El PWHT (tratamiento térmico posterior a la soldadura) es un proceso esencial que ayuda a aliviar y redistribuir las tensiones internas desiguales creadas por la soldadura, así como a reducir y prevenir la fragilización por hidrógeno, que de otro modo podría provocar grietas en las soldaduras de las tuberías.
El tratamiento térmico por soldadura de chapas (PWHT, por sus siglas en inglés) consiste en calentar los componentes de una fabricación soldada a altas temperaturas durante un tiempo determinado. Existen varios métodos para llevar a cabo el PWHT.
Recocido
El recocido es un proceso utilizado para aumentar la ductilidad de metales o aleaciones. Para ello, se elevan por encima de la temperatura de recristalización pero por debajo del punto de fusión, lo que proporciona energía suficiente para que los átomos migren dentro de su microestructura, corrijan las dislocaciones y alivien las tensiones internas.
La mecanizabilidad también puede mejorarse mediante la fabricación aditiva creando microestructuras más regulares y aliviando cualquier endurecimiento por deformación que pueda haberse desarrollado durante los procesos de formación o trabajo.
El recocido se realiza a menudo como parte de un tratamiento de alivio de tensiones para aliviar las tensiones residuales en las zonas afectadas por el calor (HAZ) de la soldadura. Unas tensiones residuales elevadas pueden dar lugar a unas propiedades de tenacidad a la fractura deficientes y a la aparición de grietas por corrosión bajo tensión; por este motivo, las normativas especifican intervalos de temperatura y tiempos de inmersión concretos para los tratamientos de alivio de tensiones.
Normalización
El normalizado es un proceso de tratamiento térmico de los aceros al carbono y de baja aleación destinado a conseguir una estructura de grano cada vez más fino y, por tanto, mejores propiedades mecánicas, especialmente la tenacidad.
El normalizado del acero elimina el hidrógeno, lo que ayuda a prevenir la fragilización que se produce durante la soldadura y el agrietamiento inducido por hidrógeno, que es un riesgo siempre presente en diversas aplicaciones. El normalizado y técnicas como el horneado de hidrógeno permiten que el hidrógeno atrapado se difunda fuera de las soldaduras con mayor libertad y reduzca este riesgo de forma significativa.
Debido a las temperaturas extremas de la PWHT, los componentes pueden sufrir distorsiones extremas. Por lo tanto, se debe proporcionar un soporte adecuado durante el tratamiento térmico mediante el uso de caballetes adaptados específicamente para apoyarlos durante PWHT; para obtener resultados óptimos, estos deben ser construidos a partir de materiales con un coeficiente similar de expansión térmica como su respectivo componente que está siendo tratado, o de lo contrario la deflexión y el daño pueden resultar.
Alivio del estrés
El tratamiento térmico de alivio de tensiones posterior a la soldadura ayuda a aliviar las tensiones internas creadas por la soldadura. Los códigos suelen exigirlo para equipos a presión de cierto espesor.
Este método modifica la microestructura de los aceros soldados elevándolos y enfriándolos rápidamente a rangos de temperatura específicos, con el objetivo de reducir las tensiones internas para conseguir metales más resistentes.
La PWHT requiere una regulación precisa de la temperatura para evitar el choque térmico y la distorsión de los componentes, por lo que los termopares múltiples son esenciales para detectar cualquier temperatura anómala o gradiente que pueda surgir durante el procesamiento.
Como parte de su proceso de tratamiento térmico, los componentes necesitan caballetes que se adapten a sus formas únicas para proporcionar un soporte adecuado durante el PWHT. Si no se proporciona este soporte esencial, podría producirse un pandeo catastrófico o la distorsión de las estructuras, por lo que a intervalos regulares a lo largo de la longitud del cilindro o recipiente deben colocarse caballetes fabricados con materiales con índices de expansión térmica similares a los del acero que se está tratando.
Templado
El revenido es un componente integral del tratamiento térmico posterior a la soldadura. Consiste en calentar el acero a una temperatura específica antes de enfriarlo gradualmente a una velocidad ajustable, lo que permite a los ingenieros y metalúrgicos conseguir una combinación ideal de dureza y elasticidad en su acero. Pueden elegir entre varias temperaturas de revenido, cada una de las cuales tiene efectos diferentes sobre la resistencia.
El revenido es un método eficaz para aumentar la durabilidad de los componentes soldados al minimizar las fisuras por tensión y los fallos por fatiga, y reducir el riesgo de corrosión. Cuando se realiza correctamente, el revenido contribuye a mejorar la durabilidad, ya que ayuda a eliminar el agrietamiento por tensión y los fallos por fatiga; además, disminuye los riesgos de corrosión.
El revenido es un proceso complejo que requiere precisión para evitar dañar el acero durante el revenido. Los tiempos prolongados o las altas temperaturas durante el revenido pueden hacer que pierda resistencia, por lo que es imperativo que estos tiempos y temperaturas se cumplan estrictamente. Por ello, muchos servicios de PWHT utilizan calentadores de inducción para calentar el acero de forma rápida y precisa; estos calentadores resultan más eficaces que el uso de quemadores o resistencias eléctricas.
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