ASME B31.1 ist ein unverzichtbares Regelwerk, das darauf ausgelegt ist, die Sicherheit von Rohrleitungssystemen in Kraftwerken zu verbessern. Dieses Regelwerk h\u00e4lt mit dem technologischen Fortschritt Schritt und gew\u00e4hrleistet, dass Rohrleitungssysteme in verschiedenen Branchen sicher betrieben werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Die Anforderungen der Norm B31.1 an die Nacherw\u00e4rmung (PWHT) lassen Temperaturen zu, die die untere kritische Temperatur f\u00fcr 1-1\/4-Cr-Mo-Werkstoffe erreichen, was angesichts ihrer Anf\u00e4lligkeit f\u00fcr Wiedererw\u00e4rmungsrisse besonders riskant ist.<\/p>\n
ASME B31.1 ist die Branchennorm f\u00fcr Rohrleitungssysteme in der Energiewirtschaft und passt sich den technologischen Fortschritten in verschiedenen Branchen an, wodurch einheitliche und standardisierte Rohrleitungssysteme gew\u00e4hrleistet werden. Der Betriebsbereich unterscheidet sich jedoch erheblich von dem von Prozessrohrleitungssystemen.<\/p>\n
Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, liegt die Freigrenze f\u00fcr die PWHT gem\u00e4\u00df B31.1 deutlich niedriger als in der britischen Norm, was auf Unterschiede in der Stahlzusammensetzung zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, die sich auf die Bruchz\u00e4higkeit auswirken.<\/p>\n
Die Anforderungen von B31.1 und NBEP stehen h\u00e4ufig im Widerspruch zueinander, wenn es um die Befreiung bestimmter Wandst\u00e4rken von der PWHT geht, obwohl beide Normen die Gruppenbezeichnungen nach ASME P1 verwenden. Ein einheitlicherer Ansatz w\u00fcrde dazu beitragen, solche Probleme zu mindern.<\/p>\n
Eine Alternative zur PWHT ist die Vorw\u00e4rmung der Rundnaht, die sich bei den meisten Kohlenstoffst\u00e4hlen bew\u00e4hrt hat. Es ist jedoch zu beachten, dass diese Methode nicht immer optimale Ergebnisse liefert, wenn sie nur auf den Lichtbogenbereich angewendet wird.<\/p>\n
In zahlreichen Studien wurde die Wirksamkeit des Vorw\u00e4rmens bei der Verringerung des Risikos f\u00fcr Spr\u00f6dbr\u00fcche in Schwei\u00dfn\u00e4hten untersucht. Leider beschr\u00e4nken sich die meisten dieser Studien auf Simulationen und nicht auf tats\u00e4chliche Feldversuche, und ihre Ergebnisse h\u00e4ngen von den verwendeten Bruchz\u00e4higkeitsdaten ab.<\/p>\n
ASME B31.1 ist eine anpassungsf\u00e4hige Norm, die darauf ausgelegt ist, mit den technologischen Ver\u00e4nderungen in der Industrie Schritt zu halten und so die Sicherheit und Zuverl\u00e4ssigkeit von Rohrleitungssystemen zu gew\u00e4hrleisten. Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glicht ihre Anpassungsf\u00e4higkeit, den Anforderungen verschiedener Branchen wie der \u00d6l- und Gasindustrie oder der Stromerzeugung gerecht zu werden.<\/p>\n
Die Anforderungen an die PWHT in den Bauvorschriften verdeutlichen diese Anpassungsf\u00e4higkeit auf eindrucksvolle Weise. Die Vorschriften der einzelnen Normen variieren je nach den Wandst\u00e4rken, die eine PWHT-Behandlung erfordern, den Materialeigenschaften, die diese Behandlung notwendig machen, den Halte-Temperaturen w\u00e4hrend der Behandlungsdauer sowie den Aufheiz- und Abk\u00fchlgeschwindigkeiten \u2013 allesamt Faktoren, die einen entscheidenden Einfluss haben.<\/p>\n
Die PWHT (W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen) ist ein wesentlicher Schritt im Konstruktionsprozess von Rohrleitungssystemen und wird von vielen Normen vorgeschrieben. Sie dient dazu, Spannungen im Metall an den Schwei\u00dfn\u00e4hten abzubauen und gleichzeitig die Materialeigenschaften zu verbessern.<\/p>\n
Durch die j\u00fcngsten \u00c4nderungen an der Norm ASME B31.3 \u201eProcess Piping\u201c wurde die Anforderung an die Nachw\u00e4rmbehandlung (PWHT) f\u00fcr Kohlenstoffstahl der Werkstoffgruppe P-Nr. 1 f\u00fcr alle Wandst\u00e4rken aufgehoben, sofern eine Vorw\u00e4rmung erfolgt und bei allen Schwei\u00dfnahtdicken mehrlagig geschwei\u00dft wird. Diese \u00c4nderung basiert auf detaillierten bruchmechanischen Analysen, die zeigen, dass Schwei\u00dfkonstruktionen nahe der Streckgrenze, die zyklischen Belastungen ausgesetzt sind, Restspannungen nahe der Streckgrenze erzeugen k\u00f6nnen, die zu spr\u00f6den Br\u00fcchen f\u00fchren; Dies gilt insbesondere unter Bedingungen, bei denen Restspannungen Werte nahe der Streckgrenze erreichen, was bei Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze zu Restspannungen nahe der Streckgrenze f\u00fchren kann, die wiederum dazu f\u00fchren, dass Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze unter Belastungsbedingungen versagen, die denen \u00e4hneln, wie sie bei Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze unter Bedingungen nahe der Streckgrenze auftreten, was m\u00f6glicherweise zu Restspannungen nahe der Streckgrenze f\u00fchrt, wodurch Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze unter Belastungsbedingungen, die denen bei Exposition gegen\u00fcber Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze unter Bedingungen nahe der Streckgrenze \u00e4hneln, ein Versagen nahe der Streckgrenze erleiden k\u00f6nnen; Streckgrenzen nahe der Streckgrenze k\u00f6nnen zu Restspannungswerten nahe der Streckgrenze bei Schwei\u00dfverbindungen f\u00fchren, was unter Spannungsbelastungen, die mit Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze verbunden sind, zu einem Bruch f\u00fchren kann; dies kann wiederum zu Restspannungswerten nahe der Streckgrenze f\u00fchren, die mit Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze in Verbindung stehen; Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze k\u00f6nnen zu einem Versagen aufgrund von Restspannungswerten nahe der Streckgrenze f\u00fchren, die durch Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze verursacht werden, wobei Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze Werte nahe der Streckgrenze erreichen Schwei\u00dfkonstruktionen, die unter Belastungsbedingungen, wie sie beispielsweise bei zyklischen Belastungen auftreten, zu Zust\u00e4nden nahe der Streckgrenze f\u00fchren. Diese \u00c4nderung wurde eingef\u00fchrt, da sie aufzeigte, wie Restspannungen im Zusammenhang mit Schwei\u00dfkonstruktionen nahe der Streckgrenze zu Versagen f\u00fchren k\u00f6nnen, das normalerweise nicht auftreten w\u00fcrde. Diese \u00c4nderung wurde durch detaillierte bruchmechanische Analysen eingef\u00fchrt, die zeigten, dass Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze, die zyklischen Belastungsbedingungen ausgesetzt waren, zu einem spr\u00f6den Versagen f\u00fchren k\u00f6nnen, da Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze unter zyklischen Belastungsbedingungen versagen k\u00f6nnen, was schlie\u00dflich zu zyklischen Belastungszyklen f\u00fchrt, denen sie ausgesetzt sind Bedingungen, die denen von Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze \u00e4hneln, k\u00f6nnen gef\u00e4hrlich werden, da Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze bei zyklischer Belastung zu spr\u00f6dem Versagen f\u00fchren k\u00f6nnen, das resultiert aus der Einwirkung von zyklischen Belastungszyklen, wenn sie solchen Bedingungen ausgesetzt sind. Bei Schwei\u00dfverbindungen nahe der Streckgrenze, die Belastungen ausgesetzt sind, kann es unter diesen Spannungsbedingungen zu spr\u00f6dem Versagen kommen, das unter normalen Spannungsniveaus nicht auftreten w\u00fcrde, naheSchwei\u00dfn\u00e4hte nahe der Streckgrenze, die Belastungsbedingungen ausgesetzt sind, die zu einem Versagen aufgrund von Erm\u00fcdungsbelastungen f\u00fchren, bedingt durch Eigenspannungen, die dazu f\u00fchren, dass Schwei\u00dfn\u00e4hte nahe der Streckgrenze oder an der Streckgrenze Belastungsbedingungen ausgesetzt sind, die zu Zust\u00e4nden nahe der Streckgrenze f\u00fchren k\u00f6nnen, was bei Schwei\u00dfn\u00e4hten nahe der Streckgrenze unter solchen Bedingungen zu einem spr\u00f6den Versagen unter zyklisch belasteten Bedingungen f\u00fchren kann, bedingt durch zyklisch belastete Schwei\u00dfkonstruktionen, die zyklischen Belastungsbedingungen ausgesetzt sind, unter solchen Belastungsbedingungen, die dazu f\u00fchren, dass Schwei\u00dfkonstruktionen nahe der Streckgrenze bis zum Versagen gelangen, was dazu f\u00fchrt, dass Schwei\u00dfkonstruktionen nahe der Streckgrenze, die beansprucht werden, leichter zu einem spr\u00f6den Versagen neigen und schlie\u00dflich sp\u00e4ter versagen, was zuSchwei\u00dfn\u00e4hte nahe der Streckgrenze k\u00f6nnen schneller als Schwei\u00dfn\u00e4hte nahe der Streckgrenze zyklischen Belastungsbedingungen nahe der Streckgrenze ausgesetzt werden, was bei Exposition zu einem Versagen nahe der Streckgrenze f\u00fchren kann.<\/p>\n
Da verschiedene Abschnitte der Norm unterschiedliche Anforderungen an die Nachschwei\u00dfw\u00e4rmebehandlung (PWHT) f\u00fcr Kohlenstoffst\u00e4hle vorgeben, bestehen uneinheitliche Anforderungen hinsichtlich der Nachschwei\u00dfw\u00e4rmebehandlung (PWHT). Manchmal spiegelt dies technische Praktiken wider, die sich im Laufe der Zeit aufgrund von Anwendungserfahrungen entwickelt haben; in anderen F\u00e4llen k\u00f6nnen sie auf unterschiedliche Auslegungen technischer Daten zur\u00fcckzuf\u00fchren sein.<\/p>\n
Vor 2014 schrieben die Normen B31.1 und B31.3 vor, dass bei allen Schwei\u00dfarbeiten an Kohlenstoffstahl mit einer kontrollierten Dicke von mehr als 0,75 Zoll eine W\u00e4rmebehandlung nach dem Plasmaschwei\u00dfen (PWHT) durchzuf\u00fchren war. Seit der Aktualisierung dieser Normen im Jahr 2014 ist jedoch eine Ausnahme von der obligatorischen PWHT f\u00fcr Werkstoffe der P-Nr. 1 zul\u00e4ssig, wenn vor dem Schwei\u00dfen bei einer Nennwerkstoffdicke von mehr als 25 mm (1 Zoll) ein Mehrlagenschwei\u00dfen mit einer Schwei\u00dfnahtvorw\u00e4rmung auf 95 \u00b0C angewendet wird. Dar\u00fcber hinaus empfahl die RRAC, die Temperaturanforderungen f\u00fcr die PWHT bei Werkstoffen der Klasse P Nr. 4 zu senken, um sie an andere Abschnitte der Vorschriften anzupassen.<\/p>\n
Bruchmechanische Untersuchungen, die unter anderem vom EPRI durchgef\u00fchrt wurden, haben eindeutig gezeigt, dass eine Nachw\u00e4rmetemperatur von 1100 \u00b0F oder weniger zu niedrig ist, da sie die H\u00e4rte und die Schlagz\u00e4higkeit von abgeschreckten Proben aus Grundmetall innerhalb weniger Minuten erheblich verringert.<\/p>\n
Das RRAC-Team untersucht \u00c4nderungen an der Norm B31.1, durch die die erforderliche PWHT-Temperatur f\u00fcr Kohlenstoffst\u00e4hle gesenkt werden k\u00f6nnte, und bietet gleichzeitig einen alternativen Ansatz in Form von Temper-Bead- oder Half-Bead-Verfahren an, die gem\u00e4\u00df reparaturorientierten Normen zul\u00e4ssig sind. Au\u00dferdem wird das Team daran arbeiten, Konstruktionskurven unter Verwendung fortschrittlicher bruchmechanischer Methoden zu entwickeln.<\/p>\n
Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT) kann einen enormen Einfluss auf das Risiko eines Spr\u00f6dbruchs bei geschwei\u00dften Bauteilen haben. Daher ist es unerl\u00e4sslich, die Anforderungen der Norm ASME B31.1 einzuhalten, die k\u00fcrzlich ge\u00e4ndert wurde, um mehr Flexibilit\u00e4t bei der W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen von Rohrmaterialien zu bieten. Auf die PWHT kann nun bei Kohlenstoffstahl der G\u00fcteklasse P-Nr. 1 mit einer Wandst\u00e4rke von 19 mm oder mehr verzichtet werden, wenn Mehrlagenschwei\u00dfen mit minimaler Vorw\u00e4rmung angewendet wird, \u00e4hnlich wie in anderen Normen und Standards, beispielsweise den britischen Praxisleitf\u00e4den. Leider zeigen detaillierte bruchmechanische Analysen, dass der Verzicht auf eine PWHT bei dickeren Schwei\u00dfn\u00e4hten das Risiko f\u00fcr Restspannungen nahe der Streckgrenze erh\u00f6ht, was die Anf\u00e4lligkeit f\u00fcr Versagen steigert und zu einem spr\u00f6den Versagen beitragen kann.<\/p>\n
Bei der PWHT wird das Schwei\u00dfgut behandelt, um Spannungen abzubauen und es weich zu machen, wodurch die Schwei\u00dfnaht widerstandsf\u00e4higer gegen Korrosionssch\u00e4den und andere Arten von Besch\u00e4digungen wird und somit die Sicherheit in Druckrohrleitungssystemen erh\u00f6ht wird.<\/p>\n
ASME B31.1 schreibt au\u00dferdem vor, dass Schwei\u00dfn\u00e4hte und Bauteile vor ihrer Inbetriebnahme mittels zerst\u00f6rungsfreier Pr\u00fcfverfahren wie R\u00f6ntgen- oder Ultraschallpr\u00fcfungen untersucht werden m\u00fcssen. Die Ergebnisse solcher Pr\u00fcfungen m\u00fcssen zur sp\u00e4teren Bezugnahme dokumentiert werden und k\u00f6nnen dazu beitragen, die Einhaltung der ASME B31.1-Normen nachzuweisen sowie etwaige Probleme in Ihrem System zu identifizieren.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
ASME B31.1 ist ein unverzichtbares Regelwerk zur Verbesserung der Sicherheit von Rohrleitungssystemen im Energiesektor. Dieses Regelwerk, das mit dem technischen Fortschritt Schritt h\u00e4lt, gew\u00e4hrleistet, dass Rohrleitungssysteme in verschiedenen Branchen sicher betrieben werden k\u00f6nnen. Die PWHT-Anforderungen des Codes B31.1 erlauben Temperaturen, die die untere kritische Temperatur f\u00fcr 1 1\/4 Cr Mo-Materialien erreichen, was besonders riskant ist ... <\/p>\n