Cr-Mo اسٹیلز کے لیے PWHT: A387 اور P91 کلاس فیبریکیشنز کی Post-Weld Heat Treatment

Cr-Mo ویلڈز کو اس کی ضرورت کیوں ہے

کرومیم-مولبڈینم اسٹیلز کی ویلڈنگ تین مسائل پیچھے چھوڑتی ہے: ایک سخت، دراڑ کے لیے حساس heat-affected zone (HAZ)، ویلڈ کے تھرمل سائیکل سے بندھے ہوئے زیادہ residual stresses، اور — creep-resistant گریڈز کے لیے — ایک ایسی microstructure جو ابھی وہ نہیں ہے جسے ڈیزائن فرض کرتا ہے۔ Post-weld heat treatment (PWHT) تینوں کو ایک ساتھ حل کرتی ہے:

• یہ سخت HAZ اور weld metal کو tempers کرتی ہے، ductility اور ٹف نیس بحال کرتی ہے۔
• یہ درجہ حرارت پر creep relaxation کے ذریعے residual stress کو دور کرتی ہے، جہتی استحکام اور stress-corrosion اور fatigue cracking کے خلاف مزاحمت کو بہتر بناتی ہے۔
• Creep گریڈز میں یہ مطلوبہ tempered-martensite ساخت کو مکمل کرتی ہے۔

تعمیراتی کوڈز (ASME Section VIII اور piping codes، جن کے میٹریل قوانین Section II میں ہیں) مقررہ موٹائی کی حدوں سے اوپر زیادہ تر Cr-Mo پریشر کام کے لیے PWHT کو لازمی قرار دیتے ہیں — یہ کوڈ کی ضرورت ہے، شاپ کی پسند نہیں۔

درجہ حرارت کی حدود اور holding کی منطق

PWHT ایک subcritical ٹریٹمنٹ ہے: درجہ حرارت کو مؤثر طریقے سے temper اور stress-relieve کرنا چاہیے جب کہ وہ lower critical temperature (Ac1) سے محفوظ طریقے سے نیچے رہے، تاکہ کچھ بھی دوبارہ austenitize نہ ہو۔ وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی حدود تقریباً درج ذیل ہیں:

گریڈ خاندان	PWHT کا مخصوص خطہ (اشارتی)
1.25Cr-0.5Mo (A387 Gr.11 class)	about 620–680 °C
2.25Cr-1Mo (A387 Gr.22 class)	about 680–730 °C
9Cr-1Mo-V (P91 / A387 Gr.91)	about 730–770 °C, tightly controlled

Holding time موٹائی کے ساتھ بڑھتا ہے — کوڈ کی جدولیں اسے فی یونٹ موٹائی کم از کم وقت کے طور پر ظاہر کرتی ہیں، پتلے میٹریل کے لیے مطلق کم از کم کے ساتھ۔ منطق equalization کے علاوہ relaxation ہے: سب سے موٹے سیکشن کو پورے میں درجہ حرارت تک پہنچنا چاہیے اور اتنی دیر بیٹھنا چاہیے کہ stresses creep ہو کر دور ہو جائیں۔ بعض درجہ حرارت سے اوپر heating اور cooling کی شرحیں بھی کوڈ کے ذریعے محدود ہوتی ہیں تاکہ بھاری ویسلز میں thermal gradients کو کنٹرول کیا جا سکے، اور پرزے پر لگے thermocouples — نہ کہ فرنس کا dial — وہ ریکارڈ ہیں جو اہمیت رکھتا ہے۔

Grade 91: سخت صورت

P91 کی creep strength احتیاط سے temper شدہ martensite اور باریک precipitates سے آتی ہے، اور اس کی PWHT ونڈو اسی کے مطابق تنگ ہے۔ بہت کم یا بہت مختصر، اور HAZ سخت اور under-tempered رہتا ہے؛ بہت زیادہ، اور ٹریٹمنٹ over-tempers کر دیتی ہے (یا، بدترین صورت میں، مقامی طور پر دوبارہ austenitize کر دیتی ہے، ٹھنڈک پر تازہ untempered martensite بناتی ہے) اور creep strength مستقل طور پر خراب ہو جاتی ہے۔ grade 91 کے لیے، درجہ حرارت کی پیمائش کی درستگی، hold control اور کسی بھی hydrotest یا service exposure سے پہلے PWHT کو اہم معیار کے مراحل کے طور پر لیا جاتا ہے، اور PWHT کے بعد hardness surveys معیاری تصدیق ہیں۔

مقامی PWHT اور عملی احتیاطیں

بڑے ویسلز کو اکثر پورے فرنس میں ٹریٹ کرنے کے بجائے weld seam کے ارد گرد مقامی طور پر heat-treated کیا جاتا ہے۔ heated band کی چوڑائی، insulation اور gradient control پھر معیار کے متغیرات بن جاتے ہیں — ناقص کنٹرول شدہ مقامی PWHT شیل کو موڑ سکتی ہے یا stress pattern کو قابل فرنس سائیکل سے بدتر چھوڑ سکتی ہے۔ سائیکل کو hold کے درمیان میں روکنا، اور PWHT کے بعد مرمت (جس کے لیے عام طور پر اسے دہرانا پڑتا ہے)، تحریری طریقہ کار کے ذریعے ایک وجہ سے سنبھالی جاتی ہیں: Cr-Mo آلات پر، heat treatment کی تاریخ pressure boundary کی دستاویزی سالمیت کا حصہ ہوتی ہے۔