La soldadura crea tensiones térmicas y mecánicas que pueden provocar distorsiones, corrosión o fallos en los metales soldados. Los tratamientos térmicos posteriores a la soldadura, como el recocido por disolución y el revenido, modifican la microestructura del metal para aliviar las concentraciones de tensiones que se forman tras la soldadura y, en última instancia, aumentar la vida útil.
La PWHT puede realizarse de varias formas en función de la escala del proyecto y las condiciones del emplazamiento. Los hornos funcionan mejor cuando se tratan componentes más grandes, como recipientes a presión; las almohadillas de calentamiento por resistencia y las bobinas de inducción funcionan mejor para tratar zonas de soldadura específicas, como tuberías.
Alivio del estrés
El alivio de tensiones es un componente integral de muchos códigos de recipientes a presión y tuberías. El método PWHT consiste en calentar gradualmente toda una estructura de acero soldada hasta alcanzar su temperatura máxima, lo que permite la expansión y liberación de las tensiones residuales de soldadura. La PWHT también puede reducir los niveles de dureza para mejorar la tenacidad y la ductilidad.
La PWHT es necesaria debido a la formación de altas tensiones internas en las estructuras soldadas que superan las tensiones de diseño, debido a los gradientes térmicos que surgen durante la soldadura del metal de soldadura y el material base. La PWHT consiste en calentar las soldaduras hasta sus temperaturas PWHT durante un tiempo determinado antes de enfriarlas uniformemente; conocer su temperatura PWHT para acero aleado garantiza unos resultados óptimos de calentamiento y enfriamiento; seleccionarla cuidadosamente conducirá a unos resultados satisfactorios.
Modificaciones microestructurales
La PWHT altera la composición del metal de soldadura de forma que aumenta la resistencia al impacto. Las observaciones SEM revelaron precipitados secundarios en forma de aguja y granulares en el metal de soldadura que se identificaron mediante difracción de electrones de área seleccionada como "carburos MC", con sus relaciones de orientación cúbica cubo sobre cubo con la matriz.
Lan et al investigaron el impacto de la soldadura y la PWHT en la microestructura del Hastelloy N de grado 760 MPa. Las soldaduras de ambas técnicas revelaron martensita en listón con constituyentes de microcarburo dispersos; las realizadas con soldaduras LBW presentaban bainita gruesa. Tras el tratamiento PWHT, muchas partículas de carburo MC se fragmentaron y se redistribuyeron por toda la soldadura, creando bainita gruesa granular rica en V, Ni y Mo.
Guo et al estudiaron el efecto de la soldadura láser sin metal de aportación en la microestructura del acero S960MC. Las probetas soldadas mostraban una microestructura SCHAZ, consistente en bainita inferior; ICHAZ con regiones de alto contenido en carbono y martensita autotemplada; y FGHAZ que presentaba una estructura de grano grande.
Resistencia a la corrosión
La corrosión es un proceso orgánico en el que los metales reaccionan con los elementos ambientales para corroer sus propiedades y su integridad, hasta dejar de ser funcionales y degradar su estructura con el paso del tiempo. Los materiales resistentes a la corrosión, como el acero inoxidable, el aluminio y el titanio, se han desarrollado específicamente para contrarrestar este proceso de deterioro.
Algunos materiales, como el acero inoxidable, tienen una resistencia incorporada a la corrosión debido a su composición química. El cromo en su aleación crea una fina capa protectora de óxido en su superficie que mantiene el oxígeno fuera e impide que llegue al interior del metal, evitando así la formación de óxido. Además, esta capa de óxido pasiva y autorregenerativa vuelve a crecer si se producen arañazos o el metal se raya o daña.
La tecnología de soldadura PWHT se utiliza para minimizar las tensiones durante los procesos de soldadura, que pueden contribuir a la corrosión en aceros inoxidables y otras aleaciones. Al mitigar dichas tensiones y mejorar la resistencia contra la corrosión en las estructuras soldadas, la PWHT puede mitigarlas y aumentar la resistencia al desgaste de las soldaduras aleadas reduciendo las tensiones residuales, mejorando la distribución de los elementos de aleación y disminuyendo las porosidades en las soldaduras, lo que aumenta la resistencia a la corrosión.
Durabilidad
La durabilidad es de suma importancia cuando se construyen puentes y plataformas marinas, y el tratamiento térmico previo y posterior a la soldadura garantiza que su proyecto pueda soportar temperaturas extremas, corrosión, fatiga y otras fuerzas sin romperse ni degradarse con el tiempo.
La PWHT ayuda a prevenir el agrietamiento inducido por hidrógeno, reducir los gradientes térmicos, mejorar la soldabilidad y la calidad de la soldadura, aumentar la ductilidad, templar la zona de soldadura y proteger a los soldadores. Además, la PWHT puede reducir las salpicaduras y la distorsión de la soldadura, lo que aumenta la productividad.
Las temperaturas de PWHT dependen de la composición del material y de las condiciones de servicio, como los ciclos térmicos, la exposición a la corrosión y la carga de fatiga. Un control deficiente de la temperatura compromete la integridad de la soldadura y reduce la eficacia del tratamiento; no hacerlo antes de tiempo podría provocar el fallo de la soldadura o reducir significativamente su eficacia. Cuando se trabaja con diferentes metales, es especialmente crucial que los gradientes y la distribución del calor se mantengan bajo control, de modo que cada parte de la soldadura reciba su temperatura objetivo para una soldadura sin distorsiones, fisuras, corrosión o agrietamiento y garantizar la formación de perlita o ferrita. TEAM ofrece ciclos de calentamiento precisos a través de ciclos de calentamiento por resistencia, inducción y llama que garantizan que cada centímetro y rincón reciba sus ciclos de calentamiento deseados para que no se produzcan gradientes y la distribución del calor garantiza que cada parte de la soldadura reciba los ciclos de calentamiento deseados para minimizar los gradientes y la distribución del calor para lograr la mejor calidad y eficacia de soldadura posible para diferentes metales. Para cumplir con los ciclos de calentamiento precisos de TEAM (resistencia, inducción o llama) se maximizan los ciclos de calentamiento uniformes para minimizar los gradientes y la distribución del calor para garantizar que todas las áreas reciban la temperatura deseada reduciendo así la distorsión, la formación de corrosión por agrietamiento a la vez que se fomenta la formación de perlita fina/ferrita/corrosión, etc.
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