DoaWise

2026-08-01 · TR

Kaynak Sonrası Isıl İşlem (PWHT)

Sahada en çok yanlış anlaşılan ısıl işlemlerden biri kaynak sonrası ısıl işlemdir. Çoğu ekip bunu "kaynağı fırına koyup birkaç saat ısıtmak" gibi görür; oysa PWHT (Post Weld Heat Treatment) kod dilinde bir üst kavramdır. En yaygın türü gerilme giderme tavıdır; karbon çeliklerinde ana işlev gerçekten gerilme gidermedir, buna karşılık P91/P92 gibi martenzitik krom çeliklerinde asıl işlev temperlemedir ve gerilme giderme bunun yan ürünüdür. Östenitik paslanmazlarda ise durum farklıdır: bu ailede PWHT kural olarak ne gerekli ne de istenir. Uygulanması gerekiyorsa üç ayrı seçenek konuşulur: sınırlı etkili düşük sıcaklıkta gerilme giderme (~400–450 °C), 850–900 °C bandında gerilme giderme (hassaslaşma ve sigma fazı riski taşır) veya PWHT'den ayrı bir imalat işlemi olan tam çözeltiye alma tavı (~1040–1120 °C + hızlı soğutma). Her hâlükârda 425–815 °C bandında bekletmek krom karbür çökelmesi, yani hassaslaşma (sensitization) riski yaratır; bu yüzden "PWHT çoğu zaman çözeltiye alma tavına dönüşür" demek yanlış bir kısaltmadır. Kaynak; ısı girdisiyle eriyip katılaşan, çevresindeki ana metali de ısı tesiri altındaki bölge (ITAB, İng. HAZ) boyunca dönüştüren, geride yüksek artık gerilme ve sert mikroyapılar bırakan şiddetli bir yerel işlemdir. PWHT'nin amacı bu bölgeyi kontrollü bir sıcaklıkta tavlayarak bileşeni servise güvenle hazırlamaktır. Ama yanlış sıcaklık, yanlış süre veya kontrolsüz bir ısıtma hızı, işlemi faydalıdan zararlıya çevirebilir — özellikle P91 gibi modern kromlu-molibdenli çeliklerde. Bu yazıdaki kod atıfları, yazının hazırlandığı tarihte elimizde bulunan ASME BPVC 2023 baskısı esas alınarak verilmiştir; yürürlükteki güncel baskı 2025'tir (1 Temmuz 2025 yayımı, 1 Ocak 2026'dan itibaren zorunlu) ve uygulamada daima elinizdeki yürürlükteki baskı geçerlidir — aşağıdaki sayıları kendi baskınızdan teyit edin.

1. PWHT gerçekte neyi çözer

  • Artık (kalıntı) gerilme azaltma: Kaynak dikişi soğurken büzülür, çevresindeki kütle buna engel olur; dikiş bölgesinde akma sınırına yakın çekme gerilmeleri kilitlenir. PWHT sıcaklığında malzemenin akma dayanımı düştüğü için bu gerilmeler yerel plastik akış ve sürünmeyle gevşeme (creep relaxation) yoluyla azalır. PWHT artık gerilmeyi sıfırlamaz; tipik olarak akma sınırının küçük bir kesrine, çoğu karbon çeliğinde orijinal seviyenin dörtte biri mertebesine iner. Kesin oran malzemeye, sıcaklığa, süreye ve geometriye kuvvetle bağlıdır: gevşeme Hollomon–Jaffe / Larson–Miller parametresiyle (LMP) ölçeklenir, yani sıcaklık ve süre birbirinin yerine tam olarak geçmez ve sıcaklık süreye göre çok daha etkilidir. Bu nedenle "PWHT gerilmeyi %X'e indirir" biçimindeki tek sayılık ifadeler şartname yerine geçmez. Bu azalma bile gerilmeli korozyon çatlaması (SCC) ve gevrek kırılma riskini belirgin şekilde düşürür.
  • Sertlik düşürme (temperleme): ITAB'da hızlı soğuma sonucu oluşan martenzit sert ve gevrektir. Tutma sıcaklığında temperlenir. Ekşi (H₂S) serviste kabul kriteri karbon ve düşük alaşımlı çelikler için ISO 15156-2 uyarınca kaynak ve ITAB'da 250 HV10, ana metalde 22 HRC'dir; bu iki değer aynı kriter değildir ve küçük ITAB bölgelerinde HRC ölçümü metalurjik olarak geçerli sayılmaz. Rafineri ıslak H₂S hizmetinde geçerli doküman ise NACE MR0103 / ISO 17945'tir.
  • Hidrojen giderme: Kaynakta çözünen yayınabilir (diffusible) hidrojen, yükseltilmiş sıcaklıkta yapıdan dışarı difüze olur; gecikmiş soğuk çatlak riski azalır. Salt hidrojen giderme için tipik olarak 200–350 °C bandında bir "bake-out" (DHT) uygulanır; süresi kalınlığa ve difüzyon mesafesine bağlıdır. Referans karışıklığına dikkat: EN 1011-2 Ek C'deki Metot A/B, ön ısıtma sıcaklığı hesabı yöntemleridir — DHT/bake-out hükmü değildir; AWS D1.1'de de genel bir "hidrojen giderme ısıl işlemi" hükmü yoktur. DHT'nin süre-sıcaklık değerleri proje şartnamesinden, API 582'den ve difüzyon esaslı kaynaklardan (ör. ISO/TR 17844 bağlamı) alınır; ön ısıtma ve ön ısıtma sürdürme hesabı için ise EN 1011-2 Metot A/B kullanılır. Tek bir evrensel sayı yoktur.
  • Tokluk ve boyutsal kararlılık: Temperlenmiş yapı daha yüksek çentik tokluğu verir, sonraki talaşlı işlem ve serviste boyutsal kararlılığı artırır.

2. Tutma sıcaklığı ve süre: kalınlık belirler

PWHT iki temel parametreyle tanımlanır: tutma (soaking) sıcaklığı ve tutma süresi. Burada en sık yapılan hata, saha uygulama bandını kod asgarisi sanmaktır. İkisini ayrı yazmak gerekir.

ASME VIII Div. 1 asgari tutma sıcaklıkları: P-No. 1 → 593 °C (1100 °F), P-No. 3 → 593 °C, P-No. 4 (1Cr-½Mo, 1¼Cr-½Mo) → 650 °C (1200 °F), P-No. 5A (2¼Cr-1Mo) → 677 °C (1250 °F), P-No. 15E (Grade 91) → 732 °C (1350 °F). 593 °C asgarisi yalnızca P-No. 1 ve P-No. 3 içindir; P-No. 4'ü 593 °C ile yönetmek doğrudan uygunsuzluk üretir.

Yaygın saha uygulama bantları: karbon-manganlı çelikte 595–620 °C; 1¼Cr-½Mo'de 650–720 °C; 2¼Cr-1Mo'de ~705–715 °C. Avrupa uygulamasında karbon çeliği için 550–620 °C bandı görülebilir; ancak ASME kapsamındaki bir işte P-No. 1 ve P-No. 3 için 593 °C'nin altına inilemez. Daha düşük sıcaklık zorunluysa Tablo UCS-56-1'in alternatif düşük sıcaklık / uzun süre satırları kullanılır (ör. 1050 °F'de 2 sa/inç, 1000 °F'de 4 sa/inç, 950 °F'de 10 sa/inç). Bu alternatif satırlar koşulsuz değildir: esasen P-No. 1 (Gr. 1/2/3) için tanınır, P-No. 4, 5 ve 15E gibi gruplarda böyle bir seçenek yoktur, çentik darbe (tokluk) gereksinimi olan uygulamalarda kısıtlıdır ve hizmet nedeniyle zorunlu kılınan PWHT'lerde (ör. ekşi servis, öldürücü hizmet) kullanılamaz.

Ayrı ve çok sık ihlal edilen bir kural: su verilmiş + temperlenmiş (Q&T) malzemelerde PWHT sıcaklığı, ana metalin temperleme sıcaklığının en az 30 °C (50 °F) altında kalmalıdır — ve her hâlükârda malzeme sertifikasında yazan temperleme sıcaklığının altında. "20 °C altı" gibi gevşek bir pay yanıltıcıdır. Aşılırsa ana metalin dayanımı kalıcı düşer ve malzeme sertifikasının dayandığı özellikler geçersizleşir. Bu kural kodun asgarisiyle çakışabilir: 600–620 °C'de temperlenmiş bir Q&T çelikte "en az 30 °C altında kal" kuralı 570–590 °C'yi işaret ederken ASME P-No. 1/3 asgarisi 593 °C'dir. Bu durumda belirleyici olan malzeme sertifikasındaki temperleme sıcaklığıdır; çözüm keyfî olarak birini seçmek değil, kodun alternatif düşük sıcaklık / uzun süre satırlarını (uygunsa) veya PWHT'siz muafiyet yolunu değerlendirmek ve kararı WPS/PQR'de belgelemektir.

Tutma süresi, bileşenin rastgele seçilmiş bir et kalınlığına değil, kaynağın kod tanımlı belirleyici (governing) nominal kalınlığına bağlanır; farklı kalınlıkların birleştiği yerlerde, köşe ve set-in bağlantılarda bu tanım değişir. Genel kural 25 mm başına 1 saattir; ASME VIII Div. 1 UCS-56 ve ASME B31.3 Tablo 331.1.1'de mutlak asgari tutma süresi 15 dakikadır, "1 saat minimum" kod metni değil saha alışkanlığıdır. Kalın kesitlerde kademelenme kodlara göre farklıdır ve karıştırılmamalıdır: ASME VIII Div. 1 Tablo UCS-56-1'de 50–125 mm (2–5 inç) arası 1 sa/inç, 125 mm (5 inç) üzeri ise 5 saat + 5 inçin üzerindeki her ilave 25 mm için 15 dk'dır; buna karşılık ASME B31.3'te 50 mm üzeri için 2 saat + her ilave 25 mm için 15 dk kademesi geçerlidir.

P-No. 15E (Grade 91) için kod tablolarında tipik olarak 30 dk'lık bir asgari görülür — bu asgariyi elinizdeki baskıdan (UCS-56-11 satırı) teyit edin — ancak sürünme dayanımı artırılmış ferritik çelikte 30 dk temperlemeyi tamamlamaya yetmez. EPRI ve yaygın proje şartnameleri Grade 91'de kalınlıktan bağımsız asgari ~2 saat tutma ister; kalınlık arttıkça kod tablosu zaten daha uzun süreler dayatır (ör. B31.1'de 2 inç üzeri kesitlerde 5 saat mertebesine çıkan süreler) ve süre her durumda hedeflenen sertlik bandını sağlayacak biçimde seçilir. Larson–Miller açısından bakıldığında 30 dk'lık kod tabanına dayanan bir PWHT, sertlik üst sınırını aşan sonuç üretir.

Kritik olan, bileşenin tüm kesitinin hedef sıcaklığa ulaşıp orada belirtilen süreyi tamamlamasıdır — yüzey sıcaklığı değil, kesit boyunca eşitlenmiş sıcaklık. Süreyi kısa tutmak yetersiz gerilme giderme demektir. Aşırı uzatmak ise — PWHT Ac1 altı bir tav olduğu için östenit tanesi büyümez, o yüzden "tane büyümesi" doğru bir korku değildir — aşırı temperleme, dayanım ve sürünme ömrü kaybı ile karbür kabalaşması (M23C6) demektir. (Temper gevrekliği ise tutma süresinin değil soğuma rejiminin sonucudur; Bölüm 3'e bakınız.) Ayrıca tamir ve tekrar işlemler dahil kümülatif toplam PWHT süresi, PQR'de vasıflandırılan toplam süreyi aşmamalıdır. Parametreler WPS/PQR'de sabitlenir ve saha sıcaklık-zaman kayıt grafiğine (chart) işlenir.

3. Isıtma ve soğutma hızı sınırları

PWHT'de sıcaklık kadar sıcaklığa varış ve dönüş hızı da kritiktir; hızlı ve düzensiz çevrim bileşende yeni termal gradyanlar, yani yeni artık gerilmeler yaratır, çarpılma ve çatlak doğurabilir.

ASME VIII Div. 1 UCS-56'da eşik tek ve nettir: 425 °C (800 °F). Bu sıcaklığın altında hız serbesttir, üstünde formül geçerlidir ve ısıtma ile soğutma farklı sayılara bağlıdır. Formülü birim karıştırmadan kurun — metrik hızı inç kalınlığa bölmek sahadaki en sinsi hesap hatasıdır:

  • Isıtma: 425 °C üzerinde en fazla 400 °F/sa ÷ kalınlık (inç); metrik karşılığı 5.600 °C·mm/sa ÷ kalınlık (mm)'dir. Hız hiçbir durumda 222 °C/sa (400 °F/sa) değerini aşmaz. Hesap 56 °C/sa (100 °F/sa) değerinin altına düşerse, hızın bu değerin altına indirilmesi gerekmez.
  • Soğutma: kapalı fırında 425 °C'ye kadar en fazla 500 °F/sa ÷ kalınlık (inç), metrik karşılığıyla 7.000 °C·mm/sa ÷ kalınlık (mm); tavan 278 °C/sa (500 °F/sa) ve aynı şekilde 56 °C/sa değerinin altına inme zorunluluğu yoktur. 425 °C altında durgun havada soğutmaya izin verilir.

Kalın parça = yavaş hız. Kabın fırına yüklendiği andaki fırın sıcaklığı da 425 °C'yi aşmamalıdır; bu koşul sahada sık atlanır. Ayrıca ısıtma periyodu boyunca, ısıtılan bölgede herhangi 4,6 m'lik (15 ft) uzunluk aralığında en sıcak ve en soğuk nokta arasındaki fark 140 °C'yi (250 °F) aşmamalıdır.

Soğuma rejimi ve temper gevrekliği. Cr-Mo çeliklerinde temper gevrekliği, tutma süresinin uzunluğundan değil, 350–575 °C bandında yavaş soğuma veya bu bantta bekleme sırasında P, Sn, Sb ve As'in tane sınırlarına segregasyonundan doğar. Sonuç, geçiş sıcaklığının yukarı kayması, yani soğuk başlatma/durdurma senaryolarında gevrek kırılma marjının erimesidir. Ağır cidarlı Cr-Mo ekipmanda (API 934 bağlamı) bu yüzden 600 → 300 °C aralığından yeterince hızlı geçilmesi istenir; hız sınırı ise yukarıdaki gradyan kurallarıyla dengelenir. Duyarlılığı kimyayla önden ölçen indeksler süre değil bileşim göstergeleridir ve ikisi aynı şey değildir: ana metalde J-faktörü, kaynak metalinde X-bar (X̄).

4. PWHT'nin kendi riski: yeniden ısıtma (reheat) çatlağı

PWHT sadece sorun çözmez, kendi hasar mekanizmasını da üretebilir. 2¼Cr-1Mo-V ve Cr-Mo-V ailesi ile V, Nb, Ti, B ile stabilize/mikroalaşımlı çeliklerde, ısıtma sırasında yaklaşık 500–700 °C bandında tane içinde ince karbürler çökelir; tane içi sertleşirken deformasyon tane sınırlarına yığılır ve taneler arası (interkristalin) yeniden ısıtma çatlağı oluşur. Standart 2¼Cr-1Mo (P22) bu ailenin V'li türevlerine göre görece dirençlidir; yine de bazı dökümlerde ve kalın kesitlerde duyarlılık gösterebilir — bu yüzden P22'yi "muaf" saymak değil, kimyasına ve kesitine bakmak doğrudur. Çatlak neredeyse her zaman kaba taneli ITAB'da ve gerilme yığılması olan geometrilerde — keskin kaynak kenarı (İng. weld toe), kaynaşmamış kök, sert geçişler, taşlanmamış çentikler — başlar. Kontrol yolları: hassas malzemeyi bilerek seçmek, kaynak kenarını taşlayıp geometriyi yumuşatmak, ısı girdisini ve pasolar arası sıcaklığı sınırlamak, kesit gradyan sınırlarını ihlal etmeden 500–700 °C hassas bandından mümkün olduğunca hızlı geçmek (bu bantta yavaşlamak, karbür çökelmesi ile gerilme gevşemesinin çakıştığı süreyi uzattığı için ters etki yapar) ve PWHT sonrası bu bölgeleri yüzey NDT (MT/PT) ile kontrol etmek.

5. Sıcaklık kontrolü ve termokupllar

PWHT bir "körlemesine ısıtma" değil, belgelenmiş bir kontrol işlemidir. Kanıt, kalibre kayıt cihazından çıkan sıcaklık-zaman grafiğidir; bu grafik yoksa işlem yapılmış sayılmaz. Burada bir referans karışıklığını baştan düzeltmek gerekir: EN ISO 13916'nın kapsamı ön ısıtma sıcaklığı, pasolar arası sıcaklık ve ön ısıtma sürdürme sıcaklığının ölçümüdür; PWHT sıcaklığının ölçümü bu standardın kapsamı dışındadır. PWHT için başvurulacak belgeler: kaynağa ilişkin ısıl işlem kalite gereklilikleri için EN ISO 17663, yerel ısıtma düzeni için AWS D10.10, fırın ve termokupl kalibrasyon sistemi için AMS 2750 veya proje şartnamesi, kayıt hükümleri için ise imalat kodunun kendisi (ASME VIII Div. 1 UCS-56, ASME B31.3 par. 331).

  • Termokupllar (genellikle Tip K) bileşene doğrudan, çoğunlukla kapasitif deşarj kaynağıyla bağlanır. Ölçüm ısıtılan yüzeyi değil, iş parçasının kendisini temsil etmelidir.
  • Yerleşim kritiktir: en kalın kesit, en ince kesit, dikişin farklı noktaları ve gradyan beklenen bölgeler ayrı ayrı izlenir. Yerel PWHT'de ısıtıcı bandının kenarları (kontrol bölgesi ve gradyan bölgesi) ayrı termokupllarla takip edilir.
  • Kontrol termokuplu ile kayıt (monitör) termokuplu ayrı olmalıdır; kontrolör hem en soğuk hem en sıcak noktayı görmelidir. Böylece hiçbir bölge hedefin altında kalmaz veya üstüne çıkmaz.
  • Termokupl uçları söküldükten sonra temas noktaları taşlanmalı ve — özellikle P91 ve ekşi serviste — yüzey NDT ile kontrol edilmelidir; kapasitif deşarj yerel sert nokta bırakabilir.
  • Cihazların kalibrasyon sertifikaları rapora eklenir; inspektör önce bunu ister.

Yerel PWHT'de yalıtım genişliği, ısıtılan bant (heated band) ve gradyan kontrol bandı ölçüleri kod ve uygulama dokümanlarından alınır. ASME B31.3'te yerel ısıl işlem hükmü par. 331.1.6'dır ve soak band'i "kaynak genişliği + her iki yanda 1×t veya 25 mm — hangisi küçükse" olarak tanımlar. AWS D10.10 ise farklı bir asgari önerir (kaynağın her iki yanında t veya 50 mm — hangisi küçükse); iki dokümanı aynı sayıymış gibi kullanmak, ısıtılan bandın dar kalmasına yol açar. Hangi belgenin bağlayıcı olduğu ITP ve proje şartnamesinden netleştirilir. Dar bant ve yetersiz yalıtım, ısı akışı nedeniyle merkezin ve iç yüzeyin (ID/kök) hedef sıcaklığa hiç ulaşamamasının en yaygın kök nedenidir.

6. ASME VIII PWHT gereksinimleri

ASME BPVC Section VIII Division 1'de PWHT esas olarak UCS-56 altında düzenlenir; güncel baskılarda tek bir tablo değil, P-numarası bazında ayrılmış UCS-56-1 … UCS-56-11 tabloları ve ek paragraflar kullanılır.

  • Her P-numarası ve grup için asgari tutma sıcaklığı ve kalınlık başına asgari süre tablolanır.
  • PWHT'nin zorunlu olup olmadığı malzeme grubu ve kaynak kalınlığıyla belirlenir — ancak kalınlık eşikleri tek ölçüt değildir: UW-2 hizmet kaynaklı zorunluluklar getirir ve bu üç durum birbirinden ayrılmalıdır. Bu zorunluluklar karbon ve düşük alaşımlı çelikler içindir; östenitik paslanmaz kaplara uygulanmaz.
    • Öldürücü (lethal) hizmet — UW-2(a) (ve UCS-68(c)): karbon ve düşük alaşımlı çelikte kalınlıktan bağımsız olarak tüm kaynaklarda PWHT zorunludur.
    • Ateşlenmeyen buhar kazanı — UW-2(c): zorunluluk tasarım basıncı 50 psi'yi (≈345 kPa / 3,4 bar) aşan kazanlar için geçerlidir; bu eşik sıkça atlanır.
    • Doğrudan ateşlenen kaplar — UW-2(d): P-No. 1 karbon çeliğinde PWHT ancak kaynak kalınlığı 16 mm'yi (5/8 inç) aşınca zorunludur; P-No. 1 dışı düşük alaşımlı çeliklerde ise tüm kalınlıklarda zorunludur. Doğrudan ateşlemeyi "kalınlıktan bağımsız" saymak yaygın ama yanlış bir genellemedir.
  • Prosedür (WPS), PWHT durumunu esas değişken olarak taşır: PWHT'li ve PWHT'siz prosedürler ayrı vasıflandırılır (Section IX, QW-407; ön ısıtma için QW-406). PWHT'yi WPS onayı olmadan uygulamak veya atlamak prosedürü geçersiz kılar.

Div. 2 ve boru için B31 serisi kendi PWHT kurallarını taşır; bir bileşene hangi kodun uygulandığı en baştan netleştirilmelidir. Kabul kararı her zaman imalat/referans koduna aittir.

7. PWHT muafiyetleri: ne zaman gerekmez

Kodlar her kaynağı PWHT'ye zorlamaz; belirli koşullarda muafiyet tanınır. Muafiyet "keyfî atlama" değildir:

  • P-No. 1 Gr. 1/2/3 karbon çeliklerinde tipik muafiyet eşiği ≤ 38 mm (1½ inç) kaynak kalınlığıdır ve 32 mm (1¼ inç) üzerinde en az 95 °C (200 °F) ön ısıtma koşuluna bağlıdır. Bu sayılar baskıya göre değişebilir; yürürlükteki tablodan teyit edilmelidir.
  • Bazı muafiyetler ön ısıtma şartına bağlanır: PWHT yerine, kaynaktan hemen önce ve sırasında ön ısıtmayla soğuk çatlak riski yönetilir.
  • Karbon eşdeğeri (CE), servis ortamı (ör. ıslak H₂S) ve çentik tokluğu ihtiyacı muafiyet kararını değiştirir. Servis kodu, imalat kodunun tanıdığı muafiyeti geçersiz kılabilir — daima en kısıtlayıcı gereklilik uygulanır.

Muafiyet imalat kodundan gelmeli ve WPS/PQR ile belgelenmelidir; "bu kadar ince, gerek yok" gibi sözlü kararlar denetimde kabul edilmez.

8. P91 ve dar sıcaklık penceresi: Ac1 riski

P91/T91 (9Cr-1Mo-V, Grade 91, P-No. 15E) ve P92, E911 gibi 9–12Cr martenzitik akrabaları PWHT'yi bir hassasiyet işlemine dönüştürür. Bu aile, 2¼Cr-1Mo (P22, P-No. 5A) gibi beynitik Cr-Mo çeliklerinden ayrı bir gruptur; ikisini aynı reçeteyle yönetmek hatadır. Hedef mikroyapı temperlenmiş martenzittir.

PWHT öncesi soğutma — en sık tersine bilinen kural. P91'de genel iyi uygulama, kaynağı PWHT'ye çıkmadan önce ön ısıtma / pasolar arası sıcaklıktan (200–300 °C) Mf altına (~100 °C; pratikte ≤ 90 °C hedeflenir) kontrollü biçimde soğutmak ve burada bekletmektir; amaç östenit → martenzit dönüşümünün tamamlanmasıdır (P91'de Ms ≈ 400 °C, Mf ≈ 100 °C; her ikisi de tane boyutuna ve kimyaya göre değişir). Doğrudan pasolar arası sıcaklıktan PWHT'ye çıkılırsa dönüşmemiş kalıntı östenit temperlenmez ve PWHT sonrası soğumada taze, temperlenmemiş martenzite dönüşür — yani tam da kaçınmak istediğiniz hasar oluşur. Bu kural mutlak değildir, koşulludur: klasik uygulama ve EPRI kılavuzunun 1. baskısı Mf altına soğutmayı şart koşarken, EPRI iyi uygulama kılavuzunun 2. baskısı (2015) bir istisna tanır — ilave metalde Mn+Ni ≤ %1,2 ve ön ısıtma sıcaklığı 204 °C'nin (400 °F) altında ise ön ısıtma sıcaklığına kadar soğutma yeterli sayılabilir. Mf altına inme şartı, kimyanın yüksek olduğu (kalıntı östenit riskli) hallerde bağlayıcıdır. Hangisinin geçerli olduğunu proje şartnamesi ve WPS belirler. Bu bekleme sırasında hidrojen çatlağı endişesi varsa çözüm ara sıcaklıkta tutmak değil, Mf altına inildikten sonra DHT (hidrojen giderme) uygulamaktır; P91'de bu bant genel 200–350 °C aralığının üst yarısında, 250–350 °C olarak seçilir, çünkü amaç yalnızca hidrojenin dışarı difüzyonu değil aynı zamanda kalın kesitte makul sürede tamamlanmasıdır. Parça ayrıca uzun süre PWHT'siz bekletilmez.

Sıcaklık penceresi. Kod bandı ASME P-No. 15E için 732–774 °C (1350–1425 °F); ASME B31.1 de Grade 91 için aynı 1350–1425 °F bandını verir, iki kod arasında gerçekte bir bant farkı yoktur (bu yüzden "730–775 °C" gibi yukarı/aşağı yuvarlanmış değerler yazılmaz — Ac1'e komşu bir tavanı yukarı yuvarlamak kod dışını meşrulaştırır). Pratikte prosedürler bunu daraltıp 750–765 °C hedefler. Bu yazıda geçen tüm P91 sıcaklıkları bu tek referansa göredir.

  • Alt sınır: sıcaklık düşükse martenzit yeterince temperlenmez; sertlik yüksek, tokluk düşük kalır.
  • Üst sınır — Ac1 tehlikesi: sıcaklık alt kritik dönüşüm sıcaklığı Ac1'e fazla yaklaşır veya onu aşarsa malzeme kısmen yeniden östenitleşir ve soğumada taze martenzit oluşur. Ac1, ana metalde tipik olarak ~820–830 °C'dir; asıl risk kaynak metalindedir: Ni+Mn'nin her %1'i Ac1'i yaklaşık 20–40 °C düşürür ve kaynak metalinde Ac1 ≈785 °C'ye kadar inebilir (yavaş saha ısıtma hızlarında %1,2 Ni+Mn'li kaynak metalinde ~792 °C ölçülmüştür).
  • Kimya ↔ tavan ilişkisi doğru yönde kurulmalıdır. Yaygın hata, düşük Mn+Ni'yi bir kısıt sanmaktır; oysa düşük Mn+Ni tavanı yükseltir. B31.1'in P-No. 15E notundaki kademeler şöyledir: taban tavan 774 °C (1425 °F); ilave metalde Mn+Ni ≥ %1,0 ve < %1,5 ise 788 °C'ye (1450 °F), Mn+Ni < %1,0 ise 799 °C'ye (1470 °F) çıkarılmasına izin verilir. Bu izin ilgili kod ve baskı hükmüne bağlıdır ve otomatik değildir. Sayıların kaynaklarını da karıştırmayın: %1,5, SFA-5.5 B9 ilave metalinde Mn+Ni kimya tavanıdır; %1,2, EPRI'nin PWHT öncesi soğutma istisnası eşiğidir (sıcaklık tavanı eşiği değildir); %1,0 ise EPRI'nin yerleşik hedefidir. %1,5 üstü değerler ayrıca Mf'yi aşağı çekerek kalıntı östenit riski yaratır.
  • Bağlayıcı tavan hangisidir? ASME VIII / B31.1 kapsamındaki bir işte tutma bandının tavanı 774 °C'dir ve kod notunun açıkça izin verdiği kimya kademesi yoksa hiçbir uygulamada bu tavan aşılmaz. 788 °C ve 799 °C değerleri, kod notunun kimyaya bağlı olarak tanıdığı yükseltmelerdir; genel bir serbestlik değildir. Kimya kaydınız yoksa geçerli tavan 774 °C'dir.
  • Ac1 aşılırsa ne olur: Bu hasar tekrar PWHT ile düzelmez. Kısmen östenitleşmiş bölge yalnızca tam yeniden normalizasyon (~1040–1080 °C) + temperleme ile veya dikişin kesilip yenilenmesiyle onarılır. (Aşağıdaki saha notunda tekrar PWHT ile çözülen olay farklıdır: orada sorun düşük sıcaklık ve yanlış ölçüm noktasıydı, Ac1 aşımı değildi.)

Sertlik iki yönlü kontrol edilir. P91'de yaygın kabul bandı yaklaşık 190–250 HV10'dur ve hem alt hem üst sınırlıdır: üst sınır yetersiz temperlemeyi, alt sınır aşırı temperlemeyi veya yanlış malzemeyi yakalar; aşırı yumuşak kaynak sürünme dayanımını kaybeder. Bazı şartname aileleri bunun yerine ≤ 265 HB yazar; bu iki değer alternatif değildir ve aynı kabul seviyesini vermez — 265 HB kabaca 280 HV10'a karşılık gelir, yani HV10 bandının üst sınırından belirgin biçimde gevşektir. Ölçek dönüşümü kabul kriteri yerine geçmez: şartname hangi ölçeği adlandırıyorsa ölçüm o ölçekle yapılır (HV10 isteniyorsa HV10 ile) ve 250 HV10 üstü bir sonuç "265 HB'ye göre geçti" diye kabul edilemez. Hangi ölçeğin bağlayıcı kılındığı proje şartnamesinden kontrol edilir; bu sınırlar ayrıca NACE'nin ekşi servis için verdiği 250 HV10 / 22 HRC kriteriyle karıştırılmamalıdır.

Tip IV sürünme çatlağı. P91'i sadece sertlik ve Ac1 üzerinden anlatmak eksik kalır: servis hasarlarının çoğu, ITAB'ın ince taneli / interkritik bölgesinde Tip IV sürünme çatlağı olarak ortaya çıkar. Bu dar şerit, ana metale ve kaynak metaline göre daha düşük sürünme dayanımına sahiptir; yüksek ısı girdisi bölgeyi genişletir, yetersiz veya sınırda PWHT ise mikroyapıyı daha da zayıflatır. Isı girdisi kontrolü, pasolar arası sıcaklık disiplini ve doğru PWHT parametreleri, Tip IV ömrünü doğrudan belirler.

9. Yaygın saha hataları

  • Termokuplu iş parçasına değil, ısıtıcı banda yakın koyup gerçek metal sıcaklığını kaçırmak.
  • Kalınlığa göre süreyi kısa tutup kesit merkezini hedef sıcaklığa hiç ulaştırmamak.
  • Hız eşiğini 425 °C yerine gelişigüzel almak, ısıtma ve soğutma formüllerini aynı sanmak veya metrik hızı inç kalınlığa bölmek.
  • P-No. 4'ü P-No. 1/3 asgarisiyle (593 °C) yönetmek; kodun asgarisi 650 °C'dir.
  • ASME VIII'in ve B31.3'ün kalın kesit süre kademelerini birbirine karıştırmak.
  • Yalıtım ve ısıtılan bant genişliğini yetersiz bırakıp yerel PWHT'de iç yüzeyi hiç ısıtamamak; B31.3 ile AWS D10.10 bant ölçülerini aynı sanmak.
  • P91'i PWHT öncesi, şartnamenin gerektirdiği hallerde Mf altına soğutmadan doğrudan tutma sıcaklığına çıkarmak.
  • P91'de tek bir "yaklaşık" sıcaklıkla çalışıp Ac1'e girmek ve taze martenzit oluşturmak; kimya kaydı olmadan 774 °C tavanının üstüne çıkmak.
  • Grade 91'de 30 dk'lık kod asgarisiyle yetinip sertlik bandını tutturamamak.
  • Q&T malzemede ana metalin temperleme sıcaklığını aşmak.
  • Sertlikte HV10 ve HB sınırlarını birbirinin yerine kullanmak.
  • Kalibrasyon sertifikası ve sıcaklık-zaman grafiği olmadan işlemi "tamam" saymak.

İlgili standartlar

  • ASME BPVC Section VIII, Div. 1 — UCS-56 ve UCS-56-1 … UCS-56-11 tabloları; UW-2 hizmet kaynaklı zorunluluklar (öldürücü hizmet, ateşlenmeyen buhar kazanı, doğrudan ateşleme). Bu yazı 2023 baskısına dayanır; yürürlükteki baskı 2025'tir.
  • ASME BPVC Section IX — prosedür vasıflandırması; QW-406 (ön ısıtma), QW-407 (PWHT esas değişkeni). P-No. 15E için özel hükümlerin alt madde numarasını elinizdeki baskıdan teyit edin.
  • ASME B31.1 / B31.3 — güç ve proses boru hatları için PWHT bantları, süre tabloları (B31.3 Tablo 331.1.1), yerel ısıl işlem ve soak band tanımı (B31.3 par. 331.1.6); B31.1'de Grade 91 için 1350–1425 °F bandı ve Mn+Ni'ye bağlı tavan kademeleri.
  • EN 13445-4 — AB basınçlı kap imalatında PWHT gereklilikleri.
  • EN ISO 15609-1 — WPS'te ısıl işlem parametrelerinin belgelenmesi.
  • EN ISO 15614-1 — kaynak prosedürlerinin onay testi (WPQR).
  • EN ISO 17663 — kaynağa ilişkin ısıl işlem için kalite gereklilikleri; PWHT'nin ölçüm ve kayıt referansı olarak bu standarda bakılır.
  • EN ISO 13916 — yalnızca ön ısıtma sıcaklığı, pasolar arası sıcaklık ve ön ısıtma sürdürme sıcaklığının ölçümü; PWHT sıcaklığı ölçümü kapsam dışıdır.
  • AMS 2750 — fırın sıcaklık düzgünlüğü ve termokupl/kayıt sistemi kalibrasyonu (proje şartnamesi atıf yapıyorsa).
  • EN 1011-2 (Ek C, Metot A/B) — ön ısıtma sıcaklığı hesabı; DHT/bake-out hükmü değildir.
  • AWS D10.10 — yerel ısıtma ile ısıl işlem kılavuzu (bant genişlikleri, yalıtım); bant ölçüleri B31.3'ten farklı olabilir.
  • API 582 / API 934 — proses sanayii kaynak kılavuzu (DHT dahil) ve ağır cidarlı Cr-Mo ekipman gereklilikleri (temper gevrekliği, soğuma rejimi).
  • AWS D1.1 — çelik yapılarda gerilme giderme hükümleri; D1.1 PWHT'yi genel olarak zorunlu kılmaz ve genel bir hidrojen giderme ısıl işlemi hükmü içermez; madde numarası ve süre tablosu baskıya göre değişir, elinizdeki baskıdan teyit edin.
  • NACE MR0175 / ISO 15156-2 — ekşi servis (üretim) sertlik sınırları. NACE MR0103 / ISO 17945 — rafineri ıslak H₂S hizmeti.

Saha notu

Bir termik santral projesinde P91 ana buhar hattı kaynaklarında, sahadaki ekip PWHT'yi "yaklaşık 740 derece, birkaç saat" diye uygulamış, termokupllar ise dikişin yalnızca üst yüzeyine bağlanmıştı. Kesit sertlik ölçümünde ITAB'da 270+ HV10 değerler çıktı; proje şartnamesinin üst sınırı 250 HV10 idi. İnceleme iki kök neden gösterdi: ısıtılan bant genişliği ve yalıtım, kalın kesitin iç yüzeyini hedef sıcaklığa taşıyacak kadar değildi; üstelik ölçüm yalnızca en sıcak yüzeyden yapılıyordu. Yüzey doğru okuyor, kesit merkezi temperlenmiyordu. Karar: bant genişliği ve yalıtım kod tablolarına göre yeniden düzenlendi, yerel PWHT üç termokuplla (yüzey, orta hat, kök tarafı) tekrarlandı, prosedürün daraltılmış 750–765 °C bandında ve şartnamenin istediği asgari 2 saatlik doğrulanmış tutma süresiyle çalışıldı ve sonuç kabul edildi. Burada sorun düşük sıcaklıktı; eğer Ac1 aşılmış olsaydı tekrar PWHT hiçbir şeyi düzeltmez, yeniden normalizasyon + temperleme veya dikişin yenilenmesi gerekirdi. Ders açık: PWHT'de ölçtüğünüz nokta yanlışsa, grafik güzel çıksa bile metalurji yanlıştır. Sıcaklığı iş parçasının en soğuk noktasından okuyun ve P91'de asla tek noktaya güvenmeyin.

Sahada yanınızda olsun: Bu yazıdaki kaynak standartlarını, prosedür mantığını ve saha kontrol adımlarını internet olmadan cebinizde tutmak için, ücretsiz ve tamamen çevrimdışı Doawise Welding Eng Guide uygulamasına göz atabilirsiniz.

DoaWise olarak kaynak mühendisliği ve muayene hizmetlerini uluslararası standartlara göre yürütüyor; ön ısıtmadan PWHT parametrelerine, termokupl yerleşiminden sertlik doğrulamasına kadar her adımı kaydedilebilir, denetlenebilir sonuçlar üreterek belgeliyoruz. Doğru sıcaklık, doğru süre ve doğru ölçüm noktası — PWHT'yi faydalı kılan üç şart; biz bu üçünü de sahada güvence altına alıyoruz.