Nueva especificación de procedimiento de soldadura (WPS) para unión de metales disímiles (por ejemplo, acero inoxidable con acero al carbono) en sistemas de tuberías

Nueva Especificación de Procedimiento de Soldadura (WPS) para la Unión de Metales Disímiles en Sistemas de Tuberías

1.0 Alcance y Aplicación

Esto Especificación de Procedimiento de Soldadura (WPS) establece parámetros calificados para unir acero inoxidable austenítico (por ejemplo, 304/316/L) a acero al carbono (por ejemplo, A106 Gr.B, A516 Gr.70) en sistemas de tuberías. El procedimiento aborda los desafíos técnicos asociados con soldadura de metales disímiles (DMW) , incluyendo expansión térmica diferencial, migración de carbono y gestión de tensiones residuales.

2.0 Materiales Básicos

2.1 Combinaciones de Materiales Aprobadas

2.2 Rango de Espesor del Material

• Diámetro de la Tubería : ½" NPS a 48" NPS

• Espesor de la pared : 1.6mm a 50mm

3.0 Selección del Metal de Aporte

3.1 Metales de Aporte Recomendados

Tabla: Selección del Metal de Aporte según las Condiciones de Servicio

3.2 Consideraciones del metal de aportación

• Control de migración de carbono : Relleno con alto contenido de cromo-níquel evita la difusión del carbono

• Gestión de dilución : Dilución mínima del 30% en el lado del acero al carbono requerida

• Control de ferrita : 5-12 FN (Número de Ferrita) para prevenir grietas por solidificación

4.0 Diseño y preparación de la unión

4.1 Configuración estándar de la unión

Ranura en V simple con ángulo de bisel de 37,5°, cara de raíz de 1,6 mm y abertura de raíz de 3,2 mm

4.2 Requisitos de preparación

• Lado de acero inoxidable : Limpieza mecánica solamente, sin contaminación de acero al carbono

• Lado de acero al carbono : Eliminar toda la escama, óxido y pintura en una zona de 25 mm desde la unión

• Ajuste : Desalineación máxima de 1,6 mm o el 10% del espesor de la pared, lo que sea menor

5.0 Parámetros de técnica de soldadura

5.1 Proceso de Soldadura: GTAW (Raíz) + SMAW (Relleno/Tapa)

Tabla: Parámetros de Soldadura por Posición

5.2 Requisitos Críticos de Técnica

• Dirección del arco : Siempre dirija el arco hacia el lado del acero al carbono

• Colocación de la soldadura : Colocar el metal de aportación principalmente en el lado de acero al carbono

• Temperatura entre pases : Máximo 150°C, mínimo 16°C

• Martillado : Se permite un ligero martillado en los pases intermedios

6.0 Precalefacción y Temperatura entre Pases

6.1 Requisitos de Precalefacción

6.2 Control de la temperatura entre pases

• Máximo : 150 °C para todos los espesores

• Mínimo : 10 °C por encima de la temperatura de precalentamiento

• Monitoreo : Monitoreo continuo requerido para secciones gruesas

7.0 Tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT)

7.1 Requisitos de PWHT

Tabla: Parámetros de PWHT según la combinación de materiales

7.2 Consideraciones de TPS

• Evitar sensibilización : Mantener por debajo de 425°C para aceros inoxidables serie 300

• Migración de carbono : La TPS acelera la difusión - minimizar el tiempo a temperatura

• Eliminación de soportes : Realizar PWHT antes de retirar los soportes de alineación

8.0 Examen No Destructivo (NDE)

8.1 Métodos de Examen Requeridos

• 100% Examen Visual : VT según AWS D1.1

• Examen Radiográfico : RT según ASME Sec V Art 2

• Examen con Líquido Penetrante : PT en el cordón de raíz accesible

8.2 Criterios de Aceptación

• Porosidad : Máximo 3,2 mm de diámetro, 6 mm entre indicaciones

• Grietas : Ninguno permitido

• Fusión incompleta : Ninguno permitido

• Subcorte : Profundidad máxima 0,8 mm, 0,5 mm para servicio cíclico

9.0 Registros de Calificación de Procedimientos (PQR)

9.1 Pruebas Requeridas

• Prueba de tensión transversal : Resistencia mínima igual al metal base más débil

• Pruebas de doblado de raíz y cara : Mínimo 4 especímenes

• Examen macroscópico : Sección transversal grabada

• Mapeo de dureza : Dureza Vickers a través de la soldadura

9.2 Límites de dureza

• Metal de soldadura : ≤ 225 HV

• ZAC acero al carbono : ≤ 240 HV

• ZAC acero inoxidable : ≤ 220 HV

10.0 Seguridad y consideraciones ambientales

10.1 Requisitos de ventilación

• Extracción local : Requerida para todas las operaciones de soldadura

• Extracción de humos : Obligatorias para operaciones de SMAW

• Monitoreo del aire : Requerido para soldadura en espacios confinados

10.2 Manipulación de materiales

• Segregación de acero inoxidable : Evitar la contaminación por herramientas de acero al carbono

• Almacenamiento de consumibles : El ER309L debe almacenarse en su embalaje original hasta su uso

• Limpieza : Se requiere limpieza con alcohol para superficies de acero inoxidable

11.0 Limitaciones y restricciones del procedimiento

11.1 Restricciones del proceso

• No utilizar corte con oxiacetileno en bordes preparados

• No utilizar ranurado con arco de carbón en el lado de acero inoxidable

• Mínimo 3 pasadas para espesor de pared > 12 mm

11.2 Restricciones de servicio

• No calificado para servicio letal sin pruebas adicionales

• Limitación de temperatura : -29 °C a 425 °C

• limitación de pH : No apto para servicio cáustico por encima de 50 °C

12.0 Guía de solución de problemas

12.1 Problemas comunes y soluciones

13.0 Registros y Documentación

13.1 Documentación Requerida

• El : Esta especificación

• PQR : Registro de cualificación de procedimiento de apoyo

• WPQ : Cualificaciones de desempeño del soldador

• Informes de END : Todos los resultados de exámenes

• Gráficos de tratamiento térmico : Registro continuo para PWHT

13.2 Período de retención

• Mínimo 5 años para todos los registros

• Vida útil de la instalación para aplicaciones críticas de seguridad