Especificación de la máquina de tratamiento térmico posterior a la soldadura

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) es una parte integral de la industria de la soldadura y la fabricación. El PWHT ayuda a templar el metal aliviando las tensiones residuales y reduciendo así los riesgos de fractura frágil, corrosión y agrietamiento por tensión.

Los códigos y normas de fabricación exigen a menudo la PWHT para los componentes de acero al carbono, aunque la PWHT supercrítica local por encima de su temperatura crítica de transformación daría lugar a gradientes de temperatura indeseables a través de las temperaturas de espesor.

Temperatura

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT, Post Weld Heat Treatment) es un proceso en el que el metal se calienta y se deja en remojo durante un cierto tiempo para aliviar las tensiones internas inducidas por la soldadura, que de otro modo podrían causar grietas, fatiga o fallos por corrosión bajo tensión del material. El PWHT se exige a menudo en los códigos de construcción y ayuda a cumplir los requisitos para determinados grados o espesores de acero.

Libratherm ofrece controladores PID de rampa de remojo de una o varias zonas para regular con precisión el proceso PWHT. Ambos controladores aceptan termopares con o sin conexión a tierra directamente, proporcionando salidas analógicas/SSR con acción de control PID para rampa, remojo, pasos de enfriamiento para lograr velocidades de calentamiento precisas. Pueden funcionar solos o en cascada (maestro-esclavo); además, una interfaz MODBUS sobre RS-485 opcional proporciona acceso a SCADA, PLC o sistemas de registro de datos.

Los tiempos de impregnación requeridos para los distintos aceros y procedimientos de soldadura varían considerablemente; por ejemplo, la soldadura por resistencia requiere tiempos de impregnación diferentes a los de la soldadura por arco; y este periodo de impregnación también depende de factores como la vida útil deseada y el mecanismo probable de fallo de las soldaduras. Cuando se calientan a esta temperatura durante periodos prolongados, las ZAT y las soldaduras pasan a formar parte de lo que se conoce como banda de inmersión o banda de control del gradiente de temperatura, ya sea axialmente o a lo largo del grosor del tubo.

Tiempo de calentamiento

El PWHT puede mejorar significativamente las propiedades mecánicas de los aceros estructurales, disminuyendo la dureza y aumentando la ductilidad, al tiempo que alivia las tensiones inducidas por las soldaduras, protege contra la corrosión y aumenta la resistencia a la fatiga de las estructuras soldadas. Sin embargo, por desgracia, el tratamiento térmico requiere equipos especializados y operarios cualificados cuyo coste puede aumentar junto con los retrasos resultantes.

La programación de los ciclos de PWHT varía en función de las necesidades del material y del servicio, y requiere una cuidadosa consideración de las tolerancias de temperatura, las velocidades de calentamiento y los tiempos a temperaturas. Si no se controla adecuadamente este proceso, pueden producirse distorsiones, fragilización por revenido y efectos de reblandecimiento excesivo que podrían resultar desastrosos para la funcionalidad de un conjunto.

El tiempo de calentamiento es fundamental para alcanzar un nivel de PWHT aceptable, y puede controlarse utilizando diferentes tipos de máquinas de inducción con distintos niveles de potencia. MSM mantiene actualmente tres hornos de PWHT para tener un mayor control y acelerar los procesos. Las máquinas PWHT de inducción incorporan circuitos de refrigeración por aire para evitar el sobrecalentamiento del metal, así como grandes pantallas táctiles LCD que simplifican el manejo; además, registran e imprimen hasta seis curvas de temperatura, lo que nos permite registrarlas e imprimir hasta 6 curvas de temperatura fácilmente. Por otra parte, los tamaños y potencias de sus calentadores pueden ajustarse para adaptarse a piezas específicas y cumplir los requisitos de temperatura deseados.

Registrador de temperatura

Los registradores de temperatura son muy utilizados por las instalaciones comerciales para hacer un seguimiento de los envíos, mientras que los acuarios suelen emplearlos para garantizar la salud de sus peces, que requieren rangos de temperatura muy estrechos para crecer adecuadamente. Los científicos también pueden utilizar los registradores de temperatura para controlar las temperaturas de ríos y arroyos con el fin de evaluar problemas de salud ambiental.

Los registradores de datos tienen varias formas y tamaños, pero todos cumplen la misma función básica: conectarse a transductores de temperatura para registrar datos en gráficos de tiras para su posterior análisis. La mayoría de los registradores de datos modernos admiten tanto termopares como detectores de temperatura por resistencia para ofrecer la máxima flexibilidad.

Los registradores de temperatura deben garantizar una medición precisa. Esta información suele aparecer como "FS" o "rdg", donde "FS" representa el error de escala total mientras que "rdg" muestra la precisión de la lectura.

También debe tenerse en cuenta cómo se realiza la recogida de datos a largo plazo y, por tanto, qué registrador de temperatura tiene capacidad para recogerlos, ya que esto puede generar grandes cantidades de información a lo largo del tiempo. Sería prudente elegir uno con gran capacidad de memoria.

Asegúrese de que el registrador de temperatura puede reiniciar la recogida en caso de fallo de alimentación, con el fin de minimizar los errores durante la medición. Algunos modelos ofrecen esta capacidad, mientras que otros no.

Cable de compensación

Las máquinas PWHT refrigeradas por aire deben seleccionarse de forma que se evite el sobrecalentamiento de sus bobinas durante el calentamiento. En general, cuanto más grande y de mayor potencia sea una pieza calentada, y viceversa, mejor debe considerarse esta elección.

El alivio de tensiones es un componente integral de las piezas de acero al carbono que pueden experimentar altas tensiones durante la soldadura o el tratamiento térmico posterior a la soldadura, y puede reducir la distorsión o el agrietamiento durante el servicio.

El juego de cables triples consta de dos longitudes de cables de cobre con aislamiento doble, resistentes al calor y al aceite, ignífugos (HOFR), equipados con conectores de bloqueo de leva de 300 amperios en un extremo y cable de compensación equipado con enchufe y toma de termopar en el otro, para conectar varios elementos calefactores a una salida de control de una unidad de tratamiento térmico para una regulación precisa de la temperatura por zonas.