Das Hauptziel der EPRI-Arbeiten zu Werkstoffen f\u00fcr nukleare Rohrleitungen war die Bewertung der Frage, ob die derzeitigen Anforderungen an die Ausnahmeregelung f\u00fcr die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT) f\u00fcr Kohlenstoffstahldicken auf der Grundlage von Branchenerfahrungen und nicht von technischen Daten oder Konstruktionsberechnungen gelockert werden k\u00f6nnten.<\/p>\n
Die Druckwellenh\u00e4rtung wird zur Beseitigung von Eigenspannungen in dickwandigen Bauteilen eingesetzt, um deren Ma\u00dfhaltigkeit und Leistungsf\u00e4higkeit zu verbessern. Die Anforderungen an die Dicke von Kohlenstoffstahl variieren aufgrund der Charpy-Z\u00e4higkeitskriterien in den verschiedenen Normen erheblich.<\/p>\n
Der hohe Chromgehalt von Kohlenstoffstahl macht ihn \u00e4u\u00dferst korrosionsbest\u00e4ndig und damit zum idealen Werkstoff f\u00fcr Konstruktionen in rauen Umgebungen. Leider verringert seine H\u00e4rte die dynamischen und statischen Tragzahlen und erfordert gr\u00f6\u00dfere Abmessungen und zus\u00e4tzliche Lagerb\u00f6cke.<\/p>\n
Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Regen, Wind und Luftverunreinigungen beschleunigen die Korrosion in der Atmosph\u00e4re. Au\u00dferdem sollten bei der Planung von Metallrestaurierungsarbeiten auch die Nasszeiten des Metalls sorgf\u00e4ltig ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n
Herk\u00f6mmliche Tests im Freien und die Methode der Auswertung von Korrosionsdaten wurden eingesetzt, um das unterschiedliche Korrosionsverhalten von Q235-Kohlenstoffstahl und Q420-Bewitterungsstahl zu untersuchen, wie in Abbildung 4 dargestellt. Sie zeigt die Kurven der kumulativen elektrischen Menge f\u00fcr beide Stahltypen in Qingdao und Hangzhou. Man kann beobachten, dass die Rostschicht des Kohlenstoffstahls viele L\u00f6cher und Beulen hat, w\u00e4hrend die des wetterfesten Stahls dichter ist und eine innere Schutzschicht hat, die das Eindringen von Cl- in das Metallsubstrat verhindert, was diesen Typ widerstandsf\u00e4higer gegen atmosph\u00e4rische Korrosion macht.<\/p>\n
F\u00fcr viele Anwendungen m\u00fcssen Kohlenstoffstahlbleche erheblichen Belastungen standhalten, wobei die Werkstoffnormen Mindestwerte f\u00fcr die Streckgrenze und die Mindestzugfestigkeit vorgeben. St\u00e4hle, die den Spezifikationen von BS EN 1993-1-4 entsprechen, erf\u00fcllen diese Kriterien ebenfalls.<\/p>\n
H\u00f6here Kohlenstoffgehalte erh\u00f6hen die Festigkeit und H\u00e4rte von Stahlblechen; h\u00f6here Kohlenstoffgehalte verringern jedoch auch die Duktilit\u00e4t, so dass sich der Stahl weniger gut dehnen l\u00e4sst, ohne zu rei\u00dfen oder zu brechen.<\/p>\n
Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (manchmal auch als Baustahl bezeichnet) ist die dehnbarste Art von Kohlenstoffstahl und wird h\u00e4ufig im Bauwesen und in der Fertigung verwendet. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt bietet eine hervorragende Festigkeit und H\u00e4rte, ist aber schwieriger zu bearbeiten oder zu formen; kupferhaltige St\u00e4hle mit hohem Kohlenstoffgehalt hingegen k\u00f6nnen zwei- bis viermal so starke Bleche liefern und bieten dennoch eine gute Verformbarkeit.<\/p>\n
Kohlenstoffst\u00e4hle weisen im Allgemeinen aufgrund des Mangans eine niedrige Temperaturz\u00e4higkeit auf; durch den Zusatz von Elementen wie Bor, Vanadium und Niob kann die Z\u00e4higkeit jedoch erh\u00f6ht werden. Dies kann das Risiko von Hydrotest-Br\u00fcchen w\u00e4hrend des Betriebs von Druckkomponenten und Hydrotest-Verfahren verringern; bruchmechanische Analysen zeigen, dass PWHT mit zunehmender Festigkeit neben den Anforderungen an die Charpy-Testenergie (f\u00fcr proportionale Rissgr\u00f6\u00dfen) notwendig wird.<\/p>\n
Bei der W\u00e4rmebehandlung vor dem Schwei\u00dfen (Vorw\u00e4rmen) wird die Temperatur des Grundwerkstoffs vor dem Schwei\u00dfen erh\u00f6ht, um thermische Gradienten und wasserstoffinduzierte Rissbildung zu minimieren. Bei der W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (Nachw\u00e4rmen) wird nach dem Schwei\u00dfen kontrollierte W\u00e4rme zugef\u00fchrt, um Eigenspannungen abzubauen, geh\u00e4rtete Zonen zu verg\u00fcten und die Materialeigenschaften zu verbessern, Eigenspannungen abzubauen, geh\u00e4rtete Zonen zu verg\u00fcten und die Materialeigenschaften zu verbessern. Die PWHT sollte in der Regel 1 Stunde pro 25 mm (1 Zoll) Schwei\u00dfnahtdicke mit einer gleichm\u00e4\u00dfig kontrollierten Abk\u00fchlungsrate durchgef\u00fchrt werden, um W\u00e4rmeschocks zu vermeiden und gleichzeitig die Schwei\u00dfnahtqualit\u00e4t f\u00fcr starke und dauerhafte Schwei\u00dfn\u00e4hte zu erhalten.<\/p>\n
Die Schwei\u00dftechniken f\u00fcr Kohlenstoffstahl machen ihn zu einer attraktiven Option f\u00fcr viele Fertigungsprojekte, was ihn zu einer beliebten Wahl macht. Um eine qualitativ hochwertige Schwei\u00dfraupe zu erzeugen und Verzug oder Schrumpfung zu reduzieren, m\u00fcssen die richtigen Web- und Wurzellagenverfahren eingesetzt werden. Sie tragen zu einer gleichm\u00e4\u00dfigen W\u00e4rmeverteilung bei und gew\u00e4hrleisten gleichzeitig eine gute Verbindung von Schwei\u00dfnaht und Grundwerkstoff.<\/p>\n
Um qualitativ hochwertige Schwei\u00dfn\u00e4hte zu erzeugen, sind beim Schwei\u00dfen von Kohlenstoffstahl W\u00e4rmebehandlungen vor und nach dem Schwei\u00dfen erforderlich. Bei der W\u00e4rmebehandlung vor dem Schwei\u00dfen, auch als Vorw\u00e4rmen bezeichnet, wird vor dem Schwei\u00dfen kontrollierte W\u00e4rme zugef\u00fchrt, um thermische Gradienten und wasserstoffinduzierte Risse in der Lichtbogenzone (WEZ) zu verringern. Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (oder Nachw\u00e4rmebehandlung) wird nach dem Schwei\u00dfen als Nachsorgema\u00dfnahme eingesetzt, um Eigenspannungen abzubauen, Zonen zu h\u00e4rten und die mechanische Festigkeit zu erh\u00f6hen.<\/p>\n
ASME Section VIII Div. 1 und seine Tabellen UCS-56-1 bis UCS-56-11 beschreiben die Anforderungen f\u00fcr das Vorw\u00e4rmen und die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen von Kohlenstoffst\u00e4hlen gem\u00e4\u00df ASME Section IX; insbesondere enthalten diese Tabellen die f\u00fcr die PWHT erforderlichen W\u00e4rmezyklusdaten in Abh\u00e4ngigkeit von ihrer P-Nummer oder Gr.-Nummernkategorie, wie sie von ASME aufgelistet sind; sie enthalten auch Hinweise auf Ausnahmen oder m\u00f6gliche Ersatzbehandlungen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
EPRI’s work on nuclear piping materials had as its primary objective the evaluation of whether current requirements for postweld heat treatment (PWHT) exemption for carbon steel thicknesses could be relaxed based on industry experience rather than technical data or design calculations. PWHT is used to eliminate residual stresses in thick-walled components, improving their dimensional stability … <\/p>\n