Solusi PWHT - Memastikan Kekuatan dan Integritas pada Struktur yang Dilas

Post weld heat treatment (PWHT) mengurangi tegangan sisa yang dapat menyebabkan distorsi dan retak pada struktur yang dilas, serta mencegah perkembangan fraktur getas, retak korosi tegangan, dan kelelahan pada material ini. pwht melibatkan pemanasan logam las ke suhu tertentu dalam waktu yang lama, kemudian mengontrol proses ini untuk menghindari pelunakan yang berlebihan, penggetasan temper, dan keretakan.

Pengelasan dan Perlakuan Panas

Pengelasan merupakan komponen integral dalam pembuatan struktur baja, tetapi tegangan sisa dapat menyebabkan keruntuhan. Untuk mengatasi risiko ini, Post-Weld Heat Treatment (PWHT) harus dilakukan setelah pengelasan untuk mengurangi tingkat tegangan dalam struktur Anda dan menjaga integritasnya.

Solusi PWHT mencakup proses termal yang melibatkan pemanasan logam yang dilas ke suhu tertentu untuk waktu yang lama, kemudian secara bertahap mendinginkannya kembali dari waktu ke waktu. Hal ini membantu meringankan tegangan sisa pada pengelasan sekaligus meningkatkan sifat mekanik dan memperbaiki struktur mikro.

Kebutuhan pwht tergantung pada paduan, ketebalan penampang, dan variabel proyek lainnya; namun secara umum, baja berpenampang tebal cenderung lebih sering membutuhkannya karena kendala yang menyebabkan permukaan yang lebih rentan yang dapat menyebabkan kegagalan retak getas.

PWHT dapat membantu dalam upaya ini dengan melakukan temper pada zona las keras (HAZ), membantu mencegah kegagalan patah getas selama servis dan meningkatkan kekuatan las.

Tekanan Sisa

Tegangan sisa adalah regangan internal yang seimbang dalam komponen yang dihasilkan dari laju pemanasan dan pendinginan simultan yang tidak seragam, variasi lokal dalam laju penyusutan di antara bagian-bagian pengelasan, regangan yang terkait dengan transformasi fasa pada logam, atau beban eksternal yang tetap ada setelah pengelasan selesai. Ketika tegangan sisa ini menambah beban eksternal yang diterapkan secara eksternal, mereka meningkatkan tingkat tegangan tegangan di lokasi kritis struktur yang mengarah ke tegangan tinggi di titik-titik kritis pelepasan tegangan, yang pada gilirannya menyebabkan tegangan tegangan yang lebih tinggi di lokasi kritis sementara secara bersamaan mengurangi regangan tekan di tempat lain. Pengelasan dapat menimbulkan tegangan sisa akibat siklus pemanasan/pendinginan simultan yang tidak seragam, variasi lokal antar bagian, laju pendinginan yang berbeda antar bagian, regangan yang terkait dengan transformasi fasa antar tahap proses pengelasan atau regangan yang terkait dengan transformasi fasa akibat kondisi pemanasan/pendinginan simultan yang tidak seragam antar bagian las; variasi lokal antara penyusutan akibat laju pendinginan yang berbeda pada berbagai bagian atau regangan yang terkait dengan transformasi fasa yang disebabkan oleh perubahan fasa yang terjadi akibat perbedaan suhu pengelasan selama transformasi fasa proses pengelasan; yang pada akhirnya mengarah pada kegagalan struktur karena beban eksternal yang diberikan pada struktur.

Tegangan sisa yang diakibatkan oleh pengelasan dapat berakibat buruk, termasuk distorsi, retak, dan patah getas. Konsentrasi tegangan sisa yang melebihi kekuatan luluh material dapat mengakibatkan tegangan uniaksial atau retakan kompresi yang terbentuk di area las itu sendiri atau bagian yang berdekatan dengan struktur.

Tegangan sisa pada komponen atau struktur yang dilas bergantung pada banyak faktor, termasuk geometri sambungan las, material yang digunakan selama prosedur pengelasan, proses fabrikasi/perbaikan yang digunakan, perlakuan panas pascalasan yang diterapkan setelah selesai, kondisi pembebanan, dan riwayat servis.

Sebagian besar tegangan sisa masih belum diketahui atau diremehkan karena metode pengukuran yang kurang akurat, serta tidak adanya dokumentasi lengkap mengenai seluruh siklus hidup struktur. Memprediksi atau mengurangi tegangan tersebut membutuhkan pemahaman dan pemodelan yang lebih baik tentang bagaimana komponen struktur berinteraksi selama masa produksi dan operasi, selain mengetahui dengan lebih baik kapan interaksi tersebut terjadi.

Perubahan Struktural Mikro

Sebagai bagian dari proses pengelasan, logam las cair terpapar pada gradien suhu tinggi yang dapat mengakibatkan perubahan mikrostruktur yang mengurangi sifat mekaniknya seperti keuletan dan ketangguhan - yang mengarah pada risiko fraktur selama layanan atau mode kegagalan retak korosi tegangan. Hal ini membuat struktur yang dilas menggunakan proses ini berisiko patah.

Post weld heat treatment (PWHT) adalah proses penting yang dapat menyelesaikan banyak masalah terkait pengelasan sekaligus memperkuat dan meningkatkan kekuatan struktur. Untuk mendapatkan hasil yang optimal dari PWHT, sangat penting untuk mengikuti praktik terbaik seperti memilih metode yang efektif, suhu pemanasan/pendinginan yang tepat, kontrol kualitas selama proses perawatan serta jaminan kualitas selama proses pemeriksaan pasca las. Dengan mengikuti aturan-aturan ini, struktur Anda akan menjadi lebih kuat dan lebih dapat diandalkan dari waktu ke waktu.

pwht dapat membantu mengurangi dan mendistribusikan kembali tegangan sisa, tetapi mungkin juga ada keuntungan tambahan dari PWHT pada suhu yang lebih tinggi. Proses tempering atau pengendapan dapat mengurangi kekerasan sekaligus meningkatkan keuletan.

Jenis anil yang Anda pilih tergantung pada material dan sistem paduannya. Seiring dengan meningkatnya kandungan karbon atau ketebalan, kemungkinan besar anil PWHT mungkin diperlukan; banyak kode yang mengamanatkan perlakuan PWHT jika material las melebihi ketebalan tertentu; persyaratan tambahan dapat mencakup komposisi kimia atau kerentanan terhadap retak korosi tegangan.

Optimalisasi

Kemampuan las komponen baja tergantung pada faktor-faktor seperti proses pengelasan dan sifat material; insinyur desain struktural harus memperhatikan kemampuan las komponen yang mereka rancang dalam layanan untuk menghindari terciptanya fitur yang meningkatkan tegangan yang menyebabkan kegagalan dini.

Solusi PWHT mungkin diperlukan untuk mengatasi tegangan sisa dan perubahan mikrostruktur yang disebabkan oleh proses pengelasan, termasuk tegangan sisa. PWHT melibatkan pemanasan material pada suhu tertentu untuk jangka waktu yang lama guna mendistribusikan tegangan ini secara lebih merata ke seluruh strukturnya, sekaligus menurunkan tingkat kekerasan, meningkatkan keuletan, dan tingkat ketangguhan untuk memenuhi spesifikasi desain.

Karena suhu PWHT bergantung pada sifat metalurgi suatu material, penentuannya akan bergantung pada kombinasi beberapa faktor termasuk kemampuan las dan persyaratan servis. Sebagai contoh, prosedur pengelasan yang melibatkan baja ringan karbon rendah atau baja molibdenum krom dengan persyaratan kejut biasanya menentukan temperatur pemanasan awal dan interpass minimum yang bergantung pada ketebalan.

Suhu PWHT harus dikelola dengan hati-hati untuk mencegah distorsi yang berlebihan dan penggetasan temper pada komponen besar seperti bejana tekan dan pipa, yang memerlukan dukungan oleh penyangga yang dibentuk khusus untuk setiap komponen. Untuk memberikan distribusi panas yang merata di seluruh proses ini, penyangga ini harus diberi jarak secara berkala untuk memberikan dukungan yang cukup.