Trincas na Solda | Evitando o Hidrogênio Difusível

O problema do hidrogênio na soldagem

1. microestrutura suscetível a trincas;
2. presença de tensões residuais;
3. presença de hidrogênio.

O problema do metal de enchimento

1. Os eletrodos revestidos fornecem os mais altos níveis de hidrogênio dos metais de adição comumente usados ​​em aplicações de tubulações de transmissão, com níveis que excedem em muito 16 ml por 100 g de metal de solda.
2. Eletrodos Revestidos de baixo hidrogênio, com as designações H4 e H8, também estão disponíveis e fornecem menos de 4 e 8 ml de hidrogênio por 100 g de metal de solda, respectivamente.
3. Infelizmente, os eletrodos de baixo hidrogênio não oferecem as mesmas características de penetração e desempenho que os eletrodos revestidos celulósicos e geralmente não são aceitáveis ​​para a soldagem de tubos com passagem de raiz.
4. A transição para um processo de soldagem com arame metal-cored (conheça os arames metal cored Hobart Brothers) para a passagem da raiz pode reduzir os níveis de hidrogênio para 4 ml por 100 g de metal de solda ou menos, enquanto um processo com arames autoprotegidos para passe de preenchimento permite o uso de um metal de adição que é tipicamente menor que 8 ml por 100 g.
5. Os arames tubulares também apresentam um número de “sequestradores” de hidrogênio, como compostos de fluoreto, que combinam com hidrogênio para removê-lo da solda.
6. Esses arames são particularmente adequados para aços de alta resistência, que tendem a ser mais propensos a trincas por hidrogênio.

Cuidados com Consumíveis para Evitar o Hidrogênio

1. Manter o metal de adição selado ajuda a impedir que a umidade entre na embalagem e a degradação do metal de adição.
2. Minimizar ou eliminar a transferência dos metais de enchimento de ambientes frios para quentes também ajudará a minimizar a condensação, que adiciona hidrogênio.
3. Se um metal de adição for movido de um conjunto de condições ambientais para outro, ele deverá ser protegido do ambiente e permitir que o tempo normalize à temperatura ambiente do local de trabalho.
4. Para aplicações com núcleo de metal ou fluxo, o carretel de arame deve ser coberto e / ou removido e colocado em sua caixa original no final do dia.
5. Alimentadores do tipo mala de viagem totalmente fechados também podem ser usados ​​para selar totalmente o fio do ambiente.
6. Os metais de enchimento devem ser manuseados com luvas limpas e secas sempre que possível. Suor, óleos e sujeira nas mãos podem ser facilmente transferidos para a superfície do fio ou eletrodo e introduzir hidrogênio e contaminantes adicionais na solda.

Eletrodos Revestidos e o Hidrogênio

1. A umidade presente nos eletrodos celulósicos cria características específicas do arco. Durante a soldagem, a celulose quebra no arco e é uma fonte de carbono, hidrogênio e oxigênio na piscina de solda.
2. Os fabricantes entendem essa quebra e formulam os eletrodos para fornecer uma química específica do metal de solda, levando em consideração as reações químicas que ocorrem no tanque de solda derretido.

1. Da mesma forma, se um eletrodo celulósico ficar muito seco, seja por secagem inadvertida em um forno de eletrodo ou por exposição a clima quente e seco, ele também deverá ser descartado.
2. Soldagem de tubos de alta resistência com eletrodos celulósicos deve ser evitada sempre que possível. Se forem tomadas as devidas precauções, esses eletrodos geralmente são aceitáveis ​​e geralmente são usados ​​em tubulações X60 e de menor resistência.
3. Às vezes, são usados ​​em tubulações da classe X70, mas não são a melhor opção para aços de alta resistência (algumas empresas operacionais não permitem seu uso acima da X65).
4. Embora os eletrodos não devam ser armazenados em fornos de eletrodos, os eletrodos de baixo hidrogênio (aqueles das designações EXX18, EXX15 e EXX16, como E7018) devem sempre ser armazenados em recipientes hermeticamente fechados ou em fornos de eletrodos.

A Importância do Aquecimento Pré-solda, Pós-solda e Entre Passe

Aquecimento à moda antiga: Chamas e Oxi-combustível

1. Esse equipamento pode representar um problema, pois a maioria dos gases combustíveis são hidrocarbonetos e o processo de acender a tocha e aplicar a chama ao tubo introduz realmente o hidrogênio na junta de solda.
2. O aquecimento com uma tocha também não garante um aquecimento uniforme em toda a junta e na área de calor ao redor, levando a áreas frias que podem aquecer e resfriar a taxas não controladas.
3. Da mesma forma, se a junta cair abaixo da temperatura mínima da passagem intermediária, a soldagem deve ser interrompida e a junta deve ser reaquecida aplicando a tocha à junta.
4. A medição de temperatura geralmente é um método manual que é deixado para o soldador ou o ajudante do soldador.

Aquecimento por Indução: Melhor Alternativa

1. Também é mais seguro que o aquecimento com uma chama aberta (as serpentinas de aquecimento por indução na verdade não esquentam) e fornece um tempo de temperatura mais rápido do que outros métodos de aquecimento.
2. O calor é induzido na peça, colocando-o em um campo magnético alternado criado por cabos de aquecimento por indução resfriados a líquido ou a ar.
3. Os cabos de indução são enrolados em torno da peça e criam correntes de Foucault dentro da peça para gerar calor.
4. Dispositivos de gravação automatizados podem ser integrados ao sistema, o que cria um registro permanente mostrando que as sequências apropriadas de aquecimento/resfriamento foram realizadas.

1. O operador do sistema controla a velocidade de aceleração, a temperatura de passagem e a imersão pós-solda ou o alívio de tensão com parâmetros exatos.
2. Isso controla o resfriamento e garante que as áreas afetadas pelo calor e a solda retenham as propriedades mecânicas desejadas e, ao mesmo tempo, auxiliam na remoção do hidrogênio difusível.
3. Esse controle é particularmente importante ao soldar eletrodos revestidos celulósico que introduzem níveis mais altos de hidrogênio na solda e em aços mais grossos e de alta resistência, geralmente menos dúcteis e com menor probabilidade de ceder, causando tensões, fazendo com que o aço ainda mais suscetível a rachaduras assistidas por hidrogênio.

Práticas de soldagem para reduzir o hidrogênio

1. No caso de arames sólidos, metal cored ou tubular, a soldagem com uma distância maior do bico de contato à peça (dentro da faixa recomendada) pode ajudar a remover o hidrogênio da área de solda.
2. A maior aderência elétrica resulta em maior pré-aquecimento do consumível e queima grandes quantidades de hidrogênio antes que ele atravesse o arco e transfira para a poça de solda.
3. Demonstrou-se que uma diferença de 1/8 de polegada na tensão elétrica pode ter um efeito substancial no hidrogênio difusível.
4. No entanto, o stick-out pode aumentar o risco de perda de gás de proteção e levar a outros problemas, incluindo penetração reduzida e baixa operacionalidade.

Outras fontes comuns de hidrogênio

1. A preparação da junta é crítica: os soldadores devem moer as superfícies interna e externa do tubo a uma polegada da junta para impedir que qualquer um desses contaminantes entre na poça de fusão.
2. Cuidado com a condensação e a umidade dentro e ao redor da junta de solda.
3. Essa umidade pode ser o resultado de variações de temperatura ao longo do dia, alta umidade ou outros fatores ambientais.
4. Especificamente, se a temperatura ambiente cair abaixo do ponto de orvalho (por exemplo, durante a noite), a umidade se condensará nas superfícies expostas.
5. Sempre verifique se a junta está completamente seca antes da soldagem.
6. Os processos de soldagem que requerem um gás de proteção podem apresentar desafios adicionais por contaminação de gás ou vazamento de mangueiras e conexões que aspiram o ar e, assim, puxam o hidrogênio da atmosfera para o gás.
7. Todas as conexões e acessórios de gás de proteção devem ser verificados regularmente.