Keevitusejärgse kuumtöötluse valem

Keevitusjärgne kuumtöötlus (PWHT) on pingete leevendamise meetod, mille eesmärk on vähendada jääkpinget keevisõmbluste läheduses. Enamik kehtivaid norme nõuab kohalikke PWHT-töötlusi, et vältida väsimuspraodude tekkimist töötlemistorustikes.

Kohaliku PWHT optimaalsete tingimuste kindlaksmääramiseks viidi läbi kolme teguriga täielik faktoriaalne katse. Uuritud muutujad olid järgmised:

Temperatuur

PWHT temperatuur ei tohi kunagi ületada töödeldava materjali karastamistemperatuuri ning iga selline katse tuleb kontrollida mehaaniliste katsetega, et tõendada, et materjali tugevus ei ole langenud allapoole selle klassi jaoks määratud väärtust. Seetõttu peab keevitusjärgne kuumtöötlus toimuma piirkondades, mis on määratletud keevitusjärgset kuumtöötlust reguleerivates standardites, näiteks soojendustsoonides, kuumutatavates tsoonides või temperatuuri gradiendi kontrollvööndites.

Optimaalse PWHT-tulemuse saavutamiseks tuleks töödeldavaid detaile leotamisperioodi jooksul toetada spetsiaalselt nende kujule kohandatud sise- ja välistugipostidega, mis paigutatakse ühtlaste vahedega detaili ümbermõõdu järgi. See samm on eriti oluline surveanumate puhul, millele mõjuvad sisemised ja välised jõud, mis põhjustavad paisumist ja kokkutõmbumist.

Surve

Keevitusjärgset kuumtöötlust (PWHT) kasutatakse selleks, et leevendada jääkpingeid, mis muidu koos koormuspingeidega ületaksid materjali projekteeritud piirväärtused, mis võib põhjustada keevisõmbluse purunemist, pingekorrosioonilist pragunemist või rabedat murdumist. PWHT vähendab neid pingeid, kuumutades ja jahutades keevismetalli kontrollitud kiirusega, et neid leevendada.

Sõltuvalt töödeldava terase liigist on olemas erinevad PWHT-meetodid, mille hulka võivad kuuluda lõõmutamine, normaliseerimine, karastamine ja pingete leevendamine. Sobiva meetodi valimisel, lähtudes terase keemilisest koostisest või kavandatud kasutusotstarbest (näiteks surveanumad või torud), on tulemuste saavutamiseks, mis vastavad soovitud ootustele, võtmetähtsusega nõuetekohased seadmed ja rajatised, milles hoiatemperatuuri reguleeritakse asjakohaselt, samuti kvaliteeditagamismeetmed ning sobivad kuumutus- ja jahutuskiirused.

Kui keevitusmaterjalide paksus ületab teatud piirmäära, võib eeskirjade kohaselt olla vajalik PWHT, kuid selle vajalikkust võib määrata ka mikrostruktuuri analüüsi või pingekorroosioonikraapimise vastuvõtlikkuse alusel.

PWHT õige kasutamine on hädavajalik keevisõmbluste purunemise ja muude defektide vältimiseks keevitatud konstruktsioonides. PWHT võib suurendada sitkust, parandada plastilisust ja vähendada pragunemise ohtu kasutuse ajal; kui PWHT-d rakendatakse aga liiga kiiresti või kontrollimatult, võivad need mõjud pöörduda vastupidiseks, põhjustades konstruktsioonide enneaegset purunemist.

Soojusülekande kiirus

Soojuse ülekandumine materjalide vahel sõltub nende omadustest; näiteks juhib metall soojusenergiat tõhusamalt kui plastlehed või puit. Seetõttu annavad metallplaadid ümbritsevasse keskkonda rohkem soojust kui plastplaadid, mis tuleneb kuuma ja külma keskkonna vahelisest temperatuurierinevusest DT ning kasutatavate materjalide paksusest.

Kasutatavad PWHT-meetodid võivad mõjutada nii komponentide, eriti mahutite kuumutamis- kui ka jahutamiskiirust. Kui seda protsessi kasutatakse mahutite puhul, tuleb PWHT-protsessi ajal tagada toetus, et vältida liigset moonutust; see võib tähendada spetsiaalselt nende jaoks kohandatud tugipostide paigaldamist ühtlaste vahedega PWHT-protsessi ajaks või kas püsiva ahju kasutamist, kus komponendid laaditakse ratastel ahjuplatvormile, või kohapeal PWHT-protsessi jaoks püstitatud ajutise ahju kasutamist.

Normide kohaselt tuleb komponentide keevituspiirkond jagada mitmeks alaks, mida nimetatakse soojendusaladeks, kuumutusaladeks ja temperatuuri gradiendi reguleerimisaladeks. Temperatuuri gradiendi reguleerimisaladesse paigaldatakse soojusisolatsioon või täiendavad kütteelemendid, et säilitada vastuvõetav telgine temperatuuri gradient keevitustemperatuuri ja ümbritseva õhu temperatuuri vahel; selleks kasutatakse vastavalt konvektsiooni- ja kiirgusküttemeetodeid.