Il trattamento termico post-saldatura migliora la durata dell'acciaio legato

La saldatura crea sollecitazioni termiche e meccaniche che possono provocare distorsioni, corrosione o guasti ai metalli saldati. I trattamenti termici post-saldatura, come la ricottura e il rinvenimento, modificano la microstruttura del metallo per alleviare le concentrazioni di tensioni che si formano dopo la saldatura, aumentandone la durata.

La PWHT può essere eseguita in vari modi, a seconda delle dimensioni del progetto e delle condizioni del sito. I forni funzionano meglio quando si trattano componenti di grandi dimensioni come i recipienti a pressione; le piastre di riscaldamento a resistenza e le bobine a induzione funzionano meglio per il trattamento di zone di saldatura specifiche come le tubazioni.

Sollievo dallo stress

La riduzione delle tensioni è una componente integrale di molti codici per recipienti a pressione e tubazioni. Il metodo PWHT prevede il riscaldamento graduale di un'intera struttura in acciaio saldato fino alla temperatura massima, consentendo l'espansione e il rilascio delle tensioni residue di saldatura. Il PWHT può anche ridurre i livelli di durezza per migliorare la tenacità e la duttilità.

La PWHT è necessaria a causa della formazione di elevate tensioni interne nelle strutture saldate che superano le sollecitazioni di progetto, a causa dei gradienti termici che si verificano durante la saldatura del metallo saldato e del materiale madre. Il PWHT prevede il riscaldamento delle saldature fino alla temperatura PWHT per un tempo prestabilito, prima di raffreddare in modo uniforme; conoscere la temperatura PWHT per gli acciai legati garantisce risultati ottimali di riscaldamento e raffreddamento; una scelta accurata porterà a risultati positivi.

Modifiche microstrutturali

Il PWHT altera la composizione del metallo saldato in modo da aumentare la tenacità all'impatto. Le osservazioni al SEM hanno rivelato precipitati secondari aghiformi e granulari nel metallo saldato, identificati mediante diffrazione elettronica ad area selezionata come "carburi MC", con i loro rapporti di orientamento cubico cubo su cubo rispetto alla matrice.

Lan et al. hanno studiato l'impatto della saldatura e del PWHT sulla microstruttura dell'Hastelloy N di grado 760 MPa. Le saldature ottenute con entrambe le tecniche hanno rivelato una martensite a listelli con microcarburi dispersi; quelle realizzate con saldature LBW presentavano una bainite grossolana. Dopo il trattamento PWHT, molte particelle di carburo MC si sono frammentate e ridistribuite in tutta la saldatura, creando una bainite granulare grossolana ricca di V, Ni e Mo.

Guo et al hanno studiato l'effetto della saldatura laser senza metallo d'apporto sulla microstruttura dell'acciaio S960MC. I campioni saldati presentavano una microstruttura SCHAZ, costituita da bainite inferiore, ICHAZ con regioni di alto carbonio e martensite autotemperata e FGHAZ con struttura a grani grossi.

Resistenza alla corrosione

La corrosione è un processo organico in cui i metalli reagiscono con gli elementi ambientali per corrodere le loro proprietà e la loro integrità, diventando alla fine non funzionali e degradando la loro struttura nel tempo. I materiali resistenti alla corrosione, come l'acciaio inossidabile, l'alluminio e il titanio, sono stati sviluppati appositamente per contrastare questo processo di deterioramento.

Alcuni materiali, come l'acciaio inossidabile, hanno una resistenza intrinseca alla corrosione dovuta alla loro composizione chimica. Il cromo, nella sua lega, crea un sottile strato di ossido protettivo sulla sua superficie che tiene lontano l'ossigeno e gli impedisce di raggiungere il metallo interno, impedendo così la formazione di ruggine. Inoltre, questo strato di ossido passivo e autorigenerante si ricrea in caso di graffi o se il metallo si graffia o si danneggia.

La tecnologia di saldatura PWHT viene utilizzata per ridurre al minimo le sollecitazioni durante i processi di saldatura, che possono contribuire alla corrosione degli acciai inossidabili e di altre leghe. Attenuando tali sollecitazioni e migliorando la resistenza alla corrosione nelle strutture saldate, la PWHT può attenuarle e aumentare la resistenza all'usura delle saldature in lega riducendo le tensioni residue, migliorando la distribuzione degli elementi leganti e diminuendo le porosità nelle saldature, favorendo così la resistenza alla corrosione.

Durata

La durata è della massima importanza nella costruzione di ponti e piattaforme offshore, e il trattamento termico pre e post-saldatura assicura che il vostro progetto possa resistere a temperature estreme, corrosione, fatica e altre forze senza rompersi o degradarsi nel tempo.

La PWHT aiuta a prevenire le cricche indotte dall'idrogeno, a ridurre i gradienti termici, a migliorare la saldabilità e la qualità della saldatura, a migliorare la duttilità, a temprare la zona di saldatura e a proteggere i saldatori. Inoltre, la PWHT può ridurre gli schizzi/distorsioni di saldatura, aumentando la produttività.

Le temperature PWHT dipendono dalla composizione del materiale e dalle condizioni di servizio, come i cicli termici, l'esposizione alla corrosione e il carico di fatica. Un controllo insufficiente della temperatura compromette l'integrità della saldatura e riduce l'efficacia del trattamento; se non viene effettuato prima del tempo, può causare la rottura della saldatura o ridurne significativamente l'efficacia. Quando si lavora con metalli diversi è particolarmente importante tenere sotto controllo i gradienti e la distribuzione del calore, in modo che ogni parte della saldatura riceva la sua temperatura target per una saldatura senza distorsioni, senza crepe, corrosione o incrinature e per garantire la formazione di perlite o ferrite. TEAM offre cicli di riscaldamento precisi attraverso cicli di riscaldamento a resistenza, a induzione e a fiamma che assicurano che ogni centimetro e ogni angolo riceva i cicli di riscaldamento desiderati in modo che non si verifichino gradienti e che la distribuzione del calore assicuri che ogni parte della saldatura riceva i cicli di riscaldamento desiderati per ridurre al minimo i gradienti e la distribuzione del calore per ottenere la migliore qualità ed efficacia di saldatura possibile per diversi metalli. Per soddisfare i precisi cicli di riscaldamento del TEAM (resistenza, induzione o fiamma), massimizzare i cicli di riscaldamento uniformi per ridurre al minimo i gradienti e la distribuzione del calore per garantire che tutte le aree ricevano la temperatura desiderata, riducendo così la distorsione, la formazione di cricche e la corrosione e favorendo la formazione di perlite fine/ferrite/corrosione ecc.