Rawatan haba pasca kimpalan merupakan salah satu aplikasi yang paling mencabar untuk relau perapian bogie — dan satu aplikasi di mana kos kesilapan diukur dalam bekas tekanan yang rosak, penukar haba yang ditolak dan fabrikasi berat yang telah dibuang bernilai ratusan ribu dolar.
MONTE INTELLIGENCE telah membekalkan relau bogie untuk aplikasi PWHT kepada fabrikasi di China, Asia Tenggara dan Timur Tengah. Relau ini mengendalikan kimpalan daripada cangkerang bekas tekanan 5 tan hingga lajur reaktor 80 tan. Artikel ini merangkumi keperluan reka bentuk relau, disiplin prosedur dan dokumentasi pematuhan kod yang memisahkan relau PWHT yang berjaya daripada liabiliti.
PWHT diperlukan oleh kod pembinaan — ASME Seksyen VIII untuk bekas tekanan, ASME B31.3 untuk perpaipan proses, AWS D1.1 untuk kimpalan struktur — apabila ketebalan logam asas melebihi had yang ditetapkan, apabila persekitaran perkhidmatan melibatkan kakisan hidrogen atau tekanan, atau apabila spesifikasi reka bentuk memerlukannya tanpa mengira keperluan kod. Tujuan PWHT adalah untuk mengurangkan tegasan baki daripada kimpalan, melembutkan mikrostruktur zon yang terjejas haba, dan dalam beberapa kes, mengurangkan risiko keretakan yang disebabkan oleh hidrogen.
Kitaran haba untuk PWHT mempunyai tiga fasa yang mesti dilaksanakan oleh relau dengan tepat. Pertama, fasa pemanasan — relau mesti menaikkan suhu bahan kerja dari suhu ambien kepada suhu rendaman pada kadar terkawal. Bahagian VIII ASME menetapkan kadar pemanasan maksimum 222°C sejam dibahagikan dengan ketebalan dalam inci, sehingga maksimum 222°C sejam, melebihi 315°C. Untuk kimpalan setebal 50 mm (2 inci), ini bermakna kadar pemanasan maksimum 111°C sejam melebihi 315°C.
Kedua, fasa rendaman — bahan kerja mesti dipegang pada suhu rendaman yang ditentukan untuk masa minimum. Bahagian VIII ASME menetapkan masa rendaman minimum selama satu jam bagi setiap ketebalan 25 mm (1 inci), dengan minimum 30 minit. Suhu rendaman bergantung pada bahan asas. Bagi keluli karbon No. P-1, suhu rendaman minimum ialah 593°C (1100°F). Bagi keluli No. P-4 Cr-Mo, ia berada dalam julat 675-730°C bergantung pada kandungan kromium.
Ketiga, fasa penyejukan — bahan kerja mesti disejukkan daripada suhu rendaman kepada di bawah 315°C pada kadar terkawal. Kadar penyejukan maksimum ialah 278°C sejam dibahagikan dengan ketebalan dalam inci, sehingga maksimum 278°C sejam, melebihi 315°C. Di bawah 315°C, bahan kerja boleh disejukkan dalam udara pegun.
Keperluan kadar pemanasan dan penyejukan inilah yang menjadikan reka bentuk relau PWHT mencabar. Bagi turus reaktor 80 tan yang dinyatakan di atas, dengan ketebalan kimpalan 100 mm, kadar pemanasan maksimum melebihi 315°C hanya 56°C sejam. Jumlah kitaran PWHT — haba dari ambien hingga 620°C, rendam selama 4 jam, sejuk hingga 315°C — mengambil masa 28-32 jam. Relau mesti mengekalkan keseragaman suhu merentasi keseluruhan panjang dan keratan rentas bahan kerja sepanjang keseluruhan kitaran tersebut.
Keseragaman suhu ialah parameter prestasi relau yang menentukan kualiti PWHT. Seksyen VIII ASME menghendaki perbezaan suhu antara mana-mana dua titik pada bahan kerja semasa tempoh rendaman tidak boleh melebihi 65°C (150°F) untuk kebanyakan bahan. Bagi lajur reaktor sepanjang 12 meter dalam relau perapian bogie, mencapai keseragaman itu memerlukan penempatan pembakar yang teliti, reka bentuk kipas peredaran semula dan pembahagian zon kawalan.
Kami biasanya membahagikan relau perapian bogie PWHT yang besar kepada 4 hingga 8 zon suhu yang dikawal secara bebas, setiap satu dengan pembakar atau elemen pemanasannya sendiri, input termogandingannya sendiri dan pengawal PIDnya sendiri. Pengawal zon berkomunikasi dengan pengawal penyeliaan pusat yang menyelaraskan penaikan titik set untuk mengekalkan kadar pemanasan dan penyejukan yang ditentukan sambil mengekalkan perbezaan suhu antara zon dalam had yang dibenarkan.
Penempatan dan pemasangan termogandingan adalah pautan pengukuran dalam rantai kawalan. Kod memerlukan termogandingan dipasang pada bahan kerja, bukan terapung dalam atmosfera relau. Untuk bahagian tebal, termogandingan harus dipasang di lokasi kimpalan kerana di situlah suhu paling kritikal. Kaedah pemasangan termasuk kimpalan nyahcas kapasitif (diutamakan untuk termogandingan kekal), pengapit hos (untuk termogandingan sementara pada bahagian yang lebih kecil), dan ikatan dawai (untuk geometri yang janggal).
Bilangan termogandingan yang diperlukan bergantung pada saiz bahan kerja dan keperluan kod. Seksyen VIII ASME memerlukan minimum satu termogandingan untuk 3 meter pertama panjang bahan kerja dan satu termogandingan tambahan untuk setiap 3 meter tambahan, dengan jumlah minimum tiga. Sebuah bekas 10 meter memerlukan empat termogandingan. Setiap termogandingan mesti disambungkan kepada perakam yang dikalibrasi yang mencetak atau merekodkan suhu sepanjang kitaran.
Penentukuran merupakan asas dokumentari bagi jaminan kualiti PWHT. Setiap termogandingan yang digunakan untuk PWHT mesti dikalibrasi berdasarkan piawaian yang boleh dikesan dalam tempoh 12 bulan sebelumnya. Perakam suhu mesti dikalibrasi dalam tempoh 6 bulan sebelumnya. Relau itu sendiri hendaklah menjalani tinjauan keseragaman suhu (TUS) setiap tahun, mengikut AMS 2750 atau piawaian yang setara, untuk mengesahkan bahawa relau mencapai keseragaman yang diperlukan di bawah keadaan yang dibebankan.
Konfigurasi beban mempengaruhi keseragaman suhu sama seperti reka bentuk relau. Bahan kerja yang diletakkan berhampiran dengan dinding relau mungkin melihat suhu yang berbeza daripada yang diletakkan di tengah. Bahan kerja yang menyekat aliran udara peredaran semula boleh mewujudkan titik sejuk di hilir. Spesifikasi PWHT harus merangkumi gambarajah pemuatan yang menangani kebimbangan ini, dan kereta bogie harus mempunyai lokasi yang ditanda untuk sokongan bahan kerja bagi memastikan pemuatan yang konsisten dari satu kitaran ke kitaran seterusnya.
Relau PWHT perapian bogie MONTE INTELLIGENCE direka bentuk dengan mengambil kira keperluan kod ini. Reka bentuk standard kami merangkumi kawalan suhu berbilang zon, kipas peredaran semula volum tinggi (biasanya 3-6 peredaran semula seminit), input termogandingan yang dikalibrasi dan sistem pembalakan data yang menjana dokumentasi kod yang diperlukan secara automatik.
Untuk cadangan relau PWHT khusus untuk keperluan fabrikasi anda, hubungi helenxu@cnlymonte.com.
