PWHT untuk Keluli Cr-Mo: Rawatan Haba Selepas Kimpalan Fabrikasi A387 dan Kelas P91

Mengapa kimpalan Cr-Mo memerlukannya

Mengimpal keluli kromium-molibdenum meninggalkan tiga masalah: zon terjejas haba (HAZ) keras dan sensitif retak, tegasan baki tinggi yang terkunci oleh kitaran terma kimpalan, dan — untuk gred tahan rayapan — mikrostruktur yang belum lagi yang diandaikan oleh reka bentuk. Rawatan haba selepas kimpalan (PWHT) menangani ketiga-tiga sekali gus:

• Ia membaja HAZ keras dan logam kimpalan, memulihkan kemuluran dan keliatan.
• Ia melegakan tegasan baki melalui kelonggaran rayapan pada suhu, menambah baik kestabilan dimensi dan rintangan terhadap kakisan tegasan dan rekahan lesu.
• Dalam gred rayapan ia melengkapkan struktur martensit terbaja yang dimaksudkan.

Kod pembinaan (ASME Section VIII dan kod perpaipan, dengan peraturan bahan dalam Section II) menjadikan PWHT wajib untuk kebanyakan kerja tekanan Cr-Mo di atas ambang ketebalan tertakrif — ia keperluan kod, bukan keutamaan bengkel.

Julat suhu dan logik penahanan

PWHT ialah rawatan subkritikal: suhu mesti membaja dan melegakan tegasan dengan berkesan sambil kekal dengan selamat di bawah suhu kritikal bawah (Ac1), supaya tiada apa-apa teraustenit semula. Julat yang digunakan secara meluas ialah kira-kira:

Keluarga gred	Wilayah PWHT lazim (indikatif)
1.25Cr-0.5Mo (kelas A387 Gr.11)	kira-kira 620–680 °C
2.25Cr-1Mo (kelas A387 Gr.22)	kira-kira 680–730 °C
9Cr-1Mo-V (P91 / A387 Gr.91)	kira-kira 730–770 °C, dikawal ketat

Masa penahanan berskala mengikut ketebalan — jadual kod menyatakannya sebagai masa minimum setiap unit ketebalan, dengan minima mutlak untuk bahan nipis. Logiknya ialah penyamaan ditambah kelonggaran: keratan paling tebal mesti mencapai suhu menyeluruh dan duduk cukup lama untuk tegasan merayap pergi. Kadar pemanasan dan penyejukan di atas suhu tertentu juga dihadkan oleh kod untuk mengawal kecerunan terma dalam bekas berat, dan termokopel pada bahagian — bukan dail relau — ialah rekod yang dikira.

Gred 91: kes ketat

Kekuatan rayapan P91 datang daripada martensit terbaja teliti dengan mendakan halus, dan tetingkap PWHTnya sempit sewajarnya. Terlalu rendah atau terlalu pendek, dan HAZ kekal keras dan kurang dibaja; terlalu tinggi, dan rawatan membaja berlebihan (atau, kes paling teruk, teraustenit semula setempat, membentuk martensit segar tidak terbaja semasa penyejukan) dan kekuatan rayapan rosak secara kekal. Untuk gred 91, ketepatan pengukuran suhu, kawalan penahanan dan PWHT sebelum sebarang ujian hidro atau pendedahan perkhidmatan dianggap sebagai langkah kualiti kritikal, dan tinjauan kekerasan selepas PWHT ialah pengesahan standard.

PWHT setempat dan amaran praktikal

Bekas besar sering dirawat haba setempat di sekitar jahitan kimpalan dan bukannya dirawat relau secara keseluruhan. Lebar jalur yang dipanaskan, penebat dan kawalan kecerunan kemudian menjadi pemboleh ubah kualiti — PWHT setempat yang dikawal buruk boleh membengkokkan cangkerang atau meninggalkan corak tegasan lebih buruk berbanding kitaran relau yang cekap. Gangguan kitaran di tengah penahanan, dan pembaikan selepas PWHT (yang umumnya memerlukan pengulangannya), dikendalikan oleh prosedur bertulis atas sebab tertentu: pada peralatan Cr-Mo, sejarah rawatan haba ialah sebahagian daripada integriti terdokumentasi sempadan tekanan.