Tratamiento Termico Post Soldadura

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UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO FACULTA FACULTAD D DE D E INGENIERIA INGE NIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA

INFORME Nº2 Tratamiento Térmico Post Soldadura (PWHT)

ALUMNO: Pedro Bravo S PROFESOR: Héctor Valenzuela Valenzuela ASIG: ! de lo! Mater"ale! FEHA: #$%&'%#&$(

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OBJETIVOS

$) onocer la "*+ortanc"a de real"zar un trata*"ento tér*"co al cord,n de !oldadura- !e./n nor*a) #) Ident"0"car lo! *ot"vo! de 0alla de la !oldadura 1 !u !oluc",n () Ident"0"car lo! +roced"*"ento! +ara e2ecutar un P3H4)

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INTRODUCCION El e0ecto +roduc"do +or el +roce!o de !oldadura !o5re el *ater"al 5a!e 1 el *ater"al de a+orte- e! un calor e6ce!"vo +untual- de5"do a 7ue la te*+eratura a la cual !e encuentra el *ater"al de a+orte e! tal 7ue de5e +er*"t"r la 0u!",n entre la! +arte! +roduc"éndo!e: $8 9ona a0ectada tér*"ca*ente 9A4- con ta*ao de .rano d"!+are2o) #8 Se +roduce un "ncre*ento de la dureza del ;rea a0ectada- .ener;ndo!e ten!"one! "nterna!- d"!*"nu1endo el l<*"te de re!"!tenc"a *ec;n"ca) (8 En el +roce!o de !oldadura- la ad"c",n de ="dro.eno HIen la e!tructura cr"!tal"na +roduce e0ecto! "nde!ea5le! tale! co*o la 0or*ac",n de *"cro 0"!ura!- +oro!"dade! d"!*"nu1endo la cal"dad del cord,n)

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ES!RRO""O Se de5en real"zar +ara ev"tar 0alla! en el cord,n de !oldaduratale! co*o la 0or*ac",n de .rano! d"!+are2o!- 7ue +rovocan ten!"one! "nterna! 1 +or la ad"c",n de ="dro.eno a la e!tructura cr"!tal"na del acero) >urante el +roce!o de 0a5r"cac",n de la! l
Ti#os de P$W$H$T$

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TR!T!MIENTO T%RMI&O EN HORNO' Horno F"2o o E!tac"onar"o) o*o !u no*5re lo "nd"ca !on =orno! 0"2o!- con!tru"do! dentro de una +lanta 1 lo! e7u"+o! de5en !er llevado! al *"!*o e "ntroduc"do! .eneral*ente con +uente! .r/a!) El +"!o de e!to! =orno! !uele !er *,v"l +ara 0ac"l"tar la car.a 1 de!car.a) La a"!lac",n e! de 0"5ra cer;*"ca- 7ue +o!ee una "nerc"a tér*"ca *enor d"!*"nu1endo lo! t"e*+o! de trata*"ento 1 el .a!to de co*5u!t"5le) Lo! =orno! +ort;t"le!- o *odulare! !on =orno! de!ar*a5le! 7ue !e +ueden llevar al lu.ar donde !e e!t; 0a5r"cando el o lo! e7u"+o!) Se llevan lo! *,dulo! en ve=
$POR &!"EF!&&ION!O INTERNO

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E! el ca!o t<+"co de 4rata*"ento 4ér*"co de E!0era! de Ga! l"cuado aun7ue +uede real"zar!e con *a1or o *enor d"0"cultad en otro! t"+o! de con0".urac"one!) Lo or"."nal de e!te *étodo con!"!te en ut"l"zar el *"!*o e7u"+o co*o =orno) E!to !e lo.ra rev"!t"endo el e7u"+o con do! ca+a! de a"!lac",n) La ca+a +r"*era de5e !er re0ractar"a- !e u!a 0"5ra cer;*"ca 1a 7ue la *"!*a de5e re!"!t"r la! alta! te*+eratura! de la +"el cal"ente del e7u"+o  '&& CD) La !e.unda ca+a +uede !er un *ater"al a"!lante- *eno! re0ractar"o 1 *eno! co!to!o- +or e2e*+lo Lana M"neral) No de5e u!ar!e Lana de v"dr"o +or7ue t"ene un a.lo*erante +ol"*ér"co 7ue !e 7ue*a aun e!tando !o5re la ca+a de 0"5ra cer;*"ca 1a 7ue e!ta !uele tener "*+er0ecc"one! co*o +or e2e*+lo en la! un"one! de cone6"one! a la e!0era e!calera!- 5aranda!- etc)D) Lo! e!+e!ore! de la a"!lac",n !e calculan =ac"endo un Balance 4ér*"co)

Fig. 1 Esquema de un PWHT Integral de un tanque vertical con Quemadores de alta velocidad a gas Propano.

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2$RESISTEN&I!S E"E&TRI&!S &ON &!"EF!&TORES F"E*I+"ES El 4rata*"ento 4ér*"co local"zado con!"!te en calentar a la 4e*+eratura de 4rata*"ento la un",n !oldada 1 una 5anda e *ater"al 5a!e a cada lado del cord,n de !oldadura) Para ello !e colocan !o5re la 5anda de calenta*"ento cale0actore! eléctr"co! 0le6"5le! de d"ver!a! con0".urac"one! 7ue !e ada+tan a la 0or*a de la +arte tratada) E!to! cale0actore! !e 0a5r"can con un ca5le de N"cr,n 7ue o0"c"a de re!"!tenc"a eléctr"ca rodeado +or cuenta! cer;*"ca!) E!to! cale0actore! !on al"*entado! en .eneral +or una ten!",n no !u+er"or a V- +or !e.ur"dad del +er!onal de la o5ra) Su +otenc"a o!c"la alrededor de lo!  3) El e7u"+a*"ento nece!ar"o +ara calenta*"ento +or re!"!tenc"a! eléctr"ca! "nclu1e ade*;!: 8 A"!lac",n re0ractar"a de 0"5ra cer;*"ca) 8 Fuente de +oder- en .eneral !on e7u"+o! con un tran!0or*ador de &3) 8 Pro.ra*adore! de c"clo tér*"co- .eneral*ente !on !e"! +or e7u"+o lo 7ue "nd"ca 7ue !e +uede real"zar !e"! 'D trata*"ento! d"!t"nto! al *"!*o t"e*+o- co*o lo! v"!to! en la5orator"o UBB) 8 Re."!trador de te*+eratura! de =a!ta $# 4er*ocu+la!) 8 4er*ocu+la! t"+o J a"!lada! en !eda de v"dr"o con ala*5re) de &- % &- ** de d";*etro- +ara !er !oldada! +or de!car.a a+ac"t"va) 8 Soldador de 4 +or de!car.a a+ac"t"va)

,enta-as' $)8Se +uede *antener una te*+eratura de +recalenta*"ento un"0or*e 1 cont"nua durante la !oldadura 1 durante la! "nterru+c"one! de la *"!*a en 0or*a auto*at"zada) #)8La 4e*+eratura +uede a2u!tar!e con e6act"tud 1 r;+"da*ente) ()8Lo! !oldadore! tra5a2an con0orta5le*ente 1 no nece!"tan "nterru*+"r la !oldadura +ara elevar la te*+eratura de

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+recalenta*"ento) No =a1 7ue*adore! 7ue "nco*oden lo! *ov"*"ento! del !oldador) )8Puede d"!tr"5u"r!e el calor no un"0or*e*ente co*o ocurre en la +arte !u+er"or e "n0er"or de una caer
es.enta-as' $)8 Lo! cale0actore! +ueden 7ue*ar!e durante el 4rata*"ento #)8Pueden ocurr"r cortoc"rcu"to! entre el cale0actor 1 la caer
RESISTEN&I!S E"E&TRI&!S$ Ti#o /our0an1$ Método de la Mam#ara >entro del *étodo de alenta*"ento +or re!"!tenc"a! eléctr"ca!ade*;! de lo! cale0actore! 0le6"5le! *enc"onado! anter"or*ente e6"!te un *étodo 7ue !e lla*a  e la Mam#ara$ uando el anc=o de 5anda de calenta*"ento e! *u1 .rande- +or e2e*+lo en un rec"+"ente de (&&& ** de d";*etro 1 una +ul.ada de e!+e!or el anc=o de 5anda !e./n ASME VIII !er
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Fig.2 Elementos calefactores para PWHT localizado.

Fig. !"todo de la !ampara.

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3$ &!"ENT!MIENTO POR IN4&&I5N on!"!te en a+l"car una corr"ente alternada AD a la! e!+"ra! de un ca5le enrollado en la +arte a !er calentada) >e5"do a 7ue toda corr"ente eléctr"ca t"ene a!oc"ado a ella un ca*+o *a.nét"co- 7ue +enetra en el *etal cercano a la! e!+"ra!) E!te ca*+o alterno +roduce corr"ente! "nduc"da! en el *ater"alta*5"én lla*ada! corr"ente! ?Edd1@ 7ue +or re!"!tenc"a eléctr"ca del *"!*o !e cal"enta) El e!+e!or de la zona calentada de+ende de la 0recuenc"a de la corr"ente de la! e!+"ra!) uanto *a1or !ea la 0recuenc"a *;! 0"na !er; la ca+a calentada) Por !u+ue!to 7ue con el tran!cur!o del t"e*+o el centro de la +"eza ta*5"én !e cal"enta +or conducc",n +ero !e corre el r"e!.o de !o5recalentar la !u+er0"c"e) Por lo tanto de5en ev"tar!e la! alta! 0recuenc"a! 1a 7ue la! te*+eratura! de la !u+er0"c"e 1 del centro de5en e!tar dentro del ran.o +er*"t"do +or el Proced"*"ento de Soldadura +ara lo.rar >"!ten!"onado! o A5landa*"ento! !at"!0actor"o!) La! 0recuenc"a! *;! ut"l"zada! en 4rata*"ento 4ér*"co var
,ENT!6!S RE"!TI,!S IN4&&I5N

E"

&!"ENT!MIENTO

POR 

$)8 Son +o!"5le! alta! veloc"dade! de calenta*"ento) #)8 La te*+eratura +uede !er controlada dentro de un *ar.en e!trec=o) ()8 Pueden ev"tar!e *;! 0;c"l*ente So5recalenta*"ento! local"zado!) )8 La! *an.uera! t"enen una v"da /t"l *a1or 1 !on *eno! +ro+en!a! a 0allar 7ue lo! cale0actore! eléctr"co!)

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ES,ENT!6!S $)8 El co!to del e7u"+a*"ento e! *a1or 7ue en otro! *étodo!) #)8 El ta*ao del e7u"+a*"ento e! *a1or *;! +e!ado 1 *eno! +orta5le) ()8 No co*+en!a la! d"0erenc"a! de te*+eratura entre la +arte !u+er"or e "n0er"or de una caer
Fig. # $ % Precalentamiento de una uni&n soldada por Inducci&n.

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Instrumentos 7 Procedimiento Grad"ente >"0erenc"a de te*+eratura en lo! lado! de una +ared) 4er*ocu+la o ter*o+ar Sen!or de te*+eratura- con0or*ado +or do! ala*5re! de *ater"ale! d"!t"nto! un"do! en un e6tre*o- en el cual al a+l"car una te*+eratura- .enera un volta2e *u1 +e7ueo el cual au*enta con la te*+eratura) El *étodo ut"l"zado =o1 de!car.a a+ac"t"va)

Fig.'

(oldadura

de

Termocuplas

por

)escarga

*apacitiva

9ona 9A4: 9ona a0ectada tér*"ca*ente +or el calor en el +roce!o de !oldadura) Fig. + ,-/ ,/T 

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Re!"!tenc"a!8eléctr"ca! Mater"al con alta re!"!tenc"a eléctr"ca- el cual !e cal"enta al !o*eterlo a una d"0erenc"a de volta2e) F"5ra8cer;*"ca Mater"al con una 5a2a conduct"v"dad tér*"ca- ev"ta la d"!"+ac",n de calor- 1 *e2ora el a+rovec=a*"ento del *"!*o en el calenta*"ento de la! 2unta! !oldada!) Ma7u"na P3H4 E!te e7u"+o +er*"te llevar el control de la te*+eratura +ara el trata*"ento tér*"co a travé! de !u! controladore! 1 .enera una .r;0"ca a +art"r de !u re."!trador +ara ver"0"car la curva de P3H4) E!ta +uede real"zar !e"! trata*"ento! a la !oldadura a la vez)

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Fig. 0

Equipo *oopereat utilizado para realizar tratamientos t"rmicos.

RESPONS!+I"I!ES SUPERIN4EN>EN4E >E OBRA E! la +er!ona re!+on!a5le de la "*+lantac",n del +roced"*"ento en la o5ra) ON4ROL >E ALI>A> ert"0"car 7ue la! 2unta! !oldada! 7ue de5an tratar!e tér*"ca*ente =a1an !"do l"5erada! de lo! en!a1o! no de!truct"vo!) E! la +er!ona re!+on!a5le de la "n!+ecc",n 1 correcta a+l"cac",n del +roced"*"ento- a!< co*o ta*5"én de docu*entar la! act"v"dade! 7ue !e real"cen de acuerdo a e!te docu*ento) SUPERVISOR >EL P3H4 E! la +er!ona encar.ada de la correcta a+l"cac",n de e!te +roced"*"ento)

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PRO&EIMIENTO Real"zar el trata*"ento tér*"co +o!t8!oldadura en cada 2unta de !oldadura 7ue lo re7u"era de con0or*"dad con el c,d".o de re0erenc"a o la! e!+ec"0"cac"one! del Pro1ecto- en e!tr"cto cu*+l"*"ento con lo! re7u"!"to! de e!te +roced"*"ento) Se de5e Ver"0"car 7ue el e7u"+o- *anta!- cone6"one!- "n!tru*ento! 1 otra! +arte! 7ue !e ut"l"cen el trata*"ento tér*"co e!tén en 5uena! cond"c"one! de u!o) Se u!ar; !ola*ente e7u"+o e "n!tru*ental 5"en cal"5rado +ara la real"zac",n de lo! trata*"ento! tér*"co!) Para +roceder con el trata*"ento tér*"co +o!t8!oldadura- el e0e de ontrol de al"dad de5er; "nd"car lo! !".u"ente! +ar;*etro! al o+erador del e7u"+o de con0or*"dad con el +roced"*"ento de !oldadura a+ro5ado 1 +roced"*"ento a!oc"ado de trata*"ento tér*"co: aD 4e*+eratura "n"c"al 5D Veloc"dad de calenta*"ento de!+ué! de la te*+eratura "n"c"al cD Ran.o de la te*+eratura de *anten"*"ento dD Per
INSPE&&ION Ante! de "n"c"ar el trata*"ento- !e co*+ro5ar; 7ue !e d"!+onen de lo! cert"0"cado! de cal"5rac",n de "n!tru*ento!- 1 e7u"+o!- 7ue la! !oldadura! !e =an co*+letado de acuerdo a lo! +roced"*"ento! 1 cuentan con la docu*entac",n de cal"dad re!+ect"va- 7ue !e =a1an co*+letado lo! en!a1o! no de!truct"vo! re7uer"do! 1 7ue la! !u+er0"c"e! a tratar !e encuentren l"*+"a!- l"5re! de +olvo!- .ra!a+"ntura!- ace"te! 1 otro! ele*ento! 7ue +ud"eran a0ectar al *etal)

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La!

act"v"dade!

de

"n!+ecc",n

de5en

"nclu"r

lo

!".u"ente:

 Método de a+l"cac",n de trata*"ento tér*"co +o!t8!oldadura  Veloc"dad de calenta*"ento 1 *étodo de control  4"e*+o 1 te*+eratura de *anten"*"ento  Veloc"dad de en0r"a*"ento 1 *étodo de control  ontrol de la! var"ac"one! de te*+eratura durante el calenta*"ento*anten"*"ento 1 en0r"a*"ento)  N/*ero- local"zac",n 1 *étodo de ane6ar 4er*ocu+la!)  >etalle! de lo! ele*ento! de calenta*"ento- anc=o de la 5anda de calenta*"entoe6ten!",n del a"!la*"ento)  Para la técn"ca de tra!la+e- tanto de tra!la+e- a"!la*"ento0und"c",n- at*,!0era 1 *étodo de 0und"c",n- +revenc",n de 7ue la! lla*a! !alten- etc)  Prov"!"one! +ara el re."!tro cont"nuo 1 auto*;t"co de la te*+eratura)

Prue0a de dure8a La! 2unta! !oldada! tratada! tér*"ca*ente local*ente !e +ro5ar;n en un $&&) Lo! l<*"te! de dureza +er*"t"do! !on a7uello! 7ue !e *ue!tra en ASME B($)(- 4a5la (($)$)$) La +rue5a de dureza !e a+l"car; en lo! do! *ater"ale! de 5a!e- en zona! a0ectada! +or el calor 1 en el *ater"al de !oldadura) La! +rue5a! de dureza +ueden real"zar!e ut"l"zando un *ed"dor de dureza d"."tal o *ed"ante un 4ele5r"nell 1 lo! re!ultado! !e re."!tran en un"dade! Br"nell BHND) La! +rue5a! de dureza !e real"zar;n de acuerdo con la !".u"ente ta5la: >e  +ul.) a ( +ul.: Una +rue5a >e  +ul.) a  +ul.: >o! +rue5a! en una zona de $&C >e $& +ul.) a $ +ul.: 4re! +rue5a! en una zona de $#&C >e $' +ul.) a # +ul.: uatro +rue5a! en una zona de &C

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Ma1or

a

(&

+ul.:

"nco

+rue5a!

en

una

zona

de

#C

ada +rue5a de5e re."!trar el +ro*ed"o de la! lectura! o5ten"da! en el *ater"al del 5a!e- tanto en la! ;rea! a0ectada! +or el calor co*o en el *ater"al de !oldadura)

REPORTE 9 RE:ISTROS El o+erador del e7u"+o de trata*"ento tér*"co entre.ar; el cuadro de trata*"ento tér*"co al Su+erv"!or de ontrol de al"dad- 7ue de5er; "*+r"*"r!e auto*;t"ca*ente en el *"!*o e7u"+o) El Su+erv"!or de ontrol de al"dad c=e7uear; lo! re!ultado! 1 deter*"nar; !u autent"c"dad)

CONCLUSION A +art"r de la "nve!t".ac",n +ode*o! deter*"nar la! razone! +ara real"zar un trata*"ento tér*"co +o!t !oldadura$D >"!*"nu1e la dureza de la 9A- *etal de !oldadura 1 *ater"al 5a!e) El re!ultado e! una *"croe!tructura *;! d/ct"l 1 re!"!tente a la 0"!urac",n) #D Au*enta la re!"!tenc"a a la corro!",n 1 a la 0"!urac",n +or corro!",n 5a2o 4en!",n SD) (D Al reduc"r la! ten!"one! re!"duale! au*enta la e!ta5"l"dad d"*en!"onal de e!tructura! !oldada! 1 *ecan"zada!) D Al Reduc"r la! ten!"one! re!"duale! au*enta la 4enac"dad del *ater"al)

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D Al Reduc"r la! ten!"one! re!"duale! au*enta la Re!"!tenc"a a la Fat".a) Real"zar el al"v"o de ten!"one! a la !oldadura- !"n duda va en 5ene0"c"o a la dura5"l"dad de e!ta! co!tura!- real"z;ndo!e de d"!t"nta! *anera! !e./n !ea la .eo*etr