Der PWHT-Prozess

Das PWHT-Verfahren ist ein integraler Bestandteil des Schweißens, der dazu beiträgt, Eigenspannungen zu minimieren, die Korrosionsbeständigkeit und die Ermüdungslebensdauer zu verbessern. Dabei werden Metalle auf eine bestimmte Temperatur erwärmt und dann allmählich wieder abgekühlt.

Eine fehlerhaft durchgeführte Wärmebehandlung kann zu Verzug, verminderter Tragfähigkeit und erhöhter Sprödbruchanfälligkeit führen; aus diesem Grund ist es entscheidend, dass Wärmebehandlungen in speziellen Öfen mit entsprechenden Kontrollen durchgeführt werden.

Stressabbau

Eigenspannungen sind ein oft vernachlässigter Aspekt von Schweißprozessen. Ohne PWHT können Eigenspannungen zu strukturellen Verformungen und Versagen führen. Die Druckwasserhärtung trägt dazu bei, diese Spannungen abzubauen, indem sie gleichmäßig über die Materialschichten verteilt werden - dies verbessert sowohl die Zugfestigkeit und Duktilität des Schweißguts als auch das Risiko von Spannungsrisskorrosion.

PWHT (Post Wet Heat Treating) kann während des Glühens, Normalisierens oder Anlassens angewendet werden. Bei der Auswahl der Temperatur und der Dauer der PWHT-Prozesse ist es von entscheidender Bedeutung, dass die geltenden Vorschriften eingehalten werden, um Verzug, Versprödung und Übererweichung zu vermeiden. Auch die Erwärmungs- und Abkühlungsraten müssen sorgfältig gesteuert werden, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Temperatur und Dauer sind entscheidend für den Erfolg des PWHT-Prozesses. Die Einweichtemperaturen müssen sich nach dem Materialtyp und den geltenden Tabellen richten; normalerweise beträgt die Einweichzeit 1 Stunde pro 25 mm (1 Zoll).

Verringerung der wasserstoffinduzierten Rissbildung

Wasserstoff, der durch Feuchtigkeit, Verunreinigungen oder Schutzgase in eine Schweißnaht eingebracht wird, kann in den Schweißnahtbereich diffundieren und Versprödung verursachen, was bei hochfesten Werkstoffen wie Gusseisen zu Versprödung oder Rissbildung führt. PWHT-Techniken wie das Ausheizen von Wasserstoff können eingeschlossenen Wasserstoff freisetzen, der zuvor eingeschlossen war, und so das Risiko von Rissen verringern.

Die wasserstoffinduzierte Rissbildung kann durch Verfahren mit reduziertem Wasserstoffgehalt verringert werden, z. B. durch Elektrodenumhüllungen und Flussmittel mit einem geringeren Wasserstoffgehalt als das Grundmetall.

Die Optimierung von PWHT-Prozessen zum Spannungsabbau und zur Wasserstoffentfernung ist von größter Bedeutung. Dazu gehören die Auswahl eines idealen Temperaturbereichs und einer idealen Haltezeit, die sorgfältige Beachtung der Geometrie und der Abmessungen des Schweißbereichs sowie die Berücksichtigung von Eigenspannungen in Kombination mit Belastungsspannungen, die die Auslegungsgrenzen der Werkstoffe überschreiten. Wird die PWHT nicht korrekt durchgeführt oder gänzlich vernachlässigt, kann es zu Eigenspannungen kommen, die sich mit Belastungsspannungen verbinden, die die Auslegungsgrenzen überschreiten, was zum völligen Versagen der Auslegungsgrenzen führt.

Stärkung der

PWHT-Behandlungen variieren je nach Stahlsorte, Temperatur und Dauer der Wärmebehandlung beim Produktionsschweißen (PWHT), was zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wie Streckgrenze, Bruchdehnung und Zähigkeit beitragen kann. Die PWHT verbessert auch die Korrosionsbeständigkeit, indem sie das Risiko der Spannungsrisskorrosion verringert.

Studien mit einachsigen Zugversuchen und Kerbschlagbiegeversuchen zeigen, dass PWHT den Bruchmodus von geschweißten Proben von spröde zu duktil verändern kann, was wahrscheinlich auf Mischkristallverfestigung und Ausscheidungshärtung zurückzuführen ist.

Bei der Druckwasserhärtung werden die Schweißnähte auf hohe Temperaturen erhitzt und dann allmählich abgekühlt, um Verformungen und Verwerfungen zu vermeiden, die bei Verformung und Verwerfung zu Ausfällen und Leckagen der Druckgeräte führen können. Daher kann die PWHT in einigen Rohrleitungs- und Behälternormen vorgeschrieben sein; auch andere Faktoren wie die Materialstärke und die chemische Zusammensetzung können ihre Notwendigkeit bestimmen.

Korrosionsbeständigkeit

Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist der Schlüssel zur Integrität von Schweißnähten, die in schwierigen Umgebungen eingesetzt werden. Sie reduziert Eigenspannungen und verbessert die Mikrostruktur, so dass sie extremen Drücken und Temperaturen besser standhalten und gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit erhöht wird, indem wasserstoffinduzierte Rissbildung und Spannungsrisskorrosion verhindert werden.

Beim PWHT werden die geschweißten Bauteile in der Regel über einen längeren Zeitraum auf eine exakte Temperatur erwärmt und anschließend allmählich abgekühlt, wobei je nach Materialtyp und Anwendungsanforderungen bestimmte Temperatur- und Zeitrahmen gelten. Eine gleichmäßige Erwärmung und Abkühlung ist entscheidend, um maximale Ergebnisse zu erzielen.

Die PWHT verändert das Gefüge einer Schweißnaht von überwiegend Martensit zu einem Gefüge, das sowohl Ferrit als auch Restaustenit enthält, was zu einer geringeren Porosität und Härte sowie zu einem wirksameren Widerstand gegen Rissfortschritt und spannungsinduzierte Ermüdung führt. Außerdem ändert sich durch diesen Prozess die Bruchart von spröde zu duktil, so dass die Rissausbreitung und die spannungsinduzierte Ermüdung besser bekämpft werden.