{"id":5721,"date":"2020-03-23T07:13:51","date_gmt":"2020-03-23T07:13:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.kaysuns.com\/?p=5721"},"modified":"2025-09-19T05:34:01","modified_gmt":"2025-09-19T05:34:01","slug":"errores-comunes-en-la-soldadura-de-tubos-de-acero-inoxidable-duplex","status":"publish","type":"blog","link":"https:\/\/www.kaysuns.com\/es\/blog\/errores-comunes-en-la-soldadura-de-tubos-de-acero-inoxidable-duplex\/","title":{"rendered":"Errores comunes en la soldadura de tuber\u00edas de acero inoxidable d\u00faplex"},"content":{"rendered":"

Experimentos y resultados de la soldadura de tubos de acero inoxidable d\u00faplex<\/h2>\n\n\n\n

Man ha producido y utilizado acero inoxidable d\u00faplex durante casi 80 a\u00f1os. Las primeras aleaciones, como la aleaci\u00f3n maleable 329 y la aleaci\u00f3n fundida CD4MCu, conten\u00edan mucha m\u00e1s ferrita que austenita. <\/em><\/p>\n\n\n\n

La gente no presta atenci\u00f3n a la importancia del nitr\u00f3geno. Muchas aleaciones contienen muy poco nitr\u00f3geno, por lo que cuando no se realiza el tratamiento t\u00e9rmico despu\u00e9s de la soldadura, la zona afectada por el calor de estas aleaciones generalmente se vuelve quebradiza y tiene poca resistencia a la corrosi\u00f3n. El metal de soldadura de soldadura con gas tambi\u00e9n tiene este defecto.<\/em><\/p>\n\n\n\n

En la d\u00e9cada de 1980, la importancia del nitr\u00f3geno para tubos de acero inoxidable d\u00faplex<\/a> se reconoci\u00f3 plenamente y, por lo general, se especificaron los requisitos m\u00ednimos de contenido de nitr\u00f3geno. A\u00f1adiendo un contenido de nitr\u00f3geno apropiado al metal base y usando un metal de aportaci\u00f3n de soldadura con un mayor contenido de n\u00edquel, la soldadura puede tener cantidades aproximadamente iguales de austenita y ferrita en el estado soldado, lo que mejora significativamente las propiedades mec\u00e1nicas. Mejor resistencia a la corrosi\u00f3n.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Errores<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Especificaciones de metal base irrazonables<\/h4>\n\n\n\n

En los \u00faltimos 25 a\u00f1os, el acero inoxidable d\u00faplex m\u00e1s com\u00fan es una aleaci\u00f3n llamada 2205. Casi toda la literatura utiliza el rango de composici\u00f3n de UNSS31803 para describir esta aleaci\u00f3n. Sin embargo, el UNS S31803 tiene un contenido m\u00ednimo de nitr\u00f3geno de 0,08%.<\/p>\n\n\n\n

La pr\u00e1ctica ha demostrado que este nivel de contenido de nitr\u00f3geno es demasiado bajo, si se quiere que la zona afectada por el calor y la zona de fusi\u00f3n mantengan un buen rendimiento bajo post-soldadura<\/a> condiciones. Tras darse cuenta de este problema, la ASTM ha utilizado el UNSS32205 para definir el 2205 desde el a\u00f1o 2000.<\/p>\n\n\n\n

La tabla 1 muestra la gama de composici\u00f3n del UNS S31803 y del UNS S32205. Cabe se\u00f1alar que, en comparaci\u00f3n con el S31803, adem\u00e1s de aumentar el contenido m\u00ednimo de nitr\u00f3geno, los contenidos m\u00ednimos de cromo y molibdeno<\/a> tambi\u00e9n aument\u00f3.<\/p>\n\n\n\n

\n\n \n \n <\/tr>\n \n \n \n \n
Mesa de composici\u00f3n de acero inoxidable d\u00faplex 2205<\/td>\n <\/tr>\n
UNS<\/td>\n Rango de composici\u00f3n qu\u00edmica \/ % (m\u00e1ximo)<\/td>\n <\/tr>\n
C<\/td>\n Minnesota<\/td>\n P<\/td>\n S<\/td>\n Si<\/td>\n Cr<\/td>\n Ni<\/td>\n Mes<\/td>\n norte<\/td>\n <\/tr>\n
S31803<\/td>\n 0.030 <\/td>\n 2.000 <\/td>\n 0.030 <\/td>\n 0.020 <\/td>\n 1.000 <\/td>\n 21.0~23.0<\/td>\n 4.5~6.5<\/td>\n 2.5~3.5<\/td>\n 0.08~0.20<\/td>\n <\/tr>\n
S32205<\/td>\n 0.030 <\/td>\n 2.000 <\/td>\n 0.030 <\/td>\n 0.020 <\/td>\n 1.000 <\/td>\n 22.0~23.0<\/td>\n 4.5~6.5<\/td>\n 3.0~3.5<\/td>\n 0.14~0.20<\/td>\n <\/tr>\n<\/table>\n

tabla 1<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

La Figura 1 muestra la microestructura del acero forjado que se ajusta a la composici\u00f3n de UNS S31803 pero no a la composici\u00f3n de UNS S32205, y la distribuci\u00f3n de los elementos de aleaci\u00f3n entre la fase de ferrita y la fase de austenita. Para S32205, el contenido de nitr\u00f3geno de 0.12% es demasiado bajo. <\/p>\n\n\n\n

En la Figura 1 (a), la ferrita es de un gris m\u00e1s oscuro, mientras que la austenita es casi blanca. Se puede ver en la figura que la fase de ferrita es rica en cromo y molibdeno y la fase de austenita es rica en n\u00edquel y nitr\u00f3geno.<\/p>\n\n\n

\n
\"Microestructura
Figura 1: Microestructura y distribuci\u00f3n elemental de UNS S31803<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

En particular, el contenido de cromo en la ferrita es de aproximadamente 25% y solo 20% en la austenita, como se muestra en la Figura 1 (b). El contenido de molibdeno en la ferrita es aproximadamente 3.5%, en la austenita El contenido de molibdeno es solo 2.5%, como se muestra en la Figura 1 (d). El contenido de n\u00edquel en la austenita es 7.5%, y es aproximadamente 5% en la ferrita. Consulte la Figura 1 (c), el contenido de nitr\u00f3geno en la austenita es de aproximadamente 0.3%, y es cero en la ferrita, como se muestra en la Figura 1 (e). <\/p>\n\n\n\n

La distribuci\u00f3n de fases est\u00e1 b\u00e1sicamente equilibrada. Dado que el acero es un producto laminado en caliente, la estructura tiene forma de banda.<\/p>\n\n\n

\n
\"Microestructura
Figura 2: Microestructura y distribuci\u00f3n de elementos de soldaduras GTA autofusibles de UNS S31805<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

En comparaci\u00f3n con la Figura 1, la Figura 2 muestra la microestructura y la distribuci\u00f3n del elemento de aleaci\u00f3n de la zona de fusi\u00f3n de la soldadura GTA autofundente de UNSS31803, que es el mismo que el material de la FIG. 1.<\/p>\n\n\n\n

Es dif\u00edcil ver el patr\u00f3n de distribuci\u00f3n de los elementos de aleaci\u00f3n en las Figs. 2 (b), 2 (c) o 2 (d) similar a la distribuci\u00f3n de fase de la Fig. 2 (a). Sin embargo, la distribuci\u00f3n de nitr\u00f3geno indica que la concentraci\u00f3n de nitr\u00f3geno en las escamas de austenita alrededor de los l\u00edmites de los granos de ferrita es mayor que en los granos de ferrita. Esto puede deberse al tiempo suficiente para que el nitr\u00f3geno en estas regiones se difunda en la austenita en los l\u00edmites del grano de ferrita, lo que da como resultado que la regi\u00f3n pr\u00f3xima a la placa de austenita no contenga pr\u00e1cticamente nitr\u00f3geno, como se muestra en la Figura 2 (e).<\/p>\n\n\n\n

Dentro de los granos de ferrita, el nitr\u00f3geno est\u00e1 bloqueado, no hay posibilidad de ingresar a la austenita y se precipita como nitruro de cromo, que es claramente visible, como se muestra en la Figura 2 (a). Para la zona de fusi\u00f3n, la combinaci\u00f3n de grandes granos de ferrita y precipitados de nitruro de cromo es muy perjudicial para la tenacidad y resistencia a la corrosi\u00f3n de la zona de fusi\u00f3n.<\/p>\n\n\n

\n
\"Microestructura
Figura 3: Microestructura y distribuci\u00f3n de elementos de soldaduras GTA autofusibles de UNS S32205<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

De hecho, como se mencion\u00f3 anteriormente, 100% de la solidificaci\u00f3n en la zona de fusi\u00f3n es ferrita. Luego, cuando comienza la transformaci\u00f3n a austenita, se requiere difusi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Dado que el cromo, el n\u00edquel y el molibdeno son elementos de reemplazo, se difunden relativamente lentamente en estado s\u00f3lido, por lo que no pueden lograr una distribuci\u00f3n equilibrada entre ferrita y austenita en condiciones normales de enfriamiento de soldadura. El nitr\u00f3geno es un elemento intersticial y su tasa de difusi\u00f3n es aproximadamente 100 veces m\u00e1s r\u00e1pida que la del elemento de reemplazo. Como resultado, tiene m\u00e1s capacidad para ingresar austenita, aunque la composici\u00f3n no ingresa completamente como se muestra en la FIG. 2.<\/p>\n\n\n\n

En materiales que contienen nitr\u00f3geno 0.12%, la parte m\u00e1s caliente de la ZAT se comporta de manera similar al metal de soldadura. En particular, est\u00e1 compuesto de ferrita 100% y luego se transforma parcialmente en austenita en estado s\u00f3lido. Por lo tanto, es m\u00e1s propenso a formar grandes granos de ferrita y escamas de austenita formadas a lo largo de los l\u00edmites originales de los granos de ferrita.<\/p>\n\n\n\n

La Figura 3 muestra la microestructura y la distribuci\u00f3n de los elementos de aleaci\u00f3n en la zona de fusi\u00f3n de GTA cuando el contenido de nitr\u00f3geno de la aleaci\u00f3n 2205 es mayor que el contenido de nitr\u00f3geno que se muestra en la Figura 2 y cumple con los l\u00edmites de composici\u00f3n de UNS S31803 y S32205.<\/p>\n\n\n\n

El contenido de nitr\u00f3geno del metal de soldadura en la Fig. 3 es mayor (el contenido de nitr\u00f3geno es 0.18%, en comparaci\u00f3n con el contenido de nitr\u00f3geno de la Fig. 2 es 0.12%), lo que cambia significativamente la microestructura despu\u00e9s de la soldadura. En particular, puede verse claramente en la Fig. 3 (a) que se forma m\u00e1s austenita que la austenita formada en la Fig. 2 (a), y la austenita se dispersa a trav\u00e9s de todos los granos de ferrita en lugar de limitarse principalmente al hierro. L\u00edmite de grano del cuerpo del elemento. Comparado con la FIG. 2 (a), la precipitaci\u00f3n de nitruro de cromo no se ve en la FIG. 3 (a). En cambio, todo el nitr\u00f3geno entra en la austenita, como se muestra en la Figura 3 (e). Adem\u00e1s, en la Figura 3 (b) y (d), se puede ver claramente una peque\u00f1a distribuci\u00f3n de cromo y molibdeno en esta regi\u00f3n. Granos de ferrita primarios.<\/p>\n\n\n\n

Debido al mayor contenido de nitr\u00f3geno de esta muestra, la formaci\u00f3n de austenita puede comenzar a temperaturas m\u00e1s altas que las aleaciones 0.12% N, y como la difusi\u00f3n y transformaci\u00f3n comienzan a temperaturas m\u00e1s altas, el molibdeno y el cromo pueden difundirse m\u00e1s r\u00e1pido, la difusi\u00f3n tomar\u00e1 m\u00e1s tiempo. Tambi\u00e9n se puede ver en la Fig. 3 (a) que las escamas de austenita formadas en todos los granos de ferrita originales rompieron los granos de ferrita gruesos originales. Como los granos de ferrita originales se rompen en peque\u00f1os granos por las tiras internas de austenita, se mejora la tenacidad. Y debido a que no se precipita nitruro de cromo, se mejora la resistencia a la corrosi\u00f3n. Lo mismo ocurre en la parte de alta temperatura de la zona afectada por el calor. De esta manera, se puede concluir que UNSS32205 con mayor contenido de nitr\u00f3geno en la Figura 3 es significativamente mejor que UNS S31803 con menor contenido de nitr\u00f3geno en la Figura 2.<\/p>\n\n\n\n\n \n \n <\/tr>\n \n \n \n \n
La composici\u00f3n l\u00edmite de la aleaci\u00f3n 2550<\/td>\n <\/tr>\n
UNS<\/td>\n Rango de composici\u00f3n qu\u00edmica \/ % (m\u00e1ximo)<\/td>\n <\/tr>\n
C<\/td>\n Minnesota<\/td>\n P<\/td>\n S<\/td>\n Si<\/td>\n Cr<\/td>\n Ni<\/td>\n Mes<\/td>\n norte<\/td>\n Cu<\/td>\n <\/tr>\n
S32550<\/td>\n 0.040 <\/td>\n 1.500 <\/td>\n 0.035 <\/td>\n 0.030 <\/td>\n 1.000 <\/td>\n 24.0~27.0<\/td>\n 4.5~6.5<\/td>\n 2.9~3.9<\/td>\n 0.10~0.25<\/td>\n 1.50~2.50<\/td>\n <\/tr>\n
S32520<\/td>\n 0.030 <\/td>\n 1.500 <\/td>\n 0.030 <\/td>\n 0.020 <\/td>\n 0.800 <\/td>\n 24.0~26.0<\/td>\n 5.5~8.0<\/td>\n 3.0~4.0<\/td>\n 0.20~0.35<\/td>\n 0.50~2.00<\/td>\n <\/tr>\n<\/table>\n

Tabla 2<\/p>\n\n\n\n

Est\u00e1 claro que UNS S31803 no es adecuado como metal base para su uso en el estado posterior a la soldadura, y se debe usar UNS S32205. Entre los aceros inoxidables d\u00faplex, UNS S31803 no es el \u00fanico metal base inadecuado para soldar estructuras. Lo mismo ocurre con la aleaci\u00f3n 255, que es un componente de UNS S32550. La Tabla 2 compara la composici\u00f3n de UNSS32550 y UNSS32520 utilizados para el revestimiento. La composici\u00f3n es generalmente la misma. Sin embargo, el contenido m\u00ednimo de nitr\u00f3geno de UNS S32520 es m\u00e1s alto que el de UNS S32550. Obviamente, UNS S32520 es m\u00e1s adecuado para aplicaciones posteriores a la soldadura. Adem\u00e1s, tambi\u00e9n se puede utilizar UNSS32550, pero el contenido de nitr\u00f3geno de la composici\u00f3n del acero debe controlarse hasta el l\u00edmite superior.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Aporte de calor de soldadura irrazonable<\/h4>\n\n\n\n

La visi\u00f3n tradicional de la entrada de calor de soldadura es que cuando se suelda acero inoxidable d\u00faplex con contenido de cromo 22%, la entrada de calor debe limitarse a 0.5 \uff5e 2.5kJ \/ mm, y cuando se suelda acero inoxidable s\u00faper d\u00faplex con contenido de cromo 25%, la entrada de calor debe ser limitado a 0,5 ~ 1,5 kJ \/ mm. <\/p>\n\n\n\n

Cuando se utiliza un aporte de calor m\u00e1s bajo, incluso para aceros d\u00faplex con alto contenido de nitr\u00f3geno, la austenita se enfr\u00eda a una velocidad muy r\u00e1pida. La formaci\u00f3n tambi\u00e9n es insuficiente. Cuando se utiliza una entrada de calor m\u00e1s alta (> 1,5 kJ), en condiciones de enfriamiento lento, hay una tendencia a que los compuestos intermet\u00e1licos se precipiten en la ferrita. En comparaci\u00f3n con el acero inoxidable d\u00faplex 22% Cr, la tendencia del acero inoxidable s\u00faper d\u00faplex 25% Cr es m\u00e1s obvia.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"
Figura 4<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

La Figura 4 muestra la microestructura del metal de soldadura cerca del espesor medio de la muestra. Hay una gran cantidad de precipitados angulares solo en la ferrita. Sin embargo, no se determin\u00f3 exactamente cu\u00e1l era el precipitado. Nuestra conclusi\u00f3n es que los precipitados se generaron por calentamiento repetido durante doce pasadas de la muestra de prueba.<\/p>\n\n\n\n

La operaci\u00f3n normal al soldar aceros inoxidables d\u00faplex, especialmente tubos de acero inoxidable s\u00faper d\u00faplex, es que la entrada de calor en el cord\u00f3n de la ra\u00edz es mayor que el filete original. El uso de cord\u00f3n de ra\u00edz con un grosor de aproximadamente 6 mm es bastante bueno.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Tratamiento t\u00e9rmico posterior a la soldadura irrazonable<\/h4>\n\n\n\n

Si las piezas fundidas soldadas o las cabezas soldadas requieren una soldadura posterior tratamiento t\u00e9rmico<\/a>Entonces, el uso de metales de aportaci\u00f3n ricos en n\u00edquel de uso com\u00fan, junto con el uso de temperaturas de recocido poco razonables que cumplan las especificaciones b\u00e1sicas del metal, har\u00e1 que los fabricantes de procesamiento de acero inoxidable d\u00faplex cometan Otro error (para el acero inoxidable d\u00faplex, el contenido de n\u00edquel suele ser 9%, otros son similares a los metales de aportaci\u00f3n).<\/p>\n\n\n\n

El requisito general es recocer a una temperatura m\u00ednima de 1040 \u00b0 C y luego enfriar con agua a partir de la temperatura de recocido. Porque la gente no sabe que la fase \u03c3 casi siempre se forma en el acero inoxidable d\u00faplex durante el calentamiento a la temperatura de recocido, y cuanto mayor sea el contenido de n\u00edquel, aumentar\u00e1 la temperatura de la fase de soluci\u00f3n s\u00f3lida de la fase \u03c3. En este caso, el metal de soldadura rico en n\u00edquel es peligroso.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"
Figura 5<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

La Figura 5 hecha por Grobner muestra el efecto del n\u00edquel sobre la temperatura de la fase de soluci\u00f3n s\u00f3lida de la fase \u03c3 de la aleaci\u00f3n de Mo 25% Cr-3.5%.<\/p>\n\n\n\n

Aunque la aleaci\u00f3n utilizada para dibujar este diagrama no contiene elementos de aleaci\u00f3n como manganeso, silicio y nitr\u00f3geno, es conveniente que las personas comprendan el efecto del n\u00edquel en la naturaleza. Muestra claramente que la temperatura de la fase de soluci\u00f3n s\u00f3lida de la fase \u03c3 aumenta al aumentar el contenido de n\u00edquel. En particular, la temperatura de la l\u00ednea de fase de la soluci\u00f3n s\u00f3lida de la fase \u03c3 del metal de soldadura que contiene 9% Ni ser\u00e1 al menos 50 \u00b0 C m\u00e1s alta que la temperatura de la l\u00ednea de la fase de la soluci\u00f3n s\u00f3lida de la fase \u03c3 del metal base combinado que contiene 5% Ni.<\/p>\n\n\n\n

Conclusi\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n

La pr\u00e1ctica ha demostrado que el acero inoxidable d\u00faplex, incluido el acero inoxidable s\u00faper d\u00faplex, tiene un buen rendimiento de soldadura y es un material de ingenier\u00eda muy importante.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, debido al descuido y la ignorancia, se pueden cometer algunos errores. Para que la zona afectada por el calor y el metal de soldadura tengan un buen rendimiento, es apropiado utilizar un metal base con un alto contenido de nitr\u00f3geno de al menos 0,14% de nitr\u00f3geno. De lo contrario, se precipitar\u00e1 una gran cantidad de ferrita y nitruro de cromo en la zona afectada por el calor, lo que da\u00f1ar\u00e1 la resistencia a la corrosi\u00f3n y las propiedades mec\u00e1nicas.<\/p>\n\n\n\n

Para evitar la precipitaci\u00f3n de acero inoxidable superd\u00faplex en el \u00e1rea de calentamiento repetido, se debe evitar el uso de una gran cantidad de entrada de calor baja y perlas peque\u00f1as. Y al soldar tuber\u00edas de acero inoxidable d\u00faplex y acero inoxidable s\u00faper d\u00faplex, para evitar la precipitaci\u00f3n en la superficie interna de la tuber\u00eda, el cord\u00f3n de la ra\u00edz debe usar una entrada de calor m\u00e1s alta (mayor que 1kJ \/ mm), que es mayor que la entrada de calor del primeras soldaduras continuas.<\/p>\n\n\n\n

El recocido posterior a la soldadura del acero inoxidable d\u00faplex soldado debe tener en cuenta el hecho de que la temperatura de la fase \u03c3 del metal de soldadura que disuelve el metal de soldadura rico en n\u00edquel es m\u00e1s alta que la del metal base.<\/p>\n\n\n\n

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El arte y la ciencia de la soldadura de tuber\u00edas<\/a><\/p>","protected":false},"featured_media":5732,"template":"","categories":[186],"tags":[],"class_list":["post-5721","blog","type-blog","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-stainless-steel-knowledge"],"yoast_head":"\nCommon Mistakes In Welding Of Duplex Stainless Steel Pipes - Stainless Steel Pipe and Fittings | KAYSUNS<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"duplex stainless steels have good welding performance and is a very important engineering material. you need to pay attention to the some welding matters\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.kaysuns.com\/es\/blog\/errores-comunes-en-la-soldadura-de-tubos-de-acero-inoxidable-duplex\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"es_ES\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Common Mistakes In Welding Of Duplex Stainless Steel Pipes - 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