شهادة معالجة الحرارة بعد اللحام (PWHT) هي السجل الموثق الذي يثبت أن التجمع الملحوم تم معالجته بالحرارة عند درجة الحرارة المطلوبة للمدة المطلوبة، وفقاً للمعيار والإجراء المعمول بهما. وهي وثيقة جودة إلزامية لمعظم معدات الضغط المصنوعة من الفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك فوق حدود السمك المحددة.
الإجابة السريعة
Quick Answer
تتضمن شهادة PWHT مخطط درجة الحرارة والوقت المسجل بواسطة أجهزة قياس درجة الحرارة المعايرة أثناء دورة معالجة الحرارة، والإجراء المرجعي، وتحديد العناصر المعالجة، وبيان يؤكد امتثال المعالجة لمتطلبات المعيار. يحدد ASME VIII-1 و EN 13445 درجات حرارة التشبع والأوقات الدنيا المطلوبة حسب رقم P والسمك.
لماذا يكون PWHT مطلوباً
يقدم اللحام ثلاثة أنواع من التأثيرات المتبقية الإشكالية التي يعالجها PWHT:
- الإجهادات المتبقية — يخلق تقلص اللحام والتدرجات الحرارية أثناء التبريد إجهادات شد متبقية يمكن أن تعزز تشقق التآكل الإجهادي ونمو تشقق التعب
- البنى الدقيقة الصلبة — يؤدي التبريد السريع من درجات حرارة اللحام إلى خلق مراحل صلبة وهشة (الماتينسيت والبينيت) في منطقة التأثر الحراري (HAZ) من الفولاذ الكربوني والفولاذ المسبوك
- احتجاز الهيدروجين — يمكن للهيدروجين الذائب من عملية اللحام أن يسبب تشققاً متأخراً بمساعدة الهيدروجين إذا لم يتم انتشاره
يسخن PWHT (الذي يُسمى أيضاً معالجة تخفيف الإجهاد بالحرارة) المكون إلى درجة حرارة دون حرجة — أقل من درجة حرارة التحول الأقل (Ac₁) — ويحتفظ بها هناك لفترة طويلة كافية لتجانس درجة الحرارة وتخفيف الإجهادات، ثم يبردها ببطء كافٍ لتجنب إعادة إدخال الإجهادات الحرارية.
عندما يكون PWHT إلزامياً
ASME BPVC القسم الثامن القسم الأول (UCS-56 للفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك)
يكون PWHT إلزامياً عندما يتجاوز السمك الاسمي للحام:
| رقم P | سمك PWHT الإلزامي |
|---|---|
| P-1 (فولاذ كربوني، مثل SA-516) | > 38 ملم (1.5 بوصة) اسمي |
| P-1 بمحتوى Cr-Mo محدد | > 19 ملم (0.75 بوصة) |
| P-4 (1Cr-½Mo، مثل SA-387 Gr. 11) | جميع السمك |
| P-5A (2¼Cr-1Mo، مثل SA-387 Gr. 22) | جميع السمك |
| P-15E (9Cr-1Mo-V، الدرجة 91) | جميع السمك |
تنطبق متطلبات إضافية على الخدمة القاتلة، والخدمة منخفضة درجة الحرارة، وعندما يكون اختبار التأثير مطلوباً.
ASME B31.3 خطوط أنابيب العملية (331.1)
متطلبات مماثلة لرقم P والسمك، مع مواصفات صريحة لدرجة حرارة التشبع ومعدل التبريد.
EN 13445-4 (أوعية الضغط غير المألوفة)
المتطلبات بناءً على مجموعة المادة (CR ISO 15608) والسمك ودرجة حرارة التسخين المسبق المستخدمة أثناء اللحام.
معاملات PWHT
نطاق درجة حرارة التشبع
| المادة (رقم ASME P) | نطاق درجة حرارة التشبع |
|---|---|
| P-1 (فولاذ كربوني) | 595–650°C (1100–1200°F) |
| P-4 (1.25Cr-0.5Mo) | 620–650°C (1150–1200°F) |
| P-5A (2.25Cr-1Mo) | 675–705°C (1250–1300°F) |
| P-15E (9Cr-1Mo-V، Gr.91) | 730–775°C (1350–1430°F) |
| P-8 (فولاذ مقاوم للصدأ أوستينيتي — تلدين الحل) | 1040–1120°C (1900–2050°F) |
الحد الأدنى لوقت الانتظار (UCS-56)
ساعة واحدة على الأقل لكل 25 ملم (1 بوصة) من السمك، بحد أدنى ساعة واحدة لجميع السمك. تُطلب أوقات انتظار أطول لمواد P-5 و P-15E.
معدلات التسخين والتبريد
تمنع معدلات التسخين والتبريد المضبوطة إعادة إدخال التدرجات الحرارية:
- معدل التسخين فوق 315°C (600°F): ≤ 220°C/ساعة لكل 25 ملم سمك (الحد الأقصى 330°C/ساعة)
- معدل التبريد إلى 315°C (600°F): ≤ 275°C/ساعة لكل 25 ملم سمك
متطلبات أجهزة قياس درجة الحرارة
تُرفق أجهزة قياس درجة الحرارة مباشرة بالمكون لتسجيل درجة الحرارة الفعلية أثناء PWHT، وليس درجة حرارة هواء الفرن. المتطلبات:
- العدد والموضع: جهاز قياس درجة حرارة واحد على الأقل لكل 5 أمتار من طول المكون في الفرن؛ أجهزة قياس درجة حرارة إضافية في مواقع الكتلة الحرارية العالية (أعناق الفوهات، الأقسام السميكة، وصلات الرأس والقشرة)
- المعايرة: يجب معايرة أجهزة قياس درجة الحرارة والمعدات المسجلة وفقاً لـ ISA 70.01 أو ما يعادله؛ يجب أن تكون شهادة المعايرة حالية
- طريقة الربط: ملحومة أو مرفقة بمشابك أو إسمنت موصل للحرارة — وليس سلك مكشوف موضوع على السطح
- التسجيل: سجل درجة حرارة وقت مستمر على مسجل الرسوم البيانية أو مسجل البيانات؛ السجلات الرقمية مقبولة إذا كانت مقاومة للتلاعب
الحقول المطلوبة في شهادة PWHT
- تحديد العنصر — رقم الوعاء أو البكرة، مرجع الرسم، أرقام مفاصل اللحام المدرجة
- أرقام P للمادة — من المعادن الأساسية في التجمع
- المعيار المعمول به والفقرة — على سبيل المثال، "ASME VIII-1 UCS-56"
- مرجع الإجراء — رقم إجراء PWHT والمراجعة
- تحديد الفرن أو معدات التسخين — معرف الفرن، مرجع المعايرة، نوع الوقود (غاز، كهربائي، مقاومة، استقراء)
- تحديد جهاز قياس درجة الحرارة — أرقام TC، النوع (النوع K، النوع N)، مرجع شهادة المعايرة
- مواقع ربط جهاز قياس درجة الحرارة — رسم يوضح موضع TC على المكون
- درجة حرارة التشبع المسجلة — درجة الحرارة الدنيا والعليا الفعلية المسجلة أثناء الانتظار
- وقت التشبع — وقت الانتظار الفعلي عند درجة حرارة التشبع
- معدل التسخين والتبريد — أقصى معدلات تحققت
- مخطط درجة الحرارة والوقت — مرفق بالشهادة كسجل الأدلة الأساسي
- النتيجة — مقبول / غير متوافق
- توقيع معالج الحرارة المصرح والمصنع توقيع QC
التحقق من الصلادة بعد PWHT
بعد PWHT، غالباً ما يكون اختبار الصلادة مطلوباً لتأكيد فعالية المعالجة في تليين منطقة التأثر الحراري. يتطلب ASME VIII-1 UHA-51 اختبار الصلادة لمواد P-4 و P-5. يتم الإبلاغ عن النتائج في شهادة اختبار صلادة منفصلة، مع المرجع المتقاطع لشهادة PWHT بواسطة معرّف العنصر.
انظر الدليل التفصيلي: شهادة اختبار الصلادة
ماذا يحدث إذا انخفضت درجة حرارة PWHT تحت درجة حرارة التشبع الدنيا أثناء الانتظار؟
إذا انخفضت درجة الحرارة تحت درجة حرارة التشبع الدنيا المحددة أثناء فترة الانتظار، يجب إعادة تشغيل الساعة من عند عودة درجة الحرارة إلى النطاق المقبول. إذا كان تجاوز درجة الحرارة كبيراً أو طويل الأمد، يلزم مراجعة هندسية لتحديد ما إذا كان وقت الانتظار الإضافي تعويضاً، أو إذا كان إعادة PWHT مطلوبة. يجب أن يسجل مخطط درجة الحرارة والوقت التجاوز الفعلي، ويجب توثيق عدم الامتثال.
هل يمكن استخدام PWHT محلي بدلاً من PWHT بالفرن؟
نعم. يسمح ASME VIII-1 UW-40 و ASME B31.3 331.1 باستخدام PWHT محلي باستخدام التسخين بالمقاومة أو التسخين بالاستقراء في ظروف معينة — عادة للحامات الميدانية التي لا يمكن تسليمها إلى الفرن. يتطلب PWHT المحلي إجراء أكثر تفصيلاً يحدد عرض النطاق المُسخن (الحد الأدنى 75 ملم من خط وسط اللحام في كل اتجاه)، وأجهزة قياس درجة حرارة إضافية، ومتطلبات العزل. يجب أن توثق الشهادة جميع هذه المعاملات.
هل يكون PWHT مطلوباً لفولاذ مقاوم للصدأ أوستينيتي؟
ليس لتخفيف الإجهاد بنفس المعنى كما في الفولاذ الكربوني. لا تتصلب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينيتي بواسطة PWHT في النطاق دون الحرج. ومع ذلك، قد يكون تلدين الحل (التسخين إلى 1040–1120°C والتبريد السريع) مطلوباً بعد لحام درجات معينة لإذابة الحساسية (ترسيب كربيدات الكروم). هذه معالجة حرارية مختلفة عن PWHT وتتطلب توثيقها الخاصة مع متطلبات درجة حرارة مختلفة.
هل يعيد PWHT تعيين مؤهل اختبار التأثير؟
PWHT هو متغير ضروري إضافي تحت ASME IX QW-407.1. إذا تغيرت حالة PWHT لـ WPS التي تتطلب اختبار التأثير (على سبيل المثال، إضافة PWHT عندما يتم التأهيل بدونها، أو تغيير نطاق درجة حرارة PWHT)، يجب اختبار نموذج تأهيل جديد تحت نفس الظروف واختبار التأثير. يجب أن يعكس PQR حالة PWHT المستخدمة.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free