Certyfikat Obróbki Cieplnej Po Spawaniu (PWHT) to udokumentowany rejestr potwierdzający, że złożenie spawane zostało poddane obróbce cieplnej w wymaganej temperaturze przez wymagany czas, zgodnie z mającym zastosowanie kodeksem i procedurą. Jest to obowiązkowy dokument jakości dla większości urządzeń pod ciśnieniem ze stali węglowej i stali niskostopowej powyżej określonych progów grubości.
Szybka Odpowiedź
Quick Answer
Certyfikat PWHT zawiera wykres czas-temperatura zarejestrowany przez skalibrowane termopary podczas cyklu obróbki cieplnej, odniesienie do procedury, identyfikację przetwarzanych elementów i oświadczenie potwierdzające, że obróbka spełniła wymagania kodeksu. ASME VIII-1 i EN 13445 definiują wymagane temperatury wygrzewania i czasy przytrzymania w zależności od numeru P materiału i grubości ścianki.
Dlaczego PWHT Jest Wymagane
Spawanie wprowadza trzy rodzaje problematycznych efektów resztkowych, które PWHT rozwiązuje:
- Naprężenia resztkowe — skurcz spawu i gradienty termiczne podczas chłodzenia tworzą resztkowe naprężenia rozciągające, które mogą sprzyjać pękaniu w warunkach naprężenia korozyjnego i wzrostowi pęknięć zmęczeniowych
- Twarde mikrostruktury — szybkie chłodzenie z temperatur spawania tworzy twarde i kruche fazy (martenzyt, bainit) w strefie wpływu ciepła (HAZ) stali węglowej i stopowych
- Uwięzienie wodoru — rozpuszczony wodór z procesu spawania może spowodować opóźnione pękanie wspierane wodorem, jeśli nie będzie rozpuszczony
PWHT (zwany również obróbką cieplną do zmniejszania naprężeń) ogrzewa element do temperatury podkrytycznej — poniżej dolnej temperatury transformacji (Ac₁) — utrzymuje go tam wystarczająco długo, aby jednorodnie rozprowadzić temperaturę i zmniejszyć naprężenia, a następnie chłodzi wystarczająco powoli, aby uniknąć ponownego wprowadzenia naprężeń termicznych.
Kiedy PWHT Jest Obowiązkowe
ASME BPVC Dział VIII, Podział 1 (UCS-56 dla stali węglowej i niskostopowej)
PWHT jest obowiązkowe, gdy nominalna grubość spawu przekracza:
| Numer P | Obowiązkowa Grubość PWHT |
|---|---|
| P-1 (stal węglowa, np. SA-516) | > 38 mm (1,5 cala) nominalnie |
| P-1 o określonej zawartości Cr-Mo | > 19 mm (0,75 cala) |
| P-4 (1Cr-½Mo, np. SA-387 Gr. 11) | Wszystkie grubości |
| P-5A (2¼Cr-1Mo, np. SA-387 Gr. 22) | Wszystkie grubości |
| P-15E (9Cr-1Mo-V, Klasa 91) | Wszystkie grubości |
Dodatkowe wymagania dotyczą serwisu krytycznego, serwisu w niskiej temperaturze i gdy wymagane jest badanie udarności.
ASME B31.3 Rurociągi Procesowe (331.1)
Podobne wymagania dotyczące numeru P i grubości, z wyraźnymi specyfikacjami temperatury wygrzewania i szybkości chłodzenia.
EN 13445-4 (Zbiorniki Ciśnieniowe Nieogrzewane)
Wymagania oparte na grupie materiału (CR ISO 15608), grubości i temperaturze wstępnego podgrzania zastosowanej podczas spawania.
Parametry PWHT
Zakres Temperatury Wygrzewania
| Materiał (Numer P ASME) | Zakres Temperatury Wygrzewania |
|---|---|
| P-1 (stal węglowa) | 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 (austenita ze stali nierdzewnej — wygrzewanie w roztworze) | 1040–1120°C (1900–2050°F) |
Minimalny Czas Przytrzymania (UCS-56)
Minimum 1 godzina na 25 mm (1 cal) grubości, z minimum 1 godziny dla wszystkich grubości. Materiały P-5 i P-15E wymagają dłuższych czasów przytrzymania.
Szybkości Ogrzewania i Chłodzenia
Kontrolowane szybkości ogrzewania i chłodzenia zapobiegają ponownym wprowadzeniu gradientów termicznych:
- Szybkość ogrzewania powyżej 315°C (600°F): ≤ 220°C/godzina na 25 mm grubości (maks. 330°C/godzina)
- Szybkość chłodzenia do 315°C (600°F): ≤ 275°C/godzina na 25 mm grubości
Wymagania Termopar
Termopary są podłączane bezpośrednio do elementu, aby zarejestrować rzeczywistą temperaturę podczas PWHT, a nie temperaturę powietrza w piecu. Wymagania:
- Ilość i rozmieszczenie: Co najmniej jedna termopara na każde 5 m długości elementu w piecu; dodatkowe termopary w lokalizacjach o wysokiej masie termicznej (szyjki dyszy, grube przekroje, połączenia głowicy-powłoki)
- Kalibracja: Termopary i urządzenie rejestrujące muszą być skalibrowane zgodnie z ISA 70.01 lub równoważnym; certyfikat kalibracji musi być aktualny
- Metoda mocowania: Spawana, zamocowana zaciskami lub cementem przewodzącym termicznie — nie naga drut położony na powierzchni
- Rejestracja: Ciągła rejestracja czas-temperatura na rejestratorem wykresu lub rejestratorze danych; rejestry cyfrowe są dopuszczalne, jeśli są zabezpieczone przed manipulacją
Pola Wymagane w Certyfikacie PWHT
- Identyfikacja artykułu — numer zbiornika lub cewki, odniesienie do rysunku, numery złączy spawanych
- Numery P Materiałów — metali podstawowych w złożeniu
- Obowiązujący kodeks i artykuł — np. „ASME VIII-1 UCS-56"
- Odniesienie procedury — numer procedury PWHT i zmiana
- Identyfikacja pieca lub urządzenia grzejnego — ID pieca, odniesienie do kalibracji, rodzaj paliwa (gaz, elektryczność, rezystancja, indukcja)
- Identyfikacja termopary — numery TC, typ (Typ K, Typ N), odniesienie certyfikatu kalibracji
- Lokalizacje mocowania termopary — rysunek pokazujący umieszczenie TC na elemencie
- Zarejestrowana temperatura wygrzewania — rzeczywista temperatura minimalna i maksymalna zarejestrowana podczas przytrzymania
- Czas wygrzewania — rzeczywisty czas przytrzymania w temperaturze wygrzewania
- Szybkość ogrzewania i chłodzenia — osiągnięte szybkości maksymalne
- Wykres czas-temperatura — dołączony do certyfikatu jako główny rejestr dowodów
- Wynik — Dopuszczalny / Niezgodny
- Podpis autoryzowany specjalisty obróbki cieplnej i zatwierddzenie QC producenta
Weryfikacja Twardości Po PWHT
Po PWHT badanie twardości jest często wymagane w celu potwierdzenia, że obróbka była skuteczna w odpuszczaniu HAZ. ASME VIII-1 UHA-51 wymaga badania twardości dla materiałów P-4 i P-5. Wyniki są podawane w oddzielnym certyfikacie badania twardości, z odsyłaniem krzyżowym do certyfikatu PWHT za pomocą identyfikatora artykułu.
Zobacz przewodnik szczegółowy: Certyfikat Badania Twardości
Co się dzieje, jeśli temperatura PWHT spadnie poniżej minimalnej temperatury wygrzewania podczas przytrzymania?
Jeśli temperatura spadnie poniżej określonej minimalnej temperatury wygrzewania podczas okresu przytrzymania, zegar musi zostać ponownie uruchomiony od momentu, gdy temperatura powróci do dopuszczalnego zakresu. Jeśli odchylenie temperatury było znaczące lub przedłużone, wymagane jest przegląd inżynieryjny w celu ustalenia, czy dodatkowy czas przytrzymania kompensuje, czy wymagane jest ponowne PWHT. Wykres czas-temperatura musi rejestrować rzeczywiste odchylenie, a niezgodność musi być udokumentowana.
Czy można zastosować lokalne PWHT zamiast PWHT w piecu?
Tak. ASME VIII-1 UW-40 i ASME B31.3 331.1 pozwalają na lokalne PWHT z zastosowaniem ogrzewania rezystancyjnego lub ogrzewania indukcyjnego w określonych warunkach — zazwyczaj dla spawów polowych, które nie mogą być dostarczone do pieca. Lokalne PWHT wymaga bardziej szczegółowej procedury określającej szerokość ogrzewanego pasma (minimum 75 mm od linii środkowej spawu w każdym kierunku), dodatkowe termopary i wymagania dotyczące izolacji. Certyfikat musi dokumentować wszystkie te parametry.
Czy PWHT jest wymagane dla stali nierdzewnej austenicy?
Nie w tym samym sensie zmniejszania naprężeń co dla stali węglowej. Austenicy ze stali nierdzewnej nie ulegają hartowaniu przez PWHT w zakresie podkrytycznym. Jednak wygrzewanie w roztworze (ogrzanie do 1040–1120°C i szybkie chłodzenie) może być wymagane po spawaniu określonych stopni w celu rozpuszczenia uczulenia (osadzenie karbianu chromu). Jest to inna obróbka cieplna niż PWHT i wymaga własnej dokumentacji z innymi wymaganiami temperaturowymi.
Czy PWHT resetuje kwalifikację badania udarności?
PWHT jest dodatkową zmienną istotną zgodnie z ASME IX QW-407.1. Jeśli warunki PWHT zmienią się dla WPS, który wymaga badania udarności (np. dodanie PWHT, gdy PQR został zakwalifikowany bez niego, lub zmiana zakresu temperatury PWHT), nowy egzemplarz kwalifikacji musi być poddany PWHT na tych samych warunkach i badaniu udarności. PQR musi odzwierciedlać zastosowany warunek PWHT.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free