PWHT 절차 ASME B31.3

Asme B31.3의 PWHT 절차는 정유 공장, 화학 제조 공장, 제약 실험실, 수소 공장, 제지 펄프 공장 및 발전소와 같은 유체 서비스 시스템에서 사용되는 공정 배관의 제작/용접을 다룹니다.

EPRI는 2014년 B31.1 및 B31.3 개정에서 카테고리 A 또는 M 유체 서비스 등급의 유체 서비스 애플리케이션에서 탄소강의 PWHT 온도 범위를 낮출 것을 권장했으며, 이 보고서는 이러한 변경 사항을 지지합니다.

온도

일부 용접 강철 어셈블리의 경우 작동 환경과 환경 보조 균열(EAC)에 대한 노출 정도에 따라 PWHT가 필요할 수 있습니다. 저탄소 또는 저합금강은 특히 EAC에 취약한 경향이 있으므로 균열을 방지하기 위해 PWHT 처리가 필요합니다.

용접 공정은 특정 조건에서 재료의 항복 강도에 근접할 수 있는 용접 영역에 잔류 응력을 발생시켜 어셈블리가 취성 파손에 취약하게 만듭니다. PWHT는 이러한 잔류 응력을 크게 줄이고 환경으로 인한 균열 위험을 최소화합니다.

B31.1과 B31.3은 모두 C-Mn 및 Cr-Mo 합금강과 같이 서로 용접되는 다양한 강철 부품에 PWHT 요건을 부과하며, B31.1/B31.3에서는 이러한 용접부에 대한 최대 용접 두께 제한으로 19mm를 각각 규정하고 있습니다. BS 2633과 같은 일부 일반 구조 코드에서는 PWHT 없이 훨씬 더 두꺼운 용접 두께를 허용하고 있습니다. 이러한 요구 사항은 다양한 구조물의 내파괴 요구 사항을 고려한 것입니다.

P No 4 소재에 대한 테스트 결과, PWHT 이후 대부분의 충격 특성이 1300~1375 degF에 도달하기 전에 변화하는 것으로 나타났으며, 이는 B31.1 및 B31.3 PWHT의 온도를 더 낮출 수 있다면 마진을 늘릴 수 있다는 것을 의미합니다. 이 글은 이러한 노력을 뒷받침하고자 합니다.

장비

용접 후 열처리는 용접 부품의 취성 파괴 고장 위험에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 현장에서 용접 작업이 자주 이루어지는 프로세스 배관 시스템에는 용접 후 열처리가 필수적입니다. 이제 ASME B31.3은 용접 전에 95degC의 예열 온도를 적용하는 경우 P-No 1 재료 그룹에 속하는 탄소강에 대한 필수 PWHT 요건을 면제할 수 있도록 허용합니다. 면제 곡선의 기술적 및 역사적 기반을 검토하고 탄성-소성 파괴 역학 및 마스터 곡선 방법을 통해 확립된 최신 파괴 인성 요구 사항과 비교하여 면제 곡선의 효과를 조사했습니다.

예열은 일반적으로 용접 영역의 잔류 응력을 줄여 환경 보조 균열 위험을 낮추기 위해 사용되지만, 용접의 강도와 인성을 저하시키는 잠재적인 열 변형으로 인해 항상 적절한 예열을 적용하는 것은 아닙니다. 따라서 용접 예열을 사용할 때는 적절한 계획을 수립하는 것이 중요합니다.

페트로싱크의 ASME B31.3 교육 과정은 배관 시스템 설계, 분기 연결, 플랜지 및 피팅 선택, 유연성 요구 사항, 제작, 용접, 비파괴 검사 및 압력 테스트, 복합 재료로 압력 장비 강화에 대한 코드 요구 사항을 심층적으로 살펴볼 수 있는 교육 과정입니다.

인사

PWHT에는 숙련된 PWHT 인력이 필요합니다. 장비는 비와 바람으로부터 적절히 보호되어야 하며, PWHT 아래 용접 부위는 알 수 없는 사람이 접근하여 고전압 전기 연결부에 노출되지 않도록 경고하는 위험 표지판과 함께 적절히 차단되어야 하고, 전기 연결부 작업자는 고무장갑과 안전화를 착용하여 뜨거운 부품과의 접촉 및 실수로 인한 화상을 방지해야 합니다. 특정 탄소강에는 서비스 시작 전 용접 잔류 응력을 줄이기 위해 PWHT가 필요할 수 있으며, PWHT는 필수 절차입니다.

안전

탄소강 용접부의 용접 후 열처리(PWHT)는 용접부, 특히 전력 및 공정 배관 시스템 내에서 발생할 수 있는 유해한 온도 구배와 잔류 응력을 최소화하거나 완화하는 역할을 합니다. 이러한 분야의 PWHT 요구 사항은 코드마다 다르며 인성 요구 사항도 유형에 따라 다릅니다. 이 기사에서는 다양한 코드 섹션(B31.1 및 B313)에서 PWHT에 대한 현재 요구 사항을 조사하고 합리화할 수 있는지 여부를 고려합니다.

이 백서에서는 특히 전력 및 공정 배관 코드의 기존 온도보다 낮은 1200-1300 degF의 EPRI 보고서 권장 최대 온도에 따라 과열에 취약한 P No 4 재료의 최대 PWHT 온도를 낮추는 것이 미치는 영향을 고려합니다. 또한 저자들은 코드 북 전반의 면제 곡선 변경을 지원할 수 있는 혁신적인 용접 인성 마스터 곡선을 제안합니다.

배관 및 압력 용기 설계에서 지속적으로 우려되는 것은 취성 파단 실패의 위험이므로 이러한 위험을 최소화하려면 PWHT 공정을 최대한 효율적으로 만드는 것이 가장 중요합니다. 한 가지 접근 방식은 멀티패스 용접 공정에서 낮은 예열 온도를 사용하는 것인데, 특히 벽이 두꺼운 파이프가 혹독한 사용 조건에 노출될 경우 더욱 중요합니다.