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008 TRAT TRATAMIENTOS TÉRMICOS
TRATAMIENTOS TÉRMICOS Son aquellos tratamientos que se realizan a las juntas de cañerías o planchas antes, durante y/o después del proceso de soldadura para de esta forma asegurar que la homogeneidad de la conjugación materiales bases y material de aporte (cordón), garanzando que las propiedades mecánicas de la unión soldada sean las correctas para su funcionamiento. ¿Cuando se usan los tratamientos térmicos?
En los aceros modernos con usos especiales; los cuales suelen tener una amplitud en su composición química química y mayor diversidad de aleantes en su micro estructura estructura cristalina, que les permiten obtener sus propiedades mecánicas. Cuando estos aceros son somedos a ciclos de calentamiento y enfriamiento a velocidades rápidas como pasa en los procesos de soldadura, pierden sus propiedades mecánicas por la modicación de su micro estructura en el metal base; tales como dureza, tenacidad, etc. Por lo tanto es necesario aplicar los tratamientos térmicos para adecuar, mantener o recuperar las propiedades originales del material. Tipos de Tratamientos Térmicos:
•Pre calentamiento (Pre heat Welding - PHT): es aquel tratamiento térmico de calentamiento realizado antes y/o durante la soldadura de una unión. •Calentamiento pos soldadura (Post-weld heat treatment - PWHT): es aquel tratamiento térmico de calentamiento realizado a una unión soldada después de terminada su soldadura, y busca recuperar las propiedades mecánicas del material base. Métodos para los tratamientos Térmicos Por llama directa: es un método de carácter artesanal, ulizado frecuentemente para someter a periodos de precalentamiento con temperatura menores a 200ºc. Este se realiza mediante antorcha controlada de gas combusble y puesta directamente sobre el área. Este debe realizarse lo más uniforme posible ya que por ser de aplicación manual directa directa puede dar cabida a zonas térmicas no homogéneas y provocar daños en la soldadura. Por resistencia eléctrica: es un método en el cual se colocan resistencias resistencias eléctricas con cerámico en forma de mantas exibles alrededor de la unión soldada soldad a a tratar, tratar, estas son conectadas a un equipo generador que les transere una tensión eléctri ca a través de ellas produciendo un calentamiento por efecto joule. Por inducción: es un método en el cual se enrolla un conductor en forma de espira alrededor de la unión soldada a tratar, esta se conecta a un equipo que le transere una intensidad de corriente o “corriente de eddy”, a través de esta espira se produce un campo magnéco que penetra sobre el metal produciendo sobre este mismo una corriente inducida y por la resistencia eléctrica del mismo metal a la corriente este se calienta.
Método por Resistencia Eléctrica
Método por Inducción
008 TRAT TRATAMIENTOS TÉRMICOS
Ancho de banda: Es el área total la cual debe ser calentada en la cañería o plancha para permir al material poder absorber las tensiones provocadas por el efecto de dilatación y contracción durante el proceso de calentamiento y posterior enfriamiento enfri amiento que sufre el metal durante su soldadura. Generalmente se la llama zona afectada térmicamente (ZAT). (ZAT). Los valores del ancho de banda a tratar se pueden obtener de las siguientes tablas.
Longitud del cordón (“)
Ancho de banda 2L (“)
Diámetro de Cañería (“)
Espesor t (“)
Ancho de banda 5vRt (“)
10
20
3
1
6
20
40
6
1
8,7
30
60
10
1
11,2
40
80
12
1
12,2
50
100
16
1
14
60
120
19
1
15
70
140
22
1
16,6
80
160
25
1
17,7
90
180
28
1
18,7
100
200
32
1
20
Tabla 1. Valores de Ancho de Banda para Planchas.
Valores es de Ancho de Banda para Cañerías Tabla 2. Valor
Control de Calidad en los tratamien tratamientos tos térmicos. Se realiza por varios métodos los cuales se mencionan a connuac connuación: ión:
•Análisis del registro Gráco del Tiempo Vs. Temperatura (ver gura 1) •Ensayo de dureza supercial al cordón de Soldadura ≈<350 HB (E.N.D) •Análisiss de Estructura Metalográca (Ensayo Destrucvo) •Análisi
008 TRAT TRATAMIENTOS TÉRMICOS
Parámetros de control de un tratamiento térmico 1. Temperatura del tratamiento y de mantenimiento*. 2. Rata de aumento de temperatura - rampa de calentamieto.
Variables que determinan los parámetros de control de un tratamiento tèrmico 1. Tipo de material; esto está ligado a su composición química. 2. El diámetro de la cañeria.
3. Tiempos de exposición.
3. El espesor de la cañeria.
4. Tasa de disminución de temperatura - rampa de enfriamiento.
4. La naturaleza del material de aporte.
¿Cómo se controla la temperatur temperatura? a? 1. Uso de termocupula, esta va soldada directamente directamente a la supercie del cordón de soldadura. 2. Uso de pistola con termómetro de infra-rojo 3. Uso de lápiz de temperatura
Efectos en los Materiales por la falta de tratamiento térmico: En todas las uniones soldadas se pueden generar como consecuencia del proceso de soldadura una acumulación de tensiones residuales y absorción de gases, originando los siguientes problemas en los materiales.
•Colapso de la Fluencia del Material. •Tendencia a aumentar la sura y fractura. •Bajar la resistencia a la faga. •Aumento en la tendencia a la corrosión. •Disminución de la resistencia al pandeo.
Figura 2. Falla en equipo ocasionada por una mala aplicación del tratamiento térmico