Tinción térmica y decoloración por soldadura: criterios de aceptación y limpieza (AWS D18.2)

La tinte térmica por soldadura es la decoloración oxidada visible que se forma en el acero inoxidable junto a una soldadura, y su color indica directamente cuánto calor y oxígeno dañaron la película protectora de óxido de cromo. AWS D18.2 proporciona una tabla de muestras de decoloración por soldadura que clasifica estos tonos desde tonalidades aceptables de paja claro hasta tonos inaceptables de azul oscuro, gris y negro, ofreciendo a los fabricantes un método objetivo para evaluar soldaduras críticas desde el punto de vista sanitario y de corrosión. Cuanto más oscuro sea el tono, mayor será el agotamiento de cromo bajo la capa de óxido y menor la resistencia a la corrosión; por tanto, los criterios de aceptación y la limpieza adecuada tienen tanta importancia como la propia soldadura. En Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. consideramos el estado tras la soldadura como parte integrante del producto entregado, no como un detalle cosmético secundario.

Por qué se forma la tinte térmica y qué significan los colores
El acero inoxidable resiste la corrosión gracias a una fina capa pasiva de óxido de cromo que se autorrepara. Al calentar la zona de soldadura en presencia de oxígeno, dicha capa se espesa y forma un óxido interferencial cuyo color depende de la temperatura y de la exposición al oxígeno, de manera similar a los colores de temple en el acero al carbono. El tono pajizo claro y el dorado pálido indican un óxido delgado formado a temperatura moderada, con poca pérdida de cromo. Los tonos azul más intenso, seguidos de gris y negro, indican condiciones más calurosas y oxidantes, así como un óxido más grueso.
El problema radica en lo que se encuentra debajo del color. Para formar un óxido grueso, la superficie extrae cromo del metal justo por debajo, dejando una capa empobrecida en cromo. La resistencia a la corrosión depende de mantener aproximadamente un 10,5 % o más de cromo en la película pasiva; por tanto, una capa empobrecida bajo la coloración oscura por calor se corroe con mucha mayor facilidad. La experiencia en campo y los trabajos de laboratorio coinciden en que una coloración más oscura se asocia con menor resistencia a la corrosión por picaduras y por grietas, razón por la cual los sistemas sanitarios, farmacéuticos y expuestos a cloruros mantienen un control estricto de la coloración.

El concepto AWS D18.2
AWS D18.2 es una norma visual de aceptación basada en una tabla física de muestras de decoloración de soldaduras en el interior de tubos y cañerías austeníticos. Establece una serie graduada de muestras, cada una representando un nivel de decoloración, desde ausencia total hasta tonos progresivamente más oscuros, y asigna un número a cada nivel. Un fabricante o inspector compara la soldadura real con la tabla bajo condiciones de iluminación definidas y registra el nivel coincidente. Cuanto mayor sea el número, más oscuro será el tono y mayor la pérdida de resistencia a la corrosión.
La tabla resulta especialmente útil en tuberías higiénicas, donde la superficie interna entra en contacto con el producto y donde la calidad del purgado posterior determina el resultado final. Su valor radica en transformar una evaluación subjetiva sobre «¿hasta qué punto es demasiado oscuro?» en un nivel repetible y comunicable que puede incluirse en una especificación técnica y verificarse al recibir el producto.

El nivel que usted permita depende de la especificación de gobierno y de lo corrosivo que sea el servicio; una línea de agua potable puede tolerar más tinte que un sistema de alta pureza o alto cloruro.

Prevención con depuración posterior y control de calor
La forma más eficaz de controlar el tinte térmico es mantener el oxígeno fuera de la zona de soldadura durante la soldadura y el enfriamiento. Repurgar el interior de la tubería con argón, proteger el exterior adecuadamente, y mantener el oxígeno por debajo del nivel que forma óxido pesado, por lo que una soldadura bien purgada sale brillante o sólo ligeramente paja. Mantenga la purga hasta que la soldadura se enfríe por debajo del umbral de oxidación, porque el tinte sigue desarrollándose mientras el metal está caliente y expuesto.
Controlar la entrada de calor, la velocidad de desplazamiento y la temperatura entre pasadas limita la oxidación total y el ancho de la zona afectada. Un exceso de calor produce un tono más amplio y más oscuro y, en grados dúplex, además conlleva el riesgo de daño metalúrgico. Un buen ajuste y una técnica constante reducen el retrabajo que, de lo contrario, obligaría a calentamientos repetidos.

Eliminación del tono térmico
Cuando el tono supera el nivel aceptable, debe eliminarse junto con la capa empobrecida en cromo situada debajo, y la superficie debe repasivarse. El método elegido depende del acceso disponible y de las condiciones de servicio.
La pasta decapante, un gel de ácidos nítrico e hidrofluórico, se aplica con brocha sobre la soldadura para disolver químicamente la capa de óxido y la capa empobrecida; luego se enjuaga minuciosamente. Este proceso restaura la resistencia a la corrosión, pero exige manipulación cuidadosa y neutralización de los residuos. La electrodecapación elimina electroquímicamente una fina capa superficial, dejando un acabado brillante, liso y enriquecido en cromo, preferido en sistemas de alta pureza. Los métodos mecánicos —como el cepillado con alambre de acero inoxidable, el granallado abrasivo con medios limpios o el esmerilado— eliminan físicamente la coloración, pero deben emplear únicamente herramientas de acero inoxidable para evitar la inclusión de partículas de hierro de acero al carbono; por sí solos, pueden dejar una superficie con menor resistencia a la corrosión, a menos que se completen con pasivación.
Tras cualquier eliminación, la pasivación con ácido nítrico o cítrico vuelve a formar una capa de óxido limpia y rica en cromo, restaurando así la resistencia a la corrosión que la coloración térmica había reducido.

Cuando la coloración es aceptable
No toda la coloración residual del tintado debe eliminarse. Una ligera decoloración amarillenta en una soldadura bien purgada, en servicio moderado, suele cumplir con la especificación y deja prácticamente intacta la resistencia a la corrosión. Deje que la norma aplicable y el entorno determinen el requisito: los servicios higiénicos, de alta pureza y con presencia de cloruros exigen soldaduras casi brillantes, mientras que los servicios menos agresivos pueden aceptar un nivel bajo de D18.2 sin limpieza. Lo importante es definir previamente el nivel aceptable y verificarlo, en lugar de estimarlo visualmente sin una referencia.

Guía práctica
Especifique un nivel máximo de decoloración AWS D18.2 adecuado para la aplicación, evite el tono mediante purgado posterior controlado y control térmico riguroso, y elimine y repasive cualquier soldadura que supere dicho límite. Utilice únicamente herramientas de acero inoxidable para la limpieza mecánica, a fin de evitar la contaminación con hierro, y enjuague minuciosamente las superficies decapadas. Wenqiang fabrica tubos y perfiles soldados de acero inoxidable con purgado controlado y limpieza posterior a la soldadura; además, nuestro laboratorio interno verifica la calidad de la soldadura y el estado superficial, garantizando así que el producto entregado cumpla tanto con los requisitos de decoloración como con los de resistencia a la corrosión exigidos por su aplicación.

Preguntas frecuentes
P: ¿La coloración térmica en la soldadura reduce realmente la resistencia a la corrosión?
R: Sí. La coloración térmica más oscura se forma al extraer cromo del metal justo debajo de la superficie, dejando una capa empobrecida en cromo. Esta capa es más propensa a la corrosión por picaduras y por grietas, razón por la cual la norma AWS D18.2 clasifica dicha coloración y por la que aplicaciones exigentes imponen límites estrictos.
P: ¿Cuál es la mejor manera de prevenir la decoloración en la soldadura?
A: La purga inversa del interior de la junta con argón y la protección del exterior excluyen el oxígeno durante la soldadura y el enfriamiento, manteniendo la soldadura brillante o ligeramente dorada. El control de la entrada de calor y la prolongación de la purga hasta que la soldadura se enfríe aún más limitan el tono.

Para tuberías de acero inoxidable soldadas con purga controlada, limpieza posterior a la soldadura y calidad de soldadura verificada, póngase en contacto con Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. al +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/