След заваряване топлинна обработка за въглеродна стомана

PWHT (топлинна обработка след заваряване) е важен процес, който спомага за облекчаване и преразпределяне на неравномерните вътрешни напрежения, създадени при заваряване, както и за намаляване и предотвратяване на водородната крехкост, която в противен случай би могла да доведе до напукване на заваръчните шевове на тръбите.

PWHT (топлинна обработка на заварени плочи) включва нагряване на компоненти на заварени изделия до високи температури за определен период от време. Съществуват различни методи за провеждане на PWHT.

Отгряване

Отгряването е процес, използван за повишаване на еластичността на металите или сплавите. Той се осъществява чрез повишаване на температурата им над температурата на рекристализация, но под температурата на топене, за да се даде достатъчно енергия на атомите да мигрират в микроструктурата им, да коригират дислокациите и да облекчат вътрешните напрежения, като в крайна сметка материалите стават по-еластични.

Обработваемостта може да бъде подобрена и чрез адитивно производство, като се създадат по-правилни микроструктури и се намали закаляването, което може да се е получило по време на процесите на формиране или обработка.

Отгряването често се извършва като част от обработката за намаляване на напреженията, за да се намалят остатъчните напрежения в зоните на топлинно въздействие на заваръчния шев (ЗТШ). Високите остатъчни напрежения могат да доведат до лоши свойства на якост на разрушаване и корозионно напукване под напрежение; поради тази причина в нормативните документи се посочват специфични температурни диапазони и време на накисване за обработка за намаляване на напрежението.

Нормализиране на

Нормализирането е процес на топлинна обработка на въглеродни и нисколегирани стомани, предназначен за постигане на все по-фина зърнена структура и по този начин подобряване на механичните свойства, особено на здравината.

Нормализирането на стоманата премахва водорода, като помага да се предотврати крехкостта, която възниква по време на заваряване, и предизвиканото от водорода напукване, което е постоянно присъстващ риск в различни приложения. Нормализирането и техники като изпичането на водорода позволяват на задържания водород да се разпространява по-свободно от заварките и значително намаляват този риск.

Поради екстремните температури, свързани с PWHT, компонентите могат да бъдат силно изкривени. Поради това по време на топлинната обработка трябва да се осигури подходяща опора, като се използват естакади, специално пригодени за поддържане по време на PWHT; за оптимални резултати те трябва да бъдат изработени от материали с подобен коефициент на топлинно разширение като съответния обработван компонент, в противен случай може да се получи деформация и повреда.

Облекчаване на стреса

Термичната обработка след заваряване помага да се намалят вътрешните напрежения, създадени при заваряването. То често се изисква от нормите за оборудване под налягане с определена дебелина.

Този метод променя микроструктурата на заварени стомани чрез бързо повишаване и охлаждане при определени температурни диапазони, като целта е да се намалят вътрешните напрежения, за да се получат по-устойчиви метали.

Технологията PWHT изисква прецизно регулиране на температурата, за да се избегне термичен шок и деформация на компонентите, поради което многобройните термодвойки са от съществено значение за откриването на всякакви аномални температури или градиенти, които могат да възникнат по време на обработката.

Като част от процеса на термична обработка компонентите се нуждаят от естакади, които да отговарят на уникалните им форми, за да осигурят адекватна опора по време на PWHT. Ако не се осигури тази съществена опора, това може да доведе до катастрофално огъване или изкривяване на структурите, а на редовни интервали по дължината на цилиндъра или съда трябва да се поставят естакади, изработени от материали с темп на термично разширение, подобен на този на обработваната стомана.

Закаляване

Закаляването е неразделна част от топлинната обработка след заваряване. То включва нагряване на стоманата до определена температура, след което тя постепенно се охлажда с регулируема скорост - това позволява на инженерите и металурзите да постигнат идеално съчетание между твърдост и еластичност на стоманата. Те могат да избират измежду различни температури на отпушване, като всяка от тях има различно въздействие върху якостта.

Закаляването е ефективен метод за увеличаване на издръжливостта на заварените компоненти чрез свеждане до минимум на пукнатините от напрежение и умората, както и за намаляване на риска от корозия. Когато се извършва правилно, отпушването спомага за подобряване на дълготрайността, тъй като елиминира пукнатините от напрежение и умората; освен това намалява риска от корозия.

Закаляването е сложен процес, изискващ прецизност, за да се избегне увреждане на стоманата по време на закаляването. Продължителното време или високите температури по време на отпушването могат да доведат до загуба на здравина, затова е задължително тези времена и температури да се спазват стриктно. Поради това в много от службите за PWHT се използват индукционни нагреватели за бързо и прецизно нагряване на стоманата за отпушване; тези нагреватели се оказват по-ефективни от използването на горелки или електрически съпротивителни нагревателни елементи.