ASME VIII jaotise PWHT nõuded

ASME VIII jagu sisaldab hulgaliselt eeskirju ja suuniseid, mis on mõeldud surveanumate kaitsmiseks alates nende projekteerimisest kuni ehitamise, kontrollimise ja katsetamiseni. See hõlmab ka arendus-, ehitus-, inspekteerimis- ja katsetamisprotsesse.

McEnerney soovitas SS4 materjalide PWHT-katsete minimaalset temperatuuri tõsta 800 kraadilt 1200 kraadini kooskõlas Lundini ja Khaniga (viide 6).

PWHT nõuded

ASME jaotise VIII Div 1 tabel UCS-56 [1] näitab, et surveanumate ja torustike PWHT nõuded erinevad oluliselt, mis on tingitud tehnilistest rakendustest (nt projekteerimispinge kriteeriumid) või erinevatest Charpy katsetele omastest nõuetest, samuti erinevustest lubatud defektide suurustes kontrolli koodide kaudu.

Keevitusjärgne kuumtöötlus on kontrollitud protsess, mille käigus kuumutatud keevisliide viiakse pikema aja jooksul madalamale kriitilisele muundumistemperatuurile ja hoitakse seal. See aitab kõrvaldada jäävpinged ja mikrostruktuurimuutused, mis on põhjustatud keevituse kõrgtemperatuurilisest gradientist.

PWHT nõuded erinevad erinevate koodide puhul paksuse piirnõuete ja minimaalse eelsoojendustemperatuuri ja kestuse osas, mis sõltuvad terase koostisest, sitkusest ja kasutusviisist.

PWHT nõuded kipuvad vähenema koos sulamite sisalduse suurenemisega ja nõuavad sellest tulenevalt kõrgemaid eelsoojendustemperatuure ja/või vähendavad maksimaalset lubatud süsinikusisaldust. Seetõttu on PWHT nõuete ratsionaliseerimine keeruline, eriti kuna erinevatel kasutajarühmadel, näiteks naftakeemia ja energiatootmise kasutajatel, on sageli erinevad huvid PWHT-st vabastuse saamiseks ning neil võib olla raske kokku leppida ühtses piirangus selle nõuete täitmisest vabastamiseks.

Nõuded eelsoojendusele

Eelkuumutamine on eseme alusmetallile enne keevitamist soojuse lisamine, mille eesmärk on vältida pragunemist keevituspiirkonnas ja suurendada selle komponendi tugevust. Eelkuumutamine võib aidata vältida ka vesinikust põhjustatud külmapragunemist (HICC), parandades samal ajal keevisõmbluste ja HAZ-ide lõplikke mehaanilisi omadusi. Eelkuumutusnõuded võib määrata kindlaks keevituskoodeksite või keevitusmenetluse spetsifikaadi (WPS) dokumentidega, mis on konkreetsele projektile omased.

WPS kirjeldab iga projekti jaoks nõutavat minimaalset eelsoojendustemperatuuri ja kestust. Üldiselt tuleks minimaalset eelsoojendustemperatuuri hoida vähemalt 30 minutit, et saavutada optimaalne tulemus. Osade vastavust sellele temperatuurile saab kontrollida kas termopaari mõõtmiste või värvikriitikakatsete abil, mis märgistavad pinnad, kui need on saavutanud teatud temperatuuri.

Eelsoojendustemperatuuri määramisel tuleb arvesse võtta ka materjali paksust ja piirangute taset. Eelsoojenduse rakendamisel peaks selle temperatuur ületama nii keevituspiirkonna kui ka alusmetalli temperatuuri - pidades silmas, et see peab jääma sellele tasemele kuni keevituse lõpetamiseni.

Kui keevituskoodides ei ole täpsustatud, millal ja kuidas tuleks eelsoojendust kasutada, on keevitusinseneri ülesanne kindlaks teha, kas ja millise temperatuuriga eelsoojendus on vajalik nende alusmetalli ja ristlõike paksuse jaoks. AWS D1.1-96 pakub selle määramiseks kaks meetodit - HAZ-kareduse kontrolli meetod ja vesiniku kontrolli meetod.

Nõuded keevitusjärgsele kuumtöötlusele

Keevitusjärgne kuumtöötlemine (PWHT) võib vähendada keevitusjääkide pingeid, karastada kõvasid, potentsiaalselt rabeid mikrostruktuuri piirkondi ning suurendada keevitatud materjalide tõmbetugevust ja sitkust. PWHT hõlmab keevisõmbluste kuumutamist kindlaksmääratud temperatuuril pikema aja jooksul; mõnikord tuleb maksimaalse tulemuse saavutamiseks kasutada ka eelsoojendamist.

Enamik praegusi valmistamisseadustikke nõuab, et keevisõmblused ületaksid teatud künnise, mille puhul tuleb teha PWHT-töötlus, mis sõltub seadustike vahelistest purunemiskindlusnõuetest minimaalsel töötemperatuuril ja erinevate materjaliklasside Charpy energia neeldumise väärtustest.

PWHT hõlmab keevitatud materjalide kuumutamist väga kõrgel temperatuuril pikema aja jooksul ja seejärel nende hoidmist sellel temperatuuril ilma moonutuste või muude kahjustuste tekkimiseta. PWHT võib olla kulukas, mistõttu on mõistlik püüda selle kasutamist võimaluse korral minimeerida.

Tootmiskoodeksid lubavad sageli erandeid PWHT-nõudest; need võivad nõuda läbirääkimisi, mis põhinevad üksikasjalikul murdemehaanilisel analüüsil. See võib isegi olla võimalik täielikult ära jätta, kui PWHT-ga koos kasutatakse mitme läbivusega keevitust ja eelsoojendamist; samuti võivad teatavad madala süsinikusisaldusega teraseklassid, nagu 1-1/4 Cr Mo, lubada PWHT-protsessi läbiviimist kõrgema temperatuurivahemiku juures.

Erandid

ASME VIII jagu sisaldab põhjalikke nõudeid surveanumate projekteerimisele, valmistamisele, montaažile, paigaldamisele, ülevaatuse kontrollimisele, katsetamisele ja sertifitseerimisele. Selle koodeksi osa hoolikas rakendamine võimaldab tootjatel, kasutajatel, ehitajatel ja projekteerijatel täita oma jurisdiktsiooni alla kuuluvaid eeskirju, saades samal ajal kasu paljudest selles kirjeldatud tööstusharu parimatest tavadest, mis on seotud kulude, ohutuse ja kasutamisega.

Kuigi VIII jao PWHT nõuded on ühed rangemad tööstuses, pakuvad teatud keevitusseadustikud paindlikkust selliste materjalide nagu torude keevitamisel. Näiteks ASME B31.3 lubab sellest nõudest vabastust torude puhul, mille NPS on kuni 4 tolli ja mille nimiseina paksus on alla 0,625 tolli; tuleb siiski märkida, et PWHT nõuded võivad koodide ja tööstusharude lõikes oluliselt erineda, mis nõuab hoolikat kaalumist, et tagada järjepidevus ja tõhusus.

Praegu on uuemad keevitatud ja PWHT-kõverad, mis põhinevad täiustatud purunemiskindluse tehnoloogial, näidanud, et need aitavad PWHT nõudeid paremini vastavusse viia tegelike keevitusjääkpingete tasemetega. Lisaks sellele võivad pilootjuhitavad kaitseventiilid (POPRV) mõnel juhul kaotada PWHT vajaduse mõnes rakenduses, kuna nende mittevoolav konstruktsioon tagab püsiva ülerõhu leevendamise tunduvalt allpool nende PRV seadepunkti; see aitab oluliselt vähendada seadmete ülerõhu kahjustamise riski ja omamiskulusid, pakkudes samal ajal käitajatele suuremat meelerahu.