Post Weld Heat Treatment (PWHT)

Proses pemanasan dan pendinginan pada suatu logam / metal / steel yang dikontrol pada nilai tertentu dan dilakukan setelah proses pengelasan untuk meningkatkan sifat mechanical dan struktur material tanpa mengubah bentuk fisik dari produk itu sendiri . Dalam steel fabrication,  PWHT umumnya dikenal sebagai stress relieving.

A. Faktor Utama Dilakukannya PWHT

Proses welding adalah salah satu proses penting dalam pembuatan pressure vessel. Temperatur leleh pada weld pool (area lasan) selama proses welding adalah sekitar 1800°C yang muncul secara cepat dan kontinyu. Ketika proses welding ini selesai, maka pada weld pool tadi akan mengalami proses rapid cooling (pendinginan cepat) sehingga terjadi penyusutan yang akan menimbulkan Residual Stress (tegangan sisa). Hal ini yang menjadikan faktor utama dilakukannya PWHT.

Residual Stress timbul karena :

– Sebagian besar area yang tidak terkena proses welding berada pada ambient temperatur.

– Thermal gradient pada setiap layer welding (tingkatan pengelasan)

– Perbedaan temperatur antara welding area dengan area yang terpengaruh panas (Heat Affected Zone) juga menyebabkan thermal gradient.

– Rapid cooling dan perubahan fase terjadi di dalam macrostructure sehingga menyebabkan terjadinya perubahan mechanical properties menjadi lebih lemah dan getas.

B. ASME Code Standard yang mengatur PWHT

Standard Code PWHT untuk Pressure Vessel terangkum dalam ASME Section VIII Div 1 Latest Edition, pada sub :

1. UW-40 (PROCEDURES FOR POSTWELD HEAT TREATMENT)

2. UCS-56 (REQUIREMENT FOR POSTWELD HEAT TREATMENT)

3. Table UCS-56 (POSTWELD HEAT TREATMENT REQUIREMENTS FOR CARBON AND LOW ALLOY STEELS)

Dalam code tersebut diatur mengenai thickness limitation, heat and cooling temperature rate kemudian holding time yang digunakan dalam proses PWHT Pressure Vessel.

                                          PWHT Chart

C. Macam-macam Metode PWHT

1. Gas Firing in A Stationary Furnace (Fixed Furnace)

                                     Fixed Furnace

– Banyak digunakan oleh fabrikator dan merupakan jenis PWHT yang membutuhkan tempat besar dan biaya tinggi

– Menggunakan Oil Fuel maupun Gas Fuel

– Menggunakan thermocouple elements untuk mengetahui temperatur heating

2. Gas Firing or Electrical Heating in Temporary Furnaces

                                        Temporary Furnace

– Untuk menghindari cost dalam mengirimkan produk dari lokasi fabrikasi ke plant/site

– Memungkinkan untuk meminimalkan gap antara permukaan pressure vessel dengan dinding furnace, dan memungkinkan untuk melakukan dengan heating dan cooling dengan cepat

– Proses heating bisa melalui heat resistance elements yang diletakkan di lantai atau menggunakan gas burner yang ditempatkan pada setiap sudut furnace dan dijaga jangan sampai mengenai langsung permukaan pressure vessel

3. Localized PWHT

                                Local PWHT

– Metode yang banyak dipakai adalah memanaskan dengan electrical resistance heating. Ceramic beaded heating coil dililitkan disekitar area welding. Temperature gradient dikontrol oleh arus listrik.

– Metode lain yang popular adalah induction heating, meskipun cost dari
metode ini cukup mahal. Proses ini merupakan proses yang paling
bersahabat terhadap welder. Tidak seperti pada resistance heating, pada
induction heating pipa akan ikut menjadi panas sehingga temperature gradient
seragam.