Requisiti del trattamento termico post-saldatura secondo la sezione VIII dell'ASME

Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) riduce le sollecitazioni, migliora la duttilità e aiuta a prevenire le cricche dei recipienti in acciaio al carbonio di spessore superiore a 38 mm e delle leghe suscettibili di cricche, come specificato dalla Sezione VIII dell'ASME. Inoltre, questo processo può essere utilizzato anche su componenti di fusoliere di aerei, pale di turbine e componenti di carrelli di atterraggio.

La PWHT locale può essere utilizzata per alleviare le tensioni residue causate da elevati gradienti di temperatura tra i metalli saldati e i metalli madri; in questo articolo verranno esaminati tutti i requisiti e le esenzioni previsti dalla Sezione VIII Div 1 dell'ASME.

Qualifica

Il PWHT è essenziale nelle industrie con grandi rischi, come oleodotti e gasdotti, recipienti a pressione e piattaforme offshore; è obbligatorio per i recipienti in acciaio al carbonio di spessore superiore a 38 mm; è essenziale nelle strutture aerospaziali, compresi i carrelli di atterraggio e i componenti della fusoliera. La mancata osservanza delle specifiche ASME relative al PWHT può comportare il rifiuto delle saldature, costose rilavorazioni e potenziali rischi per la sicurezza; per questo motivo è obbligatorio che i saldatori possiedano sia la qualifica per la procedura di saldatura sia la qualifica per il trattamento termico prima di iniziare il lavoro PWHT.

Il preriscaldamento e il trattamento termico post-saldatura (PWHT) sono progettati per prevenire le cricche, ridurre le sollecitazioni e migliorare le proprietà. Un processo PWHT basato su un forno tratta parti intere in un forno; resistenze o piastre localizzate trattano zone di saldatura specifiche, come le tubazioni.

Esenzioni

La sezione VIII dell'ASME fornisce linee guida complete per la progettazione, la costruzione, l'ispezione, il collaudo e il funzionamento dei recipienti a pressione. È lo standard industriale per garantire la sicurezza e l'affidabilità delle caldaie elettriche e di altre applicazioni industriali.

Il trattamento termico post-saldatura è parte integrante della saldatura e contribuisce a ridurre le tensioni residue e ad aumentare la tenacità dei giunti di metallo saldato. In genere si tratta di riscaldare i materiali a temperature inferiori alla loro temperatura critica di trasformazione per un determinato periodo di tempo, prima di mantenerli a quella temperatura per periodi prolungati.

Anche se questa procedura può sembrare scoraggiante, la sezione VIII dell'ASME prevede diverse esenzioni che rendono questo compito più semplice e sicuro. Se il MDMT del materiale è inferiore a quello indicato nella Fig. UCS 66, si può rinunciare alla prova d'urto; tuttavia, l'installazione di una valvola di sicurezza rimane obbligatoria. Per assicurarsi che le eccezioni funzionino come previsto, prima di provarle da soli, è bene rivolgersi a un professionista certificato, in modo che possa spiegare il perché dei requisiti del codice e garantire che il progetto soddisfi tutti gli standard di sicurezza.

Requisiti dettagliati

Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) è un processo controllato in cui il metallo saldato viene riscaldato a temperature inferiori al suo intervallo critico di trasformazione e mantenuto per un periodo di tempo adeguato dopo la saldatura. Il PWHT è richiesto da codici come la Sezione VIII dell'ASME per prevenire cedimenti strutturali dovuti a stress indotti, ma è anche frequentemente utilizzato in settori come la sicurezza di oleodotti e gasdotti, componenti aerospaziali (carrelli di atterraggio e fusoliere), progetti di costruzione di ponti come le strutture dei grattacieli e grandi progetti di costruzione strutturale che utilizzano metodi come il riscaldamento a resistenza o a induzione in forno di zone di saldatura localizzate.

Trattamento termico

Il trattamento termico è un processo utilizzato nell'industria metallurgica per modificare le proprietà fisiche del metallo. La ricottura, la cementazione, il rafforzamento per precipitazione, il rinvenimento, la carburazione e la normalizzazione sono tra i molti scopi del trattamento termico delle parti metalliche.

Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) prevede il riscaldamento di entrambi i metalli saldati a temperature inferiori alla loro temperatura critica di trasformazione per un periodo di tempo specifico. Questo processo riduce le tensioni residue e le alterazioni microstrutturali causate dalla saldatura e consente ai materiali di recuperare la loro resistenza dopo la saldatura; il PWHT può essere obbligatorio a seconda dei requisiti del codice quando sono soddisfatti determinati criteri.

I cicli di riscaldamento devono essere gestiti con attenzione, poiché un aumento troppo rapido può portare a distorsioni, mentre una distribuzione incoerente della temperatura può provocare cricche. Per questo motivo, i codici di applicazione prevedono che le aree di saldatura che necessitano di trattamento siano separate dalle parti non trattate da uno spazio adeguatamente ridotto. I metodi di PWHT comprendono il riscaldamento di un intero recipiente in un forno, nonché trattamenti di resistenza localizzati con l'uso di piastre o coperte riscaldanti in zone specifiche.