En el ciclo térmico del tratamiento térmico posterior a la soldadura, las piezas soldadas se calientan en el horno a menudo en un rango de temperatura más bajo (donde el material no es susceptible de cambio de fase), seguido de enfriamiento en el horno. Bueno, no es tan simple.
En PWHT, la calefacción y la refrigeración se llevan a cabo de forma mecanizada controlada con velocidades específicas de calefacción y refrigeración. Para esto, se emplean una serie de termopares para el monitoreo del proceso de enfriamiento y calentamiento. Hay cuatro elementos esenciales que deben cumplirse para llevar a cabo un tratamiento térmico efectivo posterior a la soldadura.
- Velocidad de calentamiento.
- Temperatura sostenimiento.
- Tiempo de sostenimiento.
- Velocidad de enfriamiento.
1. Tasa de calentamiento
El material de soldadura se deja calentar con una velocidad de calentamiento controlada porque en el lado perjudicial, si la velocidad de calentamiento no se monitorea, el material estará propenso a las tensiones debidas al alto gradiente de temperatura. Con el fin de evitar un alto nivel de estrés y el consiguiente agrietamiento, es una práctica recomendada para calentar piezas de soldadura de acero (por ejemplo, aceros de manganeso de carbono) con un rango de calentamiento de 60 a 200 grados Celsius por hora. Normalmente, el control de la velocidad de calentamiento se inicia a más de trescientos (300) grados Celsius, ya que por debajo de esta temperatura, la mayoría de los aceros tienen la resistencia adecuada para evitar la distorsión que puede causar la intensificación de las tensiones. Además, debe observarse que la velocidad de calentamiento se ajusta principalmente de acuerdo con el espesor de la soldadura.
2. Temperatura de sostenimiento.
Es un rango de temperatura donde la parte de soldadura calentada se mantiene durante algún tiempo, para reducir efectivamente el nivel de estrés. La temperatura de remojo se establece de acuerdo con el tipo de material y normalmente varía entre seiscientos (600) y setecientos sesenta (760) grados Celsius.
3. Tiempo de sostenimiento.
Es un tiempo específico durante el cual el material se deja calentar en el rango de temperatura del calcetín, para proporcionar un calor uniforme en todo el espesor de la soldadura. La pregunta más importante aquí es cómo predecir el marco de tiempo para empapar, para homogeneizar el calor en todo el espesor del material. Un tiempo de remojo adecuado es esencial para la reducción de niveles de tensión indeseables y se determina en función del grosor de la junta. Normalmente, los códigos requieren tiempo de remojo, una hora 1h por cada 20-25 mm de espesor.
4. Velocidad de enfriamiento
De manera similar, la velocidad de enfriamiento también debe monitorearse cuidadosamente, para evitar niveles de estrés más alto y el consiguiente agrietamiento debido a los gradientes de temperatura grandes. Después de proporcionar un tiempo y temperatura de sostenimiento particulares, el material se enfría con la regulación de la velocidad de enfriamiento por termopares. Da un ciclo térmico completo desde el calentamiento hasta el enfriamiento. De nuevo, se requiere el monitoreo desde la temperatura de sostenimiento hasta los trescientos (300) grados Celsius. Por debajo de los trescientos grados Celsius, el material de soldadura tratado térmicamente tiene suficiente resistencia para soportar los gradientes de temperatura.
PWHT es la práctica más común en las industrias de fabricación de acero y normalmente se realiza con a través de combustión o resistencias electicas. El tipo de acero y las aplicaciones de servicio son las principales consideraciones para la aplicación del tratamiento térmico posterior a la soldadura, ya que existen algunas aplicaciones y grados de materiales excepcionales en los que el PWHT puede provocar efectos perjudiciales. Sin embargo, su uso previsto es, para aliviar las tensiones en la soldadura de acero, por eso se lo conoce comúnmente como Alivio de tensiones.
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