Aspectos a tener en cuenta al soldar tubos de acero SSAW

La soldadura y el corte de estructuras de tubos de acero SSAW son inevitables en sus aplicaciones. Debido a las características inherentes de los tubos de acero SSAW, los procesos de soldadura y corte presentan particularidades en comparación con el acero al carbono común. Estos procesos tienen más probabilidades de dar lugar a diversos defectos en las juntas soldadas y en la zona afectada por el calor (ZAT). El rendimiento de la soldadura de los tubos de acero SSAW se caracteriza principalmente por los siguientes aspectos .

Grietas de alta temperatura:
Las grietas de alta temperatura son grietas asociadas con la soldadura. Estas grietas se pueden dividir en varios tipos: grietas de solidificación, microgrietas, grietas en la zona afectada por el calor (ZAC) y grietas por recalentamiento.

Grietas de baja temperatura:
Ocasionalmente, se producen grietas de baja temperatura en las tuberías de acero soldadas por arco sumergido. Las principales causas incluyen la difusión de hidrógeno, el grado de restricción en la unión soldada y la estructura endurecida en su interior. Las soluciones a este problema implican principalmente la reducción de la difusión de hidrógeno durante el proceso de soldadura, la realización adecuada del precalentamiento y el tratamiento térmico posterior a la soldadura y la minimización del grado de restricción.

Tenacidad de las uniones soldadas:
La tenacidad de las uniones soldadas en tubos de acero SSAW está diseñada típicamente para contener entre un 5% y un 10% de ferrita para reducir la susceptibilidad a las grietas a alta temperatura. Sin embargo, la presencia de estas ferritas puede provocar una disminución de la tenacidad a baja temperatura. Al soldar tubos de acero SSAW, la cantidad de austenita en el área de la unión soldada se reduce, lo que afecta la tenacidad. Además, a medida que aumenta el contenido de ferrita, el valor de tenacidad disminuye significativamente. Se ha demostrado que la tenacidad de las uniones soldadas en acero inoxidable ferrítico de alta pureza disminuye notablemente debido a la mezcla de carbono, nitrógeno y oxígeno.

Inclusiones de tipo óxido:
El aumento del contenido de oxígeno en las uniones soldadas de algunos aceros puede generar inclusiones de tipo óxido. Estas inclusiones sirven como sitios de inicio de grietas o las propagan, lo que provoca una reducción de la tenacidad. En algunos casos, cuando se mezcla aire con el gas protector, el contenido de nitrógeno aumenta, lo que conduce a la formación de Cr2N en forma de listón en el plano de clivaje {100} de la matriz. Esto da como resultado una matriz más dura y una reducción de la tenacidad.

Fragilización por fase σ:
el acero inoxidable austenítico, el acero inoxidable ferrítico y los aceros dúplex son susceptibles a la fragilización por fase σ. Esto ocurre cuando una pequeña cantidad de la fase α precipita en la estructura, lo que reduce significativamente la tenacidad. La fase σ generalmente precipita dentro del rango de temperatura de 600 a 900 °C, y la precipitación más significativa ocurre alrededor de los 750 °C. Para evitar la fragilización por fase σ en el acero inoxidable austenítico, se debe minimizar el contenido de ferrita.

Fragilización a 475 °C:
A 475 °C (rango: 370–540 °C), las aleaciones de Fe-Cr pueden descomponerse en una solución sólida α con baja concentración de cromo y una solución sólida α' con alta concentración de cromo. Cuando el contenido de cromo en la fase α' supera el 75 %, la deformación pasa de deformación por deslizamiento a deformación gemela, lo que conduce a la fragilización a 475 °C.