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Construcciones y Relevados del Centro S.A. de C.V.(ServiciosdeRelevadodeEsfuerzoyPruebasdeDureza)

Oficinas:PaseodelasBahasNo.238B,Col.LasReynasC.,P.36720,Salamanca,GtoTel./Fax.:01(464)6412810

Cel.:(464)1004308

Fundamentos

Introduccin

El efecto que produce el proceso de soldadura sobre elmetal base y el aporte (soldadura), es un calorexcesivo"puntual",debidoaque la temperaturaa lacual seencuentraelmaterialaporte,es talquedebepermitirlafusinentrelasbasesyelaporte.

Comoel reade calentamientoesunapequea seccin (puntal), ladilatacindelmetaljuegaunpapelfundamental,detalformaquelasreasaledaasfrasenelmaterial base, impiden una dilatacin adecuada, produciendo con ello zonascon granos mas pequeos (Zona Afectada por el Calor "ZAC" con esfuerzosinternos),conuntamaodegranomsgrandeycomoconsecuencia,unadurezamaselevadadelopermitido.

Otrasituacinquesedebeconsiderares lavelocidaddeenfriamientodelreaen proceso de soldadura, para cualquier metal que es calentado al rojo vivo yenfriadoalaire,seproduceunincrementoenladurezadelmetal,queesunefectoindeseableentrminosde los limitesdedurezaestablecidos,aunquenosedebedejaraladolaposibilidaddeencontrarfisurasportodolomencionadoanteriormente.

Unmetalendurecidoreducedrsticamentesuslmitesderesistencia(proporcional,elstico,alafluencia,ltimaomximaydefractura),ascomosuductilidad,maleabilidadytenacidad,haciendoelmetalfrgil.

En tuberaso recipientesendondesemanejanpresionesconsiderableselefectodeendurecimientoen lassoldaduraspuede ser catastrfico, as comoentuberasorecipientesquemanejanproductospeligrososocorrosivos.

La presencia de hidrogeno tanto en el ambiente aledao a la zona de lasoldadura como el contenido en el revestimiento de la soldadura puedeproducirefectosindeseablescomolaformacindemocrofisuras,porosidadolaFisuracinInducidaporHidrogeno"HIC",estosedebeaqueelhidrogenopuede difundir a travs de la estructura cristalina del acero debido a supequeo dimetro atmico, recombinndose a hidrogeno molecular en

espacios vacos. Para reducir al mximo dichos efectos indeseables se aplica el precalentado durante lasoldadurayaqueaciertastemperaturas(generalmenteamsde200C)todoelhidrogenoseencuentraenestado atmico sin posibilidad de formar molculas y despus de la soldadura se aplica el relevado deesfuerzo para lograr difundir el hidrogeno fuera de la estructura cristalina delmetal en cuestin, efectotambin obtenido en el deshidrogenado de piezas o zonas que han estado expuestas contaminacin dehidrogeno, aunque esta utilidad del relevado de esfuerzos es solo una de varias y puede ser de menorimportanciacuandoelprecalentamientoseaaplicadodemaneracorrecta.

DesdeunpuntodevistaatmicoestructuralelobjetivodelprecalentamientoydelTratamientoTrmicoPostSoldadura(TTPS)eselde inyectarenerga(enestecasocalorfica)para lograrconellovibracionesatmicasycristalinasquepermitanlaadecuadafusin(enelcasodelprecalentado)olosdesplazamientosatmicosconlosquelosgranoschicossonadheridosalosgranosgrandes,(enelcasodelTTPS)obteniendoconellolneascristalinasmslargasyresistentes,disminuyendoconelloeltamaodegrano(eltamaodegranoesinversamenteproporcionalalnmerodegranospresentesenunamuestra).

Engeneral, las temperaturasquesealcanzanparael tratamiento trmico(revenido)sonsubcriticas,yaqueseencuentranpordebajodelatemperaturacriticaodetransformacincristalinaevitandoconello la

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recristalizacinAlotrpicaoAustenizacin.

Precalentado

El objetivo del precalentamiento "PC" consiste esencialmente en reducir los efectos de enfriamientorpidoenelreadeaplicacindesoldadura,losbeneficiossonmltiplesysonlossiguientes:

Lasoldadurasefusionacorrectamenteconelmetalbase,debidoaqueseevitalaperdidaexcesivadecalor.A comparacin de la aplicacin de flama para precalentar el rea a soldar, con elprecalentadocon resistenciaelctricaseobtieneunaaplicacinuniformecircunferencialdetemperatura,sinvariacionesdelamisma,debidoaqueelcalentamientoescontroladopor programadores lgicos, que reciben seal demonitores (termopares) colocados a 1pulgadadedistanciadelacostilladelasoldaduraporambosladosdelamisma.Elprecalentamientoesunmtodopreventivo,reduciendoesfuerzosotensionesinternasylasposiblesfisuras.Se reduce la dureza obtenida despus de la aplicacin de la soldadura, haciendo msfactibleunresultadoadecuadodespusdelTTPS.Reducelaposibilidaddeencontrarporoscausadosporelhidrogenoinsertadoduranteelprocesodesoldado.Reducetiemposmuertosaltenerdisponible,entodomomento,elreaasoldar,sintenerqueesperaralaaplicacindelaflamaparaobtenerlatemperaturarequerida.Reducelosriesgosqueseproducenalusarflama.

Tratamiento Trmico Post - Soldadura

ExistenvariostiposdeTratamientotrmico,entreelloslosmasusadosylosquetrataremosaquson:ELRELEVADODEESFUERZOSyelhipertemple,aunqueELRELEVADODEESFUERZOSseapormuchoelmssolicitadoenlaindustriametalmecnica.

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ElRELEVADODEESFUERZOS,comosunombrelodice,esunprocesomedianteelcualserelevanesfuerzosytensionesinternasenelmaterialocasionadosduranteelprocesodesoldadura.

Paraestecasoenparticular,seusanresistenciaselctricascermicasflexibles,dediversasmediadasqueseadaptanalaformadelreaarelevardeesfuerzos,elsuministrodeenergaalasresistenciasloaportauntransformador(generalmentede75KW),este suministrodeenergaes controladoporprogramadoresdeciclo trmico,queasuvez,recibensealdetemperaturade termocuplaso termopares tipo"K" (ChromelNiCr AlumelNi) soldados con descargas capacitivas sobre la soldadura o a lado de la soldadura, estostermoparestienenlapropiedaddeinterpretarlatemperaturadelamuestracomounasealdemicrovoltaje(V/K), gracias al efectoSeebeck , el cual es usado por el programador para decidir en quemomento eltrasformadordebesuministrarenergaa las resistenciasparacalentarelreaa relevar.Lasresistenciasyunapartemasalosladosdelasresistenciassoncubiertosconfibracermicaparaaltatemperatura,comoaislantetrmico.Elregistrodeeventosesrealizadoporungraficadordetemperaturavstiempo.

PREPARACIONDEUNAJUNTADESODADURAPARASUTTPS

Descripciondepasos:

1. Soldadodetermocupleenlapartesuperior(paratuberiasmayoresde14"serequierendostermos,1cada180).

2. Soldadodetermocupleenlaparteintefior.3. Colocacinderesistenciaselectricasceramicas,elnumerodeestasdependedelespesoryelmaterial.4. Juntapreparadaensutotalidadconfibrayconectadaslasresistenciasaloscables"pasacorriente".5. JuntaRelevadayconpruebasdedureza.6. Maquinaderelevadodeesfuerzos,conprogramadoresygraficadorintegrados.

LascaractersticasdelagraficaausarsonextradasprincipalmentedeloslineamientosdelcdigoASTM,paraelrelevadodeesfuerzos,lagraficasecomponedecincozonas,estasson:

1.Aumento de temperatura sin control, se inicia desde tmperatura ambiente y regularmente se eleva latemperaturalomasrpidoposibleevitandoqueeltransformadorylasresistenciassufrandemasiadoyaquepuedendaarse.

2.AumentocontroladoapartirdelatemperaturasealadaporelASTMcomoiniciodecontrolyaunavelocidad(F/hr)tambinsealadaporelASTM,dependedirectamentedelespesordelmaterial.

http://www.uv.es/ramirez/Docencia/LO/Notas_termopares.pdf

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3. Sostenimiento, en este punto se llega a una temperatura queresulta estar en un rango, y que debe mantenerse durante unciertolapsodetiempo,dependiendodelmaterialydeelespesor,caractersticasproporcionadasporASTM.

4.Cada controlada, desde la temperatura de sostenimiento latemperatura decrece a una velocidad controlada hasta ciertatemperatura, depende del espesor delmaterial y sus valores losestipulaelASTM

5. Unavesterminadalacadacontrolada,seapagatodoylajuntasedeja preparada (con la fibra puesta), hasta que se enfra porcompleto.

Estas zonas son registradas en un graficador de temperatura vs.tiempoylagraficaobtenidaeseltestigodequeelrelevadoseefectoacordealoslineamientorequeridos.

Losbeneficiosdelrelevadodeesfuerzossondiversosyseenumeranacontinuacin:

A nivel atmico estructural del material, dismunuye el tamao de grano y aumenta laslneascristalinasdebidoaque losgranospequeossonabsorbidospor losgranosmsgrandes,conestoeldimetropromediodelgranoaumenta.Reduceesfuerzosytensionesinternasocasionadasduranteelprocesodesoldadura.DisminuyeladurezaenlaZonadeAfectacindeCalor(ZAC),incluyelazonadesoldaduraylaszonasaledaasenelmetalbaseafectado.Aumentalaductilidad,maleabilidadytenacidadascomosupuntoelsticoydefluencia.Aumenta la resistencia a la corrosin y por consecuencia aumenta la resistencia a lafisuracinporcorrosinbajotensin"SCC".Aumentalaresistenciaalafisuracininducidaporhidrogeno"HIC".Aumentalaresistenciaalafatiga.

EL HIPERTEMPLE, es un procedimiento mediante el cual seelevalatemperaturagradualmentehastallegaraunatemperaturadeaproximadamente1600C,semantieneciertoperiododetiempoyseenfrabruscamente(regularmentealaire).

Paraestetrabajoserequieredeequipodeproteccinpersonalcomoel traje aluminizado completo para proteger al personal de lasradiacionesdesprendidasalmomentodedescubrirlajunta,ademsserequiere una superficie previamente preparada para recibir lasresistenciasalrojovivo.

EsteprocesoesaplicadoparaACEROSINOXIDABLESytienecomobeneficio principal, la eliminacin de los carburos y de la posiblecorrosin intergranular, que resulta del proceso de soldadura,provocandoconellomayorresistenciaalacorrosin.

Pruebas de Dureza

LaspruebasdedurezaserealizangeneralmentedespusdelTTPSysirvenparaverificarqueladurezaenlasoldaduraymetalbasealedaoestndentrodelrangoestablecidoporelASTM.

ParaestapruebaseutilizalatcnicadinmicadereboteLEEB,enlacual,unobjetoesimpactadoporunapuntadepruebademetalmuyduro,quees impulsadoporunresorteconcaractersticasespecificas,estoocasionaunadeformacinenelreaimpactadaqueestraducidaenunaperdidadeenergacintica.

Debidoaquelavelocidaddereboteestarelacionadaconladurezadelobjeto(rebotandomsrpidamenteentremsduroes)seutilizaesteprincipioparalamedicindeladureza.

Laperdidadeenergacinticaesmedidatomandolecturadelasvelocidadesantesydespusdelimpactoaciertadistanciadelobjeto(porejemplo1mm),estaperdidaenvelocidadesinterpretadadebidamenteporeldurmetro(aparatomedidordedureza)yentregadaaloperadorcomounvalordedureza.

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Elprocedimientodeejecucinconsisteen:

Pulirylimarelreadeinters(basesoldadurabase)amaneradegarantizarunbuenasentamientodelabasedeldispositivodeimpacto(contenedordelapuntadepruebayelresorte).Proceder a realizar por lo menos tres impactos cuyos valores no tengan unadiferenciamayorde15LD(LecturaDirecta)entreellos,estoserealizatantoparalasoldaduracomoparalasbasesaledaasalosladosdelasoldadura.Secreaunreportebasadoenlaslecturasobtenidas.

mailto:ttpscoresa@hotmail.com