Все, что вам нужно знать о термообработке после сварки

Задвижки API 602, Крышка на болтах, Выдвижной шток, Приварная муфта с ниппелями с плоскими концами длиной 100 мм, приваренными с обоих концов, PWHT.

Итак, вы слышали о PWHT? Что такое ПВТ?

Обзор послесварочной термообработки (PWHT)

Сварка является неотъемлемой частью эксплуатации и обслуживания активов в нефтяной (добыча, переработка, переработка) и химической перерабатывающей промышленности. Несмотря на множество полезных применений, процесс сварки может непреднамеренно ослабить оборудование, создавая в материале остаточные напряжения, что приводит к ухудшению свойств материала.

Чтобы гарантировать сохранение прочности материала детали после сварки, регулярно выполняется процесс, известный как термообработка после сварки (PWHT). PWHT можно использовать для уменьшения остаточных напряжений, как метод контроля твердости или даже для повышения прочности материала.

Если PWHT выполняется неправильно или вообще игнорируется, остаточные напряжения могут в сочетании с напряжениями нагрузки превысить проектные ограничения материала. Это может привести к разрушению сварных швов, повышению вероятности растрескивания и повышенной склонности к хрупкому разрушению.

PWHT включает в себя множество различных типов потенциальных методов лечения:

Двумя наиболее распространенными типами являются последующий нагрев и снятие напряжения:

Пост-отопление:

Водородное растрескивание (HIC) часто возникает, когда во время сварки в материал проникает высокий уровень окружающего водорода. Нагревая материал после сварки, можно диффундировать водород из зоны сварки, предотвращая тем самым HIC. Этот процесс известен как последующий нагрев и должен начинаться сразу после завершения сварки. Вместо того, чтобы охлаждать материал, его необходимо нагреть до определенной температуры в зависимости от типа и толщины материала. Его следует выдержать при этой температуре в течение нескольких часов в зависимости от толщины материала.

Снятие стресса:

К моменту завершения процесс сварки может оставить в материале большое количество остаточных напряжений, что может привести к увеличению вероятности коррозии под напряжением и водородного растрескивания. PWHT можно использовать для снятия остаточных напряжений и уменьшения этого потенциала. Этот процесс включает в себя нагрев материала до определенной температуры и последующее его постепенное охлаждение.

Следует ли материал подвергать PWHT или нет, зависит от ряда факторов, в том числе от системы легирования или от того, подвергался ли он ранее термической обработке. Некоторые материалы могут быть повреждены PWHT, в то время как другие почти всегда требуют этого.

В целом, чем выше содержание углерода в материале, тем больше вероятность того, что после проведения сварочных работ ему потребуется PWHT. Аналогичным образом, чем выше содержание сплава и толщина поперечного сечения, тем больше вероятность того, что материалу потребуется PWHT.

Когда PWHT требуется для углеродистой стали?

Послесварочная термообработка или PWHT углеродистой стали должна выполняться после каждой сварки, чтобы обеспечить сохранение прочности материала детали. Точные критерии PWHT углеродистой стали указаны в стандарте ASME BPVC. PWHT обеспечивает снижение остаточных напряжений, контроль твердости материала и повышение механической прочности.

Преимущества термообработки после сварки | Цель PWHT

Если PWHT пренебрегается или выполняется неправильно, остаточные напряжения могут сочетаться с напряжениями от рабочей нагрузки. Это значение может превышать конструктивные ограничения материала, что приводит к разрушению сварных швов, повышению вероятности растрескивания и повышенной склонности к хрупкому разрушению. Другие преимущества PWHT перечислены ниже:

Улучшенная металлургическая структура
Улучшенная пластичность материала.
Снижение риска хрупкого разрушения по мере увеличения пластичности.
Релаксация термических напряжений за счет перераспределения остаточных напряжений.
Закаленный металл
Удаление диффундирующего водорода, что помогает предотвратить водородное растрескивание (HIC).

Метод и оборудование PWHT

Местную послесварочную термообработку сварных соединений труб следует проводить электросопротивляющим методом после завершения всех сварочных или ремонтных операций.

Резистивный нагреватель электрически и термически самоизолирован и изготавливается по размеру для каждой отдельной трубы.
Приложенное напряжение на катушках составляет 220 или 380 В переменного тока в зависимости от требований к питанию.
В состав силового пульта управления послесварочной термообработкой входят:
Регулятор температуры-индикатор и самописец цифрового типа.
Потенциометрическое устройство, которое контролирует процент мощности, подаваемой на катушки.
Световые индикаторы включения и выключения, входные и выходные клеммы для подключения питания и термопары.
Электрические силовые контакторы соответствующего номинала.
Каждая панель будет питать одну нагревательную станцию, поэтому для каждой операции обогрева потребуется одна панель. Скорость нагрева и охлаждения регулируется путем ручного выбора процента потребляемой мощности с помощью потенциометров.

Требования к термообработке после сварки или PWHT

Прежде чем подать заявку на подробные требования к PWHT и освобождение от ответственности в этих параграфах, необходимо провести удовлетворительную квалификацию процедуры сварки в спецификации сварочных процедур, которая будет использоваться, в соответствии со всеми основными переменными РАЗДЕЛА IX ASME, включая условия термообработки после сварки и другие ограничения. перечислено ниже.

При проведении локальной послесварочной термообработки способ применения тепла должен обеспечивать равномерный достижение температуры во всех точках термообрабатываемого участка. Необходимо позаботиться о том, чтобы ширина нагретой полосы по обе стороны от кромки сварного шва была не менее четырех (4) толщин трубы или 2 дюймов, в зависимости от того, что больше.

На протяжении всего цикла термообработки после сварки часть за пределами нагретой ленты должна быть соответствующим образом обернута изоляцией, чтобы избежать любого вредного температурного градиента на открытой поверхности трубы. Для этого температура на открытой поверхности трубы не должна превышать 400°C.

Клапаны, приборы и другие специальные изделия со сварными концами должны быть защищены из-за риска повреждения во время термообработки после сварки.

После PWHT сварка не допускается.

Должны использоваться автоматические регистраторы температуры, прошедшие соответствующую калибровку. Калибровочная карта каждого самописца должна быть представлена владельцу до начала операций по термообработке и получено его одобрение. Регистрирующее оборудование должно калиброваться не реже одного раза в 12 месяцев. Кроме того, приборное оборудование (потенциометр), используемое для калибровки самописцев, должно быть подтверждено соответствующим сертификатом.

Подготовка и крепление термопары для PWHT

После проведения визуального контроля и удаления поверхностных дефектов и временных прихваток (при их наличии) к трубе непосредственно и на равном расстоянии по периферии стыка труб необходимо прикрепить достаточное количество термопар (в зависимости от диаметра труб). Минимальное количество термопар, прикрепленных к одному соединению, должно составлять 1 для диаметра до 3 дюймов, 2 для диаметра до 6 дюймов, 3 для диаметра до 10 дюймов и 4 для диаметра до 12 дюймов и выше. Однако требуемое минимальное количество присоединяемых термопар может быть увеличено, если это будет сочтено необходимым.

Термопары должны быть размещены на стыке и в плотном контакте с трубой как можно ближе к зоне сварки. Термопары следует приваривать непосредственно к месту соединения или к нагревательной ленте при условии, что хвостовик у них выполнен из одного и того же материала, а для прихваточной сварки используется одобренная присадочная проволока или электрод диаметром не более 2,5 мм.

Во избежание неправильных показаний температуры из-за прямого излучения на термопары они должны быть защищены заглушкой из керамического волокна или любым другим подходящим изоляционным материалом.

Нагревательные элементы должны быть уложены поверх прикрепленных термопар по всей зоне нагрева и изолированы, как показано на рисунке 1 ниже.

Изоляционными материалами должны быть минеральная вата/стекловата, способная выдержать используемую температуру. Минимальная толщина изоляции должна составлять 50 мм. Для удержания изоляционного материала в нужном положении проволочную сетку необходимо обернуть вокруг и завязать другими подходящими средствами.

Температура PWHT, запись времени

Температура и время термообработки после сварки, а также скорости нагрева и охлаждения должны регистрироваться автоматически и отражать фактическую температуру области сварного шва. Каждая термопара должна быть подключена к контрольно-регистрирующему прибору для каждого обрабатываемого соединения.

Нагрев, выдержка и охлаждение в PWHT

Температура нагрева выше 300°С должна регистрироваться, а скорость нагрева и охлаждения не должна превышать указанную в соответствующих WPS и стандартах, но ни в коем случае не превышать 200°С/ч, а разница между температурами, измеренными различными термопары должны находиться в пределах указанного диапазона.

Температура термообработки и время выдержки должны соответствовать указанным в соответствующих спецификациях процедуры сварки. Для удобства в следующей таблице приведены значения для различных типов стали.

Охлаждение до 300°С должно быть контролируемым. Ниже этого значения охлаждение до температуры окружающей среды должно происходить под изоляционным покрытием без контроля.

Эксплуатация PWHT должна выполняться только обученным персоналом, имеющим аналогичный опыт и одобренным владельцем.

Во время PWHT стыки должны быть защищены от дождя и ветра соответствующим дождевым навесом и ветровым стеклом.

После термообработки необходимо провести испытания на твердость, чтобы определить, была ли проведена эффективная термообработка. Обычно для углеродистой стали максимальная твердость по Бриннелю составляет 200 HB.

Меры предосторожности во время PWHT

Во время PWHT должны быть предусмотрены следующие меры предосторожности:

Оборудование и панели должны быть надлежащим образом заземлены.

Электротехники должны работать в соответствующей защитной одежде, такой как резиновые перчатки, обувь и т. д.

Работать будет только сертифицированный электрик.

Соединения под PWHT должны быть хорошо ограждены красной лентой/красным светом и индикаторами опасности, чтобы избежать контакта неизвестных лиц с электрическими соединениями высокого напряжения.

Для соединений на месте должна быть предусмотрена соответствующая платформа, чтобы избежать падения человека.

Исходя из вышеизложенного, PWHT – это критический процесс, необходимый для свариваемого материала, которому следует уделять достаточно внимания во время производства.

Клапан ZECO

NBR поворотный клапан

Задвижки и шаровые краны

Что такое шаровой клапан?

Ремонт задвижек

Что такое осевой обратный клапан

Производитель задвижек с ручным управлением

Что такое глобусные клапаны?

Десять статей до и после

Основное различие между шаровыми кранами из кованой и литой стали – Zeco | Производитель кованых клапанов API 602

Краткое описание задвижек из кованой стали – Zeco | Производитель кованых клапанов API 602

Общие ковочные материалы для обратных задвижек из кованой стали – Zeco | Производитель кованых клапанов API 602