B31.3 PWHT-tabel

B31.3-koden definerer regler for rørsystemer, der anvendes i olieraffinaderier, kemiske anlæg, papir- og papirmassefabrikker, halvlederfabrikker, kraftværker og lignende forarbejdningsanlæg. Dette dokument specificerer krav til design, fremstilling, montering, inspektion og test af procesrør.

En EPRI-rapport (Ref 1) har anbefalet, at PWHT-temperaturen for 1-1/4 Cr-materialer bør reduceres, og denne rapport vil støtte denne ændring i B31.1- og B31.3-koderne.

1. PWHT-temperaturområde

Forskellige regler for trykbeholdere og rør varierer betydeligt på forskellige områder, herunder de krævede PWHT-temperaturer. De fleste forskelle skyldes industritraditioner snarere end specifikke metallurgiske eller strukturelle overvejelser; som følge heraf har det vist sig at være en udfordring at opnå ensartede PWHT-krav på tværs af koder.

Kravene til PWHT afhænger af flere faktorer, herunder temperatur, varighed og krav til kornforædling af det materiale, der behandles; fasetransformationer; der skal også tages hensyn til svejsbarhed, når man overvejer PWHT ved høj temperatur (behandlinger ved høj temperatur kan resultere i problemer med revnedannelse og afskalning); desuden skal der altid tages nøje hensyn til svejsbarhed, da overophedede materialer kan resultere i dårlig svejsbarhed, når svejsning er involveret.

EPRI-sponsorerede tests (reference 1) på P No 4-materialer har afsløret, at deres lavere kritiske temperaturer er ret tæt på dem, der er specificeret i B31.1 og B31.3; hvilket tyder på, at minimum PWHT-temperaturer potentielt kan reduceres uden at påvirke de svejsninger, de bruges i, negativt.

Andre elementer, der kan påvirke PWHT-kravene, er den kemiske sammensætning af stort set sammenlignelige stål, forskellige grænser for Charpy-testkrav og inspektionsstandarder; derfor er det ikke let at opnå overensstemmelse med fritagelse fra PWHT i kulstofstål afhængigt af deres kemiske sammensætning.

2. Forvarmningstemperatur

Forvarmningstemperaturen er den minimumstemperatur, der skal opnås, før svejsningen begynder på visse materialer, især tykke materialer som Cr-Mo-stål og HSLA High Speed Low Alloy Steels. Forvarmning hjælper også med at forhindre koldfjedring og andre spændinger i at udvikle sig i svejsninger og forhindre koldfjedring under svejsearbejdet.

Kravene til forvarmning kan variere afhængigt af kontroltykkelse og nominel tykkelse. Kontroltykkelsen fungerer som den benchmark-tykkelse, der kræver PWHT; den nominelle tykkelse afgør, om der overhovedet er behov for varmebehandling efter svejsning (PWHT); for eksempel er kulstofstål, der tilhører materialegruppe P-No 3 i sin nominelle tykkelse på mere end 25 mm, fritaget for en sådan behandling.

3. Forvarmningstid

PWHT-tiden er en integreret del af rørføringen i fremstillings-/svejseprocessen, som bruges til at afgøre, om der er behov for varmebehandling efter svejsning eller ej. Samt specifikationer for forvarmningstemperatur og -område, specifikationer for holdetid og specifikationer for køleområde; alle skal tages i betragtning, når PWHT-tider fastsættes.

ASME B31.3 (2014) introducerer en tabel, der gør det muligt at undtage kulstofstålrør med alle kontroltykkelser og svejsetyper fra obligatorisk varmebehandling efter svejsning, når der anvendes visse mængder forvarmning, afhængigt af kravene til svejsemetalgruppen.

4. PWHT-tid

PWHT-tiden er en integreret del af dens effektivitet. Som med enhver anden proces øger længere varmebehandlingstid energiomkostningerne og dermed de omkostninger, der er forbundet med PWHT; så det er af afgørende betydning for en vellykket udførelse, at varigheden er så kort som muligt.

Svejsninger af rør, trykbeholdere og konstruktioner kan blive udsat for barske miljøer med høje temperaturer og ætsende kemikalier, som kræver særlig beskyttelse for at bevare den strukturelle integritet. I et sådant miljø er PWHT-behandling ofte afgørende for at mindske problemer som termisk udmattelse og spændingskorrosion - højstyrkestål og lavlegerede materialer er særligt modtagelige. PWHT-behandling tilbyder en løsning.

PWHT kan være en dyr proces på grund af de lange holdetider og langsomme opvarmnings- og afkølingshastigheder, for ikke at nævne, at de høje temperaturer, der anvendes under PWHT, potentielt kan beskadige svejsninger, hvis de håndteres forkert.

På grund af disse bekymringer har flere stålbrugere slået til lyd for ændringer af PWHT-tykkelsesgrænserne i B31.1- og B31.3-koderne. Denne artikel undersøger ligheder og variationer i undtagelser fra PWHT i forskellige fabrikationsstandarder, der bruges af industrier som EEMUA (petrokemisk industri) og elproduktion (elproduktionsindustri), sammen med potentielle rationaliseringsløsninger.