Die derzeit geltenden Fertigungsvorschriften f\u00fcr P-4- und P-5A-Werkstoffe weisen erhebliche Unterschiede hinsichtlich der Dickenkriterien f\u00fcr die Befreiung von der Nacherw\u00e4rmung (PWHT) auf; dar\u00fcber hinaus gibt es weitere Abweichungen.<\/p>\n
Im Allgemeinen k\u00f6nnen Baust\u00e4hle, die f\u00fcr Br\u00fccken und Geb\u00e4ude verwendet werden, von der Nachw\u00e4rmebehandlung (PWHT) ausgenommen werden, sofern ihre Dickengrenzwerte die Anforderungen an die Bruchz\u00e4higkeit erf\u00fcllen. Normen f\u00fcr Druckbeh\u00e4lter und Rohrleitungen legen h\u00e4ufig andere Anforderungen hinsichtlich der Befreiung von der Nachw\u00e4rmebehandlung fest.<\/p>\n
Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT) von dickwandigen Schwei\u00dfkonstruktionen h\u00e4ngt vom jeweiligen Werkstoff und dem angewandten Schwei\u00dfverfahren ab. Die PWHT dient dazu, Restspannungen zu beseitigen, die durch ungleichm\u00e4\u00dfige Abk\u00fchlungsgeschwindigkeiten entstehen und zu Verformungen und Rissbildung in Schwei\u00dfkonstruktionen f\u00fchren; durch die PWHT werden diese Spannungen auf ein Ma\u00df reduziert, das den Anforderungen an die Z\u00e4higkeit entspricht, wodurch sowohl die Ma\u00dfhaltigkeit als auch die Leistungsf\u00e4higkeit dieser Schwei\u00dfkonstruktionen verbessert werden.<\/p>\n
Aktuelle Konstruktionsnormen f\u00fcr Rohrleitungen und Druckbeh\u00e4lter schreiben h\u00e4ufig eine Nachw\u00e4rmbehandlung (PWHT) f\u00fcr Schwei\u00dfkonstruktionen vor, die eine bestimmte Dicke \u00fcberschreiten, wobei diese oft an Referenzwerte f\u00fcr die Z\u00e4higkeit auf der Grundlage der Charpy-Energieaufnahme gekn\u00fcpft sind. Auch wenn sich die Anforderungen an die Nachw\u00e4rmbehandlung nicht immer sinnvoll reduzieren lassen, k\u00f6nnte ein Ansatz darin bestehen, sicherzustellen, dass die Schwei\u00dfverfahren (WPS) und die Schwei\u00dfqualifikationsberichte (PQR) die verwendeten Schwei\u00dftechniken angemessen qualifizieren.<\/p>\n
PWHT-Verfahren unterscheiden sich je nach Werkstoff und Schwei\u00dfnahtkonfiguration; im Allgemeinen umfassen sie das Erhitzen der Schwei\u00dfkonstruktionen auf eine gem\u00e4\u00df den Projektspezifikationen oder den Parametern des Schwei\u00dfverfahrens festgelegte Halte-Temperatur und das anschlie\u00dfende Halten dieser Temperatur f\u00fcr eine vereinbarte Dauer (in der Regel eine Stunde pro Zoll Schwei\u00dfnahtdicke). Eine genaue \u00dcberwachung ist entscheidend, und alle Schwei\u00dfkonstruktionen m\u00fcssen nach der PWHT sorgf\u00e4ltig gepr\u00fcft werden.<\/p>\n
Die Vorw\u00e4rmtemperatur ist ein wesentlicher Faktor bei der Steuerung der Wasserstoffmenge, die in das frisch aufgetragene Schwei\u00dfgut eindringt, und bei der Erh\u00f6hung der Best\u00e4ndigkeit gegen Rissbildung aufgrund von Eigenspannungen.<\/p>\n
Sowohl materialbezogene als auch schwei\u00dfverbrauchsbezogene Variablen beeinflussen die Anforderungen an die Vorw\u00e4rmung, beispielsweise der Kohlenstoffgehalt. Schwei\u00dfkonstruktionen mit h\u00f6herem Kohlenstoffgehalt erfordern eine st\u00e4rkere Vorw\u00e4rmung als solche mit geringerem Kohlenstoffgehalt; zudem muss die Temperatur genau kontrolliert werden, um eine \u00dcberhitzung zu vermeiden, die zu Verformungen oder Fehlern in der Schwei\u00dfverbindung f\u00fchren k\u00f6nnte.<\/p>\n
Es wurden verschiedene Methoden zur Berechnung der geeigneten Vorw\u00e4rmtemperatur entwickelt. Ein solcher Ansatz, der als \u201eWasserstoffkontrolltechnik\u201c bekannt ist, nutzt einen Parameter f\u00fcr die Kohlenstoff\u00e4quivalentzusammensetzung sowie eine Gleichung, die auf den Gehalten an diffusiblem Wasserstoff in Schwei\u00dfzusatzwerkstoffen basiert, um Anf\u00e4lligkeitsindexwerte abzuleiten, mit denen sich die Mindestanforderungen an die Vorw\u00e4rmtemperatur bestimmen lassen. Leider funktionieren diese Verfahren in der Praxis nicht immer; beispielsweise kann bei Stumpfschwei\u00dfn\u00e4hten an gro\u00dfen Querschnitten die Anwendung der Anforderungen gem\u00e4\u00df AWS D1.1-96 unter Umst\u00e4nden keine ausreichende Vorw\u00e4rmung gew\u00e4hrleisten, um Rissbildung zu verhindern.<\/p>\n
Bei der W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT), allgemein als Spannungsarmgl\u00fchen bekannt, werden Teile eines geschwei\u00dften Bauteils \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum auf eine Temperatur oberhalb ihrer Streckgrenze erhitzt. Dadurch wird die Mikrostruktur ver\u00e4ndert und gleichzeitig der Grad der Eigenspannungen verringert, die unter Belastung zu Sch\u00e4den f\u00fchren k\u00f6nnten.<\/p>\n
Durch die PWHT lassen sich Restspannungen nicht wirksam auf Null reduzieren; selbst bei sorgf\u00e4ltiger thermischer Zyklierung k\u00f6nnen die Restspannungen immer noch die Streckgrenze des behandelten Materials 30% \u00fcberschreiten.<\/p>\n
Zugspannungen k\u00f6nnen nach wie vor die Wachstumsraten von Erm\u00fcdungsrissen sowie den Verlauf und die Form der Rissbildung beeinflussen. Ihre genaue St\u00e4rke h\u00e4ngt von den Materialeigenschaften, der Temperatur der Nachw\u00e4rmebehandlung (PWHT), der Haltezeit, der kontrollierten Erw\u00e4rmung sowie von St\u00fctzger\u00fcsten ab, die auf ihre Abmessungen abgestimmt sind, um gleichm\u00e4\u00dfige Erw\u00e4rmungsgradienten \u00fcber die geschwei\u00dften Bauteile hinweg zu gew\u00e4hrleisten und Thermoschocks zu vermeiden.<\/p>\n
St\u00e4hle, die in Rohrleitungen f\u00fcr Kraftwerke und Prozessanlagen zum Einsatz kommen, w\u00fcrden davon profitieren, wenn sie \u00fcber einen gr\u00f6\u00dferen Dickenbereich hinweg von der PWHT ausgenommen w\u00fcrden, beispielsweise durch die Angleichung der Grenzwerten f\u00fcr die Dicke in den verschiedenen Normen, die f\u00fcr sie gelten (z. B. ASME VIII Div. 1 und PD 5500). Leider kann sich diese Aufgabe als schwierig erweisen, da es Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung und der Z\u00e4higkeit zwischen den verschiedenen Stahlsorten gibt und es keinen festgelegten absoluten Grenzwert f\u00fcr die Dicke bei der Charpy-Schlagz\u00e4higkeit gibt.<\/p>\n
Die derzeitigen Ausnahmen von der obligatorischen PWHT-Pr\u00fcfung richten sich nach Faktoren wie Kohlenstoffgehalt, Schwei\u00dfbarkeit und Betriebstemperatur. Aufgrund langj\u00e4hriger Forschungsarbeiten hat sich gezeigt, dass diese Anforderungen urspr\u00fcnglich auf der Grundlage bew\u00e4hrter ingenieurtechnischer Praxis festgelegt wurden, heute jedoch nicht mehr angemessen sind. Es wird vorgeschlagen, die Mindestwandst\u00e4rke unabh\u00e4ngig vom Kohlenstoffgehalt oder Schwei\u00dfdurchmesser auf 0,625 Zoll festzulegen \u2013 dies bietet eine geeignetere Grundlage f\u00fcr die Anwendung des Master-Curve-Ansatzes zur Bestimmung der Bruchz\u00e4higkeit.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Die aktuellen Fertigungsnormen f\u00fcr P-4- und P-5A-Werkstoffe unterscheiden sich erheblich in ihren Dickenkriterien f\u00fcr die Befreiung von der Druckwasserh\u00e4rtung; dar\u00fcber hinaus gibt es weitere Abweichungen. Im Allgemeinen k\u00f6nnen Baust\u00e4hle, die f\u00fcr Br\u00fccken und Geb\u00e4ude verwendet werden, von der Druckwasserh\u00e4rtung ausgenommen werden, sofern die Dickengrenzen die Anforderungen an die Bruchz\u00e4higkeit erf\u00fcllen. Die Vorschriften f\u00fcr Druckbeh\u00e4lter und Rohrleitungen enthalten oft unterschiedliche Anforderungen, wenn es ... <\/p>\n