Skip to main content
Блог·5 мин чтения·

Документация по термообработке после сварки начинается не после сварки. Она начинается с паспорта испытаний завода.

Отраслевой обзор

Уполномоченный инспектор ASME входит на финальную проверку с контрольным списком. На этом списке находится пакет документации по термообработке после сварки: паспорта основного материала, WPS, диаграмма термообработки со временем выдержки при температуре и данными скорости охлаждения, путевой лист, показывающий фактическую термообработку после сварки, применяемую к каждому сварному шву. Инспектор начинает с паспорта испытаний завода.

Не с диаграммы PWHT. Не с WPS. С паспорта испытаний завода основного материала.

Это удивляет производителей, которые считают документацию по термообработке после сварки чем-то, что происходит после сварки — диаграммы печи, записи термопар, подписи на путевом листе. Эти документы необходимы, но они конец цепи. Начало цепи — химический состав и присвоение номера P в паспорте испытаний завода, и если эта база неполна, проверка инспектора останавливается перед открытием диаграмм печи.

Почему паспорт испытаний завода — основание пакета PWHT

Требования к PWHT в ASME Section VIII Div. 1 определяются тремя факторами: номер P основного материала, толщина и требует ли конструкция или процедура сварки PWHT по причинам, выходящим за пределы минимума кода. Все три берут начало или проверяются в паспорте испытаний завода.

Присвоение номера P. ASME Section IX организует основные материалы в номера P на основе состава и свойств. SA-516-70 — это P-1. Пластина 2-1/4 Cr-1 Mo (SA-387 Gr 22) — это P-5A. Номер P определяет, какие квалификации процедуры сварки применяются и является ли PWHT обязательным по коду. Номер P берется из материальной спецификации и класса в паспорте испытаний завода — инспектор должен подтвердить, что паспорт показывает материал, назначенный для конструкции, а не другой материал с похожими механическими свойствами.

Углеродный эквивалент для выбора температуры предварительного нагрева и PWHT. ASME и AWS D1.1 ссылаются на формулы углеродного эквивалента для установления минимальных требований к предварительному нагреву и выбора температуры PWHT для конкретных применений. Формула углеродного эквивалента IIW:

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

Все значения поступают из теплохимического анализа в паспорте испытаний завода. Если паспорт испытаний завода не указывает все необходимые элементы, углеродный эквивалент невозможно рассчитать. Для материала P-1 (углеродистая сталь) многие цехи рассчитывают CE как часть входящей проверки и документируют это в журнале работ. Для легированных материалов (группы P-4, P-5, P-9) расчет CE более критичен и обычно включается в WPS или путевой лист сварки.

Состояние термообработки при поставке. Паспорт испытаний завода должен документировать состояние поставки материала: в таком виде, как поставлено, нормализованное, нормализованное и отпущенное, или закаленное и отпущенное. Для SA-516-70, заказанного в нормализованном состоянии (требуется многими спецификациями ASME выше определенной толщины), паспорт должен показывать, что нормализация была выполнена. Это важно для PWHT, поскольку механические свойства материала и микроструктура были установлены термообработкой завода. Производственный PWHT должен вернуть материал в приемлемое микроструктурное состояние после сварки — и начальное состояние важно для установки параметров PWHT. Тест смоделированного образца PWHT (ASTM A20 S9 или дополнительное требование 9) иногда требуется для демонстрации того, что PWHT не снизит свойства ниже минимума кода.

Цепь трех документов PWHT

Инспектор ASME читает пакет PWHT как цепь трех документов:

Документ 1: Паспорт испытаний завода (основной материал). Подтверждает спецификацию и класс материала, присвоение номера P, теплохимический анализ (для расчета углеродного эквивалента), состояние при поставке. Если инспектор обнаружит, что паспорт испытаний неполный или несовместимый с конструктивным документом, проверка останавливается здесь.

Документ 2: WPS (Спецификация процедуры сварки). Указывает спецификацию и класс основного материала, для которого процедура квалифицирована, группу номера P, требования температуры предварительного нагрева и припуска, требования PWHT (диапазон температуры, время выдержки, ограничения скорости нагрева и охлаждения). Требования PWHT WPS должны соответствовать ASME Section VIII UCS-56 или UHA-32 (как применимо) для номера P основного материала и толщины. Инспектор проверяет, что параметры PWHT WPS находятся в требуемых пределах кода.

Документ 3: Запись PWHT (путевой лист и диаграмма). Документирует фактически применяемый PWHT: идентификация печи, расположение термопар, диаграмма, показывающая температуру в зависимости от времени, фактическая температура выдержки, фактическое время выдержки, фактическая скорость нагрева и скорость охлаждения до температуры, при которой сосуд был извлечен из печи (или ему позволили охлаждаться на воздухе). Фактические параметры должны находиться в пределах требований WPS, которые должны находиться в пределах требований кода. Каждый этап цепи должен быть отслеживаем.

Если паспорт испытаний не поддерживает присвоение номера P в WPS, цепь разрывается. Если параметры PWHT WPS не соответствуют требованиям кода для номера P и толщины, цепь разрывается. Если диаграмма печи показывает, что фактическая температура не достигла минимума WPS, цепь разрывается.

Что происходит, когда паспорт испытаний неполный

Два общих пробела в паспорте испытаний, которые разрывают цепь PWHT в документе один:

Отсутствующие элементы химии для расчета углеродного эквивалента. Паспорт, который не указывает хром, молибден и ванадий для пластины SA-387 Gr 22 (2-1/4 Cr-1 Mo), делает расчет углеродного эквивалента невозможным. Инспектор потребует дополнительный паспорт от завода с полным анализом перед тем, как документация PWHT будет считаться полной.

Состояние поставки не указано. Паспорт SA-516-70, который не указывает состояние поставки (в таком виде, как поставлено, нормализованное), не может подтвердить выполнение требования нормализации. Для применений толстого листа, где требуется нормализация, не документированное состояние поставки означает, что пакет PWHT не может продемонстрировать, что начальная микроструктура материала была правильной.

Оба пробела устранимы — завод может выпустить дополнительный паспорт. Стоимость времени измеряется в днях или неделях в зависимости от того, насколько далеко уходит отслеживаемость тепла. Чем раньше это обнаружится (при получении, а не при финальной проверке), тем меньше влияние на график.

Что читать дальше