Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT)

Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) ist ein wesentlicher Schritt in der Metallverarbeitung, doch muss die genaue Temperaturregelung sorgfältig gesteuert werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen und unerwünschte Nebenwirkungen zu vermeiden.

Sowohl bei HSS WM als auch bei HAZ kam es zu einer signifikanten Verschlechterung der Zugeigenschaften, wenn sie den thermischen Zyklen der PWHT ausgesetzt waren, so dass es wichtig ist, ihr Spannungs-Dehnungsverhalten nach der PWHT zu verstehen.

Stressabbau

Eigenspannungen beim Schweißen können zu Verformungen und einem erhöhten Risiko der wasserstoffinduzierten Rissbildung (HIC) beitragen. Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) sorgt für Abhilfe, indem das Material gleichmäßig auf eine geeignete Temperatur erwärmt wird, bevor es allmählich wieder abkühlt.

Bei der PWHT werden auch höhere Temperaturen verwendet, die Anlassen oder Alterungsprozesse ermöglichen, wodurch die Härte des Schweißguts verringert und seine Duktilität verbessert wird.

Die PWHT kann das Niveau der Zugeigenspannungen erheblich verringern, sie kann sie jedoch nicht vollständig beseitigen. Selbst unter optimalen thermischen Zyklusbedingungen entspannen sich die Eigenspannungen nur auf etwa 30% der Materialstreckgrenze - das ist immer noch weit weniger als das, was bei Ermüdungszyklen entstehen kann. Aus diesem Grund ist es von entscheidender Bedeutung, dass die PWHT zügig und korrekt durchgeführt wird - am besten durch ein erfahrenes PWHT-Unternehmen, das über alle erforderlichen Geräte verfügt.

Korrosionsbeständigkeit

Die PWHT trägt nicht nur zur Verringerung und Umverteilung von Eigenspannungen bei, sondern verbessert auch die Korrosionsbeständigkeit des Schweißmaterials, indem sie Feuchtigkeit verdrängt und eine Wasserstoffversprödung verhindert, die durch übermäßige Mengen an Wasserstoff verursacht wird, die beim Schweißen eingebracht werden.

Da das PWHT-Verfahren Korrosion am Schweißmaterial verursachen kann, werden bestimmte Arten speziell als korrosionsbeständig eingestuft. Bei diesem Verfahren wird die Schweißnaht auf einen idealen Temperaturbereich erwärmt und dann langsam abgekühlt, um eine weitere Verschlechterung des Materials zu vermeiden.

Zu den Temperatur-Wellen-Erwärmungsverfahren (PWHT) gehören Anlassen, Ausscheidungen und Alterungsprozesse, die die Härte des geschweißten Materials verringern und gleichzeitig die Duktilität verbessern und das Risiko von Sprödbrüchen verringern. Solche PWHT-Verfahren werden häufig in Normen und Vorschriften empfohlen. Um die gewünschten Effekte von PWHT-Prozessen effizient zu erzielen, sorgen elektrische Widerstandsheizelemente, die mit Thermoelementen geregelt werden, für gleichmäßige Vorwärmtemperaturen in der gesamten Schweißzone; dies gewährleistet optimale Ergebnisse bei diesen PWHT-Prozessen.

Stärke

Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) trägt dazu bei, die beim Schweißen eingebrachten Eigenspannungen zu reduzieren und umzuverteilen, wodurch sie sich entspannen und das Potenzial für Spannungskorrosion und wasserstoffinduzierte Risse verringert wird. Um die Wirksamkeit zu maximieren, ist es wichtig, je nach Metalltyp und Legierungszusammensetzung bestimmte Richtlinien zu befolgen.

Die örtliche Erwärmung kann besonders bei Bauteilen mit langen Komponenten wie Rundnähten an Rohren und Verschlussnähten an langen Druckbehältern nützlich sein. Elektrische Widerstandsheizelemente, die über dem Schweißbereich angebracht werden, verhindern Wärmeverluste durch Fluchtwege; eine geeignete Isolierung schützt sie.

Durch das Anlassen werden Metalle, die durch Abschrecken gehärtet wurden, weicher, wodurch ihre Sprödigkeit gemildert und gleichzeitig ihre Zähigkeit und Duktilität erhöht wird. Richtig angelassenes Metall widersteht Ermüdung und Belastung, erhöht die Lebensdauer und senkt die Wartungskosten. Viele Industrievorschriften, wie z. B. die von ASME und API, schreiben eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen vor, um eine sichere Leistung zu gewährleisten - dies trägt dazu bei, die Integrität der Schweißnähte zu erhalten und sie vor kostspieligen Defekten wie Spannungsrisskorrosion zu schützen. Präzise Temperaturregelung und Echtzeit-Überwachung sind der Schlüssel zum Erfolg für den Erfolg!

Dauerhaftigkeit

Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen normalisiert die Mikrostruktur der geschweißten Metalle, um ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern und die Bearbeitung und Umformung zu erleichtern, und erhöht gleichzeitig die Zähigkeit und Duktilität, um die Schweißteile unter dynamischen Belastungsbedingungen widerstandsfähiger gegen Risse zu machen. Darüber hinaus verringert die Wärmebehandlung nach dem Schweißen das Risiko der Wasserstoffversprödung bei hochfesten, dick geschweißten Werkstoffen, die gefährliche Gase und Chemikalien über weite Strecken transportieren, erheblich - ein wesentlicher Schritt zur Aufrechterhaltung der Integrität von Pipelines.

Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) ist ein kontrollierter thermischer Prozess, bei dem die Schweißteile über ihren unteren kritischen Punkt erhitzt und dort für einen längeren Zeitraum gehalten werden, in der Regel 1 Stunde pro 25 mm (1 Zoll).

Die Druckwasserhärtung wird in der Regel in einem mit Gas, Öl, Strom oder Induktion beheizten Kasten- oder Schachtofen durchgeführt. Unabhängig davon, welche Erwärmungsmethode für die PWHT gewählt wird, muss eine gleichmäßige Erwärmung der umliegenden Komponenten erfolgen, um Überhitzung und unerwünschte metallurgische Veränderungen zu vermeiden.