ASME IX中焊后热处理要求

ASME IX 本身不直接规定哪些材料必须做PWHT，而是要求：如果母材或焊接工艺规范（如ASME BPVC Section II、VIII、B31.3等）要求PWHT，则焊接工艺评定（PQR）必须包含相同的PWHT条件（QW-200.1、QW-200.2）。PWHT参数（温度、时间、冷却速率）必须在WPS中明确规定，并在PQR中验证。

ASME IX（《锅炉及压力容器规范》第IX卷）对焊后热处理（PWHT）的要求主要涉及材料、厚度、工艺规程评定等方面，其核心规则集中在‌QW-407（焊后热处理要求）‌和‌QW-482（热处理温度-时间记录）‌等条款中。以下是关键要点总结。

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‌一、触发PWHT的条件‌

材料类型与厚度：‌

通常‌无需PWHT‌，除非用于腐蚀环境或设计要求（如QW-407.1例外）。
当‌母材厚度 > 规定阈值‌（如P-No.1碳钢通常为‌38mm‌）时需PWHT。
不同P-Number材料的阈值不同（参见QW-403/QW-424）。
碳钢及低合金钢（P-No.1~P-No.11系列）‌：
奥氏体不锈钢（P-No.8）‌：

特殊工况要求‌：

设计规范（如ASME VIII Div.1 UCS-56）可能强制要求PWHT（如低温/循环载荷容器）。
ASME SEC Ⅷ DIV 1 焊后热处理要求:

1、通则

所有现场焊道要求 PWHT， 除非符合下述每一 P 编号组群排除条款要求。

2、P-1 及 P-10C 组群 1 材料，符合下述条件不要求 PWHT：

a、 材料厚度在 1-1/2 吋(含)以下， 如果材料厚度超过 1-1/4 吋 且预热至少 200℉而且 UW-2 章节在使用上无 PWHT 之 要求。

b、对材料厚度在 1-1/2 吋及当 UW-2 要求 PWHT 之任何厚度材料，则所有焊接连接及附属件必须进行热处理，除 非下述之非强制性条件：

角焊及开槽焊道尺寸不超过 1/2 吋之附属喷嘴连接且完成之内径不大于 2 吋，如果不形成纽带(ligament)而要求增加壳体或 head 厚度且预热至少 200℉。

非压力配件附属到压力配件且角焊喉厚在 1/2 吋(含)以下， 及植钉焊至压力配件， 如果当压力配件厚度超过 1-1/4 吋 且经预热至少 200℉。

3、P-3 及 P-10A 组群 1 材料 P-3 组群 1 及 2 与 P-10A(除 SA487， 等级 IQ)在下述要求 条件下不做 PWHT。

a、对厚度在 5/8 吋(含)以下的材料，如果既有焊接程序检定 厚度等于或超过生产焊接且 UW-2 章节在使用上无 PWHT 之要求。

b、 对材料厚度超过 5/8 吋及当 UW-2 要求 PWHT 之任何厚 度的材料，则所有焊接连接及附属件必须进行热处理， 除非下述之非强制性条件： 管件公称壁厚小于 1/2 吋(含)且规定最大含碳量不超过 0.25%圆周焊接(circumferential welds)。 非压力配件附属至压力配件角焊，其喉厚在 1/2 吋以下 (含)及植钉焊至压力件且含碳量不超过 0.25%同时经至少 200℉之预热。

4、P-4 组群 1 及 2 材料在下述条件下不做 PWHT：

a、对管件之圆周焊接，对无压力角焊最大喉厚在 1/2 吋及 植钉焊至管件材料而符合所有下列规定： 最大公称外径 4 吋。 最大厚度 5/8 吋。 不超过 0.15%之最大规定碳含量。 至少预热 250℉。

b、对 SA-202 等级 A 及 B 厚度在 5/8 吋(含)以下的材料， 如果既有之焊接程序检定等于或超过生产焊接且 UW-2 章节在使用上无 PWHT 之要求。

5、P-5 组群1及2材料在下述条件下不做 PWHT：

a、对管件圆周焊接，对无压力角最大喉厚在 1/2 吋及植钉焊至管件材料而符合所有下列规定：

最大公称外径 4 吋。

最大公称厚度 5/8 吋。

不超过 0.15%之最大规定碳含量。

不超过 3.00%之最大规定铬含量。

至少预热 300℉。

6、P-6 材料 SA-240，SA-268 及 SA-479 410 型建造容器材料且碳 含量不超过 0.08%(含)且使用沃斯田铁系焊材熔填或非空气 硬化镍铬铁熔填，如果板厚不超过 3/8 吋或厚度超过 3/8 吋 至 1 1/2 吋经 450℉之预热且接头完全 RT 检查，则不必做 PWHT。

7、P-7 材料 SA-240 及 SA268 405 或 410S 型建造容器材料且碳含 量不超过 0.08%(含)且使用沃斯田铁系焊材熔填或非空气硬化镍铬铁熔填，如果板厚不超过 3/8 吋或厚度超过 3/8 吋 至 1 1/2 吋经 450℉之预热且接头完全 RT 检查，则不必做 PWHT。

8、P-8 材料无要求做 PWHT。

9、P-9A 材料(1.5Ni，2.0Ni，2.5Ni)

a、在下列条件下无强制性要求 PWHT：

(1)对材料厚度至 5/8 吋(含)，如果既有之焊接程序检定厚 度等于或超过生产焊接且 UW-2 无 PWHT 之要求。

(2)对管件圆周对接焊，且符合所有下述条件：

最大公称外径 4 吋。

最大厚度 5/8 吋。

不超过 0.15%之最大规定碳含量。

至少预热 250℉。

(3)对于符合上述a) ，b) 及c) 附属件焊至管件角焊，如果：

角焊喉厚小于 1/2 吋(含)。

材料预热至少 250℉。 若特别管制之程序需要以生产坚实焊接接头可降低预热温度。则此程序含下述但不受限制：

a) 角焊喉厚须小于 1/2 吋(含)。

b) 角焊连续焊长不得超过 4 吋。

c) 做 SEC Ⅸ之焊接连接程序检定之试板厚度不得小于要焊接材料之厚度。

b、对所有厚度超过 5/8 吋焊接连接及附属件的所有材料及 UW-2 要求任何厚度的材料强制性要做 PWHT，除非：

(1)对非压力配件附属至压力配件无强制性 PWHT 喉厚在 1/2 吋(含)以下之角焊， 但若压力配件厚度起过 5/8 吋预 热至少 200℉。

(2)对植钉焊至压力配件， 但当压力配件厚度超过 5/8 吋且 经预热至少 200℉则非强制性做 PWHT。

10、P-9B 组群 1 材料(3.5%Ni)

a、 对材料厚度至 5/8 吋(含)无强制性要求做焊后热处理， 且如果既有之焊接程序检定厚度等于或超过生产焊接且 UW-2 无 PWHT 要求则不必做 PWHT。

b、对所有厚度超过 5/8 吋的材料及容器之 UW-2 对任何厚 度的材料要求热处理时，所有之焊接及附属件必须做焊 后热处理，除下述： 对非压力配件附属(装配)至压力配件无强制性 PWHT 喉厚在 1/2 吋(含)以下之角焊， 但若压力配件超过 5/8 吋预热至少 200℉。

11、P-10A 的材料(Mn-V) 须依 3、章节规定做 PWHT。

12、P-10B 及 P-10F 的材料(1Cr-V) 对所有厚度之此种材料均须做 PWHT。

13、P-10C 的材料 须依 2、章节规定做 PWHT。

14、P-10E 的材料 对 SA-268 等级 TP329(0.08 Max C)不要求做 PWHT。

15、P-10G 及 P-10H 的材料 不要求做 PWHT。

16、P-10Ⅰ的材料 厚度小于 1/2 吋(含)不要求做 PWHT。

17、P-21 至 P-45 的材料 不要求做 PWHT。

18、异材焊接(两种不同 P 编号组群材料) 焊后热处理须依材料要求之最高的 PWHT 温度来进行。

19、当非压力配件焊至压力配件时，必须依压力配件的 PWHT 来管制。

‌二、PWHT工艺参数规范‌

温度范围与时间：‌

温度‌：一般 ‌595~675°C‌（具体依材料定，如P-No.1为595~675°C，P-No.3为595~720°C）。
时间‌：按‌厚度计算‌：
最小时间（小时） = 厚度（mm）/25.4 × 1小时/英寸（最低2小时） 升温/降温速率‌：≤220°C/h × (25/厚度)^0.5，且‌≤555°C/h‌（QW-407.2）。
碳钢/低合金钢‌：

奥氏体不锈钢‌（若需PWHT）：

温度应‌避开敏化区间‌（425~870°C），推荐‌≥900°C‌固溶处理（快冷）。

‌三、工艺评定（WPS/PQR）要求‌
      WPS必须明确PWHT参数‌：
温度范围、保温时间、升温/降温速率需在焊接工艺规程（WPS）中规定。

WPS必须明确说明是否需要PWHT，并规定：

热处理温度范围（如600–650°C）
保温时间（通常基于厚度，如1小时/25mm，最小1小时）
加热/冷却速率（如≤200°C/h加热，≤150°C/h冷却）
如果WPS要求PWHT，则PQR必须包含相同的PWHT条件（QW-200.2）。
PQR需匹配实际热处理‌：
工艺评定试件（PQR）的PWHT参数‌不得宽松于WPS‌（QW-407.4）。
若WPS要求PWHT，PQR试件‌必须经历相同或更严格的热处理‌（如保温时间延长±10%需重新评定）。
      PQR（焊接工艺评定）中的PWHT要求（QW-200, QW-250）
如果实际焊接工艺需要PWHT，则PQR必须进行相同的PWHT，以证明焊接接头在热处理后仍能满足力学性能（如拉伸、冲击、弯曲试验）。
PWHT参数（温度、时间、冷却速率）必须与实际生产一致，或更严格（如更高温度或更长保温时间）。
如果PQR未进行PWHT，则WPS也不能要求PWHT（除非有替代依据）。
‌四、局部PWHT的特殊规则‌（QW-407.3）
加热带宽度‌：
≥焊缝宽度 + 2×√(筒体半径×壁厚)，且‌最小150mm‌。
温度梯度控制‌：
热电偶布置需保证‌加热区外300mm内温差≤110°C‌。‌
记录要求‌：
连续监控并记录温度曲线（QW-482）。

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‌五、豁免情况（非强制PWHT）‌‌
薄壁材料‌：
碳钢（P-No.1）厚度≤‌19mm‌（QW-451.1）。
某些奥氏体不锈钢（如304、316）通常不需要PWHT，除非有特殊要求（如氢脆敏感环境）。
薄壁材料（如<1/4英寸/6mm） 可能不需要PWHT，但需符合具体规范（如ASME B31.3）。
如果PQR/WPS未做PWHT，则实际生产也不能做（除非有替代依据）。
特定焊材/工艺‌：
使用AWS A5.20 E71T-G焊材的气保护药芯焊（FCAW-G）且厚度≤30mm（见QW-451例外）。

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‌六、记录与检验‌
温度曲线记录‌（QW-482）：
热电偶编号、位置、实时温度、保温时间需存档。
硬度测试‌（可选）：
按QW-422要求，焊缝/HAZ硬度‌≤225 HB‌（碳钢）或‌≤241 HB‌（合金钢）。

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‌示例：碳钢容器PWHT流程‌

‌步骤‌	‌参数‌
升温速率	≤220°C/h × √(25/厚度)
保温温度	620±15°C
保温时间	2.5小时（壁厚64mm）
降温速率	≤275°C/h（至400°C后空冷）
硬度验收	≤225 HB（测试点≥2处）

冲击试验（如适用）必须在PWHT后进行（如低温工况）。
注‌：最终执行需结合具体产品标准（如ASME VIII、B31.3）及设计文件要求，必要时咨询授权检验师（AI）。
来源：钢铁裁缝之焊接和涂装

ASME IX中焊后热处理要求

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WPS必须明确PWHT参数‌：