ASME B31 3 kõrvaldatud PWHT nõuded

ASME B31.3 Code for Process Piping 2014. aasta väljaandes eemaldati PWHT nõuded süsinikterasest keevitusmaterjalidele tingimusel, et kasutati mitmepoolset keevitustehnikat ja temperatuuri vähemalt 95oC (200oF), nagu on kindlaks tehtud purunemismehaaniliste katsete ja analüüside abil. Need muudatused kajastavad purunemismehaanika analüüsi tulemusi.

Eelkuumutamise temperatuur

Eelsoojendustemperatuur on pragunemise eduka kontrollimise võti ja see peab olema piisav, et vältida oksüdeerumist, viivitada jahutamist ja tagada piisav keevislihviga vastupidavus. Selle seadmiseks on erinevaid lähenemisviise, mis sõltuvad keevituskoodeksist ja ristlõike paksuse nõuetest.

Keevituskoodeksid kirjeldavad sageli eelsoojendustemperatuuri spetsifikatsioone oma keevitusmenetluse spetsifikaadis (WPS), seega on väga oluline, et neid suuniseid järgitaks. Eelsoojendustemperatuuri tuleks mõõta vahetult keevisliidese ümber ja võimaluse korral läbi selle paksuse. Eelsoojendamine võib toimuda gaasipõletite, hapnikugaasi leekide, elektritekkide või elektrooniliste induktsioonkuumutusmeetodite abil ja seda tuleb ühtlase tulemuse tagamiseks hoolikalt juhtida.

Temperatuuri näitavaid kriidid, nagu Tempilstik, tuleks kasutada selleks, et hoida silma peal eelsoojendustemperatuuridel, ning kontrollida seda termopaaride või kontakttermomeetrite abil, et veenduda, et eelsoojendus on toimunud ettenähtud viisil. Eelkuumutusmeetodi valimisel tuleb arvestada ka kütteseadmete suurust ja kättesaadavust. Suurtoodangu keevitustöödel on sageli vajalik kasutada kuumutuspõletite või elektriliste ribasoojendite kogumit, mida tuleb samuti arvesse võtta. Väiksemaid keevisõmblusi võib kuumutada ahju või takistussoojendussüsteemi abil. Eelsoojendustemperatuuri tuleks pidevalt jälgida kogu keevitusjärjekorra vältel ja see tuleks täpsustada teie tööprotsessi spetsifikatsiooni dokumendis, et vähendada pragunemist nii kuumusega mõjutatud tsoonis kui ka alusmaterjalis. Selleks seadke see madalamaks kui minimaalne läbitöötamistemperatuur, et minimeerida pragunemise mõju kõrvalolevatele materjalidele.

PWHT temperatuur

Paljud koodid ja standardid nõuavad teatavate keevitusstruktuuride, näiteks terastorude ümbermõõdusõmbluste keevitusjärgset kuumtöötlemist (PWHT). PWHT aitab vähendada tõmbejääkide pingeid keevituspiirkonnas, karastada mikrostruktuuri, parandada plastilisust ja voolavuspiirangut ning parandada plastilisust ja voolavuspiirangut. Nõuded varieeruvad sõltuvalt materjali tüübist ja paksusest - süsinik-mangaanteraste puhul on PWHT-temperatuur tavaliselt kõrgem võrreldes madalama süsinikusisaldusega keevisõmblusmaterjalidega.

PWHT on lahutamatu samm torustiku valmistamisel, kuid selle lõpuleviimine võib olla kulukas ja aeganõudev. PWHT-ga seotud kulude minimeerimiseks on oluline optimeerida temperatuuri seadistusi - see hõlmab nii sobiva kütte-/jahutuskiiruse valimist kui ka PWHT jaoks sobivate seadmete ja rajatiste kasutamist.

Praegused surveanumate ja torustike projekteerimise eeskirjad nõuavad PWHT-keevisõmbluste tegemist, kui nende paksus ületab kindlaksmääratud künnise, mis on kindlaks määratud mitteväärismetallide Charpy energia neeldumise katse omaduste ja kasutustemperatuuri nõuete alusel. See tava on olnud levinud aastakümneid ja seda võib põhjendada nii majanduslikust kui ka tehnilisest vaatenurgast.

PWHT-temperatuuri alandamise toetuseks on mitmeid argumente, ja käesolevas dokumendis uurime neid argumente ja näitame, miks need on vigased. See valge raamat esitatakse osana B31.1 ja B31.3 koodeksi jaotiste muutmise algatusest, kuid seda võib kasutada sarnaselt ka teiste katla- ja surveanumate koodeksi jaotiste puhul.

PWHT aeg

ASME B31.3 sätestab suunised protsessitorustike süsteemide projekteerimiseks, valmistamiseks, monteerimiseks ja paigaldamiseks. Selle eesmärk on suunata selles protsessis erinevaid osapooli - projekteerijaid, omaniku inspektorid, valmistajad, monteerijad ja komponentide tootjad. Lisaks hõlmab see standard paljude muude teemade hulgas selliseid teemasid nagu materjali valik, lubatud pingepiirid ja kontrollinõuded.

Keevitusprotsessi käigus tekivad keevituspiirkonnas jääkpinged, mis võivad läheneda keevitusmaterjali voolavuspiirile, suurendades keskkonna poolt toetatud pragunemise (EAC) võimalust. PWHT vähendab neid jääkpingeid, et aidata vältida EAC-d keevitatud teraskonstruktsioonides.

PWHT aeg on eduka keevisliidese kuumtöötluse lahutamatu osa. Mida kauem PWHT-töötlusi tehakse, seda paremad on tõenäoliselt nende tulemused; lisaks suurendab PWHT tõhusust kõrgemate temperatuuride kasutamine.

EPRI remondi- ja asendusrakenduste keskus andis hiljuti välja soovituse, et PWHT-temperatuurinõudeid vähendataks B31.1 ja B31.3 koodeksiosades, et viia need paremini vastavusse teiste koodeksiosade nõuetega. Käesolevas dokumendis uuritakse, miks sellised muudatused on vajalikud ja millised on nende võimalikud eelised, ning kirjeldatakse meetodeid, mille abil saab seda muudatust komitees läbi suruda. Phil Flenner, Flenner Engineering Services Kalamazoo Michiganist, aitab neid muudatusi läbi suruda.

PWHT paksus

Protsessitorustike valmistamist, monteerimist, paigaldamist, kontrollimist, inspekteerimist ja katsetamist reguleerivad eeskirjad sisaldavad mitmesuguseid PWHT nõudeid, mis erinevad oluliselt väikeste erinevuste ja võimalike ohutusprobleemide poolest. Märkimisväärsed erinevused võivad ohustada projekti võimet täita nii kasutustingimusi kui ka kulusid ja tulemuslikkuse eesmärke; iga koodeksi spetsifikatsioonid sõltuvad tavaliselt nii materjalispetsifikatsioonidest kui ka keevitusparameetritest ning selle konstruktsiooni mis tahes tõenäolistest tõrkemehhanismidest.

PWHT on süsinikteraste puhul sätestatud mitmes standardis ja koodeksis, näiteks BS 1113 [22], BS 2633 [24], PD 5500 [25] ja Pr EN 13445 [27]. Hiljuti lisati B31.3 koodeksisse tabel 331.1, mis vabastas teatavad P nr 1 süsinikterased kohustuslikust keevitusjärgsest kuumtöötlusest, kui kasutati eelsoojendustemperatuuri 95 kraadi ja valmistamisel kasutati mitmepoolset keevitustehnikat.

Tomerlin jt viisid hiljuti läbi uuringu, mis näitas, et kvaliteetsete keevisliidete puhul ei ole PWHT sageli vajalik, isegi paksema seinaga torude puhul. Konstruktsioonide projekteerimisel, valmistamisel, püstitamisel ja kasutamisel tuleb olla ettevaatlik, sest riskide maksimaalseks vähendamiseks ja vastupidavuse tagamiseks tuleb valida sobivad PWHT-temperatuurid. Optimaalse temperatuuri saavutamine vähendab materjali omaduste halvenemise ja selle sitkuse või tugevuse halvenemise riski ning väsimuskindluse probleeme.