B31.3 PWHT táblázat

A B31.3 kód az olajfinomítókban, vegyipari, papír- és cellulózgyárakban, félvezetőgyártó létesítményekben, erőművekben és hasonló feldolgozóüzemekben használt csőrendszerekre vonatkozó szabályokat határozza meg. Ez a dokumentum meghatározza a technológiai csővezetékek tervezésének, gyártásának, összeszerelésének, szerelésének, vizsgálatának és tesztelésének követelményeit.

Egy EPRI-jelentés (hivatkozás 1) azt javasolta, hogy az 1-1/4 Cr anyagok PWHT-hőmérsékletét csökkenteni kell, és ez a jelentés támogatja ezt a változtatást a B31.1 és B31.3 kódokban.

1. PWHT hőmérséklet-tartomány

A nyomástartó edényekre és csővezetékekre vonatkozó különböző szabályzatok jelentősen eltérnek egymástól különböző kérdésekben, beleértve az előírt PWHT-hőmérsékleteket is. A legtöbb eltérés inkább az iparági hagyományok, mintsem konkrét metallurgiai vagy szerkezeti megfontolások miatt alakul ki; ennek eredményeképpen az egységes PWHT-követelmények elérése a különböző szabályzatokban kihívásnak bizonyult.

A PWHT követelményei több tényezőtől függnek, beleértve a kezelendő anyag hőmérsékletét, időtartamát és szemcseméretének finomítási követelményeit; a fázisátalakulásokat; a hegeszthetőséggel kapcsolatos megfontolásokat is figyelembe kell venni, amikor a magas hőmérsékletű PWHT-t mérlegelik (a magas hőmérsékletű kezelések repedésekhez és lepattanásokhoz vezethetnek); emellett a hegeszthetőséget mindig gondosan figyelembe kell venni, mivel a túlhevített anyagok hegesztés esetén rossz hegeszthetőséget eredményezhetnek.

Az EPRI által támogatott, a P4 anyagokon végzett vizsgálatok (1. hivatkozás) kimutatták, hogy az alsó kritikus hőmérsékletek meglehetősen közel vannak a B31.1 és B31.3 szabványokban meghatározottakhoz; ami arra utal, hogy a PWHT minimális hőmérsékletek potenciálisan csökkenthetők anélkül, hogy ez negatívan befolyásolná a hegesztési szerkezeteket, amelyekben ezeket használják.

A PWHT követelményeket befolyásoló egyéb elemek a nagyjából hasonló acélok kémiai összetétele, a Charpy-próbák különböző követelményhatárai és az ellenőrzési szabványok; ezért a szénacélok PWHT alóli mentességének elérése a kémiai összetételtől függően nem könnyű.

2. Előmelegítési hőmérséklet

Az előmelegítési hőmérséklet az a minimális hőmérséklet, amelyet el kell érni, mielőtt bizonyos anyagok, különösen a vastagok, például a Cr-Mo acélok és a HSLA nagy sebességű, alacsony ötvözésű acélok hegesztése megkezdődik. Az előmelegítés segít megelőzni a hidegrugózást és más feszültségek kialakulását a hegesztési varratokban, és megakadályozza a hidegrugózást a hegesztési műveletek során.

Az előmelegítési követelmények a vezérlési vastagság és a névleges vastagság alapján eltérőek lehetnek. Az ellenőrző vastagság a PWHT-t igénylő referencia vastagságként szolgál; a névleges vastagság határozza meg, hogy egyáltalán szükség van-e hegesztés utáni hőkezelésre (PWHT); például a P-3 anyagcsoportba tartozó szénacélok 25 mm-t meghaladó névleges vastagságban mentesülnek az ilyen kezelés alól.

3. Előmelegítési idő

A PWHT-idő a gyártási/hegesztési folyamat csővezetékeinek szerves részét képezi, és annak meghatározására szolgál, hogy szükség lesz-e hegesztés utáni hőkezelésre vagy sem. Az előmelegítési hőmérsékletre és tartományra vonatkozó előírások, a tartási időre vonatkozó előírások és a hűtési tartományra vonatkozó előírások mellett mindezeket figyelembe kell venni a PWHT-idők meghatározásakor.

Az ASME B31.3 (2014) bevezet egy táblázatot, amely lehetővé teszi, hogy a szénacél csövek minden vezérlési vastagságú és hegesztési típusú hegesztés esetén mentesüljenek a kötelező hegesztés utáni hőkezelés alól, ha bizonyos mennyiségű előmelegítést alkalmaznak, az alaphegesztési fémcsoport követelményeitől függően.

4. PWHT idő

A PWHT-idő a hatékonyság szerves részét képezi. Mint minden folyamat esetében, a hosszabb hőkezelési időtartam növeli az energiaköltségeket és ezáltal a PWHT-hez kapcsolódó költségeket; ezért a hőkezelés időtartamának a lehető legrövidebbre csökkentése kulcsfontosságú a sikeres kivitelezés szempontjából.

A csövek, nyomástartó edények és szerkezetek hegesztési varratai ki lehetnek téve a magas hőmérséklettől és a korrozív vegyi anyagoktól kezdve a zord környezetnek, amely különleges védelmet igényel a szerkezeti integritás fenntartása érdekében. Ilyen környezetben a PWHT-kezelés gyakran elengedhetetlen az olyan problémák enyhítéséhez, mint a termikus fáradás és a feszültségkorróziós repedések - a nagy szilárdságú acélok és az alacsony ötvözésű anyagok különösen érzékenyek. A PWHT kezelés egy megoldást kínál.

A PWHT költséges folyamat lehet a hosszú várakozási idő és a lassú fűtési és hűtési sebesség miatt, nem beszélve arról, hogy a PWHT során alkalmazott magas hőmérsékletek helytelen kezelés esetén károsíthatják a hegesztési varratokat.

Ezen aggályok miatt számos acélfelhasználó a B31.1 és B31.3 szabványokban meghatározott PWHT vastagsági határértékek megváltoztatását szorgalmazta. Ez a cikk a PWHT alóli mentességek hasonlóságait és eltéréseit vizsgálja az olyan iparágak által használt különböző gyártási szabványokban, mint az EEMUA (petrolkémiai ipar) és az energiatermelés (villamosenergia-ipar), valamint a lehetséges racionalizálási megoldásokat.