ASME B31 3 PWHT 要件

E2Gの脆性破壊評価から得られた知見によると、強制的なPWHTの削減または廃止は、脆性割れを増加させる可能性がある一方、応力除去や溶接金属の靭性向上に対するプラスの影響を減少させる可能性がある。.

ASME B31 3は、プロセス配管の加工/溶接に関する要 件を規定している。表331.1は、材料グループ、管理厚さ、溶接の種類に関 して、溶接後熱処理要求事項の適用除外を示している。.

プリヒート

ASME B31.3プロセス配管の2014年版では、プロセス配管の加工/溶接の実施に関して、いくつかの重要な変更が導入された。331.1.1項と表331.1.1および331.1.2がこの情報を提供している。さらに、予熱技術が適切に利用されている場合は、除外される場合もある。.

予熱温度は、温度指示クレヨン、熱電対パイロメー ター、またはその他の適切な機器を使用し て注意深くモニターし、作業手順仕様書（WPS） に指定された範囲内に確実に到達するようにし なければならない。最適な結果を得るには、少なくとも溶接の両端から 25 mm (1 in.) のバッファ・ゾーンが必要である。.

溶接が完了したら、その部分を表330.1.1 に従って熱処理する。この熱処理は、高温の溶接温度や温度勾配、成形 や曲げによって生じる残留応力による悪影響を最小 限に抑える、または緩和するのに役立ち、溶接金属の 靭性を高める。.

予熱免除を受けるには、P1炭素鋼材を95℃の予熱で管理された板厚で溶接しなければならない。そうでなければ、溶接完了後に後熱処理が必要となり、コストが上昇し、配管システムの試運転が遅れることになる。.

溶接後の熱処理

圧力容器および配管業界における現行の設計 規準では、溶接部の板厚が使用材料のシャルピー試 験特性によって決定される規定値を超えた場 合に、PWHTを実施すべきであると規定してい る。この方法は、いつPWHTが必要かを特定する簡単で直接的な手段を提供するもので、一般的に業界の慣行として受け入れられている。しかし、様々な規格には、尊重しなければならない限界値が異なることを覚えておくことが重要である。.

EPRIの報告書（参考資料1）は、電力業界のPWHT温度要件がいかに高すぎるかを明確に文書化している。これらの温度は、検査、修理、保守作業中に溶接金属を損傷し、これらの作業中の停電を大幅に延長する可能性のある1-1/4″Cr Mo材料の臨界しきい値温度に近づくか、あるいはそれにさえ近づいている。.

橋梁や建築物の一般的な構造用途のPWHT要件もまた、過度に保守的である可能性がある。PWHTの必要性を回避するのに十分な破壊靭性を持つ構造物もあるが、大型の構造部品や厚い断面の溶接接合部では、一般に、長い保持時間と遅い加熱速度による広範なPWHTが必要となる。したがって、可能な限りこのプロセスの免除が達成できれば望ましい。.

強度試験

圧力配管システムを建設・運用するエンジニアは、内部ラインやジャケットのリークテスト手順、真空の考慮事項、フランジ継手アセンブリの資格、超音波検査の受け入れ基準、さらにそのようなシステムの設計、製造、建設検査の文書化に関して必要な追加仕様など、ASME B31で規定されているすべての要件を理解する必要があります。.

配管システムのリークテストは、修理が必要な箇所を特定するために行われます。水力試験では、試験流体が設計圧力以上に達する必要がありますが、空気圧試験では、代わりに、配管システムの爆発的な破裂につながらない低い圧力で行われます。.

配管の安全な操作のためには、試験圧力が材料の降伏強度や試験温度での定格を超えないことが極めて重要です。これは、炭素鋼を使用する場合に特に重要です。炭素鋼の厚さは、部品のフープ応力や縦応力をすべてカバーするわけではありません。.

強制流動蒸気発生器では、配管システムをシステム設計圧力の1.5倍で試験しなければならない。この要件は、全コンポーネントの組み立て前に構造試験を義務付けているボイラー・圧力容器規定で定められている要件を上回るものである。.

ハイドロテスト

ハイドロテスト（流体耐圧試験）は、品質保証に不可欠な要素であり、細心の注意と精度をもって実施されなければならない。.

このような圧力試験に必要な機器には、送水ポンプ、校正済み圧力計、圧力チャート記録計、遮断弁などがある。さらに、有資格者が圧力試験を実施すべきである。.

ハイドロテストは、試験温度や許容応力限界（特定の温度における降伏強度から計算）など、いくつかの要素を考慮した方程式に依存している。ハイドロテストの圧力は設計圧力を上回るべきであるが、許容応力限度を超えないように注意しなければならない。.

ハイドロテストは、他の非破壊評価（NDE）技術では発見されないかもしれない欠陥を明らかにするため、あらゆる配管システムの安全性を確保するために不可欠な要素です。残念ながら、ハイドロテストは網羅的なサービス適合性試験と見なすべきではなく、水試験を通じて明らかにならない問題がまだ存在する可能性があるためです-微細な亀裂や溶接部は流水によって隠れたままになる可能性があります。.