Trattamento termico post-saldatura (PWHT) e termocoppie

Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) è un processo che migliora le proprietà meccaniche dei materiali che sono stati saldati, come le cricche e i cedimenti delle strutture saldate. Il PWHT può contribuire a ridurre le cricche e i cedimenti, aumentando al contempo la resistenza.

Per ottimizzare i parametri PWHT, questa ricerca ha combinato l'apprendimento automatico e la meta-euristica. I modelli di machine learning sono stati impiegati come funzioni obiettivo, mentre la regressione vettoriale di supporto e gli algoritmi di K-nearest neighbor sono serviti come metodi di ottimizzazione.

Controllo della temperatura

Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) è un processo essenziale di rilascio delle tensioni, che impiega il riscaldamento della zona di saldatura dopo la saldatura per alleviare le tensioni lasciate dalla saldatura, garantendo saldature di alta qualità. Tuttavia, un PWHT improprio può creare tensioni residue che aumentano la probabilità di guasto sia della saldatura stessa che della resistenza del materiale. Queste tensioni residue potrebbero combinarsi con le sollecitazioni di carico per superare i limiti di progetto del materiale, portando a cricche e fatica, con conseguente fessurazione o fatica dei giunti di saldatura.

Il PWHT consiste nel riscaldare il metallo saldato utilizzando un profilo rampa-ammollo attentamente controllato per mantenere un controllo preciso della sua temperatura. Le temperature di riscaldo devono essere inferiori alle temperature di trasformazione iniziali del materiale per evitare la formazione di cricche e contemporaneamente alleviare le tensioni senza creare cricche.

I requisiti di tempo di riscaldamento e di immersione per le applicazioni PWHT dipendono dalla procedura di saldatura, dai requisiti del codice di saldatura e dalle caratteristiche desiderate del prodotto finale. Per raggiungere questi obiettivi, è necessario utilizzare un regolatore di temperatura accurato con un registratore di temperatura per seguire il processo PWHT.

Libratherm offre controllori Ramp Soak a una o più zone, progettati per regolare con precisione i processi PWHT. Queste unità accettano direttamente termocoppie con o senza messa a terra ed emettono un'uscita analogica/SSR con azione di controllo PID per operazioni PWHT precise. Sono disponibili unità singole o in modalità cascata (Master-Slave), entrambe dotate di interfacce MODBUS su RS 485 per l'interfacciamento con sistemi SCADA, PLC o di registrazione dati.

Controllo del timer

I cicli PWHT consumano molta energia, con conseguenti emissioni di gas serra e altre preoccupazioni ambientali. Inoltre, i cicli ripetuti nel corso della vita di un'apparecchiatura possono accumulare sollecitazioni termiche che provocano fratture fragili - sollecitazioni che possono non essere evidenti immediatamente, ma che diventano fattori importanti con l'invecchiamento dell'apparecchiatura.

Per combattere questo rischio, le nostre macchine pwht dispongono di un controllo temporizzato per una maggiore tranquillità. Gli operatori possono impostare la temperatura e la durata di immersione desiderate; le nostre macchine passano automaticamente dalla temperatura corrente al valore nominale a una velocità specificata, lasciando gli operatori liberi di concentrarsi su altre attività mentre prendono le misure necessarie per prevenire l'infragilimento da tempra nelle saldature.

Le nostre macchine PWHT non sono solo dotate di comandi temporizzati: sono raffreddate ad aria per la massima comodità, rendono il funzionamento semplice, richiedono una formazione minima, si riscaldano più velocemente della media e sono dotate di ampi schermi di visualizzazione, perfetti per le applicazioni industriali!

Termocoppie

Le termocoppie sono sensori di temperatura che convertono in corrente elettrica le differenze tra due leghe metalliche contenute al loro interno, grazie alla scoperta dell'effetto Seebeck da parte di Thomas Johann Seebeck nel 1821. Una termocoppia è costituita da due fili metallici dissimili collegati a un'estremità da giunzioni; una giunzione deve essere posizionata direttamente su un oggetto da misurare, mentre l'altra rimane a una fonte di temperatura costante, nota come giunzione di riferimento.

Quando le temperature tra le giunzioni sono identiche, non si genera alcuna forza elettromotrice (EMF) e quindi non scorre corrente. Quando si è esposti a temperature diverse, invece, si forma una CEM che permette alla corrente di attraversare il sensore e di essere misurata con un misuratore di temperatura; la corrente può poi essere convertita in lettura della temperatura con una semplice formula.

Sul mercato esiste un'ampia gamma di termocoppie con diversi livelli di accuratezza e intervalli di temperatura per soddisfare le diverse applicazioni. La scelta di una termocoppia per la propria applicazione dipende spesso da fattori quali la composizione della lega e il design della sonda, nonché i metodi di connessione - a vista o con guaina, ecc. Alcuni modelli utilizzano metalli di base come il ferro, il rame e il nichel, mentre altri utilizzano leghe più esotiche come il platino, il rodio e il tungsteno, in grado di gestire meglio le temperature più elevate.

Sicurezza

La PWHT consiste nel riscaldare la saldatura fino a una temperatura di trasformazione appena inferiore a quella iniziale, al fine di alleviare le tensioni, ridurre la durezza e la resistenza alle cricche e aumentare la tenacità e la duttilità, migliorando la resistenza ai carichi dinamici del materiale.

Prima di accendere una macchina per il lavaggio a motore, assicuratevi di indossare tutti i dispositivi di sicurezza necessari e di trovarvi in un'area con una ventilazione adeguata. Tenete a portata di mano anche un estintore, nel caso in cui si verifichi un incidente.

Il PWHT può essere un metodo di riparazione efficace per i recipienti a pressione, ma i suoi processi termici possono causare distorsioni o deformazioni. In questi casi, i materiali compositi offrono un'alternativa alla PWHT, consentendo di ripristinare l'integrità del recipiente senza ricorrere a processi termici.