La PWHT è necessaria per la saldatura dell'acciaio inossidabile?

Gli acciai inossidabili presentano diverse microstrutture, da austenitica a ferritica o martensitica. La loro resistenza alla corrosione li rende adatti a settori come quello petrolifero e del gas.

La PWHT può essere vantaggiosa per i servizi SMSS di grado magro quando si tratta di condizioni di servizio acide; tuttavia, i dati relativi all'esposizione a lungo termine sono limitati. I requisiti del PWHT dipendono dal grado e dalle condizioni di servizio.

Saldabilità

La saldatura degli acciai inossidabili richiede tecniche diverse rispetto alla saldatura di altri metalli. Il tipo di processo di saldatura scelto può avere un impatto sia sulla resistenza alla corrosione che sulla porosità; l'uso di processi a bassa energia può ridurre i tassi di deposito, portando a cordoni di saldatura stretti e suscettibili di arrugginire. Quando si saldano gli acciai inossidabili è essenziale utilizzare un gas di protezione come l'argon per proteggersi dalle influenze ambientali che potrebbero altrimenti influire sulle saldature.

Esiste una serie di leghe di acciaio inossidabile progettate per usi specifici e ogni grado possiede microstrutture e proprietà uniche. Di conseguenza, le regole di fabbricazione variano per ogni grado: i gradi austenitici possono essere saldati con qualsiasi metallo d'apporto, mentre le leghe ferritiche e martensitiche richiedono procedure di saldatura specifiche con un maggiore apporto di calore per ottenere risultati soddisfacenti. Per ottenere risultati accettabili le leghe duplex richiedono fili specifici per la saldatura.

Il trattamento termico post-saldatura dei profilati a spessore in acciaio inossidabile deve includere un trattamento termico post-saldatura per evitare la sensibilizzazione. Ciò è necessario perché il cromo, reagendo con il carbonio, può formare carburi di cromo che danno luogo a corrosione intergranulare, con conseguente corrosione intergranulare delle aree di saldatura. La sensibilità alla sensibilizzazione può essere ridotta attraverso il preriscaldamento e il raffreddamento controllato prima della saldatura, secondo le specifiche e gli standard della procedura di saldatura (WPS).

Contenuto di carbonio

La maggior parte delle leghe di acciaio inossidabile contiene livelli molto bassi di carbonio. Il carbonio può rendere gli acciai inossidabili austenitici vulnerabili alla corrosione intergranulare (IGSC) o IGSCC; inoltre, un elevato contenuto di carbonio può diminuire la resistenza alla corrosione di alcuni gradi.

La durata dell'acciaio inossidabile è visibile in alcuni degli edifici più iconici del mondo, come la Cattedrale di St Paul a Londra, la tettoia dell'Hotel Savoy a Parigi e il Chrysler Building a New York, dove i suoi componenti strutturali richiedono una lunga durata.

Per ottenere prestazioni ottimali dai prodotti in acciaio inossidabile è spesso necessario combinare vari elementi di lega, come cromo, molibdeno e nichel. Sebbene queste leghe aumentino la resistenza migliorando la resistenza alla corrosione e le proprietà meccaniche, il loro obiettivo principale dovrebbe essere quello di aumentare la resistenza senza influire negativamente sulla resistenza alla corrosione o sulle proprietà meccaniche.

Gli elementi di lega possono contribuire a soddisfare i requisiti di applicazioni specifiche, modificando la microstruttura e contribuendo alla resistenza alla fatica e alla corrosione. Per ottenere una resistenza e una durata conformi a quelle richieste dall'uso previsto, gli elementi di lega devono essere bilanciati con attenzione nei loro rapporti.

Resistenza alla corrosione

La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile dipende dalla sua composizione chimica, in particolare dal contenuto di cromo. Il cromo reagisce con l'ossigeno per formare uno strato protettivo esterno che limita l'esposizione all'aria e all'acqua e aiuta a prevenire le reazioni elettrochimiche tra la superficie del metallo e le sostanze chimiche corrosive che lo attaccano dall'interno. Ma questo non rende l'acciaio inossidabile immune dalla corrosione: dipende da fattori come la concentrazione chimica, i livelli di pH della soluzione e la temperatura, che influiscono sulla sua capacità di resistenza.

Tutti i tipi di acciaio inossidabile resistono alla corrosione degli acidi fosforici e nitrici a temperature normali, ma i tipi più legati devono essere resistenti agli acidi solforici e cloridrici concentrati per ottenere una protezione efficace. La corrosione localizzata, come la vaiolatura e la corrosione interstiziale, è possibile, anche se meno frequente dell'ossidazione generale.

Additivi come il molibdeno possono migliorare la resistenza di una lega di acciaio inossidabile a determinati agenti chimici corrosivi e la sua superficie può anche essere passivata per aumentare la protezione dalla corrosione.

La PWHT può essere richiesta per tutti gli acciai inossidabili in alcune applicazioni per evitare la sensibilizzazione e la corrosione intergranulare (IGC), in particolare se esposti ad alte temperature. Il ruolo del PWHT varia in base al contenuto di carbonio, alla composizione chimica dell'acciaio e allo spessore della sezione, con trattamenti più severi a seconda del contenuto di carbonio o dei fattori di sensibilizzazione che potrebbero ridurre la resistenza alla corrosione in servizio.

Condizioni di servizio

Gli acciai inossidabili sono estremamente resistenti, vantano un impressionante rapporto resistenza/peso e offrono numerose proprietà che li rendono adatti a varie applicazioni e ambienti. La loro durata dipende da fattori quali l'ambiente di collocazione, il livello di resistenza alla corrosione e la composizione della lega: in genere, l'acciaio inossidabile dura di più in ambienti interni asciutti e poco esposti a sostanze inquinanti o in ambienti marini che causano corrosione; anche una pulizia regolare può allungarne la vita.

Alcuni tipi di acciaio inossidabile possono essere difficili da lavorare e richiedono strumenti e competenze speciali per la modellazione o la lavorazione. Inoltre, questi materiali possono essere soggetti a rotture fragili se sottoposti a sollecitazioni eccessive, un aspetto da tenere presente quando si utilizzano dispositivi pressurizzati che coinvolgono questi materiali, in quanto potrebbero verificarsi cricche da corrosione sotto sforzo.

A causa di queste considerazioni, è fondamentale che quando si lavora con questo materiale si rispettino tutte le specifiche e le linee guida ad esso relative. Ciò significa selezionare un grado appropriato, ridurre il tempo di esposizione alle temperature calde e saldare solo con professionisti addestrati al suo utilizzo. Il trattamento termico post-saldatura non è in genere necessario per i gradi austenitici, grazie alla loro resistenza alla frattura fragile; tuttavia, i gradi martensitici possono richiedere ulteriori trattamenti termici; l'aggiunta di nichel e molibdeno può ridurre il rischio di cricche da tensocorrosione.