Varmebehandling efter svejsning

af admin88i produktrelateretpå Udgivet d.

Mange rørledninger bruger svejsningers brudstyrke som grundlag for at fravige kravene til varmebehandling efter svejsning (PWHT) lokalt, men denne metode gælder ikke altid på tværs af materialer eller anvendelser.

PWHT-krav til materialer til energirør afhænger generelt af den lavere kritiske omdannelsestemperatur for basismetallet.

Svejseprocedurer

Svejsbarhed for svejste samlinger afhænger af forskellige faktorer, herunder geometri, genbelastning, svejseforvarmningstemperaturer og interpass-temperaturer samt strømtæthed. Desuden har materialer med lavt kulstofindhold som AISI P-4 eller P-5A også indflydelse på svejsbarheden; hærdbarhed kan også have en effekt, ligesom brintforsinket revnepotentiale.

Varmebehandling efter svejsning (PWHT) har til formål at forbedre slidstyrken ved at aflaste restspændinger og afslappe allerede eksisterende spændinger i emnet forårsaget af fabrikations-, svejse- og skæreprocesser. PWHT-processer varer typisk en time pr. 25 mm tykkelse ved en temperatur på 600 °C.

PWHT-krav er typisk drevet af svejsebarhedskriterier, og fabrikationskoder giver detaljerede krav med hensyn til lokal PWHT. En betydelig del af disse regler fokuserer på krav til tykkelsesgrænser - en antagelse, der er baseret på, at sprøde brud er mere sandsynlige uden PWHT end med - men denne antagelse er blevet udfordret gennem brudmekanisk analyse; mere specifikt har en sammenligning af masterkurver for svejsesømme i stålrør demonstreret denne konklusion og fundet de nuværende PWHT-tykkelsesgrænser for restriktive i nogle fabrikationskoder.

Forvarmning

Forvarmning af stål før svejsning er afgørende for at minimere svejsespændinger og restspændinger, afhængigt af svejseemnets tykkelse og legeringsindhold. Temperaturindikatorer eller termoelement-pyrometre skal bruges til at overvåge disse temperaturer nøjagtigt.

Forvarmning reducerer den kritiske hastighedsgradient for ethvert givet ækvivalensforhold og øger den laminære flammehastighed, hvilket skaber mere stabile buer med mindre sprøjt. (Fig. 20).

Forvarmning bruges til at øge svejsemetallets og den varmepåvirkede zones (HAZ) hårdhed for kulstofstål og lavlegeret stål ved at sænke deres afkølingshastighed og dermed mindske defekter som porøsitet og hulrum i HAZ, forbedre de mekaniske egenskaber og mindske risikoen for brintskørhedsrevner (også kaldet forsinkede revner eller revner under vulsten) i kulstofstål/lavlegeret stål samt austenitisk rustfrit stål med højt nikkelindhold som type 347/Incoloy 825.

Reduktion af forvarmnings- og interpass-temperaturer kan hjælpe med at øge svejsetykkelsen uden varmebehandling efter svejsning (PWHT), især for svejsninger, der holder til højt tryk, såsom stumpsømme, muffesømme og kantsømme på gevindsamlinger og dyseforbindelser. Baseret på E2G's studier af skørhedsbrud vil eliminering af obligatorisk PWHT for lavlegerede svejsede dele under tryk i henhold til ASME B31.3 mindske svejsningens sejhed og samtidig øge risikoen for skørhedsbrud.

Varmebehandling efter svejsning

Varmebehandling efter svejsning (PWHT) er et effektivt middel til at fjerne skadelige restspændinger i svejsede komponenter som f.eks. trykbeholdere og rør, samtidig med at deres følsomhed over for miljøforhold, der forårsager revnedannelse eller skørhedsbrud, mindskes. Kravene i lovgivningen skal altid overholdes for at bevare integriteten af de fremstillede svejsninger.

PWHT-processer er generelt påkrævet for svejsninger af kulstofstål med en tykkelse, der overstiger en foruddefineret tærskel, for at beskytte dem mod brintforsinkede brud og andre spændingskorrosionsfænomener, herunder brintforsinkede brud. PWHT involverer opvarmning, afkøling og udblødning, som påvirker svejsematerialets egenskaber som følge af denne proces - overdreven eller langvarig udblødning kan resultere i afkoksning, debrittlement eller skørhed, som vil påvirke dets trækstyrke, krybestyrke eller kerbe sejhedsegenskaber negativt.

PWHT-krav til kulstofstål varierer på tværs af fabrikations- og reparationskoder afhængigt af tykkelses- og diametergrænser, hvor variationer muligvis kan tilskrives forskellige fortolkninger af tekniske databaser eller udvikling af fabrikations-/svejsepraksis over tid. Nuværende ASME BP&V-koder tillader undtagelser fra PWHT-testning af op til 5/8 tommer tykt materiale, der bruges i nuklear service, baseret på antagelser som øget svejsbarhed fra materialer med stor diameter og tynde vægge; deres iboende brudstyrkeegenskaber; der er tilstrækkelige til at understøtte lavenergibrud.

Køling

PWHT-procedurer skal skræddersys specifikt til hver komponent, og temperaturerne afhænger af tykkelsen; ASME VII gælder over 19 mm, mens BS EN 13445 og BSPD 5500 dækker tykkelser på 35 mm eller derover. Kølehastigheden afhænger også af tykkelsen; en time for hver 25 mm tykkelse, og køling med stillestående luft er tilladt under 800 grader. PWHT bruger normalt enten permanente, faste ovne eller bærbare, bogie-læssede top hat-ovne til store, uhåndterlige dele.