Formule PWHT

Taux de chaleur

Les procédés PWHT atteignent généralement des températures supérieures à 450 degrés Celsius pendant une heure par pouce d'épaisseur. Il est donc essentiel que les vitesses de chauffage et de refroidissement correspondent à celles requises par le type de matériau, la taille/configuration du composant et les températures de trempage souhaitées. Des vitesses de chauffage ou de refroidissement excessivement rapides peuvent entraîner des distorsions inacceptables et des contraintes induites par la chaleur si elles dépassent les niveaux appropriés.

Pour les fabrications de grande taille et peu maniables, l'utilisation de chevalets ou de supports peut s'avérer nécessaire pendant le traitement thermique local au plasma et à la baguette (PWHT). Lors de la conception de ces supports, il faut tenir compte des capacités de dilatation/contraction différentielles des composants ainsi que de la construction de ces chevalets à partir de matériaux qui ne seront pas endommagés par les températures élevées du PWHT.

Les largeurs de chauffage auxiliaire jouent un rôle essentiel dans l'efficacité de la TFPB locale. Leur influence se fait sentir à la fois pendant la production des précipitations et sur la réduction des contraintes résiduelles dans la BM et la WZ après l'hydrotraitement local ; en fait, plus elles augmentent, plus les niveaux de réduction des contraintes résiduelles augmentent également. Plus la largeur du chauffage auxiliaire est élevée, plus son effet est important.

Dans le cadre de la spécification d'une procédure de soudage, outre la température de trempage et la vitesse de chauffage, un temps et une durée minimums de PWHT doivent également être définis. En outre, des exigences doivent être incluses pour les bandes de trempage, les zones chauffées, les bandes de contrôle du gradient et les zones de contrôle - les bandes de contrôle du gradient servant de zones dans lesquelles une isolation thermique ou des éléments chauffants supplémentaires peuvent être appliqués afin de maintenir des gradients de température axiaux acceptables.

Température

Dans le cadre de leur conformité aux spécifications du code, les zones PWHT locales doivent répondre à plusieurs exigences afin de rester conformes. Ces exigences comprennent le respect des bandes de trempage, des bandes chauffées, d'une bande de contrôle du gradient de température axiale acceptable et des exigences relatives à la zone de contrôle. Les bandes de trempage englobent les soudures et deux ZDH, tandis que les bandes chauffées utilisent une isolation thermique ou des éléments chauffants supplémentaires pour maintenir un gradient de température axial acceptable entre la zone soumise au TPP et la température ambiante. En règle générale, la température du bord des bandes chauffées doit être inférieure de moitié à celle des bandes de trempage.

Pression

La pression exercée par le métal en fusion au cours du PWHT peut déformer les composants. Pour éviter cela, les pièces doivent être correctement soutenues pendant le processus, par exemple à l'aide de tréteaux spécialement conçus pour s'adapter à leur contour et fabriqués à partir de matériaux présentant des propriétés de dilatation thermique similaires à celles de la pièce chauffée (dans le cas des récipients sous pression, il s'agirait de supports internes en plus des supports externes).

Les différents codes de conception imposent des exigences variées en matière de traitement thermique post-soudure en fonction de la composition chimique et de l'épaisseur d'un matériau, y compris de sa composition chimique ou de son épaisseur. Certains exigent un traitement thermique post-soudure lorsqu'il dépasse certaines valeurs ; d'autres l'exigent en fonction de la ductilité ou de la ténacité du matériau.

Cependant, il existe certaines similitudes dans les exigences de PWHT des différents codes ; par exemple, les restrictions d'épaisseur dans le PD5500 et l'ASME B31.3 sont à peu près équivalentes, mais il reste difficile de concilier ces exigences disparates.

Les exigences en matière de PWHT dépendent à la fois de la dureté et de la résistance intrinsèques d'un matériau, ainsi que de la sensibilité à la corrosion fissurante sous contrainte, certains aciers ayant des limites aussi basses que 32 mm, tandis que d'autres nécessitent jusqu'à 150 mm pour fonctionner correctement. Des variations aussi importantes peuvent poser des problèmes considérables pour les composants qui n'ont pas été conçus correctement.