Nový postup svařování (WPS) pro spojování různorodých kovů (např. nerezová ocel a uhlíková ocel) v potrubních systémech

Nový postup pro svařování (WPS) pro spojování různých kovů v potrubních systémech

1.0 Rozsah a použití

Toto Postup pro svařování (WPS) stanovuje kvalifikované parametry pro spojování z nehrdzavející oceli austenitové (např. 304/316/L) s uhlíkovou ocel (např. A106 Gr.B, A516 Gr.70) v potrubních systémech. Tento postup řeší technické výzvy spojené s spojováním různých kovů (DMW) , včetně rozdílné tepelné roztažnosti, migrace uhlíku a řízení zbytkových napětí.

2.0 Základní materiály

2.1 Kombinace materiálů s kvalifikací

2.2 Rozsah tloušťky materiálu

• Průměr trubky : ½" NPS do 48" NPS

• Tloušťka stěny : 1,6 mm do 50 mm

3.0 Výběr přídavného kovu

3.1 Doporučené přídavné materiály

Tabulka: Výběr přídavného materiálu podle provozních podmínek

3.2 Přídavné materiály - zohlednění

• Řízení migrace uhlíku : Přídavné materiály s vysokým obsahem chromu a niklu zabraňují difuzi uhlíku

• Řízení ředění : Minimální ředění 30 % do strany z uhlíkové oceli je vyžadováno

• Kontrola feritu : 5–12 FN (Ferrite Number) za účelem prevence trhlin při tuhnutí

4.0 Návrh a příprava spoje

4.1 Standardní konfigurace spoje

Jednostranný V-žlab s úhlem zkosení 37,5°, tváří kořene 1,6 mm a otevřením kořene 3,2 mm

4.2 Požadavky na přípravu

• Strana z nerezové oceli : Pouze mechanické čištění, bez kontaminace uhlíkovou ocelí

• Strana uhlíkové oceli : Odstraňte veškerý rez, škváru a nátěr do vzdálenosti 25 mm od svarového spoje

• Příprava spoje : Maximální nesouosost 1,6 mm nebo 10 % tloušťky stěny, podle toho, která hodnota je menší

5.0 Parametry svařovací techniky

5.1 Svařovací proces: GTAW (kořen) + SMAW (vyplňovací/výplňový průchod)

Tabulka: Svařovací parametry podle polohy

5,2 Zásadní požadavky na techniku

• Směr oblouku : Vždy směřujte oblouk ke straně uhlíkové oceli

• Umístění svářecího cejchu : Umístěte svářecí kov především na stranu uhlíkové oceli

• Teplota mezi jednotlivými pasy : 150°C maximum, 16°C minimum

• Kalení povrchu kuličkami : Lehké kalení povrchu kuličkami mezilehlých průchodů je povoleno

6.0 Předehřev a teplota mezi průchody

6.1 Požadavky na předehřev

6.2 Řízení teploty mezi průchody

• Maximum : 150°C pro všechny tloušťky

• Minimální : 10°C nad předehřívací teplotou

• Monitorování : U tlustých částí je nutné nepřetržité sledování

7.0 Následné svařovací tepelné zpracování (PWHT)

7.1 Požadavky na PWHT

Tabulka: Parametry PWHT podle kombinace materiálů

7.2 Zvážení tepelného zpracování po svařování (PWHT)

• Zamezit senzibilizaci : Udržujte pod 425°C pro nerezovou ocel řady 300

• Migrace uhlíku : Tepelné zpracování po svařování urychluje difúzi – minimalizujte dobu působení teploty

• Odstranění přípravku : Proveďte tepelné zpracování po svařování před odstraněním vyrovnávacích přípravků

8.0 Nedestruktivní zkoušení (NDE)

8.1 Požadované metody zkoušení

• 100% Vizuální kontrola : VT dle AWS D1.1

• Radiografická kontrola : RT dle ASME Sec V Art 2

• Kapilární zkouška : PT na přístupný kořenový svár

8.2 Přijímací kritéria

• Porositita : Max. průměr 3,2 mm, vzdálenost mezi indikacemi 6 mm

• Trhliny : Nepovoleno

• Nedostatečná fúze : Nepovoleno

• Podříznutí : Maximální hloubka 0,8 mm, 0,5 mm pro cyklický provoz

9.0 Záznamy o kvalifikaci postupu (PQR)

9.1 Povinné zkoušky

• Příčná tahová zkouška : Minimální pevnost rovna slabšímu základnímu kovu

• Zkoušky ohybu kořene a líce : Minimálně 4 vzorky

• Makrozkouška : Vyrytý průřez

• Měření tvrdosti : Vickerská tvrdost v oblasti svaru

9.2 Meze tvrdosti

• Svarový kov : ≤ 225 HV

• HAZ uhlíková ocel : ≤ 240 HV

• HAZ nerezavějící : ≤ 220 HV

10.0 Bezpečnostní a environmentální zásady

10.1 Požadavky na větrání

• Místní odsávání : Povinné pro všechny svařovací operace

• Odstranění kouře : Povinné pro svařování obalenou elektrodou (SMAW)

• Měření vzduchu : Povinné při svařování v uzavřených prostorech

10.2 Manipulace s materiálem

• Oddělení nerezové oceli : Zamezit kontaminaci od nástrojů z uhlíkové oceli

• Skladování spotřebního materiálu : Elektrody ER309L je třeba skladovat v původním obalu až do použití

• Čistotu : Pro čištění nerezových povrchů je nutné použít alkohol

11.0 Omezení a omezení postupu

11.1 Omezení procesu

• Bez řezání oxyla na připravených hranách

• Bez uhlíkového obloukového frézování na straně nerezové oceli

• Minimálně 3 průchody pro tloušťku stěny > 12 mm

11.2 Omezení služby

• Nekvalifikováno pro použití v nebezpečných prostředích bez dalších zkoušek

• Omezení teploty : -29 °C až 425 °C

• omezení pH : Není vhodné pro použití v prostředí s vysokou teplotou nad 50 °C

12.0 Průvodce řešením problémů

12.1 Běžné problémy a jejich řešení

13.0 Záznamy a dokumentace

13.1 Požadovaná dokumentace

• WPS : Tato specifikace

• PQR : Záznam o kvalifikaci podpůrného postupu

• WPQ : Kvalifikace svařovacích výkonů

• NDE zprávy : Všechny výsledky zkoušek

• Grafy tepelného zpracování : Nepřetržitý záznam pro PWHT

13.2 Doba uchování

• Minimálně 5 let pro všechny záznamy

• Životnost zařízení pro aplikace kritické pro bezpečnost