10. Fisuración
-
Upload
gerardo-lobos -
Category
Documents
-
view
77 -
download
0
Transcript of 10. Fisuración
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 1/29
1
FISURACIÓN POR HIDROGENO
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 2/29
2
Fisuración por Hidrogeno
Dentro de las fallas más comunes que sepresentan en la soldadura, está la
fisuración en frío, o fisuración asistida porhidrógeno, la cual se produce por el
excesivo contenido hidrogeno disuelto enel área de la soldadura.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 3/29
3
Fisuración por Hidrogeno
Se manifiesta por la aparición de fisuras
inmediatamente o transcurridos minutos, y en
algunos casos, hasta horas o días después de
completada la soldadura.
Estas fisuras pueden presentarse en el cordón de
soldadura o en la ZAT del material base.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 4/29
4
Factores que contribuyen a laFisuración por Hidrogeno
Hidrogeno en el metal de soldadura o enla zona afectada térmicamente delmaterial base.
Una microestructura susceptible(Típicamente martensíta).
Tensiones residuales
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 5/29
5
Fisuración por Hidrogeno
Al combinarse los átomos de hidrogeno atrapado enel metal, forman hidrogeno molecular H2, en el caso
de metales con oxígeno atrapado, también se puede
formar vapor de agua.
Las moléculas de vapor de agua o las moléculas de
H2, son demasiado grandes para salir hasta lasuperficie y ejercen presiones muy altas que inician
una fisura en la zona donde se encuentran
atrapadas.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 6/29
6
Fisuración por Hidrogeno
Aceros de alta resistencia, secciones gruesas y piezasfuertemente restringidas son más susceptibles a este
tipo de fisuración.
Con estos materiales se recomienda utilizar un
proceso y consumible de bajo hidrógeno y un correcto
precalentamiento, temperatura entre pasadas y
postcalentamiento.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 7/29
7
Fisuración por Hidrogeno
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 8/29
8
Fisuración por Hidrogeno
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 9/29
9
Fisuración por Hidrogeno
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 10/29
10
Fisuración por Hidrogeno
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 11/29
11
Fisuración por Hidrogeno
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 12/29
12
Fisuración por Hidrogeno
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 13/29
13
Fisuración por Hidrogeno
Cantidad de H en el metaldepositado en función de la
concentración de H en la atmósfera
Solubilidad del H en Fea distintas temperaturas
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 14/29
14
Métodos para minimizar lafisuración por hidrogeno
El uso del metal de aporte correcto.
Almacenar siempre los electrodos recubiertos enun horno, una vez el envoltorio de los electrodos
ha sido abierto.
Limpiar los contaminantes de las superficiesinmediatamente antes de soldar, por ejemplo
aceite, óxido o pintura, es una fuente dehidrógeno.
Enfriamiento lento (precalentamiento y post-calentamiento).
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 15/29
15
Fisuración por Hidrogeno
Las fisuras inducidas por hidrogeno, se
inician luego de finalizada la soldadura
con retardos de hasta dos semanas.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 16/29
16
Fisuración por Hidrogeno “Estas fisuras pueden no ser detectadas fácilmente, pueden
estar en la ZAC, y estar bajo la superficie.
Esto significa que pueden no ser detectables por ensayos detintas penetrantes o partículas magnéticas.
Dependiendo de su orientación pueden no ser visibles porradiografía y pueden escapar a la detección porUS, aunque esta es quizá la mejor técnica para detectar
fisuras de este tipo.
Si estas fisuras no se detectan es altamente probable quefallen en servicio, de ahí la necesidad de prevenir evitandosu formación”
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 17/29
17
Fisuración por Hidrogeno
HIC en la ZAC en un acero al C-Mn
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 18/29
18
Fisuración por HidrogenoLa Fisuración por Hidrógeno se produce luego de finalizadala soldadura y a temperatura ambiente, entre -100ºC y+200ºC.
- No ocurre a menos de -100ºC por que la difusión es
insuficiente para que los átomos de Hidrógeno difundandentro del material y se recombinen a Hidrógenomolecular.
- No ocurre a más de 200ºC por que a temperaturassuperiores a 200ºC todo el hidrogeno se encuentra enestado atómico sin posibilidades de formar moléculas H2 yla difusión es suficientemente elevada para una masivamigración de átomos a través de la superficie hacia laatmósfera.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 19/29
19
Fisuración por Hidrogeno
En el caso que se desee deshidrogenar un
material que se sospecha pueda tener
hidrógeno atómico antes de su reparación porSoldadura se utilizan temperaturas del orden de
200ºC - 250ºC, no mayores.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 20/29
20
Fisuración por HidrogenoDESHIDROGENADO
El calentamiento que se realiza antes de la Soldaduracon el objetivo de remover el hidrógeno que puedahaber en el material, se llama deshidrogenado.
Los equipos que han estado en presencia desustancias que generan Hidrógeno atómico sonsusceptibles de fisurarse durante su reparación porSoldadura.
La causa es la presencia de Hidrogeno atómico en elmaterial base, y es imperativo eliminarlo antes desoldar.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 21/29
21
FISURACIÓN EN CALIENTE
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 22/29
22
FISURACION EN CALIENTE
La fisuración en caliente o de solidificación está causadapor impurezas de bajo punto de fusión en la soldadura, las
cuales permanecen líquidas cuando el metal restante se
está solidificando y, por lo tanto, contrayendo.
Se produce por:
- Alta densidad de corriente.
- Mala distribución de calor y tensiones.
- Dilución.- Impurezas (azufre, níquel, carbono).
- Alta velocidad soldeo y arco largo.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 23/29
23
FISURACION EN CALIENTE
Las grietas aparecen en la zona de mayor
segregación (Separación de los componentes
heterogéneos de una aleación durante el proceso
de enfriamiento de la misma).
La fisuración se relaciona con la formación de
compuestos de S y eventualmente P de bajo
punto de fusión, debido a fenómenos desegregación ayudados por contaminación.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 24/29
FISURACION ENCALIENTE
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 25/29
25
FISURACION EN CALIENTE
El líquido intercelular se encuentra enriquecido en
S y P (entre otros elementos) y puede permanecer
en estado líquido después que el material haya
alcanzado la solidificación casi total (temperaturade coherencia).
Las tensiones de contracción dan entonces origena las fisuras en el rango 0.8 - 0.9 TF (K)
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 26/29
26
Los aceros inoxidables austeníticos pueden sersusceptibles a este tipo de fisuración si nocontienen ferrita en su microestructura o si sólocontienen cantidades marginales.
Fisura central en filete, soldado con alto aportetérmico y con contenido marginal de ferrita
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 27/29
27
Fisuras en caliente en la ZAT del material
base de un acero inoxidable austenítico 20Cr - 25 Ni
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 28/29
28
FISURACION EN CALIENTE
La ductilidad de un material desaparece casi
totalmente un poco antes de que se alcance la
temperatura de fusión, típicamente a 0.8 - 0.9 TF
(K). Esta es la temperatura de ductilidad nula.
Durante el enfriamiento, al alcanzarse la
temperatura de coherencia y hasta llegar a latemperatura de ductilidad nula, el material se
encuentra en la zona de fragilización en caliente.
5/16/2018 10. Fisuraci n - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/10-fisuracion 29/29
FISURACION EN CALIENTE