En Selección del metal de aportación de aleación 20 para cuerpos de válvulas, El primer error es suponer que la “coincidencia química” por sí sola resuelve la cuestión. La aleación 20, o UNS N08020, se utiliza porque soporta bien el servicio con ácido sulfúrico, ofrece una resistencia útil en entornos con ácido clorhídrico, nítrico y fosfórico, y normalmente puede fabricarse soldada sin tratamiento térmico posterior. Parece sencillo. En la práctica, no lo es. El relleno adecuado depende de si la unión es de aleación 20 con aleación 20, de aleación 20 con otra aleación o de si se trata de una zona de recubrimiento/reparación en la que la dilución desviará la composición química del metal de soldadura del perfil de corrosión previsto.
Para la mayoría de las costuras de carrocería homogéneas, reconstrucciones del cuello del capó y reparaciones de soldaduras localizadas, la respuesta por defecto en Selección del metal de aportación de aleación 20 para cuerpos de válvulas sigue siendo ER320LR para cable procesos y E320LR para electrodos cubiertos. Esta recomendación no es sólo tradición. Rolled Alloys afirma que ER320LR se utiliza normalmente para soldar 20Cb-3/UNS N08020, mientras que Lincoln Electric señala que el grado LR reduce el carbono, silicio, fósforo y azufre para reducir el agrietamiento en caliente y la microfisuración. Esta es exactamente la razón por la que los fabricantes experimentados prefieren las cargas de clase 320LR a las más antiguas y menos controladas de 320 cuando la restricción y la sensibilidad al agrietamiento se convierten en verdaderas preocupaciones de producción.
La selección del metal de aportación de aleación 20 para cuerpos de válvulas empieza por el tipo de unión
La secuencia de selección del sonido es sencilla. En primer lugar, hay que definir la combinación de metal base. En segundo lugar, decidir si el requisito de corrosión se satisface mejor con un depósito de composición igualada o con uno sobrealeado. En tercer lugar, comprobar cuánta dilución creará el diseño de la unión. En soldaduras de la misma aleación, 320LR es normalmente el primer candidato porque su composición química se desarrolló en torno a las condiciones de servicio de la Aleación 20. Sin embargo, en uniones revestidas o disimilares, la dilución del acero al carbono o de otro acero inoxidable puede alejar el depósito de soldadura del rendimiento de corrosión que usted pensaba que había especificado. Rolled Alloys recomienda explícitamente minimizar la dilución en la soldadura del lado revestido e incluso señala que puede utilizarse una pasada de raíz de aleación superior cuando deba contrarrestarse la dilución del acero.
Otro punto que importa en Selección del metal de aportación de aleación 20 para cuerpos de válvulas es la disciplina del proceso. Las directrices de fabricación para 20Cb-3 recomiendan mantener el aporte de calor lo más bajo posible, ya que aumentar la energía del arco para forzar la humectación o la penetración es la solución equivocada. En el caso de las raíces de tuberías y otras juntas totalmente penetradas, las mismas directrices exigen una purga por debajo de 5000 ppm de oxígeno, e identifican el GTAW como el método de reparación más adecuado. En otras palabras, la selección del material de aportación no puede separarse de la calidad del procedimiento de soldadura. Un consumible correcto en una pasada de raíz mal controlada sigue produciendo una mala soldadura del cuerpo de la válvula.
Práctica tabla de decisiones de relleno
| Escenario de soldadura del cuerpo de la válvula | Dirección de relleno recomendada | Por qué suele ser la elección correcta |
|---|---|---|
| Soldaduras a tope de aleación 20 con aleación 20, filetes o reparaciones de carrocería estándar. | ER320LR / E320LR | Elección normal para soldar 20Cb-3/UNS N08020; la química LR está diseñada para reducir el agrietamiento en caliente y la microfisuración manteniendo la resistencia a la corrosión. |
| Secciones gruesas o restringidas de aleación 20 donde el control de grietas es crítico | ER320LR, normalmente con GTAW de raíz o pasadas de reparación | La guía de fabricación favorece el bajo aporte térmico y el GTAW para la reparación; la pureza 320LR mejora la soldabilidad frente a los rellenos 320 convencionales. |
| Secciones de carrocería de aleación 20 revestidas de acero o reconstrucciones con dilución inevitable de acero. | ER320LR para capas revestidas; considerar un tampón/raíz de aleación superior sólo si la cualificación lo justifica. | Rolled Alloys especifica ER320LR/E320LR en el lado revestido, al tiempo que permite una raíz de mayor aleación para contrarrestar la dilución del acero en casos específicos. |
| Recubrimiento de componentes de válvulas o soldadura de transición cuando se necesita un margen de corrosión localizada más amplio. | Puede considerarse ENiCrMo-3 | El NiCrMo-3 se utiliza ampliamente para el revestimiento de aleaciones de níquel y se cita específicamente para el trabajo de revestimiento de componentes de válvulas y tuberías con una fuerte resistencia a las picaduras/SCC. |
| Junta disimilar poco clara o servicio mixto grave | No elija por costumbre; cualifique la WPS con la aprobación del usuario final | Rolled Alloys afirma que la selección final del relleno para uniones disimilares debe ser aprobada por el usuario final y cualificada por el fabricante. |
Cuando la selección del metal de aportación para la soldadura de la aleación 20 para cuerpos de válvulas debe ir más allá de 320LR
Aquí es donde muchos artículos se quedan demasiado superficiales. ENiCrMo-3 no suele ser mi primera opción para una soldadura directa de aleación 20 a aleación 20 del cuerpo de la válvula. Un depósito 320LR está más cerca de la metalurgia prevista de la aleación 20 y es el punto de partida establecido para ese trabajo. Pero Selección del metal de aportación de aleación 20 para cuerpos de válvulas cambia cuando la soldadura deja de ser realmente homogénea. Si está construyendo una capa de transición, recubriendo un componente o cualificando una unión en la que el entorno de servicio es menos indulgente de lo que sugiere la selección de la aleación base por sí sola, el NiCrMo-3 se convierte en una opción de ingeniería seria porque es una aleación de revestimiento establecida para componentes de válvulas y ofrece una fuerte resistencia a las picaduras y al agrietamiento por corrosión bajo tensión.
Dicho esto, no utilice ENiCrMo-3 como “mejora” sin comprobar la lógica de la corrosión. En algunas situaciones de dilución del acero en torno al revestimiento de aleación 20, las directrices de fabricación publicadas apuntan incluso más arriba, al material de base de clase C-22, en lugar de asumir que una aleación de níquel sirve para todas las interfaces. Así pues, la verdadera cuestión en Selección del metal de aportación de aleación 20 para cuerpos de válvulas no es: “¿Qué relleno es más fuerte?”. Es: “¿Qué producto químico depositado se mantiene más próximo al requisito de corrosión después de tener en cuenta la dilución, la restricción, el aporte de calor y los ciclos de reparación?”. Esa es la pregunta a la que debe responder una cualificación WPS competente.
Antes de congelar las órdenes de compra, yo verificaría cinco elementos: las MTR del metal base, la aleación de contacto en cada interfaz de soldadura, la química de servicio real, la estrategia de dilución permitida y la certificación de relleno a nivel de lote. Rolled Alloys recomienda específicamente que el usuario final reciba hojas de análisis de laminación para los materiales de la aleación 20 y los metales de aportación utilizados en la fabricación. Para los fabricantes de válvulas y los compradores EPC, ese papeleo no es ruido administrativo; forma parte del control del riesgo de corrosión.
Conclusión
Para la mayoría de las soldaduras de producción, Selección del metal de aportación de aleación 20 para cuerpos de válvulas debe comenzar con ER320LR/E320LR, no con un relleno de níquel genérico ni con una suposición basada en la disponibilidad. Pasar a ENiCrMo-3 sólo cuando la función de la unión, el patrón de dilución o el margen de corrosión justifiquen realmente un depósito sobrealeado. Si el cuerpo de la válvula incluye interfaces disímiles, secciones revestidas o soldaduras de reparación repetidas, la decisión sobre el relleno corresponde a un WPS cualificado respaldado por la lógica de la corrosión, no por el hábito de compra.
Si está evaluando un plano del cuerpo de una válvula, un plan de reparación o un WPS para servicio de aleación 20, 28Nickel puede ayudarle a revisar el diseño de la junta, la elección del relleno y el paquete de documentación antes de bloquear los consumibles.
Preguntas y respuestas relacionadas
1. ¿Es mejor ER320LR o ENiCrMo-3 para una costura de cuerpo de válvula estándar de aleación 20?
Para una costura normal de aleación 20 con aleación 20, ER320LR suele ser el mejor punto de partida porque es la dirección de relleno estándar para 20Cb-3/UNS N08020 y su química de baja residualidad está diseñada para reducir el agrietamiento en caliente. ENiCrMo-3 es más apropiado cuando la soldadura funciona como una superposición, transición o mejora del margen de corrosión en lugar de una simple unión de aleación coincidente.
2. ¿Normalmente requiere la aleación 20 un tratamiento térmico posterior a la soldadura del cuerpo de la válvula?
Normalmente no. Los datos publicados sobre la Aleación 20 indican que las fabricaciones soldadas se utilizan normalmente sin tratamiento térmico posterior a la soldadura, y la guía de fabricación advierte que el tratamiento térmico de alivio de tensiones para acero inoxidable o aleaciones de níquel suele ser ineficaz o incluso perjudicial en la práctica de la soldadura.
3. ¿Cuál es el mayor error de fabricación en la soldadura de cuerpos de válvulas de aleación 20?
Tratar la selección del relleno como una elección de catálogo en lugar de como un problema de dilución y corrosión. Un bajo aporte de calor, una purga limpia y la clase correcta de relleno son importantes en conjunto. Incluso con el relleno adecuado, un control deficiente del oxígeno en la raíz o una dilución excesiva pueden socavar el rendimiento frente a la corrosión.
