Hitsauksen jälkeinen lämpökäsittelyvaatimus ASME Section VIII mukaisesti

Hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely (PWHT) vähentää jännityksiä, parantaa sitkeyttä ja auttaa ehkäisemään halkeilua yli 38 mm paksuisissa hiiliteräksisissä säiliöissä sekä halkeilulle alttiissa seoksissa, kuten ASME:n osassa VIII on määritelty. Lisäksi tätä menetelmää voidaan soveltaa myös lentokoneiden rungon osiin, turbiinisiipiin ja laskutelineiden osiin.

Paikallista PWHT-käsittelyä voidaan käyttää hitsausmetallin ja perusmetallin välisten suurten lämpötilagradienttien aiheuttamien jäännösjännitysten lieventämiseen, ja tässä artikkelissa tarkastellaan kaikkia ASME:n osan VIII, osaston 1 mukaisia vaatimuksia ja poikkeuksia.

Pätevyys

PWHT on välttämätöntä aloilla, joilla riskit ovat suuret, kuten öljy- ja kaasuputkistoissa, paineastioissa ja offshore-alustoilla; se on pakollista yli 38 mm paksuisille hiiliteräsastioille; se on välttämätöntä ilmailu- ja avaruusteollisuuden rakenteissa, mukaan lukien laskutelineet ja rungon osat. ASME:n PWHT-määräysten noudattamatta jättäminen voi johtaa hitsaussaumojen hylkäämiseen, kalliisiin uusintatöihin ja mahdollisiin turvallisuusriskeihin; tästä syystä hitsaajien on ehdottomasti hankittava sekä hitsausmenetelmän pätevyys että lämpökäsittelyn pätevyys ennen PWHT-töiden aloittamista.

Esilämmitys ja hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely (PWHT) on tarkoitettu halkeamien ehkäisemiseen, jännitysten vähentämiseen ja ominaisuuksien parantamiseen. Uunipohjaisessa PWHT-prosessissa käsitellään kokonaisia osia uunissa; paikallisilla vastuslämmittimillä tai lämmitystyynyillä käsitellään tiettyjä hitsausalueita, kuten putkistoja.

Vapautukset

ASME:n osassa VIII annetaan kattavat ohjeet paineastioiden suunnittelusta, rakentamisesta, tarkastuksesta, testauksesta ja käytöstä. Se toimii alan standardina, jolla varmistetaan voimalaitosten kattiloiden ja muiden teollisuussovellusten turvallisuus ja luotettavuus.

Hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely on olennainen osa hitsausprosessia, ja sen avulla voidaan vähentää jäännösjännityksiä ja parantaa hitsausliitosten sitkeyttä. Tähän kuuluu tyypillisesti materiaalien lämmittäminen niiden alemman kriittisen faasimuutoksen lämpötilaa alempiin lämpötiloihin tietyn ajan ajan, minkä jälkeen materiaalia pidetään kyseisessä lämpötilassa pidemmän aikaa.

Vaikka tämä menettely saattaa vaikuttaa pelottavalta, ASME:n osassa VIII on useita poikkeuksia, jotka tekevät tehtävästä yksinkertaisemman ja turvallisemman. Jos materiaalin MDMT-arvo on pienempi kuin kuvassa UCS 66 esitetty arvo, iskukokeesta voidaan luopua; paineenalennusventtiilin asentaminen on kuitenkin edelleen pakollista. Varmistaaksesi, että poikkeukset toimivat tarkoitetulla tavalla ennen kuin kokeilet niitä itse, ota ensin yhteyttä sertifioituun ammattilaiseen, jotta hän voi selittää, miksi määräykset on laadittu, ja taata, että projektisi täyttää kaikki turvallisuusstandardit.

Yksityiskohtaiset vaatimukset

Hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely (PWHT) on hallittu prosessi, jossa hitsausmetalli kuumennetaan lämpötilaan, joka on sen alemman kriittisen faasimuutoksen alueen alapuolella, ja pidetään siinä sopivan ajan hitsauksen jälkeen. PWHT on ASME:n osan VIII kaltaisten standardien vaatimus, jolla ehkäistään jännityksestä johtuvia rakenteellisia vikoja, ja sitä käytetään myös usein esimerkiksi öljy- ja kaasuputkien turvallisuuden varmistamisessa, ilmailu- ja avaruusteollisuuden komponenteissa (laskutelineet ja runko), siltarakennushankkeissa, kuten pilvenpiirtäjien runkorakenteissa, sekä suurissa rakennushankkeissa, joissa käytetään menetelmiä, kuten uunipohjaista vastus- tai induktiolämmitystä paikallisille hitsausalueille.

Lämpökäsittely

Lämpökäsittely on metallurgisessa teollisuudessa käytetty menetelmä, jolla muutetaan metallin fysikaalisia ominaisuuksia. Hehkutus, pintakovettaminen, saostuslujitus, karkaisu, hiiletyminen ja normalisointi ovat esimerkkejä metalliosien lämpökäsittelyn monista käyttötarkoituksista.

Hitsauksen jälkeisessä lämpökäsittelyssä (PWHT) molemmat hitsausmetallit kuumennetaan kriittisen faasiluokituksen lämpötilaa alempiin lämpötiloihin tietyn ajan kuluessa. Tämä prosessi vähentää hitsauksen aiheuttamia jäännösjännityksiä ja mikrorakenteellisia muutoksia sekä palauttaa materiaalien lujuuden hitsauksen jälkeen; PWHT voi olla standardivaatimusten mukaan pakollista, kun tietyt kriteerit täyttyvät.

Lämmityskierroksia on hallittava huolellisesti, sillä liian nopea lämpötilan nousu voi aiheuttaa muodonmuutoksia, kun taas epätasainen lämpötilan jakautuminen voi johtaa halkeilemiseen. Siksi soveltamissäännöissä määrätään yleensä, että käsiteltävät hitsausalueet on erotettava käsittelemättömistä osista riittävän pienellä raolla. PWHT-menetelmiin kuuluvat koko säiliön lämmittäminen uunissa sekä paikalliset vastuslämmityskäsittelyt, joissa käytetään lämmitystyynyjä tai -peitteitä tietyillä alueilla.