Persyaratan Perlakuan Panas Pasca Las (PWHT) dari ASME B31.3

Kode desain saat ini dalam industri perpipaan dan bejana tekan sangat berbeda dalam persyaratan perlakuan panas pasca las (PWHT), dengan beberapa di antaranya tampak dapat dibenarkan sementara yang lain tampak marjinal dari sudut pandang teknis.

Pengujian yang disponsori EPRI menunjukkan bahwa persyaratan PWHT untuk material P No 4 harus dikurangi, dan makalah ini berupaya mendukung perubahan tersebut dalam B31.1, B31.3, dan Bagian Kode lainnya.

Panaskan Suhu

Suhu pemanasan awal adalah suhu minimum pada logam dasar pengelasan atau, untuk operasi pengelasan multi-lintasan, di antara setiap lintasan pengelasan. Suhu ini harus tetap konstan selama seluruh operasi untuk setidaknya jarak yang sama dengan ketebalan bagian yang paling tebal; spesifikasinya tercantum dalam WPS (lihat 3.6 untuk batasan WPS yang telah dikualifikasikan dan Tabel 4.5 untuk batasan variabel penting).

Pemanasan awal baja karbon biasa atau baja paduan rendah memerlukan pengaturan suhu yang cermat untuk menghindari panas berlebih, karena peningkatan suhu pemanasan awal dapat mengurangi kekuatan dan kekerasan, sementara suhu yang terlalu rendah dapat mengurangi ketangguhan dan keuletan dibandingkan dengan kondisi semula.

Untuk baja paduan yang kompleks, sangat penting untuk mengatur suhu pemanasan awal untuk mencapai transformasi dan orientasi kristalografi di dalam logam dasar. Untuk melakukan hal ini dengan benar, diperlukan perhitungan gradien suhu yang akurat di dalam zona las.

Perlakuan panas pasca las (PWHT) sangat penting untuk desain dan konstruksi bejana tekan baja paduan rendah dan pipa yang dilas bersama selama proses perakitan, untuk melunakkan logamnya, mengurangi tegangan sisa, meningkatkan keuletan, dan mencegah keretakan hidrogen. Perlakuan panas ini juga memiliki keuntungan tambahan: membuat logam menjadi lunak sekaligus mengurangi tegangan sisa dan meningkatkan keuletan serta membantu menghindari keretakan hidrogen.

Batas Ketebalan

Kode dasar menyediakan berbagai macam tegangan longitudinal yang diijinkan untuk pipa, serta opsi untuk meningkatkannya untuk beban sesekali. Sifat rangkak yang bergantung pada waktu dari material berfungsi sebagai faktor pembatas. Faktor kualitas material juga harus diterapkan dalam kasus besi tuang dan material nonduktor.

Dalam kasus beban sesekali, SL dibatasi hingga 90% kekuatan leleh pada suhu ditambah faktor reduksi kekuatan. Hal ini memungkinkan perancang untuk menggunakan tingkat tegangan yang lebih tinggi daripada yang diizinkan berdasarkan kode dasar namun tetap menjamin keamanan dari peningkatan beban mendadak akibat gempa bumi.

Di sisi lain, Kode dasar menetapkan bahwa faktor intensifikasi tegangan dibatasi hingga 1,33 kali tegangan dasar yang diijinkan untuk beban yang berkelanjutan dan beban sesekali; namun, hal ini menyisakan isu-isu tertentu seperti penerapan faktor-faktor ini untuk diperdebatkan di antara para insinyur dan pemrogram program analisis tegangan.

Untuk sistem perpipaan suhu tinggi, panjang bentang ditentukan oleh faktor-faktor termasuk tegangan longitudinal primer, momen lentur dan gaya geser. Sebuah persamaan yang menyertakan komponen-komponen ini memungkinkan kita untuk menghitung batas-batas ini untuk penyangga sederhana maupun penyangga tetap.

Pengecualian

Seperti halnya di industri mana pun, mematuhi standar dan dokumentasi dapat menjadi tantangan, namun kepatuhan dan dokumentasi yang menyeluruh sangat penting untuk melindungi karyawan dan pelanggan. Hal ini sangat relevan dalam industri yang sangat diatur seperti pembangkit listrik, manufaktur bahan kimia, atau pertambangan di mana standar kepatuhan yang ketat harus dipertahankan untuk lingkungan kerja yang aman.

ASME B31.3 baru-baru ini direvisi untuk memberikan deskripsi yang lebih akurat mengenai prosedur pemeriksaan, inspeksi, dan pengujian untuk sistem perpipaan proses. Revisi termasuk memperbarui definisi konstruksi, lot yang ditentukan, tekanan set tekanan bakeout hidrogen pasca-las pipa kombinasi las (COW); persyaratan pengambilan sampel progresif diklarifikasi sementara dasar untuk tegangan yang diijinkan ditingkatkan dari 0,67 kali kekuatan luluh hingga sebanyak 0,80 kali kekuatan luluh.

Tabel 331.1.3 juga telah dimodifikasi untuk membebaskan beberapa perpipaan dari persyaratan PWHT wajib berdasarkan nomor material dan grup, ketebalan kontrol, jenis las, dan suhu pemanasan awal.

Contoh: Pipa baja karbon yang telah dilas menggunakan prosedur dan material pengelasan grup P-No 1 dapat dibebaskan dari perlakuan panas pascalasan jika mengalami suhu pemanasan awal 95 derajat Celcius atau lebih; pengecualian ini juga berlaku untuk material las yang diklasifikasikan sebagai Elevated Temperature Fluid Service.

Waktu Pemanasan Awal

ASME B31.3 adalah seperangkat standar komprehensif yang mencakup berbagai aspek sistem perpipaan proses. Dokumen ini mencakup informasi mengenai bahan, alat kelengkapan, teknik konstruksi sambungan, dan pengujian. ASME B31.3 telah menjadi standar industri yang digunakan untuk memastikan keamanan dan integritas sistem perpipaan di berbagai industri.

ASME B31.3 edisi 2014 menampilkan beberapa pembaruan yang signifikan, seperti persyaratan pemanasan awal yang direvisi, peningkatan tekanan desain maksimum untuk sistem perpipaan daya, dan lebih banyak informasi mengenai prosedur inspeksi dan pengujian. Selain itu, program sertifikasi pusat nasional atau internasional sekarang dapat digunakan sebagai pengganti program sertifikasi pusat ASNT sendiri; sementara kriteria penerimaan khusus ditambahkan untuk pemeriksaan partikel magnetik dan cairan penetran dengan tekanan hidrotest yang dikurangi saat memeriksa kebocoran serta perhitungan kalkulasi tekanan hidrotest yang disederhanakan.

Bagian kode ini mengamanatkan persyaratan ketebalan dinding minimum untuk pipa bertekanan yang digunakan dalam layanan fluida bersuhu tinggi dan menentukan tegangan maksimum yang diizinkan, yang ditentukan dengan mengalikan tegangan yang diizinkan dengan kekuatan luluh material. Selain itu, aturan disediakan untuk menghitung tegangan longitudinal dan variasi tegangan maksimum yang diizinkan, dengan ketentuan untuk menentukan sifat fatik dengan menggunakan analisis kurva S/N atau metode analisis mekanika patah yang lebih menyeluruh. Terakhir, setelah pengelasan selesai dan perakitan sistem perpipaan harus menjalani pengujian tekanan dengan menggunakan teknik pengujian hidrostatik atau penumatik - rincian lebih lanjut di Bagian 8.4.