Tratamiento térmico posterior a la soldadura: un requisito de los códigos y especificaciones de soldadura

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) se utiliza para aliviar las tensiones residuales y mejorar las microestructuras en el metal de soldadura y la zona afectada por la soldadura (HAZ). A menudo es un requisito de los códigos y especificaciones de soldadura, especialmente en aceros al carbono y materiales de alta aleación.

El PWHT puede aumentar la resistencia a la fatiga. En un estudio se realizaron pruebas de fatiga en muestras soldadas a tope con arco, tanto tratadas como sin tratar con PWHT, las cuales se fabricaron mediante el proceso de soldadura a tope.

Alivio del estrés

El tratamiento térmico posterior a la soldadura, también conocido como alivio de tensiones, consiste en reducir y redistribuir las tensiones residuales acumuladas durante la soldadura, lo que ayuda a prevenir fallas como la fractura frágil o las grietas inducidas por hidrógeno, al tiempo que disminuye el riesgo de deformación térmica en los equipos a presión.

Las técnicas de alivio de tensiones, como el precalentamiento y el mantenimiento de la temperatura entre pasadas de soldadura, así como las velocidades de enfriamiento lentas, pueden ayudar a mitigar factores de tensión como la fragilización por hidrógeno. Al liberar el gas hidrógeno de su contenedor, permiten que se escape con mayor libertad, lo que reduce los riesgos de fragilización, así como cualquier riesgo de agrietamiento inducido por el hidrógeno.

El PWHT consiste en calentar la soldadura hasta su temperatura de transformación y, a continuación, mantenerla a esa temperatura durante un período prolongado. Este método reduce y redistribuye las tensiones residuales, mejorando la resistencia y la tenacidad al tiempo que templa el metal, lo que disminuye la dureza y aumenta la ductilidad —componentes esenciales para cumplir con las normas reglamentarias de seguridad y desempeño.

Durabilidad

La seguridad y la precisión son fundamentales en los proyectos de la industria de la soldadura, y el cumplimiento de protocolos estrictos es crucial para el éxito de los proyectos. Este cumplimiento también elimina posibles problemas que podrían comprometer la integridad estructural; cuando se combinan con inspecciones periódicas, estos protocolos garantizan que todas las soldaduras cumplan con normas rigurosas, lo que evita reparaciones costosas o responsabilidades legales asociadas con fallas estructurales.

La soldadura industrial se utiliza para construir infraestructura crítica, como tanques de almacenamiento, tuberías de proceso, edificios, puentes y centrales eléctricas. Muchas de estas estructuras operan en entornos exigentes, con altas temperaturas y presiones, lo que requiere soldaduras lo suficientemente resistentes como para soportar la fatiga y la fluencia.

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) puede ser un método eficaz para aliviar las tensiones residuales posteriores a la soldadura. El PWHT consiste en calentar la soldadura a altas temperaturas durante un período determinado, lo que reduce las tensiones residuales de tracción y, al mismo tiempo, mejora la tenacidad y la ductilidad de la soldadura y de las zonas afectadas por el calor. Se debe tener cuidado durante la regulación de la temperatura para evitar la fragilización por templado, el sobreablandamiento o las grietas por recalentamiento en los cordones de soldadura.

Resistencia a la corrosión

Los componentes soldados suelen estar expuestos a sustancias químicas y combustibles peligrosos que representan una amenaza significativa de corrosión, desde los tanques de almacenamiento hasta los equipos de proceso. El daño causado por la corrosión puede comprometer rápidamente la integridad estructural y afectar el rendimiento. El tratamiento térmico posterior a la soldadura ayuda a prevenir la corrosión y, al mismo tiempo, refuerza la integridad estructural del equipo al aliviar las tensiones residuales.

El PWHT también ayuda a mitigar el riesgo de fractura frágil en soldaduras de sección gruesa al reducir la tensión residual de 40% del límite elástico a 20-40%, y al permitir que se produzcan cambios metalúrgicos —como el templado, la precipitación o el envejecimiento— que reducen la dureza en las zonas de soldadura y aumentan la ductilidad.

La realización del PWHT requiere una regulación precisa de la temperatura para evitar el choque térmico y la deformación, que podrían comprometer el desempeño del área de soldadura y la integridad del cordón de soldadura. Los expertos en PWHT de nuestro equipo cuentan con los conocimientos necesarios para optimizar los resultados de este proceso y cumplir con los requisitos de la industria, como la Sección VIII, División 1 de la ASME. Contáctanos para obtener más información sobre nuestros servicios de PWHT disponibles, tales como el recocido de solución del acero inoxidable o los servicios de calentamiento por expansión.

Fuerza

Un proceso de soldadura genera diversas microestructuras y tensiones residuales en las soldaduras que pueden tener efectos perjudiciales sobre su resistencia y durabilidad bajo cargas aplicadas. Para mitigar dichos impactos, los materiales deben someterse a tratamientos de recocido posterior a la soldadura (PWHT) que se ajusten a los requisitos de composición y espesor, con el fin de minimizar estos efectos negativos.

Las temperaturas del PWHT deben controlarse cuidadosamente para evitar el choque térmico y la deformación, lo que garantiza un tratamiento uniforme de la soldadura y la zona afectada por el calor, aumentando así la resistencia. Además, los cambios metalúrgicos que se producen durante el PWHT pueden ayudar a reducir la dureza de la zona de soldadura y, al mismo tiempo, mejorar su ductilidad.

El PWHT también puede ayudar a prevenir las grietas inducidas por hidrógeno (HIC) en materiales de alta resistencia. Durante la soldadura, los átomos de hidrógeno se difunden hacia la zona de soldadura y pueden provocar fragilidad y HIC; el PWHT permite que el hidrógeno atrapado se escape, lo que reduce los riesgos de falla, y además ofrece otras ventajas, como el control dimensional y un mejor comportamiento frente a la fatiga.