Các yêu cầu về xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) chủ yếu được điều chỉnh bởi các quy tắc như ASME Phần VIII Phân khu 1 và ASME B31.3, quy định khi nào PWHT là bắt buộc và cách thực hiện đối với vật liệu hàn, đặc biệt là thép cacbon và hợp kim thấp.

Khi nào cần PWHT?

Theo ASME Phần VIII Phân khu 1, PWHT là bắt buộc trong một số điều kiện, đặc biệt là đối với thép cacbon và thép hợp kim thấp (P số 1, Gr. 1,2,3,4):

• Đối với mối hàn rãnh hoặc mối hàn phi lê không quá 1/2 inch (13 mm), gắn các kết nối vòi phun có đường kính trong không lớn hơn 2 inch (50 mm), với điều kiện áp dụng nhiệt độ sơ bộ ít nhất 200 ° F (95 ° C).

• Đối với mối hàn rãnh hoặc phi lê gắn ống vào tấm ống khi đường kính ống không vượt quá 2 inch (50 mm), làm nóng trước nếu hàm lượng carbon vượt quá 0.22%.

• Đối với mối hàn gắn các bộ phận không áp lực vào các bộ phận áp suất dày hơn 1 1/4 inch (32 mm), có tính năng làm nóng trước.

• Đối với đinh tán được hàn vào các bộ phận áp suất dày hơn 1 1/4 inch (32 mm), có làm nóng trước.

• Đối với lớp phủ kim loại hàn chống ăn mòn hoặc mối hàn gắn lớp lót chống ăn mòn trên các bộ phận áp suất dày hơn 1 1/4 inch (32 mm), với tính năng làm nóng trước trong lớp đầu tiên1.

Các điều kiện khác bao gồm:

• Khi độ dày danh nghĩa của vật liệu vượt quá các giá trị quy định (ví dụ: 38 mm đối với vật liệu P số 1).

• Khi các điều kiện dịch vụ liên quan đến dịch vụ gây chết người, đốt trực tiếp hoặc nồi hơi không nung.

• Khi nhiệt độ kim loại thiết kế tối thiểu (MDMT) dưới -55 ° F, PWHT có thể được yêu cầu5.

PWHT nên được thực hiện như thế nào?

Các yêu cầu chính để thực hiện PWHT bao gồm:

• Làm nóng vật liệu hàn đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ biến đổi tới hạn thấp hơn và giữ nó trong một thời gian xác định dựa trên loại vật liệu và độ dày.

• Tốc độ gia nhiệt không được vượt quá 400 ° F / giờ trên mỗi inch độ dày và tốc độ làm mát không được vượt quá 500 ° F / giờ trên mỗi inch độ dày.

• Nhiệt độ tải tối đa cho lò PWHT không được vượt quá 800 ° F.

• Độ đồng đều nhiệt độ trong quá trình ngâm phải được duy trì với chênh lệch tối đa là 150 ° F giữa các phần nóng nhất và lạnh nhất.

• Dải được làm nóng phải kéo dài ít nhất bốn lần độ dày của ống hoặc 2 inch ở hai bên của mối hàn.

• Phần bên ngoài dải được nung nóng nên được cách nhiệt để tránh độ dốc nhiệt độ có hại, với nhiệt độ bề mặt không vượt quá 400 ° C.

• Không nên hàn sau PWHT.

• Cần sử dụng máy ghi nhiệt độ tự động đã hiệu chuẩn để theo dõi chu trình xử lý nhiệt56.

Thời gian và nhiệt độ giữ

ASME B31.3 cung cấp bảng thời gian giữ tối thiểu ở nhiệt độ cho PWHT dựa trên P-No. và độ dày vật liệu. Ví dụ, đối với P-No. 1 vật liệu, phạm vi nhiệt độ giữ thường là 595 đến 650 ° C (1100 đến 1200 ° F), với thời gian giữ là 1 giờ trên 25 mm (1 giờ trên inch) độ dày đối với vật liệu dày đến 50 mm và thời gian dài hơn đối với vật liệu dày hơn7.

Tóm tắt

• PWHT được yêu cầu chủ yếu đối với thép cacbon và hợp kim thấp khi độ dày mối hàn, điều kiện sử dụng hoặc thành phần vật liệu vượt quá giới hạn nhất định.

• Làm nóng sơ bộ trước khi hàn và sưởi ấm / làm mát có kiểm soát trong PWHT là rất quan trọng.

• Nhiệt độ và chu kỳ thời gian cụ thể được quy định bởi các mã như ASME Phần VIII Div. 1 và B31.3.

• Thiết bị đo đạc và cách nhiệt thích hợp là cần thiết để đảm bảo xử lý đồng đều và ngăn ngừa hư hỏng.

Những yêu cầu này đảm bảo giảm ứng suất dư, ngăn ngừa các cấu trúc vi mô giòn và tính toàn vẹn tổng thể của thiết bị áp lực hàn1567.