La soldadura es el proceso de formación del núcleo para tubos calefactores 316 conectados, doblados y combinados con bridas-. Un orden de soldadura irrazonable conducirá a la superposición de tensiones de tracción residuales multi-direccionales, agravará la sensibilización de las zonas afectadas por el calor- y creará espacios ocultos que inducirán corrosión en las grietas. Muchas fallas repentinas por fugas de tubos calefactores en medios corrosivos se originan en procedimientos de soldadura desordenados más que en defectos de calidad del material. Este artículo analiza los efectos negativos de una secuencia de soldadura inadecuada y formula pasos de operación estandarizados.
1. Mecanismo perjudicial del orden de soldadura desordenado
(1) Tensión residual acumulada
Si se sueldan continuamente varias juntas de soldadura sin intervalos, cada soldadura producirá una tensión de contracción térmica desigual. Soldar posiciones adyacentes en secuencia hace que la tensión se superponga y se concentre en el cuerpo de la tubería, la raíz de la brida y la sección de transición doblada. Bajo la acción combinada de la tensión de tracción y el medio cloruro, es muy probable que se produzca agrietamiento por corrosión bajo tensión.
(2) Sensibilización térmica secundaria
El rango de temperatura de 450 a 850 grados es el intervalo de sensibilización del acero inoxidable 316. Soldar la soldadura anterior y realizar inmediatamente una soldadura cercana hará que la primera soldadura y su zona afectada por el calor-entren repetidamente en la zona de temperatura de sensibilización, lo que provocará una precipitación masiva de carburo de cromo, un grave agotamiento del cromo en los límites de grano y una resistencia a la corrosión intergranular marcadamente reducida.
(3) Deformación y formación de espacios.
La soldadura continua-de longitud completa-fija en un lado provocará una deformación térmica asimétrica del accesorio de tubería, lo que provocará una desalineación de la raíz de la soldadura, una penetración incompleta y espacios estrechos invisibles dentro de la costura de soldadura. Los iones corrosivos se acumulan en los espacios para formar células de oclusión, lo que provoca una corrosión en las grietas que no se puede detectar mediante una inspección de la apariencia.
2. Proceso de soldadura por salto segmentado estándar (esquema optimizado del núcleo)
Soldadura por puntos de pre-posicionamiento: use de 4 a 6 uniones de soldadura de posicionamiento distribuidas uniformemente para fijar la brida y el cuerpo de la tubería para evitar el desplazamiento durante la soldadura formal.
Saltar la segmentación de soldadura: divida la soldadura circular en 4 partes iguales, suelde primero la sección número 1 y luego salte a la sección diagonal número 3; después de enfriar hasta casi la temperatura ambiente, suelde las secciones N° 2 y N° 4 por turno.
Control de enfriamiento a intervalos: cada sección de soldadura se suspenderá durante 3 a 8 minutos para permitir que la pieza de trabajo se enfríe naturalmente y salga de la zona de temperatura de sensibilización antes de la siguiente operación de soldadura.
Protección trasera con argón durante todo el proceso: Evite la oxidación y la inclusión de escoria en la raíz de la soldadura para eliminar las fuentes de corrosión inherentes dentro de la soldadura.
3. Reglas de secuencia de soldadura para tubos calefactores combinados en forma de U y con cabezales múltiples
Para tubos calefactores en forma de U-con dos bridas en ambos extremos: primero suelde la brida en un extremo, enfríe completamente y libere la tensión, luego gire la pieza de trabajo para soldar la brida en el otro extremo; nunca sujete ambos extremos para soldar simultáneamente. Para conjuntos de calefacción integrados de hileras de tubos múltiples: suelde tubos individuales uno por uno con intervalos escalonados, prohíba la soldadura continua intensiva de juntas de tubos adyacentes y evite la deformación térmica general del marco del dispositivo y tensiones adicionales en el conjunto.
4. Procesos complementarios posteriores a la soldadura para compensar los defectos de la secuencia de soldadura
Una vez completada toda la soldadura, realice una pasivación química general para reparar la película pasiva dañada por el calor de la soldadura en la superficie de la zona-afectada por el calor.
Para calentar tubos utilizados en condiciones de alta corrosión-de cloruro, realice un recocido integral de alivio de tensión después de la soldadura para eliminar la tensión residual de tracción acumulada.
Realice una inspección de penetración en soldaduras clave para verificar si hay pequeñas grietas y penetración incompleta oculta por deformación.
5. Efecto comparativo de diferentes modos de soldadura
表格
| Modo de soldadura | Nivel de estrés y sensibilización | Peligro oculto de corrosión |
|---|---|---|
| Soldadura continua-en círculo completo una-vez | Alto estrés + sensibilización repetida. | Extremadamente alto |
| Soldadura continua secuencial en el sentido de las agujas del reloj | Superposición de tensiones parciales | Medio |
| Soldadura segmentada con salto diagonal | Bajo estrés uniforme, ciclo térmico único | muy bajo |
Conclusión
El propósito fundamental de la secuencia de soldadura estandarizada es controlar el número de ciclos térmicos que pasa la pieza de trabajo a través del rango de temperatura de sensibilización y dispersar la tensión residual de la soldadura. La adopción de soldadura por salto diagonal con intervalos de enfriamiento puede reducir la probabilidad de falla por corrosión inducida por la soldadura-de 316 tubos calefactores en más de un 75 %, lo cual es una especificación de proceso esencial y de bajo costo- en la producción en masa.
