Il ciclo termico di saldatura può provocare, oltre ad effetti chimici e fisici sul materiale base, anche conseguenze di natura meccanica, in funzione del fatto che le parti metalliche che lo subiscono non sono perfettamente libere di dilatarsi o contrarsi, poiché vincolate da altre zone a differente temperatura. Ciò provoca delle deformazioni plastiche localizzate, a seguito delle quali compaiono delle tensioni interne tanto maggiori quanto più elevati sono il grado di auto vincolo e di vincolo esterno della saldatura.
Il trattamento termico dopo saldatura (Post Welding Heat Treatment) ha la funzione principale di distendere le tensioni residue nel giunto (stress relieving). Alla temperatura di trattamento, la resistenza del materiale in prossimità della zona fusa non è sufficiente a resistere alle sollecitazioni interne inizialmente presenti, che vengono pertanto distese attraverso meccanismi di plasticizzazione, scorrimento viscoso e diffusione.
Una volta definito il materiale, l’effettiva distensione è correlata con i parametri del PWHT, in particolar modo con la temperatura e la durata di mantenimento. Tali variabili e le modalità di esecuzione sono definite da norme nazionali ed internazionali, e sono generalmente correlate con condizioni di servizio particolarmente gravose, in cui il progettista ritiene più critiche le interazioni tra sollecitazioni esterne e tensioni residue di saldatura.
I trattamenti termici localizzati a resistenza sono effettuati su saldature di tubazioni, serbatoi, valvole ecc. in quanto la maneggevolezza delle attrezzature consente di accedere agevolmente alle parti da trattare. Il calore viene prodotto da una fascia composta da resistenze elettriche applicate direttamente sul pezzo e alimentate da una apposita apparecchiatura a bassa tensione. Un registratore di temperatura, collegato a termocoppie poste sotto le resistenze, produce un grafico che attesta la regolare sequenza dei gradienti di salita, stasi e discesa delle temperature. Tutte le attrezzature utilizzate sono sottoposte a calibrazione periodica certificata.
In addition to chemical and physical effects on the base material, the thermal welding cycle can also have mechanical consequences, depending on the fact that the metal parts that undergo it are not perfectly free to expand or contract, since they are constrained by other areas different temperature. This causes localized plastic deformations, as a result of which internal tensions appear, the greater the higher the degree of self-constraint and external constraint of the weld.
Post Welding Heat Treatment has the main function of relaxing the residual stresses in the joint (stress relieving). At the treatment temperature, the resistance of the material near the molten area is not sufficient to resist the internal stresses initially present, which are therefore relaxed by means of plasticization, viscous sliding and diffusion mechanisms.
Once the material has been defined, the actual relaxation is correlated with the parameters of the PWHT, in particular with the temperature and the duration of maintenance. These variables and the methods of execution are defined by national and international standards, and are generally correlated with particularly demanding service conditions, in which the designer considers the interactions between external stresses and residual welding voltages to be more critical.
The localized resistance heat treatments are carried out on welds of pipes, tanks, valves etc. since the handling of the equipment allows easy access to the parts to be treated. The heat is produced by a band composed of electrical resistances applied directly on the piece and powered by a special low voltage equipment. A temperature recorder, connected to thermocouples placed under the resistances, produces a graph that certifies the regular sequence of rising, stagnating and falling temperature gradients. All the equipment used is subject to certified periodic calibration.
