용접 후 열처리(PWHT)

용접 후 열처리(PWHT)는 용접 잔류 응력을 줄이고 취성 파괴를 최소화하는 필수적인 공정입니다. 프로젝트 요구 사항에 따라 용접 코드 및 규정에 따라 PWHT가 필수일 수도 있습니다.

PWHT 공정은 시간과 노동력이 많이 소요될 수 있으므로 전문 장비와 시설은 물론 엄격한 품질 보증 조치가 필요합니다.

어닐링

어닐링은 가장 널리 사용되는 열처리 방법 중 하나입니다. 이 기술은 공작물을 고온으로 가열한 후 천천히 다시 냉각하여 금속의 원자가 스스로 재배열하도록 하여 응력을 완화하고 연성을 회복하는 것입니다. 어닐링은 후속 기계 공정에서 균열이나 파손 위험을 줄이는 PWHT의 중요한 단계이며, (석유)화학, 보일러 건설 및 해양 산업의 특정 프로젝트에 필요한 경우가 많습니다.

어닐링은 용접 열 영향 구역(HAZ)의 물리적 특성도 개선할 수 있습니다. 용접 시 용융된 재료는 용접 이음새의 양쪽에서 응고되어 부식에 취약한 부위를 남기며, 이 부위는 파손되거나 부서지기 쉽습니다. 어닐링을 통해 융점을 낮추면 이러한 문제를 크게 줄일 수 있습니다.

응력 완화 어닐링은 대형 주물, 용접 부품 및 냉간 성형품에서 냉간 가공 및 열 순환으로 인한 내부 응력을 완화하는 데 사용됩니다. 이 방법은 목표 온도까지 정밀하게 가열한 후 냉각 속도를 제어하는 저속 냉각 프로세스를 시작합니다.

재결정화 어닐링(RCA)은 합금의 구조 내에 손상되지 않은 결정립이 형성되도록 임계 온도 이상으로 가열한 다음 천천히 냉각하여 변형된 결정립을 변형되지 않은 새로운 결정립으로 대체함으로써 금속의 경도를 감소시키고 경도 감소율을 높이는 기술입니다. 재결정화 어닐링은 또한 재료의 미세 구조와 입자 크기를 개선하여 경도를 더욱 낮추는 동시에 미세 구조를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.

정규화

용접 공정 중에 용접 부위와 주변 재료 사이에 온도 구배가 발생하여 잔류 응력이 축적되고 하중 응력과 결합하여 용접 실패 및 응력 부식 균열을 일으킬 수 있습니다. PWHT는 이러한 잔류 응력을 완화하여 함께 용접되는 재료의 인성과 연성을 개선하는 동시에 대부분의 압력 용기 및 배관에 대한 코드와 사양에서 요구하는 균열에 대한 저항성을 높입니다.

노멀라이징은 금속을 임계 온도까지 가열한 후 상온에서 냉각하는 열처리의 한 형태로, 냉각 시 펄라이트, 마르텐사이트 및 페라이트를 생성하여 냉각 후에도 인성을 유지하면서 뒤틀림을 줄이고 강도를 높이는 데 도움을 줍니다. 노멀라이징은 응력 부식 균열로부터 강철을 보호하기 때문에 높은 수준의 염분이나 풍화에 노출된 강철에 특히 권장됩니다.

PWHT는 재료의 화학적 구성과 두께 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 일부 규정에서는 두께가 지정된 값을 초과하는 경우에만 요구하기도 하고, 수소로 인한 균열에 대한 재료의 취약성 때문에 필요한 경우도 있으며, 용접 이음새를 둘러싼 환형 밴드를 가열하여 국소 용접 후 열처리를 수행할 수 있는 경우도 있습니다.

온도 제어

용접이 진행됨에 따라 용접부와 모재 사이에 온도 구배가 발생하여 허용할 수 없는 수준까지 쌓여 수소 유도 균열(HIC) 또는 응력 부식 균열(SCC)이 발생할 수 있습니다. PWHT는 이러한 응력을 완화하고 함께 용접된 부품의 내식성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

PWHT는 용접된 재료를 초기 변형 온도보다 낮은 온도로 가열한 후 서서히 냉각하는 방식으로, 내부 응력을 완화하고 보다 균일한 금속 구조를 만드는 동시에 경도를 낮추고 기계적 특성을 개선하는 것을 목표로 합니다.

성질 취화, 과연화, 재가열 균열 및 왜곡과 같은 부작용을 최소화하기 위해 PWHT 온도 허용 오차, 온도 유지 시간 및 가열 속도를 설정하고 제어할 때 주의를 기울여야 합니다. 또한 PWHT 온도는 용접 절차 자격 사양에 명시된 한계를 초과하지 않아야 합니다.

PWHT는 용접 공정에서 복잡하고 시간이 많이 소요되는 부분으로, 프로젝트 일정과 비용에 복잡성과 비용이 추가될 수 있습니다. 제어가 어렵고 최적의 결과를 위해 높은 수준의 기술이 필요하지만, 모니터링이나 품질 관리가 불충분하면 결과물이 기대 이하로 떨어져 비용과 일정이 더욱 늘어날 수 있습니다. 또한 반복적인 가열/냉각 사이클은 특정 합금의 열 피로를 유발하여 수명을 크게 단축시킬 수 있습니다. Libratherm의 6존 램프/침지 PWHT 온도 컨트롤러는 열처리 공정 전반에 걸쳐 적절한 온도를 유지함으로써 이러한 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

모니터링

모니터링은 모든 개입, 프로젝트 또는 정책의 필수 요소입니다. 모니터링은 문제를 파악하고 의사결정에 정보를 제공하는 동시에 개입이 올바르게 실행되고 원하는 결과를 달성할 수 있도록 도와줍니다. 모니터링은 프로그램이나 정책의 성공을 보장하기 위해 프로그램이나 정책의 수명 기간 동안 데이터를 수집해야 합니다.

대규모 프로젝트에서 조립은 지치고 시간이 많이 소요되는 작업일 수 있습니다. 이 과정을 관리할 숙련된 인력을 찾는 것도 쉽지 않을 수 있습니다. 또한 가열 및 냉각 주기를 모니터링하지 않으면 일부 재료가 손상될 수 있으며, 이로 인해 용접된 부품에 왜곡이나 뒤틀림이 발생하여 치수 정확도나 구조적 무결성에 영향을 미치고 장비의 적절한 기능을 복원하기 위해 추가 검사 및 수리가 필요할 수 있습니다.

PWHT 절차는 응력 부식 균열에 대한 내성을 개선하고 뒤틀림 위험을 줄이며 장비의 수명을 연장함으로써 이러한 문제를 완화하고 압력 장비의 장비 고장 위험을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 석유 및 가스 파이프라인, 원자력 발전소, 석유 및 가스 파이프라인, 보일러 및 장비 엔지니어링 제작 해양 제작 등 용접 재료가 고온과 부식이 많은 환경에 노출될 수 있는 파이프라인, 원자력 발전소 및 기타 여러 응용 분야에서 PWHT 처리는 필수적입니다. 많은 산업에서 산업 표준 제작 표준에 따라 PWHT를 활용하고 있으며, 예를 들어 석유 및 가스 산업 제작을 포함하여 PWHT 절차를 사용하는 석유 및 가스 산업 제작, 항공 우주 산업 보일러 및 장비 엔지니어링 제작 등과 같은 재료 용접 부품을 제작할 때 PWHT를 사용해야 하는 항공 우주 산업 보일러 및 장비 엔지니어링 보일러 및 해양과 같은 PWHT 제작이 필요한 제작 등 특정 표준을 제작에 포함해야 하는 산업을 예로 들 수 있죠.