Термичната обработка след заваряване (PWHT) подобрява механичните свойства на заварените компоненти

от Администратор88в познания за pwhtна Присъства на

Промишлените тръбопроводи и резервоари за съхранение, подложени на екстремни температури или корозия, се нуждаят от термична обработка след заваряване (PWHT), за да се сведат до минимум остатъчните напрежения и да се усъвършенстват микроструктурите; PWHT гарантира, че тези компоненти могат да издържат на тежки условия.

PWHT (или облекчаване на напрежението) включва нагряване на заварения материал до идеална температура и задържането му на тази температура за определен период от време. По този начин се освобождават остатъчните напрежения по равномерен начин и се разпределят равномерно по цялата му площ.

Намалява остатъчните напрежения

Заваряването създава висок температурен градиент, който води до остатъчни напрежения както в заваръчния материал, така и в изходния материал. Ако се комбинират с напрежения от натоварването, тези остатъчни напрежения могат да надхвърлят проектните граници на материала и да доведат до пълното му разрушаване.

Топлинната обработка след заваряване (PWHT) спомага за облекчаване на остатъчните напрежения и намаляване на деформациите, като позволява на заваръчния шев и изходния метал да се отпуснат и преразпределят по-равномерно. PWHT може също така да позволи протичането на някои процеси на отпушване или утаяване, които увеличават пластичността, като същевременно намаляват устойчивостта на крехко разрушаване.

Ефективната PWHT изисква контрол на температурите и времето, за да се постигне равномерно намаляване на напреженията в заваръчните шевове и да се намалят остатъчните напрежения по желание. За максимално намаляване на напреженията трябва да се прилагат подходящи температури и време на накисване.

Изследванията показват, че PWHT намалява остатъчните напрежения до нива под 30% от границата на провлачане; въпреки това те все още съдържат достатъчно сила, за да повредят заваръчните шевове, и трябва да се вземат предвид при прогнозиране на работата на заварените компоненти.

Подобрява механичните свойства

Заваряването създава важни връзки между металите, но също така може да доведе до напрежения и изкривявания на материалите. Топлинната обработка след заваряването е от решаващо значение за намаляване на тези напрежения и за гарантиране, че материалите могат да издържат на строги условия.

Този процес включва нагряване на заварения материал до определени температури, след което той се охлажда бавно, за да се подобри здравината му чрез уеднаквяване и намаляване на твърдостта. Освен това това може да помогне за избягване на термични деформации в оборудването под налягане, които могат да нарушат целостта му и да доведат до течове или повреда.

PWHT обикновено включва отгряване с разтвор на компоненти от неръждаема стомана при температури между 550 и 625 градуса по Целзий за един час на инч дебелина, за да се намалят остатъчните напрежения, да се намали напрежението в зоните на заварките и зоната на термично въздействие (HAZ), да се възстановят свойствата на сплавите, устойчиви на корозия, да се подобрят механичните свойства като пластичност, жилавост и устойчивост на крехко разрушаване, както и да се улеснят ефектите на отпушване, като например отпушване на утайки или стареене на определени стомани, като същевременно се отпушват други сплави при определени времена и температури, без да се рискува по-нататъшно влошаване на тези свойства.

Предотвратява пукнатините, предизвикани от водорода

Дифузията на водорода по време на заваряване на високоякостни и дебели материали представлява изключителна опасност за целостта на заваръчния шев. Ако атомизираният водород, който не може да се съедини с кислорода в заваръчния метал, дифундира в неравности в стоманата, се образуват пукнатини. Това състояние, известно като водородно крехкост, прави заварките неизползваеми. Техниките за топлинна обработка след заваряване като изпичане на водорода позволяват на уловения водород да излезе в атмосферата, вместо да се превърне в крехки сили, които компрометират заварките.

PWHT също така помага да се защитят заварените компоненти от напукване в меката зона (SZC), ефект от водородно увреждане, което може да доведе до преждевременното им повреждане и да доведе до скъпоструваща преработка, престой и загуба на производство. Въпреки че податливостта на SZC зависи от микроструктурата на стоманата, PWHT и правилните процедури за заваряване могат значително да намалят честотата на появата му.

Намалява корозията

Топлинната обработка след заваряване спомага за намаляване на остатъчните напрежения и подобряване на механичните свойства на заварените компоненти, както и за намаляване на деформациите и повишаване на устойчивостта на корозия.

Индустрии като производство на електроенергия, нефтохимическа обработка и рафиниране изискват компоненти, подложени на високи нива на напрежение и екстремни температури, за да отговарят на строгите норми и стандарти за безопасност. PWHT гарантира, че тези компоненти могат да издържат на това натоварване чрез намаляване на нивата на остатъчните напрежения, подобряване на микроструктурите и избягване на корозионното напукване под напрежение - подход, който прилагаме за всеки компонент в тези индустрии.

Резервоарите за съхранение и технологичното оборудване, изработени от заварена неръждаема стомана, могат да бъдат изложени на въздействието на опасни химикали и горива, които изискват PWHT като необходима мярка за избягване на корозия и поддържане на структурната цялост. PWHT включва внимателно нагряване на неръждаемата стомана до разтваряне на вредните карбиди; едновременно с това се усъвършенства вътрешната ѝ структура, за да се балансира твърдостта с еластичността за подобряване на метала в тежки условия. Този цикъл също така осигурява максимална безопасност в предизвикателни ситуации.