O que deve ser prestado atenção durante o processo de soldagem de tubos de aço resistentes ao calor

Características básicas da soldagem de tubos de aço resistentes ao calor
Tubos de aço resistentes ao calor são amplamente utilizados em ambientes de alta temperatura, como caldeiras, trocadores de calor e equipamentos químicos. Seus requisitos de soldagem diferem daqueles do aço carbono comum. Tubos de aço resistentes ao calor normalmente contêm altas proporções de elementos de liga, como cromo, níquel e molibdênio. Esses elementos aumentam sua resistência e resistência à oxidação em altas temperaturas, mas também afetam sua suscetibilidade a trincas a quente, estabilidade microestrutural e janela de processo durante a soldagem. Portanto, durante a soldagem, um conhecimento profundo da microestrutura e da dinâmica de tensões do material é essencial para evitar falhas nas juntas ou degradação da resistência ao calor devido ao manuseio inadequado.

Requisitos de preparação pré-soldagem e pré-aquecimento
Antes de soldar tubos de aço resistentes ao calor, uma limpeza completa é essencial para garantir que a ranhura da solda e as áreas adjacentes estejam livres de óleo, ferrugem e impurezas para evitar a formação de poros e inclusões de escória durante a soldagem. O pré-aquecimento é particularmente importante para a soldagem de aços resistentes ao calor, especialmente aqueles que contêm elementos de alta liga. O pré-aquecimento retarda a taxa de resfriamento, reduz a tendência de endurecimento na área de solda e minimiza o risco de trincas. Dependendo do tipo de aço e da espessura da parede, a temperatura de pré-aquecimento geralmente varia de 150°C a 350°C. Antes da soldagem, uma ferramenta de medição de temperatura deve ser usada para confirmar se a temperatura de pré-aquecimento atende aos padrões especificados.

Seleção e correspondência de materiais de soldagem
Selecionar o material de soldagem correto é crucial para garantir a qualidade da soldagem. A soldagem de tubos de aço resistentes ao calor normalmente usa eletrodos ou fios que correspondem à composição do material de base para manter a resistência da junta e a resistência à corrosão em ambientes de alta temperatura. Por exemplo, o aço resistente ao calor Cr-Mo requer eletrodos com baixo teor de hidrogênio, enquanto o aço austenítico resistente ao calor requer consumíveis resistentes ao calor contendo níquel e cromo. O teor de hidrogénio difusível dos consumíveis também deve ser considerado. Os eletrodos com baixo teor de hidrogênio devem ser secos antes do uso para evitar rachaduras induzidas pelo hidrogênio.

Controle dos Parâmetros do Processo de Soldagem
A entrada de calor da soldagem de tubos de aço resistentes ao calor deve ser controlada adequadamente. A entrada excessiva de calor pode levar ao engrossamento dos grãos e ao aumento da tensão de soldagem, reduzindo assim a tenacidade e a resistência ao calor da junta. A entrada excessiva de calor pode resultar em fusão incompleta ou defeitos de solda. A soldagem multipasse é normalmente usada para minimizar os efeitos térmicos de uma única solda. Parâmetros como corrente de soldagem, tensão e velocidade devem ser ajustados de acordo com o material do tubo, espessura e posição de soldagem para evitar concentração de tensão e possíveis rachaduras.

Deformação e controle de tensão durante a soldagem
O aço resistente ao calor gera tensões de soldagem significativas durante a soldagem. O controle inadequado pode causar deformações ou até rachaduras. Portanto, a soldagem simétrica ou soldagem por salto é frequentemente usada para distribuir a tensão durante a soldagem. Acessórios e acessórios apropriados também são usados ​​para evitar deslocamento excessivo dos componentes soldados. Para tubos de aço mais espessos, o aquecimento localizado pode ser aplicado nas seções durante a soldagem para aliviar a concentração de tensões e garantir a estabilidade dimensional após a soldagem.

A importância do tratamento térmico pós-soldagem
As juntas soldadas de tubos de aço resistentes ao calor geram tensões residuais significativas durante o resfriamento, e alguns tipos de aço podem até desenvolver uma microestrutura frágil, o que é prejudicial para tubos sujeitos a operação prolongada em altas temperaturas. Portanto, o tratamento térmico pós-soldagem é essencial. O revenido ou normalização pode reduzir a tensão residual, refinar a microestrutura e melhorar o desempenho geral da junta. A temperatura do tratamento térmico e o tempo de retenção devem ser adaptados ao material do tubo e à espessura da parede para garantir um bom desempenho em altas temperaturas da junta soldada.

Inspecionar e reparar defeitos de soldagem
Após a soldagem, a qualidade da solda deve ser avaliada minuciosamente através de inspeção visual, testes radiográficos, testes ultrassônicos e outros métodos para garantir a ausência de defeitos como rachaduras, poros e inclusões de escória. Uma vez descobertos os defeitos, eles devem ser reparados de acordo com os requisitos do processo. O pré-aquecimento e o tratamento pós-térmico também devem ser realizados ao reparar áreas soldadas para evitar novos defeitos. Todos os processos de reparo devem ser documentados para posterior rastreabilidade da qualidade.

Comparação de precauções de soldagem para diferentes tipos de tubos de aço resistentes ao calor
As precauções de soldagem variam dependendo do tipo de aço resistente ao calor. Por exemplo, o pré-aquecimento, a seleção do material de soldagem e o tratamento pós-soldagem são diferentes para aços martensíticos, austeníticos e duplex resistentes ao calor. A tabela a seguir compara as principais precauções para soldar vários tipos comuns de aço resistente ao calor:

Ambiente de Soldagem e Medidas de Segurança
A soldagem de aço resistente ao calor normalmente ocorre sob condições de trabalho de alta temperatura e alta intensidade, portanto, devem ser tomadas precauções de segurança. Uma boa ventilação deve ser mantida no local de construção para evitar que fumos de soldagem e gases nocivos afetem os operadores. Os soldadores devem usar roupas de proteção, máscaras e luvas resistentes a altas temperaturas para evitar ferimentos causados ​​por respingos de soldagem. Equipamentos adequados de combate a incêndio também devem estar disponíveis para evitar incêndios causados ​​por faíscas de soldagem.