Seit der Ausgabe 2014 der ASME B31.3 sind Rohre aus dickem Kohlenstoffstahl von den Anforderungen an die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen ausgenommen, so dass nur mehrlagiges Schwei\u00dfen und kein Vorw\u00e4rmen erforderlich ist. Es wurden Bedenken ge\u00e4u\u00dfert, dass solche Ausnahmen unsicher sein k\u00f6nnten.<\/p>\n
Dieses Papier, das von EPRI gesponsert und von Mitgliedern des RRAC-Teams verfasst wurde, soll \u00c4nderungen der Mindestanforderungen an die PWHT-Temperatur in den Normen B31.1 und B31.3 sowie \u00e4hnliche \u00c4nderungen in anderen Normen unterst\u00fctzen.<\/p>\n
Die Mindestanforderungen der ASME B31.3 an die Vorw\u00e4rmtemperatur unterscheiden sich erheblich zwischen den einzelnen Normen und Standards, was m\u00f6glicherweise auf die unterschiedlichen Betriebsbedingungen zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, die in den einzelnen Normen und Standards behandelt werden. Echte Bedenken entstehen, wenn die Anforderungen einer Norm oder eines Standards aus technischer Sicht \u00fcbertrieben erscheinen - ein Beispiel sind die Anforderungen an die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT) f\u00fcr Kohlenstoffstahlwerkstoffe.<\/p>\n
Die in den Normen geforderte Temperatur f\u00fcr die Druckwasserh\u00e4rtung liegt nahe an den unteren kritischen Temperaturen f\u00fcr Kohlenstoffst\u00e4hle, was zu Rissbildung durch Wiedererw\u00e4rmung in den Schwei\u00dfzonen f\u00fchren kann und deren Festigkeit erheblich schw\u00e4cht. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass die H\u00e4rte und Z\u00e4higkeit von P Nr. 4-Schwei\u00dfn\u00e4hten auch nach der Druckwasserh\u00e4rtung bei niedrigeren Temperaturen als den in den geltenden Vorschriften festgelegten erhalten bleiben kann.<\/p>\n
Obwohl es Bedenken geben mag, gibt es starke Unterst\u00fctzung f\u00fcr die Beibehaltung der derzeitigen Anforderungen an Vorw\u00e4rmung und Druckwasserh\u00e4rtung f\u00fcr P Nr. 4. Eine von EPRI gesponserte Studie ergab, dass die Druckwasserh\u00e4rtung bei niedrigeren Temperaturen als den derzeit in den Normen B31.1 und B31.3 geforderten durchgef\u00fchrt werden kann und dennoch akzeptable Materialeigenschaften aufweist. Dies bietet mehr Flexibilit\u00e4t bei der Konstruktion, eine gr\u00f6\u00dfere Sicherheitsspanne f\u00fcr Verbindungen aus unterschiedlichen Materialien und verhindert die Rissbildung in Schwei\u00dfnahtbereichen von anf\u00e4lligen P No 4-Materialien.<\/p>\n
ASME B31.3 verlangt, dass die Werkstoffe eine Mindestvorw\u00e4rmtemperatur erf\u00fcllen, bei der die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT) beginnen kann. Die PWHT ist ein kontrollierter Prozess, bei dem Schwei\u00dfteile f\u00fcr eine bestimmte Zeit unter ihre untere kritische Umwandlungstemperatur erw\u00e4rmt werden, um Eigenspannungen und durch das Schwei\u00dfen verursachte Gef\u00fcgever\u00e4nderungen zu verringern. Au\u00dferdem kann die PWHT durch verst\u00e4rkte H\u00e4rtungsprozesse w\u00e4hrend der Behandlung zu einer Erh\u00f6hung der H\u00e4rte beitragen.<\/p>\n
Mit der Ausgabe 2014 der ASME B31.3 wurden mehrere wichtige \u00c4nderungen an den PWHT-Anforderungen f\u00fcr Prozessrohrleitungen eingef\u00fchrt, insbesondere f\u00fcr Schwei\u00dfn\u00e4hte aus Kohlenstoffstahl, die den Anforderungen von ASME Section VIII Div 1 entsprechen und zuvor ein Nachgl\u00fchen (PWA) erforderten.<\/p>\n
Diese \u00c4nderung wurde auf Ersuchen des RRAC vorgenommen, der darauf hinwies, dass die PWHT-Temperaturen nach ASME B31.1 und B31.3 in der N\u00e4he der unteren kritischen Umwandlungstemperaturen ihrer Werkstoffe liegen, was zu unn\u00f6tigen Verlusten der H\u00e4rtekapazit\u00e4t aufgrund von \u00dcberhitzung f\u00fchrt. Um dieses Problem anzugehen, empfahl der Bericht, die PWHT-Anforderungen auf 1200-1300 Grad Celsius zu \u00e4ndern. Au\u00dferdem sollten 150 Grad als H\u00f6chstwert oberhalb der PWHT festgelegt werden, was mehr den Anforderungen der BS 2633 entspricht.<\/p>\n
W\u00e4rmebehandlung von Rohrleitungen aus Kohlenstoffstahl nach dem Schwei\u00dfen durch W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT). Damit soll die umweltbedingte Rissbildung an Rohrverbindungen aus Kohlenstoffstahl vermieden und die durch das Schwei\u00dfen entstandenen Eigenspannungen verringert werden, w\u00e4hrend die Z\u00e4higkeit des Schwei\u00dfguts erh\u00f6ht wird. Dar\u00fcber hinaus tr\u00e4gt die PWHT dazu bei, die Umweltbelastung zu verringern und vor Korrosion zu sch\u00fctzen.<\/p>\n
Die Anforderungen an die PWHT variieren je nach Code und Werkstoffgruppe. Zum Beispiel schreibt B31.3 Mindesthaltezeiten von 15 Minuten f\u00fcr niedrig legierte St\u00e4hle und 20 Minuten f\u00fcr 2.25%Cr-1%Mo-St\u00e4hle vor, basierend auf den in jeder Gruppe zul\u00e4ssigen maximalen Kohlenstoffgehalten und Schwei\u00dfnahtdicken; diese Mindesthaltezeitanforderung gilt sowohl f\u00fcr einlagige als auch f\u00fcr mehrlagige Schwei\u00dfn\u00e4hte.<\/p>\n
Eine PWHT ist nicht immer erforderlich, beispielsweise bei geschwei\u00dften Stahlbeh\u00e4ltern wie \u00d6llagertanks. Obwohl sie f\u00fcr Dr\u00fccke bis zu 5.000 psi ausgelegt sind, besteht aufgrund extremer Temperaturgradienten und Spannungen an den Schwei\u00dfn\u00e4hten weiterhin die Gefahr eines spr\u00f6den Versagens.<\/p>\n
PWHT-Verfahren k\u00f6nnen kostspielig und unpraktisch sein; aus diesem Grund sehen einige Rechtsordnungen Ausnahmen f\u00fcr Rohre aus Kohlenstoffstahl vor. Dar\u00fcber hinaus zielen die Anforderungen der Normenreihe B31.3 darauf ab, ein effizientes Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Effizienz zu schaffen, wenn es um die Anforderungen an die Druckwasserh\u00e4rtung geht.<\/p>\n
ASME B31.3 ist eine amerikanische Norm, die Anforderungen f\u00fcr Rohrleitungen in Erd\u00f6lraffinerien, Chemie-, Pharma-, Wasserstoff-, Textil-, Papier- und Zellstofffabriken, Kernreaktoren, Halbleiteranlagen sowie Stromerzeugungsanlagen, Erdgaskompressorstationen und Stromerzeugungsanlagen enth\u00e4lt. Sie befasst sich mit Materialien und Komponenten f\u00fcr die Konstruktion, Fertigung, Montage, Inspektion und Pr\u00fcfung von Rohrleitungen.<\/p>\n
Wie bei den Schwei\u00dfn\u00e4hten sollten die Vorw\u00e4rmtemperaturen auf der Grundlage der Dicke der einzelnen Schwei\u00dfn\u00e4hte angepasst werden. F\u00fcr d\u00fcnne Schwei\u00dfn\u00e4hte k\u00f6nnen niedrigere Vorw\u00e4rmtemperaturen erforderlich sein als f\u00fcr dickere Schwei\u00dfn\u00e4hte; die f\u00fcr jede Stufe erforderliche Zeit bleibt jedoch konstant.<\/p>\n
Vor der \u00dcberarbeitung wurden verbindliche Grenzwerte f\u00fcr die PWHT-Schwei\u00dfnahtdicke auf der Grundlage guter technischer Praxis und Erfahrung festgelegt. Da sich die Bruchmechanik seit der urspr\u00fcnglichen Einf\u00fchrung dieser Grenzwerte in \u00dcbereinstimmung mit der guten Ingenieurpraxis und den Erfahrungen weiterentwickelt hat, wurden diese Grenzwerte unter Ber\u00fccksichtigung der auf der Z\u00e4higkeit basierenden Freistellungskurven \u00fcberarbeitet, die f\u00fcr Kohlenstoffst\u00e4hle h\u00f6here Mindestwanddicken vorschreiben, als dies bei den \u00e4lteren Grenzwerten der Fall war.<\/p>\n
F\u00fcr das PWHT-Schwei\u00dfen ist in den meisten F\u00e4llen eine maximale Schwei\u00dfnahtdicke von 19 mm vorgeschrieben - deutlich weniger als in allgemeinen Bauvorschriften (z. B. BS 5400 f\u00fcr Br\u00fccken) oder in anderen speziellen Vorschriften wie ASME B31.1 f\u00fcr Druckbeh\u00e4lter und Energierohrleitungen und API 650 f\u00fcr den Bau gro\u00dfer Lagertanks.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Seit der Ausgabe 2014 der ASME B31.3 sind Rohre aus dickem Kohlenstoffstahl von den Anforderungen an die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen ausgenommen, so dass nur mehrlagiges Schwei\u00dfen und kein Vorw\u00e4rmen erforderlich ist. Es wurden Bedenken ge\u00e4u\u00dfert, dass solche Ausnahmen unsicher sein k\u00f6nnten. Dieses Papier, das von EPRI gesponsert und von Mitgliedern des RRAC-Teams verfasst wurde, soll ... <\/p>\n