Análisis de tipos y características básicas de fisuras por soldadura en placas de acero resistentes al desgaste.
Con el desarrollo de industrias como la del acero, la petroquímica, la naval y la de energía eléctrica, las estructuras de soldadura tienden a desarrollarse hacia gran escala, gran capacidad y altos parámetros, y algunas también funcionan en entornos de baja temperatura, criogénicos, corrosivos y otros entornos. .
Por lo tanto, se utilizan cada vez más una variedad de aceros de alta resistencia y baja aleación, aceros de aleación media y alta, superaceros y diversos materiales de aleación. Sin embargo, con la aplicación de estos grados y aleaciones de acero, han surgido muchos problemas nuevos en la producción de soldadura, entre los cuales el más común y grave son las grietas en la soldadura. En ocasiones aparecen grietas en el proceso de soldadura, pero también en ocasiones durante el proceso de colocación o de operación, y las llamadas grietas retardadas. Debido a que tales grietas no pueden detectarse durante la fabricación, el daño que causan es más grave. Hay una variedad de grietas producidas en el proceso de soldadura; según la naturaleza de la grieta, las grietas de soldadura de placas de acero resistentes al desgaste se pueden dividir ampliamente en las siguientes cinco categorías:
Primero, crack caliente
Las grietas en caliente se generan a altas temperaturas durante la soldadura, por lo que se denominan grietas en caliente. Según la composición de la placa de acero resistente al desgaste, la forma, la zona de temperatura y las causas principales de las grietas en caliente son diferentes, por lo que las grietas en caliente se dividen en tres categorías: grietas de cristalización, grietas de licuefacción y grietas de polilateralización.
1. Grieta de cristal
En la última etapa de cristalización, la película líquida formada por el eutéctico de bajo volumen debilita la unión entre los granos y se agrieta bajo la acción de la tensión de tracción.
Se produce principalmente en acero al carbono, soldaduras de acero de baja aleación con más impurezas (que contienen azufre, fósforo, hierro, carbono, silicio) y soldaduras de acero austenítico monofásico, aleaciones a base de níquel y algunas aleaciones de aluminio. En algunos casos, también pueden aparecer grietas de cristalización en la zona afectada por el calor.
2, grieta de licuefacción a alta temperatura
Bajo la acción de la temperatura máxima del ciclo térmico de soldadura, se produce refundición entre la zona afectada por el calor y las capas de soldadura multicapa, y se generan grietas bajo la acción de la tensión.
Ocurre principalmente en la zona cercana a la costura o en soldaduras multicapa entre aceros de alta resistencia que contienen cromo níquel, aceros austeníticos y algunas aleaciones a base de níquel. Cuando el azufre, el fósforo y el carbono de silicio en el material base y el alambre de soldadura son altos, la tendencia a la grieta por licuefacción aumentará significativamente.
Grieta de licuación a alta temperatura
3. Grieta de la multilateralización
En el frente de cristal solidificado, bajo la acción de altas temperaturas y tensiones, los defectos de la red se mueven y se agregan para formar un límite secundario, que se encuentra en un estado de baja plasticidad a altas temperaturas, y se generan grietas bajo la acción de las tensiones. Las grietas poligonales ocurren principalmente en la zona de soldadura o cerca de la costura de metal puro o aleaciones austeníticas monofásicas, que pertenecen al tipo de grietas calientes.
Segundo, recalentar el crack.
En el proceso de tratamiento térmico de alivio de tensión o servicio a una determinada temperatura, las grietas en la parte de cristal grueso de la zona afectada por el calor de la soldadura se denominan grietas de recalentamiento. Las grietas por recalentamiento ocurren principalmente en las partes de grano grueso de la zona afectada por el calor de soldadura (HAZ) de aceros de baja aleación de alta resistencia, aceros perlíticos resistentes al calor, aceros inoxidables austeníticos y algunas aleaciones a base de níquel.
Tres, crack frío
La grieta en frío es una grieta común producida en la soldadura, que se genera a baja temperatura después de la soldadura. Las grietas en frío ocurren principalmente en la zona afectada por el calor de la soldadura de acero de baja aleación, acero de aleación media, acero de medio carbono y acero de alto carbono. En algunos casos, como en la soldadura de acero de altísima resistencia o de determinadas aleaciones de titanio, también aparecen grietas en frío en el metal de soldadura.
Grieta fría
Según los diferentes tipos y estructuras de acero soldado, las grietas en frío también tienen diferentes categorías, que se pueden dividir a grandes rasgos en las siguientes tres categorías:
1. Grieta retardada
Es una forma común de grieta en frío, y su característica principal es que no aparece inmediatamente después de la soldadura, sino que tiene un período de incubación general y tiene una grieta retardada producida bajo la acción conjunta de la estructura endurecida, el hidrógeno y la tensión de restricción.
2, apagando el crack
Básicamente, esta grieta no es un fenómeno de retraso y se encuentra inmediatamente después de la soldadura, a veces en la soldadura, a veces en la zona afectada por el calor. Es principalmente la grieta producida por la estructura endurecida bajo la acción de la tensión de soldadura.
3. Grieta de baja fragilidad plástica
Para algunos materiales con baja plasticidad, cuando hace frío o baja temperatura, la tensión causada por la fuerza de contracción excede la reserva plástica del propio material o la grieta causada por el material que se vuelve quebradizo. Debido a que se genera a una temperatura más baja, también es otra forma de crack en frío, pero no hay ningún fenómeno de retraso.
4. Desgarro laminar
En el proceso de fabricación de grandes plataformas de producción de petróleo y recipientes a presión de paredes gruesas, a veces se producen grietas escalonadas paralelas a la dirección de rodadura, lo que se denomina desgarro laminar.
Principalmente debido a la existencia de inclusiones en capas dentro de la placa de acero (a lo largo de la dirección de laminación), la tensión generada durante la soldadura es perpendicular a la dirección de laminación, lo que resulta en un desgarro laminar en "escalón" en la zona afectada por el calor ligeramente alejada del fuego. .
5. Fisuración por corrosión bajo tensión
Grietas retardadas en algunas estructuras soldadas (como contenedores y tuberías) causadas por la acción combinada de medios corrosivos y tensiones. Los factores que afectan la grieta por corrosión bajo tensión son el material de la estructura, el tipo de medio corrosivo, la forma de la estructura, el proceso de fabricación y soldadura, el material de soldadura y el grado de alivio de tensión. La corrosión por tensión ocurre durante el servicio.
