Requisitos del tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT)

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) en la soldadura de tuberías es obligatorio si el material de soldadura supera un espesor determinado, aunque las temperaturas exactas dependen de la composición química del material y se especifican en la tabla 331.1.1 del código ASME B31.3.

La sección VIII incluye varios anexos que contienen normas tanto obligatorias como no obligatorias.

Recocido

El proceso de recocido se utiliza para modificar las propiedades físicas de los metales y las aleaciones, lo que incluye aliviar las tensiones internas, aumentar la ductilidad, la tenacidad y la homogeneidad, reducir el riesgo de agrietamiento y mejorar la resistencia a la corrosión. El recocido consiste en calentar y enfriar el material a velocidades controladas; la temperatura y la velocidad de enfriamiento tienen un efecto significativo en la composición de las fases y la estructura del grano, así como en la distribución de diversas fases, como la austenita o la ferrita, que influyen en las propiedades mecánicas.

La Sección VIII, División I, de la ASME es un apéndice que incluye anexos obligatorios y no obligatorios, los cuales contienen criterios de diseño, métodos de ensayo no destructivo y normas de aceptación de inspecciones para recipientes a presión. Aunque a menudo resulta compleja y difícil de entender, Integripedia ofrece una explicación concisa y simplificada de esta importante norma de ingeniería, detallando su historia, sus principios y sus aplicaciones prácticas.

La División 3 establece normas que se aplican a los recipientes a presión que funcionan a presiones de servicio internas o externas de al menos 10 000 psi, más estrictas que las de la División 1. Esta sección permite valores de intensidad de tensión más elevados que la División 1, al tiempo que describe los requisitos para los recipientes a presión destinados a la ocupación humana que se utilizan principalmente en la industria del buceo. Conocer las tres divisiones de la Sección VIII de la ASME le permitirá tomar mejores decisiones empresariales.

Normalización

La norma ASME Sección VIII, División 1 establece reglas y directrices para el diseño, la fabricación, la inspección y los ensayos de recipientes a presión que funcionan con una presión interna o externa superior a 15 psig. Esta norma abarca numerosos sectores y aplicaciones —entre ellos, la producción de petróleo y gas, el procesamiento químico y la generación de energía— y ofrece directrices claras sobre la creación, la inspección y la certificación de estos recipientes a presión con el fin de garantizar su seguridad y fiabilidad.

Este código incluye fórmulas y normas que se basan en la experiencia del sector para orientar el diseño de los recipientes, lo que da lugar a normas más conservadoras que las de otras secciones. Estas normas incluyen un factor de seguridad de 3,5 para la resistencia a la tracción, así como consideraciones relativas al límite elástico y a la temperatura. Además, se establecen requisitos exhaustivos de ensayos no destructivos, entre los que se incluyen ensayos radiográficos, inspecciones por partículas magnéticas y ensayos de penetración.

La normalización implica el establecimiento de una línea de tensión admisible para cada material a distintas temperaturas, prevaleciendo la línea más baja. Esto permite una mayor flexibilidad en los cálculos de diseño, ya que permite utilizar materiales más delgados sin aumentar los costos, al tiempo que amplía las opciones de diseño y la flexibilidad en los cálculos de diseño. Además, existen otras restricciones relativas a la selección de materiales, los requisitos de pruebas de impacto, los procesos de soldadura, los apéndices obligatorios y no obligatorios con criterios de diseño, metodologías y normas de aceptación de inspección, así como normas relativas al uso de las marcas de certificación de productos U, UM o UV de la ASME para recipientes a presión.

Precaliente

La Sección VIII, División 1, de la ASME establece normas y reglamentos para el diseño, la fabricación, el examen, la inspección, los ensayos y la certificación de recipientes a presión. Además, este código contiene apéndices tanto obligatorios como no obligatorios en los que se describen criterios de diseño adicionales, técnicas de ensayo no destructivo y normas de aceptación que complementan los requisitos estándar. Además, este código especifica los requisitos para varias clases de materiales utilizados en la construcción de recipientes a presión, así como los métodos de soldadura y fabricación, y los requisitos de ensayo y los procesos de certificación de estampado como parte de la certificación final de los recipientes.

La División 1 utiliza fórmulas y normas derivadas de la experiencia del sector para determinar el espesor de los recipientes, pero esto puede dar lugar a recipientes excesivamente grandes que, a menudo, no se adaptan a la aplicación prevista. Para resolver este problema, se elaboraron las normas PD 5500 y EN 13445 como directrices que ofrecen a los diseñadores más opciones para crear recipientes e intercambiadores más ligeros.

La División 2 se diferencia de la División 1 en que se ha diseñado mediante un proceso de “análisis por diseño”, lo que requiere cálculos más complejos y valores de intensidad de tensión más estrictos, lo que la hace adecuada para recipientes a presión destinados al uso humano (en particular, los de la industria del buceo), como las botellas de buceo. Además, en la División 2 deben respetarse procedimientos de control de calidad más estrictos.

Prueba hidráulica

Las pruebas hidráulicas son el principal método para verificar la capacidad de soportar presión y la estanqueidad de los sistemas de tuberías; las empresas las utilizan para garantizar que sus equipos cumplan con los requisitos normativos y sean seguros de operar. Los sistemas defectuosos pueden causar daños importantes, lesiones e incluso muertes, además de generar más tiempo de inactividad y costos para sus propietarios; las pruebas hidráulicas ofrecen una solución al identificar los problemas antes de que surjan y tomar medidas para resolverlos antes de que ocurra un desastre.

Es posible que las pruebas hidráulicas no siempre sean un método adecuado para evaluar la integridad de los sistemas de tuberías. Las soldaduras y las uniones pueden presentar defectos internos que el agua no puede detectar; además, un fallo durante las pruebas hidráulicas podría indicar que las soldaduras se encuentran cerca de su punto de ductilidad nula, lo que constituiría una situación de fallo insegura.

Además, el agua utilizada en las pruebas hidráulicas puede contener contaminantes, como cloruros, que pueden provocar corrosión por picaduras o fisuración por corrosión bajo tensión en el acero inoxidable, lo que hace necesario realizar pruebas neumáticas en lugar de pruebas con agua. Sin embargo, las aplicaciones nucleares requieren pruebas con agua; además, se debe utilizar agua de alta calidad, ya que, de lo contrario, los riesgos potenciales de contaminación y corrosión serían demasiado elevados; asimismo, se debe eliminar todo el hidrógeno gaseoso de esta fuente de agua antes de realizar las pruebas.