溶接後熱処理 - 溶接規格と仕様における要件

溶接後熱処理（PWHT）は、残留応力を緩和し、溶接金属およびHAZのミクロ組織を強化するために使用される。特に炭素鋼や高合金材では、溶接規則や仕様によって要求されることが多い。

PWHTは疲労強度を高めることができる。ある研究では、アーク溶接で突合せ溶接した試験片にPWHTを処理したものと処理していないものを用いて疲労試験を行った。

ストレス解消

溶接後熱処理は応力除去とも呼ばれ、溶接中に蓄積された残留応力を低減および再分配することで、脆性破壊や水素誘起クラックなどの不具合を防止するとともに、圧力機器の熱変形リスクを低減します。

予熱、溶接パス間の温度維持、徐冷などの応力緩和技術は、水素脆化などの応力要因の軽減に役立つ。水素ガスを容器から放出することで、水素ガスをより自由に逃がすことができ、水素脆化のリスクと水素誘起割れのリスクを軽減する。

PWHTでは、溶接部を変態温度まで加熱し、その温度で長時間保持する。この方法は、残留応力を低減および再分配し、強度と靭性を向上させるとともに、金属を焼き戻し、硬度を低下させ、延性を向上させるもので、安全性と性能に関する規制基準を満たすために不可欠な要素である。

耐久性

安全性と精度は溶接業界のプロジェクトの中核であり、厳格なプロトコルの遵守はプロジェクトの成功に不可欠です。定期的な検査と組み合わせることで、これらのプロトコルは、すべての溶接部が厳格な基準を満たしていることを保証し、高価な修理や構造的欠陥に関連する負債を排除します。

工業用溶接は、貯蔵タンク、プロセス配管、建物、橋梁、発電所などの重要なインフラを構築するために使用されます。これらの構造物の多くは、疲労やクリープに耐えるだけの強度を持つ溶接部が必要とされる、高温・高圧の厳しい環境下で稼動しています。

溶接後熱処理(PWHT)は、溶接後の応力を緩和する効果的な手段である。PWHTは、溶接部を一定期間高温に加熱することで、溶接部および熱影響部の靭性および延性を改善しながら、引張残留応力を低減する。温度調整の際には、溶接継ぎ目の焼戻し脆化、過軟化、または再加熱割れを避けるために注意が必要である。

耐食性

溶接部品は、貯蔵タンクからプロセス機器に至るまで、腐食の重大な脅威となる危険な化学物質や燃料にさらされることがよくあります。腐食による損傷は、構造的完全性を急速に損ない、性能の妨げとなります。溶接後の熱処理は、残留応力を緩和して機器の構造的完全性を強化しながら、腐食を防止するのに役立ちます。

PWHTはまた、残留応力を降伏強度の40% から20-40%に減少させ、焼戻し、析出、時効などの冶金学的変化を許容して溶接部の硬度を下げ、延性を増加させることにより、厚肉溶接部の脆性破壊のリスクを軽減するのにも役立つ。

PWHTを実施するには、溶接部の性能と溶接継ぎ目の完全性を損なう可能性のある熱衝撃や歪みを避けるために、正確な温度調節が必要です。チームの経験豊富なPWHT専門家は、ASME Section VIII Div 1のような業界要件を満たすためにPWHT結果を最適化するのに必要なノウハウを持っています。ステンレス鋼の溶体化焼鈍や拡張加熱サービスなどのPWHTサービスの詳細については、お問い合わせください。

強さ

溶接工程では、様々な微細構造や残留応力が溶接部に生じ、負荷がかかった際の強度や耐久性に悪影響を及ぼす可能性がある。このような影響を軽減するために、材料はその組成と板厚要件に適合したPWHT処理を受け、これらの悪影響を最小限に抑える必要があります。

PWHT温度は、熱衝撃と歪みを防ぐために注意深く管理されなければならない。これにより、溶接部と熱影響部の均一な処理が保証され、強度が向上する。さらに、PWHT中に起こる冶金学的変化は、溶接部の硬度を下げると同時に延性を向上させる。

PWHTは、高強度材料の水素誘起割れ（HIC）防止にも役立つ。溶接の際、水素原子は溶接部に拡散し、脆化やHICにつながる可能性があります。PWHTにより、閉じ込められた水素を逃がすことができるため、破損リスクが低減され、寸法管理や疲労性能の向上など、その他の利点も得られます。