1.压力容器用低温钢及其焊接特性根据GB 150-1998 《钢制压力容器》附录C，设计温度低于或等于-20的钢制压力容器为低温容器。众所周知，钢在低温下工作时具有冷脆性。衡量低温钢性能的主要指标是低温韧性，即低温冲击韧性和韧脆转变温度。低温冲击韧性越高，韧脆转变温度越低，钢的低温韧性越好。钢的成分和显微组织对低温性能有重要影响。磷、碳和硅提高了钢的韧脆转变温度，尤其是磷和碳，锰和镍降低了韧脆转变温度，有利于低温韧性。当钢中镍含量增加时，可以在较低的温度下保持较高的冲击韧性。一般来说，面心立方晶格金属的韧性随温度变化不大。由于其面心立方晶格，18-8奥氏体不锈钢在非常低的温度下仍具有高冲击韧性。另外，钢的晶粒越细，低温冲击韧性越好。低温钢是通过严格控制钢中碳、硫、磷的含量或添加钒、铝、钛、镍等一些合金元素来达到固溶强化和晶粒细化的目的，通过正火或回火来细化晶粒，使组织均匀或使钢具有面心立方晶格，使钢在低温下具有足够的低温韧性和抗脆性破坏能力，以保证设备在低温下的安全运行。低温钢一般可分为无镍和含镍两大类。无镍钢的最低使用温度为-50，含镍钢的最低使用温度根据镍含量从-60到-196不等，奥氏体不锈钢在-196以下使用。在介绍不锈钢焊接时，详细描述了奥氏体不锈钢的焊接。下表显示了一些典型低温钢的低温冲击韧性指数。不含镍的低温钢的一些典型低温冲击韧性表，由于碳含量低，其他合金元素含量低，硬化倾向和冷裂倾向低，因此具有良好的焊接性能。一般来说，它们可以不预热或在较低的预热温度下焊接。当板厚较厚或在低温环境下焊接时，需要一定的预热温度。因此，在焊接这种钢时，只要选择匹配的焊接材料和合适的工艺，保证焊缝和热影响区的低温韧性不是问题。含镍低温钢中加入镍对冷裂倾向影响不大，但增加了热裂倾向。要严格控制钢和焊接材料中碳、硫、磷的含量，同时采用合适的焊接规范，使焊缝具有较大的焊缝成形系数，即避免形成窄而深的焊缝成形段，这样可以有效避免热裂纹。总之，低温钢焊接的关键点是保证焊缝和热影响区有足够的低温冲击韧性。二。压力容器用低温钢焊接材料的选择(1)所选择的焊接材料必须保证焊缝含有最少的有害杂质(S、P、O、N等。)，尤其是含镍的低温钢。(2)选用的焊接材料应保证焊缝金属的低温韧性。对于含镍低温钢，所选焊接材料的镍含量应等于或略高于母材。三。压力容器用低温钢的焊接要点(1)为了避免焊缝和热影响区形成粗大组织，焊接时必须采用低的焊接线能量。具体要求是焊接电流不能太大。在焊条电弧焊过程中，焊条应尽可能不摆动。采用窄焊道、多道多道焊和快速多道焊来减少焊道过热
(3)避免咬边缺陷焊接低温钢时，应注意避免出现弧坑、未焊透、咬边等缺陷。在低温条件下，这些缺陷会引起更大的应力集中，在应力作用下发生脆性破坏。因此，对于低温压力容器，任何尺寸的咬边缺陷都是不允许的。四。低温钢制压力容器焊接实例乙烯精硫塔，直径4400mm，长90m，壁厚34mm，设计温度-45。壳体材质为09MnNiDR，其主要压力焊缝的焊接工艺如下表所示。丙烯精馏塔焊接工艺表说明：壳程筒体直径较小，焊工无法钻入筒体进行焊接，只能从外侧焊接壳程筒体的纵、环缝。同样，由于设备的结构原因，壳程与管程之间的环缝焊接也只能从外侧进行。连接管与对接法兰之间的环缝，本设备中连接管的规格为27312，不能从内侧焊接。以上焊缝需要单面焊，但要保证质量。选择TIG焊作为打底是保证焊缝质量最有效的方法。壳侧筒体的环缝，也可采用GTAW打底，SMAW焊两遍，然后再进行其余层的埋弧焊。管程筒体直径虽小，但长度很短。管程筒体的纵缝、管程筒体与法兰之间的环缝具备内侧焊条电弧焊的条件，因此双面焊接采用焊条电弧焊。接管，整个法兰与法兰盖、管板和壳体的角焊缝设备焊接在一起。鉴于该部位的焊缝形状和焊接条件，一般采用焊条电弧焊。换热管-管板焊接是换热设备的重要焊缝。其焊接方法包括焊条电弧焊、手工TIG焊和全位置自动TIG焊。焊条电弧焊是最早的焊接方法，其特点是效率高，但质量比其他两种方法差很多，现在已经基本淘汰。但是，在一些特殊场合，如塞式空冷器，管子与管板的焊接必须通过管板前面的塞板进行。此时只能使用焊条电弧焊，采用小直径焊条进行焊接，对焊工的技术要求很高。一般焊工需要焊接后再进行焊接。
专门培训。目前使用最广泛，质量最好的焊接方法为自动氩弧焊。本设备中换热管-管板焊接采用全位置自动氩弧焊，焊接接头形式为角焊缝。焊丝直径为1mm，填丝焊两道。
⑤ 内壁与壳体内壁角焊缝，鉴于此部位焊缝形状和焊接条件，一般选用焊条电弧焊。
