Последователни изисквания на ASME B31.1 за термична обработка след заваряване

ASME B31.1 е незаменим набор от правила, предназначени да повишат безопасността на тръбопроводните системи. В крак с технологичния напредък, този набор гарантира, че тръбопроводните системи могат да работят безопасно в различни отрасли.

Изискванията на кода B31.1 за PWHT допускат температури, които достигат долната критична температура за материалите с 1 1/4 Cr Mo, което е особено рисковано, като се има предвид тяхната податливост към напукване при прегряване.

1. Материал

ASME B31.1 е индустриалният стандарт за енергийни тръбопроводни системи и се адаптира към технологичния напредък в различните индустрии, като осигурява последователни и стандартизирани тръбопроводни системи. Неговата работна среда обаче се различава значително от тази на технологичните тръбопроводни системи.

Както се вижда от таблица 1, границата на освобождаване от PWHT по B31.1 е значително по-ниска от тази в британския кодекс поради разликите в състава на стоманата, които влияят на нейната якост на разрушаване.

Изискванията на B31.1 и NBEP често си противоречат, когато става въпрос за освобождаване на дебелината от PWHT, въпреки че и двата кодекса използват обозначенията на групите ASME P1. Един по-последователен подход би помогнал за облекчаване на тези проблеми.

Алтернатива на PWHT е използването на предварително загряване на заваръчния шев, което е доказано успешно за повечето въглеродни стомани. Все пак не трябва да се забравя, че този метод невинаги осигурява оптимални резултати, когато се прилага само в областта на дъгата.

Многобройни проучвания оценяват ефикасността на предварителното нагряване за намаляване на риска от крехко счупване на заварките. За съжаление, повечето проведени изследвания са ограничени до симулации, а не до реални полеви изпитвания, и резултатите от тях зависят от използваните данни за якостта на разрушаване.

2. Заваряване

ASME B31.1 е адаптивен стандарт, създаден да се адаптира към технологичните промени в индустрията, като гарантира, че тръбопроводните системи остават безопасни и надеждни. Освен това неговата адаптивност позволява да се отговори на нуждите на различни индустрии, като нефтената и газовата или производството на енергия.

Изискванията за PWHT в строителните норми демонстрират чудесно тази адаптивност. Правилата на всеки кодекс варират в зависимост от дебелините, които изискват третиране с PWHT, свойствата на материалите, които предизвикват нуждата от него, температурите на задържане по време на третирането и скоростите на нагряване и охлаждане - всички те оказват влияние.

PWHT (топлинна обработка след заваряване) е съществена стъпка в процеса на проектиране на тръбопроводи и се изисква от много норми, като облекчава металните напрежения в заваръчните шевове и същевременно подобрява свойствата на материала.

Последните изменения на ASME B31.3 Process Piping премахнаха изискването за PWHT за въглеродна стомана, съответстваща на група материали P-No 1, за всички контролни дебелини, при условие че се използва предварително нагряване и многопроходно заваряване за всички дебелини на заварките. Тази промяна се основава на подробни анализи на механиката на разрушението, които разкриват, че заваръчните шевове, подложени на циклично натоварване, могат да доведат до нива на остатъчни напрежения, близки до праговете на провлачване, които водят до крехки разрушения; нивата на провлачване при близки до нивото на провлачване условия могат да доведат до остатъчни напрежения, близки до нивото на провлачване, причиняващи разкъсване при натоварвания, свързани със заваръчни конструкции, близки до нивото на провлачване, могат да доведат до остатъчни напрежения, свързани със заваръчни конструкции, близки до нивото на провлачване, могат да доведат до разрушаване поради нивата на остатъчни напрежения, причинени от заваръчни конструкции, близки до нивото на провлачване, достигащи до заваръчни конструкции, близки до нивото на провлачване, които водят до заваръчни конструкции, близки до нивото на провлачване, при условия на натоварване, подобни на тези, които се срещат при излагане на циклични условия на натоварване. Тази промяна беше въведена, тъй като показа как остатъчните напрежения, свързани със заваръчни шевове на ниво близко до границата на провлачване, могат да доведат до повреди, които при нормални условия биха се получили. Тази промяна беше въведена чрез подробни анализи на механиката на разрушението, показващи, че този тип заваръчни шевове, близки до нивото на провлачане, са подложени на заваръчни шевове, близки до нивото на провлачане, които са били изложени на условия на циклично натоварване, водещи до заваръчни шевове, близки до нивото на провлачане, могат да предизвикат крехко разрушение, дължащо се на заваръчни шевове, близки до нивото на провлачане, могат да предизвикат разрушение, дължащо се на условия на циклично натоварване, което в крайна сметка води до циклични цикли на натоварване. условия, подобни на заваръчните елементи с близко ниво на поддаване, могат да станат опасни при заваръчните елементи с близко ниво на поддаване, могат да доведат до крехко разрушение в резултат на заваръчни елементи с близко ниво на поддаване, подложени при условия, дължащи се на циклично натоварване при условия, когато са подложени на заваръчни елементи с близко ниво на поддаване заваръчните елементи с близко ниво на поддаване, които са подложени на натоварване, се разрушават крехко при условия на натоварване, отколкото биха могли иначе при нормални нива на натоварване призаваръчни съединения, подложени на условия на натоварване, водещи до разрушаване в резултат на умора при натоварване, дължащо се на остатъчни напрежения, водещи до провлачване или почти до провлачване заваръчни съединения, подложени на условия, подложени на условия, които могат да доведат до нива, близки до нивата на провлачване, водещи до заваръчни съединения, близки до нивата на провлачване, при условия, които могат да доведат до крехко разрушаване в резултат на циклично натоварване което води до заваръчни шевове с ниво на провлачване, които могат да станат по-силно или по-бързо от заваръчните шевове с ниво на провлачване, изложени на условия на циклично натоварване на заваръчни шевове с ниво на провлачване.

3. Тестване на

Тъй като различните раздели на Кодекса налагат различни изисквания за PWHT за въглеродни стомани, съществуват противоречиви изисквания по отношение на топлинната обработка след заваряване (PWHT). Понякога това отразява инженерни практики, разработени с течение на времето поради опит в приложението; в други случаи те могат да бъдат резултат от различно тълкуване на технически данни.

Преди 2014 г. B31.1 и B31.3 изискваха при всички заварки на въглеродна стомана с контролна дебелина, по-голяма от 0,75 инча, да се използва термична обработка чрез плазмено заваряване (PWHT). От 2014 г. насам обаче актуализацията на тези кодове позволява освобождаване от задължителната PWHT за материали P-No 1, когато преди заваряване се използва многопроходно заваряване с предварително нагряване на заваръчния шев при 95 градуса по Целзий за всяка номинална дебелина на материала >25 мм (1 инч). Освен това RRAC препоръча да се намалят изискванията за температурата на PWHT за материалите P № 4, за да се приведат в съответствие с другите раздели на кодекса.

Изпитванията по механика на разрушението, проведени от EPRI и други, ясно показват, че температурата на PWHT от 1100 градуса по Целзий или по-ниска е твърде ниска, тъй като тя значително намалява твърдостта и ударната якост на закалените образци от неблагородни метали в рамките на няколко минути.

Екипът на RRAC проучва промени в B31.1, които биха намалили изискваната температура на PWHT за въглеродни стомани, като същевременно предоставят алтернативен подход чрез техники за отпушване на топчета или половин топчета, разрешени от кодовете, ориентирани към ремонта. Те също така ще се стремят да разработят проектни криви, използвайки усъвършенствани методи на механиката на разрушението.

4. Инспекция

PWHT (топлинна обработка след заваряване) може да има изключително значителен ефект върху риска от крехко счупване на заварени компоненти. Поради това е наложително да се спазват изискванията на ASME B31.1, наскоро изменени, за да предложат по-голяма гъвкавост за топлинна обработка след заваряване на тръбни материали. Сега PWHT може да отпадне за дебелина на стената на въглеродна стомана P-No 1 от 19 mm или по-дебела, когато се използва многопроходно заваряване с минимално предварително нагряване, подобно на изискванията в други кодекси и стандарти, като например британските кодекси за практика. За съжаление, подробните анализи на механиката на разрушението показват, че липсата на изискване за PWHT за заварки с по-голяма дебелина увеличава риска от остатъчни напрежения, близки до нивото на провлачане, които увеличават податливостта им на разрушаване и могат да допринесат за крехкото им разрушаване.

PWHT включва обработка на метала на заваръчния шев, за да се намали напрежението и да се омекоти, което прави шева по-устойчив на корозионни повреди и други форми на увреждане, като по този начин се повишават нивата на безопасност в тръбопроводните системи.

ASME B31.1 предвижда също така проверка на заварките и компонентите преди пускането им в експлоатация, като се използват методи за безразрушително изпитване като радиография или ултразвукови тестове. Резултатите от тези изпитвания трябва да бъдат документирани за бъдещи справки и могат да помогнат за доказване на съответствието със стандартите ASME B31.1, както и за идентифициране на евентуални проблеми във вашата система.