Požadavek na PWHT

Tepelné zpracování po svařování (PWHT) je řízený proces, který se používá k odstranění zbytkových napětí způsobených svařováním a k popouštění tvrdých, potenciálně křehkých oblastí mikrostruktury. Požadavky na PWHT se liší v závislosti na předpisech pro požadavky na lomovou houževnatost.

Předpisy PWHT pro tlakové nádoby a potrubí obvykle začínají na tloušťce 32 mm, ačkoli přesné požadavky se liší v závislosti na předpisech. Často však lze nalézt výjimku z PWHT.

Omezující tloušťka

Tepelné zpracování po svařování (PWHT) zahrnuje zahřátí svařenců nad mez kluzu, aby se zmírnilo tahové zbytkové napětí způsobené svařováním, a tím se snížila pravděpodobnost vzniku trhlin způsobených prostředím, které by jinak mohly vést k netěsnosti a poruše zařízení.

V současné době se PWHT vyžaduje u svarových spojů z nízkolegovaných ocelí používaných v normách pro výrobu trubek; naproti tomu většina obecných spojů konstrukčních ocelových konstrukcí v mostech a budovách nevyžaduje zkoušení PWHT.

Cílem této studie je zjistit, zda je možné vyřešit rozpory mezi předpisy pro potrubí a tlakové nádoby, pokud jde o požadavky na tloušťku, nad kterou musí být provedena PWHT, a požadavky na Charpyho zkoušku, s využitím podobností, které mezi nimi existují - jako je použití speciálně navržených postupů oprav a stanovení minimální Charpyho energie vypočtené pomocí analýzy lomové mechaniky jako ukazatele úspěšnosti.

Požadavky na Charpyho zkoušku

Charpyho rázová zkouška je metoda hodnocení kovů a slitin za účelem měření jejich houževnatosti. Proces zahrnuje údery kyvadlovým kladivem do vzorku, měření množství absorbované energie a následné určení, zda je materiál tvárný nebo křehký. Může se kombinovat s dalšími zkouškami, jako jsou křivky odolnosti proti roztržení J-Da, aby se zjistilo, zda sestava odolá nárazům při namáhání.

Výsledky Charpyho zkoušky se uvádějí v joulech, což je jednotka energie v soustavě SI, a obvykle se vykreslují jako křivka závislosti zatížení na čase (obrázek 3). Pokročilá verze této zkoušky známá jako instrumentovaná Charpyho zkouška umožňuje konstruktérům přesně zachytit vývoj trhliny a zároveň měřit deformace během lomu.

Přestože normy pro tlakové nádoby a potrubí často vyžadují PWHT při překročení určitých prahových hodnot tloušťky, jak je znázorněno v tabulce 1, racionalizace rozdílných požadavků na PWHT ve stavu po svařování by mohla být náročná vzhledem k různým ocelím, svařovacím procesům a úrovním kvality, které mají za následek rozdílné požadavky na rázovou houževnatost podle Charpyho.

Výjimky

Svařitelnost (svařitelnost) konstrukcí a součástí má zásadní význam pro jejich bezpečný provoz. Tu lze zajistit čtyřmi faktory: (1) snadná svařitelnost, (2) vhodnost svařovacího procesu, (3) stav materiálu po svařování a (4) prostředí vhodné pro svařování.

Přezkum chrom-molybdenových materiálů používaných v jaderném provozu odhalil významné příležitosti ke zmírnění požadavků na tloušťku a požadavků na Charpyho zkoušky, čímž se vytvářejí významné možnosti úspor jak z finančního hlediska, tak díky omezení odstávek. To by mohlo energetickým společnostem přinést významné úspory nákladů v dolarech i v čase odstávek.

Rozhovory s odborníky z průmyslu ukázaly, že současné požadavky na PWHT pro svařence SS-316L a CS-430 pro jaderné účely se řídí spíše úspěšnými postupy zjištěnými v petrochemickém a energetickém průmyslu než technickými údaji, konstrukčními výpočty nebo experimenty; tento trend může mít v budoucnu závažné důsledky pro projekty jaderných potrubí.