La maggior parte dei guasti alle tubazioni in acciaio inossidabile nei sistemi saldati iniziano durante la saldatura, non perché il metallo di saldatura sia debole, ma perché non sono state seguite le regole della saldatura dell'acciaio inossidabile. L'acciaio inossidabile austenitico non necessita del trattamento termico di preriscaldamento e post-saldatura dell'acciaio al carbonio; necessita invece di quattro aspetti più silenziosi: il giusto riempitivo, un apporto di calore controllato, una bassa temperatura di interpass e una schermatura su entrambi i lati del giunto.
Se ne rompi uno, il risultato è sensibilizzazione, fessurazione a caldo o una zona di saldatura che si corrode più velocemente del tubo circostante. Questa guida stabilisce le regole, la logica di selezione del riempitivo e i difetti da cercare.
Forme di prodotto
Barra e asta
Piatto e foglio
Bobina e striscia
Tubi e tubi
Raccordo: flangia, T, gomito, riduttore ecc.
Forgiatura: anello, albero, cerchio, blocco ecc.
Perché la saldatura inossidabile è diversa
La saldatura dell'acciaio al carbonio consiste nell'evitare la rottura da idrogeno e nel ripristinare la tenacità; la saldatura inossidabile consiste nel preservare la resistenza alla corrosione che il calore distrugge. Quando l'acciaio inossidabile austenitico è mantenuto nella banda di 425-870 gradi - esattamente ciò che accade nella zona interessata dal calore di una saldatura - i carburi di cromo precipitano ai bordi dei grani e il metallo accanto ad essi diventa impoverito di cromo e non è più protetta.
La saldatura deve quindi essere eseguita in modo che il tempo in quella fascia sia minimo e il materiale d'apporto deve essere scelto in modo che il metallo di saldatura stesso rimanga resistente alla corrosione. Questi due obiettivi guidano ogni regola seguente.
Regola 1: abbinare il riempitivo al metallo base e preferire la versione a basso contenuto di carbonio
| Metallo comune | Riempitivo preferito | Perché |
| 304 / 304L | Tipo 308L / 308L | Il basso contenuto di carbonio previene la sensibilizzazione alla saldatura |
| 316 / 316L | Tipo 316L | Il molibdeno nel riempitivo corrisponde alla resistenza alla vaiolatura |
| 321 / 347 | Tipo 347 | Il niobio stabilizza la saldatura, si abbina alla base stabilizzata |
| Duplex 2205/2507 | Riempitivo duplex sovralegato (tipo 22/25 Cr) | Garantisce l'equilibrio austenite-ferrite nella saldatura |
| Leghe di nichel (625, C276) | Riempitivo in nichel corrispondente (ERNiCrMo-3, ERNiCrMo-4) | Il metallo saldato incontra la resistenza alla corrosione di base |
La regola del riempitivo a basso contenuto di carbonio è la più semplice e la più violata: saldare una base 316 con un riempitivo 316L mantiene basso il carbonio del metallo di saldatura anche se la base è 316, e la saldatura è quindi più resistente alla sensibilizzazione di quanto lo sarebbe un metallo di saldatura 316. Non costa nulla e acquista un margine.
Regola 2: controllare l'apporto di calore
Un apporto termico elevato significa un'ampia zona termicamente interessata e più tempo nella banda di sensibilizzazione. La disciplina è una velocità di viaggio moderata, perline più strette piuttosto che una tessitura ampia e un apporto di calore minimo che dia comunque una saldatura sana. Ciò è più importante nelle sezioni sottili e nelle prime passate, dove l'esposizione alla temperatura è proporzionalmente maggiore.
Regola 3: mantenere bassa la temperatura di interpass
Per gli acciai inossidabili austenitici, la temperatura di interpass è generalmente limitata a circa 150 gradi: la saldatura multi-pass deve essere lasciata raffreddare tra una passata e l'altra in modo che il calore accumulato non spinga il giunto attraverso la banda di sensibilizzazione per troppo tempo.
I gradi duplex sono ancora più severi, spesso limitati al di sotto di 150 gradi e talvolta vicino a 100 gradi, perché il surriscaldamento altera il bilanciamento di fase e può formare una fase sigma. Un installatore che tratta l'acciaio inossidabile come acciaio al carbonio e salda un passaggio dopo l'altro mentre il giunto rimane caldo sta costruendo il guasto per corrosione nel tubo.
Regola 4: schermare entrambi i lati del giunto
Il passaggio di radice di una saldatura austenitica si ossida all'interno se non è schermato e la radice ossidata diventa un sito di corrosione e contaminazione che è quasi impossibile riparare dall'esterno.
I passaggi della radice GTAW nelle tubazioni critiche per la corrosione ricevono uno spurgo di ritorno con argon all'interno del giunto e lo spurgo viene mantenuto finché la radice non viene protetta. La prova di uno spurgo saltato è la radice scura e squamosa, motivo per cui la rimozione interna della tinta a caldo fa parte della storia della superficie della guida al decapaggio.
I difetti che l'ispettore cerca
| Difetto | Causa | Risultato se ignorato |
| Cricche a caldo nel metallo saldato | Elevato apporto di calore, giunto frenato, impurità | Rottura della saldatura sotto carico |
| Zona termosensibile sensibilizzata | Surriscaldamento, interpass alto, riempitivo errato | Corrosione intergranulare in servizio |
| Radice ossidata | Nessuno spurgo inverso | Vaiolatura e contaminazione alla radice |
| Fase Sigma (duplex) | Calore eccessivo, raffreddamento lento | Zona di saldatura fragile e poco tenace |
| Contaminazione del ferro | Spazzole e utensili in acciaio al carbonio | Ruggine locale e vaiolature su superfici inossidabili |
Cosa specificare nell'ordine di acquisto
- Standard e procedura di saldatura: ASME IX o WPS qualificato equivalente
- Riempitivo: il grado indicato (ad esempio. 316riempitivo L per tubi 316)
- Limite di temperatura di interpass e requisiti di controlavaggio per il servizio anticorrosione
- Esame post-saldatura: VT, e RT o UT dove il servizio lo richiede
- Superficie: decolorazione a caldo e decapaggio della zona di saldatura per servizio cloruro
Domande frequenti
D: L'acciaio inossidabile necessita di preriscaldamento e trattamento termico post-saldatura come l'acciaio al carbonio?
R: No. L'acciaio inossidabile austenitico non necessita di preriscaldamento e, per la maggior parte dei servizi, non necessita di PWHT. Il trattamento che conta è l'opposto: mantenere il calore basso e raffreddare tra una passata e l'altra per evitare la fascia di sensibilizzazione.
D: Perché utilizzare il riempitivo 316L sul tubo 316?
R: Il basso contenuto di carbonio del riempitivo mantiene il metallo saldato resistente alla sensibilizzazione. È una pratica standard che costa poco e protegge la zona di saldatura nel servizio con cloruro.
D: Cosa succede se il passaggio root non viene eliminato?
R: L'interno della radice si ossida. La radice squamata è un sito di contaminazione che può causare buchi durante il servizio ed è difficile da pulire sul tubo installato. Per questo motivo le linee critiche per la corrosione richiedono il controlavaggio.
D: L'acciaio duplex è più difficile da saldare rispetto all'acciaio austenitico?
R: Sì, il bilanciamento di fase deve essere protetto. L'apporto di calore e la temperatura di interpass sono più rigidi e il riempitivo è sovralegato per mantenere il rapporto austenite-ferrite. Le procedure duplex qualificate sono obbligatorie per ottenere buoni risultati.
