Soldadura Hastelloy C-276: 9 precauciones esenciales

¿Qué es Hastelloy C-276?

Hastelloy C-276, también conocido como UNS N10276 o C276, es una de las aleaciones resistentes a la corrosión a base de níquel más comunes. Es adecuado para su uso en la industria química con diversos medios oxidantes y reductores. Su alto contenido de molibdeno y cromo permite que la aleación resista la corrosión por iones de cloruro, y la adición de tungsteno aumenta aún más su resistencia a la corrosión.

Hastelloy C-276 es uno de los pocos materiales que puede resistir la corrosión causada por soluciones húmedas de cloro gaseoso, hipoclorito y dióxido de cloro. También exhibe una resistencia significativa a soluciones salinas de cloruro altamente concentradas, como el cloruro férrico y el cloruro cúprico.

Las aplicaciones donde se puede utilizar Hastelloy C-276 incluyen:

  • Revestimientos de chimeneas, tuberías, compuertas, depuradores, recalentadores de gases de combustión, ventiladores y carcasas de ventiladores para el control de la contaminación.
  • Sistemas de desulfuración de gases de combustión.
  • Componentes de procesamiento químico como intercambiadores de calor, recipientes de reacción, evaporadores y tubos de transporte.
  • Pozos de gas ácido.
  • Producción de pulpa y papel.
  • Tratamiento de aguas residuales.
  • Equipos farmacéuticos y de procesamiento de alimentos.

Precauciones para soldar Hastelloy C-276

Hay 9 consideraciones principales que se deben recordar al soldar la aleación Hastelloy C-276, que se pueden resumir de la siguiente manera:

1. Preparación y limpieza de soldadura:

Dado que es probable que la superficie de la aleación Hastelloy contenga impurezas y óxidos, el área de soldadura debe limpiarse antes de soldar. La limpieza manual se puede realizar con amoladoras angulares para limpiar la zona hasta que se vea el brillo del metal.

Se recomienda que el ancho de limpieza sea de al menos 100 mm para garantizar que no entren impurezas en la zona de soldadura.

2. Método de soldadura:

La conexión positiva de corriente continua se utiliza generalmente para soldar. Cuando se utiliza una conexión CC positiva, la temperatura del electrodo de tungsteno es baja, la corriente permitida es grande y la pérdida del electrodo de tungsteno es pequeña.

El extremo del electrodo de tungsteno se rectifica a 30° y la cabeza se rectifica ligeramente.

3. Gas de protección:

Se deben tomar medidas para minimizar la degradación de la resistencia a la corrosión de la soldadura y la zona afectada por el calor, como la soldadura con gas inerte de tungsteno (GTAW), la soldadura con gas inerte de metal (GMAW), la soldadura por arco sumergido u otros métodos de soldadura que. puede minimizar la degradación de la resistencia a la corrosión de la soldadura y de la zona afectada por el calor.

Special Steel 100 Seconds” sugiere que el efecto de blindaje del gas argón es significativo: buenos efectos de blindaje, calor concentrado, buena calidad de soldadura, pequeña zona afectada por el calor y pequeña distorsión de la soldadura, haciendo que la soldadura y la zona afectada por el calor tengan una resistencia mínima a degradación por corrosión.

4. Formación práctica:

El procesamiento mecánico es el método preferido para soldar ranuras, y es preferible el procesamiento en frío para garantizar que la forma, el tamaño y la rugosidad de la superficie de procesamiento cumplan con los requisitos estándar o las especificaciones del proceso de soldadura.

El procesamiento mecánico de la ranura previa a la soldadura provocará un endurecimiento por trabajo, por lo que es necesario pulir la ranura antes de soldar. La ranura de soldadura no debe presentar defectos como delaminación, flexión, grietas o desgarros.

La superficie metálica de la ranura de soldadura y el ancho de 50 mm en ambos lados deben pulirse para eliminar los colores de óxido. Se deben utilizar disolventes como etanol, acetona o propanol para limpiar contaminantes como grasa, agua y marcas de tiza.

El cepillo disolvente debe ser una esponja de cuero o celulosa que no se suelte durante la limpieza. Special Steel 100 Seconds” sugiere que los materiales de soldadura innecesarios y las sustancias nocivas en la ropa y el calzado de los trabajadores no deben entrar en contacto con la pieza de trabajo para evitar contaminarla.

5. Selección del material de soldadura:

Se recomienda utilizar alambre de soldadura ERNiCrMo-4 y varilla de soldadura ENiCrMo-4. Este alambre de soldadura tiene una excelente resistencia a la corrosión y rendimiento del proceso. Su composición química es similar a la del metal base y contiene más manganeso que el metal base.

Mediante soldadura, se puede mejorar la resistencia a las grietas y controlar la porosidad. El contenido súper bajo de carbono proporciona protección contra la corrosión intergranular.

Tabla de materiales de soldadura

Material de base Estándar de la Sociedad Estadounidense de Soldadura (AWS)
Electrodo de soldadura SMAW Alambre de soldadura GTAW
C276 y C276 ENiCrMo-4 RENiCrMo-4
C276 y acero al carbono o acero de baja aleación ENiCrMo-3
ENiCrMo-4
ERNiCrMo-3
ERNiCrMo-4

6. Precalentamiento y temperatura entre pasadas

Generalmente no es necesario precalentar cuando se sueldan aleaciones de Hastelloy a temperatura ambiente, a menos que la temperatura del aire esté por debajo del punto de congelación o se haya acumulado humedad. Si es necesario precalentar, la temperatura sólo debe elevarse a 30-40°C.

Durante la soldadura, si el metal de soldadura se expone a altas temperaturas (375-875°C) durante un largo período de tiempo, formará compuestos metálicos de Fe-Cr, conocidos como fase sigma. La fase sigma es extremadamente dura y quebradiza y se distribuye a lo largo de los límites de los granos, provocando una disminución en la tenacidad al impacto y debilitamiento del metal de soldadura.

Cuando se utiliza soldadura multicapa, la temperatura entre pasadas debe mantenerse por debajo de 90 °C para evitar la formación de la fase sigma debido a la exposición prolongada a temperaturas entre 375 y 875 °C.

7. Precauciones de soldadura

Para reducir el aporte de calor al soldar, utilice la corriente de soldadura más baja posible y un método de soldadura rápido. Además, debido a la tendencia de las aleaciones de Hastelloy a agrietarse al principio del arco, el cráter del arco debe llenarse por completo.

Antes de reiniciar el arco, se debe lijar el cráter del arco anterior y luego limpiarlo con un cepillo de cerdas suaves antes de proceder con la soldadura posterior. Estos dos métodos de tratamiento pueden suprimir la generación de grietas térmicas.

La unión soldada es propensa a la corrosión intergranular, incluida la corrosión intergranular de la costura de soldadura, la "corrosión de cuchillo" cerca de la línea de fusión y la corrosión intergranular de la temperatura de sensibilización en la zona afectada por el calor.

8. Tratamiento térmico post-soldadura

Sin embargo, en entornos extremadamente agresivos, los materiales C-276 y las piezas soldadas deben recibir un tratamiento térmico con solución para lograr la mejor resistencia a la corrosión.

El tratamiento térmico en solución del material de aleación Hastelloy C-276 implica dos procesos, según “Special Steel 100 Seconds”:

(1) Calentamiento a 1040-1150°C;

(2) Enfriamiento rápido hasta un estado negro (aproximadamente 400 °C) en dos minutos.

El material así tratado tiene una excelente resistencia a la corrosión. Por lo tanto, realizar un tratamiento térmico para aliviar tensiones solo en la aleación Hastelloy C-276 es ineficaz. Cualquier suciedad que pueda producir elementos de carbono durante el proceso de tratamiento térmico, como manchas de aceite en la superficie de la aleación, debe limpiarse antes del tratamiento térmico.

Durante la soldadura o el tratamiento térmico de las aleaciones Hastelloy C-276, se pueden producir óxidos en la superficie de la aleación, provocando una disminución en el contenido de Cr y afectando su resistencia a la corrosión.

Por tanto, es necesario limpiar la superficie. Se pueden utilizar cepillos de acero inoxidable o muelas de acero inoxidable, seguido de inmersión en una solución mixta de ácido nítrico y ácido fluorhídrico en la proporción adecuada para el decapado y finalmente enjuagado con agua limpia.

9. Precauciones con herramientas de soldadura

Las herramientas de procesamiento deben ser herramientas de limpieza específicas para aleaciones de níquel. Estas herramientas deben almacenarse por separado y estar claramente marcadas para evitar confusión con otras herramientas.

Evite el contacto entre la pieza de trabajo y metales de bajo punto de fusión para evitar la fragilización causada por el aumento de carbono o azufre formando metales inestables. Se debe limitar el uso de tiza, pintura y grasa para medir la temperatura durante el proceso de fabricación.

La muela utilizada para rectificar piezas no debe contener iones de hierro y el adhesivo no debe ser una resina orgánica.

Para uniones soldadas por compresión, se debe utilizar el mismo proceso que el proceso de soldadura oficialmente calificado para posicionar el equipo de presoldadura, y la soldadura de posicionamiento finalmente debe fusionarse con la soldadura permanente. El montaje forzado de piezas soldadas no debe provocar un endurecimiento local de las piezas soldadas.

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