Nuova specifica del procedimento di saldatura (WPS) per l'unione di metalli dissimili (ad esempio, acciaio inossidabile e acciaio al carbonio) nei sistemi di tubazioni

Nuova Specifica di Procedura di Saldatura (WPS) per il Giunzione di Metalli Dissimili nei Sistemi di Tubazioni

1.0 Campo di Applicazione e Utilizzo

Questo Specifica di Procedura di Saldatura (WPS) stabilisce parametri qualificati per il giunzione di acciaio inossidabile austenitico (ad esempio, 304/316/L) a acciaio al carbonio (ad esempio, A106 Gr.B, A516 Gr.70) nei sistemi di tubazioni. La procedura affronta le sfide tecniche associate alla saldatura di metalli dissimili (DMW) , inclusa la dilatazione termica differenziale, la migrazione del carbonio e la gestione delle tensioni residue.

2.0 Materiali di Base

2.1 Combinazioni di Materiali Qualificate

2.2 Intervallo di Spessore del Materiale

• Diametro del tubo : ½" NPS a 48" NPS

• Spessore della parete : 1,6 mm a 50 mm

3.0 Selezione del Metallo d'Apporto

3.1 Metalli d'Apporto Raccomandati

Tabella: Selezione del Metallo d'Apporto in Base alle Condizioni di Servizio

3.2 Considerazioni sui materiali di apporto

• Controllo della migrazione del carbonio : Materiali di apporto con alto contenuto di cromo-nichel prevengono la diffusione del carbonio

• Gestione della diluizione : Diluizione minima del 30% nel lato in acciaio al carbonio richiesta

• Controllo della ferrite : 5-12 FN (Ferrite Number) per prevenire le fessurazioni da solidificazione

4.0 Progettazione e preparazione del giunto

4.1 Configurazione Standard del Giunto

Singolo Smusso a V con angolo di smussatura di 37,5°, faccia radice di 1,6 mm e apertura radice di 3,2 mm

4.2 Requisiti di Preparazione

• Lato in acciaio inox : Solo pulizia meccanica, nessuna contaminazione da acciaio al carbonio

• Lato in acciaio al carbonio : Rimuovere tutta la scaglia, ruggine e vernice per 25 mm dal giunto

• Assemblaggio : Massimo squadratura di 1,6 mm o il 10% dello spessore della parete, a seconda di quale sia minore

5.0 Parametri Tecnica di Saldatura

5.1 Processo di Saldatura: GTAW (Root) + SMAW (Fill/Cap)

Tabella: Parametri di Saldatura per Posizione

5.2 Requisiti Critici di Tecnica

• Direzione dell'arco : Indirizzare sempre l'arco verso il lato in acciaio al carbonio

• Posizionamento del cordone : Posizionare principalmente il metallo saldato sul lato in acciaio al carbonio

• Temperatura tra passate : Massimo 150°C, minimo 16°C

• Martellatura : È consentita una leggera martellatura delle passate intermedie

6.0 Riscaldamento iniziale e Temperatura tra passate

6.1 Requisiti di preriscaldamento

6.2 Controllo della temperatura tra passate

• Massimo : 150°C per tutti gli spessori

• Minimo : 10°C sopra la temperatura di preriscaldamento

• Monitoraggio : Richiesto monitoraggio continuo per sezioni spesse

7.0 Trattamento termico post-saldatura (PWHT)

7.1 Requisiti PWHT

Tabella: Parametri PWHT in base alla combinazione dei materiali

7.2 Considerazioni sul trattamento termico post-saldatura (PWHT)

• Evitare la sensibilizzazione : Mantenere al di sotto di 425°C per l'acciaio inossidabile serie 300

• Migrazione del carbonio : PWHT accelera la diffusione - minimizzare il tempo alla temperatura

• Rimozione del dispositivo : Eseguire PWHT prima di rimuovere i dispositivi di allineamento

8.0 Esame Non Distruttivo (NDE)

8.1 Metodi di esame richiesti

• 100% Esame Visivo : VT secondo AWS D1.1

• Esame Radiografico : RT secondo ASME Sec V Art 2

• Esame con Liquido Penetrante : PT su radice accessibile passante

8.2 Criteri di accettazione

• Porosità : Massimo diametro 3,2 mm, 6 mm tra le indicazioni

• Crepe : Nessuna ammessa

• Fusione incompleta : Nessuna ammessa

• Sottofilettatura : Profondità massima 0,8 mm, 0,5 mm per servizio ciclico

9.0 Registrazioni di qualifica della procedura (PQR)

9.1 Prove richieste

• Prova di trazione trasversale : Resistenza minima pari al metallo base più debole

• Prove di piega radice e faccia : 4 provini minimo

• Esame macroscopico : Sezione trasversale incisa

• Indagine sulla durezza : Durezza Vickers lungo la saldatura

9.2 Limiti di durezza

• Metallo di saldatura : ≤ 225 HV

• ZTA acciaio al carbonio : ≤ 240 HV

• HAZ inox : ≤ 220 HV

10.0 Sicurezza e considerazioni ambientali

10.1 Requisiti di ventilazione

• Estrazione locale : Obbligatoria per tutte le operazioni di saldatura

• Estrazione di fumi : Obbligatoria per le operazioni SMAW

• Monitoraggio dell'aria : Obbligatorio per la saldatura in spazi confinati

10.2 Movimentazione dei materiali

• Separazione dell'acciaio inossidabile : Evitare la contaminazione da utensili in acciaio al carbonio

• Stoccaggio dei consumabili : Gli ER309L devono essere conservati nella confezione originale fino all'uso

• Pulizia : È richiesta la pulizia con alcol per le superfici in acciaio inossidabile

11.0 Limitazioni e restrizioni della procedura

11.1 Restrizioni del processo

• Nessun taglio ossiacetilenico sui bordi preparati

• Nessun scavo a arco al carbonio sul lato in acciaio inox

• Minimo 3 passaggi per spessore parete > 12 mm

11.2 Limitazioni di servizio

• Non qualificato per servizio letale senza ulteriori test

• Limitazione di temperatura : -29°C a 425°C

• limitazione pH : Non adatto per servizio caustico al di sopra dei 50°C

12.0 Guida alla Risoluzione dei Problemi

12.1 Problemi Comuni e Soluzioni

13.0 Registri e Documentazione

13.1 Documentazione richiesta

• Wps : Questa specifica

• PQR : Registrazione di qualifica della procedura supportante

• WPQ : Qualifica delle prestazioni del saldatore

• Rapporti di controllo non distruttivo : Tutti i risultati degli esami

• Grafici del trattamento termico : Registrazione continua per PWHT

13.2 Periodo di conservazione

• Minimo 5 anni per tutti i record

• Durata dell'impianto per applicazioni critiche per la sicurezza