वेल्डिंग के बाद की ऊष्मा उपचार प्रक्रिया बोगी हर्थ फर्नेस के लिए सबसे चुनौतीपूर्ण अनुप्रयोगों में से एक है - और एक ऐसा अनुप्रयोग है जहां गलती करने की कीमत विफल दबाव पात्रों, अस्वीकृत हीट एक्सचेंजरों और सैकड़ों हजारों डॉलर के भारी निर्माणों के रूप में मापी जाती है।
मोंटे इंटेलिजेंस ने चीन, दक्षिणपूर्व एशिया और मध्य पूर्व में स्थित फैब्रिकेटर्स को पीडब्ल्यूएचटी अनुप्रयोगों के लिए बोगी हर्थ फर्नेस की आपूर्ति की है। ये फर्नेस 5-टन प्रेशर वेसल शेल से लेकर 80-टन रिएक्टर कॉलम तक के वेल्डिंग कार्यों को संभाल सकती हैं। यह लेख फर्नेस डिजाइन की आवश्यकताओं, प्रक्रियात्मक अनुशासन और कोड अनुपालन दस्तावेज़ीकरण को कवर करता है, जो एक सफल पीडब्ल्यूएचटी फर्नेस को एक समस्या से अलग करता है।
प्रेशर वेसल्स के लिए ASME सेक्शन VIII, प्रोसेस पाइपिंग के लिए ASME B31.3 और स्ट्रक्चरल वेल्डिंग के लिए AWS D1.1 जैसे निर्माण कोडों के अनुसार PWHT (प्यूरेट-अफेक्टेड ज़ोन थर्मल टेम्परिंग) आवश्यक है, जब बेस मेटल की मोटाई निर्धारित सीमा से अधिक हो, जब सेवा वातावरण में हाइड्रोजन या स्ट्रेस कोरोजन शामिल हो, या जब डिज़ाइन विनिर्देश कोड की आवश्यकताओं की परवाह किए बिना इसकी मांग करता हो। PWHT का उद्देश्य वेल्डिंग से उत्पन्न अवशिष्ट तनाव को कम करना, हीट-अफेक्टेड ज़ोन के माइक्रोस्ट्रक्चर को टेम्पर करना और कुछ मामलों में, हाइड्रोजन-प्रेरित दरारों के जोखिम को कम करना है।
पीडब्ल्यूएचटी के लिए तापीय चक्र में तीन चरण होते हैं जिन्हें भट्टी को सटीक रूप से पूरा करना होता है। पहला चरण है तापन चरण - भट्टी को वर्कपीस के तापमान को परिवेशी तापमान से सोक तापमान तक नियंत्रित दर से बढ़ाना होता है। एएसएमई सेक्शन VIII 315°C से ऊपर अधिकतम तापन दर 222°C प्रति घंटा (इंच में मोटाई से विभाजित) निर्धारित करता है। 50 मिमी (2 इंच) मोटे वेल्डमेंट के लिए, इसका अर्थ है 315°C से ऊपर अधिकतम तापन दर 111°C प्रति घंटा।
दूसरा चरण है सोकिंग चरण — वर्कपीस को न्यूनतम समय के लिए निर्धारित सोकिंग तापमान पर रखना आवश्यक है। ASME सेक्शन VIII में मोटाई के प्रत्येक 25 मिमी (1 इंच) के लिए न्यूनतम सोकिंग समय एक घंटा निर्धारित किया गया है, जो कम से कम 30 मिनट का होना चाहिए। सोकिंग तापमान आधार सामग्री पर निर्भर करता है। P-नंबर 1 कार्बन स्टील के लिए न्यूनतम सोकिंग तापमान 593°C (1100°F) है। P-नंबर 4 Cr-Mo स्टील के लिए, यह क्रोमियम की मात्रा के आधार पर 675-730°C के बीच होता है।
तीसरा चरण, शीतलन चरण — वर्कपीस को सोकिंग तापमान से 315°C से नीचे तक नियंत्रित दर से ठंडा किया जाना चाहिए। अधिकतम शीतलन दर 278°C प्रति घंटा (इंच में मोटाई के अनुपात में) है, जो 315°C से ऊपर अधिकतम 278°C प्रति घंटा तक हो सकती है। 315°C से नीचे, वर्कपीस को स्थिर हवा में ठंडा किया जा सकता है।
हीटिंग और कूलिंग दर की ये आवश्यकताएं ही पीडब्ल्यूएचटी भट्टी के डिजाइन को चुनौतीपूर्ण बनाती हैं। ऊपर उल्लिखित 80 टन के रिएक्टर कॉलम के लिए, 100 मिमी की वेल्ड मोटाई के साथ, 315°C से ऊपर अधिकतम हीटिंग दर केवल 56°C प्रति घंटा है। संपूर्ण पीडब्ल्यूएचटी चक्र - परिवेशी तापमान से 620°C तक गर्म करना, 4 घंटे तक स्थिर रखना, और फिर 315°C तक ठंडा करना - में 28-32 घंटे लगते हैं। भट्टी को इस पूरे चक्र के दौरान वर्कपीस की पूरी लंबाई और अनुप्रस्थ काट में तापमान की एकरूपता बनाए रखनी चाहिए।
तापमान की एकरूपता भट्टी के प्रदर्शन का वह मापदंड है जो पीडब्ल्यूएचटी की गुणवत्ता निर्धारित करता है। एएसएमई सेक्शन VIII के अनुसार, सोकिंग अवधि के दौरान वर्कपीस पर किन्हीं दो बिंदुओं के बीच तापमान का अंतर अधिकांश सामग्रियों के लिए 65°C (150°F) से अधिक नहीं होना चाहिए। बोगी हर्थ भट्टी में 12 मीटर लंबे रिएक्टर कॉलम के लिए, इस एकरूपता को प्राप्त करने के लिए बर्नर की सावधानीपूर्वक स्थिति, रीसर्कुलेशन फैन का डिज़ाइन और नियंत्रण क्षेत्र का सटीक विभाजन आवश्यक है।
हम आमतौर पर बड़े पीडब्ल्यूएचटी बोगी हर्थ फर्नेस को 4 से 8 स्वतंत्र रूप से नियंत्रित तापमान क्षेत्रों में विभाजित करते हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना बर्नर या हीटिंग एलिमेंट, अपना थर्मोकपल इनपुट और अपना पीआईडी कंट्रोलर होता है। ज़ोन कंट्रोलर एक केंद्रीय सुपरवाइजरी कंट्रोलर से संचार करते हैं जो निर्धारित हीटिंग और कूलिंग दरों को बनाए रखने के लिए सेटपॉइंट रैंपिंग का समन्वय करता है, साथ ही अंतर-ज़ोन तापमान अंतर को अनुमत सीमा के भीतर रखता है।
थर्मोकपल की स्थिति और अटैचमेंट नियंत्रण श्रृंखला में माप की मुख्य कड़ी है। नियमों के अनुसार, थर्मोकपल को वर्कपीस से अटैच किया जाना चाहिए, न कि भट्टी के वातावरण में तैरते हुए। मोटे सेक्शन के लिए, थर्मोकपल को वेल्डिंग स्थान पर अटैच किया जाना चाहिए क्योंकि तापमान वहीं सबसे अधिक महत्वपूर्ण होता है। अटैचमेंट विधियों में कैपेसिटिव डिस्चार्ज वेल्डिंग (स्थायी थर्मोकपल के लिए बेहतर), होज़ क्लैंप (छोटे भागों पर अस्थायी थर्मोकपल के लिए) और वायर टाई (असामान्य ज्यामिति के लिए) शामिल हैं।
आवश्यक थर्मोकपलों की संख्या वर्कपीस के आकार और कोड की आवश्यकताओं पर निर्भर करती है। ASME सेक्शन VIII के अनुसार, वर्कपीस की लंबाई के पहले 3 मीटर के लिए कम से कम एक थर्मोकपल और प्रत्येक अतिरिक्त 3 मीटर के लिए एक अतिरिक्त थर्मोकपल की आवश्यकता होती है, कुल मिलाकर कम से कम तीन थर्मोकपल होने चाहिए। 10 मीटर के बर्तन के लिए चार थर्मोकपल की आवश्यकता होती है। प्रत्येक थर्मोकपल को एक कैलिब्रेटेड रिकॉर्डर से जोड़ा जाना चाहिए जो पूरे चक्र के दौरान तापमान को प्रिंट या रिकॉर्ड करता है।
कैलिब्रेशन, पीडब्ल्यूएचटी गुणवत्ता आश्वासन का दस्तावेजी आधार है। पीडब्ल्यूएचटी के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रत्येक थर्मोकपल को पिछले 12 महीनों के भीतर एक ट्रेस करने योग्य मानक के अनुसार कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। तापमान रिकॉर्डर को पिछले 6 महीनों के भीतर कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। भट्टी का तापमान एकरूपता सर्वेक्षण (टीयूएस) वार्षिक रूप से एएमएस 2750 या समकक्ष मानक के अनुसार किया जाना चाहिए, ताकि यह सत्यापित किया जा सके कि भट्टी भारित परिस्थितियों में आवश्यक एकरूपता प्राप्त करती है।
भट्टी के डिज़ाइन की तरह ही लोड कॉन्फ़िगरेशन भी तापमान की एकरूपता को प्रभावित करता है। भट्टी की दीवार के पास रखा वर्कपीस केंद्र में रखे वर्कपीस से अलग तापमान का अनुभव कर सकता है। वर्कपीस द्वारा पुनर्संचरण वायु प्रवाह को अवरुद्ध करने से आगे की ओर एक ठंडा स्थान बन सकता है। PWHT विनिर्देश में एक लोडिंग आरेख शामिल होना चाहिए जो इन चिंताओं को दूर करे, और बोगी कार में वर्कपीस सपोर्ट के लिए चिह्नित स्थान होने चाहिए ताकि एक चक्र से दूसरे चक्र तक एकसमान लोडिंग सुनिश्चित हो सके।
MONTE INTELLIGENCE बोगी हर्थ PWHT फर्नेस को इन कोड आवश्यकताओं को ध्यान में रखकर डिज़ाइन किया गया है। हमारे मानक डिज़ाइन में मल्टी-ज़ोन तापमान नियंत्रण, उच्च-मात्रा वाले रीसर्कुलेशन पंखे (आमतौर पर 3-6 रीसर्कुलेशन प्रति मिनट), कैलिब्रेटेड थर्मोकपल इनपुट और डेटा लॉगिंग सिस्टम शामिल हैं जो आवश्यक कोड दस्तावेज़ स्वचालित रूप से तैयार करते हैं।
आपकी निर्माण संबंधी आवश्यकताओं के अनुरूप पीडब्ल्यूएचटी भट्टी के प्रस्ताव के लिए, helenxu@cnlymonte.com पर संपर्क करें।
