Απαιτήσεις PWHT για υλικά που χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό σχεδιασμένο σύμφωνα με το τμήμα VIII Div 1 του ASME

Τα UCS-56-1 έως UCS-56-11 του πίνακα UCS-561 παρέχουν τις απαιτήσεις και τις εξαιρέσεις για τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό σχεδιασμένο σύμφωνα με το τμήμα VIII Div 1 του ASME. Οι πίνακες αυτοί απαριθμούν επίσης τις εξαιρέσεις.

Η PWHT (Powder Waste Heat Treatment) είναι μια ελεγχόμενη διεργασία κατά την οποία τα υλικά θερμαίνονται πάνω από τη χαμηλότερη κρίσιμη θερμοκρασία μετασχηματισμού τους για παρατεταμένο χρονικό διάστημα, ώστε να αμβλυνθούν οι παραμένουσες τάσεις και να βελτιωθεί η ανθεκτικότητα του μετάλλου συγκόλλησης.

Απαιτήσεις PWHT

Οι απαιτήσεις PWHT για τα υλικά των σωλήνων ποικίλλουν σε διάφορους κώδικες, με συγκεκριμένες εξαιρέσεις που πιθανόν βασίζονται σε παραδοσιακές πρακτικές σε συγκεκριμένες βιομηχανίες και όχι σε συγκεκριμένες μεταλλουργικές ή δομικές εκτιμήσεις.

Παρόλο που οι απαιτήσεις PWHT ποικίλλουν μεταξύ των διαφόρων κωδίκων, είναι πιθανό ότι θα μπορούσε να καθιερωθεί μια ενιαία απαίτηση για τις συνθέσεις χάλυβα - δημιουργώντας πιο ομοιόμορφη παραγωγή σε όλες τις βιομηχανίες. Οι ισχύοντες κώδικες απαριθμούν τα εύρη θερμοκρασιών με βάση τους αριθμούς ομάδας και τους αριθμούς P κάθε σύνθεσης χάλυβα ως κριτήρια που διέπουν τις απαιτήσεις PWHT.

Οι τρέχουσες απαιτήσεις PWHT βασίζονται στην υπόθεση ότι οι θερμοκρασίες προθέρμανσης θα μετριάσουν τη μικροδομή της συγκόλλησης και θα διαχέουν το υδρογόνο (11). Ωστόσο, οι δοκιμές που διεξήγαγε το EPRI έδειξαν ότι η θερμοκρασία PWHT που χρησιμοποιείται σε πετροχημικές εφαρμογές δεν επιτυγχάνει αυτούς τους στόχους, καθώς οι υψηλότερες θερμοκρασίες προθέρμανσης προκαλούν ανεπιθύμητες αλλαγές στην αντοχή σε κρούση και στην ολκιμότητα- επιπλέον, οι ισχύοντες περιορισμοί του κώδικα αποκλείουν τη χρήση χαλύβων χαμηλής κραματοποίησης για εφαρμογές παραγωγής ενέργειας.

Εξαιρέσεις

Ο κώδικας ASME προσφέρει ορισμένες εξαιρέσεις από τις απαιτήσεις δοκιμής κρούσης για τους χάλυβες άνθρακα και χαμηλού κράματος. Εκμεταλλευόμενοι αυτές τις εξαιρέσεις, μπορείτε να αποφύγετε τη δαπάνη για τη δοκιμή αυτή.

Για να προσδιορίσετε αν δικαιούστε απαλλαγή από το διάγραμμα UCS-66 του ASME VIII Div 1, συμβουλευτείτε το σχήμα UCS-66 και εντοπίστε το σημείο όπου η MOC σας εμπίπτει στην καμπύλη της και συναντά τη θερμοκρασία των -20 βαθμών F - αν αυτό το σημείο διασταύρωσης εμπίπτει πάνω από την καμπύλη D, τότε μπορεί να χορηγηθεί απαλλαγή από τη δοκιμή κρούσης.

Καθώς οι διαδικασίες κατασκευής δοχείων πίεσης και λεβήτων χρησιμοποιούν διαδικασίες συγκόλλησης τόξου που εκθέτουν τα υλικά άνθρακα και χαμηλού κράματος σε θερμοκρασίες υπό το μηδέν, οι συνδυασμοί άνθρακα-χαμηλού κράματος μπορεί να παρουσιάσουν απώλειες στην ολκιμότητα που προκαλούνται από τις παραμένουσες τάσεις συγκόλλησης που οδηγούν σε εύθραυστη θραύση. Για τον μετριασμό αυτών των αστοχιών, ο κώδικας προσφέρει εξαιρέσεις για δοκιμές κρούσης με βάση ψυχρότερους συνδυασμούς MDMT-πάχους που είναι λιγότερο πιθανό να παρουσιάσουν τέτοιες απώλειες στην ολκιμότητα λόγω υπολειμματικών τάσεων συγκόλλησης.

Θερμοκρασίες προθέρμανσης

Οι απαιτήσεις θερμοκρασίας προθέρμανσης εξαρτώνται από το υλικό που συγκολλάται, τους κώδικες συγκόλλησης και την επιθυμητή εφαρμογή. Είναι σημαντικό να κατανοήσετε τι σημαίνει αυτό για το έργο σας: Οι θερμοκρασίες προθέρμανσης παρέχουν ιδανικές θερμικές συνθήκες για τη συγκόλληση, μειώνοντας τις τάσεις συρρίκνωσης στη συγκόλληση και στις ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα (HAZ), μειώνοντας τους κύκλους παραγωγής/διάσπασης υδρογόνου, αυξάνοντας την ανθεκτικότητα του μετάλλου συγκόλλησης και μειώνοντας την παραμόρφωση που προκαλείται από θερμικό σοκ.

Οι κώδικες συγκόλλησης καθορίζουν ελάχιστες θερμοκρασίες ενδιάμεσης διέλευσης για τον έλεγχο της ανάπτυξης της μικροδομής του μετάλλου συγκόλλησης και την εγγύηση ότι οι προκύπτουσες συγκολλήσεις ταιριάζουν με εκείνες που δημιουργήθηκαν κατά την πιστοποίηση της διαδικασίας.

Οι τοπικές θερμικές επεξεργασίες μετά τη συγκόλληση μπορεί να μην είναι απαραίτητες εάν οι συγκολλήσεις εκτελούνται σύμφωνα με τη θερμοκρασία προθέρμανσής τους και η διαδικασία συγκόλλησης συνεχίζεται αδιάλειπτα, όπως οι συγκολλήσεις αυλακώσεων και συγκολλήσεων πλήρωσης με πλάτος μικρότερο από 1/2 και πάχος 11/4 αντίστοιχα. Επιπλέον, οι τεχνικές συγκόλλησης πολλαπλών περασμάτων μπορεί να καταστήσουν τις τοπικές θερμικές επεξεργασίες μετά τη συγκόλληση περιττές.

Χρόνος προθέρμανσης

Αν σκοπεύετε να μαγειρέψετε κάτι που απαιτεί παρατεταμένο χρόνο μαγειρέματος, όπως λαζάνια ή γαλοπούλα, είναι απαραίτητο να προθερμάνετε το φούρνο σας. Με αυτόν τον τρόπο θα διασφαλίσετε ότι το φαγητό θα ψηθεί ομοιόμορφα χωρίς να το παρακάνετε. Ορισμένες συνταγές μπορεί να μην απαιτούν προθέρμανση- συμβουλευτείτε πάντα τη συνταγή σας εκ των προτέρων!

Ο κώδικας ASME Section VIII Division 1 παρέχει ένα σύνολο τύπων και κανόνων που προέρχονται από την εμπειρία της βιομηχανίας και παρέχουν οδηγίες για το σχεδιασμό των πυκνώσεων των δοχείων πίεσης με εξαιρετική προσοχή και έμφαση στην ασφάλεια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ιδιαίτερα συντηρητικούς σχεδιασμούς με ανώτερα επίπεδα ασφάλειας.

Οι απαιτήσεις θερμοκρασίας προθέρμανσης και χρόνου αναμονής (PWHT) διαφέρουν ελαφρώς μεταξύ των κωδικών, αλλά παραμένουν παρόμοιες στην ουσία. Για παράδειγμα, οι περισσότεροι χάλυβες με χαμηλό κράμα χρειάζονται επεξεργασία PWHT, αν και ορισμένοι που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές σωλήνων δεν την χρειάζονται. Επίσης, υπάρχουν διαφορετικές απαιτήσεις για τις συγκολλήσεις με μη υπό πίεση μέρη καθώς και για τις συνδέσεις ή τις συγκολλήσεις με μη υπό πίεση μέρη- εξ ου και η σημασία της κατανόησης των απαιτήσεων και των χρόνων αναμονής PWHT κάθε κώδικα.