Keevitusjärgne kuumtöötlus

Paljudes torustike koodeksites kasutatakse keevisõmbluste purunemiskindlusest loobumise alusena keevitusjärgse kuumtöötluse (PWHT) nõuetest kohalikul tasandil; see meetod ei pruugi siiski alati kehtida kõikide materjalide või rakenduste puhul.

PWHT nõuded elektrijuhtmete materjalile tuginevad üldiselt selle põhimetalli madalamale kriitilisele muundumistemperatuurile.

Keevitusprotseduurid

Keevitusliidete keevitatavus sõltub erinevatest teguritest, sealhulgas geomeetriast, uuesti pingestamisest, keevituse eelsoojendustemperatuuridest ja läbivoolutemperatuuridest ning voolutihedusest. Lisaks sellele mõjutavad keevitatavust ka madala süsinikusisaldusega materjalid, nagu AISI P-4 või P-5A; ka karastatavus võib avaldada mõju, nagu ka vesiniku hilinenud pragunemise potentsiaal.

Keevitusjärgne kuumtöötlus (PWHT) aitab parandada lõhede sitkust, leevendades jääkpingeid ja lõdvendades eelnenud töödeldava detaili pingeid, mis on põhjustatud tootmis-, keevitus- ja lõikeprotsessidest. PWHT-protsessid kestavad tavaliselt ühe tunni 25 mm paksuse kohta temperatuuril 600 °C.

PWHT nõuded tulenevad tavaliselt keevitatavuse kriteeriumidest ja valmistamisseadustikud sätestavad üksikasjalikud nõuded seoses kohaliku PWHT-ga. Märkimisväärne osa neist eeskirjadest keskendub paksuse piirnõuetele - eeldus, mis põhineb sellel, et rabedamurdumine on ilma PWHT-ta tõenäolisem kui PWHT-ga -, kuid see eeldus on murdemehaanika analüüsi abil kahtluse alla seatud; täpsemalt on terastorude ümbermõõdus keevisõmbluste põhikõverate võrdlemine näidanud seda järeldust ja leidnud, et PWHT-paksuse piirangud on mõnes tootmisjuhendis liiga piiravad.

Eelkuumutus

Terase eelsoojendamine enne keevitamist on oluline keevituspingete ja jääkpingete minimeerimiseks, sõltuvalt keevisliigi paksusest ja sulami sisaldusest. Nende temperatuuride täpseks jälgimiseks tuleks kasutada temperatuuri näitavaid kriipe või termopaari püromeetrid.

Eelsoojendamine vähendab kriitilist kiiruse gradienti mis tahes ekvivalentsuse suhte puhul ja suurendab laminaarse leegi kiirust, luues stabiilsemad kaarjad, millel on vähem pritsmeid. (joonis 20).

Eelsoojendamist kasutatakse süsinik- ja madala legeerteraste keevitusmetalli ja kuumusega mõjutatud tsooni (HAZ) kõvaduse suurendamiseks, aeglustades nende jahutuskiirust, vähendades seeläbi defekte, nagu poorsus ja tühimikud HAZis, parandades mehaanilisi omadusi ja vähendades vesiniku hapruse pragunemise (mida nimetatakse ka hilinenud või allapoole pragunemiseks) ohtu süsinik-/madalalegeeritud terastel ning kõrge nikli sisaldusega austeniitsetel roostevabadel terastel, nagu tüüp 347/Incoloy 825.

Eelkuumutus- ja läbikäikude vahelise temperatuuri vähendamine võib aidata suurendada keevisõmbluse paksust ilma keevitusjärgse kuumtöötluseta (PWHT), eriti kõrge rõhu säilitavate keevisõmbluste puhul, nagu näiteks keermestatud ühenduste ja otsakute ühenduste põkk-, muhvi- ja täitesõmblused. E2G hapruse purunemist käsitlevate uuringute põhjal vähendaks kohustusliku PWHT kaotamine ASME B31.3 kohaste madala sulamiga keevitatud ja rõhu all olevate detailide puhul keevituse sitkust, suurendades samal ajal hapruse purunemise ohtu.

Keevitusjärgne kuumtöötlus

Keevitusjärgne kuumtöötlemine (PWHT) on tõhus vahend, millega saab kõrvaldada kahjulikud jääkpinged keevitatud komponentides, näiteks surveanumates ja torudes, vähendades samal ajal nende vastuvõtlikkust keskkonnatingimustele, mis põhjustavad pragude tekkimist või rabedat purunemist. Valmistatud keevisõmbluste terviklikkuse säilitamiseks tuleb alati järgida koodeksi nõudeid.

PWHT-protsessid on üldiselt nõutavad süsinikterasest keevisõmbluste puhul, mille paksus ületab eelnevalt määratletud künnise, et kaitsta neid vesiniku poolt põhjustatud hilinenud purunemise ja muude pingekorrosiooni nähtuste, sealhulgas vesiniku poolt põhjustatud hilinenud purunemise eest. PWHT hõlmab kuumutamise, jahutamise ja leotamise tingimusi, mis mõjutavad sellest protsessist tulenevaid keevitusmaterjali omadusi - ülemäärane või pikaajaline leotamisaeg võib põhjustada dekarburatsiooni, hapnikutaastumist või hapnemist, mis mõjutab negatiivselt selle tõmbetugevust, roomamistugevust või tõmbetugevuse omadusi.

Süsinikteraste PWHT nõuded erinevad erinevates tootmis- ja remondikoodides sõltuvalt paksuse ja läbimõõdu piiridest, kusjuures erinevused võivad tuleneda tehnilise andmebaasi erinevatest tõlgendustest või aja jooksul muutunud tootmis- ja keevitustavadest. Praegused ASME BP&V-koodeksid lubavad erandeid PWHT-katsetest kuni 5/8-tollise paksusega materjalidele, mida kasutatakse tuumaenergias, tuginedes sellistele eeldustele nagu suure läbimõõduga, õhukese seinaga materjalide suurem keevitatavus; nende loomupärane purunemiskindlus; piisav, et toetada madala energiaga purunemist.

Jahutamine

PWHT-menetlused tuleb kohandada iga komponendi jaoks eraldi, kusjuures temperatuurid sõltuvad selle paksusest; ASME VII kehtib üle 19 mm paksuse, samas kui BS EN 13445 ja BSPD 5500 hõlmavad 35 mm või suuremaid paksusi. Jahutuskiirused sõltuvad samuti paksusest; iga 25 mm paksuse kohta on lubatud üks tund ja alla 800 kraadise temperatuuri on lubatud jahutamine vaikse õhuga. PWHT kasutab tavaliselt kas püsivaid statsionaarseid ahjusid või suurte raskete detailide puhul teisaldatavaid, telgedega varustatud ahjusid.