Perlakuan Panas Pasca Las (PWHT) untuk Jaringan Pipa

PWHT adalah proses pemanasan dan pendinginan yang dirancang untuk meningkatkan sifat mekanis material yang dilas dan mengurangi tegangan sisa sekaligus mengurangi cacat yang berhubungan dengan pengelasan.

Standar PWHT semakin dituntut oleh berbagai industri, terutama untuk pipa dan bejana tekan.

PWHT lokal biasanya dilengkapi dengan pemanas hambatan listrik yang dirancang untuk aplikasi pemanas ukuran pipa. Unit berinsulasi sendiri ini menawarkan suhu yang ditargetkan dan terkontrol untuk memenuhi permintaan pemanasan di komunitas lokal.

Ketahanan Korosi

Post Weld Heat Treatment (PWHT) adalah proses pemanasan dan pendinginan terkendali yang meningkatkan sifat mekanis komponen atau struktur yang dilas dengan menghilangkan tegangan sisa, mengurangi risiko, mengurangi cacat yang disebabkan oleh pengelasan, menghilangkan tegangan sisa, menghilangkan tegangan sisa, dan mengurangi cacat yang berhubungan dengan pengelasan. PWHT mungkin diperlukan untuk kapal dan sistem pipa yang berisi bejana bertekanan serta peralatan pembangkit listrik tenaga nuklir untuk memenuhi standar peraturan yang ketat.

PWHT adalah metode yang efektif untuk mencegah retak korosi akibat tekanan lingkungan, yang bekerja dengan cara mengurangi kerentanan lasan terhadap keretakan dengan meningkatkan ketahanan korosi dan kekerasannya. Selain itu, proses ini meningkatkan ketangguhan material induk serta keuletannya ke tingkat yang sesuai untuk desain struktural.

Perlakuan panas las yang buruk (PWHT) dapat mengakibatkan tekanan internal yang menyebabkan kegagalan di dalam daerah yang dilas, diperparah dengan tekanan beban di luar batas desainnya dan menyebabkan kegagalan atau patah getas. PWHT yang gagal atau lalai dapat menyebabkan kegagalan las dan kegagalan las serta patah tulang.

PWHT lokal biasanya dilakukan dengan menggunakan pemanas resistansi listrik. Pemanas resistansi terisolasi, yang dirancang khusus agar sesuai dengan diameter pipa, terdiri dari kumparan yang dipanaskan secara individual dengan arus frekuensi tinggi untuk mencapai suhu yang diinginkan. Untuk memantau dan merekam proses ini, ada juga sistem kontrol dengan lampu indikator dan perekam serta perangkat potensiometer untuk memilih persentase input daya ke kumparan.

Kekuatan

Pengalaman yang diperoleh dari waktu ke waktu telah menunjukkan bahwa bahan pipa P-4 dan P-5 yang digunakan dalam aplikasi nuklir secara umum memuaskan, dengan hasil yang tampak terutama bergantung pada faktor-faktor yang terkait dengan ketebalan dinding daripada diameter pipa. Sayangnya, bagaimanapun juga, perpipaan ini tidak memenuhi kriteria untuk mendukung kondisi batasan elastis pada zona lasan atau zona yang terpengaruh panas (HAZ).

Analisis pembatasan kode saat ini menunjukkan bahwa PWHT postweld dapat dihilangkan untuk banyak jadwal perpipaan standar tanpa menimbulkan hasil yang merugikan, memangkas biaya dan waktu pemadaman dalam sistem ini.

Analisis telah menunjukkan bahwa, dengan bertambahnya diameter untuk ketebalan dinding tertentu, tegangan sisa pengelasan semakin berkurang, demikian pula dengan wilayah pengaruhnya di dalam penampang melintang pipa. Bersamaan dengan hal ini, terjadi penurunan kekakuan - yang mengarah ke perilaku yang lebih fleksibel di dalam wilayah ini dan membuat perilaku mekanisnya mirip dengan pelat datar.

Laju pertumbuhan retak fatik bergantung pada beban yang diterapkan dan sifat material; oleh karena itu sulit untuk menentukan satu manfaat spesifik PWHT pada kinerja fatik. Namun, PWHT dapat secara signifikan menurunkan tegangan sisa puncak di dekat lasan sehingga secara signifikan memengaruhi rasio tegangan dan dengan demikian laju pertumbuhan retak fatik.

Daya tahan

PWHT menghabiskan konsumsi energi yang signifikan, berkontribusi terhadap emisi gas rumah kaca dan masalah lingkungan. Beberapa siklus PWHT juga dapat secara signifikan melemahkan material pipa sehingga mengurangi keandalan dan masa pakai peralatan, sehingga menciptakan masalah kompleks lainnya yang memerlukan pertimbangan yang cermat sebelum mengambil keputusan.

Postweld heat treatment (PWHT) adalah proses yang dirancang untuk meningkatkan sifat mekanik komponen dan struktur yang dilas dengan meningkatkan kekuatan, kekerasan, dan ketahanan terhadap cacat yang terkait dengan pengelasan seperti retak korosi tegangan. Selain itu, PWHT membantu mengurangi tegangan sisa yang dihasilkan selama proses pengelasan.

Persyaratan untuk PWHT dijabarkan dalam berbagai bagian Kode dan biasanya berfokus pada komposisi mikrostruktur dan batasan ketebalannya. Inisiatif EPRI telah menetapkan bahwa pelonggaran standar ini dapat menghasilkan penghematan biaya yang signifikan bagi utilitas baik secara finansial maupun operasional.

Aturan Kode saat ini menentukan bahwa material yang tunduk pada PWHT wajib harus memiliki ketebalan dinding yang melebihi batas tertentu; namun, analisis menunjukkan bahwa tegangan sisa pengelasan mempengaruhi penampang pipa lebih sedikit dengan bertambahnya diameter untuk ketebalan dinding tertentu, yang menunjukkan bahwa persyaratan untuk PWHT dapat dikurangi tanpa berdampak negatif pada sistem perpipaan aplikasi nuklir.

Keandalan

Jaringan pipa di industri minyak dan gas, pembangkit listrik tenaga nuklir, dan aplikasi perpipaan lainnya memerlukan standar keandalan yang ketat. PWHT memastikan bahwa sambungan las dapat menahan tekanan tinggi, lingkungan yang disebabkan oleh korosi, dan kelelahan termal - banyak standar industri seperti ASME Section VIII mengamanatkannya untuk material tertentu agar dapat memenuhi kriteria yang ketat ini.

PWHT mengubah struktur mikro lasan, melembutkan strukturnya dan memberikan pelepasan tegangan. Hal ini dapat mengurangi tegangan sisa di dekat lasan atau diskontinuitas lain yang dapat menyebabkan kegagalan las atau retak selama layanan, sekaligus memperlambat pertumbuhan retak fatik dengan menurunkan tingkat tegangan sisa puncak atau mengubah rasio tegangan.

Ketahanan fatik material tergantung pada kekuatan, ketahanan korosi, keuletan, dan ketangguhannya - kualitas yang dapat ditingkatkan secara signifikan oleh PWHT. Meskipun berbagai kode perpipaan berbeda mengenai diameter atau ketebalan dinding mana yang dikecualikan dari persyaratan PWHT, ketidakkonsistenan tersebut lebih disebabkan oleh praktik umum dan interpretasi data teknis yang berbeda daripada perbedaan pertimbangan desain (12).