Es inevitable soldar y cortartubería de acero en espiralEstructura en la aplicación de tubería de acero en espiral. Debido a las características propias de la tubería de acero en espiral, en comparación con el acero al carbono ordinario, la soldadura y el corte de esta tubería presentan particularidades, y es más probable que se produzcan diversos defectos en sus juntas soldadas y en la zona afectada por el calor (ZAC). El rendimiento de la soldadura de la tubería de acero en espiral se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos; en adelante, la fisura por alta temperatura a la que se hace referencia se refiere a la fisura relacionada con la soldadura. Las fisuras por alta temperatura se pueden clasificar en fisuras de solidificación, microfisuras, fisuras en la ZAC (zona afectada por el calor) y fisuras por recalentamiento.
Grietas a baja temperatura. En ocasiones, se producen grietas a baja temperatura en tuberías de acero en espiral. Dado que la principal causa de su aparición es la difusión de hidrógeno, el grado de restricción de las juntas soldadas y la estructura endurecida, la solución consiste principalmente en reducir la difusión de hidrógeno durante la soldadura, realizar un precalentamiento y un tratamiento térmico posterior a la soldadura adecuados, y disminuir el grado de restricción.
Tenacidad de las uniones soldadas. Para reducir la susceptibilidad a fisuras por altas temperaturas en tuberías de acero en espiral, se suele incluir entre un 5 % y un 10 % de ferrita en el diseño de la composición. Sin embargo, la presencia de estas ferritas conlleva una disminución de la tenacidad a bajas temperaturas.
Al soldar la tubería de acero en espiral, disminuye la cantidad de austenita en la zona de soldadura, lo que afecta a la tenacidad. Además, con el aumento de ferrita, la tenacidad tiende a disminuir notablemente. Se ha demostrado que la tenacidad de las uniones soldadas de acero inoxidable ferrítico de alta pureza se reduce significativamente debido a la presencia de carbono, nitrógeno y oxígeno.
Las inclusiones de tipo oxígeno se forman al aumentar el contenido de oxígeno en las juntas soldadas de algunos aceros. Estas inclusiones se convierten en la fuente de grietas o en la vía de propagación de las mismas, reduciendo la tenacidad. En algunos aceros, debido a la presencia de aire en el gas protector, el contenido de nitrógeno aumenta, produciendo Cr₂N con morfología de láminas en la superficie de clivaje {100} de la matriz. Esto provoca el endurecimiento de la matriz y la disminución de la tenacidad.
Fragilización por fase sigma: El acero inoxidable austenítico, el acero inoxidable ferrítico y el acero dúplex son propensos a la fragilización por fase sigma. Debido a la precipitación de un pequeño porcentaje de la fase α en la estructura, la tenacidad disminuye. Esta fase suele precipitarse entre 600 y 900 °C, especialmente alrededor de los 75 °C. Como medida preventiva, se recomienda reducir al máximo el contenido de ferrita en el acero inoxidable austenítico.
La fragilización a 475 °C se produce cuando la aleación Fe-Cr se mantiene a esta temperatura (entre 370 y 540 °C) durante un tiempo prolongado. Esto provoca su descomposición en una solución sólida α con baja concentración de cromo y una solución sólida α' con alta concentración de cromo. Cuando la concentración de cromo en la solución sólida α' supera el 75 %, la deformación pasa de ser por deslizamiento a ser por maclado, lo que da lugar a la fragilización a 475 °C.
Fecha de publicación: 5 de mayo de 2023