Keevitusjärgse kuumtöötluse (PWHT) nõuded süsinikterasest torudele

Paljud projektid, mis hõlmavad süsinikterasest torustikke, võivad mööda minna PWHT-st, kasutades ära BS 2633 ja sarnaste koodeksite tolerantsi kuni 19 mm paksuse suhtes ilma PWHT-ta madala süsinikusisaldusega madala legeerterase puhul; sellised nõuded kipuvad vastama või ületavad USA koodeksites sätestatud nõudeid; BS 2633 sätestab siiski kõrgema eelsoojendusnõude.

Keevitusprotseduurid

PWHT (keevitusjärgne kuumtöötlus) ei ole lihtsalt üks menetlusetapp: see on lahutamatu tehniline protsess, mis mõjutab otseselt seadmete terviklikkust, töötajate ohutust ja pikaajalist töövõimet. PWHT vähendab jääkpingeid ja täiustab samal ajal mikrostruktuuri, et vältida pingekorrosioonipragunemist või üldse vältida pingekorrosioonipragunemist.

PWHT hõlmab keevisliidese kuumutamist kõrgendatud temperatuuril pikema aja jooksul, mis võimaldab metallmaatriksil absorbeerida ja ümber jaotada sisepingeid, et vähendada hapra purunemise ohtu, parandada sitkust ja plastilisust ning vältida vesinikukahjustusi.

Optimaalse PWHT taseme saavutamiseks peavad keevitusmenetlused hõlmama nii eelsoojendamise kui ka keevitusjärgse kuumtöötluse meetmeid, sealhulgas sobivate eelsoojendustüüpide ja -temperatuuride valimist, samuti kuumutus-/hoiutemperatuuride jälgimist ja kvaliteedikontrolli meetmete rakendamist.

PWHT üksi ei pruugi olla piisav, et vähendada keevitamisel kasutatava materjali kõvadust ja suurendada selle plastilisust; lisaprotsessid võivad vajada kõrge kvalifikatsiooniga keevitajate poolt läbiviidavaid lisaprotsesse.

Eelsoojendus

Hiljutistes uuringutes töötati välja eksperimentaalne ja analüütiline meetod eelsoojendamiseks mitme käiguga remondikeevituse ajal, kasutades termovisioonikaameraid ja soojusülekande analüüsi; mõlemad meetodid osutusid täpseks.

Alates ASME B31.3 2014. aasta väljaandest on paksust süsinikterasest torustik vabastatud PWHT-st, kui see on eelsoojendatud üle kriitilise austeniitilise temperatuuri ja keevitused on tehtud mitme keevitusprotsessi abil - see on oluline erinevus varasematest nõuetest.

Kuigi need uued maksuvabastused võivad aidata raha säästa, kaasnevad nendega riskid, mida tuleks enne nende valimist hoolikalt kaaluda. Need keevisõmblused võivad potentsiaalselt kannatada korrosiooni ja teenindusprobleemide all; lisaks võib PWHT nõuete puudumine põhjustada ebaõige konstruktsiooni, mis mõnel juhul nõuab ümberkeevitamist; selle vältimiseks on soovitatav eelkuumutamine.

Keevitusjärgne kuumtöötlus

Keevitusjärgne kuumtöötlemine (PWHT) hõlmab keevisliidete lühiajalist kuumutamist teatud temperatuurini ja seejärel aeglast jahutamist, mis aitab vähendada pingeid ja suurendada keevisliidete sitkust. PWHT peab siiski olema ettevaatlik, et vältida üle- või alatemperatuurimist, mis nõrgestab materjali omadusi.

PWHT hõlmab keevisõmbluse kuumutamist temperatuuril 550-625 kraadi C umbes tund aega ühe tolli paksuse kohta, muutes selle mikrostruktuuri austeniidist võrdkülgse kaksikmarsiniidiks ja muutes selle mehaanilisi omadusi, suurendades sitkust ja vähendades samal ajal kõvadust.

PWHT võib olla vajalik teatud juhtudel konstruktsiooniliste keevisõmbluste puhul, kuid teistel juhtudel ei ole see vajalik. ASME B31.1 ja B31.3 lubavad surveanumates, torustikusüsteemides ja mahutites kasutatavate C-Mn terastorude seina paksuse piiramist ilma keevitusjärgse PWHT-ta, tingimusel et kasutatakse mitmepoolset keevitust ja rakendatakse eelsoojendusmeetmeid.

Kvalifikatsioonid

Tabelis 331.1.3 on esitatud üksikasjad oluliste muudatuste kohta, mis tehti 2014. aastal PWHT-mõõtmistele allutatud süsinikterasest protsessitorustike PWHT-nõuetes, vastuseks muredele, et varasemad PWHT-paksuse piirangu erandid võisid olla liiga piiravad või liiga konservatiivsed.

EPRI sponsoreeritud katsed (viide 1) näitasid, et P nr 4 materjalide kõvadus ja sitkus muutusid järsult, kui kuumtöötlemistemperatuur tõusis, eriti P nr 1 ja P nr 4 materjalide vaheliste erinevate materjalide ühenduskohtade puhul.

B31.3 2014. aasta muudatused lubavad vabastada kõik süsinikterasest materjalid, mis kuuluvad materjalirühma P nr 1, ning kõik kontrollpaksused ja keevisõmblustüübid keevitusjärgsest kuumtöötlusest, kui enne keevitamist kasutatakse eelsoojendust vähemalt 95 °C. See lähenemisviis on sarnane sellega, mida BS 2633 Suurbritannias soovitab; siiski peab NDE-inspektor ikkagi kontrollima, et kõik protsessid vastaksid koodeksi nõuetele.