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La Documentazione del Trattamento Termico Post-Saldatura Non Inizia Dopo la Saldatura. Inizia dal Certificato di Prova del Mulino.

Approfondimento settore

L'ispettore autorizzato ASME entra nell'ispezione finale con una lista di controllo. Su quella lista c'è il pacchetto di documentazione del trattamento termico post-saldatura: i certificati dei materiali base, la WPS, il diagramma del trattamento termico con il tempo a temperatura e i dati della velocità di raffreddamento, il rapporto di viaggio che mostra il trattamento termico post-saldatura effettivamente applicato a ogni cordone di saldatura. L'ispettore inizia dal certificato di prova del mulino.

Non dal diagramma del trattamento termico post-saldatura. Non dalla WPS. Dal certificato di prova del mulino per il materiale base.

Questo sorprende i fabbricanti che pensano alla documentazione del trattamento termico post-saldatura come a qualcosa che accade dopo la saldatura — i grafici del forno, i registri dei termocoppie, la firma sul rapporto di viaggio. Questi documenti sono necessari ma rappresentano la fine della catena. L'inizio della catena è la chimica e l'assegnazione del numero P sul certificato di prova del mulino, e se questa base è incompleta, la revisione dell'ispettore si ferma prima che i grafici del forno vengano aperti.

Perché il Certificato di Prova del Mulino è la Base del Pacchetto PWHT

I requisiti del trattamento termico post-saldatura nella Sezione VIII Div. 1 di ASME sono guidati da tre cose: numero P del materiale base, spessore e se il progetto o la procedura di saldatura richiedono il trattamento termico post-saldatura per motivi al di là del minimo richiesto dal codice. Tutti e tre provengono da o vengono verificati rispetto al certificato di prova del mulino.

Assegnazione del numero P. ASME Sezione IX organizza i materiali base in numeri P in base alla composizione e alle proprietà. SA-516-70 è P-1. La lamiera 2-1/4 Cr-1 Mo (SA-387 Gr 22) è P-5A. Il numero P determina quali qualifiche di procedura di saldatura si applicano e se il trattamento termico post-saldatura è obbligatorio secondo il codice. Il numero P proviene dalla specifica del materiale e dal grado sul certificato di prova del mulino — l'ispettore deve confermare che il certificato mostra il materiale assegnato al progetto, non un materiale diverso che ha proprietà meccaniche simili.

Equivalente di carbonio per la selezione del preriscaldamento e della temperatura del trattamento termico post-saldatura. ASME e AWS D1.1 fanno riferimento alle formule dell'equivalente di carbonio per stabilire i requisiti di preriscaldamento minimo e per informare la selezione della temperatura del trattamento termico post-saldatura per applicazioni specifiche. La formula dell'equivalente di carbonio IIW è:

CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15

Tutti i valori provengono dall'analisi termica della chimica sul certificato di prova del mulino. Se il certificato di prova del mulino non riporta tutti gli elementi richiesti, l'equivalente di carbonio non può essere calcolato. Per il materiale P-1 (acciaio al carbonio), molti officina calcolano il CE come parte della revisione in entrata e lo documentano nel file del lavoro. Per i materiali legati (gruppi P-4, P-5, P-9), il calcolo del CE è più critico e viene tipicamente incluso nella WPS o nel rapporto di viaggio della saldatura.

Condizione del trattamento termico alla consegna. Il certificato di prova del mulino deve documentare la condizione di consegna del materiale: come laminato, normalizzato, normalizzato e rinvenuto, o temprato e rinvenuto. Per SA-516-70 ordinato in condizione normalizzata (richiesto da molte specifiche ASME al di sopra di un certo spessore), il certificato deve mostrare che la normalizzazione è stata eseguita. Questo è importante per il trattamento termico post-saldatura perché le proprietà meccaniche e la microstruttura del materiale sono state stabilite dal trattamento termico del mulino. Il trattamento termico post-saldatura della fabbricazione deve riportare il materiale a una condizione microstrutturale accettabile dopo la saldatura — e la condizione iniziale è importante per impostare i parametri del trattamento termico post-saldatura. Un test di provino simulato del trattamento termico post-saldatura (ASTM A20 S9 o requisito supplementare 9) è a volte richiesto per dimostrare che il trattamento termico post-saldatura non degraderà le proprietà al di sotto dei minimi richiesti dal codice.

La Catena di Tre Documenti del Trattamento Termico Post-Saldatura

L'ispettore ASME legge il pacchetto del trattamento termico post-saldatura come una catena di tre documenti:

Documento 1: Certificato di Prova del Mulino (materiale base). Conferma la specifica e il grado del materiale, l'assegnazione del numero P, l'analisi termica della chimica (per il calcolo dell'equivalente di carbonio), la condizione di consegna. Se l'ispettore trova il certificato di prova del mulino incompleto o incoerente con il documento di progettazione, la revisione si ferma qui.

Documento 2: WPS (Specifica della Procedura di Saldatura). Elenca la specifica e il grado del materiale base per il quale la procedura si qualifica, il gruppo numero P, i requisiti di temperatura di preriscaldamento e interpasso, e i requisiti del trattamento termico post-saldatura (intervallo di temperatura, tempo di mantenimento, limiti della velocità di riscaldamento e raffreddamento). I requisiti del trattamento termico post-saldatura della WPS devono essere conformi a ASME Sezione VIII UCS-56 o UHA-32 (come applicabile) per il numero P del materiale base e lo spessore. L'ispettore verifica che i parametri del trattamento termico post-saldatura della WPS siano entro i limiti richiesti dal codice.

Documento 3: Registrazione del Trattamento Termico Post-Saldatura (rapporto di viaggio e grafico). Documenta il trattamento termico post-saldatura effettivamente applicato: identificazione del forno, posizioni dei termocoppie, grafico che mostra la temperatura rispetto al tempo, temperatura di mantenimento effettiva, tempo di mantenimento effettivo, velocità di riscaldamento effettiva e velocità di raffreddamento fino alla temperatura alla quale il recipiente è stato rimosso dal forno (o gli è stato permesso di raffreddare all'aria). I parametri effettivi devono rientrare nei requisiti della WPS, che devono rientrare nei requisiti del codice. Ogni fase della catena deve essere tracciabile.

Se il certificato di prova del mulino non supporta l'assegnazione del numero P nella WPS, la catena si interrompe. Se i parametri del trattamento termico post-saldatura della WPS non corrispondono ai requisiti del codice per il numero P e lo spessore, la catena si interrompe. Se il grafico del forno mostra che la temperatura effettiva non ha raggiunto il minimo della WPS, la catena si interrompe.

Cosa Accade Quando il Certificato di Prova del Mulino è Incompleto

Due lacune comuni nel certificato di prova del mulino che interrompono la catena del trattamento termico post-saldatura nel documento uno:

Elementi di chimica mancanti per il calcolo dell'equivalente di carbonio. Un certificato che non riporta cromo, molibdeno e vanadio per la lamiera SA-387 Gr 22 (2-1/4 Cr-1 Mo) rende impossibile il calcolo dell'equivalente di carbonio. L'ispettore richiederà un certificato supplementare dal mulino con l'analisi completa prima che la documentazione del trattamento termico post-saldatura possa essere considerata completa.

Condizione di consegna non dichiarata. Un certificato per SA-516-70 che non indica la condizione di consegna (come laminato, normalizzato) non può confermare che il requisito di normalizzazione sia stato soddisfatto. Per applicazioni di lamiera spessa dove la normalizzazione è richiesta, una condizione di consegna non documentata significa che il pacchetto del trattamento termico post-saldatura non può dimostrare che la microstruttura iniziale del materiale era corretta.

Entrambe le lacune sono correggibili — il mulino può emettere un certificato supplementare. Il costo del tempo è misurato in giorni o settimane a seconda di quanto indietro la tracciabilità del calore risale. Più presto questo viene rilevato (alla ricezione piuttosto che all'ispezione finale), minore è l'impatto sulla pianificazione.

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