Soldadura 300

Al soldar aceros inoxidables de la serie 300, los contratistas pueden eliminar la purga posterior en la soldadura de tuberías de raíz abierta y aun así lograr una soldadura de alta calidad.

Normalmente, la soldadura de tubos y tuberías de acero inoxidable requiere una purga posterior con gas argón cuando se utilizan procesos tradicionales, como la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) y la soldadura por arco de metal blindado (SMAW). Pero el costo del gas y el tiempo de preparación para el proceso de purga pueden ser significativos, especialmente a medida que aumentan los diámetros y las longitudes de las tuberías.

Al soldar aceros inoxidables de la serie 300, los contratistas pueden eliminar la purga de retroceso en la soldadura de tuberías de raíz abierta y aun así lograr una soldadura de alta calidad, conservar la resistencia a la corrosión del material y cumplir con los requisitos de la especificación del procedimiento de soldadura (WPS) al cambiar de GTAW o SMAW tradicional a uno modificado. Proceso de soldadura por arco metálico con gas de cortocircuito (GMAW). Un proceso GMAW de cortocircuito modificado también brinda beneficios adicionales para la productividad, la eficiencia y la facilidad de uso que pueden ayudar a mejorar el resultado final.

Favorecidas por su resistencia a la corrosión y su fuerza, las aleaciones de acero inoxidable se utilizan para muchas aplicaciones de tuberías y tubos, incluidas las de petróleo y gas, petroquímica y biocombustibles. Si bien GTAW se usa tradicionalmente para muchas aplicaciones de acero inoxidable, tiene algunos inconvenientes que se pueden abordar con GMAW de cortocircuito modificado.

En primer lugar, a medida que continúa la escasez de soldadores calificados, encontrar trabajadores con conocimientos en GTAW es un desafío constante. En segundo lugar, GTAW no es el proceso de soldadura más rápido, lo que obstaculiza a las empresas que desean aumentar la productividad para satisfacer la demanda de los clientes. En tercer lugar, requiere una purga de retorno costosa y que lleva mucho tiempo en los tubos y tuberías de acero inoxidable.

La purga es la introducción de un gas para eliminar los contaminantes y brindar respaldo durante la soldadura. La purga posterior protege la parte posterior de la soldadura, evitando la formación de óxidos pesados ​​que se producen en presencia de oxígeno.

Cuando la parte posterior no está protegida durante la soldadura de tubería de raíz abierta, puede resultar en una ruptura del material base. Este desglose se conoce como azucarado, llamado así porque da como resultado una apariencia superficial muy parecida al azúcar en el interior de la soldadura. Para evitar la formación de azúcar, los soldadores insertan una manguera de gas en un extremo de la tubería y luego bloquean los extremos de la tubería con presas de purga. También crean un orificio de ventilación en el extremo opuesto de la tubería. Por lo general, también colocan cinta adhesiva alrededor de la abertura de la junta. Después de haber purgado la tubería, retiran una sección de la cinta alrededor de la junta y comienzan a soldar, repitiendo el proceso de pelado y soldadura hasta completar la pasada de raíz.

La purga posterior puede costarle una cantidad considerable de tiempo y dinero a una operación, y en algunos casos agrega miles de dólares a un proyecto. La transición a un proceso GMAW de cortocircuito modificado permite a las empresas completar pasadas de raíz sin una purga posterior en muchas aplicaciones de acero inoxidable. Las aplicaciones de soldadura en aceros inoxidables de la serie 300 son buenas candidatas para esto, mientras que las aplicaciones de soldadura para acero inoxidable dúplex de alta pureza actualmente requieren GTAW para la pasada de raíz.

Mantener la entrada de calor lo más baja posible ayuda a conservar la resistencia a la corrosión de la pieza de trabajo. Reducir el número de pasadas de soldadura es una forma de reducir la entrada de calor. Un proceso GMAW de cortocircuito modificado, como la deposición de metal regulada (RMD®), utiliza una transferencia de metal controlada con precisión para proporcionar una deposición uniforme de gotas. Esto facilita que el soldador controle el charco de soldadura y, por lo tanto, controle la entrada de calor y las velocidades de soldadura. Una entrada de calor más baja permite que el charco de soldadura se congele más rápido.

Con una transferencia de metal controlada y una congelación más rápida del charco, el charco de soldadura es menos turbulento y el gas de protección sale de la pistola GMAW relativamente sin perturbaciones. Esto permite que el gas de protección empuje a través de la raíz abierta, desplazando la atmósfera y evitando la formación de azúcar u oxidación en la parte posterior de la soldadura. Esa cobertura de gas se necesita solo por un corto tiempo porque el charco se congela muy rápido.

Las pruebas muestran que un proceso GMAW de cortocircuito modificado cumple con los estándares de calidad de la soldadura al mismo tiempo que retiene la resistencia a la corrosión del acero inoxidable tan bien como cuando la pasada de raíz se suelda con GTAW.

El uso de un proceso GMAW de cortocircuito modificado para la soldadura de tuberías de raíz abierta ofrece otros beneficios para la productividad, la eficiencia y la formación de soldadores.

Un cambio en el proceso de soldadura requiere que una empresa vuelva a calificar su WPS, pero el cambio puede ofrecer una gran recuperación en tiempo y ahorro de costos, tanto para la nueva fabricación como para el trabajo de reparación.

El uso de un proceso GMAW de cortocircuito modificado para la soldadura de tuberías de raíz abierta ofrece otros beneficios para la productividad, la eficiencia y la formación de soldadores. Éstas incluyen:

El potencial para eliminar la pasada en caliente, como resultado de la capacidad de depositar más metal para aumentar el grosor de la pasada de raíz.

Tolerancia excepcional para la desalineación alta-baja entre secciones de tubería. Debido a la transferencia suave del metal, el proceso puede salvar fácilmente brechas de hasta 3⁄16 de pulgada.

Longitud de arco constante independientemente de la extensión del electrodo, lo que compensa a los operadores que luchan por mantener una longitud de extensión constante. El charco de soldadura más fácil de controlar y la transferencia constante de metal pueden reducir el tiempo de capacitación para los nuevos soldadores.

Tiempo mínimo de limpieza porque el proceso no deja escoria y pocas salpicaduras, si las hay.

Reducción del tiempo de inactividad para el cambio de proceso. Se puede usar el mismo alambre y gas de protección para las pasadas de raíz, relleno y tapa. Se puede usar un proceso GMAW pulsado, siempre que se use un gas de protección de al menos 80 por ciento de argón para las pasadas de llenado y tapado.

Para las operaciones que desean eliminar la retropurga en aplicaciones de acero inoxidable, es importante seguir cinco consejos clave para tener éxito al cambiar a un proceso GMAW de cortocircuito modificado.

Limpie el interior y el exterior de la tubería para eliminar cualquier contaminante. Use un cepillo de alambre diseñado para acero inoxidable para limpiar al menos 1 pulgada hacia atrás desde el borde de la junta.

Utilice un metal de aporte de acero inoxidable con un alto contenido de silicio, como 316LSi o 308LSi. Un mayor contenido de silicio ayuda a que el charco de soldadura se humedezca y actúa como un desoxidante.

Para obtener el mejor rendimiento, utilice una mezcla de gas de protección formulada específicamente para el proceso, como 90 % de helio, 7,5 % de argón y 2,5 % de dióxido de carbono. Otra opción es 98 por ciento de argón y 2 por ciento de dióxido de carbono. Los proveedores de gas de soldadura pueden tener otras recomendaciones.

Para obtener los mejores resultados, use una punta cónica y una boquilla para el pase de raíz para localizar la cobertura de gas. Las boquillas cónicas con difusores de gas incorporados brindan una excelente cobertura.

Tenga en cuenta que el uso de un proceso GMAW de cortocircuito modificado sin gas de respaldo produce una pequeña cantidad de incrustaciones de óxido en la parte posterior de la soldadura. Esto generalmente se descascara a medida que la soldadura se enfría y está dentro de 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.