Tepelné zpracování po svařování (PWHT) zlepšuje mechanické vlastnosti svařovaných dílů

Průmyslové potrubí a skladovací nádrže vystavené extrémním teplotám nebo korozi potřebují dodatečné tepelné zpracování (PWHT), aby se minimalizovala zbytková napětí a zjemnila mikrostruktura; PWHT zajišťuje, že tyto součásti vydrží náročné prostředí.

PWHT (neboli uvolňování napětí) zahrnuje zahřátí svařovaného materiálu na ideální teplotu a udržování této teploty po stanovenou dobu. Tím se rovnoměrně uvolní veškerá zbytková napětí a rovnoměrně se rozloží po celé ploše.

Snižuje zbytková napětí

Svařováním vzniká vysoký teplotní gradient, který má za následek zbytková napětí ve svarovém i základním materiálu. V kombinaci se zatěžovacími napětími mohou tato zbytková napětí překročit návrhové limity materiálu a způsobit jeho úplné selhání.

Tepelné zpracování po svařování (PWHT) pomáhá uvolnit zbytková napětí a snížit deformace tím, že umožňuje rovnoměrnější uvolnění a redistribuci svaru a základního kovu. PWHT může také umožnit, aby proběhly některé procesy popouštění nebo srážení, což zvyšuje tažnost a zároveň snižuje odolnost vůči křehkému lomu.

Účinná PWHT vyžaduje řízení teploty a doby, aby se dosáhlo rovnoměrného snížení napětí ve svarech a aby se podle potřeby snížila zbytková napětí. Pro maximální snížení napětí je třeba dodržet správné teploty a doby namáčení.

Výzkum prokázal, že PWHT snižuje zbytková napětí na úroveň nižší než 30% meze kluzu; stále však obsahují dostatečnou sílu k poškození svarů a musí být brány v úvahu při předvídání vlastností svařovaných součástí.

Zlepšuje mechanické vlastnosti

Svařováním se vytvářejí základní spoje mezi kovy, ale také může docházet k namáhání a deformaci materiálů. Tepelné zpracování po svařování má zásadní význam pro zmírnění těchto pnutí a zajištění toho, aby materiály odolaly náročným podmínkám.

Tento proces spočívá v zahřátí svařovaného materiálu na určitou teplotu a následném pomalém ochlazování, které zvyšuje pevnost materiálu, protože se zvyšuje jeho rovnoměrnost a snižuje tvrdost. Kromě toho může pomoci zabránit tepelnému zkreslení tlakového zařízení, které by mohlo ohrozit jeho integritu a vést k netěsnostem nebo poruše.

PWHT obvykle zahrnuje žíhání nerezových součástí při teplotách 550-625 stupňů Celsia po dobu jedné hodiny na palec tloušťky za účelem odstranění zbytkových napětí, uvolnění napětí v oblastech svarů a tepelně ovlivněné zóny (HAZ), obnovení korozivzdorných vlastností slitin, zlepšení mechanických vlastností, jako je tažnost, houževnatost a odolnost proti křehkému lomu, a také usnadnění popouštěcích účinků, jako je popouštění srážením nebo stárnutím určitých ocelí, při současném popouštění jiných slitin v určitých časech a teplotách bez rizika další degradace těchto vlastností.

Zabraňuje vzniku trhlin způsobených vodíkem

Difuze vodíku při svařování vysokopevnostních a silných materiálů představuje extrémní nebezpečí pro integritu svaru. Pokud atomizovaný vodík, který se nemůže spojit s kyslíkem ve svarovém kovu, difunduje do nespojitostí v oceli, vznikají trhliny. Tento stav, známý jako vodíková křehkost, způsobuje nepoužitelnost svarů. Techniky tepelného zpracování po svařování, jako je vypalování vodíku, umožňují zachycenému vodíku uniknout do atmosféry, místo aby se stal křehnoucí silou, která ohrožuje svary.

PWHT také pomáhá chránit svařované součásti před vznikem trhlin v měkké zóně (SZC), což je důsledek poškození vodíkem, který může způsobit jejich předčasné selhání a vést k nákladnému přepracování, prostojům a ztrátám ve výrobě. I když náchylnost k SZC závisí na mikrostruktuře oceli, PWHT a správné postupy svařování mohou její výskyt výrazně snížit.

Snižuje korozi

Tepelné zpracování po svařování pomáhá zmírnit zbytková napětí a zlepšit mechanické vlastnosti svařovaných dílů, jakož i snížit deformace a zvýšit odolnost proti korozi.

Průmyslová odvětví, jako je výroba energie, petrochemické zpracování a rafinace, vyžadují komponenty vystavené vysokým úrovním namáhání a extrémním teplotám, aby splňovaly přísné předpisy a bezpečnostní normy. PWHT zajišťuje, že tyto součásti vydrží toto namáhání snížením zbytkového napětí, zlepšením mikrostruktury a zamezením vzniku korozních trhlin - tento přístup používáme pro každou součást v těchto odvětvích.

Skladovací nádrže a procesní zařízení vyrobené ze svařované nerezové oceli mohou být vystaveny nebezpečným chemikáliím a palivům, které vyžadují PWHT jako nezbytné opatření k zamezení koroze a zachování strukturální integrity. PWHT zahrnuje pečlivé zahřívání nerezové oceli, dokud se nerozpustí všechny škodlivé karbidy; současně se zjemňuje její vnitřní struktura, aby se vyvážila tvrdost s odolností a zlepšila se tak zkušenost s kovem v náročných prostředích. Tento cyklus rovněž zajišťuje maximální bezpečnost v náročných situacích.