Θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση (PWHT) και θερμοστοιχεία

Η θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση (PWHT) είναι μια διαδικασία που βελτιώνει τις μηχανικές ιδιότητες των υλικών που έχουν συγκολληθεί, όπως η ρηγμάτωση και η αστοχία των κατασκευών που έχουν συγκολληθεί με συγκόλληση. Η PWHT μπορεί να συμβάλει στη μείωση της ρηγμάτωσης και της αστοχίας, αυξάνοντας παράλληλα την αντοχή.

Για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων PWHT, η παρούσα έρευνα συνδύασε τη μηχανική μάθηση και τη μεταευρετική. Τα μοντέλα μηχανικής μάθησης χρησιμοποιήθηκαν ως αντικειμενικές συναρτήσεις, ενώ η παλινδρόμηση διανυσμάτων υποστήριξης και οι αλγόριθμοι K-κοντινότερου γείτονα χρησίμευσαν ως μέθοδοι βελτιστοποίησης.

Έλεγχος θερμοκρασίας

Η θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση (PWHT) είναι μια βασική διαδικασία αποφόρτισης, η οποία χρησιμοποιεί θέρμανση της ζώνης συγκόλλησης μετά τη συγκόλληση για να ανακουφίσει τις εντάσεις που έχουν απομείνει από τη συγκόλληση, γεγονός που εξασφαλίζει συγκολλήσεις υψηλής ποιότητας. Ωστόσο, η ακατάλληλη PWHT μπορεί να δημιουργήσει υπολειμματικές τάσεις που αυξάνουν την πιθανότητα αστοχίας τόσο όσον αφορά την ίδια τη συγκόλληση όσο και την αντοχή του υλικού - αυτές οι υπολειμματικές τάσεις θα μπορούσαν σε συνδυασμό με την τάση φόρτισης να υπερβούν τους περιορισμούς σχεδιασμού του υλικού, οδηγώντας σε ρηγμάτωση και κόπωση με αποτέλεσμα τη ρηγμάτωση ή την κόπωση των συνδέσεων συγκόλλησης.

Η PWHT περιλαμβάνει την αναθέρμανση του συγκολλημένου μετάλλου χρησιμοποιώντας ένα προσεκτικά ελεγχόμενο προφίλ ράμπας-διαβροχής για τη διατήρηση ακριβούς ελέγχου της θερμοκρασίας του. Οι θερμοκρασίες αναθέρμανσης πρέπει να είναι χαμηλότερες από τις αρχικές θερμοκρασίες μετασχηματισμού του υλικού για να αποφευχθεί ο σχηματισμός ρωγμών, ενώ ταυτόχρονα ανακουφίζονται οι τάσεις χωρίς να δημιουργούνται ρωγμές σε αυτό.

Ο χρόνος θέρμανσης και οι απαιτήσεις χρόνου εμβάπτισης για εφαρμογές PWHT εξαρτώνται τόσο από τη διαδικασία συγκόλλησης, τις απαιτήσεις του κώδικα συγκόλλησης όσο και από τα επιθυμητά χαρακτηριστικά του τελικού προϊόντος. Για να επιτευχθούν αυτοί οι στόχοι, πρέπει να χρησιμοποιείται ένας ακριβής ελεγκτής θερμοκρασίας με καταγραφέα θερμοκρασίας για την παρακολούθηση της διαδικασίας PWHT.

Η Libratherm προσφέρει ελεγκτές Single και Multi-Zone Ramp Soak που έχουν σχεδιαστεί για να ρυθμίζουν με ακρίβεια τις διαδικασίες PWHT. Αυτές οι μονάδες δέχονται απευθείας γειωμένα ή μη γειωμένα θερμοστοιχεία και εξάγουν μια αναλογική έξοδο/SSR με δράση ελέγχου PID για ακριβείς λειτουργίες PWHT. Διατίθενται μεμονωμένες μονάδες ή επιλογές λειτουργίας κλιμάκωσης (Master-Slave), και οι δύο διαθέτουν διεπαφές MODBUS μέσω RS 485 για διασύνδεση με συστήματα SCADA, PLC ή καταγραφής δεδομένων.

Έλεγχος χρονοδιακόπτη

Οι κύκλοι PWHT καταναλώνουν σημαντική ενέργεια, οδηγώντας σε εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και άλλες περιβαλλοντικές ανησυχίες. Επιπλέον, οι επαναλαμβανόμενοι κύκλοι κατά τη διάρκεια της ζωής του εξοπλισμού μπορεί να συσσωρεύσουν θερμικές τάσεις που οδηγούν σε εύθραυστα σπασίματα - τάσεις που μπορεί να μην γίνουν άμεσα εμφανείς, αλλά γίνονται σημαντικοί παράγοντες καθώς ο εξοπλισμός γερνάει.

Για την καταπολέμηση αυτού του κινδύνου, τα μηχανήματά μας pwht διαθέτουν χρονοδιακόπτη ελέγχου για μεγαλύτερη ασφάλεια. Οι χειριστές μπορούν να ορίσουν την επιθυμητή θερμοκρασία και διάρκεια διαβροχής, και στη συνέχεια οι μηχανές μας θα ανεβούν αυτόματα από την τρέχουσα θερμοκρασία στο σημείο ρύθμισης με καθορισμένους ρυθμούς, αφήνοντας τους χειριστές ελεύθερους να επικεντρωθούν σε άλλες εργασίες, ενώ παράλληλα θα λαμβάνουν τα απαραίτητα μέτρα για την αποφυγή της ευθραυστότητας των συγκολλήσεων.

Τα μηχανήματα PWHT διαθέτουν περισσότερα από απλά χειριστήρια χρονοδιακόπτη: είναι αερόψυκτα για μέγιστη άνεση, καθιστώντας τη λειτουργία απλή, απαιτώντας ελάχιστη εκπαίδευση, θερμαίνονται ταχύτερα από το μέσο όρο και διαθέτουν μεγάλες οθόνες προβολής - ιδανικές για βιομηχανικές εφαρμογές!

Θερμοστοιχεία

Τα θερμοστοιχεία είναι αισθητήρες θερμοκρασίας που μετατρέπουν τις διαφορές των δύο μεταλλικών κραμάτων που περιέχονται σε αυτά σε ηλεκτρικό ρεύμα, χάρη στην ανακάλυψη του φαινομένου Seebeck από τον Thomas Johann Seebeck το 1821. Ένα θερμοστοιχείο αποτελείται από δύο ανόμοια μεταλλικά σύρματα που συνδέονται στο ένα άκρο τους με διακλαδώσεις- η μία διακλαδώσεις πρέπει να τοποθετείται απευθείας σε ένα αντικείμενο για μέτρηση, ενώ η άλλη παραμένει σε μια σταθερή πηγή θερμοκρασίας, γνωστή ως διακλαδώσεις αναφοράς.

Όταν οι θερμοκρασίες μεταξύ των επαφών είναι ίδιες, δεν δημιουργείται ηλεκτροκινητική δύναμη (ΗΕΔ) και, επομένως, δεν ρέει ρεύμα. Ωστόσο, όταν εκτίθενται σε διαφορετικές θερμοκρασίες, σχηματίζεται μια ηλεκτροδυναμική δύναμη που επιτρέπει τη ροή ρεύματος μέσω του αισθητήρα και μετράται με τη χρήση ενός μετρητή θερμοκρασίας- στη συνέχεια, αυτό το ρεύμα μπορεί να μετατραπεί σε ένδειξη θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας έναν εύκολο τύπο.

Υπάρχει μια σειρά από θερμοζεύγη στην αγορά με διαφορετικά επίπεδα ακρίβειας και θερμοκρασιακά εύρη για την κάλυψη διαφορετικών εφαρμογών. Η επιλογή ενός από αυτά για την εφαρμογή σας εξαρτάται συχνά από παράγοντες όπως η σύνθεση του κράματος και ο σχεδιασμός του αισθητήρα, καθώς και οι μέθοδοι σύνδεσης - εκτεθειμένα ή με μανδύα κ.λπ. Ορισμένα μοντέλα χρησιμοποιούν βασικά μέταλλα όπως ο σίδηρος, ο χαλκός και το νικέλιο, ενώ άλλα χρησιμοποιούν πιο εξωτικά κράματα όπως η πλατίνα το ρόδιο και το βολφράμιο που μπορούν να χειριστούν υψηλότερες θερμοκρασίες πιο αποτελεσματικά.

Ασφάλεια

Η PWHT περιλαμβάνει τη θέρμανση της συγκόλλησης μέχρι λίγο κάτω από την αρχική θερμοκρασία μετασχηματισμού της, προκειμένου να ανακουφιστεί από τις τάσεις, να μειωθεί η σκληρότητα και η αντοχή σε ρωγμές, καθώς και να αυξηθεί η ανθεκτικότητα και η ολκιμότητα, βελτιώνοντας την αντοχή του υλικού σε δυναμική φόρτιση.

Πριν θέσετε σε λειτουργία ένα μηχάνημα ηλεκτρικού πλυσίματος, βεβαιωθείτε ότι φοράτε όλο τον απαραίτητο εξοπλισμό ασφαλείας και ότι βρίσκεστε σε χώρο με επαρκή εξαερισμό. Κρατήστε επίσης πρόχειρο έναν πυροσβεστήρα σε περίπτωση ατυχήματος.

Η PWHT μπορεί να είναι μια αποτελεσματική μέθοδος επισκευής για δοχεία πίεσης, αλλά οι θερμικές διεργασίες της μπορεί να προκαλέσουν παραμορφώσεις ή στρεβλώσεις. Τα σύνθετα υλικά προσφέρουν μια εναλλακτική λύση στην PWHT σε αυτές τις περιπτώσεις, επιτρέποντάς σας να αποκαταστήσετε την ακεραιότητα του δοχείου χωρίς να καταφύγετε σε θερμικές διεργασίες.