El acero P91 es un material atractivo para calderas el\u00e9ctricas y otras aplicaciones de alta temperatura, ya que ofrece excelentes combinaciones de propiedades mec\u00e1nicas a temperaturas elevadas, como resistencia, resistencia a la fluencia y tenacidad al impacto Charpy.<\/p>\n
Estudios recientes han demostrado que diferentes condiciones de normalizaci\u00f3n y revenido (NT) de soldaduras de acero P91 pueden producir propiedades mec\u00e1nicas \u00f3ptimas en la ZAT sin necesidad de tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura.<\/p>\n
El SA 335 grado 91 es un acero martens\u00edtico modificado con alto contenido en cromo y molibdeno dise\u00f1ado para temperaturas elevadas en centrales el\u00e9ctricas y otras aplicaciones de alto rendimiento, como la soldadura. Presenta una buena resistencia a la fluencia y tenacidad, as\u00ed como resistencia a la corrosi\u00f3n y soldabilidad; sin embargo, durante la soldadura o el tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura (PWHT), su dureza puede disminuir y provocar grietas o fallos prematuros.<\/p>\n
Los estudios sobre los efectos de diversos procesos de soldadura, tipos de alambres de relleno y temperaturas de precalentamiento\/interpaso en P91 fueron escasos en el pasado; sin embargo, recientemente se ha vuelto m\u00e1s frecuente reparar tuber\u00edas de P91 con soldaduras disimilares utilizando procesos de soldadura y metal de relleno similares a los de las soldaduras originales; esto requiere que los niveles de dureza de la ZAT sean inferiores a los de su metal de base; queda por investigar c\u00f3mo puede lograrse esto dentro de cantidades razonables de tiempo en PWHT.<\/p>\n
Algunos proyectos de centrales el\u00e9ctricas informaron de grietas de tipo IV en la ZAT de sus soldaduras durante el funcionamiento. Estas grietas eran probablemente el resultado de un PWHT insuficiente. Nuestra investigaci\u00f3n concluy\u00f3 que el PWHT a 750 \u00baC durante dos horas es ideal para reducir la dureza en la ZAT de la soldadura, proporcionando al mismo tiempo una microestructura suficiente y una diferencia de dureza aceptable con el metal base.<\/p>\n
La resistencia a la fluencia de p91 mide cu\u00e1nta tensi\u00f3n puede soportar un material antes de deformarse, y la resistencia a la fluencia depende de factores como el tama\u00f1o del grano y la temperatura de funcionamiento, as\u00ed como de la composici\u00f3n qu\u00edmica que influye en las temperaturas de transformaci\u00f3n y otras propiedades de su composici\u00f3n.<\/p>\n
Para establecer el l\u00edmite de fluencia de un metal, los dise\u00f1adores utilizan una relaci\u00f3n entre la tensi\u00f3n de ruptura y su curva de tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n, extrapolada hasta 100.000 horas, y calculan los \u00edndices m\u00ednimos de fluencia durante este periodo de tiempo. La tensi\u00f3n de ruptura mide tanto la tensi\u00f3n de ruptura en el punto final como la tensi\u00f3n necesaria para alcanzar este punto: se indica como valores de tensi\u00f3n y tiempo.<\/p>\n
El acero martens\u00edtico p91 resistente al calor (9Cr-1Mo-V-Nb) se emplea habitualmente en centrales el\u00e9ctricas de combustibles f\u00f3siles para los cabezales de las calderas y otros componentes debido a su excelente resistencia a la corrosi\u00f3n por vapor, baja tasa de expansi\u00f3n t\u00e9rmica, alta conductividad t\u00e9rmica y soldabilidad; sin embargo, se han notificado fallos en servicio de componentes construidos con este metal tras una duraci\u00f3n relativamente corta.<\/p>\n
Los fallos se producen debido a la reducci\u00f3n de las propiedades de resistencia a la fluencia debido a las \u00e1reas de grano fino en la zona afectada por el calor (HAZ).<\/p>\n
El acero P91 es ideal para su uso a largo plazo en componentes de centrales el\u00e9ctricas que funcionan a altas temperaturas, incluidos los expuestos a fluencia y resistencia a la carga t\u00e9rmica, alta ductilidad y m\u00ednima dilataci\u00f3n t\u00e9rmica. Como su resistencia a la oxidaci\u00f3n cae por debajo de 610 grados C, sus aplicaciones para la generaci\u00f3n de energ\u00eda se ven limitadas. Adem\u00e1s, su escasa tenacidad al impacto limita su uso bajo cargas din\u00e1micas; para mejorar a\u00fan m\u00e1s esta propiedad se recomienda un tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura (PWHT). La norma DIN EN 288-3 prev\u00e9 ensayos mec\u00e1nicos en probetas reales de HAZ de soldadura, en los que la propagaci\u00f3n de la grieta a trav\u00e9s de cada subzona difiere en funci\u00f3n de su microestructura y da lugar a variaciones en la energ\u00eda de impacto entre ensayos.<\/p>\n
Las soldaduras multipasadas por arco met\u00e1lico protegido de los aceros P91 y P22 producen una tenacidad al impacto deficiente en sus zonas de fusi\u00f3n de soldadura (FGHAZ). Esto se debe a una acumulaci\u00f3n de martensita no templada en esta zona debido a una PWHT inadecuada.<\/p>\n
Los estudios han demostrado los efectos del nivel de hidr\u00f3geno difusible y la duraci\u00f3n de la PWHT en las propiedades mec\u00e1nicas y el gradiente de dureza de las soldaduras. Pandey et al. investigaron el efecto de este factor en la microestructura y las propiedades de tracci\u00f3n de las soldaduras multipasadas de placas de P91 mediante SMAW con cuatro niveles de hidr\u00f3geno diferentes, mostrando que un mayor nivel de hidr\u00f3geno difusible y una mayor duraci\u00f3n del PWHT mejoraban las propiedades de tracci\u00f3n pero disminu\u00edan la tenacidad al impacto.<\/p>\n
El acero de grado 91 es conocido por su excelente resistencia a la corrosi\u00f3n; sin embargo, la martensita inducida por tensiones y los da\u00f1os por fluencia pueden provocar la aparici\u00f3n de corrosi\u00f3n. El tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura (PWHT) puede ayudar a mitigar estos efectos; sin embargo, este m\u00e9todo puede no ser siempre factible o rentable, especialmente durante las reparaciones en servicio.<\/p>\n
Como parte de su objetivo de desarrollar procedimientos de reparaci\u00f3n de soldaduras para el grado 91 sin PWHT, la investigaci\u00f3n llevada a cabo en este proyecto se centr\u00f3 en investigar el comportamiento metal\u00fargico de los materiales durante los procesos de soldadura y tratamiento t\u00e9rmico, evaluando las microestructuras de las muestras de soldadura y HAZ producidas tras la soldadura; a continuaci\u00f3n, se realizaron ensayos mec\u00e1nicos en soldaduras reales para medir la tenacidad de la HAZ.<\/p>\n
Tambi\u00e9n se realizaron comparaciones de diferentes t\u00e9cnicas de soldadura, centr\u00e1ndose en su efecto sobre las temperaturas de precalentamiento\/interpass y las corrientes de soldadura. Los electrodos con di\u00e1metros similares a los del grado 91 resultaron ser los m\u00e1s adecuados para desarrollar procedimientos de soldadura sin PWHT; el uso de combinaciones de electrodos SMAW de di\u00e1metros 3,2 mm (1\/8 pulg., primera capa) y 4,0 mm (5\/32 pulg., segunda capa) produjo un refinamiento significativo, mientras que el revenido se limit\u00f3 dentro de las ZAT.<\/p>\n
Los tratamientos t\u00e9rmicos posteriores a la soldadura de uniones soldadas con TIG entre aceros P22 y grado 91 utilizando metal de aportaci\u00f3n Inconel 625 se realizan mejor a 750 \u00baC durante 2 horas para obtener un compromiso \u00f3ptimo entre la dureza de la interfaz y las propiedades del metal de soldadura, manteniendo al mismo tiempo unas propiedades mec\u00e1nicas elevadas en un amplio espectro de temperaturas.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
El acero P91 es un material atractivo para calderas el\u00e9ctricas y otras aplicaciones de alta temperatura, ya que ofrece excelentes combinaciones de propiedades mec\u00e1nicas a temperaturas elevadas, como la resistencia, la resistencia a la fluencia y la tenacidad al impacto Charpy. Estudios recientes han demostrado que diferentes condiciones de normalizaci\u00f3n y revenido (NT) de soldaduras de acero P91 pueden producir propiedades mec\u00e1nicas \u00f3ptimas en la ZAT ... <\/p>\n