溶接後の熱処理

PWHT（溶接後熱処理）は、配管や圧力容器のような多くの産業で不可欠なプロセスであり、溶接に起因する残留応力を低減または再分配すると同時に、延性を高めて脆性破壊のリスクを低減する必要がある。PWHTは、溶接後に実施する必要がある。

溶接手順資格認定仕様書（WPQS）には、PWHT 溶接手順に理想的な期間と温度が詳述されている。

温度

この種の溶接後熱処理では、機械加工や使用 中に歪みの原因となる内部応力を低減し、水素に起因 する割れのリスクを低減するために、溶接された加工 材をその材質に応じた適切な温度サイクルで加熱・ 浸漬する。

PWHTは、圧力容器やパイプラインのように繰り返し荷重にさらされる構造用鋼部品にとって不可欠な熱処理工程です。この処理を適切に行うことで、最終的に部品の破損につながる可能性のある残留応力を低減することができます。

PWHTでは、溶接部品を母材（BM）および熱影響部（HAZ）の両方よりも高い温度までゆっくりと正確に加熱し、その後再びゆっくりと冷却する必要があります。炉、抵抗加熱、または誘導加熱システムによる温度制御は、均一性を確保する。これはまた、扱いにくい構造内のさまざまな形状の部品によって生じる熱勾配が、応力集中や破壊につながる可能性のある過度の局所的膨張を引き起こすのを防ぐ。

時間

PWHTを正しく実施すれば、溶接によって生じた残留応力を低減または再分配し、金属組織を改善し、延性を高め、脆性破壊のリスクを低減することができる。PWHTを成功させるには、時間と温度に細心の注意を払う必要がある。

プロジェクトの成功には、効果的な熱処理方法の選 択が鍵となります。ASMEやAPIが定めるような業界規制は、特定の金属種に合わせた明確なガイドラインを提供しています。PWHTプロセスをこれらの要件に合わせることで、溶接部品の溶接の完全性と長期的な性能を確実に維持することができます。

溶接後の熱処理は、通常、溶接部の厚さによって決ま る一定の時間、溶接部を加熱し、浸漬する。浸漬中の歪みを最小限に抑えるには、部品に 合った形状の架台を適切な間隔で設置するこ とが不可欠である。

環境

溶接および熱処理施設の環境条件は、PWHT工程の 結果に影響を与える可能性があり、特に高湿度や化学 物質が存在すると、冷却時に溶接部に亀裂が入る 可能性がある。

溶接部の問題を防ぐには、溶接部を理想的な 温度範囲まで加熱して内部応力を均等に解放し、 溶接部と熱影響部の構造的完全性を高めることが 不可欠である。

焼きなましと焼きなましは、この温度範囲に到達するための最も広く利用されている技術の一つで、その実行には異なる種類の炉（箱型炉またはピット炉）が使用されます。どのタイプの炉を使用する場合でも、熱衝撃や金属の過焼入れまたは過焼入れ不足のような悪影響を避けるために、一定の加熱および冷却速度を守る必要があります。

設備

溶接後熱処理は、貯蔵タンク、原子炉、プロセ ス配管システムなどの溶接工程で生じる残留応力を除 去し、再分散させるために考案された工程である。業界基準では、これらのシス テムの構造的完全性を維持し、延性を高めて脆性 破壊のリスクを低減することで冶金的構造を強化 するために、この処理を義務付けている場合が多 い。

PWHTは特殊な装置と熟練したオペレーターを必要とする。基本的にこのプロセスは、材料を変態温度以下に加熱した後、調整可能な速度で徐々に冷却していく。PWHTに一般的に使用される装置には、パワーコンソール、電気抵抗発熱体、セラミックマットヒーター、箱型炉、ピット炉などがあります。

圧力機器のPWHTは、特殊な設備が必要なため時間とコストがかかり、大型の部品や扱いにくい部品には実用的でない。