溶接後の熱処理

溶接の熱変形は、構造物に大打撃を与えます。溶接後熱処理(PWHT)中の精密な温度制御により、歪みを最小限に抑え、応力を緩和し、溶接部品の強度と延性を回復します。.

溶接後熱処理(PWHT)は、残留応力を緩和し、溶接部 のミクロ組織を改善し、ステンレス鋼から水素を除去 して応力腐食割れを防止することで、溶接品質を向 上させることを目的とした一連の工程を指す。この工程では、しばしば焼鈍が採用される。.

ストレス解消

残留応力によって応力腐食割れが発生しやすくなり、予期せぬ修理が必要になったり、メンテナンス費用がかさむことが多いため、溶接加工品の長期的な信頼性を確保するには、応力除去が不可欠な場合が多い。.

このプロセスでは、加工された金属を下限臨界温度以上の温度に加熱し、その後徐々に冷却することで、一貫した材料特性を維持し、歪みを回避する。歪みを避け、一貫した材料特性を確保するためには、加熱と冷却の速度を注意深く管理する必要があります。.

この方法は、パイプの円周溶接部や長い圧力容器の閉塞溶接部を処理する場合に最適です。部品が大きすぎて炉内に収まらない場合や特殊な形状の場合は、代わりに局部加熱を採用して、表面の加熱部分と非加熱部分の熱膨張の不均衡を避けながら、必要な部分だけに応力除去温度を適用することができます。.

ノーマライゼーション

焼ならしとは、材料を炉または火炎で加熱し、その上臨界点以上の温度で、材料の分類と所望の効果によって決定される時間加熱することである。その後、大気中に浸漬し、ゆっくりと冷却して微細構造を正常化する。.

PWHTは、溶接中または熱処理／焼入れ硬化 中に捕捉された水素原子を溶接部から拡散させ、 水素脆化および水素誘起割れのリスクを大幅に 低減する。.

加熱と冷却のサイクルを最適化することは、応力除去や焼き戻しを行う上で非常に重要です。これは、ASME Section VIII圧力容器やAPI 650貯蔵タンクなど、長くて扱いにくい構造物や部品を処理する場合に特に不可欠です。明確なガイダンスを持つ2つの業界規制が、適切な溶接後熱処理方法の選択を支援します。.

焼き戻し

この技術では、焼ならしに必要な温度よりも低い温度で金属を加熱し、硬度を下げて延性を高める冶金学的変化を促進し、厚鋼溶接の用途で水素脆性に関連した割れを防止する。.

予熱技術を採用する場合、精密な温度管理が 不可欠である。熱量が多すぎても少なすぎても、 溶接部に歪みや応力を生じさせる応力上昇材が 発生する可能性があるからである。そのため、予熱には電気抵抗ヒーターまたは誘導加熱システムが一般的に使用される。.

焼入れ硬化した溶接金属は、焼入れ硬化後に脆くなりやすく、亀裂が入りやすいため、重要な圧力機器に高価な修理が必要な場合、修理費用がかさむことになります。焼入れによる硬化の後、溶接部を穏やかに再加熱することで、これらの金属は脆くなりにくく、亀裂が入りにくくなります。特に、この種の処理が法令で義務付けられている可能性のある重要な圧力容器などの圧力機器にとって重要な溶接金属は、将来的に費用のかかる修理を防ぐのに役立ちます。.

水素ベイクアウト

水素ベークアウトとして知られる特殊な溶接後熱処理を採用する必要がある場合もあり、これは、圧力サイクルのようなその後の使用条件の前に、またその間に、捕捉された水素を除去するように設計されている。.

水素ベークアウトは、残留応力を緩和し、脆性 破壊に対する耐性を向上させ、鋼材の水素脆化リ スクを低減するために、厚さ1インチ当たり最低1時 間、溶接部をピーク温度まで加熱する。.

溶接部の加熱は、誘導加熱を使用することがよくあ ります。電流が溶接部の周囲に巻かれたエレ メントに電力を供給し、磁界を発生させて金属に 抵抗加熱を誘導します。温度制御用熱電対は、構造の他のコンポーネントに影響を与えることなく、正確なピーク温度の測定を可能にします。このプロセスが適切に行われれば、生産再開の迅速化に役立ちます。.