Las tuberías de acero sin costuras en caliente tienen requisitos de soldadura únicos en comparación con otros tipos de tuberías de acero. La calidad de la soldadura afecta directamente la resistencia general, la durabilidad y el rendimiento a largo plazo de la tubería. Para garantizar un proceso de soldadura suave y juntas soldadas de alta calidad, los siguientes requisitos clave deben observarse cuidadosamente:
1. Preparación previa
Limpieza de la superficie: el área de soldadura y su entorno deben limpiarse a fondo para eliminar el aceite, el óxido, la escala de óxido y otras impurezas. Los métodos de limpieza incluyen molienda mecánica, encurtimiento o arena. Los contaminantes pueden afectar negativamente la calidad de la soldadura, lo que lleva a grietas y defectos.
Tratamiento de precalentamiento: para tuberías de acero sin costuras sin costuras más gruesas, especialmente aquellas hechas de acero de aleación o acero alto en carbono, a menudo se requiere precalentamiento antes de soldar. El precalentamiento minimiza el riesgo de grietas térmicas causadas por gradientes de temperatura excesivos y reduce la velocidad de enfriamiento para evitar defectos de soldadura.
Diseño de la junta: el diseño de la junta de soldadura es fundamental para garantizar una soldadura fuerte y confiable. La selección adecuada de la forma de la articulación, el tamaño, el ángulo y el diseño del surco ayuda a lograr una distribución de tensión uniforme, reduciendo la concentración de tensión y mejorando la resistencia a la soldadura.
2. Selección del proceso de soldadura
Métodos de soldadura: los métodos comunes incluyen soldadura de arco de metal blindado (SMAW), soldadura de gas inerte metálico (MIG) y soldadura de gas inerte (TIG) de tungsteno. La elección del método de soldadura depende del material, el grosor de la pared y el entorno de aplicación. Para tuberías de acero de paredes gruesas, se prefiere la soldadura de MIG o TIG para una calidad de soldadura superior.
Parámetros de soldadura: los parámetros como la corriente de soldadura, el voltaje y la velocidad deben ajustarse en función del grosor y el material de la tubería. La corriente de soldadura excesiva puede causar sobrecalentamiento, deformación y grietas, mientras que la corriente insuficiente puede dar lugar a una fusión incompleta, debilitando la articulación.
3. Requisitos de tratamiento térmico
Tratamiento térmico posterior a la vigilancia: el proceso de soldadura crea una zona afectada por el calor donde las propiedades mecánicas y la microestructura del material cambian. El tratamiento térmico posterior a la soldado, como el recocido, la normalización o el envejecimiento, se eleva las propiedades mecánicas de la soldadura y alivia el estrés residual. Esto es particularmente crucial para las tuberías de acero de alta resistencia.
Alivio del estrés: en ciertas aplicaciones, como el petróleo y las tuberías de gas o el equipo químico, el recocido de alivio del estrés es necesario para minimizar el riesgo de grietas relacionadas con el estrés.
4. Selección de materiales de soldadura
Material de relleno: el material de llenado de soldadura debe coincidir con el material base de la tubería de acero sin costuras en caliente para garantizar propiedades mecánicas similares. Los rellenos comunes incluyen varillas de acero inoxidable y cables de acero de aleación. El uso de rellenos inadecuados puede conducir a articulaciones débiles o problemas de corrosión.
Gas de blindaje: en soldadura con protección de gas (MIG, TIG), la elección de proteger el gas afecta significativamente la calidad de la soldadura. El dióxido de carbono es adecuado para soldadura de acero general, mientras que se prefiere argón para aceros o aplicaciones de alta aleación que requieren soldaduras de alta calidad.
5. Inspección posterior a la vigilancia y control de calidad
Pruebas no destructivas (NDT): después de la soldadura, se requieren pruebas no destructivas para verificar la integridad articular. Los métodos comunes incluyen inspección de rayos X, pruebas ultrasónicas, pruebas de partículas magnéticas y pruebas de penetración de colorantes. Estas pruebas detectan defectos internos como grietas, poros e inclusiones.
Pruebas mecánicas: las juntas soldadas deben someterse a pruebas mecánicas, como pruebas de tracción, impacto y dureza, para garantizar que cumplan con los requisitos de resistencia, tenacidad y plasticidad.
Prueba de corrosión: si la tubería de acero se usa en un entorno corrosivo (por ejemplo, agua de mar, exposición química), es necesaria las pruebas de resistencia a la corrosión. Las pruebas estándar incluyen pruebas de pulverización de sal y pruebas de corrosión por estrés por cloruro.
6. Control del estrés de soldadura y la deformación
Control de deformación: las fluctuaciones de temperatura durante la soldadura causan la expansión y contracción térmica, lo que lleva a doblar o deformación. Las siguientes medidas ayudan a controlar la deformación:
Optimización de la secuencia de soldadura: use soldadura segmentada o simétrica para minimizar la acumulación de estrés térmico.
Enfriamiento intermitente: deje que la zona de soldadura se enfríe en etapas para evitar el sobrecalentamiento.
Soporte de accesorios: use abrazaderas o soportes para mantener la geometría de tubería correcta durante la soldadura.
7. Control de temperatura durante la soldadura
Manejo de la temperatura de soldadura: controlar la temperatura de soldadura es crucial para evitar una entrada de calor excesiva, lo que puede aumentar el tamaño de la zona afectada por el calor e afectar negativamente la calidad de la soldadura. Se recomienda el equipo de monitoreo de temperatura.
Control de la velocidad de enfriamiento: el enfriamiento rápido después de la soldadura puede conducir a grietas térmicas o fragilidad. Ajustar la temperatura ambiente o usar refrigerantes puede ayudar a optimizar la velocidad de enfriamiento.
8. Requisitos de soldadura para tuberías de acero especiales
Para tuberías de acero sin costuras en caliente hechas de materiales especiales, como acero de alta aleación, acero resistente a la corrosión o acero resistente a la alta temperatura, los requisitos de la visión son más estrictos. Las consideraciones especiales incluyen:
Uso de materiales de soldadura especiales: los aceros de alto rendimiento requieren materiales de relleno específicos para mantener sus propiedades únicas.
Control estricto de temperatura y estrés: durante la soldadura, la distribución del estrés, las tasas de enfriamiento y el control general de la temperatura deben manejarse cuidadosamente para evitar la degradación del material.
Tuberías de acero resistentes a la corrosión (por ejemplo, acero inoxidable): las altas temperaturas pueden dañar la capa de pasivación, aumentando el riesgo de corrosión en el área de soldadura. Se deben utilizar técnicas de soldadura adecuadas para proteger la integridad del material.
Siguiendo estas mejores prácticas, la soldadura de tubos de acero sin costuras en caliente puede lograr una alta resistencia, durabilidad y confiabilidad, asegurando el rendimiento de las aplicaciones industriales exigentes.
