Hegesztés utáni hőkezelésre (PWHT) vonatkozó követelmények

A csőhegesztés során hegesztés utáni hőkezelésre (PWHT) akkor van szükség, ha a hegesztett anyag vastagsága meghaladja a meghatározott értéket; a pontos hőmérsékleti értékek azonban az anyag kémiai összetételétől függenek, és az ASME B31.3 szabvány 331.1.1. táblázata határozza meg őket.

A VIII. szakasz több mellékletet tartalmaz, amelyek kötelező és nem kötelező szabályokat egyaránt tartalmaznak.

Lágyítás

A hőkezelési folyamatot a fémek és ötvözetek fizikai tulajdonságainak megváltoztatására alkalmazzák, ideértve a belső feszültségek oldását, a képlékenység, a szívósság és a homogenitás növelését, a repedésveszély csökkentését, valamint a korrózióállóság javítását. A lágyítás során az anyagot szabályozott sebességgel hevítik, majd hűtik le; a hőmérséklet és a lehűtési sebesség jelentős hatással van a fázisösszetételre és a szemcsés szerkezetre, valamint a mechanikai tulajdonságokat befolyásoló különböző fázisok – például az ausztenit vagy a ferrit – eloszlására.

Az ASME VIII. szakasz I. rész egy függelék, amely kötelező és nem kötelező függelékeket tartalmaz, és amelyekben a nyomástartó edényekre vonatkozó tervezési kritériumok, roncsolásmentes vizsgálati módszerek és az ellenőrzés elfogadhatósági szabványai szerepelnek. Bár ez a szabvány gyakran bonyolult és nehezen érthető, az Integripedia tömör, ugyanakkor egyszerűsített magyarázatot nyújt erről a jelentős műszaki szabványról, részletesen bemutatva annak történetét, alapelveit és gyakorlati alkalmazásait.

A 3. rész olyan szabályokat tartalmaz, amelyek a legalább 10 000 psi belső vagy külső üzemi nyomáson működő nyomástartó edényekre vonatkoznak, és szigorúbbak, mint az 1. részben foglaltak. Ez a szakasz az 1. résznél magasabb feszültségintenzitási értékeket engedélyez, ugyanakkor meghatározza a főként a búváriparban használt, személyszállításra alkalmas nyomástartó edényekre vonatkozó követelményeket is. Az ASME VIII. szakasz mindhárom részének ismerete lehetővé teszi, hogy jobb üzleti döntéseket hozzon.

Normalizálás

Az ASME VIII. szakasz 1. rész szabvány szabályokat és irányelveket határoz meg a 15 psig-et meghaladó belső vagy külső nyomáson működő nyomástartó edények tervezésére, gyártására, ellenőrzésére és vizsgálatára vonatkozóan. Ez a szabvány számos iparágra és alkalmazási területre kiterjed – ideértve az olaj- és gáztermelést, a vegyipari feldolgozást és az energiatermelést –, miközben egyértelmű iránymutatásokat nyújt e nyomástartó edények kialakítására, ellenőrzésére és tanúsítására a biztonságuk és megbízhatóságuk garantálása érdekében.

Ez a szabályzat olyan képleteket és szabályokat tartalmaz, amelyek az iparági tapasztalatokra támaszkodva irányítják a tartályok tervezését, és így más szakaszokhoz képest konzervatívabb szabályokat írnak elő. Ezek a előírások magukban foglalják a szakítószilárdságra vonatkozó 3,5-ös biztonsági tényezőt, valamint a folyáshatárra és a hőmérsékletre vonatkozó szempontokat. Ezen felül kiterjedt roncsolásmentes vizsgálati követelmények is szerepelnek, beleértve a röntgenvizsgálatokat, a mágneses részecskevizsgálatokat és a penetrációs vizsgálatokat.

A normalizálás során minden anyag számára külön-külön meghatározzák a megengedett feszültségi görbét különböző hőmérsékleteken, és a legalacsonyabb érték az irányadó. Ez nagyobb rugalmasságot biztosít a tervezési számítások során, lehetővé téve vékonyabb anyagok használatát a költségek növelése nélkül, miközben egyúttal bővíti a tervezési lehetőségeket és a tervezési számítások rugalmasságát. Ezen felül további korlátozások vonatkoznak az anyagválasztásra, az ütésvizsgálati követelményekre, a hegesztési eljárásokra, a tervezési kritériumokat, módszertanokat és ellenőrzési elfogadási szabványokat tartalmazó kötelező és nem kötelező mellékletekre, valamint a nyomástartó edényekre vonatkozó U, UM vagy UV ASME termékminősítési jelölések használatára vonatkozó szabályokra.

Előmelegítés

Az ASME VIII. szakasz 1. részében a nyomástartó edények tervezésére, gyártására, vizsgálatára, ellenőrzésére, tesztelésére és tanúsítására vonatkozó szabályok és előírások találhatók. Ezen felül ez a szabvány kötelező és nem kötelező függelékeket is tartalmaz, amelyek a szabványos követelményeket kiegészítő további tervezési kritériumokat, roncsolásmentes vizsgálati technikákat és átvételi szabványokat ismertetnek. Ezen felül a szabvány meghatározza a nyomástartó edények gyártásához használt különböző anyagosztályokra vonatkozó követelményeket, a hegesztési és gyártási módszereket, valamint a vizsgálati követelményeket és a jelölési, illetve tanúsítási eljárásokat, amelyek az edények végső tanúsításának részét képezik.

Az 1. osztály az iparági tapasztalatokból levezetett képleteket és szabályokat alkalmaz a tartályok falvastagságának meghatározásához, de ez túl nagy méretű tartályokhoz vezethet, amelyek gyakran nem felelnek meg a tervezett felhasználási célnak. E probléma megoldására hozták létre a PD 5500 és az EN 13445 szabványokat, amelyek olyan irányelveket tartalmaznak, amelyek több lehetőséget kínálnak a tervezőknek a könnyebb tartályok és hőcserélők kialakításához.

A 2. osztály az 1. osztálytól abban különbözik, hogy “tervezésen alapuló elemzés” (analysis-by-design) eljárás alapján került kidolgozásra, amely bonyolultabb számításokat és szigorúbb feszültségintenzitási értékeket ír elő – így alkalmas olyan, ember által használt nyomástartó edényekre (különösen a búváriparban használt edényekre), mint például a búvárpalackok. Ezenkívül a 2. osztály keretében szigorúbb minőség-ellenőrzési eljárásokat kell betartani.

Vízpróba

A hidraulikus nyomáspróba a csővezeték-rendszerek nyomásállóságának és szivárgásmentességének ellenőrzésére szolgáló elsődleges módszer, amelyet a vállalatok alkalmaznak annak biztosítására, hogy berendezéseik megfeleljenek a szabályozási előírásoknak és üzemeltetésük biztonságos legyen. A hibás rendszerek jelentős károkat, sérüléseket, sőt haláleseteket is okozhatnak; emellett több üzemleállást és költséget jelentenek a tulajdonosok számára – a hidraulikus nyomáspróba pedig megoldást kínál azáltal, hogy felismeri a problémákat, mielőtt azok felmerülnének, és intézkedéseket hoz azok orvoslására, mielőtt bekövetkezne a katasztrófa.

A víznyomáspróbák nem mindig biztosítanak megfelelő ellenőrzést a csővezeték-rendszerek integritására vonatkozóan. A hegesztési varratokban és csatlakozásokban előfordulhatnak olyan belső hibák, amelyeket vízzel nem lehet kimutatni; emellett a víznyomáspróba során bekövetkező meghibásodás arra utalhat, hogy a hegesztési varratok rugalmassági határértékük közelében vannak, ami biztonsági szempontból veszélyes helyzetet jelentene.

Emellett a nyomáspróbához használt víz olyan szennyező anyagokat tartalmazhat, mint például a kloridok, amelyek a rozsdamentes acélban gödrös korróziót vagy feszültségi korróziós repedéseket okozhatnak, ezért a vízzel végzett próba helyett pneumatikus vizsgálatot kell alkalmazni. A nukleáris alkalmazások esetében azonban vízzel történő vizsgálat szükséges; emellett kiváló minőségű vizet kell használni, mivel ellenkező esetben a szennyeződés és a korrózió kockázata túl nagy lenne; továbbá a vizsgálat megkezdése előtt az összes hidrogéngázt el kell távolítani ebből a vízforrásból.