體加硼化物的雙相組織，這樣不會(huì)有損于焊接接頭的高溫性能。同時(shí)嚴(yán)格限制有害雜質(zhì)、合理調(diào)整成分進(jìn)行合金化，也可以防止焊縫產(chǎn)生熱裂紋。下表是常

70、用合金元素對(duì)焊縫熱裂紋傾向的作用。</p><p>　　4.2不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接焊前準(zhǔn)備：</p><p>　　根據(jù)鋼板厚度及接頭形式，用機(jī)械加工、等離子切割或碳弧氣刨等方法下料和加工坡口。對(duì)接接頭板厚超過(guò)3mm時(shí)需開坡口。為了避免焊接時(shí)碳和雜質(zhì)混入焊縫，焊前應(yīng)將焊縫兩側(cè)20~30mm范圍內(nèi)用丙酮擦凈，并涂石灰粉，以避免表面被飛濺金屬損傷。</p><p

71、>　　奧氏體不銹鋼焊條有堿性焊條低氫型藥皮，酸性焊條鈦鈣型藥皮。前者抗熱裂性和抗氣孔性能較好，工藝性能較差，抗腐蝕性也較差。后著可以交、直流兩用，工藝性能較好，故生產(chǎn)中用的較多，但抗熱裂和抗氣孔的性能較差。焊條的選用根據(jù)焊接接頭的具體工作條件，為了避免焊縫金屬中產(chǎn)生氣孔，焊條在使用前應(yīng)進(jìn)行1~5小時(shí)烘干。鈦鈣型焊條的烘干溫度為25℃，低氫型焊條的烘干溫度為400℃.</p><p>　　4.3不銹鋼遠(yuǎn)紅外反

72、應(yīng)釜接管與封頭的焊接焊接參數(shù)及注意事項(xiàng)：</p><p>　　不銹鋼遠(yuǎn)紅外反應(yīng)釜接管與封頭的焊接注意事項(xiàng)：焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制熱輸入和層間溫度。不銹鋼的熱導(dǎo)性和線膨脹系數(shù)與碳鋼不同，焊接變形較大，焊接時(shí)應(yīng)采用一定的防變形措施。</p><p>　　為了防止焊接接頭在450~850攝氏度溫度范圍內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生晶界腐蝕，防止接頭過(guò)熱而產(chǎn)生熱裂紋，焊接時(shí)要采用快速焊和減小焊縫。焊條最好不作橫向

73、擺動(dòng)，一次焊成的焊縫不宜超過(guò)焊條直徑的3倍，運(yùn)條要穩(wěn)，收弧時(shí)填滿弧坑。</p><p>　　為了避免盡量避免焊縫重復(fù)加熱，故一般不宜采用多層焊，如果必須進(jìn)行多層焊，每焊完一層須徹底清除熔渣，并對(duì)焊縫進(jìn)行仔細(xì)檢查，確無(wú)缺陷，并且等到每層焊縫冷卻后（小于60攝氏度），再焊接下一層。腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫盡量最后焊接。</p><p>　　為了防止過(guò)熱而產(chǎn)生晶間腐蝕，條件允許時(shí)焊后可采用強(qiáng)制冷卻措施

74、。</p><p>　　不得在焊件上隨便引弧，底線也應(yīng)緊密與焊件接觸，以免損傷焊件表面，影響耐腐蝕性能。</p><p>　　坡口是確保焊縫質(zhì)量的一個(gè)重要部分。不銹鋼由于導(dǎo)熱系數(shù)小，膨脹系數(shù)大，厚度大于4mm的不銹鋼板和不銹鋼管采用手工電弧焊和手工氬弧焊時(shí)不能一次焊透。為保證焊縫質(zhì)量，一定要在不銹鋼板和管口邊緣加工坡口。</p><p>　　焊接時(shí)盡量維持焊接規(guī)范穩(wěn)