Varmebehandling efter svejsning

af admin88i produktrelateretpå Udgivet d.

Varmebehandling efter svejsning (PWHT) er en kontrolleret proces, hvor materiale, der er blevet svejset, opvarmes over sin lavere kritiske omdannelsestemperatur i en længere periode, typisk efter svejseoperationer, for at håndtere restspændinger og mikrostrukturelle ændringer forårsaget af svejseprocesser. PWHT kan være påkrævet på grund af restspændinger eller mikrostrukturelle ændringer forårsaget af selve svejsningen.

Svejsning og varmebehandling

Svejsning er en integreret proces i byggeri og produktion, men kan alligevel medføre spændinger og ufuldkommenheder i svejsede komponenter. Varmebehandling efter svejsning (PWHT) bruges til at løse disse problemer og forbedre de mekaniske egenskaber i de svejsematerialer, der produceres under svejseprocessen. PWHT kan reducere dannelsen af sprøde faser, afhjælpe svejserestspændinger, forbedre sejhed og duktilitet i både grundmateriale og svejsezonekomponenter, samtidig med at det hjælper med at mindske risici som spændingskorrosion eller brintinduceret revnedannelse.

PWHT indebærer generelt opvarmning af en hel svejset struktur til under dens kritiske omdannelsestemperatur i et forudbestemt tidsrum for at muliggøre udvidelse af svejsemetallet og aflaste svejserestspændinger. Den valgte PWHT-metode afhænger af flere faktorer, herunder sammensætning, slutbrug eller serviceforhold og svejseteknik.

PWHT kan også bruges til anløbning, udfældning og ældning i visse ståltyper, hvilket giver ekstra fordele, der rækker ud over spændingsaflastning, såsom reducerede hårdhedsniveauer, forbedret duktilitet og modstandsdygtighed over for termisk udmattelse. Selvom PWHT giver flere fordele, skal det bemærkes, at anvendelsen kan være dyr og arbejdskrævende; desuden kan der være behov for specialudstyr og -faciliteter; nøjagtige temperaturmålere skal kalibreres på forhånd for at kunne styre temperaturen nøjagtigt under svejseprocessen.

Udglødning

Udglødning er en af de vigtigste dele af PWHT, der hjælper med at forbedre metalegenskaber som duktilitet, sejhed og homogenitet, hvilket hjælper med at styrke strukturer som rørledninger, broer og trykbeholdere mod de kræfter, de vil blive udsat for over tid.

Glødning kan bruges på forskellige metaller og legeringer til at ændre deres fysiske og kemiske egenskaber ved hjælp af opvarmning, fastholdelse og langsom afkøling. Glødning kræver opvarmning, fastholdelse og derefter langsom afkøling, indtil de ønskede resultater er nået.

Præcis temperaturregulering er nøglen til en vellykket PWHT-proces, og Libratherm tilbyder flere PID ramp soak-controllere, som giver præcis temperaturstyring af udglødningsprocessen og kan konfigureres i henhold til dine unikke specifikationer.

Udglødning indebærer opvarmning af koldbearbejdet materiale lige over dets kritiske omdannelsespunkt (CTP) til opblødning, hvilket gør det muligt at aflaste spændinger, forfine mikrostrukturen, fjerne brint, afkarbonisere og reducere arbejdshærdningen, samtidig med at arbejdshærdningen fra koldbearbejdningen mindskes. Når dette trin er afsluttet, kan den langsomme afkøling begynde for at undgå dannelse af restspændinger; desuden fremmer udglødning omkrystallisering ved at erstatte deformerede og spændte korn med større og ensartede korn, hvilket gør materialet mere duktilt, samtidig med at arbejdshærdningen mindskes; især afgørende, når man arbejder med stål og legeringer.

Normalisering

Efter svejsning kan dele, der ikke er korrekt normaliserede eller udglødede, udvikle indre spændinger, der fører til metalfejl. PWHT-normalisering fjerner disse indre spændinger ved at opvarme materialet til temperaturer, der er højere end den kritiske temperaturlinje i austenitområdet i nogen tid, og derefter afkøle det i luft - det er et alternativ til fuld udglødning, når det er nødvendigt for dele, der skal kunne bearbejdes.

Varmebehandling af jernbaserede metaller som kulstofstål, rustfrit stål og legeret stål omfatter typisk sluknings- og anløbningsprocesser for at opnå maksimal ydeevne.

Normalisering af stål indebærer, at det opvarmes 30-50 grader Celsius over den austenitkritiske temperaturlinje i en vis periode, før det holdes der i nogen tid og afkøles i luft. Processen ligner udglødning, men med en lidt hurtigere afkølingshastighed og raffinerede krystalkorn, hvilket giver mere duktile strukturer og øger sejheden (AKV-værdien).

Teknikker til forbedring af bearbejdeligheden bruges typisk til at øge emnernes slagfasthed og øge deres bearbejdelighed. Desuden bruger lavlegerede varmvalsede stålplader, smedegods og støbegods ofte disse processer til at opnå tilfredsstillende styrke, samtidig med at de mindsker sandsynligheden for brud under brug.

Afhjælpning af stress

Post Weld Heat Treatment (PWHT) er en termisk proces, der er designet til at reducere og omfordele restspændinger i svejsede materialer, typisk ved at opvarme det til en høj temperatur og derefter køle det ned igen under kontrollerede forhold, før det vender tilbage til omgivelserne.

Spændingsaflastning har til formål at aflaste indre spændinger, som forårsager revner og forvrængning i svejsede produkter og støbegods, mens PWHT hjælper med at forbedre de mekaniske egenskaber, som gør metaller mere modstandsdygtige over for udmattelse og andre faktorer, der fører til fejl under brug.

Svejsning er en vigtig industriel proces, men dens iboende spændinger kan kompromittere produktets integritet og ydeevne. For at løse disse problemer bruger PWHT-processen opvarmede/afkølede ovne til at afhjælpe spændinger i metallet. Det sikrer, at svejsede komponenter kan modstå deres tilsigtede belastninger samt miljømæssige forhold.

PWHT bør udføres i et atmosfærekontrolleret miljø for at beskytte svejsninger mod oxidation og brintinducerede revner, som opstår, når brint, der absorberes under svejsning, reagerer med luftens ilt og forårsager revnedannelse. Desuden kan PWHT blødgøre komponenter, så de kan bearbejdes med præcise dimensioner og overfladefinish - noget, der er særligt værdifuldt i højtryksapplikationer, hvor brud kan opstå hurtigt.