Základní koncept: Účel PWHT
Za prvé, je zásadní pochopit, proč se používá PWHT. Jeho primární účely jsou:
Úleva od stresu:Snížení zbytkových napětí způsobených svařováním a výrobou.
Řízení tvrdosti:Pro zmírnění tvrdé, křehké mikrostruktury v tepelně postižené zóně (HAS), což zlepšuje houževnatost.
Odstranění vodíku:Chcete-li vyhnat vodík zavedený během svařování, zabránit praskání vyvolané vodíkem (HIC).
Faktory ovlivňující potřebu PWHT v povětrnostní oceli
1. Tloušťka materiálu (primární faktor)
Toto je často nejosobnější faktor v kódech a standardech.
Tenčí měřidla (< ~3/4 in. or 19 mm):Zbytkové napětí jsou nižší a často lze prostřednictvím materiálu redistribuovat. Riziko křehké zlomeniny je také nižší.PWHT obvykle není vyžadován.
Silnější řezy (větší nebo rovny ~ 3/4 palce nebo 19 mm):Vysoká zbytková napětí jsou uzamčena a nelze je přirozeně uvolnit. Riziko praskání (zejména praskání vodíku) a křehké zlomeniny se výrazně zvyšují.PWHT je často povinnýPodle příslušných kódů (např. AWS D1.1, ASME BPVC, API Standards).
2. chemické složení a ekvivalent uhlíku (CE)
Weatheringové ocele mají specifické slitiny (Cu, P, Cr, Ni) pro odolnost proti korozi, které také ovlivňují svařování.
Ekvivalent uhlíku (CEV):Vyšší CEV naznačuje horší svařovatelnost a vyšší riziko vytvoření tvrdých mikrostruktur citlivých na trhliny v HAZ. Zatímco povětrnostní oceli mají obecně mírné CEV, musí být vypočteny. Pokud je CEV vysokýaTloušťka je významná, PWHT se stává kritičtějším.
Obsah fosforu (p):Povětvení ocelí mají vyšší hladiny P pro odolnost proti korozi. P však podporuje segregaci ve svaru a zvyšuje náchylnost k popraskání tuhnutí. PWHT to může pomoci zmírnit to zmírněním napětí, které by mohly působit na tyto malé trhliny.
3. vstup vodíku během svařování
To je hlavní příčina praskání.
Zdroje vodíku:Vlhkost v elektrodách (pokud není správně pečené), vlhké podmínky, kontaminanty na základním kovu (olej, rez).
Pokud je přítomen vodík:PWHT je vysoce účinná metoda pro rozptýlení vodíku ze svaru a zabránění zpožděného praskání vyvolaného vodíku (HIC), zejména u tlustých, omezených kloubů.
4. Společné omezení a design
Vysoké omezení:Složité klouby, výztuhy a vysoce omezené geometrie vytvářejí během svařování obrovská zbytková napětí. PWHT je často nezbytné, aby se zabránilo praskání stresu nebo selhání únavy při zatížení provozu.
Jednoduché klouby s nízkým omezením:Nemusí vyžadovat PWHT ani při větší tloušťce, v závislosti na kódu a inženýrském úsudku.
5. Zamýšlené prostředí a aplikace
Cyklické nakládání (únava):Pro mosty, jeřábové dráhy nebo struktury podléhající vibracím a únavě je PWHT vysoce prospěšné. Uvolňuje maximální zbytková napětí, která mohou výrazně snížit únavovou životnost.
Služba s nízkou teplotou:Pokud struktura bude fungovat v chladném podnebí, je houževnatost materiálu kritická. PWHT zlepšuje houževnatost HAZ a snižuje riziko křehké zlomeniny při nízkých teplotách.
Statická zatížení:U struktur primárně při statickém zatížení (např. Stavební rámy) může být potřeba PWHT snížena, pokud jsou kontrolovány jiné faktory (tloušťka, vodík).
6. Použitelné kódy a standardy
Konečné rozhodnutí je často diktováno kontrolním designem a výrobním kódem. Například:
AWS D1.1 (strukturální svařovací kód - ocel):Má specifické, podrobné tabulky a pravidla nařizující PWHT založené na tloušťce a p-číslem materiálu.
Kód kotle a tlakové nádoby ASME:Má přísné požadavky na PWHT na základě typu a tloušťky materiálu.
Kritická úvaha pro povětrnostní ocel: Patina
Jedinečným faktorem pro povětrnostní ocel je tvorba její ochranné rezavé vrstvy (patina).
Měřítko PWHT a Mill:PWHT obvykle ztmavne nebo změní počáteční měřítko mlýna a vyvíjející se patinu v vyhřívaných oblastech. To může vést k dočasnému nejednotnému vzhledu.
Dlouhodobý účinek:Toto je obvykle jen krátkodobý estetický problém. V průběhu času (1-3 roky) se patina vytvoří rovnoměrně napříč celou strukturou a barva se dokonce přirozeně počasí přirozeně počasí.
