Hàn temper bead (TBW)



Hàn temper bead (TBW) là một kỹ thuật hàn chuyên dụng chủ yếu được sử dụng cho thép cacbon, thép hợp kim thấp và thép hợp kim khi những vật liệu này được thiết kế để sử dụng trong điều kiện hàn hoặc khi xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) là không thực tế hoặc không thể. TBW đã chính thức được áp dụng vào Bộ luật nồi hơi và bình áp lực ASME, Phần IX, trong ấn bản năm 2004, cung cấp các quy tắc cụ thể để đủ điều kiện và thực hiện phương pháp hàn này (ASME Phần IX, QW-290)123.
Theo ASME Phần IX – QG-109, hàn hạt nhiệt độ được định nghĩa là:
“Một hạt hàn được đặt tại một vị trí cụ thể trong hoặc trên bề mặt của mối hàn với mục đích ảnh hưởng đến các đặc tính luyện kim của vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) hoặc kim loại hàn đã lắng đọng trước đó.”
Hạt có thể được đặt phía trên, bằng phẳng với hoặc bên dưới bề mặt kim loại cơ bản và có thể hoặc không được tháo ra sau khi hàn1.
Mục đích chính của TBW là làm tôi vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) của mối hàn mà không yêu cầu PWHT. Điều này đạt được bằng cách lắng đọng các hạt hàn tiếp theo với kích thước và vị trí được kiểm soát, làm nóng lại và làm tôi kim loại hàn và HAZ đã lắng đọng trước đó, dẫn đến cấu trúc vi mô tinh tế với độ cứng thấp hơn và độ dẻo dai được cải thiện. Quá trình ủ cục bộ này làm giảm ứng suất dư, tinh chế các hạt thô và cải thiện các tính chất cơ học như độ bền và khả năng chống va đập ở nhiệt độ thấp1256.
Nguyên lý luyện kim đằng sau TBW là ủ các pha martensitic hoặc cứng được hình thành trong HAZ trong quá trình hàn. Tốc độ làm mát cao trong hàn thường tạo ra martensit cứng và giòn trong thép cacbon và hợp kim thấp. Nhiệt đầu vào từ các hạt ủ tiếp theo làm nóng lại các vùng này đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ biến đổi (AC1), cho phép martensit biến đổi thành martensit tôi luyện, có độ cứng thấp hơn và độ dẻo cao hơn6.
-
TBW đặc biệt hữu ích trong các tình huống PWHT không thực tế do lý do kỹ thuật hoặc kinh tế, chẳng hạn như sửa chữa tại chỗ các bình chịu áp lực, đường ống, máy bơm, van và đường ống trong các nhà máy phát điện156.
-
Nó được áp dụng rộng rãi trong các phần dày, nơi PWHT khó khăn.
-
TBW giúp tránh nứt nguội bằng cách giảm độ cứng HAZ và ứng suất dư.
-
Nó cải thiện khả năng hàn và tính chất cơ học mà không cần các quy trình xử lý nhiệt đắt tiền.
-
Kỹ thuật này cũng có lợi trong điều kiện hàn ướt dưới nước đối với thép cường độ cao, nơi nó làm giảm độ cứng và tính nhạy cảm với vết nứt47.
TBW là một phương pháp hàn nhiều lần trong đó các hạt hàn được lắng đọng theo trình tự và kích thước được kiểm soát. Mã ASME Phần IX quy định rằng độ chồng chéo giữa các hạt phải từ 25% đến 75% để đảm bảo ủ hiệu quả1. Thợ hàn phải kiểm soát cẩn thận kích thước hạt, vị trí, nhiệt đầu vào, thông số hàn và góc điện cực để đạt được hiệu quả luyện kim và tính chất cơ học mong muốn145.
Một số kỹ thuật temper bead tồn tại, bao gồm:
-
Kỹ thuật Half Bead
-
Kỹ thuật lớp nhất quán
-
Kỹ thuật Temper Bead thay thế
-
Kỹ thuật lắng đọng có kiểm soát
-
Kỹ thuật Weld Toe Temper
Mỗi kỹ thuật được lựa chọn dựa trên các yêu cầu sửa chữa hoặc chế tạo và kết quả luyện kim mong muốn5.
Hàn temper bead (TBW) là một kỹ thuật hàn nhiều lần có kiểm soát được thiết kế để cải thiện tính chất luyện kim và cơ học của mối hàn, đặc biệt là trong thép cacbon và hợp kim thấp, bằng cách ủ vùng ảnh hưởng nhiệt thông qua đầu vào nhiệt của hạt hàn tiếp theo. Nó được hệ thống hóa trong ASME Phần IX và được sử dụng rộng rãi khi xử lý nhiệt sau mối hàn là không thực tế, cung cấp một giải pháp thay thế đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí cho PWHT với những lợi ích bao gồm giảm độ cứng, cấu trúc hạt tinh chế, cải thiện độ dẻo dai và độ bền12356.
Giải thích này dựa trên các nguồn kỹ thuật chi tiết bao gồm giải thích mã ASME, nghiên cứu luyện kim và các ứng dụng thực tế của TBW trong các môi trường khác nhau1234567.
Chia sẻ
🔥 Làm chủ hàn temper bead: Một kỹ thuật kỳ diệu trong sửa chữa thiết bị quan trọng🔥
Trong môi trường áp suất cao, nhiệt độ cao — như nhà máy điện, nhà máy lọc dầu và cơ sở hóa dầu — tính toàn vẹn của mối hàn là tất cả. Đó là lúc hàn temper (TBW) xuất hiện như một giải pháp thay thế thông minh, đáng tin cậy cho Xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) khi không khả thi hoặc có thể làm giảm các đặc tính của vật liệu.
📌 Hàn temper bead là gì?
Một kỹ thuật hàn được kiểm soát trong đó chu kỳ nhiệt của từng hạt cố ý làm tôi mối hàn đã lắng đọng trước đó hoặc Vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ), cải thiện độ dẻo dai, giảm độ cứng và giảm ứng suất dư — tất cả đều không cần gia nhiệt bên ngoài.
📊 Tại sao nó quan trọng:
• PWHT không phải lúc nào cũng là một lựa chọn (đặc biệt là đối với thép hợp kim siêu nhỏ hiện đại).
• TBW rất cần thiết cho việc sửa chữa tại chỗ, phục hồi bình chịu áp suất và hệ thống đường ống quan trọng.
• Được ASME Mục IX công nhận và đủ điều kiện.
🧪 Lợi ích về luyện kim:
• Tinh chỉnh cấu trúc hạt trong HAZ.
• Giảm nguy cơ nứt nguội bằng cách tôi luyện các cấu trúc martensitic.
• Tăng cường độ bền va đập ở các khu vực hàn.
🔍 Các yếu tố thành công chính:
• Kiểm soát đầu vào nhiệt (thông qua ampe, vôn, tốc độ di chuyển hoặc chiều dài lớp phủ).
• Chồng chéo chiến lược các hạt liên tiếp (thường là 30–70%).
• Vị trí chính xác của “hạt tôi luyện bề mặt” để xử lý các vùng chưa tôi luyện.
💡 Dùng cho:
• Hợp kim Cr cao (P91, P22)
• Sửa chữa mối hàn thép có thể tôi
• Các mối nối quan trọng trong nồi hơi, lò phản ứng, đường ống
📘 Rất khuyến khích đọc:
👉 “Exploring Temper Bead Welding” của Walter J. Sperko, P.E. — một ấn phẩm phải đọc giúp đơn giản hóa sự phức tạp của TBW thành những hiểu biết có thể hành động được cho các kỹ sư hiện trường và chuyên gia kiểm tra.
www.sperkoengineering.com
⸻
🔁 Have you implemented TBW in your plant or project? What challenges or successes have you encountered?
#TemperBeadWelding #WeldingEngineering #ASME #WeldIntegrity #PWHTAlternative #PressureVessels #CorrosionPrevention #MetallurgyMatters #QAQC #WeldingRepair #WeldingInnovation #WeldingTechnology #SperkoEngineering #InspectionExcellence