- Incoloy 825Se puede soldar a acero inoxidable austenítico (316L/304) como rutina, código-unión diferente calificable - siempre que se utilice un relleno a base de níquel-.
- AWS A5.14 ERNiCrMo-3 (relleno de Inconel 625, UNS N06625) es el relleno estándar de la industria-: su depósito de Ni-Mo sobre-aleado tolera la dilución de ambos metales base y mantiene el metal de soldadura al menos tan resistente a la corrosión como la aleación 825.
- Los rellenos de acero inoxidable como 316L o 309L son inaceptables para servicios corrosivos de 825-a acero inoxidable: el metal de soldadura diluido se convierte en el punto débil de la corrosión y es propenso a agrietarse por solidificación.
- Práctica recomendada: GTAW con 100% de argón y retropurga, aporte de calor de 0,5-1,5 kJ/mm, temperatura entre pasadas de aproximadamente 150 C o menos, cordones largueros, herramientas de aleación de níquel dedicadas y, normalmente, sin precalentamiento ni PWHT.
- Califique la junta según ASME BPVC Sección IX (o AWS D1.6 / EN ISO 15614-1) con pruebas de tracción, flexión guiada, dureza, PMI y corrosión en servicio.
¿Se puede soldar Incoloy 825 al acero inoxidable?
Sí - Incoloy 825 se suelda de manera rutinaria y confiable a aceros inoxidables austeníticos como 316L y 304 como una junta diferente, siempre que se utilice un relleno a base de níquel-como ERNiCrMo-3 y se controle el procedimiento.
Las soldaduras diferentes de acero inoxidable 825-a-son una práctica estándar en intercambiadores de calor (tubos 825 a placas de tubos de acero inoxidable), transiciones de tuberías y boquillas de recipientes. Las dos aleaciones son metalúrgicamente compatibles: ambas son austeníticas, ambas se sueldan con los mismos procesos (GTAW, GMAW, SMAW) y sus coeficientes de expansión térmica son lo suficientemente cercanos como para que los problemas de tensión diferencial-vistos en las uniones de acero-a-inoxidable no dominen aquí. El desafío de ingeniería no es la soldabilidad - sino preservar la resistencia a la corrosión en el metal de soldadura y las zonas afectadas por el calor, que es exactamente lo que controla la selección del relleno.
¿Por qué ERNiCrMo-3 es el relleno preferido para juntas de acero inoxidable 825?
AWS A5.14 ERNiCrMo-3 (relleno de Inconel 625, UNS N06625) es el relleno predeterminado porque su depósito de níquel-sobrealeado-molibdeno tolera la dilución de ambos metales base y mantiene el metal de soldadura al menos tan resistente a la corrosión-como el metal base de aleación 825; la soldadura nunca se convierte en el eslabón débil.
La lógica se llama "sobre-coincidencia". En una soldadura diferente, los metales base se funden parcialmente y se mezclan (diluyen) en el baño de soldadura. ERNiCrMo-3 comienza con aproximadamente un 58 % de níquel y un 8-10 % de molibdeno, por lo que incluso después de la dilución con 316L por un lado y 825 por el otro, el metal de soldadura solidificado sigue siendo una aleación a base de níquel-con una resistencia a las picaduras igual o mejor que el metal base 825. El depósito con alto contenido de molibdeno actúa como amortiguador de la corrosión en servicios sulfúricos, fosfóricos y de cloruro. ERNiCrMo-3 también suelda la aleación consigo misma, con acero inoxidable y con acero de baja aleación, lo que simplifica los inventarios de consumibles.
¿Qué sucede si utiliza una masilla de acero inoxidable (316L o 309L)?
Soldar 825 a acero inoxidable con un relleno de acero inoxidable no es aceptable para servicios corrosivos: el metal de soldadura diluido se convierte en un punto débil y propenso a la corrosión-, y el depósito austenítico es propenso a agrietarse por solidificación.
Un relleno 316L o 309L crea metal de soldadura con menos níquel y molibdeno que lo que exige cualquiera de los requisitos una vez que la base rica en níquel-se diluye en él - pero, lo que es más importante, la soldadura ya no es una aleación a base de níquel-. En el servicio con cloruro y ácido, las picaduras y las grietas-se corroen mucho antes que cualquier metal base, y puede sufrir grietas por solidificación (en caliente) debido a la composición y al modo de solidificación.
A veces se ve una junta 309L en trabajos estructurales no-corrosivos, pero para intercambiadores, productos químicos o servicios amargos es un defecto de diseño, no una elección. Cuando la especificación de un cliente exige 825, la soldadura debe coincidir con ese nivel de rendimiento; solo un relleno de níquel-que coincida lo proporciona.
¿Qué otras opciones de relleno existen además de ERNiCrMo-3?
Las alternativas prácticas son ERNiFeCr-1 (que coincide con la composición de 825) donde las especificaciones exigen una coincidencia exacta, ERNiCr-3 (Inconel 82) para casos cosméticos o de alta temperatura, y el electrodo cubierto ENiCrMo-3 para soldadura con electrodo revestido (SMAW), pero ERNiCrMo-3 sigue siendo el predeterminado para el servicio de corrosión.
ERNiFeCr-1 (AWS A5.14, UNS N08825 química de relleno: Ni 38-46, Cr 19.5-23.5, Mo 2.5-3.5, Cu 1.5-3.0, Ti 0.6-1.2) es el relleno "compatible", que se utiliza cuando una especificación de proyecto requiere una química del metal de soldadura igual a la aleación base. ERNiCr-3 (Inconel 82) es una alternativa aceptable cuando es importante una coincidencia exacta de color o propiedades específicas de alta temperatura, pero contiene menos molibdeno, por lo que no se prefiere cuando la resistencia a las picaduras es el factor determinante.
Para SMAW de campo y de taller, el equivalente del electrodo cubierto es ENiCrMo-3 (AWS A5.11), lo que proporciona la misma química de depósito que el cable desnudo. Muchos fabricantes califican a ERNiCrMo-3 como el único consumible para todas las uniones 825 (con sí mismo y con acero inoxidable) por su simplicidad y un nivel de corrosión comprobado.
¿Cómo se debe diseñar y preparar la unión diferente?
Utilice una ranura estándar de una sola-V (o J para secciones gruesas) con superficies limpias, brillantes y libres de contaminación-, un espacio de raíz controlado y gas de respaldo para la raíz. - la geometría de la ranura y el ajuste-son los que controlan la dilución y la calidad de la raíz.
- El diseño de ranura - única-V con un ángulo incluido de 60 es típico para tuberías y tubos; Ranura en J-para secciones gruesas para reducir el volumen de soldadura y el aporte de calor.
- Máquina de preparación de superficies - o esmerilar el bisel hasta obtener metal brillante; elimine óxidos, incrustaciones y cualquier capa-endurecida por trabajo de los bordes cortados.
- Limpieza - desengrasar con disolvente/acetona; mantenga herramientas, cepillos de alambre y muelas abrasivas dedicadas a aleaciones de níquel para que la contaminación ferrosa o de azufre nunca llegue a la junta.
- La protección de raíces - retrocede-purgue con argón en el paso de raíz para evitar la oxidación interna, que de otro modo destruiría la resistencia a la corrosión en el orificio.
- Ajustar-la - separación y alineación de raíces consistentes; un espacio excesivo favorece la dilución de las raíces, un espacio insuficiente provoca una falta de fusión.
¿Qué parámetros y técnicas de soldadura se recomiendan?
Suelde juntas de acero inoxidable 825-a-con GTAW (TIG) usando 100 % argón, purga inversa en la raíz, bajo aporte de calor de aproximadamente 0,5 a 1,5 kJ/mm, temperatura entre pasadas mantenida en aproximadamente 150 C o menos (más ajustada para servicio con ácido) y cordones de larguero, sin precalentamiento en condiciones normales.
- Se prefiere el proceso - GTAW para trabajos en tubos y paredes delgadas-; GMAW con mezclas de argón-helio y SMAW con ENiCrMo-3 son aceptables para secciones más pesadas.
- Blindaje del - 100 % de argón para GTAW; La purga trasera-(argón) es obligatoria para los pases de raíz en tubos y tuberías para evitar la oxidación interna.
- El aporte de calor - se mantiene en 0,5-1,5 kJ/mm; El calor excesivo amplía la zona afectada por el calor, expulsa al titanio de la solución y promueve la precipitación de carburo.
- La temperatura entre pasadas - es máxima de aproximadamente 150 C (300 F), y muchas especificaciones de servicio-de ácido la ajustan a 100 C o menos; Mida con pirómetro de contacto o crayones de temperatura.
- Técnica de cuentas - cuentas estrechas en lugar de tejer; minimizar los pasos de soldadura y el aporte total de calor.
- Generalmente no es necesario precalentar -; si la temperatura ambiente es inferior a aproximadamente 5 C (41 F), un precalentamiento suave a 15-20 C elimina únicamente la humedad.
¿Se requiere tratamiento térmico posterior-a la soldadura?
Normalmente, ninguna aleación 825 estabilizada con -titanio-no requiere PWHT para restaurar la resistencia a la corrosión intergranular, y la aplicación de PWHT a una unión de 825-a acero inoxidable puede sensibilizar el lado inoxidable; El tratamiento térmico sólo se realiza cuando el código o las condiciones de servicio lo exigen específicamente.
La adición de titanio en 825 "bloquea" el carbono para que los carburos de cromo no precipiten en la zona afectada por el calor-durante la soldadura - la razón por la que la aleación es soldable en la condición de-soldadura. Para una junta diferente, un alivio de tensión-a temperaturas típicas del acero inoxidable (alrededor de 600-850 C) coloca el lado del 316L directamente en el rango de sensibilización y puede degradar su resistencia a la corrosión, por lo que no se debe agregar PWHT sin un requisito específico.
Cuando un código o condición de servicio exige un tratamiento de solución, la ventana es de aproximadamente 920-980 C seguida de un enfriamiento rápido, y toda la geometría de la junta debe permitirlo. En la práctica, la mayoría fabricó 825 equipos soldados.
¿Qué riesgos metalúrgicos y de corrosión deben gestionarse?
Los cinco riesgos en una soldadura de acero inoxidable 825-a-son dilución, sensibilización HAZ del lado inoxidable-, división de molibdeno y zonas sin mezclar, corrosión por tensión-de cloruro en el lado inoxidable y contaminación ferrosa; cada uno de ellos se controla mediante la elección del relleno, el aporte de calor controlado, la limpieza y la inspección.
Dilución - controlada por ERNiCrMo-3 sobre-aleado y por diseño de ranura/ajuste para que el depósito final nunca caiga por debajo de los niveles aceptables de níquel y molibdeno.
- La sensibilización de la HAZ de acero inoxidable - cromo-precipitación de carburo en la zona afectada por el calor 316L-se minimiza mediante una baja entrada de calor y un control entre pasadas.
- División de Mo/zona sin mezclar - el molibdeno puede segregarse durante la solidificación y se puede formar una zona sin mezclar en el límite de fusión; Los cordones continuos y la penetración completa reducen las regiones magras localizadas.
- Cloruro SCC en el lado de acero inoxidable - la pata 316L sigue siendo susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión-en cloruros calientes; En dicho servicio, los diseñadores a menudo cambian la ubicación de la unión o mejoran la pata de acero inoxidable en lugar de depender de la soldadura.
- La contaminación ferrosa -partículas de acero al carbono-de herramientas compartidas crea células de corrosión locales; Son obligatorios los cepillos y abrasivos exclusivos de aleación de níquel-.
¿Cómo se califica y prueba una soldadura de 825-a acero inoxidable?
Califique la unión con un procedimiento de soldadura documentado según ASME BPVC Sección IX (o AWS D1.6/EN ISO 15614-1), luego verifique las soldaduras de producción mediante pruebas de tracción, flexión guiada, dureza, PMI y corrosión específicas del servicio.
- Calificación del procedimiento (PQR/WPS) - registra la clasificación del relleno, el proceso, el gas, el rango de entrada de calor, el límite entre pasadas y las posiciones; cupones de prueba según el código vigente.
- Las pruebas mecánicas - de tracción transversal, curvaturas laterales/refrentadas guiadas y estudios de dureza validan la resistencia y ductilidad del depósito diferente.
- La verificación química - identificación positiva del material (PMI) en el relleno y la soldadura terminada confirma que el depósito es ERNiCrMo-3, no un grado sustituido.
- Pruebas de corrosión - cuando la especificación lo requiera, ejecute pruebas de servicio-apropiadas (por ejemplo, ataque intergranular o pruebas de picaduras) en la soldadura para demostrar que el depósito coincide con el rendimiento del metal base-.
- Calificación del soldador Los soldadores - deben estar calificados para el proceso, el relleno y los puestos específicos utilizados en el trabajo.
¿Dónde se utilizan las juntas de Incoloy 825-a acero inoxidable?
825-a-soldaduras diferentes de acero inoxidable aparecen dondequiera que la aleación 825 deba hacer la transición a una construcción económica de acero inoxidable: juntas de -intercambiadores de calor-a-placas de tubos y boquillas, transiciones de tuberías de plantas químicas, boquillas de recipientes, sistemas de depuración y líneas de agua producida por petróleo-y-gas.
- Intercambiadores de calor - 825 tubos soldados o sellados-soldados en placas de tubos de 316 L, y 825 canales/boquillas pasaron a tuberías de acero inoxidable.
- Plantas de procesamiento químico - de ácido sulfúrico/fosfórico donde 825 partes internas unen carcasas y tuberías de acero inoxidable.
- Sistemas de depuración y FGD de control de la contaminación - con 825 secciones húmedas en transición a conductos de acero inoxidable.
- El petróleo y el gas - produjeron-enfriadores de servicio de agua y ácido- donde 825 componentes se conectan a colectores de acero inoxidable.
Suelde 825 al acero inoxidable de la manera correcta
Incoloy 825 suelda acero inoxidable de manera limpia y confiable - pero solo cuando la unión se trata como una decisión de ingeniería de corrosión-, no como una soldadura de rutina. Especifique el relleno ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) o su equivalente de electrodo ENiCrMo-3, controle la entrada de calor y la temperatura entre pasadas, proteja la raíz con retropurga de argón, mantenga las herramientas dedicadas al níquel, omita PWHT a menos que un código lo exija y califique el procedimiento con pruebas mecánicas y de corrosión. De esta manera, la junta diferente ofrece la misma vida útil que el equipo de aleación 825 que conecta.
