BSI és ASME PWHT követelmények

A csővezeték- és nyomástartó edény-ipar jelenlegi tervezési szabályai, beleértve a BSI és az ASME kódokat, előírják a PWHT-t, ha az alkatrész vastagsága meghalad bizonyos értékeket; ezek az értékek általában a Charpy-próbaparaméterektől és a minimális üzemi hőmérsékleti követelményektől függenek. Sajnos azonban az ilyen megközelítést néha túlságosan konzervatívnak tekintik, és előfordult, hogy a különböző szabályzatok között eltérések alakultak ki a vastagsági határértékeket illetően.

Hegesztési eljárások

A hegesztés, a keményforrasztás és a forrasztás szerves folyamatok az olyan ipari alkalmazások kritikus alkatrészeinek gyártásában, mint az energiatermelés, valamint az olaj- és gázkitermelés. Az olyan szabványok és előírások, mint az API 650 a tárolótartályokra és az ASME B31.3 a technológiai csővezetékekre szigorú minősítési és vizsgálati eljárásokat írnak elő a minőségi és biztonsági előírások betartása érdekében.

A hegesztés utáni hőkezelés (PWHT), amelyet általában feszültségcsökkentésnek neveznek, a hegesztés által bevezetett maradó feszültségek enyhítésére és újraelosztására szolgál. Ez általában a gyártmány részeinek magas hőmérsékleten történő melegítését jelenti egy előre meghatározott ideig - általában egy órát a gyártáshoz felhasznált anyag minden hüvelyknyi vastagsága után.

A PWHT a nyomástartó edények építéséhez szükséges hegesztési és olvasztási eljárások alapvető eleme, amely segít megőrizni a hegesztési varratok integritását, miközben biztosítja azok hosszú távú teljesítményét üzemi körülmények között. A követelmények be nem tartása a hegesztési és alapanyagok rossz mechanikai tulajdonságait, valamint a hőhatás által érintett zónákban (HAZ) a feszültségkorróziós repedéseket eredményezheti. A PQR előmelegítés csökkentheti vagy akár meg is szüntetheti a PWHT-t bizonyos csövek esetében azáltal, hogy megfelelően szabályozza a hőmérsékletet az előmelegítés során, és jobb ellenőrzést biztosít a vizsgálati eljárások során.

Követelmények

A különböző csővezeték- és nyomástartó edényszabályzatokban szereplő PWHT-szabályok jelentősen eltérnek egymástól, bár a különbségek néha csekélyek. Például az alacsonyan ötvözött acél PWHT hőmérsékleti követelményei különböznek az olyan szabályzatok között, mint a BS EN 13445 [21], PD 5500 [25] és ASME VIII, a határvastagságtól és az üzemi körülményektől függően.

Mint korábban említettük, az előmelegítésre és az áztatási időre vonatkozó követelmények a különböző szabályzatokban eltérőek lehetnek; azonban mindegyik előírja azokat a minimális követelményeket, amelyeket a felhasználóknak be kell tartaniuk annak érdekében, hogy megelőzzék a felhasználók által hegesztett nyomástartó edények és csővezeték-alkatrészek transzgranuláris repedését; ez a biztonság és megbízhatóság alapvető szempontja, amelyhez a felhasználóknak teljes mértékben meg kell érteniük ezeket az előírásokat, és biztosítaniuk kell, hogy szigorúan betartsák azokat.

Mentességek

Amint arról korábban már szó volt, a nukleáris közművek megállapították, hogy a hegesztés utáni hőkezelt csőhegesztések számának csökkentése jelentősen csökkentheti mind a kiadásokat, mind a leállási időt, ezért az EPRI javítási és cserealkalmazási programjának előfizetői kérték a jelenlegi követelmények felülvizsgálatát annak megállapítására, hogy a lazítás technikailag megvalósítható-e.

A PWHT hegesztés korlátozása a 0,625 hüvelykes vagy annál kisebb falvastagságú hegesztési elemekre megvalósítható, bár a mentességi követelmények kódon vagy szakaszonként eltérőek lehetnek, mivel a Charpy-féle energiaelnyeléssel történő anyagcsoportosítás nem egységes a szénacélok között. A CEN/TS 15608 szabvány egy kivételt biztosít, amely ezzel foglalkozik.

Ehhez jön még, hogy az acél kémiai összetétele nagyban befolyásolja, míg egyes szabályzatok a hegesztési eljárások részeként hegesztési előmelegítést írnak elő - mindezek a tényezők együttesen lehetetlenné teszik a következetes PWHT követelmény elérését a szénacél hegesztési eljárások esetében.

Termoelemek

A termoelemek olyan hőmérséklet-érzékelők, amelyek két, az egyik végén összekapcsolt fémből állnak, és az expozíciós hőmérsékletükkel arányos feszültséget termelnek, így nélkülözhetetlenek a tűzvizsgálatokban és annak biztosításában, hogy a szerkezeti elemek megfeleljenek a biztonsági előírásoknak. Ezeket kondenzátoros kisüléses (CD) hegesztéssel kell biztonságosan rögzíteni, vagy mechanikusan, hőálló gittel kell rögzíteni, és a közvetlen fűtőelemektől is el kell szigetelni őket, hogy elkerüljék a csatlakozási pontjaik túlmelegedését.

Egyes alkatrészeknél szükség lehet a hegesztés utáni hőkezelésre, amelyet általában a hegesztési varratok középvonala mentén, az áztatási sávok széleinél, a fűtött sávoknál és a falvastagság nagyobb változásainál, az úgynevezett ellenőrzési zónáknál elhelyezett hőelemek segítségével végeznek. Az áramellátásuk egy külső panelről történik, amely digitális adatrögzítőt és hálózati kontaktorokat tartalmaz, a könnyű vezérlés érdekében potenciométeres vezérléssel.