La soldadura de tubos y cañerías de acero inoxidable a menudo requiere una purga inversa con argón cuando se utilizan procesos tradicionales como la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) y la soldadura por arco metálico protegido (SMAW). Pero el costo del gas y el tiempo de configuración del proceso de purga pueden ser importantes, especialmente a medida que aumentan los diámetros y las longitudes de las tuberías.
Al soldar acero inoxidable de la serie 300, los contratistas pueden eliminar el retroceso en las soldaduras de conductos radiculares abiertos al cambiar de la GTAW o SMAW tradicional a un proceso de soldadura mejorado, al mismo tiempo que logran una alta calidad de soldadura, mantienen la resistencia a la corrosión del material y cumplen con los requisitos de la Especificación de procedimiento de soldadura (WPS) de un proceso de soldadura por arco metálico con gas de cortocircuito (GMAW). El proceso GMAW de cortocircuito mejorado también aporta beneficios adicionales en productividad, eficiencia y facilidad de uso, lo que ayuda a mejorar las ganancias.
Las aleaciones de acero inoxidable, favorecidas por su resistencia a la corrosión y su fuerza, se utilizan en muchas aplicaciones de tuberías y tubos, incluidos el petróleo y el gas, los productos petroquímicos y los biocombustibles. Si bien la GTAW se ha utilizado tradicionalmente en muchas aplicaciones de acero inoxidable, tiene algunas desventajas que se pueden abordar con una GMAW de cortocircuito mejorada.
En primer lugar, como continúa la escasez de soldadores calificados, encontrar trabajadores familiarizados con GTAW es un desafío constante. En segundo lugar, GTAW no es el proceso de soldadura más rápido, lo que obstaculiza a las empresas que buscan aumentar la productividad para satisfacer las demandas de los clientes. En tercer lugar, requiere un retrolavado de tubos de acero inoxidable que consume mucho tiempo y es costoso.
¿Qué es el retroceso?La purga es la introducción de gas durante el proceso de soldadura para eliminar contaminantes y brindar soporte.La purga trasera protege la parte trasera de la soldadura contra la formación de óxidos pesados ​​en presencia de oxígeno.
Si la parte trasera no está protegida durante la soldadura del conducto radicular abierto, puede resultar en daños al sustrato. Esta descomposición se llama sacarificación, llamada así porque da como resultado una superficie que parece azúcar dentro de la soldadura. Para evitar el aplastamiento, el soldador inserta una manguera de gas en un extremo del tubo y tapa el extremo del tubo con una presa de purga. También crearon un respiradero en el otro extremo del tubo. También suelen colocar cinta alrededor de la abertura de la junta. Después de limpiar la tubería, despegaron una sección de cinta alrededor de la junta y comenzaron a soldar, repitiendo el proceso de pelado y soldadura hasta que se completó el cordón de la raíz.
Eliminar el retroceso. Los retrocesos pueden costar mucho tiempo y dinero, y en algunos casos suman miles de dólares al proyecto. La transición a un proceso GMAW de cortocircuito mejorado ha permitido a la empresa completar los pases de raíz sin retrolavado en muchas aplicaciones de acero inoxidable. Las aplicaciones de soldadura para aceros inoxidables de la serie 300 son muy adecuadas para esto, mientras que las aplicaciones de soldadura para aceros inoxidables dúplex de alta pureza actualmente requieren GTAW para el pase de raíz.
Mantener el aporte de calor lo más bajo posible ayuda a mantener la resistencia a la corrosión de la pieza de trabajo. Reducir la cantidad de pasadas de soldadura es una forma de reducir el aporte de calor. Los procesos GMAW de cortocircuito mejorados, como la deposición de metal regulada (RMD®), utilizan una transferencia de metal controlada con precisión para proporcionar una deposición de gotas uniforme. Esto hace que sea más fácil para el soldador controlar el charco de soldadura, que a su vez controla el aporte de calor y la velocidad de soldadura. El menor aporte de calor permite que el charco de soldadura se congele más rápido.
Con una transferencia de metal controlada y un congelamiento más rápido del baño de soldadura, el baño de soldadura es menos turbulento y el gas de protección sale de la pistola GMAW relativamente tranquilo. Esto permite que el gas de protección pase a través de la raíz abierta, desplazando la atmósfera y evitando la sacarificación u oxidación en la parte posterior de la soldadura. Esta cobertura de gas solo toma un corto tiempo porque los charcos se congelan muy rápidamente.
Las pruebas han demostrado que el proceso GMAW de cortocircuito modificado cumple con los estándares de calidad de soldadura al tiempo que mantiene la resistencia a la corrosión del acero inoxidable como cuando el cordón de raíz se soldaba con GTAW.
Un cambio en el proceso de soldadura requiere que una empresa vuelva a certificar su WPS, pero dicho cambio puede producir enormes ahorros de tiempo y costos para nuevos trabajos de fabricación y reparación.
La soldadura de conductos radiculares abiertos mediante un proceso GMAW de cortocircuito mejorado ofrece beneficios adicionales en productividad, eficiencia y capacitación de soldadores. Estos incluyen:
Elimina la posibilidad de canales calientes como resultado de poder depositar más metal para aumentar el espesor del canal radicular.
Excelente tolerancia para desalineaciones altas y bajas entre secciones de tubería. Debido a la transferencia suave de metal, el proceso puede cubrir fácilmente espacios de hasta 3⁄16 pulgadas.
La longitud del arco es constante independientemente de la extensión del electrodo, lo que compensa a los operadores que tienen dificultades para mantener una extensión constante. Un charco de soldadura más fácil de controlar y una transferencia de metal constante pueden reducir el tiempo de capacitación para los nuevos soldadores.
Reduce el tiempo de inactividad por cambios de proceso. El mismo alambre y gas protector se pueden usar para canales de raíz, relleno y tapa. Se puede utilizar un proceso GMAW pulsado siempre que los canales se llenen y tapen con al menos un 80 % de gas protector argón.
Para las operaciones que buscan eliminar el reflujo en aplicaciones de acero inoxidable, es importante seguir cinco consejos clave para el éxito al cambiar a un proceso GMAW de cortocircuito modificado.
Limpie el interior y el exterior de las tuberías para eliminar cualquier contaminante. Utilice un cepillo de alambre diseñado para acero inoxidable para limpiar la parte posterior de la unión al menos a 1 pulgada del borde.
Utilice un metal de relleno de acero inoxidable con un alto contenido de silicio, como 316LSi o 308LSi. El mayor contenido de silicio ayuda a humedecer el baño de soldadura y actúa como desoxidante.
Para un mejor rendimiento, utilice una mezcla de gas de protección especialmente formulada para el proceso, como 90 % de helio, 7,5 % de argón y 2,5 % de dióxido de carbono. Otra opción es 98 % de argón y 2 % de dióxido de carbono. El proveedor de gas de soldadura puede tener otras recomendaciones.
Para obtener mejores resultados, utilice una punta cónica y una boquilla para canalizar la raíz para localizar la cobertura de gas. La boquilla cónica con difusor de gas incorporado proporciona una excelente cobertura.
Tenga en cuenta que el uso del proceso GMAW de cortocircuito modificado sin gas de respaldo produce una pequeña cantidad de sarro en la parte posterior de la soldadura. Este sarro generalmente se desprende a medida que la soldadura se enfría y cumple con los estándares de calidad para aplicaciones de petróleo, plantas de energía y petroquímicas.
Jim Byrne es Gerente de Ventas y Aplicaciones de Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
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