Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT) ist ein weit verbreitetes Verfahren in der Fertigung und bei Reparaturarbeiten vor Ort, das zum Abbau von Eigenspannungen eingesetzt wird, um die H\u00e4rte des Schwei\u00dfmaterials zu verringern und die Festigkeit zu erh\u00f6hen.<\/p>\n
Die Anforderungen an die Druckwasserh\u00e4rtung h\u00e4ngen sowohl vom Rohrwerkstoff als auch von den Anforderungen des ASME-Codes ab; Tabelle 331.1.1 enth\u00e4lt die f\u00fcr die verschiedenen Werkstoffe in Abschnitt 331.1.1 geltenden Temperaturbereiche f\u00fcr die Druckwasserh\u00e4rtung.<\/p>\n
Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (Post Weld Heat Treatment, PWHT) ist ein kontrollierter Erw\u00e4rmungs- und Abk\u00fchlungsprozess, der auf geschwei\u00dfte Bauteile angewendet wird, um deren mechanische Eigenschaften zu verbessern und Eigenspannungen abzubauen. Die PWHT erh\u00f6ht die Festigkeit und H\u00e4rte geschwei\u00dfter Werkstoffe, verringert Schwei\u00dffehler und sch\u00fctzt vor umweltbedingter Rissbildung. Die PWHT f\u00f6rdert auch die Versetzungsbewegung in der Kristallstruktur geschwei\u00dfter Werkstoffe und tr\u00e4gt so zum Abbau von Eigenspannungen und zur Verringerung von Spannungskonzentrationen bei. Rohrleitungen, die Umweltbelastungen ausgesetzt sind, erfordern in der Regel eine PWHT; eine ausf\u00fchrliche Diskussion \u00fcber die spezifischen Anforderungen an verschiedene Rohrwerkstoffe finden Sie in Abschnitt 331.1.1 sowie in den Tabellen 331.1.1, 331.1.2 und 331.1.3 in ASME B31.3.<\/p>\n
Diese REM-Aufnahme zeigt die Unterschiede in den Bruchfl\u00e4chen zwischen w\u00e4rmebehandelten und unbehandelten Proben. W\u00e4rmebehandelte Proben weisen glattere Bruchfl\u00e4chen auf, w\u00e4hrend unbehandelte Proben einen spr\u00f6den Bruchmodus mit Flussmustern zeigen.<\/p>\n
Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (Post Weld Heat Treatment, PWHT) ist ein Wiedererw\u00e4rmungs- und Abk\u00fchlungsprozess, der dazu dient, die Z\u00e4higkeit geschwei\u00dfter Werkstoffe zu erh\u00f6hen, Eigenspannungen abzubauen und das Risiko von Schwei\u00dfnahtfehlern wie Rissbildung zu verringern. PWHT ist besonders wichtig, wenn Rohre Umweltbelastungen ausgesetzt sind, wie z. B. in \u00d6l-\/Gaspipelines oder Kernkraftwerken; spezifische Normen wie ASME Section VIII schreiben h\u00e4ufig eine W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen f\u00fcr diese Art von Rohrleitungsanwendungen vor.<\/p>\n
Beim PWHT-Verfahren wird in der Regel ein kontrolliertes Rampen-W\u00e4rmebehandlungsprofil bei Temperaturen verwendet, die unter der urspr\u00fcnglichen Umwandlungstemperatur des Materials liegen, um m\u00f6gliche negative Nebenwirkungen wie Wiedererw\u00e4rmungsrisse, Verzug und Z\u00e4higkeitsverlust zu minimieren. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass die Rampen-\/Weichenraten und die Haltetemperatur effektiv gesteuert werden, um erfolgreiche Verarbeitungsergebnisse zu erzielen.<\/p>\n
Die REM-Bilder unten vergleichen geschwei\u00dfte NiTi-Drahtproben ohne und mit PWHT-Behandlung, wobei letztere glattere Bruchfl\u00e4chen ohne Flussmuster auf den Bruchfl\u00e4chen erzeugt. Es hat sich gezeigt, dass PWHT-Behandlungen die Empfindlichkeit von Werkstoffen gegen\u00fcber umweltbedingter Rissbildung deutlich verringern und gleichzeitig die Lebensdauer erh\u00f6hen.<\/p>\n
Unter Korrosionsbedingungen k\u00f6nnen Schwei\u00dfn\u00e4hte spr\u00f6de werden und versagen. Die PWHT hilft, dieses Risiko zu mindern, indem sie die Spannungen im Schwei\u00dfnahtbereich senkt; au\u00dferdem verbessert sie die Widerstandsf\u00e4higkeit gegen Wasserstoffsch\u00e4den und andere Formen der Korrosion.<\/p>\n
Die Druckwasserh\u00e4rtung ist ein bew\u00e4hrtes Verfahren zur Erh\u00f6hung der Haltbarkeit von geschwei\u00dften Strukturen in Chemieanlagen, Erd\u00f6lraffinerien und anderen Industrieanlagen. Dieses Verfahren tr\u00e4gt dazu bei, das Risiko von Schwei\u00dfnahtausf\u00e4llen zu minimieren und gleichzeitig die Materialfestigkeit durch Erh\u00f6hung der Zugfestigkeit und Streckgrenze zu erh\u00f6hen. Dar\u00fcber hinaus tr\u00e4gt die PWHT dazu bei, Spannungsrisskorrosion und andere Formen der Korrosion in den Werkstoffen zu verhindern.<\/p>\n
Mehrere Schwei\u00dfverfahren erzeugen Eigenspannungen in der Schwei\u00dfzone, die die Materialauslegungsgrenzen \u00fcberschreiten und zu Erm\u00fcdungsrisswachstum f\u00fchren. Die PWHT kann diese Eigenspannungen erheblich verringern und die Rissausbreitungswege\/-geschwindigkeit ver\u00e4ndern.<\/p>\n
Viele Schwei\u00dfn\u00e4hte von Rohrleitungen erfordern eine Plasmaschwei\u00df-W\u00e4rmebehandlung (PWHT). Die PWHT kann die Anf\u00e4lligkeit von Schwei\u00dfn\u00e4hten f\u00fcr metallurgische Sch\u00e4den verringern, die Festigkeit und Duktilit\u00e4t erh\u00f6hen und die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit gegen aggressive Korrosionsbedingungen verbessern. Leider kann die PWHT negative Auswirkungen auf die Schwei\u00dfbarkeit und die Betriebsleistung haben; daher ist es wichtig, dass ihre Vorteile und Kosten gr\u00fcndlich bewertet werden, bevor diese Behandlung durchgef\u00fchrt wird. In diesem Bericht untersuchen wir den Ursprung und die Grundlagen der PWHT sowie die aktuellen Anforderungen und Ausnahmen f\u00fcr die PWHT in kerntechnischen Anwendungen.<\/p>\n
Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (auch Spannungsarmgl\u00fchen genannt) ist ein thermischer Prozess, der das Risiko eines spr\u00f6den Versagens aufgrund von Eigenspannungen, die w\u00e4hrend des Schwei\u00dfvorgangs entstehen, verringern soll. Eigenspannungen in Schwei\u00dfbereichen k\u00f6nnen sich mit Belastungsspannungen jenseits der Materialauslegungsgrenzen verbinden und zu Rissen, Erm\u00fcdung und schlie\u00dflich zu spr\u00f6dem Versagen f\u00fchren, wenn sie unkontrolliert bleiben; die PWHT f\u00f6rdert die Versetzungsbewegung innerhalb der Kristallstrukturen, um diese Spannungen zu l\u00f6sen, und ist immer dann erforderlich, wenn das Potenzial f\u00fcr umweltbedingte Risse in Schwei\u00dfverbindungen besteht.<\/p>\n
Die Anforderungen an die Druckwasserh\u00e4rtung sind in verschiedenen Regelwerken festgelegt, wobei die Bedingungen je nach Rohrwerkstoff und Gruppennummer variieren. ASME B31.3 enth\u00e4lt obligatorische PWHT-Vorschriften in Abh\u00e4ngigkeit von der Materialzusammensetzung der Rohre; es gibt jedoch Ausnahmen von der obligatorischen Pr\u00fcfung, wenn Schwei\u00dfn\u00e4hte mit dickeren Rohren aus bestimmten Schwei\u00dfmaterialien hergestellt werden.<\/p>\n
Die Anforderungen an die PWHT in Kraftwerksrohren werden mit zunehmendem Rohrdurchmesser bei gleichbleibender Wanddicke weniger wichtig, da die Werte f\u00fcr den Tangens des Winkels zwischen dem L\u00e4ngsspannungsvektor und der Schwei\u00dfrichtung (Theta \"th\") abnehmen. Daher sind die beim Schwei\u00dfen entstehenden Eigenspannungen bei dickwandigen Rohren noch problematischer als bei d\u00fcnnwandigen Rohren.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Post weld heat treatment (PWHT) is a widely practiced process in field fabrication and repair work, used to reduce residual stress to soften weld material hardness and increase strength. PWHT requirements depend on both pipe material and ASME code requirements; Table 331.1.1 provides the PWHT holding temperature ranges applicable to various materials in Clause 331.1.1. … <\/p>\n