PWHT Tratamiento térmico posterior a la soldadura

El tratamiento térmico posterior a la soldadura es un proceso diseñado para minimizar y redistribuir las tensiones residuales generadas durante la soldadura, las cuales podrían aumentar la susceptibilidad a la formación de grietas inducidas por hidrógeno o provocar otros tipos de fallas estructurales.

El PWHT se lleva a cabo normalmente mediante calentamiento por inducción. El calentamiento por inducción utiliza corriente eléctrica alterna de alta frecuencia para generar campos magnéticos y corrientes parásitas que calientan el metal, de manera similar al PWHT, pero más rápidamente.

Recocido

El recocido es uno de los tratamientos térmicos posteriores a la soldadura más eficaces que se utilizan en los procesos de soldadura, y consiste en calentar una zona a una temperatura específica durante un tiempo determinado y, a continuación, enfriarla gradualmente. El recocido ayuda a aliviar la tensión en los materiales y, al mismo tiempo, les permite expandirse y contraerse de manera más uniforme con el paso del tiempo.

El recocido ayuda a mejorar las propiedades físicas de las zonas afectadas por el calor (HAZ) de una soldadura. Cuando se realiza una soldadura, ciertos elementos de una aleación, como los carburos, se precipitan fuera de la solución y hacen que la HAZ sea más frágil y susceptible a la corrosión; sin embargo, el recocido puede reducir este efecto y mejorar la integridad estructural de la HAZ de una soldadura.

La tecnología PWHT puede reducir significativamente el riesgo de agrietamiento inducido por hidrógeno en las soldaduras, así como prevenir otros tipos de agrietamiento, como el agrietamiento por tensión torsional o cíclica. Además, la tecnología PWHT facilita las reparaciones o el reemplazo cuando sea necesario y aumenta la eficiencia general de la producción.

Al llevar a cabo un proceso de PWHT, es fundamental emplear métodos adecuados de calentamiento y enfriamiento para obtener los mejores resultados posibles. En particular, el calentamiento debe ser suficiente para elevar la temperatura en el área de la soldadura, mientras que las velocidades de enfriamiento no deben provocar tensiones adicionales inducidas térmicamente. Los materiales aislantes pueden ayudar a mantener temperaturas uniformes en la soldadura durante el PWHT.

Normalización

La normalización es un método para aliviar las tensiones internas y aumentar la ductilidad de las soldaduras. Esto se logra elevando gradualmente la temperatura y luego enfriándola de manera gradual; esto ayuda a evitar deformaciones, alabeos y fallas en la integridad estructural de los equipos a presión, al garantizar velocidades de enfriamiento uniformes en todo el material. Además, la normalización permite que el material se enfríe a un ritmo uniforme, lo que reduce el riesgo de agrietamiento.

La normalización consiste en disolver los componentes de la aleación hasta alcanzar un estado más homogéneo e isotrópico, lo que ayuda a reducir las variaciones regionales en las propiedades que afectan la resistencia y la durabilidad generales de las soldaduras, mientras que la redistribución de los átomos durante el tratamiento térmico reduce el agrietamiento por hidrógeno en las soldaduras.

Los requisitos del PWHT dependen de la composición química y el espesor del material de soldadura. El PWHT puede ser obligatorio según las normas para tuberías críticas o componentes de recipientes a presión; además, su uso puede prolongar la vida útil al reducir la susceptibilidad a la corrosión.

El PWHT se puede aplicar a diversos materiales y aleaciones, incluidos los aceros de bajo y alto contenido de carbono. Dependiendo del material y de la aplicación prevista, el PWHT puede ayudar a aliviar las tensiones residuales, templar las soldaduras, reducir el contenido de hidrógeno y mejorar la resistencia a la tracción, la resistencia a la fluencia y la tenacidad en muesca de las soldaduras.

Alivio del estrés

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT, por sus siglas en inglés) es un proceso de tratamiento térmico adicional que se utiliza para aliviar las tensiones residuales en los componentes metálicos soldados. Para lograr este objetivo, el proceso consiste en calentar el metal por debajo de su rango de transformación durante un período prolongado antes de enfriarlo lentamente de nuevo; de esta manera, se reduce la dureza al tiempo que se aumenta la flexibilidad y se mejora la ductilidad, lo que hace que el material sea menos vulnerable a las grietas y menos propenso a sufrir agrietamiento por corrosión bajo tensión debido a condiciones ambientales agresivas o ácidas.

Las pruebas de PWHT para detectar tensiones residuales pueden ser obligatorias según los códigos de soldadura y las normas de diseño de recipientes a presión y tuberías, ya que las cargas acumuladas pueden exceder los límites de diseño del material, lo que podría provocar fallas en las soldaduras, daños estructurales y lesiones personales.

El alivio de tensiones también tiene la ventaja adicional de ayudar a prevenir las grietas inducidas por hidrógeno (HIC), causadas por altas concentraciones ambientales de hidrógeno que penetran en los materiales soldados durante los procesos de soldadura. El HIC se puede evitar calentando los materiales inmediatamente después de la soldadura, lo que expulsa el hidrógeno del área de la soldadura antes de que provoque el HIC. Por esta razón, los tratamientos de calentamiento posterior a la soldadura (PWHT) como este suelen aplicarse en componentes largos, tales como tuberías o soldaduras de cierre de recipientes a presión.

Refrigeración

Muchos procesos de soldadura producen hidrógeno durante su desarrollo, el cual debe difundirse fuera del metal de soldadura y de la zona afectada por el calor (HAZ) para evitar el agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC). Por lo general, esto implica elevar la temperatura hasta su punto máximo y luego reducirla lentamente; sin embargo, también se deben tomar otras medidas, como mantener temperaturas adecuadas de precalentamiento y entre pasadas, para que este proceso funcione de manera efectiva.

Este método puede reducir la tensión residual en el metal de soldadura a un nivel aceptable, aunque no elimina por completo las tensiones residuales de tracción existentes.

La práctica habitual consiste en mantener el material en su temperatura máxima durante un tiempo adecuado, según su espesor y tipo. Cuanto más dura este tiempo de mantenimiento, menores son los niveles de tensión residual.

La normalización es otra técnica eficaz para reducir los niveles de dureza de la soldadura, particularmente útil para materiales expuestos a altos niveles de sal y a la intemperie, ya que ayuda a reducir la deformación en su estructura. El procedimiento consiste en calentar el material hasta su temperatura máxima y luego enfriarlo lentamente; esto también permite eliminar cualquier exceso de hidrógeno que se haya acumulado, con el fin de prevenir la corrosión inducida por hidrógeno (HIC).