Термична обработка след заваряване

от Администратор88в свързани с продуктана Присъства на

В много тръбопроводни норми якостта на разрушаване на заваръчните шевове се използва като основа за местен отказ от изискванията за термична обработка след заваряване (PWHT); този метод обаче невинаги се прилага за различни материали или приложения.

Изискванията за PWHT за материалите на електропроводите обикновено се основават на по-ниската критична температура на трансформация на основния метал.

Процедури по заваряване

Заваряемостта на заварените съединения зависи от различни фактори, включително геометрия, повторно натоварване, температури на заваряване при предварително нагряване и температури на заваряване между заварките, както и от плътността на тока. Освен това нисковъглеродните материали като AISI P-4 или P-5A също оказват влияние върху заваряемостта; втвърдяването също може да окаже влияние, както и потенциалът за забавено водородно напукване.

Топлинната обработка след заваряване (PWHT) служи за подобряване на издръжливостта на врязване чрез намаляване на остатъчните напрежения и облекчаване на предварително съществуващите напрежения в детайла, причинени от процесите на производство, заваряване и рязане. Процесите на PWHT обикновено продължават един час на 25 mm дебелина при температура 600 градуса по Целзий.

Изискванията за PWHT обикновено се определят от критериите за заваряемост, а производствените кодове предоставят подробни изисквания по отношение на местната PWHT. Значителна част от тези разпоредби се фокусира върху изискванията за пределна дебелина - предположение, основано на това, че крехкото разрушаване е по-вероятно без PWHT, отколкото с нея - това предположение обаче е оспорено чрез анализ на механиката на разрушението; по-конкретно сравнението на основните криви за челни заварки в стоманени тръби показва това заключение и установява, че настоящите граници на дебелината при PWHT са твърде рестриктивни в някои производствени кодове.

Загрейте

Предварителното нагряване на стоманите преди заваряване е от съществено значение за свеждане до минимум на напреженията при заваряване и остатъчните напрежения в зависимост от дебелината на заваръчния елемент и съдържанието на сплавта. За точното следене на тези температури трябва да се използват температурни индикатори или термодвойкови пирометри.

Предварителното подгряване намалява критичния градиент на скоростта за всяко дадено съотношение на еквивалентност и увеличава скоростта на ламинарния пламък, като създава по-стабилни дъги с по-малко пръски. (Фиг. 20).

Предварителното нагряване се използва за повишаване на твърдостта на заваръчния метал и на зоната на термично влияние (ЗТВ) при въглеродни и нисколегирани стомани чрез забавяне на скоростта на охлаждане, като по този начин се намаляват дефектите, като порьозност и кухини в ЗТВ, подобряват се механичните свойства и се намалява рискът от напукване от водородно крехкост (наричано още забавено или подпукване) при въглеродни/нисколегирани стомани, както и при аустенитни неръждаеми стомани с високо съдържание на никел, като например тип 347/Incoloy 825.

Намаляването на температурата на подгряване и на температурата на междинно преминаване може да спомогне за увеличаване на дебелината на заваръчния шев без последваща топлинна обработка (PWHT), особено за заваръчни шевове, задържащи високо налягане, като челни, гнездови и филетни заварки на резбови съединения и връзки на дюзи. Въз основа на проучванията на E2G за крехко разрушаване премахването на задължителното PWHT за нисколегирани заварени под налягане части съгласно ASME B31.3 би намалило здравината на заварките, като същевременно би увеличило риска от крехки разрушения.

Термична обработка след заваряване

Топлинната обработка след заваряване (PWHT) е ефективно средство за премахване на вредните остатъчни напрежения в заварени компоненти, като например съдове под налягане и тръби, като същевременно се намалява податливостта им към условията на околната среда, които причиняват образуване на пукнатини или крехко разрушаване. Винаги трябва да се спазват изискванията на нормативната уредба, за да се запази целостта на изработените заваръчни елементи.

Процесите на PWHT обикновено се изискват за заваръчни шевове от въглеродна стомана с дебелина, надвишаваща предварително определен праг, за да се предпазят от забавено водородно разрушаване и други явления на корозия под напрежение, включително забавено водородно разрушаване. PWHT включва условия на нагряване, охлаждане и накисване, които оказват влияние върху свойствата на заваръчния материал в резултат на този процес - прекомерното или продължително време на накисване може да доведе до обезвъглеродяване, дебритритиране или окрехкостяване, което ще повлияе отрицателно върху свойствата му на якост на опън, якост на пълзене или издръжливост на врязване.

Изискванията за PWHT за въглеродни стомани варират в различните кодове за производство и ремонт в зависимост от границите на дебелината и диаметъра, като вариациите вероятно се дължат на различно тълкуване на техническата база данни или на развитието на производствените/заваръчните практики с течение на времето. Настоящите кодове на ASME BP&V допускат изключения от изпитването на PWHT до 5/8 инча дебелина на материала, използван в ядрената енергетика, въз основа на предположения като повишена заваряемост от тънкостенни материали с голям диаметър; присъщите им характеристики на якост на разрушаване; достатъчни, за да поддържат разрушаване с ниска енергия.

Охлаждане

Процедурите за PWHT трябва да бъдат специално разработени за всеки компонент, като температурите зависят от дебелината му; ASME VII се прилага за дебелини над 19 mm, докато BS EN 13445 и BSPD 5500 обхващат дебелини над 35 mm. Скоростта на охлаждане също зависи от дебелината; един час на всеки 25 mm дебелина и охлаждане с неподвижен въздух е допустимо под 800 градуса по Целзий. При PWHT обикновено се използват или постоянни стационарни пещи, или преносими пещи с количка за големи и обемисти части.