Термична обработка след заваряване (PWHT)

от Администратор88в свързани с продуктана Присъства на

Термичната обработка след заваряване (PWHT) е неразделна част от процеса, която намалява остатъчните напрежения от заваряването и свежда до минимум риска от крехко счупване. В зависимост от изискванията на вашия проект, PWHT може да бъде и задължителна съгласно стандартите и нормативните изисквания за заваряване.

Процесите по термична обработка след валцуване (PWHT) могат да отнемат много време и труд, като изискват специализирано оборудване и съоръжения, както и строги мерки за осигуряване на качеството.

Отгряване

Отгряването е една от най-широко използваните термични обработки. Тази техника включва нагряване на детайла до висока температура, след което той се охлажда бавно, което позволява на атомите в метала да се прегрупират, като по този начин се освобождава напрежението и се възстановява пластичността. Отгряването е важен етап в термичната обработка след заваряване (PWHT), който намалява риска от напукване или счупване по време на последващите механични процеси; освен това то често е необходимо за определени проекти в (нефто)химическата промишленост, производството на котли и офшорната промишленост.

Отгряването може също така да подобри физичните свойства на зоните, засегнати от топлината при заваряване (HAZ). При заваряването разтопените материали се втвърдяват от двете страни на заваръчния шев, като оставят зони, уязвими към корозия, които са податливи на счупване и крехкост. Чрез понижаване на точката на топене посредством отгряване, тези проблеми се намаляват значително.

Отпушването за отстраняване на напрежения се използва за намаляване на вътрешните напрежения, причинени от студена обработка и термични цикли при големи отливки, заварени детайли и детайли, формовани на студено. Този метод включва прецизно нагряване до желаната температура, след което се започва процес на бавно охлаждане, при който скоростта на охлаждане се контролира.

Отгряването за рекристализация (RCA) е техника, която спомага за образуването на неповредени зърна в структурата на сплавта чрез нагряването ѝ над критичната ѝ температура и последващото ѝ бавно охлаждане, при което деформираните зърна се заменят с нови, недеформирани, като по този начин се намалява твърдостта на метала и се увеличава степента на намаляване на твърдостта. Отгряването за рекристализация може също да спомогне за усъвършенстване на микроструктурата и размера на зърната на материалите, като по този начин допълнително намалява твърдостта и едновременно с това усъвършенства микроструктурата.

Нормализиране на

По време на заваръчните процеси между зоната на заварката и околния материал възникват температурни градиенти, което води до натрупване на остатъчни напрежения, които в съчетание с напреженията от натоварването могат да причинят повреди по заварката и корозионно напукване под напрежение. Термичната обработка след заваряване (PWHT) отстранява тези остатъчни напрежения, подобрява издръжливостта и пластичността на заварените материали, като същевременно повишава тяхната устойчивост срещу напукване – изискване, заложено в повечето норми и спецификации за съдове под налягане и тръбопроводи.

Нормализирането е вид термична обработка, при която металът се нагрява до критичната си температура, след което се охлажда на въздух, като при охлаждането се образуват перлит, мартензит и ферит. Това спомага за запазването на издръжливостта след охлаждането, като същевременно намалява деформациите и повишава якостта. Нормализирането се препоръчва особено за стомани, изложени на високи нива на солева концентрация или атмосферни въздействия, тъй като ги предпазва от корозионно напукване под напрежение.

Термичната обработка след заваряване (PWHT) зависи от няколко фактора, сред които химичният състав и дебелината на материала. Някои стандарти я изискват само ако дебелината надвишава определена стойност; в други случаи тя е необходима поради предразположеността на материала към напукване, предизвикано от водород; локалната термична обработка след заваряване често може да се извърши чрез нагряване на пръстеновидна ивица, обграждаща заваръчния шев.

Контрол на температурата

С напредването на заваряването между заварката и основния материал възникват температурни градиенти, които могат да достигнат недопустими нива, което води до напукване, предизвикано от водород (HIC), или корозионно напукване под напрежение (SCC). Термичната обработка след заваряване (PWHT) може да спомогне за намаляване на тези напрежения и да повиши корозионната устойчивост на заварените помежду си компоненти.

PWHT включва нагряване на заварения материал до температури, по-ниски от първоначалната му температура на превръщане, и последващо постепенно охлаждане с цел отстраняване на вътрешните напрежения и създаване на по-хомогенни метални структури, като едновременно с това се намалява твърдостта и се подобряват механичните свойства.

Следва да се обърне специално внимание при определянето и контролирането на температурните допуски при термичната обработка след заваряване (PWHT), времето на издържане при дадената температура и скоростта на нагряване, с цел да се сведат до минимум неблагоприятните ефекти, като например крехкост вследствие на темпериране, прекомерно омекване, пукнатини при повторно нагряване и деформации. Освен това температурите при PWHT не трябва да надвишават границите, посочени в спецификациите за квалификация на процедурите за заваряване.

PWHT може да бъде сложна и отнемаща време част от процеса на заваряване, което увеличава както сложността, така и разходите по отношение на сроковете и разходите на проекта. Въпреки че е трудно да се контролира и изисква висока степен на квалификация за постигане на оптимални резултати, недостатъчният мониторинг или контрол на качеството може да доведе до незадоволителни резултати, което допълнително увеличава разходите и удължава сроковете. Освен това, повтарящите се цикли на нагряване/охлаждане могат да причинят термична умора при някои сплави, което значително съкращава техния експлоатационен живот; 6-зоновият температурен контролер за PWHT с плавно нарастване и поддържане на температурата на Libratherm може да помогне за преодоляването на тези проблеми, като поддържа подходящи температури през целия процес на термична обработка.

Мониторинг

Мониторингът е неразделна част от всяка интервенция, проект или политика. Той спомага за идентифицирането на предизвикателствата и предоставя информация за вземането на решения, като същевременно гарантира, че интервенциите се изпълняват правилно и постигат желаните резултати. Мониторингът изисква събиране на данни през целия цикъл на програмата или политиката, за да се гарантира нейният успех.

Сглобяването може да се окаже изтощителна и отнемаща много време задача при мащабни проекти. Намирането на квалифициран персонал за управление на този процес също може да се окаже предизвикателство. Освен това циклите на нагряване и охлаждане могат да повредят някои материали, ако не се наблюдават; това може да доведе до деформация или изкривяване на заварените компоненти, което да повлияе на тяхната размерна точност или структурна цялост и да наложи допълнителни проверки и ремонти за възстановяване на правилното функциониране на оборудването.

Процедурите за термична обработка след заваряване (PWHT) могат да спомогнат за преодоляването на тези проблеми и да сведат до минимум риска от повреди на съоръженията под налягане, като подобрят устойчивостта срещу корозионно напукване под напрежение, намалят риска от деформации и удължат експлоатационния срок на оборудването. Термичната обработка след заваряване (PWHT) е от съществено значение при тръбопроводи, атомни електроцентрали и други среди, където заваръчните материали са изложени на високи температури и силно корозивни условия – включително нефтопроводи и газопроводи, атомни електроцентрали и много други приложения, при които заваръчните материали могат да бъдат изложени на високи температури и корозионно-агресивни среди – като нефто- и газопроводи, котли и инженерни конструкции, както и офшорни съоръжения. Много индустрии използват PWHT в съответствие с индустриалните стандарти за производство; примери за това са конструкциите в нефтената и газовата промишленост, при които се прилагат процедури за PWHT, докато други се придържат към специфични стандарти, изискващи включването ѝ в производството, като например нефтената игазовата промишленост използват стандарти за производство, които изискват използването на PWHT при производството на заварени компоненти, като например в аерокосмическата промишленост, котли и инженерни конструкции и т.н., изискващи PWHT, като например в аерокосмическата промишленост, котли и инженерни конструкции, както и офшорни съоръжения.