Sowohl die petrochemische Industrie als auch Stromerzeuger haben ihr Interesse daran bekundet, die Anzahl der Schwei\u00dfn\u00e4hte zu verringern, die eine W\u00e4rmenachbehandlung (PWHT) erfordern. Verschiedene EPRI-Teilnehmer haben vorgeschlagen, dass es sich lohnen w\u00fcrde, die derzeitigen Anforderungen und Ausnahmen zu pr\u00fcfen und festzustellen, ob eine Lockerung technisch machbar w\u00e4re.<\/p>\n
Die Forscher sind zu dem Schluss gekommen, dass sich die Anforderungen an die PWHT eher auf Industriepraktiken als auf spezifische metallurgische und strukturelle Erw\u00e4gungen st\u00fctzen, wenn es um die Festlegung von Anforderungen geht. Als Ergebnis dieser Beobachtungen kann eine Lockerung der bestehenden Anforderungen f\u00fcr Anwendungen im Nuklearbereich m\u00f6glich sein. Allerdings muss zun\u00e4chst eine sorgf\u00e4ltige Pr\u00fcfung erfolgen, um sicherzustellen, dass durch die PWHT-Behandlung eine angemessene Rissbest\u00e4ndigkeit und Eigenspannungsentlastung erreicht wird.<\/p>\n
Rohrschwei\u00dfn\u00e4hte, die einer Hochtemperatur-PWHT-Behandlung unterzogen werden, k\u00f6nnen im Betrieb kostspielig sein, und die Ausfallkosten f\u00fcr Kernkraftwerke k\u00f6nnen betr\u00e4chtlich sein, so dass es ideal w\u00e4re, wenn m\u00f6glichst viele Schwei\u00dfn\u00e4hte einer solchen Behandlung unterzogen w\u00fcrden, da dies die Ausfallkosten erheblich senken k\u00f6nnte.<\/p>\n
Mehrere Regelwerke, einschlie\u00dflich des B&P Vessel Code Section III und einiger petrochemischer Regelwerke, schreiben eine W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen vor, wenn die Schwei\u00dfnahtdicke einen festgelegten Grenzwert \u00fcberschreitet; in der Regel bezieht sich dieser Grenzwert auf die Anforderungen an die Z\u00e4higkeit, gemessen mit der Charpy-Energie. In diesem Beitrag wird untersucht, ob und wo sich die Ausnahmeregelungen in den verschiedenen aktuellen Regelwerken unterscheiden; anschlie\u00dfend werden Rationalisierungsoptionen als m\u00f6gliche L\u00f6sungen vorgeschlagen.<\/p>\n
Studien \u00fcber die Anforderungen an die Druckwasserh\u00e4rtung zeigen, dass diese eher die traditionellen Praktiken innerhalb der Industrie widerspiegeln als spezifische metallurgische oder strukturelle \u00dcberlegungen. So k\u00f6nnte beispielsweise bei Schwei\u00dfn\u00e4hten aus CR-Mn-St\u00e4hlen der untere Grenzwert f\u00fcr die Dicke gem\u00e4\u00df ASME B31.3 \"Power Piping\" und 40 mm gem\u00e4\u00df EEMUA 158 gelockert werden, ohne die strukturelle Integrit\u00e4t der geschwei\u00dften Schwei\u00dfn\u00e4hte zu beeintr\u00e4chtigen; dies w\u00fcrde die Kosten f\u00fcr die Druckwasserh\u00e4rtung erheblich senken und betr\u00e4chtliche Kosten f\u00fcr Schwei\u00dfdienstleistungen einsparen.<\/p>\n
W\u00e4rmebehandlungen vor und nach dem Schwei\u00dfen sind wesentliche Bestandteile starker, sicherer und vorschriftsm\u00e4\u00dfiger Schwei\u00dfn\u00e4hte. Beim Vorw\u00e4rmen wird der Grundwerkstoff vor dem Schwei\u00dfen erw\u00e4rmt, um thermische Gradienten zu reduzieren und wasserstoffinduzierte Risse zu verhindern. Bei der W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen wird eine kontrollierte Erw\u00e4rmung nach dem Schwei\u00dfen durchgef\u00fchrt, um Eigenspannungen abzubauen und die Materialeigenschaften zu verbessern.<\/p>\n
Die Druckwasserh\u00e4rtung hilft, Spannungen zu reduzieren und gleichzeitig die Duktilit\u00e4t und Festigkeit zu verbessern, um die Lebensdauer von Bauteilen zu verl\u00e4ngern, wie es die Anforderungen von ASME Section VIII f\u00fcr Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von mehr als 38 mm oder f\u00fcr rissanf\u00e4llige Legierungen vorsehen. In solchen F\u00e4llen ist sie obligatorisch.<\/p>\n
Widerstands- oder Induktionserw\u00e4rmungsmethoden liefern schnellere und pr\u00e4zisere Ergebnisse als ihre Gegenst\u00fccke aus dem Bereich des Widerstands. Keramische Heizmatten, Induktionsspulen, Gas- oder Elektro\u00f6fen k\u00f6nnen alle geeignet sein. Bei Materialien unter 25 mm k\u00f6nnen Sie m\u00f6glicherweise auf das Vorw\u00e4rmen verzichten, aber pr\u00fcfen Sie vorher die Vorschriften. Austenitische nichtrostende St\u00e4hle ben\u00f6tigen aufgrund ihrer ausgezeichneten Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und Duktilit\u00e4t in der Regel keine PWHT - allerdings k\u00f6nnen Auslagerungsbehandlungen oder L\u00f6sungsanwendungen erforderlich sein, um die Z\u00e4higkeit wiederherzustellen; andere Werkstoffe, die in nuklearen Anwendungen eingesetzt werden, ben\u00f6tigen vor ihrer endg\u00fcltigen Verwendung m\u00f6glicherweise eine zus\u00e4tzliche Spannungsarmgl\u00fch- und Verg\u00fctungsw\u00e4rmebehandlung.<\/p>\n
Anwender von St\u00e4hlen f\u00fcr die Petrochemie und die Energieerzeugung sehen in den Ausnahmeregelungen von B31.3 und BS 2633 m\u00f6glicherweise eine M\u00f6glichkeit, die Anforderungen an die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen zu reduzieren. Im Vergleich zu den Anforderungen an Kohlenstoff-Mn-Stahl, wie sie in B31.1, PD 5500, EEMUA 158 f\u00fcr Offshore-Strukturen usw. festgelegt sind, ist eine solche Vereinbarkeit jedoch m\u00f6glicherweise nicht m\u00f6glich.<\/p>\n
Tabelle 1 veranschaulicht, dass zur Erreichung dieser Ausnahmen die erforderliche Dicke bei einfachen Schwei\u00dfn\u00e4hten mit guten Details und quasistatischen Dehnungsraten nur 14 mm betragen k\u00f6nnte; bei aggressiveren Schwei\u00dfbedingungen mit groben Spannungskonzentrationen und groben Spannungskonzentrationen w\u00e4re sie wahrscheinlich viel geringer. Dar\u00fcber hinaus sind die Anforderungen an die Bruchz\u00e4higkeit nicht auf die Anforderungen an die Z\u00e4higkeit der Schwei\u00dfnaht ausgerichtet, und dieser Bereich bedarf weiterer \u00dcberlegungen auf der Grundlage eines bruchmechanischen Ansatzes zur Erf\u00fcllung solcher Z\u00e4higkeitsanforderungen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
1. Materialst\u00e4rke Sowohl die petrochemische Industrie als auch Stromerzeuger haben ihr Interesse an einer Verringerung der Anzahl der Schwei\u00dfn\u00e4hte, die eine W\u00e4rmenachbehandlung (PWHT) erfordern, bekundet. Aufgrund der damit verbundenen Kosten und m\u00f6glicher Ausf\u00e4lle von Kernkraftwerken schlugen verschiedene EPRI-Teilnehmer vor, dass es sich lohnen w\u00fcrde, die derzeitigen Anforderungen und Ausnahmen zu pr\u00fcfen und festzustellen, ob eine Lockerung ... <\/p>\n