Τύπος PWHT

Ρυθμός θερμότητας

Οι διεργασίες PWHT φτάνουν συνήθως σε θερμοκρασίες άνω των 450 βαθμών Κελσίου για μία ώρα ανά ίντσα πάχους, καθιστώντας απαραίτητο οι ρυθμοί θέρμανσης και ψύξης να ταιριάζουν με αυτούς που απαιτούνται από τον τύπο του υλικού, το μέγεθος/διαμόρφωση του εξαρτήματος και τις επιθυμητές θερμοκρασίες εμποτισμού. Οι υπερβολικά γρήγοροι ρυθμοί θέρμανσης ή ψύξης θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε απαράδεκτες παραμορφώσεις και θερμικά προκαλούμενες τάσεις, εάν υπερβαίνουν τα κατάλληλα επίπεδα.

Για μεγάλες και δύσχρηστες κατασκευές, μπορεί να είναι απαραίτητη η χρήση βάσεων ή στηριγμάτων κατά τη διάρκεια της τοπικής θερμικής επεξεργασίας με πλάσμα (PWHT). Κατά το σχεδιασμό αυτών των στηριγμάτων, λάβετε υπόψη τις διαφορικές δυνατότητες διαστολής/συστολής των εξαρτημάτων καθώς και την κατασκευή αυτών των στηριγμάτων από υλικά που δεν θα καταστραφούν από τις υψηλές θερμοκρασίες PWHT.

Το πλάτος της βοηθητικής θέρμανσης παίζει ουσιαστικό ρόλο στην αποτελεσματικότητα της τοπικής PWHT. Η επιρροή τους είναι αισθητή τόσο κατά την παραγωγή κατακρημνισμάτων όσο και στη μείωση των υπολειπόμενων τάσεων στο BM και στο WZ μετά την τοπική PWHT- μάλιστα, όσο αυξάνονται, τόσο αυξάνονται και τα επίπεδα μείωσης των υπολειπόμενων τάσεων. Όσο υψηλότερο είναι το πλάτος μιας βοηθητικής θέρμανσης, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η επίδρασή της.

Στο πλαίσιο των προδιαγραφών μιας διαδικασίας συγκόλλησης, εκτός από τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας διαβροχής και του ρυθμού θέρμανσης, πρέπει επίσης να ορίζεται ο ελάχιστος χρόνος και η ελάχιστη διάρκεια PWHT. Επιπλέον, θα πρέπει να περιλαμβάνονται απαιτήσεις για ζώνες εμποτισμού, θερμαινόμενες ζώνες, ζώνες ελέγχου κλίσης και ζώνες ελέγχου - με τις ζώνες ελέγχου κλίσης να λειτουργούν ως περιοχές στις οποίες μπορεί να εφαρμοστεί θερμική μόνωση ή πρόσθετα θερμαντικά στοιχεία προκειμένου να διατηρηθούν αποδεκτές αξονικές κλίσεις θερμοκρασίας.

Θερμοκρασία

Στο πλαίσιο της συμμόρφωσής τους με τις προδιαγραφές του κώδικα, οι τοπικές περιοχές PWHT πρέπει να πληρούν διάφορες απαιτήσεις προκειμένου να παραμένουν συμβατές. Οι απαιτήσεις αυτές περιλαμβάνουν την ικανοποίηση των ζωνών διαβροχής, των θερμαινόμενων ζωνών, μιας αποδεκτής ζώνης ελέγχου της αξονικής κλίσης θερμοκρασίας και των απαιτήσεων ζώνης ελέγχου. Οι ζώνες διαβροχής περιλαμβάνουν τις συγκολλήσεις και τις δύο HAZ, ενώ οι θερμαινόμενες ζώνες χρησιμοποιούν θερμική μόνωση ή πρόσθετα θερμαντικά στοιχεία για τη διατήρηση μιας αποδεκτής αξονικής βαθμίδας θερμοκρασίας από τη ζώνη PWHT προς το περιβάλλον. Συνήθως η θερμοκρασία των άκρων για τις θερμαινόμενες ζώνες πρέπει να είναι η μισή από εκείνη των ζωνών διαβροχής.

Πίεση

Η πίεση του λιωμένου μετάλλου που ασκείται κατά τη διάρκεια της PWHT μπορεί να παραμορφώσει τα εξαρτήματα. Για να αποφευχθεί αυτό, τα στοιχεία πρέπει να υποστηρίζονται κατάλληλα κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας - για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας βάσεις που έχουν διαμορφωθεί ειδικά για να ταιριάζουν στο περίγραμμά τους και είναι κατασκευασμένες από υλικά με παρόμοιες ιδιότητες θερμικής διαστολής όπως το στοιχείο που θερμαίνεται (στην περίπτωση των δοχείων πίεσης αυτό θα περιλάμβανε εσωτερικά στηρίγματα εκτός από τα εξωτερικά στηρίγματα).

Διαφορετικοί κώδικες σχεδιασμού επιβάλλουν διαφορετικές απαιτήσεις PWHT ανάλογα με τη χημική σύσταση και το πάχος ενός υλικού, συμπεριλαμβανομένης της χημικής σύστασης ή του πάχους του. Ορισμένοι απαιτούν θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση όταν υπερβαίνουν ορισμένες τιμές- άλλοι την απαιτούν με βάση την ολκιμότητα ή την ανθεκτικότητά του.

Ωστόσο, υπάρχουν κάποιες ομοιότητες στις απαιτήσεις PWHT των διαφόρων κωδίκων- για παράδειγμα, οι περιορισμοί πάχους τόσο στο PD5500 όσο και στο ASME B31.3 είναι περίπου ισοδύναμοι- ωστόσο, παραμένει δύσκολο να συμβιβαστούν αυτές οι διαφορετικές απαιτήσεις.

Οι απαιτήσεις PWHT εξαρτώνται τόσο από την εγγενή σκληρότητα και αντοχή ενός υλικού όσο και από την ευαισθησία σε ρωγμές διάβρωσης λόγω τάσης, με ορισμένους χάλυβες να έχουν όρια μόλις 32 mm, ενώ άλλοι να απαιτούν έως και 150 mm για τη σωστή λειτουργία. Τέτοιες μεγάλες διαφορές μπορούν να παρουσιάσουν σημαντικά προβλήματα για εξαρτήματα που δεν έχουν σχεδιαστεί σωστά.