Изисквания за термична обработка след заваряване (PWHT) за тръби от въглеродна стомана

от Администратор88в познания за pwhtна Присъства на

Много проекти, включващи тръбопроводи от въглеродна стомана, могат да заобиколят PWHT, като се възползват от допустимото отклонение на BS 2633 и други подобни норми за дебелини до 19 mm без PWHT за нисколегирани стомани с по-ниско съдържание на въглерод; тези изисквания обикновено отговарят или надхвърлят изискванията, определени от американските норми; BS 2633 обаче предвижда по-високо изискване за предварително нагряване.

Процедури по заваряване

PWHT (термообработка след заваряване) не е просто още една процедурна стъпка: това е цялостен инженерен процес, който пряко влияе върху целостта на оборудването, безопасността на работниците и дългосрочната производителност. PWHT намалява остатъчните напрежения, като същевременно усъвършенства микроструктурите, за да предотврати корозионното напукване под напрежение и да избегне напълно корозионното напукване под напрежение.

PWHT включва нагряване на заваръчния шев до повишена температура за продължителен период от време, което позволява на металната матрица да абсорбира и преразпредели вътрешните напрежения, за да се намали рискът от крехко счупване, да се подобри здравината и еластичността и да се предотврати увреждането от водород.

За да се постигнат оптимални нива на PWHT, процедурите за заваряване трябва да включват мерки както за предварително, така и за последващо термично третиране, включително избор на подходящи видове и температури за предварително нагряване, както и наблюдение на температурите на нагряване/задържане и прилагане на мерки за контрол на качеството.

Само PWHT може да не е достатъчна за намаляване на твърдостта и увеличаване на еластичността на материала, използван при заваряване; може да се наложи провеждането на допълнителни процеси от висококвалифициран заваръчен персонал.

Предварително загряване

В последните изследвания е разработен експериментален и аналитичен метод за предварително нагряване по време на многопроходно ремонтно заваряване с помощта на термовизионни камери и анализ на топлообмена; и двата метода се оказаха точни.

От изданието на ASME B31.3 от 2014 г. дебелите тръбопроводи от въглеродна стомана са освободени от PWHT, стига да са предварително загряти до температура над критичната аустенитна температура и заварките да се извършват чрез многопроходни заваръчни процеси - важна разлика от предишните изисквания.

Въпреки че тези нови освобождавания могат да помогнат за спестяване на пари, те крият рискове, които трябва да бъдат внимателно обмислени, преди да бъдат избрани. Тези заварки потенциално биха могли да пострадат от корозия и проблеми с обслужването; освен това липсата на изисквания за PWHT може да доведе до неправилно проектиране, което в някои случаи налага повторно заваряване; за да се предотврати това, се препоръчва предварително нагряване.

Термична обработка след заваряване

Топлинната обработка след заваряване (PWHT) включва нагряване на заваръчните шевове до определена температура за кратко време и след това бавно охлаждане, което спомага за намаляване на напрежението и повишаване на якостта на заваръчните шевове. Въпреки това, PWHT трябва да се извършва внимателно, за да се избегне прекомерното или недостатъчното темпериране, което отслабва свойствата на материала.

PWHT включва нагряване на заваръчния шев до температури между 550 и 625 градуса по Целзий за около един час на инч дебелина, което променя микроструктурата му от аустенитна в равновесна двойна мартензитна и променя механичните му свойства, като увеличава якостта и намалява твърдостта.

PWHT може да е необходима в някои случаи на структурни заварки; в други обаче не е. ASME B31.1 и B31.3 позволяват ограничаване на дебелината на стените на C-Mn стоманени тръби, използвани в съдове под налягане, тръбопроводни системи и резервоари за съхранение, без да се налага PWHT след заваряване, при условие че се използва многопроходно заваряване и се прилагат мерки за предварително нагряване.

Квалификации

В таблица 331.1.3 са дадени подробности за съществените изменения, направени през 2014 г. в изискванията за PWHT за технологични тръбопроводи от въглеродна стомана, които са били обект на PWHT измервания, в отговор на опасенията, че предишните изключения от границите на PWHT дебелината може да са били твърде рестриктивни или прекалено консервативни.

Изпитванията, спонсорирани от EPRI (Ref 1), показват, че материалите от Р № 4 претърпяват драматични колебания в твърдостта и жилавостта при повишаване на температурата на термична обработка, особено при съединенията от разнородни материали между материалите от Р № 1 и Р № 4.

Промените в B31.3 от 2014 г. позволяват всички материали от въглеродна стомана, които попадат в материалната група P No 1, и всички контролни дебелини и видове заварки да бъдат освободени от последваща топлинна обработка, ако преди заваряването се използва предварително загряване от поне 95 градуса по Целзий. Този подход е подобен на препоръчания от британския стандарт BS 2633; инспекторът по NDE обаче все пак трябва да провери дали всички процеси са в съответствие с изискванията на Кодекса.