Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT) wird von den Fertigungsvorschriften f\u00fcr bestimmte Strukturen gefordert, um Schwei\u00dfeigenspannungen zu reduzieren und harte, potenziell spr\u00f6de Gef\u00fcgebereiche zu h\u00e4rten, ist aber ein teures Verfahren.<\/p>\n
Tabelle 1 zeigt die Mindestanforderungen an die Dicke, bei deren \u00dcberschreitung die PWHT f\u00fcr verschiedene Druckbeh\u00e4lter- und Rohrleitungsnormen eingesetzt werden muss; in diesem Artikel werden sie \u00fcberpr\u00fcft und m\u00f6gliche Rationalisierungen dieser Anforderungen vorgeschlagen.<\/p>\n
Spr\u00f6dbruch ist eine katastrophale Versagensart bei Beh\u00e4ltern, Tanks und anderen Komponenten, die oft zu erheblichen Verlusten an Menschenleben und Eigentum f\u00fchrt. Spr\u00f6dbr\u00fcche k\u00f6nnen durch geeignete Konstruktions-, Fertigungs- und Pr\u00fcfverfahren vermieden werden, z. B. durch die Festlegung von Mindest-Charpy-Energien f\u00fcr Werkstoffe, die Vermeidung hoher Spannungen bei der Konstruktion, die Spannungsreduzierung nach der W\u00e4rmebehandlung dicker Schwei\u00dfn\u00e4hte, die Anwendung von Fertigungs- und Pr\u00fcfverfahren, die Fehler minimieren und gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit erh\u00f6hen, dass sie gefunden werden, die Durchf\u00fchrung von Probetests im Rahmen regelm\u00e4\u00dfiger Wartungsarbeiten usw.<\/p>\n
Der Betrieb von Ausr\u00fcstungen und Rohrleitungen innerhalb ihrer Auslegungsgrenzen ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn die Betriebstemperaturen unter die untere Auslegungstemperatur (LDT oder MDMT gem\u00e4\u00df ASME-Codes) fallen. Bestehende Anlagen aus Kohlenstoffstahl sollten einer Spr\u00f6dbruchbewertung unterzogen werden, wie in API RP 579 Fitness for Service Part-3: Assessment of Existing Equipment for Brittle Fracture beschrieben.<\/p>\n
Diese Bewertung muss auf einer soliden technischen Begr\u00fcndung und nicht auf Annahmen beruhen, wobei die Bruchmechanik zur Festlegung sicherer Arbeitsgrenzen f\u00fcr die Temperatur- und Druckbedingungen der Ausr\u00fcstung verwendet wird. Ein risikobasierter Ansatz ist weitaus besser als die blo\u00dfe Einhaltung von Mindestdickenkriterien, die in Vorschriften festgelegt sind und oft auf subjektiven Erfahrungen statt auf technischen Begr\u00fcndungen beruhen.<\/p>\n
Viele Vorschriften und Spezifikationen verlangen PWHT, um die Spannung in Schwei\u00dfverbindungen zu reduzieren und damit das Bruchrisiko zu verringern, w\u00e4hrend gleichzeitig die Verformung und der Verzug von Druckger\u00e4ten zunehmen, was wiederum die Ma\u00dfgenauigkeit und die strukturelle Integrit\u00e4t beeintr\u00e4chtigt und das Risiko von Leckagen erh\u00f6ht.<\/p>\n
Es ist m\u00f6glich, den Verzug w\u00e4hrend der W\u00e4rmebehandlung zu verringern, indem das Material w\u00e4hrend der Bearbeitung angemessen gest\u00fctzt und gek\u00fchlt wird, in der Regel durch speziell f\u00fcr das Bauteil geformte B\u00f6cke, die in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden um den Durchmesser herum angeordnet sind. Die Anzahl der erforderlichen B\u00f6cke h\u00e4ngt von der Gr\u00f6\u00dfe, Form und Dicke des Bauteils ab.<\/p>\n
Als weitere Schutzma\u00dfnahme gegen Verformung ist darauf zu achten, dass die PWHT-Temperatur nicht \u00fcber die urspr\u00fcnglich f\u00fcr das Anlassen von Stahl angegebene Temperatur hinausgeht. H\u00f6here Temperaturen k\u00f6nnen zu einer Verspr\u00f6dung oder \u00dcbererweichung des Stahls f\u00fchren, wodurch die Festigkeit unter den vorgeschriebenen Mindestwert sinken kann, was zu Verformungen f\u00fchrt, die die Festigkeit unter den vorgeschriebenen Mindestwert senken. Daher ist es ratsam, nach der Verarbeitung von PWHT-Ger\u00e4ten mechanische Pr\u00fcfungen durchzuf\u00fchren, um die Beibehaltung der Festigkeit zu best\u00e4tigen.<\/p>\n
Beim PWHT-Verfahren wird das geschwei\u00dfte Material auf hohe Temperaturen erhitzt und anschlie\u00dfend langsam wieder abgek\u00fchlt, was zu Verformungen der Druckger\u00e4te f\u00fchren kann, was wiederum die strukturelle Integrit\u00e4t beeintr\u00e4chtigt, Leckagen oder Ausf\u00e4lle zur Folge hat und den Energieverbrauch erh\u00f6ht und zu Treibhausgasemissionen beitr\u00e4gt. Dar\u00fcber hinaus werden gro\u00dfe Mengen an Energie verbraucht, was ebenfalls zu Treibhausgasemissionen und anderen Umweltproblemen beitr\u00e4gt.<\/p>\n
PWHT-Verfahren werden traditionell eingesetzt, um Spannungen abzubauen, das Gef\u00fcge von Schwei\u00dfn\u00e4hten zu ver\u00e4ndern und Wasserstoff zu diffundieren, um Korrosions- und Oxidationssch\u00e4den zu vermeiden. Studien haben jedoch gezeigt, dass \u00e4hnliche Vorteile auch bei niedrigeren Temperaturen als den \u00fcblicherweise verwendeten erreicht werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Obwohl die Druckwasserh\u00e4rtung viele Vorteile bieten kann, unterscheiden sich die aktuellen Regelwerke stark in ihren Anforderungen zur Befreiung von der Druckwasserh\u00e4rtung. Diese Unterschiede sind oft auf technische Praktiken und Erfahrungen in verschiedenen Branchen zur\u00fcckzuf\u00fchren und nicht auf spezifische metallurgische oder strukturelle Erw\u00e4gungen. Folglich kann es zu Verwirrung und Konflikten zwischen den Vorschriften bez\u00fcglich der Befreiung von der Druckwasserh\u00e4rtung f\u00fcr Rohrschwei\u00dfn\u00e4hte mit P-4- und P-5A-Werkstoffen in verschiedenen Vorschriften kommen.<\/p>\n
Bei der PWHT ist eine St\u00fctzvorrichtung erforderlich, um zu verhindern, dass sich das Material w\u00e4hrend der hohen Temperaturen \u00fcberm\u00e4\u00dfig verformt, h\u00e4ufig in Form von B\u00f6cken, die an die Form, Gr\u00f6\u00dfe und Dicke des Materials angepasst sind. Bei diesem Verfahren wird das Material auf hohe Temperaturen erhitzt, bevor es in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden an seinem Umfang allm\u00e4hlich abk\u00fchlt, um die Spannungen im Material umzuverteilen und Schwachstellen zu bilden, die die Festigkeit der Schwei\u00dfn\u00e4hte verringern oder sogar zu Undichtigkeiten in den Strukturen f\u00fchren k\u00f6nnten.<\/p>\n
Die verschiedenen Regelwerke stellen unterschiedliche Anforderungen an die Druckwasserh\u00e4rtung, wobei einige Spezifikationen bestimmte Werkstoffe oder Schwei\u00dfn\u00e4hte aufgrund von Faktoren wie der Dicke ganz davon ausnehmen. Solche unterschiedlichen Anforderungen sind wahrscheinlich eher das Ergebnis abweichender Konstruktionspraktiken und Anwendungserfahrungen als unterschiedlicher Interpretationen technischer Daten oder Experimente; es wird empfohlen, dass die Ausschlusskriterien f\u00fcr Werkstoffe oder Schwei\u00dfteile, die im Nuklearbereich eingesetzt werden, unabh\u00e4ngig von der Dicke auf Null reduziert werden.<\/p>\n
Korrosion kann Ausr\u00fcstungen besch\u00e4digen, den Boden und die Wasserversorgung verschmutzen, sch\u00e4dliche Giftstoffe in die Luft freisetzen, Strukturen wie Tanks und Rohre schw\u00e4chen, die eher versagen, und die Risiken f\u00fcr Ausr\u00fcstung und Personal erh\u00f6hen. Wenn Sie proaktive Ma\u00dfnahmen gegen Korrosion ergreifen, k\u00f6nnen Sie diese Risiken f\u00fcr Anlagen und Personal vermindern.<\/p>\n
Atmosph\u00e4rische Korrosion tritt auf, wenn Metallgegenst\u00e4nde Sauerstoff und Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Sie wird auch als gleichm\u00e4\u00dfige oder allgemeine Korrosion bezeichnet, da der Prozess in seiner Gesamtheit stattfindet. Andere Formen der Korrosion wie Lochfra\u00df, Spalt- und Spannungskorrosion k\u00f6nnen unvorhersehbarer sein, da sie sich an bestimmten Stellen eines Metallobjekts bilden.<\/p>\n
Der Schutz vor Korrosion h\u00e4ngt sowohl von der Metallzusammensetzung als auch von den verwendeten Schutzmethoden ab. Beim kathodischen Schutz wird das Metall mit aktiveren Elementen wie Zink beschichtet, das in Reaktion mit der Umgebung korrodiert und oxidiert, um die darunter liegende Metallzusammensetzung vor Rost zu sch\u00fctzen. Andere M\u00f6glichkeiten der Vorbeugung bestehen in der Kontrolle des Chemikaliengehalts in der Luft oder im Wasser oder in der Verwendung von Materialien, die eine h\u00f6here Abriebfestigkeit aufweisen, wie z. B. Korrosionsschutzbeschichtungen und -anstriche.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT) wird von den Fertigungsvorschriften f\u00fcr bestimmte Strukturen gefordert, um Schwei\u00dfeigenspannungen zu reduzieren und harte, potenziell spr\u00f6de Gef\u00fcgebereiche zu h\u00e4rten, ist aber ein teures Verfahren. Tabelle 1 unten zeigt die Mindestdickenanforderungen, bei deren \u00dcberschreitung eine PWHT f\u00fcr verschiedene Druckbeh\u00e4lter- und Rohrleitungsnormen angewendet werden muss, und dieser Artikel gibt einen \u00dcberblick dar\u00fcber ... <\/p>\n