Consumibles de soldadurapara la industria petroquímica

Fotos © Schmidt + Clemens GmbH & Co. KG

Índice

Página

Materiales para aceros termoresistentes en la industria petroquímica 4Recomendaciones sobre consumibles de soldadura T-PUT 4

Propiedades de los consumibles de soldadura T-PUT 4Preparación de la soldadura 4Proceso de soldadura 4

Termotratamiento 4

Metales de aportación CrMo T-PUT para la industria procesadora del petróleo (API 934) 5Metales de aportación CrMo T-PUT 5Características específicas de las soldaduras B3 y 22V 6

Parámetros típicos de soldadura 6Ciclos térmicos aplicables 7Resultados de las pruebas individualizadas de la fragilización por revenido para algunos productos 7

Composiciones de los consumibles de soldadura T-PUT 8

Referencias 9

Unidades de embalaje 10

Consumibles de soldadura:Thermanit 10Consumibles de soldadura: Phoenix /Union 11

Materiales para aceros termoresistentes en la industriapetroquímica

Recomendaciones sobre consumibles de soldadura T-PUTAcero/Acero colado Consumibles de soldadura

Nº material aleación Abreviatura concordancia / similar sobrealeado

1.4841 310 X15CrNiSi25-20 Thermanit C Si –1.4848 HK GX40CrNiSi25-20 Thermanit CR Thermanit 25/35 R1.4852 – GX40NiCrSiNb35-25 Thermanit 25 /35 R / Thermanit 25 /35 Zr –1.4857 HP GX40NiCrSi35-25 Thermanit 25 /35 R / Thermanit 25 /35 Zr –1.4859 – GX10NiCrNb32-20 Thermanit 21 /33 So Thermanit Nicro 821.4876 800 (H) X10NiCrAlTi32-20 Thermanit 21 /33 So Thermanit Nicro 82– – GX45NiCrNbSiTi45-35 Thermanit 35 /45 Nb –1.4948 304 H X6CrNi18 -11 Thermanit 308 H / Thermanit ATS 4 Thermanit Nicro 822.4663 617 NiCr23Co12Mo Thermanit 617 –2.4816 600 NiCr15Fe Thermanit Nicro 82 –

Propiedades de los consumibles de soldadura T-PUT

Marca Composición química en % del peso

C Si Mn Cr Mo Ni Nb Zr Fe Co Al Ti

Resistenteal escamado hasta

Thermanit C Si 0,13 1 3 24,5 – 20 – – balance – – – 1150 °C (2102 °F)Thermanit CR 0,4 1 1,5 25,5 – 21,5 – – balance – – – 1000 °C (1832 °F)Thermanit Nicro 82 0,01 0,1 3 20,5 – balance 2,6 – <2 – – – 1000 °C (1832 °F)Thermanit 21/33 So 0,12 0,2 4,6 21 – 32 1,2 – balance – – – 1050 °C (1922 °F)Thermanit 25/35 R 0,4 1 1,7 26 – 35 1,3 – balance – – – 1150 °C (2102 °F)Thermanit 25/35 Zr 0,4 1 1,7 26 – 35 1,3 <0,15 balance – – – 1150 °C (2102 °F)Thermanit 35/45 Nb 0,4 1,5 1 35 – 45 0,8 – balance – – – 1180 °C (2156 °F)Thermanit 308 H 0,06 0,4 1,7 20 – 9,5 – – balance – – – 800 °C (1470 °F)Thermanit 617 0,05 0,1 0,1 21 9 balance – – <2 11 1 0,4 1100 °C (2012 °F)

Preparación de la soldadura

• Comprobar la superficie mediante penetración de colorante en casode indicios de fisura: elimine el área defectuosa• Comprobar la existencia de carburación o descarburación,

nitrogenando en caso de estar afectado < 1/2 del espesor:– elimine la capa carburizada y/o nitrogenada– pula el área descarburizada (2 - 3 capas)

• La superficie a soldar debe estar libre de grasa, hollín, pintura• Geometría de la soldadura: sin cantos afilados (evitar picos excesivos)

Soldaduras en V, en W, en producción también soldaduras en U.

Proceso de soldadura

•Habitual: GTAW para pasada de raízSMAW para pasada caliente y pasadas de relleno

(cambio rápido a gran diámetro)GMAW para pasadas de relleno (Ø 1,2 mm)

•Soldadura automática:Uso de dispositivos oscilantes (menos desgaste menos tensión)

• Consumibles de grandes diámetros(menos capas -> menos tensiones)

• GMAW: Arco corto 19 - 23 V; 170 - 220 AArco rociado 50 - 100 Hz con solape de impulsos

Termotratamiento

• Sin precalentamiento• Sin termotratamiento posterior• Preferentemente con aplicacióninicial mínima de calor (evita fisuraspor calor)

• También habitual para GMAW:Soldeo con un solo calentamiento, espesores sup. a25 mm, refrig. intermedia a 250 °C (482 °F )

• Para materiales sensibles y pasadas de relleno GTAW:precalentamiento 80 - 100 °C (176 - 212 °F),Temperatura interpass ≤ 150 °C (≤ 302 °F)

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Metales de aportación CrMo T-PUT para la industriaprocesadora del petróleo (API 934)

Los materiales ferríticos CrMo como, por ejemplo, 1Cr1/2Mo,21/4Cr1Mo(+V), soldados con material 347, son utilizados conéxito desde hace décadas en la fabricación de conductos para reactores de procesamiento yrefinado del petróleo. Unas duras condiciones de servicio, debidas a la temperatura y a la presión, pueden requerir unos espesoresde hasta 350 mm en la estructura (las fotografías 1-3 muestran modelos típicos de reactor). En la Tabla 1 se incluye una sinopsisde los metales de aportación T-PUT utilizables en las aplicaciones anteriormente mencionadas.

Fotografía 1:

Unidad hidroconversoraPresión: 215,5 barTemperatura: máx. 454°CDiámetro : 5,3 mLongitud: 21 mPeso: 706 t

Fabricante: ATB (I)Material : 21/4Cr1MoEspesor:358 mm

Metales de aportación:SAW (EB3-B3):alambre: Union S 1 CrMo 2fundente : UV 420 TTR

SMAW (E9015-B3) :Phoenix SH Chromo 2KS ∆

Tabla 1: Metales de aportación CrMo T-PUTMetal de base Proceso Clasificación AWS Marca

1Cr1/2Mo SMAW A5.5 E8081B2 Phoenix Chromo 1 ∆

SAW A5.23 EB2-B2R alambre: Union S 2 CrMofundentes : UV 420TTR, UV 420 TTR-W

GTAW A5.28 ER80S-G Union I CrMo

21/4Cr1Mo SMAW A5.5 E9015-B3 Phoenix SH Chromo 2 KS ∆

SAW A5.23 EB3-B3R alambre: Union S 1 CrMo 2fundentes : UV 420TTR, UV 420 TTR-W

GTAW A5.28 ER90S-G Union I CrMo 9 10 Spezial

21/4Cr1Mo1/4V SMAW A5.5 E9015-GCode case: 2098-2 Phoenix Chromo 2V ∆

SAW A5.28 alambre: Union S 1 CrMo 2 Vfundente : UV 430 TTR-W

GTAW ER90S-GCode case: 2098-2 Union I CrMo 2V

∆ = No comercializado bajo esta denominación en Norteamérica

La composición del depositado de soldadura de los metales de aportación arriba mencionados está controlada estrictamente de acuerdo conlo establecido en la Code Case AWS/ASME y, en particular, con los requisitos planteados por el cliente. El factor x del metal deaportación es inferior a 12 ppm. En general, los cálculos realizados en base a las composiciones reales muestran un valor de aprox. 7ppm.

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Fotografía 2:Metales deaportación:SAW (EB3-B3):alambre: Union S 1 CrMo 2fundente: UV 420 TTR-W

SMAW (E9015-B3):Phoenix SH Chromo 2 KS ∆

© L&T, Hazira Works (India)

Características específicas de las soldaduras B3 y 22V

Los reactores de paredes gruesas no sólo precisan unos procedimientos de soldadura seguros con vistas a garantizar un máximo devida útil. También la reparación de este tipo de uniones plantea enormes dificultades durante la fabricación. Los parámetros típicos se indicanen la Tabla 2 (pueden facilitarse parámetros aplicables para la soldadura posicionada bajo pedido). Por motivos económicos , losprocedimientos de soldadura para las soldaduras con preparación de soldeo de ranura estrecha, así como los procesos de soldaduratándem deben garantizar que el metal de aportación cuente con el máximo de ductibil idad. El metal de aportación debe resistirlas enormes restricciones a que se ve sometido durante la fabricación, por ejemplo en las soldaduras de boquilla, y también la tendencia a lafragilización en determinadas condiciones de trabajo, simuladas en el proceso de “step-cooling”. La ductibilidad requerida, de como mínimo 54 J, estágarantizada hasta - 40°C / -30°C para, por ejemplo, los niveles 22 / 22V con una composición química equilibrada, teniendo en cuenta reacciones metalúrgicas específicas como la desoxidación y la solidificación. Además el factor x del depositado de soldaduragarantiza una microestructura estable caracterizada por un cambio de < 10°C tras el “step cooling”; por regla general se logran unosvalores < -10°C dependiendo del proceso de soldadura y de las condiciones PWHT. Las figuras 4 a-c m u e s t r a n l o s r e s u l t a d o sd e v a r i a s p r u e b a s d e f r a g i l i z a c i ó n p o r r e v e n i d o d e diferentes procedimientos de soldadura obtenidos de depósitos de soldadura B3; losgráficos comparan los resultados de mejoras recientes con el nivel general de ductibilidad alcanzado en los años noventa. Simultáneamente lamicroestructura muestra suficiente resistencia, de acuerdo con las propiedades del metal de base tras diferentes ciclos de reparación simulados,que en ocasiones llegan a alcanzar un total de 40 h. La figura 4 d muestra los resultados del depositado de soldadura 22V SAW obtenidosrecientemente en pruebas de aceptación.

Ta bla 2: Parámetros típicos de soldaduraProceso Marca Diámetro Polaridad Velocidad Amperaje

(mm)SMAW Phoenix Chromo 1 ∆ 3,2 DC+ 150 ROL (mm) 120

Phoenix SH Chromo 2 KS ∆ 4,0 250 170Phoenix Chromo 2V ∆ 5,0 380 210

SAW Alambre: Union S 2 CrMo 4,0 velocidad avance (cm/min)Union S 1 CrMo 2 4,0

Union S 1 CrMo 2 V 4,0Individual Fundente: UV 420TTR DC+ 55 550individual UV 420TTR-W AC 55 580tándem UV 420TTR-W DC/AC 80 550/580individual UV 430TTR-W AC 55 580

GTAW Union I CrMo 2,4 DC- 150-210Union I CrMo 9 10 Spezial 2,4 DC- 150-210Union I CrMo 2V 2,4 DC- 150-210

∆ = No comercializado bajo esta denominación en Norteamérica

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Tabla 3: Ciclos térmicos aplicables

Metal de base Temp. precalentamiento / Temp. Interpass PWHT, mín. /máx. (+paso refrigeración)

1Cr1/2Mo mín. 150°C / máx. 250°C 620°C-690°C / 8 h (+sc), 690°C 25 h

21/4Cr1Mo mín. 200°C / máx. 250°C 690°C / 8 h (+sc), 690°C /40 hnivel aumentado 650°C / 10 h (+sc), 650°C / 37 h

21/4Cr1Mo1/4V mín. 200°C / máx. 250°C 705°C / 8 h (+sc), 705°C / 32 h

Nota:además de las recomendaciones arriba mencionadas es posible efectuar modificaciones acordes al diseño real y a los cálculos.

Fig. 4 a-d: Resultados de las pruebas individualizadas de la fragilización por revenido para algunos productos

Figura 4 a Figura 4 b

Figura 4 c Figura 4 d

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Fotografía 3:

Reacto r HDS Fabricante: TH. Winkels(Alemania) Material:21/4Cr1Mo

Metales de aportación:SAW (EB3-B3):alambre: Union S 1 CrMo 2fundente: UV 420 TTR

SMAW (E9015-B3):Phoenix SH Chromo 2 KS ∆

Composiciones de los consumibles de soldadura T-PUT

Composición química en % del peso *

Marca Proceso C Si Mn Cr Mo Nb V

Phoenix Chromo 1 ∆ SMAW 0,06 0,25 0,85 1,20 0,5Phoenix SH Cromo 2 KS ∆ SMAW 0,07 0,22 0,70 2,20 1,0Phoenix Chromo 2V ∆ SMAW 0,09 0,25 0,75 2,50 1,0 0,01 0,25Union S 2 CrMo Alambre SAW 0,12 0,10 0,80 1,20 0,5Union S 1 CrMo 2 Alambre SAW 0,10 0,10 0,50 2,40 1,0Union S 1 CrMo 2 V Alambre SAW 0,12 0,10 0,60 2,50 1,0 0,02 0,30Union S 2 CrMo + UV 420 TTR / UV 420 TTR-W Combinación

alambre / fundente 0,09 0,20 1,00 1,10 0,5Union S 1 CrMo 2 + UV 420 TTR / UV 420 TTR-W Combinación

alambre / fundente 0,09 0,20 0,80 2,30 1,0Union S 1 CrMo 2 V + UV 430 TTR-W Combinación

alambre / fundente 0,09 0,15 0,85 2,35 1,0 0,02 0,27Union I CrMo GTAW 0,10 0,60 1,00 1,10 0,5Union I CrMo 9 10 Spezial GTAW 0,10 0,10 0,50 2,40 1,0Union I CrMo 2V GTAW 0,12 0,10 0,60 2,50 1,0 0,02 0,30

∆ = No comercializado bajo esta denominación en Norteamérica *composición química controlada con factor x <12ppm

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Referencias

ABB Lummus Crest (EE.UU.)AMR Klefisch (Alemania)ASC Engineering (Australia)ATB (Italia)BASF (Alemania)Beaird Industries (EE.UU.)Bechtel (EE.UU.)Belleli Energy SPA (Italia)BHEL (India)BHPV (India)Borsig GmbH (Alemania)Brown & Root (EE.UU.)CDR (Francia)Chevron (EE.UU.)Chicago Bridge & Iron Company (EE.UU.)Cometarsa (Argentina)Cust O Fab (EE.UU.)Dacro Industries Ltd; Cessco Fabrication &Engineering Ltd (Canadá)

Deggendorfer Werft (Alemania)DH Industrie (Francia)Doncaster Paraleación Ltd (Reino Unido)Doosan Heavy Industries (Cora del Sur)Duraloy Technologies (EE.UU.)Dutch State Mines (Países Bajos)Dwarkesh Engineering Works PVT LTD(India)ENSA (España)Equistar (EE.UU.)

Escher (Países Bajos)Essener Hochdruck-Rohrleitungsbau(Alemania)ExxonMobil Chemical Company (EE.UU.)FBM Hudson Italiana SPA (Italia)Felguera (España)Fluor Daniel Engineers and Constructors(EE.UU.)General Welding Works, Inc. (EE.UU.)Godrej & Boyce MFG Co. Ltd (India)Griro (Rumanía)Hans Leffer (Alemania)High Country Fabrication, Inc. (EE.UU.)Hughes Anderson (EE.UU.)Hyundai Heavy Industries (Corea del Sur)IMB (Italia)IMPSA (Argentina)KSB Pegnitz (Alemania)Kubota Metal Corporation (Canadá)Larsen & Toubro (India)Manoir Industries group (Francia)MetalTek International (EE.UU.)MW Kellogg (EE.UU.)Natco Canada (Canadá)Nitin Castings Ltd (India)Nooter Cooperation (EE.UU.)Nordon (Francia)Nuovo Pignone (Italia)

Officine Luigi Resta SPA (Italia)

Ohmstede Ltd (EE.UU.)OLMI (Italia)Orlen-Plock (Polonia)Parsons (EE.UU.)Plant Performance Services LLC (EE.UU.)RDM (Países Bajos)Reliance Industries Ltd (India)Ruhr-Oel (Alemania)Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG(Alemania,España)Schwarz (Francia)Scomark Ltd (Reino Unido)SEWON (Corea)Shell Chemical (EE.UU.)Smith-Hudson (Australia)Sotralentz (Francia)Steinserv (Alemania)Taylor Forge Engineering Products (EE.UU.)Tema India Ltd (India)Tex Fab (EE.UU.)Th. Winkels (Alemania)Uni Abex Aleación Products LTD (India)Verolme (Países Bajos )Vikram Ispat (India)VRV (Italia)Wyatt Field Service Company (EE.UU.)Yuba Heat Transfer; Energy Exchangers (EE.UU.)

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Unidades de embalaje

Consumibles de soldaduras

Proceso SMAW Proceso GMAW Proceso GTAW Proceso SAW

Marca Dimensiones Dimensiones Bobina Diam. x Longitud Dimensiones Bobina(mm) (mm) (mm) (mm)

Thermanit ATS 4 2,5 x 3003,2 x 3504,0 x 3505,0 x 450

Thermanit C Si 0,8 BS 300 1,6 x 10001,0 B 300 2,0 x 10001,2 B 300 2,4 x 1000

3,2 x 10004,0 x 10005,0 x 1000

Thermanit CR 3,2 x 350 1,2 B 300 2,4 x 10004,0 x 350 1,6 B 300 3,2 x 1000

Thermanit Nicro 82 2,5 x 300 0,8 BS 300 1,6 x 1000 0,8 BS 3003,2 x 300 1,0 B 300 2,0 x 1000 1,0 B 3004,0 x 350 1,2 B 300 2,4 x 1000 1,2 B 3005,0 x 400 1,6 B 300 3,2 x 1000 1,6 B 300

Thermanit 21 /33 So 2,0 x 10002,5 x 300 2,4 x 10003,2 x 350 3,2 x 1000

Thermanit 25 /35 R 2,5 x 300 1,2 B 300 2,0 x 10003,2 x 350 2,4 x 10004,0 x 350 3,2 x 1000

Thermanit 25 /35 Zr 1,2 B 300 2,4 x 1000

Thermanit 35/45 Nb 2,5 x 300 1,2 B 300 1,6 x 10002,0 x 10002,4 x 10003,2 x 1000

Thermanit 308 H 2,4 K 435-703,0 K 435-70

Thermanit 617 2,5 x 250 1,2 B 300 2,0 x 1000 1,2 B 3003,2 x 300 2,4 x 10004,0 x 350 3,2 x 1000

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Unidades de embalaje

Consumibles de soldadura

Proceso SMAW Proceso GTAW Proceso SAW Proceso SAW

Marca Dimensiones Diam. x longitud Proced. Dimensiones Bobina Fundente

(mm) (mm) (mm) (mm) Bolsa de plástico

Union S 1 CrMo 2 2,5 K 435-70

3,0 K 435-70

4,0 K 435-70

5,0 K 435-70

UV 420 TTR / UV 420 TTR-W 25 kg

Phoenix SH Chromo 2 KS ∆ 2,5 x 250 *

3,2 x 350 *

3,2 x 450

4,0 x 350 *

4,0 x 450

5,0 x 450 *

Phoenix Chromo 1 ∆ 3,2 x 350 *

3,2 x 450

4,0 x 350 *

4,0 x 450

5,0 x 450 *

6,0 x 450

Phoenix Chromo 2V ∆ 3,2 x 350

4,0 x 350

5,0 x 450

Union S 2 CrMo 2,0 K 435-70

2,5 K 435-70

3,0 K 435-70

4,0 K 435-70

5,0 K 435-70

Union S 1 CrMo 2 V 4,0 K 435-70

UV 430 TTR-W individual 25 kg

UV 420 TTR / UV 420 TTR-W individual 25 kg

UV 420 TTR-W tándem 25 kg

Union I CrMo 2,0 x 1000 0,8 B 300-15

2,5 x 1000 1,0 B 300-18

3,0 x 1000 1,2 B 300-18

Union I CrMo 9 10 Especial 2,4 x 1000

Union I CrMo 2V 2,5 x 1000 1,0 B 300-15

∆ = No comercializado con esta denominación en Norteamérica * También disponible en envase al vacío “Extra seco”

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Böhler Thyssen Schweisstechnik

Deutschland GmbH

Unionstr. 1

D-59067 Hamm

Tel.: +49(0)2381-271-02

Fax: +49(0)2381-271-794

www. t-put.com

Miembro del Grupo BÖHLER-UDDEHOLM

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