Термична обработка след заваряване и устойчивост на корозия

Специфичните за индустрията правила за заваряване често налагат PWHT за определени материали. PWHT помага да се гарантира целостта на заварените компоненти при екстремни условия в среди като електроцентрали на изкопаеми горива, съдове на ядрени реактори и други видове оборудване под налягане.

Процесът може да отнеме много време и да изисква специално оборудване. В резултат на тази процедура може да се появят изкривявания или деформации на завареното оборудване, което да наложи коригиращи действия за отстраняването им.

Намаляване на остатъчните напрежения

Термичната обработка след заваряване (PWHT) намалява остатъчните напрежения, контролира твърдостта на материала и повишава механичната якост след завършване на заваряването. PWHT трябва да се извършва след заваряване на съдове под налягане, тръби и ядрени електроцентрали, за да се намалят рисковете от разрушаване на заварките, като например по-висок потенциал за напукване или податливост на крехки разрушения; неизпълнението на това изискване може да доведе до разрушаване на заварките и повишена податливост на разрушаване. PWHT предлага ефективен и рентабилен метод за спазване на строгите индустриални стандарти, като същевременно ги изпълнява по-безопасно.

В зависимост от приложението нивата на остатъчните напрежения в заваръчния метал, зоната на термично влияние и съседния основен метал могат да достигнат границата на провлачане - в такива случаи PWHT може да облекчи и преразпредели тези остатъчни напрежения, за да подобри деформацията на заваръчните шевове, като същевременно имитира структурно поведение, подобно на основния материал.

В тази статия се изследват ефектите от равномерното PWHT върху заварени с X съединение HSS плочи с леко пресичащ се пълнеж. Сеченията са механично разделени и подложени на различни цикли на PWHT и изпитване на опън, преди да им бъде извършен макроскопски и микроскопски анализ. Резултатите показват, че индуцираните от PWHT промени, като например образуването на усукан мартензит в HAZ и FZ, могат значително да понижат нивата на остатъчните напрежения до нива под тези, установени в BM, като същевременно значително намаляват повишаването на напреженията в зоната на заваряване, както и подобряват деформацията при задействане до нива, близки до тези, установени в BM.

Контрол на твърдостта

Топлинната обработка след заваряване (PWHT) може да намали остатъчните напрежения, причинени от процесите на заваряване, които оставят остатъчни напрежения, които в противен случай биха могли да доведат до пукнатини, предизвикани от водород, или до корозионно напукване под напрежение. PWHT включва нагряване на материала, след което бавно го охлажда отново - помага за преразпределяне и облекчаване на напреженията, като същевременно подобрява пластичността, което увеличава устойчивостта срещу напукване под напрежение.

PWHT може да се използва и за предизвикване на фазови трансформации или утаяване, които да подобрят якостта и издръжливостта на материалите, но за да работи този процес успешно, е необходимо да се контролират много променливи, като например температурата и продължителността на излагане на материала.

Извършването на тест за твърдост, за да се прецени дали даден детайл се нуждае от PWHT, е сравнително лесно. Напълнете клетката за проба с вода, добавете буфер и индикаторни реагенти, разбъркайте, след което пребройте колко капки са били необходими за достигане на крайна точка (обикновено червена и синя), която Някои фотометри предоставят възможност за тестване на калциевата твърдост отделно от общата твърдост; това дава точна представа за качеството на вашия материал. Понякога може да достигнете лилава крайна точка вместо синя; това обикновено се дължи на смущения от мед (от алгициди или тръби), но може да се коригира чрез добавяне на допълнителни капки титрант в началото.

Повишаване на силата

Топлинната обработка след заваряване не само намалява и преразпределя остатъчните напрежения, но може да доведе и до металургични промени, които увеличават якостта. При по-високите температури, използвани по време на този процес, може да настъпи отпушване или утаяване, което намалява твърдостта, като същевременно подобрява пластичността и намалява риска от счупване.

Оборудването за PWHT предоставя значителни предимства на своите потребители. То може да помогне да се гарантира, че заваръчните шевове могат да издържат на високи натоварвания, без да се повредят или да протекат, което е от особено значение за петролните и газовите рафинерии, нефтохимическите заводи и атомните електроцентрали, където оборудването трябва да издържа на тежки условия.

Процесите на PWHT могат да бъдат скъпи поради зависимостта им от специализирани съоръжения и оборудване, както и поради отнемащите време цикли на нагряване/охлаждане, което увеличава разходите по проекта и забавя сроковете. Повтарящите се цикли на нагряване/охлаждане могат да причинят термична умора в някои сплави, което намалява продължителността на живота им с течение на времето.

Intertek предоставя услуги по PWHT за подобряване на микроструктурата на заварките и намаляване на остатъчните напрежения в заварените компоненти. Имаме богат опит в извършването на PWHT за приложения, обхващащи нефтената и газовата промишленост, нефтохимическата промишленост, производството на електроенергия, химическата промишленост и производството на стомана/метал, както и за въглеродни и неръждаеми/високолегирани материали, отговарящи на спецификациите на раздел VIII на ASME или на специфични ограничения на дебелината.

Устойчивост на корозия

Устойчивостта на корозия е една от ключовите характеристики, които позволяват металите да се използват в множество практически приложения. Тя се дължи както на присъщите им корозионноустойчиви свойства, така и на всички защитни мерки, предприети срещу корозионни повреди.

Хромът в неръждаемата стомана спомага за образуването на пасивен слой от хромов оксид, който възпрепятства проникването на кислород в металната му сърцевина и по този начин предотвратява корозията и ръждясването. Други елементи като никел, манган и молибден също повишават устойчивостта на корозия в неръждаемите стомани.

Липсата на корозионна устойчивост може да бъде фатална за биомедицинското оборудване. Металните стентове, използвани в транскатетърните сърдечни клапи, изискват отлична устойчивост на корозия; неспазването на този стандарт може да доведе до механични повреди на стента и до негативни биологични реакции, които застрашават както пациента, така и доставчика на здравни услуги.

PWHT подобрява корозионната устойчивост на материалите, като ги закалява или утаява до по-ниски нива на твърдост, като едновременно с това подобрява издръжливостта и пластичността, спомагайки за намаляване на повредите при заваряване, както и на риска от счупване при претоварване. PWHT често се налага в различни индустрии - закалени стомани, въглеродни и нисколегирани стомани, както и в нефтената и газовата промишленост и ядрената енергетика, които често изискват PWHT при ремонт на оборудване под налягане.