焊后热处理 (PWHT) 证书是一份记录文件，证明焊接组件已按照适用的代码和程序以所需温度进行了所需时间的热处理。对于超过规定厚度阈值的大多数碳素钢和低合金钢压力设备，这是强制性的质量文件。
快速答案
Quick Answer
PWHT 证书包括由校准热电偶在热处理循环期间记录的时间-温度曲线、程序参考、处理物品的标识以及说明处理符合代码要求的声明。ASME VIII-1 和 EN 13445 根据材料 P-Number 和壁厚定义所需的浸出温度和保温时间。
为什么需要 PWHT
焊接引入了三种有问题的残余效应，PWHT 可以解决：
- 残余应力 — 焊接收缩和冷却过程中的热梯度会产生拉伸残余应力，可能促进应力腐蚀开裂和疲劳裂纹扩展
- 硬质微观结构 — 从焊接温度的快速冷却会在碳钢和合金钢的热影响区 (HAZ) 中产生硬脆相（马氏体、贝氏体）
- 氢陷阱 — 焊接过程中溶解的氢如果不散逸出去，可能会导致延迟的氢助长开裂
PWHT（也称为应力消除热处理）将组件加热到次临界温度 — 低于下部转变温度 (Ac₁) — 在该温度下保持足够长的时间以使温度均质化并松弛应力，然后以足够缓慢的速度冷却以避免重新引入热应力。
何时 PWHT 是强制性的
ASME BPVC 第 VIII 段第 1 部分（UCS-56 用于碳钢和低合金钢）
当名义焊接厚度超过以下值时，PWHT 是强制性的：
| P-Number | 强制 PWHT 厚度 |
|---|---|
| P-1（碳钢，例如 SA-516） | > 38 mm（1.5 英寸）名义 |
| P-1 具有特定的 Cr-Mo 含量 | > 19 mm（0.75 英寸） |
| P-4（1Cr-½Mo，例如 SA-387 Gr. 11） | 所有厚度 |
| P-5A（2¼Cr-1Mo，例如 SA-387 Gr. 22） | 所有厚度 |
| P-15E（9Cr-1Mo-V，等级 91） | 所有厚度 |
对于致命服务、低温服务以及需要冲击测试时，还有其他要求。
ASME B31.3 工艺管道 (331.1)
类似的 P-Number 和厚度要求，具有明确的浸出温度和冷却速率规范。
EN 13445-4（无火压力容器）
基于材料组（CR ISO 15608）、厚度和焊接期间使用的预热温度的要求。
PWHT 参数
浸出温度范围
| 材料 (ASME P-Number) | 浸出温度范围 |
|---|---|
| P-1（碳钢） | 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（奥氏体不锈钢 — 固溶退火） | 1040–1120°C（1900–2050°F） |
最少保温时间 (UCS-56)
每 25 mm（1 英寸）厚度至少 1 小时，所有厚度的最少 1 小时。P-5 和 P-15E 材料需要更长的保温时间。
加热和冷却速率
受控的加热和冷却速率可防止重新引入热梯度：
- 315°C（600°F）以上的加热速率：≤ 220°C/小时每 25 mm 厚度（最大 330°C/小时）
- 冷却速率至 315°C（600°F）：≤ 275°C/小时每 25 mm 厚度
热电偶要求
热电偶直接连接到组件上，以记录 PWHT 期间的实际温度，而不是炉膛空气温度。要求：
- 数量和位置： 炉内组件每 5 m 长度至少一个热电偶；在高热质量位置（喷嘴颈、厚截面、筒盖连接处）增加热电偶
- 校准： 热电偶和记录设备必须按 ISA 70.01 或等效方法进行校准；校准证书必须是最新的
- 安装方法： 焊接、用夹具固定或导热胶水固定 — 不是裸露的电线贴在表面上
- 记录： 在图表记录仪或数据记录器上的连续时间-温度记录；如果防篡改，数字记录是可接受的
PWHT 证书上的必填字段
- 物品标识 — 容器或线圈编号、图纸参考、包括的焊接接头编号
- 材料 P-Numbers — 装配中的基础金属
- 适用代码和条款 — 例如"ASME VIII-1 UCS-56"
- 程序参考 — PWHT 程序编号和修订版
- 炉或加热设备标识 — 炉 ID、校准参考、燃料类型（气体、电气、电阻、感应）
- 热电偶标识 — TC 编号、类型（K 型、N 型）、校准证书参考
- 热电偶连接位置 — 显示组件上 TC 位置的图纸
- 记录的浸出温度 — 保温期间记录的实际最小和最大温度
- 浸出时间 — 浸出温度下的实际保温时间
- 加热和冷却速率 — 达到的最大速率
- 时间-温度曲线 — 附加到证书作为主要证据记录
- 结果 — 可接受 / 不符合
- 热处理工人的授权签名和制造商质保签字
焊后热处理硬度验证
在 PWHT 后，经常需要进行硬度测试以确认处理在冶火 HAZ 方面的有效性。ASME VIII-1 UHA-51 需要对 P-4 和 P-5 材料进行硬度测试。结果报告在单独的硬度测试证书上，通过项目标识符与 PWHT 证书交叉参考。
查看详细指南：硬度测试证书
如果 PWHT 温度在保温期间低于最小浸出温度会怎样？
如果温度在保温期间降至规定的最小浸出温度以下，当温度返回到可接受范围内时，必须从该点重新开始计时。如果温度偏差很大或持续时间很长，需要进行工程审查以确定额外的保温时间是否补偿，或是否需要重新进行 PWHT。时间-温度曲线必须记录实际的温度偏差，并且必须记录不符合情况。
可以使用局部 PWHT 代替炉 PWHT 吗？
可以。ASME VIII-1 UW-40 和 ASME B31.3 331.1 允许在特定情况下使用电阻加热或感应加热进行局部 PWHT — 通常用于无法送到炉中的现场焊接。局部 PWHT 需要更详细的程序，指定加热带宽度（焊缝中线两侧各最少 75 mm）、额外的热电偶和绝缘要求。证书必须记录所有这些参数。
奥氏体不锈钢需要 PWHT 吗？
就应力消除而言，与碳钢的意义不同。奥氏体不锈钢在次临界范围内不会因 PWHT 而硬化。但是，固溶退火（加热至 1040–1120°C 并快速淬火）可能在焊接特定级别后需要以溶解敏感化（铬化物析出）。这是不同于 PWHT 的热处理，需要其自己的文件和不同的温度要求。
PWHT 会重置冲击测试资格吗？
PWHT 是 ASME IX QW-407.1 下的补充基本变量。如果需要冲击测试的 WPS 的 PWHT 条件改变（例如，当 PQR 在没有它的情况下获得资格时添加 PWHT，或改变 PWHT 温度范围），新的资格测试样本必须在相同条件下进行 PWHT 处理并进行冲击测试。PQR 必须反映使用的 PWHT 条件。
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