Post-Weld Tratamento térmico (PWHT) — D1.1:2025 Requirements
This PWHT Guia explains when Tratamento Térmico Pós-Soldagem enters a Soldagem 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 Requisitos.
D1.1:2025 Clause 5.9 define quando o Tratamento Térmico Pós-Soldagem é pré-qualificado. Clause 7.8 rege o procedimento de alívio de tensão: Temperatura de patamar 1100–1200°F [600–650°C], taxa de aquecimento não excedendo 400°F/hr acima de 800°F, temperatura de entrada não excedendo 800°F, Taxa de Resfriamento não excedendo 500°F/hr acima de 800°F.
Quando o TTPS é Exigido Pela D1.1:2025
O TTPS não é automaticamente exigido pela D1.1. Deve ser especificado nos Documentos contratuais. Quando especificado, pode ser pré-qualificado sob a Clause 5.9 ou pode ser um requisito de alívio de tensão da Clause 7.8 aplicado fora da estrutura da EPS pré-qualificada.
O Engenheiro especifica o TTPS quando as tensões residuais da Soldagem devem ser reduzidas — tipicamente para aplicações onde a estabilidade dimensional, a suscetibilidade à Corrosão sob Tensão ou os requisitos de serviço do material o exigem. A D1.1 não define as condições de serviço que acionam o TTPS; esse julgamento pertence ao Engenheiro Responsável. A D1.1 define o procedimento quando o TTPS é exigido.
Clause 5.9 — Pré-qualificação de TTPS
Uma EPS utilizando TTPS é pré-qualificada sob a Clause 5.9 somente quando todas as cinco condições são atendidas:
(1) Limite de Escoamento — O Limite de Escoamento Mínimo especificado do Metal de Base não excede 50 ksi [345 MPa].
(2) Tipo de aço — O aço não é temperado e revenido (Q&T), temperado e auto-revenido (QST), processo termomecanicamente controlado (TMCP) ou trabalhado a frio para produzir Propriedades mecânicas aprimoradas. Essas condições metalúrgicas são sensíveis a Temperaturas elevadas e o TTPS pode degradá-las.
(3) Requisitos CVN — A EPS não é exigida para atender aos requisitos de Tenacidade ao Impacto Charpy V-notch (CVN). O TTPS pode alterar a tenacidade do Metal de Solda de maneiras que exigem Ensaio de qualificação específico.
(4) Dados do Metal de Solda — Dados de Propriedades mecânicas do Metal de Solda estão disponíveis para a condição pós-TTPS do fabricante do Metal de Adição ou de Ensaio de qualificação anterior.
(5) Conformidade do procedimento — O TTPS é conduzido de acordo com a Clause 7.8.
Se alguma dessas cinco condições não for atendida, a EPS deve ser qualificada por teste de acordo com a Clause 4.
Clause 7.8.1 — Aços Não Recomendados para TTPS
Aços Q&T, QST, endurecidos por precipitação (PH) e TMCP não são recomendados para TTPS sob a Clause 7.8.1. As Temperaturas elevadas do TTPS podem alterar a condição metalúrgica que esses aços foram fabricados para alcançar, reduzindo o Limite de Escoamento, a Resistência à Tração ou a Tenacidade ao Impacto abaixo dos valores Mínimos especificados.
Se o TTPS for exigido em qualquer um desses tipos de aço, o procedimento deve ser desenvolvido de acordo com as recomendações do fabricante do aço e está sujeito à aprovação do Engenheiro. A rota pré-qualificada da Clause 5.9 não está disponível para esses aços — um teste de qualificação é exigido.
Clause 7.8.2 — Requisitos de Procedimento de TTPS
O procedimento de TTPS deve ser escrito e deve incluir os seguintes elementos por 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 ÷ Máximo metal Espessura (in) [≤560°C/hr ÷ cm]; Mínimo 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 de Espessura: As fórmulas de taxa de aquecimento e resfriamento usam a Espessura Máxima do metal na seção da soldagem que está sendo Tratada Termicamente. Para uma chapa de 2 polegadas de Espessura, a taxa de aquecimento Máxima acima de 800°F seria 400 ÷ 2 = 200°F/hr. A fórmula produz automaticamente taxas mais lentas para seções mais espessas, reduzindo gradientes térmicos e o risco de Distorção ou trincas durante o ciclo de Tratamento Térmico.
TTPS Alternativo (Clause 7.8.3.3)
Temperaturas mais baixas com tempos de patamar mais longos são permitidas de acordo com a Table 7.3. Isso proporciona flexibilidade quando a Temperatura de patamar padrão de 1100°F [600°C] não é alcançável ou seria prejudicial ao material. As combinações alternativas de Temperatura-tempo na Table 7.3 devem ser seguidas exatamente — o tempo de patamar aumenta à medida que a Temperatura diminui abaixo da faixa padrão. Esta rota pode ser útil para Tratamento Térmico em campo onde a precisão da Temperatura do forno é limitada.
Comparação de TTPS Multi-Norma
Os requisitos de TTPS variam significativamente entre os Códigos de Soldagem. As faixas de Temperatura, tempos de patamar e a natureza obrigatória versus opcional diferem com base no escopo do Código e nos materiais cobertos.
| Aspect | D1.1:2025 | ASME VIII | API 650 |
|---|---|---|---|
| When required | Only when specified in Documentos contratuais (Clause 5.9) | Mandatory per UCS-56 based on P-Number, thickness, and service | Required per Tabela 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 |
TTPS ASME VIII (UCS-56)
Ao contrário da D1.1, a Seção VIII Divisão 1 do ASME torna o TTPS obrigatório para muitas combinações de material/Espessura — o engenheiro não precisa especificá-lo separadamente. UCS-56 fornece uma Tabela que determina os requisitos de TTPS com base no Número P, Espessura nominal e Temperatura de Pré-aquecimento Mínima. Para aços carbono P-Number 1, o TTPS é geralmente exigido para Espessuras que excedem 1.5 polegadas (38 mm), a menos que isento de acordo com UCS-56(b). Para aços-liga P-Number 3 e superiores, os limites de TTPS são mais baixos — frequentemente exigidos para qualquer Espessura.
O ASME VIII também permite isenções de TTPS quando condições específicas são atendidas, incluindo: limites Máximos de teor de carbono, manutenção do Pré-aquecimento acima das Temperaturas Mínimas e uso de Metais de Adição específicos que produzem depósitos de solda de Baixo Hidrogênio. Essas isenções são cuidadosamente definidas em UCS-56 e devem ser documentadas nos registros de Fabricação.
TTPS para Aços Cr-Mo e P91
Aços cromo-molibdênio (P-Number 4, 5A, 5B) e aços 9Cr-1Mo-V (P-Number 15E) exigem TTPS sob praticamente todos os Códigos de construção. Os parâmetros de TTPS são específicos do material e devem ser precisamente controlados:
- P-Number 4 (1-2% Cr): Código 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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Ask FluxPrincipais Conclusões
- 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 Taxa de Resfriamento 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-Temperatura PWHT is allowed by both D1.1 (
Table 7.3) and ASME VIII (UCS-56) with longer holding times.
"O TTPS é o requisito mais comumente superespecificado e subentendido na Fabricação estrutural. Sob a D1.1, se os Documentos contratuais não o exigem, ele não é necessário — independentemente da Espessura do material."
D1.1:2025 Clause 5.9 defines PWHT as a Pré-qualificado condition only when specified by the Engineer in the contract documents
Perguntas Frequentes
A D1.1:2025 não exige automaticamente o TTPS — ele deve ser especificado nos Documentos contratuais pelo Engenheiro. Quando especificado, o TTPS é usado para aliviar tensões residuais de Soldagem. A Clause 5.9 define as condições sob as quais uma EPS de TTPS é pré-qualificada: Limite de Escoamento Mínimo não excedendo 50 ksi, aço não Q&T/QST/TMCP, sem requisitos de tenacidade CVN, dados do Metal de Solda disponíveis para a condição pós-TTPS e o procedimento conduzido de acordo com a Clause 7.8.
De acordo com a D1.1:2025 Clause 7.8.3.2, a Temperatura de patamar do TTPS deve ser de 1100–1200°F [600–650°C]. A soldagem deve ser colocada em um forno não excedendo 800°F [430°C] de acordo com a Clause 7.8.2.3. Acima de 800°F, a taxa de aquecimento não deve exceder 400°F/hr dividida pela Espessura Máxima do metal em polegadas, com um Mínimo de 100°F/hr. O resfriamento acima de 800°F não deve exceder 500°F/hr dividido pela Espessura Máxima; abaixo de 800°F a soldagem pode ser resfriada em ar parado.
De acordo com a D1.1:2025 Clause 7.8.1, aços temperados e revenidos (Q&T), temperados e auto-revenidos (QST), endurecidos por precipitação (PH) e de processo termomecanicamente controlado (TMCP) não são recomendados para TTPS. As Temperaturas elevadas do TTPS podem alterar a condição metalúrgica desses aços e reduzir suas Propriedades mecânicas. Se o TTPS for exigido nesses aços, o procedimento deve ser desenvolvido de acordo com as recomendações do fabricante do aço e aprovado pelo Engenheiro.
A D1.1:2025 Clause 7.8.3.3 permite TTPS alternativo usando Temperaturas mais baixas com tempos de patamar mais longos de acordo com a Table 7.3. Isso proporciona flexibilidade quando a Temperatura de patamar padrão de 1100–1200°F [600–650°C] é impraticável ou potencialmente prejudicial ao material. As combinações alternativas de Temperatura-tempo na Table 7.3 devem ser seguidas exatamente — o tempo de patamar aumenta à medida que a Temperatura diminui abaixo da faixa padrão.
Nem sempre, mas o ASME VIII Divisão 1 torna o TTPS obrigatório para muitas combinações de material/Espessura de acordo com UCS-56. Para aços carbono P-Number 1, o TTPS é geralmente exigido quando a Espessura nominal excede 1.5 polegadas (38 mm). Para aços-liga P-Number 3 e superiores, o TTPS pode ser exigido em qualquer Espessura. Existem isenções de acordo com UCS-56(b) quando condições específicas são atendidas — incluindo limites Máximos de teor de carbono, manutenção do Pré-aquecimento e uso de Metais de Adição de Baixo Hidrogênio. Ao contrário da D1.1, onde o Engenheiro deve especificar o TTPS, o ASME VIII o incorpora nos requisitos do Código.
O ASME VIII UCS-56-11 exige uma Temperatura de patamar Mínima de 1,300 graus Fahrenheit (705 graus Celsius) para aços P-Number 15E (SA-335 P91, SA-213 T91, SA-182 F91). A melhor prática da indústria restringe isso para 1,350 a 1,425 graus Fahrenheit porque a faixa de 1,300 a 1,350, embora legal pelo Código, produz tenacidade inferior. A Temperatura Máxima depende do teor de Ni+Mn do Metal de Adição: 1,455 graus Fahrenheit para Ni+Mn igual ou abaixo de 1.0 por cento, 1,435 graus Fahrenheit para 1.0 a 1.2 por cento. O tempo de patamar Mínimo é de 2 horas para Espessuras de até 5 polegadas. Exceder o Máximo corre o risco de amolecimento abaixo dos requisitos Mínimos de Resistência à Tração. O TTPS do P91 deve ser precisamente controlado e documentado.
Sim. Aços temperados e revenidos (Q e T), temperados e auto-revenidos (QST) e de processo termomecanicamente controlado (TMCP) podem perder Resistência e tenacidade se submetidos a TTPS em Temperaturas que excedam ou se aproximem de sua Temperatura de revenimento original. A D1.1 Clause 7.8.1 adverte especificamente contra o TTPS para esses tipos de aço sem a aprovação do fabricante do aço. Para aplicações ASME, o super-revenimento de aços Cr-Mo ou exceder o limite superior de TTPS para P91 pode produzir uma Microestrutura perigosamente macia que pode não ser detectável por métodos NDE padrão.
Dados de referência da AWS D1.1/D1.1M:2025 e ASME BPVC VIII-1. Não afiliado à AWS ou ASME.