PWHT لصلب Cr-Mo: المعالجة الحرارية بعد اللحام لتصنيعات A387 و P91-Class

لماذا تحتاجها لحامات Cr-Mo

يترك لحام صلب الكروم-الموليبدينوم ثلاث مشاكل خلفه: منطقة متأثرة بالحرارة (HAZ) صلبة وحساسة للتشقق، وإجهادات متبقية عالية محبوسة بالدورة الحرارية للحام، و — للدرجات المقاومة للزحف — بنية مجهرية ليست بعد تلك التي يفترضها التصميم. وتعالج المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) الثلاثة كلها دفعة واحدة:

• تراجع منطقة HAZ الصلبة ومعدن اللحام، فتستعيد اللدونة والمتانة.
• تخفف الإجهاد المتبقي باسترخاء الزحف عند درجة الحرارة، فتتحسن الثبات البعدي ومقاومة تشقق التآكل بالإجهاد والإجهاد.
• في درجات الزحف تكمل بنية المارتنسيت المراجَع المقصودة.

تجعل مدونات البناء (ASME Section VIII ومدونات الأنابيب، مع قواعد المواد في Section II) PWHT إلزامية لمعظم أعمال ضغط Cr-Mo فوق عتبات سمك محددة — إنها متطلب مدونة، لا تفضيل ورشة.

نطاقات درجات الحرارة ومنطق التثبيت

PWHT معالجة دون حرجة: يجب أن تراجع درجة الحرارة وتخفف الإجهاد بفعالية بينما تبقى بأمان تحت درجة الحرارة الحرجة الدنيا (Ac1)، بحيث لا يعاد أوستنة أي شيء. والنطاقات المستخدمة على نطاق واسع هي تقريبًا:

عائلة الدرجة	منطقة PWHT النموذجية (إرشادية)
1.25Cr-0.5Mo (A387 Gr.11 class)	حوالي 620–680 °C
2.25Cr-1Mo (A387 Gr.22 class)	حوالي 680–730 °C
9Cr-1Mo-V (P91 / A387 Gr.91)	حوالي 730–770 °C، مضبوطة بإحكام

يتدرج زمن التثبيت مع السمك — تعبر جداول المدونات عنه كزمن أدنى لكل وحدة سمك، مع حدود دنيا مطلقة للمادة الرقيقة. والمنطق هو المساواة زائد الاسترخاء: يجب أن يصل المقطع الأسمك إلى درجة الحرارة عبره ويبقى طويلاً بما يكفي لزحف الإجهادات بعيدًا. كما تحد المدونات من معدلات التسخين والتبريد فوق درجات حرارة معينة لضبط التدرجات الحرارية في الأوعية الثقيلة، والمزدوجات الحرارية على الجزء — لا قرص الفرن — هي السجل الذي يهم.

الدرجة 91: الحالة الصارمة

تأتي قوة زحف P91 من مارتنسيت مراجَع بعناية مع رواسب دقيقة، ونافذة PWHT الخاصة بها ضيقة وفقًا لذلك. فالمنخفض جدًا أو القصير جدًا، وتبقى منطقة HAZ صلبة وناقصة المراجعة؛ والعالي جدًا، وتفرط المعالجة في المراجعة (أو، في أسوأ الحالات، تعيد الأوستنة موضعيًا، فتكوّن مارتنسيت طازجًا غير مراجَع عند التبريد) وتتضرر قوة الزحف بشكل دائم. بالنسبة للدرجة 91، تُعامل دقة قياس درجة الحرارة وضبط التثبيت و PWHT قبل أي اختبار هيدروليكي أو تعرض للخدمة كخطوات جودة حرجة، ومسوحات الصلادة بعد PWHT تحقق قياسي.

PWHT الموضعية وتحذيرات عملية

غالبًا ما تُعالج الأوعية الكبيرة حراريًا موضعيًا حول درز لحام بدلاً من معالجتها في الفرن كاملة. عندئذ تصبح عرض الشريط المسخن والعزل وضبط التدرج متغيرات الجودة — فيمكن أن تثني PWHT موضعية سيئة الضبط الغلاف أو تترك نمط الإجهاد أسوأ من دورة فرن كفؤة. ويُتعامل مع مقاطعة دورة في منتصف التثبيت، والإصلاحات بعد PWHT (التي تتطلب عمومًا تكرارها)، بإجراءات مكتوبة لسبب: على معدات Cr-Mo، تاريخ المعالجة الحرارية جزء من سلامة حد الضغط الموثقة.