Tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) y termopares

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) es un proceso que mejora las propiedades mecánicas de los materiales soldados, como la formación de grietas y el fallo de las estructuras soldadas. El PWHT puede ayudar a reducir la formación de grietas y el fallo, al tiempo que aumenta la resistencia.

Para optimizar los parámetros del tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT), esta investigación combinó el aprendizaje automático y las metaheurísticas. Se utilizaron modelos de aprendizaje automático como funciones objetivo, mientras que los algoritmos de regresión de vectores de soporte y de los K vecinos más cercanos sirvieron como métodos de optimización.

Control de la temperatura

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) es un proceso esencial para la eliminación de tensiones, que consiste en calentar la zona de soldadura tras el proceso de soldadura con el fin de aliviar las tensiones residuales, lo que garantiza soldaduras de alta calidad. Sin embargo, un PWHT inadecuado puede generar tensiones residuales que aumentan la probabilidad de fallo, tanto en lo que respecta a la soldadura en sí como a la resistencia del material; estas tensiones residuales podrían combinarse con las tensiones de carga y superar los límites de diseño del material, lo que provocaría grietas y fatiga en las uniones soldadas.

El PWHT consiste en recalentar el metal soldado siguiendo un perfil de calentamiento y mantenimiento cuidadosamente controlado para mantener un control preciso de su temperatura. Las temperaturas de recalentamiento deben ser inferiores a las temperaturas de transformación iniciales del material para evitar la formación de grietas y, al mismo tiempo, aliviar las tensiones sin provocar grietas en él.

Los requisitos de tiempo de calentamiento y tiempo de mantenimiento para aplicaciones de PWHT dependen tanto del procedimiento de soldadura y los requisitos de la norma de soldadura como de las características deseadas del producto final. Para cumplir estos objetivos, es necesario utilizar un controlador de temperatura preciso con un registrador de temperatura que permita realizar un seguimiento del proceso de PWHT.

Libratherm ofrece controladores de rampa y mantenimiento de una o varias zonas diseñados para regular con precisión los procesos de PWHT. Estas unidades admiten directamente termopares con o sin conexión a tierra y proporcionan una salida analógica/SSR con control PID para garantizar operaciones de PWHT precisas. Hay disponibles opciones de unidades individuales o en modo cascada (maestro-esclavo), ambas con interfaces MODBUS sobre RS-485 para conectarse con sistemas SCADA, PLC o de registro de datos.

Control por temporizador

Los ciclos de PWHT consumen una cantidad considerable de energía, lo que genera emisiones de gases de efecto invernadero y otros problemas medioambientales. Además, los ciclos repetidos a lo largo de la vida útil del equipo pueden acumular tensiones térmicas que provoquen fracturas por fragilidad; tensiones que quizá no se manifiesten de inmediato, pero que se convierten en factores importantes a medida que el equipo envejece.

Para contrarrestar este riesgo, nuestras máquinas de tratamiento térmico por inmersión cuentan con un control por temporizador que ofrece mayor tranquilidad. Los operadores pueden configurar la temperatura y la duración deseadas para el remojo; a continuación, nuestras máquinas aumentarán automáticamente la temperatura desde el valor actual hasta el punto de consigna a las velocidades especificadas, lo que permite a los operadores centrarse en otras tareas mientras se toman las medidas necesarias para evitar la fragilización por temple en las soldaduras.

Nuestras máquinas de PWHT ofrecen mucho más que simples controles de temporizador: cuentan con refrigeración por aire para una máxima comodidad, lo que facilita su manejo, requiere una formación mínima, se calientan más rápido de lo habitual y disponen de pantallas de visualización de gran tamaño, ¡lo que las hace perfectas para aplicaciones industriales!

Termopares

Los termopares son sensores de temperatura que convierten las diferencias entre dos aleaciones metálicas que contienen en corriente eléctrica, gracias al descubrimiento del efecto Seebeck por parte de Thomas Johann Seebeck en 1821. Un termopar está formado por dos hilos metálicos de materiales diferentes conectados en un extremo mediante uniones; una de estas uniones debe colocarse directamente sobre el objeto que se desea medir, mientras que la otra permanece en una fuente de temperatura constante, conocida como unión de referencia.

Cuando las temperaturas entre las uniones son idénticas, no se genera fuerza electromotriz (FEM) y, por lo tanto, no circula corriente. Sin embargo, cuando se exponen a temperaturas diferentes, se genera una FEM que permite que la corriente circule a través del sensor y se mida mediante un termómetro; luego, esta corriente se puede convertir en una lectura de temperatura mediante una fórmula sencilla.

En el mercado existe una amplia gama de termopares con distintos niveles de precisión y rangos de temperatura para adaptarse a diferentes aplicaciones. La elección del termopar adecuado para su aplicación suele depender de factores como la composición de la aleación y el diseño de la sonda, así como de los métodos de conexión (expuestos frente a revestidos, etc.). Algunos modelos utilizan metales comunes como el hierro, el cobre y el níquel, mientras que otros emplean aleaciones más exóticas, como el platino, el rodio y el tungsteno, que pueden soportar temperaturas más altas con mayor eficacia.

Seguridad

El PWHT consiste en calentar la soldadura hasta una temperatura ligeramente inferior a su temperatura de transformación inicial con el fin de aliviar tensiones, reducir la dureza y la resistencia a la fisuración, así como aumentar la tenacidad y la ductilidad, mejorando así la resistencia del material a las cargas dinámicas.

Antes de encender una hidrolavadora, asegúrate de llevar todo el equipo de seguridad necesario y de encontrarte en un lugar con ventilación adecuada. Además, ten a la mano un extintor de incendios por si acaso se produjera algún accidente.

El PWHT puede ser un método eficaz de reparación para los recipientes a presión, pero sus procesos térmicos pueden provocar deformaciones o problemas de alabeo. Los materiales compuestos ofrecen una alternativa al PWHT en estos casos, lo que permite restablecer la integridad del recipiente sin recurrir a procesos térmicos.