PWHT-prosessi

PWHT-prosessi on olennainen osa hitsausta, joka auttaa minimoimaan jäännösjännityksiä, parantamaan korroosionkestävyyttä ja väsymiskestävyyttä. Siinä metallit kuumennetaan ennalta määrättyyn lämpötilaan ja jäähdytetään sitten vähitellen takaisin.

Lämpökäsittelyn virheellinen suorittaminen voi aiheuttaa vääristymiä, heikentää kantavuutta ja lisätä alttiutta haurasmurtumille; tästä syystä on ratkaisevan tärkeää, että lämpökäsittelyt suoritetaan erikoisuunissa, joissa on asianmukaiset valvontalaitteet.

Stressin lievittäminen

Jäännösjännitys on hitsausprosesseissa usein laiminlyöty näkökohta. Ilman PWHT-hitsausta jäännösjännitykset voivat johtaa rakenteellisiin muodonmuutoksiin ja vioittumiseen. PWHT auttaa lieventämään näitä jännityksiä jakamalla ne tasaisesti materiaalikerroksiin - tämä parantaa sekä hitsiaineen vetolujuutta että sitkeyttä ja vähentää jännityskorroosiohalkeilun riskiä.

PWHT (Post Wet Heat Treatment) voidaan käyttää hehkutus-, normalisointi- tai karkaisuprosessien aikana. PWHT-prosessien lämpötilaa ja kestoa valittaessa on erittäin tärkeää, että noudatetaan voimassa olevia sääntöjä, jotta vältetään vääristymät, karkaisun haurastuminen ja liiallinen pehmeneminen. Lämmitys- ja jäähdytysnopeuksia on myös hallinnoitava huolellisesti, jotta saavutetaan parhaat tulokset.

Lämpötila ja kesto ovat kriittisiä PWHT-prosessin onnistumisen kannalta. Liotuslämpötilojen on vastattava materiaalityyppiä ja sovellettavia säännöstötaulukoita; tyypillisesti 1 tunti liotusaikaa 25 mm:n (1 tuuman) kohdalla.

Vedyn aiheuttaman halkeilun väheneminen

Hitsiin kosteuden, epäpuhtauksien tai suojakaasujen kautta kulkeutunut vety voi diffundoitua hitsausalueelle ja aiheuttaa haurastumista, joka johtaa haurastumiseen tai halkeiluun, jos kyseessä ovat lujat materiaalit, kuten valurauta. PWHT-tekniikoilla, kuten vedyn kypsennyksellä, voidaan vapauttaa aiemmin loukkuun jäänyt vety, mikä vähentää halkeiluriskiä.

Vedyn aiheuttamaa halkeilua voidaan vähentää käyttämällä prosesseja, joissa vetypitoisuudet ovat alhaisemmat, kuten elektrodipinnoitteita ja vuonoja, joiden vetypitoisuus on alhaisempi kuin perusmetallin, esilämmitysprosesseilla voidaan lisätä hitsiaineen diffuusiovetyt vetypitoisuudet ennen hitsausta, mikä auttaa vähentämään HIC:tä, mikä lieventää sitä entisestään.

PWHT-prosessien optimointi jännityksenpoistoa ja vedynpoistoa varten on erittäin tärkeää, mukaan lukien ihanteellisen lämpötila-alueen ja pitoajan valitseminen, hitsausalueen geometrian ja mittojen huolellinen huomioiminen sekä jäännösjännitysten mahdollinen huomioon ottaminen yhdistettynä materiaalien suunnittelurajat ylittäviin kuormitusjännityksiin. Jos PWHT suoritetaan väärin tai jätetään kokonaan huomiotta, se voi johtaa jäännösjännitysten yhdistymiseen suunnittelurajat ylittäviin kuormitusjännityksiin, mikä johtaa suunnittelurajojen ylittymiseen kokonaan.

Vahvistaminen

PWHT-käsittelyt vaihtelevat terästyypin, lämpötilan ja ajan mukaan tuotantohitsauksen lämpökäsittelyn (PWHT) aikana, mikä voi auttaa parantamaan teräksen mekaanisia ominaisuuksia, kuten myötölujuutta, murtovenymää ja sitkeyttä. PWHT parantaa myös korroosionkestävyyttä vähentämällä jännityskorroosiohalkeiluriskiä.

Tutkimukset, joissa käytettiin yksiakselisia vetokokeita ja Charpy-iskukokeita, osoittavat, että PWHT voi muuttaa hitsattujen näytteiden murtumistapaa hauraasta sitkeäksi, mikä johtuu todennäköisesti kiinteän liuoksen lujittumisesta ja saostuskarkaisuprosesseista.

PWHT-menetelmässä hitsattuja liitoksia kuumennetaan korkeisiin lämpötiloihin ja jäähdytetään sitten vähitellen, jotta vältetään vääristymät ja vääntymät, jotka voivat aiheuttaa painelaitteiden vikoja ja vuotoja, jos vääristymiä ja vääntymiä esiintyy. Tämän vuoksi PWHT-menetelmää saatetaan vaatia joissakin putkisto- ja säiliöstandardeissa; myös muut tekijät, kuten materiaalin paksuus ja kemiallinen koostumus, voivat määrittää sen tarpeellisuuden.

Korroosionkestävyys

Hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely on avainasemassa haastavissa ympäristöissä käytettävien hitsien eheyden kannalta. Se vähentää jäännösjännityksiä ja parantaa mikrorakenteita, jotta ne kestävät paremmin äärimmäisiä paineita ja lämpötiloja, ja lisää samalla korroosionkestävyyttä estämällä vedyn aiheuttamaa halkeilua ja jännityskorroosiohalkeilua.

PWHT-menetelmässä hitsattuja komponentteja kuumennetaan yleensä tarkkaan lämpötilaan pidemmäksi aikaa ja jäähdytetään vähitellen takaisin sen jälkeen, ja tietty lämpötila ja aika riippuvat materiaalityypistä ja sovelluksen vaatimuksista. Tasainen lämmitys ja jäähdytys on avainasemassa, jotta saavutetaan parhaat mahdolliset tulokset.

PWHT muuttaa hitsin mikrorakennetta pääasiassa martensiitista sellaiseksi, joka sisältää sekä ferriittiä että säilynyttä austeniittia, mikä johtaa pienempään huokoisuuteen ja kovuuteen sekä tehokkaampaan särön etenemiskestävyyteen ja jännityksen aiheuttamaan väsymiskestävyyteen. Lisäksi tämä prosessi muuttaa murtumismoodin hauraasta sitkeäksi, jolloin se kestää paremmin särön etenemistä ja jännityksen aiheuttamaa väsymystä.