Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) \u00e8 richiesto dai codici di fabbricazione per alcune strutture per ridurre le tensioni residue di saldatura e temprare le regioni della microstruttura dure e potenzialmente fragili, ma \u00e8 un processo costoso.<\/p>\n
La tabella 1 mostra i requisiti minimi di spessore al di sopra dei quali deve essere utilizzata la PWHT per vari standard di recipienti a pressione e tubazioni; questo articolo li esamina e suggerisce potenziali razionalizzazioni di questi requisiti.<\/p>\n
La frattura fragile \u00e8 una modalit\u00e0 di guasto catastrofica per recipienti, serbatoi e altri componenti che spesso porta a perdite significative di vite umane e di propriet\u00e0. La frattura fragile pu\u00f2 essere evitata attraverso pratiche corrette di progettazione, fabbricazione e ispezione, come la specificazione di energie Charpy minime dei materiali; la progettazione per evitare sollecitazioni elevate; il trattamento termico di distensione post-saldatura di sezioni spesse; l'adozione di metodi di fabbricazione e ispezione che riducano al minimo i difetti, aumentando al contempo le possibilit\u00e0 di individuarli; l'esecuzione di prove di collaudo nell'ambito delle operazioni di manutenzione ordinaria e cos\u00ec via.<\/p>\n
Il funzionamento delle apparecchiature e delle tubazioni entro i limiti previsti \u00e8 fondamentale, soprattutto quando le temperature di esercizio scendono al di sotto della temperatura di progetto inferiore (LDT o MDMT secondo i codici ASME). Le apparecchiature esistenti in acciaio al carbonio devono essere sottoposte a una valutazione della frattura fragile, come indicato nella norma API RP 579 Fitness for Service Part-3: Assessment of Existing Equipment for Brittle Fracture.<\/p>\n
Questa valutazione deve basarsi su una solida giustificazione tecnica piuttosto che su ipotesi, utilizzando la meccanica della frattura per definire i limiti di lavoro sicuri per le condizioni di temperatura e pressione delle apparecchiature. Un approccio basato sul rischio \u00e8 di gran lunga superiore alla semplice adesione ai criteri di spessore minimo stabiliti dai codici, che spesso si basano sull'esperienza soggettiva invece che sulla giustificazione ingegneristica.<\/p>\n
Molti codici e specifiche richiedono la PWHT per ridurre le sollecitazioni nei giunti saldati, diminuendo cos\u00ec il rischio di fratture, mentre aumentano la distorsione e la deformazione delle apparecchiature a pressione, che a loro volta compromettono l'accuratezza dimensionale, l'integrit\u00e0 strutturale e aumentano il rischio di perdite.<\/p>\n
\u00c8 possibile attenuare la distorsione durante il trattamento termico fornendo un adeguato supporto e raffreddamento del materiale durante la lavorazione, in genere mediante cavalletti sagomati appositamente per adattarsi al componente e distanziati a intervalli regolari intorno al suo diametro. Il numero di cavalletti necessari dipende dalle dimensioni, dalla forma e dallo spessore del componente.<\/p>\n
Come ulteriore salvaguardia contro la distorsione, assicurarsi che la temperatura PWHT non vada oltre quella originariamente specificata per il rinvenimento dell'acciaio. Temperature pi\u00f9 elevate possono causare l'infragilimento o l'eccessivo rammollimento della tempra, che potrebbe abbassare la resistenza dell'acciaio al di sotto dei livelli minimi specificati, provocando una distorsione che ne riduce la resistenza al di sotto del valore minimo specificato. Pertanto, \u00e8 consigliabile effettuare prove meccaniche dopo la lavorazione con apparecchiature PWHT per confermare il mantenimento della resistenza.<\/p>\n
La PWHT comporta il riscaldamento del materiale saldato ad alte temperature prima di raffreddarlo lentamente, il che pu\u00f2 causare deformazioni o distorsioni alle attrezzature a pressione, con conseguente riduzione dell'integrit\u00e0 strutturale, perdite o guasti e un maggiore consumo di energia, contribuendo alle emissioni di gas serra. Inoltre, richiede l'utilizzo di grandi quantit\u00e0 di energia, che contribuisce alle emissioni di gas serra e ad altri problemi ambientali.<\/p>\n
I processi PWHT sono stati tradizionalmente utilizzati per ridurre le tensioni, modificare la microstruttura della saldatura e diffondere l'idrogeno per resistere alla corrosione e ai danni da ossidazione. Tuttavia, gli studi hanno rivelato che benefici simili possono essere ottenuti anche a temperature inferiori a quelle tipicamente impiegate.<\/p>\n
Sebbene la PWHT possa offrire molti vantaggi, i codici attuali variano notevolmente nei requisiti di esenzione dalla PWHT. Questa variazione spesso deriva dalle pratiche ingegneristiche e dall'esperienza nei diversi settori industriali piuttosto che da specifiche considerazioni metallurgiche o strutturali; di conseguenza, possono esserci confusione e conflitti tra i requisiti dei codici relativi all'esenzione dalla PWHT per le saldature di tubi che utilizzano materiali P-4 e P-5A in diversi codici.<\/p>\n
Il PWHT richiede un'attrezzatura di supporto durante l'esposizione alle alte temperature per evitare che il materiale si deformi eccessivamente, spesso per mezzo di cavalletti sagomati per adattarsi alla sua forma, dimensione e spessore. Nell'ambito di questo processo, il materiale viene riscaldato a temperature elevate prima di raffreddarsi gradualmente a intervalli regolari lungo il suo perimetro, in modo da ridistribuire le sollecitazioni al suo interno e provocare la formazione di punti deboli che potrebbero ridurre la resistenza delle saldature o addirittura causare perdite all'interno delle strutture.<\/p>\n
I diversi codici impongono requisiti PWHT diversi, con alcune specifiche che esentano completamente alcuni materiali o saldature a causa di fattori come lo spessore. Tali variazioni nei requisiti sono probabilmente il risultato di pratiche ingegneristiche ed esperienze applicative divergenti, piuttosto che di interpretazioni diverse dei dati tecnici o della sperimentazione; si consiglia di ridurre a zero i criteri di esenzione di un materiale o di una saldatura che verr\u00e0 utilizzato nel servizio nucleare, indipendentemente dallo spessore.<\/p>\n
La corrosione pu\u00f2 danneggiare le apparecchiature, inquinare il suolo e le riserve d'acqua, rilasciare tossine nocive nell'aria, indebolire le strutture come i serbatoi e le tubature con maggiore probabilit\u00e0 di cedimento e aumentare i rischi per le apparecchiature e il personale. Adottando misure proattive contro la corrosione, \u00e8 possibile ridurre questi rischi per le attrezzature e il personale.<\/p>\n
La corrosione atmosferica si verifica quando gli oggetti metallici sono esposti all'ossigeno e all'umidit\u00e0, ed \u00e8 nota anche come corrosione uniforme o generale, in quanto il processo avviene nella sua interezza. Altre forme di corrosione, come la vaiolatura, la corrosione interstiziale e la corrosione da stress, possono essere pi\u00f9 imprevedibili in quanto si formano in punti specifici di un oggetto metallico.<\/p>\n
La protezione dalla corrosione dipende dalla composizione del metallo e dai metodi di protezione utilizzati. La protezione catodica prevede il rivestimento del metallo con elementi pi\u00f9 attivi, come lo zinco, che si corrode e si ossida reagendo con l'ambiente circostante per proteggere la composizione metallica sottostante dalla ruggine. Altri metodi di prevenzione possono essere il controllo dei livelli chimici nell'aria o nelle fonti d'acqua o l'utilizzo di materiali che offrono una maggiore resistenza all'abrasione, come i rivestimenti e le vernici anticorrosive.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) \u00e8 richiesto dai codici di fabbricazione per alcune strutture per ridurre le tensioni residue di saldatura e temprare le regioni della microstruttura dure e potenzialmente fragili, ma \u00e8 un processo costoso. La tabella 1 mostra i requisiti minimi di spessore al di sopra dei quali deve essere utilizzato il PWHT per vari standard di recipienti a pressione e tubazioni e questo articolo li esamina ... <\/p>\n