Purga traseira na soldadura de tubos de aceiro inoxidable: prevención do azucarado e da oxidación da raíz

A purga traseira consiste en desprazar o aire no interior dun tubo de aceiro inoxidable cun gas inerte, normalmente arxón, para que a raíz da soldadura fundida solidifique sen entrar en contacto co oxíxeno. Se se fai correctamente, evítase o «azucarado», unha superficie granulosa e fortemente oxidada na raíz que destrúe a resistencia á corrosión e non se pode eliminar mediante lixado unha vez formada. O obxectivo práctico é reducir o contido residual de oxíxeno na unión por debaixo do 0,5 % aproximadamente, e por debaixo do 0,1 % no caso de traballos con aleacións de alta calidade e alta pureza, antes de iniciar o arco. Unha raíz de soldadura brillante e limpa non é unha cuestión meramente estética; é o que preserva a película pasiva e a vida útil da tubaxe.

O que é o azucarado e por que ocorre
Cando os aceros inoxidables austeníticos e dúplex alcanzan a temperatura de soldadura, o cromo atrapa calquera oxíxeno ao seu alcance. No interior dun tubo sen purga, o aire atrapado oxida a raíz quente, formando unha capa áspera, escura e semellante ao açúcar de óxidos ricos en cromo e eliminando o cromo do metal xusto debaixo dela. Esta zona empobrecida en cromo xa non pode manter unha película pasiva, polo que a raíz convértese no punto máis feble da unión fronte á corrosión por picaduras, á corrosión por fendas e á fisuración por corrosión sobor tensión.

O ‘açucarado’ tamén ten unha penalización mecánica. A capa de óxido é fráxil e irregular; interrompe o fluxo, aloxa depósitos e ofrece un lugar onde comezan a actuar a corrosión e a fatiga. E unha vez que ocorre, o dano é metalúrxico, non só unha película superficial. Lixar o interior dun tubo xa finalizado rara vez é posible e non repón o cromo perdido na aleación, polo que a única solución fiable é previr o seu aparecemento durante a soldadura.

O papel da purga con arxón pola cara posterior
A purga inversa funciona inundando o interior da xunta con arxón, un gas inerte máis denso que o aire e que non reacciona co metal quente. Ao fluír o arxón, dilúe e expulsa o aire que contén osíxeno ata que o osíxeno residual é tan baixo que non se forma óxido significativo durante a solidificación. A soldadura fai-se entón co gas de protección da tocha protexendo o exterior e coa purga protexendo o interior, de xeito que ambas as caras da raíz permanecen limpas.

O arxón é a opción habitual pola súa inercia, dispoñibilidade e densidade, o que axuda a que se asente e desplace o aire nas soldaduras horizontais. Nas xuntas máis graxas ou de maior contido de aleación, algúns fabricantes engaden un pouco de hidróxeno ao arxón para obter unha raíz máis brillante, aínda que as mesturas con hidróxeno úsanse só en aceros austeníticos e nunca se aplican en aceros dúplex ou martensíticos por mor do risco de fisuración. O principio non cambia: manter o osíxeno afastado da raíz quente ata que se enfríe por debaixo da temperatura á que ocorre a oxidación.

Alcanzar o obxectivo de osíxeno

A purga eficaz mídese, non adivíñase. Selle o volume que está purgando, admita argón a unha taxa controlada e observe o escape cun analizador de osíxeno ata que a lectura alcance o obxectivo antes de soldar. Un límite de aceptación común é inferior ao 0,5 % de osíxeno residual para traballos xerais en acero inoxidable, con límites máis estrictos para servizos exixentes.

O volume e o caudal de purga deben axustarse ao diámetro e á lonxitude do tubo. Un caudal insuficiente deixa bolsas de aire; un caudal excesivo xera turbulencias que poden perturbar a poza fundida ou apagar a raíz. Introduza o arxón pola parte inferior e extraia o aire pola parte superior, de xeito que o aire máis lixeiro sexa expulsado cara adiante polo gas inerte en avance, e conceda tempo suficiente á purga antes de iniciar o arco.

Barreras de purga e montaxe práctica
Nas liñas longas, purgar todo o tubo é lento e ineficiente, polo que as barreras de purga solubles ou mecánicas illan unha zona curta arredor da unión. As barreras de papel ou película solubles en auga son moi utilizadas porque se disolven e eliminan durante as posteriores probas hidráulicas ou no funcionamento, deixando nada no interior da tubaxe. As tapóns inflables e mecánicos son reutilizables para traballos repetidos. Independentemente do tipo de barrera, prevea unha saída controlada para evitar que se acumule presión e distorsione a raíz, e tape ou cubra a fenda de soldadura ata que comece a soldar.
Boa práctica tamén significa purgar antes de soldar e manter o fluxo durante a soldadura, executando a purga ata que a raíz e a pasada quente se enfríen, e protexendo as extremidades abertas dos tubos das correntes de aire. Wenqiang aplica estes controles na súa produción de tubos e tubaxes soldados segundo as normas ASTM A249, A269, A312 e A928, verificando a calidade das soldaduras mediante ensaios non destructivos (NDT) e ensaios hidrostáticos baixo un sistema ISO 9001.

Lectura e aceptación da cor da raíz
A cor da raíz final é un indicador visual rápido da cantidade de osíxeno que chegou ao metal. Unha raíz brillante prateada ou amarelo-palla indica oxidación mínima e xeralmente é aceptable. Tons máis escuros, desde azul até gris, indican oxidación crecente, e unha raíz granulosa escura ou negra corresponde a ‘sugaring’ e rexeitase. Moitas especificacións e normas, como a AWS D18.1 para soldadura de tubaxes sanitarias, definen os niveis aceptables de descoloración mediante táboas de cores.
Como a coloración térmica reduce a resistencia á corrosión, incluso sen chegar á caramelización completa, os traballos de alta pureza e servizo agresivo requiren as raíces máis brillantes e, ás veces, a limpeza despois da soldadura. Rexistrar a cor da raíz xunto cos valores de osíxeno na purga proporciona probas rastrexables de que a unión se realizou baixo control.

Conclusión
A purga inversa é a diferenza entre unha soldadura de acero inoxidable que resiste a corrosión durante décadas e outra que falla desde o interior cara ao exterior. Despraza o aire con arxón, reduce o osíxeno residual por debaixo do 0,5 %, illa a unión con presas de purga, verifica o escape cun analizador de osíxeno e acepta só raíces brillantes e sen óxidos. Ao facer isto, protexes o cromo que lle dá ao acero inoxidable a súa pasividade. O resultado é unha raíz de soldadura tan resistente á corrosión como o tubo base, o que requiren as tubaxes químicas, sanitarias, de grao alimentario e offshore máis exigentes durante décadas de servizo.

Preguntas frecuentes
P: Podo limar a caramelización despois da soldadura?
R: Xeralmente non. O acuñamento é a oxidación da raíz interna que tamén esgota o cromo do metal que hai debaixo, e o interior do tubo adoita ser inaccesible. O lixado non pode restaurar o cromo perdido, polo que previrno mediante purga inversa é o único método fiable.
P: Cal debe ser o nivel residual de osíxeno antes da soldadura?
R: Menos de aproximadamente 0,5 % é aceptable para moitas aplicacións en acero inoxidable, mentres que as soldaduras de alta aleación, alta pureza ou para servizos agresivos deben alcanzar menos de aproximadamente 0,1 %. Verifique sempre co analizador de osíxeno no escape da purga antes de iniciar o arco.

Tubo de acero inoxidable soldado con limpeza contra corrosión e purga inversa orixinal de Wenqiang: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/