용접 후 열처리 공식

용접 후 열처리(PWHT)는 용접부 근처의 잔류 응력을 낮추기 위해 고안된 응력 완화제입니다. 대부분의 관련 규정에서는 공정 배관 시스템의 피로 균열을 방지하기 위해 국부적인 PWHT 처리를 요구합니다.

로컬 PWHT의 최적 조건을 결정하기 위해 세 가지 요인이 포함된 완전 요인 설계를 구현했습니다. 조사된 변수는 다음과 같습니다:

온도

PWHT는 처리되는 재료의 템퍼링 온도를 초과해서는 안 되며, 이러한 시도는 기계적 테스트를 통해 해당 등급에 지정된 강도 이하로 강도가 감소하지 않았음을 입증해야 합니다. 따라서 용접 후 열처리는 담금 영역, 가열 영역 또는 경사 제어 밴드와 같이 용접 후 열처리를 규제하는 특정 코드에 정의된 영역 내에서 이루어져야 합니다.

최적의 PWHT 결과를 얻으려면 담금 기간 동안 처리할 품목을 적합한 모양의 내부 및 외부 가대를 사용하여 지지하고 주변에 일정한 간격으로 배치해야 합니다. 이 단계는 팽창과 수축을 유발하는 내부 및 외부의 힘을 받는 압력 용기의 경우 특히 중요합니다.

압력

용접 후 열처리(PWHT)는 하중 응력과 결합하여 재료 설계 한계를 초과하여 용접 실패, 응력 부식 균열 또는 취성 골절로 이어질 수 있는 잔류 응력을 완화하는 데 사용됩니다. PWHT는 이러한 응력을 완화하기 위해 용접 금속을 제어된 속도로 가열 및 냉각하여 이러한 응력을 줄입니다.

처리되는 강철의 종류에 따라 어닐링, 노멀라이징, 템퍼링, 응력 완화 등 다양한 PWHT 방법이 존재합니다. 화학 성분이나 용도에 따라 적절한 방법을 선택할 때(예: 압력 용기 또는 파이프), 유지 온도를 적절히 제어할 수 있는 적절한 장비와 시설, 품질 보증 조치, 적절한 가열 및 냉각 속도가 원하는 기대치를 충족하는 결과를 얻기 위한 핵심 요소입니다.

용접 재료가 특정 두께 임계값을 초과하는 경우 PWHT는 규정에 따라 요구될 수 있지만, 미세 구조 분석 또는 응력 부식 균열에 대한 취약성을 기반으로 결정될 수도 있습니다.

용접 구조물의 용접 실패 및 기타 결함을 방지하려면 적절한 PWHT 사용이 필수적입니다. PWHT는 인성을 높이고 연성을 개선하며 사용 중 균열 위험을 줄일 수 있지만, PWHT를 너무 빠르게 또는 통제할 수 없이 적용하면 이러한 효과가 역전되어 구조물의 조기 고장으로 이어질 수 있습니다.

열전달 속도

예를 들어 금속은 플라스틱 시트나 목재보다 열 에너지를 더 효과적으로 전도합니다. 따라서 금속판은 더운 환경과 차가운 환경 사이의 온도 차이 DT와 사용된 재료의 두께로 인해 플라스틱 판보다 주변으로 더 많은 열을 전달합니다.

사용되는 PWHT 방법은 부품, 특히 용기의 가열 및 냉각 속도 모두에 영향을 미칠 수 있습니다. 용기에 이 공정을 사용하는 경우, 과도한 뒤틀림을 방지하기 위해 PWHT 중에 지지대를 제공해야 하며, 여기에는 PWHT 공정 중에 일정한 간격으로 특별히 제작된 가대를 배치하거나 바퀴가 달린 퍼니스 베드에 부품을 적재하는 영구 고정 퍼니스 또는 PWHT 공정을 위해 현장에 설치된 임시 퍼니스를 사용하는 것이 포함될 수 있습니다.

코드 요건에서는 부품의 용접 영역을 담금 밴드, 가열 밴드 및 구배 제어 밴드라고 하는 여러 영역으로 나눌 것을 요구합니다. 용접 온도와 주변 온도 사이의 허용 가능한 축 방향 온도 구배를 유지하기 위해 단열재 또는 추가 가열 요소가 구배 제어 밴드 내에 설치되며, 각각 대류 및 복사 가열 기술이 사용됩니다.