Desde la edici\u00f3n de 2014 de la norma ASME B31.3, las tuber\u00edas de acero al carbono de gran espesor est\u00e1n exentas de los requisitos de tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura (PWHT), siendo solo necesaria la soldadura en varias pasadas y sin que se requiera precalentamiento. Se han planteado dudas sobre si dichas exenciones pueden suponer un riesgo para la seguridad.<\/p>\n
El presente documento, patrocinado por el EPRI y redactado por miembros del equipo del RRAC, tiene por objeto respaldar los cambios en los requisitos m\u00ednimos de temperatura para el PWHT establecidos en las normas B31.1 y B31.3, as\u00ed como cambios similares en otras partes de las normas.<\/p>\n
Los requisitos m\u00ednimos de temperatura de precalentamiento de la norma ASME B31.3 var\u00edan considerablemente de una norma a otra, lo que posiblemente refleje las diferentes condiciones de servicio que aborda cada una de ellas. Surgen preocupaciones reales cuando los requisitos de una norma parecen excesivos desde un punto de vista t\u00e9cnico; un ejemplo de ello son los requisitos de tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura (PWHT) para los materiales de acero al carbono.<\/p>\n
El requisito de temperatura para el PWHT establecido por la norma se aproxima a las temperaturas cr\u00edticas inferiores de los aceros al carbono, lo que podr\u00eda provocar grietas por recalentamiento en las zonas de soldadura y debilitar significativamente su resistencia. Sin embargo, diversos estudios han revelado que la dureza y la tenacidad de las soldaduras P n.\u00ba 4 pueden mantenerse tras el PWHT a temperaturas inferiores a las especificadas en los requisitos actuales del c\u00f3digo.<\/p>\n
Aunque pueda haber cierta preocupaci\u00f3n, existe un firme apoyo a mantener los requisitos actuales de precalentamiento y PWHT para la norma P n.\u00ba 4. Un estudio patrocinado por el EPRI revel\u00f3 que el PWHT podr\u00eda realizarse a temperaturas inferiores a las exigidas actualmente en las normas B31.1 y B31.3, sin dejar de obtener propiedades aceptables del material, lo que proporcionar\u00eda una mayor flexibilidad de dise\u00f1o, un mayor margen de seguridad para las uniones de materiales diferentes y eliminar\u00eda la formaci\u00f3n de grietas en las zonas de soldadura de los materiales P n.\u00ba 4 susceptibles a ello.<\/p>\n
La norma ASME B31.3 exige que los materiales alcancen una temperatura m\u00ednima de precalentamiento a partir de la cual pueda iniciarse el tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura (PWHT). El PWHT es un proceso controlado en el que las piezas soldadas se calientan por debajo de su temperatura cr\u00edtica inferior de transformaci\u00f3n durante un tiempo determinado para reducir las tensiones residuales y los cambios microestructurales provocados por la soldadura; adem\u00e1s, puede contribuir a aumentar la dureza al potenciar los procesos de endurecimiento durante el tratamiento PWHT.<\/p>\n
La edici\u00f3n de 2014 de la norma ASME B31.3 introdujo varias modificaciones importantes en sus requisitos de tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura (PWHT) para las tuber\u00edas de proceso, en particular para las estructuras soldadas de acero al carbono que cumplen los requisitos de la Secci\u00f3n VIII, Divisi\u00f3n 1, de la ASME, las cuales anteriormente requer\u00edan un recocido posterior a la soldadura (PWA).<\/p>\n
Este cambio se llev\u00f3 a cabo a petici\u00f3n de la RRAC, que se\u00f1al\u00f3 que las temperaturas de PWHT establecidas en las normas ASME B31.1 y B31.3 se acercan a las temperaturas cr\u00edticas inferiores de transformaci\u00f3n de sus materiales, lo que provoca p\u00e9rdidas innecesarias de capacidad de endurecimiento debido al sobrecalentamiento. Para abordar este problema, el informe recomend\u00f3 modificar los requisitos del PWHT para situarlos entre 1200 y 1300 \u00b0F. Adem\u00e1s, se deber\u00eda establecer un m\u00e1ximo de 150 grados por encima de la temperatura del PWHT, en mayor consonancia con los requisitos de la norma BS 2633.<\/p>\n
Tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura (PWHT) de tuber\u00edas de acero al carbono. Su objetivo es evitar la formaci\u00f3n de grietas inducidas por factores ambientales en las uniones de las tuber\u00edas de acero al carbono, as\u00ed como reducir las tensiones residuales generadas por la soldadura y aumentar la tenacidad del metal de soldadura. Adem\u00e1s, el PWHT ayuda a mitigar el deterioro ambiental y a proteger contra la corrosi\u00f3n.<\/p>\n
Los requisitos de PWHT var\u00edan seg\u00fan la norma y el grupo de materiales. Por ejemplo, la norma B31.3 especifica tiempos m\u00ednimos de mantenimiento del calor de 15 minutos para los aceros de baja aleaci\u00f3n y de 20 minutos para los aceros 2.25%Cr-1%Mo, respectivamente, en funci\u00f3n de los niveles m\u00e1ximos de carbono y los espesores de soldadura permitidos dentro de cada grupo; este requisito de tiempo m\u00ednimo de mantenimiento se aplica por igual tanto a las soldaduras de una sola pasada como a las de varias pasadas.<\/p>\n
Es posible que el PWHT no siempre sea necesario; por ejemplo, en el caso de los recipientes de acero soldados, como los dep\u00f3sitos de almacenamiento de petr\u00f3leo. Aunque est\u00e1n dise\u00f1ados para soportar presiones de hasta 5.000 psi, sigue existiendo el riesgo de rotura fr\u00e1gil debido a los gradientes de temperatura extremos y a las tensiones en las uniones soldadas.<\/p>\n
Los procesos de PWHT pueden resultar costosos e inc\u00f3modos; por este motivo, algunas jurisdicciones establecen exenciones para las tuber\u00edas de acero al carbono. Adem\u00e1s, los requisitos de la serie de normas B31.3 tienen por objeto lograr un equilibrio eficaz entre la seguridad y la eficiencia en lo que respecta a los requisitos de PWHT.<\/p>\n
La norma ASME B31.3 es una norma nacional estadounidense que establece los requisitos para las tuber\u00edas utilizadas en refiner\u00edas de petr\u00f3leo; plantas qu\u00edmicas, farmac\u00e9uticas, de hidr\u00f3geno, textiles, de papel y celulosa; reactores nucleares; plantas de semiconductores, as\u00ed como en instalaciones de generaci\u00f3n de energ\u00eda; estaciones de compresi\u00f3n de gas natural y centrales el\u00e9ctricas. Aborda los materiales y componentes para el dise\u00f1o, la fabricaci\u00f3n, el montaje, la instalaci\u00f3n, la inspecci\u00f3n y los ensayos de las tuber\u00edas.<\/p>\n
Al igual que en el caso de las soldaduras, las temperaturas de precalentamiento deben ajustarse en funci\u00f3n del espesor de cada soldadura. Las soldaduras finas pueden requerir temperaturas de precalentamiento m\u00e1s bajas que las soldaduras m\u00e1s gruesas; sin embargo, el tiempo necesario para cada fase se mantiene constante.<\/p>\n
Antes de la revisi\u00f3n, los l\u00edmites obligatorios de espesor de las soldaduras para el tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura (PWHT) se establec\u00edan bas\u00e1ndose en las buenas pr\u00e1cticas de ingenier\u00eda y en la experiencia. Dado que la mec\u00e1nica de la fractura ha avanzado desde que se establecieron inicialmente estos l\u00edmites \u2014lo cual se hizo de acuerdo con las buenas pr\u00e1cticas de ingenier\u00eda y la experiencia\u2014, estos se han revisado a la luz de las curvas de exenci\u00f3n calculadas basadas en la tenacidad, que exigen requisitos de espesor m\u00ednimo de pared m\u00e1s elevados en los aceros al carbono que sus equivalentes anteriores.<\/p>\n
En la mayor\u00eda de los casos, la soldadura con PWHT exige actualmente un espesor m\u00e1ximo de soldadura de 19 mm, lo que supone un valor significativamente inferior al establecido en los c\u00f3digos estructurales generales \u2014como la norma BS 5400 para puentes\u2014 u otros c\u00f3digos especializados, como la norma ASME B31.1, que regula los recipientes a presi\u00f3n y las tuber\u00edas de energ\u00eda, y la norma API 650, que regula la construcci\u00f3n de grandes dep\u00f3sitos de almacenamiento.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Desde la edici\u00f3n de 2014 de la norma ASME B31.3, las tuber\u00edas gruesas de acero al carbono est\u00e1n exentas de los requisitos de tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura (PWHT), ya que solo se requiere soldadura de varias pasadas y no es necesario precalentamiento. Ha surgido la preocupaci\u00f3n de que estas exenciones puedan resultar inseguras. Este documento, patrocinado por EPRI y redactado por miembros del equipo RRAC, pretende ... <\/p>\n