PWHT 手順 Asme B31 3

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溶接後熱処理（PWHT）は、脆性破壊の原因となる溶接部位の残留応力を緩和するのに役立つ。.

ASME B31.3条項331.1.1および表331.1.3は、管材 料に基づく特定のPWHT要件を定めている。しかし、特定の予熱温度は、特定の状況でPWHT要件を免除することができる。.

1.溶接温度

温度は溶接において重要な役割を果たす。温度は、熱の逃げやすさ、ひいては 溶接接合部の冷めやすさを調節するため、 溶接作業を始める前に、溶接士が鋼材の温度 を把握しておくことが極めて重要である。溶接温度には、使用する金属の種類、溶接する材料の厚さ、使用する溶接プロセス、所要時間など、多くの要因が影響する。.

一般的な溶接規定では、溶接手順仕様書（WPS） に明記しなければならない最低予熱温度が定め られている。さらに、適切な予熱が達成されたことを確認するた め、実際の目標溶接温度と比較する必要がある。.

さらに重要な要因は、周囲温度である。寒冷環境での溶接は、低温割れのような劣悪な 溶接特性をもたらす可能性がある。これは、低温環境での溶接部と母材との間の熱膨張差 が大きいため、熱損失がより速く起こることが原因 である。.

従来の溶接後熱処理（PWHT）は、残留応力を最小化 し、焼戻しによって軟化させ、水素損傷に耐えるこ とを目的としている。.

2.溶接時間

PWHT試験は、溶接構造物が極端な温度と 環境、特に原子力発電所内で見られるような 環境に耐えられることを保証するために、多 くの規格で要求されている。その結果、適切なPWHT手順を作成し維持するために、多大な労力を費やさなければなりません。.

PWHTは溶接部を臨界点以上に加熱し、溶接金属の 靭性を高め、残留応力を減少させる。この技法は、同等の溶接品質を得るた めには、アークが溶融帯に到達するまでにさらに長 い距離を移動しなければならない大口径パイプで特に重 要である。.

溶接時間は、PWHTの効果に重要な役割を果たす。長時間の溶接は、水素遅れ割れや延 性不足などの溶接欠陥につながる可能性があ る。一方、溶接時間が短いと、一般的に溶接金属の 靭性が増し、残留応力が減少する。.

溶接後熱処理要件は、原子力発電所で使用され る炭素鋼や特定の低合金鋼など、溶接される材 料によって異なる。ASME B31.1では、肉厚19mm以下のP-4または P-5A材は、PWHT処理の義務から除外されてい る。.

3.溶接プロセス

溶接は、熱と電流を利用して2つの金属片を接合する複雑なプロセスである。溶接は様々な産業で応用されており、金属同士を非常に強固に結合させますが、この技術には膨大なスキルと時間のかかる献身が必要です。.

溶接プロセスには、抵抗溶接とレーザー溶接があり、用途に応じてさまざまな強度の溶接が可能です。抵抗溶接は、一定の通電を利用して母材と溶加材を溶融させ、耐久性のある接合を実現するもので、パイプの厚い部分に最適です。レーザー溶接は、集束したエネルギー・ビームを使用して表面材を溶かし、狭い接合部や深い接合部に対応する高速溶接を実現する。.

溶接後熱処理(PWHT)は、溶接鋼部品の残留応力を低減し、応力腐食割れを防止するため、サワー・サービス配管や多くの規格や仕様で必要とされている。.

PWHTは通常、関連する規格や基準で概説され た温度範囲内で、通常は表形式で実施される。例えば、ASME B31.1規格の電力用配管の表132では、溶接部の厚さに応じた長さのPWHTの理想的な範囲として1300～1375 degFが指定されている。本論文は、B31.1および他のボイラー・圧力容器規格のセクションを通じ、この要求事項を変更し、この要求されるPWHT温度範囲を引き下げようとするものである。.

4.溶接後の熱処理

溶接後熱処理(PWHT)は、残留応力を低減・再分配し、 ある種の鋼では延性、耐脆性破壊性、焼戻し析出、 時効効果を高め、他の鋼では焼戻し、析出、時効効 果をもたらす。残念なことに、PWHTは機械的特性の劣化を引き起こす可能性があり、その変化の結果として発生する可能性のある歪み、焼戻し脆化、再加熱割れの影響を避けるために、慎重に評価し制御する必要がある。.

PWHT温度は、材料が臨界変態温度を超えて加熱され たり、高温に長時間留まったりしないよう、注意深く管 理されなければならない。優れた結果を得るためには、加熱を溶接部全体に均一に分散させ、強度の低下を防ぐために冷却速度/許容差も管理しなければならない。.

PWHTは、材料の設計限界を超える過剰な残留応力を回避し、溶接部の破損や亀裂につながるため、正確かつ予定通りに実施する必要があります。さらに、PWHTに関する徹底した文書化を維持し、業界標準を遵守することは、特に規制の厳しい業界では困難なことです。幸いなことに、コンプライアンスを維持しながら業界要件を満たす企業を支援するツールがあります。.