PWHT:n vaatimus

Hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely (PWHT) on hallittu prosessi, jota käytetään hitsauksen aiheuttamien jäännösjännitysten poistamiseen sekä kovien, mahdollisesti hauraiden mikrorakennealueiden karkaisemiseen. PWHT:tä koskevat vaatimukset vaihtelevat murtumissitkeysvaatimuksia koskevien säännöstömääräysten perusteella.

Paineastioiden ja putkistojen PWHT-määräykset alkavat yleensä 32 mm:n paksuudesta, vaikka tarkat vaatimukset vaihtelevat säännöstön mukaan. PWHT:stä voidaan kuitenkin usein saada vapautus.

Rajoittava paksuus

Hitsauksen jälkeisessä lämpökäsittelyssä (PWHT) hitsaussaumoja kuumennetaan yli niiden myötölujuuden, jotta hitsauksen aiheuttamat vetojäännösjännitykset saadaan poistettua ja näin vähennetään ympäristöstä johtuvan halkeilun mahdollisuutta, joka muutoin saattaisi johtaa vuotoon ja laitteiston rikkoutumiseen.

PWHT-testaus vaaditaan nykyisin putkien valmistusstandardeissa käytettävistä niukkaseosteisista teräksistä valmistetuilta hitsausliitoksilta; sen sijaan useimmissa siltojen ja rakennusten yleisissä teräsrakenteiden liitoksissa ei tarvita PWHT-testausta.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, onko mahdollista ratkaista putkisto- ja paineastioita koskevien sääntöjen väliset ristiriitaiset säännöt, jotka koskevat paksuusvaatimuksia, joiden ylittyessä PWHT on suoritettava, ja Charpy-testin vaatimuksia, käyttämällä niiden välillä olevia yhtäläisyyksiä - kuten erityisesti suunniteltuja korjausmenettelyjä ja murtumismekaniikan analyysin avulla lasketun Charpy-energian vähimmäismäärän määrittelyä onnistumisen indikaattoreina.

Charpy-testin vaatimukset

Charpy Impact Test on metallien ja metalliseosten arviointimenetelmä, jolla mitataan niiden sitkeyttä. Menetelmässä näytettä lyödään heilurivasaralla, mitataan, kuinka paljon energiaa absorboitui, ja sen jälkeen määritetään, onko materiaali sitkeää vai haurasta. Se voidaan yhdistää muihin testeihin, kuten J-Da-sitkeän repeytymiskestävyyskäyrään, jotta voidaan selvittää, kestääkö kokoonpano iskuja rasituksessa.

Charpy-testin tulokset ilmoitetaan jouleina, energian SI-yksikkönä, ja ne esitetään yleensä kuormitus-aikakäyränä (kuva 3). Tämän testin kehittyneempi versio, joka tunnetaan nimellä instrumentoitu Charpy-koe, antaa insinööreille mahdollisuuden kuvata tarkasti särön etenemistä ja mitata samalla murtuman aikaisia rasituksia.

Vaikka paineastioita ja putkistoja koskevissa standardeissa edellytetään usein PWHT:tä tiettyjen paksuusrajojen ylittyessä, kuten taulukossa 1 esitetään, erilaisten PWHT-vaatimusten järkeistäminen hitsatussa tilassa voi osoittautua haastavaksi, koska teräkset, hitsausprosessit ja laatutasot vaihtelevat, mikä johtaa erilaisiin Charpy-iskulujuusvaatimuksiin.

Vapautukset

Rakenteiden ja komponenttien hitsattavuus (hitsattavuus) on ratkaisevan tärkeää niiden turvallisen toiminnan kannalta. Tämä voidaan varmistaa neljällä tekijällä: (1) hitsattavuuden helppous, (2) hitsausprosessin soveltuvuus, (3) materiaalin kunto hitsauksen jälkeen ja (4) hitsausta edistävä ympäristö.

Ydinkäytössä käytettävien kromi-molybdeenimateriaalien tarkastelu on paljastanut merkittäviä mahdollisuuksia lieventää paksuusvaatimuksia ja Charpy-testivaatimuksia, mikä luo merkittäviä säästömahdollisuuksia sekä taloudellisesti että käyttökatkojen vähentymisen kautta. Tämä voisi tarjota laitoksille huomattavia kustannussäästöjä sekä dollareina että seisokkiaikana.

Alan asiantuntijoiden haastatteluissa kävi ilmi, että nykyiset PWHT-vaatimukset ydinalan SS-316L- ja CS-430-hitsauksille perustuvat pikemminkin petrokemian- ja energiateollisuuden menestyksekkäisiin käytäntöihin kuin teknisiin tietoihin, suunnittelulaskelmiin tai kokeisiin; tällä suuntauksella voi olla vakavia vaikutuksia ydinputkistohankkeisiin tulevaisuudessa.