Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (Post Weld Heat Treatment, PWHT) tr\u00e4gt zur Entspannung und Umverteilung von Eigenspannungen bei, die w\u00e4hrend des Schwei\u00dfvorgangs entstanden sind, und wird h\u00e4ufig von den Vorschriften f\u00fcr Materialien gefordert, die eine bestimmte Dicke \u00fcberschreiten.<\/p>\n
Die Erw\u00e4rmungs- und Abk\u00fchlungsraten m\u00fcssen sorgf\u00e4ltig gesteuert werden, um Temperaturschocks, Verformungen oder ungleichm\u00e4\u00dfigen Spannungsabbau zu vermeiden. Die PWHT kann entweder mit einem Ofen oder mit lokalisierten elektrischen Widerstandsmatten oder -pads durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n
Die PWHT senkt das Niveau der Zugeigenspannungen in den Schwei\u00dfbereichen erheblich, beseitigt sie aber nicht vollst\u00e4ndig. Die meisten Erm\u00fcdungszyklen f\u00fchren immer noch zu vollst\u00e4ndigen Zugspannungen, die \u00e4u\u00dferst sch\u00e4dlich sein k\u00f6nnen.<\/p>\n
Beim Vollgl\u00fchen werden untereutektoide und eutektoide Phasen auf Temperaturen von etwa 50 \u00b0C \u00fcber ihren jeweiligen Ac3- und Ac1-Temperaturen erw\u00e4rmt und dann allm\u00e4hlich abgek\u00fchlt, bis sie nahezu eine Gleichgewichtsstruktur erreicht haben. Dieses Verfahren tr\u00e4gt dazu bei, Wasserstoffverspr\u00f6dung zu vermeiden und gleichzeitig das Risiko der umweltbedingten Rissbildung zu verringern.<\/p>\n
Eine punktuelle PWHT an kleinen Bauteilen ist m\u00f6glich, muss aber sorgf\u00e4ltig durchgef\u00fchrt werden. Werden die B\u00e4nder f\u00fcr das Eintauchen, Erhitzen und die Gradientensteuerung nicht richtig dimensioniert und platziert, kann dies zu Verformungen oder zum Zusammenbruch von Bauteilen oder zu einem katastrophalen Versagen aufgrund von Instabilit\u00e4ten im Eigenspannungszustand f\u00fchren. Um die Temperaturen innerhalb der Heizb\u00e4nder stabil zu halten, muss eine Isolierung verwendet werden; au\u00dferdem sind automatisch registrierende Thermometer einzusetzen.<\/p>\n
Durch diese Behandlung, die in der Regel bei niedrig legierten St\u00e4hlen angewandt wird, wird das durch das Schwei\u00dfen entstandene grobk\u00f6rnige Gef\u00fcge entfernt und die Materialeigenschaften verbessert. Au\u00dferdem verringert sie das Risiko von Spr\u00f6dbr\u00fcchen und verhindert unkontrollierte thermische Spannungen im Schwei\u00dfbereich.<\/p>\n
Erhitzen des Metalls auf Temperaturen oberhalb des oberen kritischen Punkts und anschlie\u00dfendes Durchw\u00e4rmen f\u00fcr eine der Querschnittsdicke proportionale Zeit vor dem Abk\u00fchlen bei Umgebungstemperatur unter kontrollierter Abk\u00fchlung. Durch das Verfahren entstehen feink\u00f6rnige Strukturen und gleichm\u00e4\u00dfige Gef\u00fcge, die dazu beitragen, innere Spannungen abzubauen, so dass das Material flexibler in Bezug auf die Umformung und Verwendung ist.<\/p>\n
Das Vollnormalisieren, das am h\u00e4ufigsten bei Kohlenstoff- und Kohlenstoff-Manganst\u00e4hlen angewandt wird, kann bei bestimmten Anwendungen ein wirksamer Ersatz f\u00fcr das H\u00e4rten sein. Leider werden bei der Vollnormalisierung nicht alle Eigenspannungen beseitigt; die Vorschriften f\u00fcr die Erm\u00fcdungsauslegung k\u00f6nnen eine weitere Renormalisierung erfordern, um diesen Unterschied zu ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n
Das Spannungsarmgl\u00fchen wird eingesetzt, um innere Materialspannungen zu verringern, die durch Fertigungsprozesse wie Umformen und Bearbeiten verursacht werden, z. B. Druck an der Oberfl\u00e4che oder Spannung im Kern. Das Spannungsarmgl\u00fchen \u00e4hnelt dem Gl\u00fchen, bei dem das Material f\u00fcr eine bestimmte Zeit auf eine h\u00f6here Temperatur erw\u00e4rmt wird, bevor es \u00fcber eine bestimmte Zeit langsam wieder abgek\u00fchlt wird.<\/p>\n
Die Spannungsarmgl\u00fchung bietet mehrere Vorteile, darunter die Verringerung der Zugfestigkeit der Schwei\u00dfnaht und die St\u00e4rkung der Erm\u00fcdungsbest\u00e4ndigkeit in lokalisierten Kerben und Spannungskonzentratoren, w\u00e4hrend sie gleichzeitig die intergranulare Karbidausscheidung erh\u00f6ht. Der Spannungsabbau kann jedoch durch unsachgem\u00e4\u00dfe K\u00fchltechniken, Temperaturkontrollen oder Schwei\u00dftechniken, die w\u00e4hrend des PWHT-Verfahrens eingesetzt werden, negativ beeinflusst werden; um die Ergebnisse zu maximieren, ist es unbedingt erforderlich, dass diese Faktoren zu den richtigen Zeiten und bei den richtigen Temperaturen w\u00e4hrend dieses Prozesses eingesetzt werden.<\/p>\n
Niedrig legierte Kohlenstoffst\u00e4hle m\u00fcssen nach dem Schwei\u00dfen w\u00e4rmebehandelt werden, um ein ausreichend festes und z\u00e4hes Gef\u00fcge zu erhalten. Bei diesem Verfahren wird das Bauteil \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum auf eine bestimmte Temperatur erw\u00e4rmt, bevor es allm\u00e4hlich wieder abgek\u00fchlt wird.<\/p>\n
\u00c4nderungen an der metallurgischen Struktur k\u00f6nnen dazu beitragen, die Wahrscheinlichkeit einer verz\u00f6gerten Rissbildung zu verringern und die Duktilit\u00e4t zu erh\u00f6hen sowie die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von Schwei\u00dfn\u00e4hten, die Z\u00e4higkeit, die Kerbschlagz\u00e4higkeit und die Widerstandsf\u00e4higkeit gegen Spr\u00f6dbr\u00fcche zu verbessern.<\/p>\n
F\u00fcr die PWHT werden in der Regel kontrollierbare Vorheiz- und Heizsysteme mit strategisch platzierten Thermoelementen eingesetzt, um eine gleichm\u00e4\u00dfige Erw\u00e4rmung ohne Verformung der Bauteile zu gew\u00e4hrleisten. Die punktuelle PWHT kann auch bei gr\u00f6\u00dferen Bauteilen wie Rundn\u00e4hten an Rohren oder Verschlussn\u00e4hten an langen Druckbeh\u00e4ltern eingesetzt werden, obwohl diese Technik aufgrund von Schwankungen in der W\u00e4rmeausdehnung, die zu erheblichen Verformungen f\u00fchren k\u00f6nnen, eine gr\u00f6\u00dfere Herausforderung darstellen kann.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Post Weld Heat Treatment, or PWHT, helps relax and redistribute residual stresses that have been introduced during welding processes, often required by codes for materials exceeding certain thickness requirements. Heating and cooling rates must be carefully managed in order to prevent thermal shock, distortion or uneven stress relief. PWHT may be performed using either a … <\/p>\n