Post-Weld Heat Treatment (PWHT) — D1.1:2025 Requirements
This PWHT Guida explains when Trattamento Termico dopo Saldatura enters a Saldatura job, what information must be controlled, and why the decision should be tied to the governing contract and procedure package. Use it to separate general thermal-treatment language from project-specific hold, heating, and cooling Requisiti.
D1.1:2025 Clause 5.9 definisce quando il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) è prequalificato. Clause 7.8 regola la procedura di distensione: Temperatura di mantenimento 1100–1200°F [600–650°C], velocità di riscaldamento non superiore a 400°F/hr sopra 800°F, Temperatura di ingresso non superiore a 800°F, Velocità di Raffreddamento non superiore a 500°F/hr sopra 800°F.
Quando è richiesto il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) secondo D1.1:2025
Il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) non è automaticamente richiesto da D1.1. Deve essere specificato nei documenti contrattuali. Quando specificato, può essere prequalificato secondo Clause 5.9 o può essere un requisito di distensione di Clause 7.8 applicato al di fuori del quadro della Prequalified WPS.
L'Ingegnere specifica il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) quando le tensioni residue dalla Saldatura devono essere ridotte — tipicamente per applicazioni in cui la stabilità dimensionale, la suscettibilità alla Stress Corrosion Cracking o i requisiti di servizio del materiale lo richiedono. D1.1 non definisce le condizioni di servizio che innescano il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT); tale giudizio spetta all'Ingegnere Responsabile. D1.1 definisce la procedura quando il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) è richiesto.
Clause 5.9 — Prequalificazione del Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT)
Una WPS che utilizza il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) è Prequalified secondo Clause 5.9 solo quando sono soddisfatte tutte e cinque le condizioni:
(1) Yield Strength — La Yield Resistenza minima specificata del Metallo Base non supera 50 ksi [345 MPa].
(2) Tipo di acciaio — L'acciaio non è bonificato (Q&T), bonificato e auto-temprato (QST), processo a controllo termomeccanico (TMCP) o lavorato a freddo per produrre proprietà meccaniche migliorate. Queste condizioni metallurgiche sono sensibili alle alte Temperatura e il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) può degradarle.
(3) Requisiti CVN — La WPS non è richiesta per soddisfare i requisiti di Impact Toughness Charpy V-notch (CVN). Il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) può alterare la tenacità del Metallo di Saldatura in modi che richiedono specifici Qualification Prova.
(4) Dati del Metallo di Saldatura — I dati delle proprietà meccaniche del Metallo di Saldatura sono disponibili per la condizione post-Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) dal produttore del Metallo d'Apporto o da precedenti Qualification Testing.
(5) Compliance della procedura — Il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) è condotto in conformità con Clause 7.8.
Se una qualsiasi di queste cinque condizioni non è soddisfatta, la WPS deve essere qualificata mediante test secondo Clause 4.
Clause 7.8.1 — Acciai non raccomandati per il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT)
Gli acciai Q&T, QST, induriti per precipitazione (PH) e TMCP non sono raccomandati per il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) secondo Clause 7.8.1. Le alte Temperature del Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) possono alterare la condizione metallurgica che questi acciai sono stati fabbricati per ottenere, riducendo la Yield Strength, la Tensile Strength o l'Impact Toughness al di sotto dei valori minimi specificati.
Se il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) è richiesto su uno qualsiasi di questi tipi di acciaio, la procedura deve essere sviluppata in conformità con le raccomandazioni del produttore dell'acciaio ed è soggetta all'approvazione dell'Ingegnere. Il percorso Prequalified di Clause 5.9 non è disponibile per questi acciai — è richiesto un Qualification Testing.
Clause 7.8.2 — Requisiti della Procedura di Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT)
La procedura di Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) deve essere scritta e deve includere i seguenti elementi secondo Clause 7.8.2:
| Parameter | Requirement |
|---|---|
| Entry temperature | Furnace shall not exceed 800°F [430°C] when weldment is loaded |
| Heating rate above 800°F | ≤400°F/hr ÷ Massimo metal Spessore (in) [≤560°C/hr ÷ cm]; Minimo 100°F/hr [55°C/hr] |
| Holding temperature | 1100–1200°F [600–650°C] per Clause 7.8.3.2 |
| Holding time | Per Clause 7.8.3.2 (minimum time based on thickness) |
| Cooling rate above 800°F | ≤500°F/hr ÷ maximum thickness (in) [≤700°C/hr ÷ cm] |
| Cooling below 800°F | Cool in still air |
| Thermocouple locations | Must be specified in the procedure |
| Heating method | Must be specified in the procedure |
Nota sullo Spessore: Le formule della velocità di riscaldamento e della Velocità di Raffreddamento utilizzano lo Spessore massimo del Metallo nella sezione del giunto saldato sottoposta a Trattamento Termico. Per una piastra di 2 pollici di Spessore, la velocità di riscaldamento massima sopra 800°F sarebbe 400 ÷ 2 = 200°F/hr. La formula produce automaticamente velocità più lente per sezioni più spesse, riducendo i gradienti termici e il rischio di Distortion o cricche durante il ciclo di Trattamento Termico.
Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) Alternativo (Clause 7.8.3.3)
Temperature più basse con tempi di mantenimento più lunghi sono consentite secondo Table 7.3. Ciò offre flessibilità quando la Temperatura di mantenimento Norma di 1100°F [600°C] non è raggiungibile o sarebbe dannosa per il materiale. Le combinazioni alternative Temperatura-tempo in Table 7.3 devono essere seguite esattamente — il tempo di mantenimento aumenta al diminuire della Temperatura al di sotto dell'intervallo Standard. Questo percorso può essere utile per il Trattamento Termico in campo dove la precisione della Temperatura del forno è limitata.
Confronto del Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) tra diverse Norme
I requisiti di Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) variano significativamente tra i Codici di Saldatura. Gli intervalli di Temperatura, i tempi di mantenimento e la natura obbligatoria o facoltativa differiscono in base all'ambito del Codice e ai materiali coperti.
| Aspect | D1.1:2025 | ASME VIII | API 650 |
|---|---|---|---|
| When required | Only when specified in contract documents (Clause 5.9) | Mandatory per UCS-56 based on P-Number, thickness, and service | Required per Tabella 6-1 based on nominal thickness |
| Temperature range | 1100–1200°F (600–650°C) per Clause 7.8 | 1100–1250°F for P-No. 1; varies by P-Number (UCS-56 Table) | 1100–1175°F (593–635°C) |
| Holding time | 1 hr per inch of thickness (Clause 7.8.3.1) | 1 hr/inch for ≤2 in; 2 hr + 15 min per additional inch above 2 in (UCS-56) | 1 hr per inch, 15 min minimum |
| Heating rate limit | 400°F/hr ÷ thickness (above 800°F) | No specific rate mandated (good practice: ≤400°F/hr) | No specific rate mandated |
| Cooling rate limit | 500°F/hr ÷ thickness (above 800°F) | No specific rate mandated above 800°F | No specific rate mandated |
| Alternative temps | Yes — Table 7.3 (lower temp, longer hold) |
Yes — lower temps permitted with longer holding per UCS-56 | Limited alternatives per Section 6.4 |
Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) ASME VIII (UCS-56)
A differenza di D1.1, ASME Sezione VIII Divisione 1 rende il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) obbligatorio per molte combinazioni materiale/Spessore — l'ingegnere non ha bisogno di specificarlo separatamente. UCS-56 fornisce una Tabella che determina i requisiti di Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) in base al P-Number, allo Spessore nominale e alla Temperatura di Preriscaldo Minimo. Per gli acciai al carbonio P-Number 1, il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) è generalmente richiesto per Spessori superiori a 1.5 pollici (38 mm) a meno che non sia esente secondo UCS-56(b). Per gli acciai legati P-Number 3 e superiori, le soglie di Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) sono inferiori — spesso richieste per qualsiasi Spessore.
ASME VIII consente anche esenzioni dal Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) quando sono soddisfatte condizioni specifiche, tra cui: limiti Massimi di contenuto di carbonio, mantenimento del Preriscaldo al di sopra delle Temperature Minime e utilizzo di Metalli d'Apporto specifici che producono depositi di Metallo di Saldatura a Basso Idrogeno. Queste esenzioni sono attentamente definite in UCS-56 e devono essere documentate nei registri di Fabrication.
Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) per acciai Cr-Mo e P91
Gli acciai al cromo-molibdeno (P-Number 4, 5A, 5B) e gli acciai 9Cr-1Mo-V (P-Number 15E) richiedono il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) in praticamente tutti i Codici di costruzione. I parametri del Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) sono specifici del materiale e devono essere controllati con precisione:
- P-Number 4 (1-2% Cr): Codice minimum 1,200°F (650°C) per UCS-56-3, 1 hr/inch. Mandatory for all thicknesses (with limited exemptions for thin-wall pipe ≤5/8 in).
- P-Number 5A/5B/5C (2.25-9% Cr): Code minimum 1,250°F (675°C) per UCS-56-4, 1 hr/inch. Mandatory for all thicknesses (with limited exemptions for thin-wall pipe ≤5/8 in with ≤3% Cr).
- P-Number 15E (P91): Code minimum 1,300°F (705°C) per ASME VIII UCS-56-11. Industry best practice narrows to 1,350–1,425°F for optimal toughness. Maximum depends on filler Ni+Mn content (1,455°F max for Ni+Mn ≤1.0%). Hold 2 hr minimum. The 1,300–1,350°F range is code-legal but produces inferior toughness.
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- D1.1 PWHT is optional — only required when specified in contract documents. ASME VIII makes it mandatory based on material and thickness.
- D1.1 specifies both heating and Velocità di Raffreddamento limits (400/500°F per hour divided by thickness) — ASME VIII does not mandate specific rates.
- P91 PWHT is critical — code minimum is 1,300°F (UCS-56-11), best practice is 1,350–1,425°F. Errors in either direction cause in-service failures that may not be detectable by NDE.
- Alternative lower-temperature PWHT is allowed by both D1.1 (
Table 7.3) and ASME VIII (UCS-56) with longer holding times.
"Il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) è il requisito più comunemente sovra-specificato e meno compreso nella Structural Fabrication. Secondo D1.1, se i documenti contrattuali non lo richiedono, non è obbligatorio — indipendentemente dallo Spessore del materiale."
D1.1:2025 Clause 5.9 defines PWHT as a prequalified condition only when specified by the Engineer in the contract documents
Domande Frequenti
D1.1:2025 non richiede automaticamente il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) — deve essere specificato nei documenti contrattuali dall'Ingegnere. Quando specificato, il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) viene utilizzato per alleviare le tensioni residue di Saldatura. Clause 5.9 definisce le condizioni in base alle quali una WPS di Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) è Prequalified: Yield Strength Minima non superiore a 50 ksi, acciaio non Q&T/QST/TMCP, nessun requisito di tenacità CVN, dati del Metallo di Saldatura disponibili per la condizione post-Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) e la procedura condotta secondo Clause 7.8.
Secondo D1.1:2025 Clause 7.8.3.2, la Temperatura di mantenimento del Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) deve essere 1100–1200°F [600–650°C]. Il giunto saldato deve essere posto in un forno che non superi 800°F [430°C] secondo Clause 7.8.2.3. Sopra 800°F, la velocità di riscaldamento non deve superare 400°F/hr divisa per lo Spessore Massimo del Metallo in pollici, con un Minimo di 100°F/hr. Il raffreddamento sopra 800°F non deve superare 500°F/hr divisa per lo Spessore Massimo; sotto 800°F il giunto saldato può essere raffreddato in aria calma.
Secondo D1.1:2025 Clause 7.8.1, gli acciai bonificati (Q&T), bonificati e auto-temprati (QST), induriti per precipitazione (PH) e a processo a controllo termomeccanico (TMCP) non sono raccomandati per il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT). Le alte Temperature del Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) possono alterare la condizione metallurgica di questi acciai e ridurne le proprietà meccaniche. Se il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) è richiesto su questi acciai, la procedura deve essere sviluppata secondo le raccomandazioni del produttore dell'acciaio e approvata dall'Ingegnere.
D1.1:2025 Clause 7.8.3.3 consente un Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) alternativo utilizzando Temperature più basse con tempi di mantenimento più lunghi secondo Table 7.3. Ciò offre flessibilità quando la Temperatura di mantenimento Standard di 1100–1200°F [600–650°C] è impraticabile o potenzialmente dannosa per il materiale. Le combinazioni alternative Temperatura-tempo in Table 7.3 devono essere seguite esattamente — il tempo di mantenimento aumenta al diminuire della Temperatura al di sotto dell'intervallo Standard.
Non sempre, ma ASME VIII Divisione 1 rende il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) obbligatorio per molte combinazioni materiale/Spessore secondo UCS-56. Per gli acciai al carbonio P-Number 1, il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) è generalmente richiesto quando lo Spessore nominale supera 1.5 pollici (38 mm). Per gli acciai legati P-Number 3 e superiori, il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) può essere richiesto a qualsiasi Spessore. Esistono esenzioni secondo UCS-56(b) quando sono soddisfatte condizioni specifiche — inclusi i limiti Massimi di contenuto di carbonio, il mantenimento del Preriscaldo e l'uso di Metalli d'Apporto a Basso Idrogeno. A differenza di D1.1 dove l'Ingegnere deve specificare il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT), ASME VIII lo integra nei requisiti del Codice.
ASME VIII UCS-56-11 richiede una Temperatura di mantenimento Minima di 1.300 gradi Fahrenheit (705 gradi Celsius) per gli acciai P-Number 15E (SA-335 P91, SA-213 T91, SA-182 F91). La migliore pratica industriale restringe questo intervallo a 1.350-1.425 gradi Fahrenheit perché l'intervallo 1.300-1.350, sebbene conforme al Codice, produce una tenacità inferiore. La Temperatura Massima dipende dal contenuto di Ni+Mn del Metallo d'Apporto: 1.455 gradi Fahrenheit per Ni+Mn pari o inferiore all'1.0 percento, 1.435 gradi Fahrenheit per l'1.0-1.2 percento. Il tempo di mantenimento Minimo è di 2 ore per Spessori fino a 5 pollici. Il superamento del Massimo rischia un rammollimento al di sotto dei requisiti di Tensile Strength Minimi. Il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) del P91 deve essere controllato e documentato con precisione.
Sì. Gli acciai bonificati (Q e T), bonificati e auto-temprati (QST) e a processo a controllo termomeccanico (TMCP) possono perdere resistenza e tenacità se sottoposti a Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) a Temperature che superano o si avvicinano alla loro Temperatura di tempra originale. D1.1 Clause 7.8.1 avverte specificamente contro il Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) per questi tipi di acciaio senza l'approvazione del produttore dell'acciaio. Per le applicazioni ASME, un'eccessiva tempra degli acciai Cr-Mo o il superamento del limite superiore di Trattamento Termico dopo Saldatura (PWHT) per il P91 può produrre una Microstruttura pericolosamente morbida che potrebbe non essere rilevabile con i metodi NDE Standard.
Dati di riferimento da AWS D1.1/D1.1M:2025 e ASME BPVC VIII-1. Non affiliato con AWS o ASME.