Consumibles de soldeo para la industria petroquímica

© S

hell

Fotos © Schmidt + Clemens GmbH & Co. KG

Índice

Página

Materiales para aceros resistentes a la temperatura en la industria petroquímica 4

Recomendaciones sobre consumibles de soldaduraT-PUT 4

Propiedades de los consumibles de soldadura T-PUT 4

Preparación de la soldadura 4

Proceso de soldadura 4

Tratamiento térmico 4

Metales de aportación CrMo T-PUT para la industria petrolera (API 934) 5

Metales de aportación CrMo T-PUT 5

Características específicas de las soldaduras B3 y 22V 6

Parámetros típicos de soldeo 6

Ciclos térmicos aplicables 7

Resultados de pruebas de fragilización para algunos productos T-PUT 7

Composiciones de los consumibles de soldadura T-PUT 8

Referencias 9

Unidades de embalaje 10

Consumibles de soldeo : Thermanit 10

Consumibles de soldeo : Phoenix / Union 11

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

Thermanit C Si 0,13 1 3 24,5 – 20 – – resto – – – 1150 °C (2102 °F)

Thermanit CR 0,4 1 1,5 25,5 – 21,5 – – resto – – – 1000 °C (1832 °F)

Thermanit Nicro 82 0,01 0,1 3 20,5 – resto 2,6 – <2 – – – 1000 °C (1832 °F)

Thermanit 21/33 So 0,12 0,2 4,6 21 – 32 1,2 – resto – – – 1050 °C (1922 °F)

Thermanit 25/35 R 0,4 1 1,7 26 – 35 1,3 – resto – – – 1150 °C (2102 °F)

Thermanit 25/35 Zr 0,4 1 1,7 26 – 35 1,3 <0,15 resto – – – 1150 °C (2102 °F)

Thermanit 35/45 Nb 0,4 1,5 1 35 – 45 0,8 – resto – – – 1180 °C (2156 °F)

Thermanit 308 H 0,06 0,4 1,7 20 – 9,5 – – resto – – – 800 °C (1470 °F)

Thermanit 617 0,05 0,1 0,1 21 9 resto – – <2 11 1 0,4 1100 °C (2012 °F)

Propiedades de los consumibles de soldeo T-PUT

Producto Resistente alescamado hasta

Composicón química en % del peso

Acero/Fundición Consumibles de soldeo

No Material aleacíon abreviatura aleación similar / similar sobrealeado

1.4841 310 X15CrNiSi25-20 Thermanit C Si –

1.4848 HK GX40CrNiSi25-20 Thermanit CR Thermanit 25/35 R

1.4852 – 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 82

1.4876 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 82

2.4663 617 NiCr23Co12Mo Thermanit 617 –

2.4816 600 NiCr15Fe Thermanit Nicro 82 –

Recomendaciones sobre consumibles de soldeo T-PUT

Preparación de la soldadura

• Comprobar la superficie mediante líquidos penetrantes � en caso de 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 nitrogenada– recubrir el área descarburizada (2 - 3 capas)

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

� Soldaduras en V-, doble V, en producción también soldaduras en U.

Proceso de soldeo

• Habitual: GTAW para pasada de raízSMAW para pasada caliente y pasadas de relleno(cambiar rápidamente a diámetros mayores)GMAW para pasadas de relleno (Ø 1,2 mm)

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

• Consumibles de grandes diámetros (menos capas � menostensiones)

• GMAW: Arco corto 19 - 23 V; 170 - 220 AArco spray 50 - 100 Hz con impulsos solapados

Tratamiento térmico

• Sin precalentamiento• Sin termotratamiento posterior• Preferentemente con mínimo

aporte térmico (evitar fisuraciónen caliente)

• Para materiales sensibles y pasadas de relleno conprecalentamiento 80 - 100 °C (176 - 212 °F),Temperatura entre pasadas ≤ 150 ° C ( ≤ 302 °F)

• También habitual para GMAW:Soldeo con un solo calentamiento, espesores sup.a 25 mm, refrig. intermedia a 250 °C (482 °F )

Materiales para aceros resistentes a la temperaturaen la industria petroquímica

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Tabla 1: Metales de aportación CrMo T-PUT

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), recargados con material 347, son utilizados con éxito desde hacedécadas en las líneas de fabricación de reactores de procesamiento y refino del petróleo.Unas duras condiciones de servicio, debidas a la temperatura y a la presión, pueden requerir unas estructuras con espesores de hasta 350 mm (lasfotografías 1-3 muestran ejemplos típicos de reactores). En la Tabla 1 se incluye una sinopsis de los metales de aportación T-PU T utilizables en lasaplicaciones anteriormente mencionadas.

Fotografia 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 A5.23 EB3R-B3R:alambre: Union S 1 CrMo 2fundente: UV 420 TTR

SMAW A5.5 E9015-B3:Phoenix SH Chromo 2KS Δ

La composición del deposito de soldadura de los metales de aportación arriba mencionados está controlada estrictamente de acuerdo con loestablecido para cada caso en el codigo AWS/ASME y, en particular, con los requisitos planteados por el cliente. El factor X del metal de aportaciónes inferior a 12 ppm. En general, los cálculos realizados en base a las composiciones reales muestran un valor aproximado de 7ppm.

Δ = No comercializado bajo esta denominación en Norteamérica

Metal base Proceso Clasificación AWS Producto T-PUT

1Cr1/2Mo SMAW A5.5 E8018B2 Phoenix Chromo 1 Δ

SAW A5.23 EB2R-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 Δ

SAW A5.23 EB3R-B3R alambre: Union S 1 CrMo 2 fundentes: 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 2 V Δ

SAW A5.23 EB3R-B3R mod alambre: Union S 1 CrMo 2 VCode case: 2098-2 fundentes: UV 430 TTR-W

GTAW A5.28 ER90S-GCode case: 2098-2 Union I CrMo 2 V

6

Fotografia 2:

Metales de aportación:SAW A5.23 EB3R-B3R:alambre: Union S 1 CrMo 2fundente: UV 420 TTR-W

SMAW A5.5 E9015-B3:Phoenix SH Chromo 2 KS Δ

Características específicas de las soldaduras de B3 y 22V

Los reactores de paredes gruesas no sólo precisan unos procedimientos de soldadura seguros con vistas a garantizar un máximo de vida útil.También la reparación de este tipo de uniones plantea enormes dificultades durante la fabricación. Los parámetros típicos se indican en la Tabla 2(pueden facilitarse parámetros adecuados para la soldadura en posición bajo pedido). Por motivos económicos, en los procedimientos de soldeodonde la preparación de las juntas presentan una obertura estrecha, así como el uso de equipos tándem deben garantizar que el metal deaportación cuente con el máximo de ductibilidad. El metal de aportación debe resistir las enormes restricciones a que se ve sometido durante lafabricación, por ejemplo en el soldeo de la toberas, y también la tendencia a la fragilización en determinadas condiciones de trabajo, simuladas enel proceso de “step-cooling”. La ductibilidad requerida, de como mínimo 54 J, está garantizada hasta - 40°C / -30°C para, por ejemplo, las calidades22 / 22V con una composición química ajustada, teniendo en cuenta reacciones metalúrgicas tales como la desoxidación y la solidificación. Ademásel bajo factor x del depositado de soldadura garantiza una microestructura estable caracterizada por un cambio de < 10°C tras el “step cooling”;por regla general se obtienen los valores por < -10°C dependiendo del proceso de soldadura y de las condiciones PWHT. Las figuras 4 a - c muestran los resultados de varias pruebas de fragilización por revenido de diferentes procedimientos de soldadura obtenidos de depósitos desoldadura B3; los gráficos comparan los resultados de mejoras recientes con el nivel general de ductibilidad alcanzado en los años noventa.Simultáneamente la microestructura muestra suficiente resistencia, de acuerdo con las propiedades del metal base tras diferentes ciclos dereparación simulados, que en ocasiones llegan a alcanzar un total de 40 h. La figura 4 d muestra los resultados del depositado de soldadura 22Vmediante SAW obtenidos recientemente en pruebas de qualificación.

Proceso Producto Diámetro Polaridad Velocidad Amperaje(mm)

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

Phoenix SH Chromo 2 KS Δ 4,0 250 170

Phoenix Chromo 2 V Δ 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 4,0

simple Fundente: UV 420TTR DC+ 55 550

simple UV 420TTR-W AC 55 580

tándem UV 420TTR-W DC/AC 80 550/580

simple UV 430TTR-W AC 55 580

GTAW Union I CrMo 2,4 DC- 150-210

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

Union I CrMo 2 V 2,4 DC- 150-210

Tabla 2: Parámetros típicos de soldeo

�

Δ = No comercializado bajo esta denominación en Norteamérica

© L&T, Hazira Works (India)

7

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

Tabla 3: Ciclos térmicos aplicables

Metal de base Temp. precalentamiento / Temp. entrepasadas PWHT, mín. / máx. (+step cooling)

1Cr1/2Mo min. 150°C / max. 250°C 620°C-690°C / 8 h (+sc), 690°C 40 h

21/4Cr1Mo min. 200°C / max. 250°C 690°C / 8 h (+sc), 690°C / 40 hcalidad incrementada 650°C / 10 h (+sc), 650°C / 40 h

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

Fig. 4 a - d: Resultados de fragilización por revenido para algunos productos

Figura 4 a Figura 4 b

Figura 4 c Figura 4 d

8

Fotografia 3:

Reactor HDS

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

Metales de aportación:SAW A5.23 EB3R-B3R:alambre: Union S 1 CrMo 2fundente: UV 420 TTR

SMAW A5.5 E9015-B3:Phoenix SH Chromo 2 KS Δ

Δ = No comercializado bajo esta denominación en Norteamérica

Composiciones de los consumibles de soldeo T-PUT

Composición química en % del peso*

Producto Proceso C Si Mn Cr Mo Nb V

Phoenix Chromo 1 Δ SMAW 0,06 0,25 0,85 1,20 0,5

Phoenix SH Cromo 2 KS Δ SMAW 0,07 0,22 0,70 2,20 1,0

Phoenix Chromo 2 V Δ SMAW 0,09 0,25 0,75 2,50 1,0 0,01 0,25

Union S 2 CrMo Alambre SAW 0,12 0,10 0,80 1,20 0,5

Union S 1 CrMo 2 Alambre SAW 0,10 0,10 0,50 2,40 1,0

Union S 1 CrMo 2 V Alambre SAW 0,12 0,10 0,60 2,50 1,0 0,02 0,30

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

Union S 1 CrMo 2 + UV 420 TTR / UV 420 TTR-W Combinaciónalambre/fundente 0,09 0,20 0,80 2,30 1,0

Union S 1 CrMo 2 V + UV 430 TTR-W Combinaciónalambre/fundente 0,09 0,15 0,85 2,35 1,0 0,02 0,27

Union I CrMo GTAW 0,10 0,60 1,00 1,10 0,5

Union I CrMo 9 10 Spezial GTAW 0,10 0,10 0,50 2,40 1,0

Union I CrMo 2 V GTAW 0,12 0,10 0,60 2,50 1,0 0,02 0,30

*composición química controlada con factor x <12ppm

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ABB Lummus Crest (EE.UU.)

AMR Klefisch (Alemania)

ASC Engineering (Australia)

ATB (Italia)

Babcock Power España, S.A. (España)

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 Paralloy 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)

Referencias

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 (Cora 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 Alloy 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

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

Thermanit ATS 4 2,5 x 300

3,2 x 350

4,0 x 350

5,0 x 450

Thermanit C Si 0,8 BS 300 1,6 x 1000

1,0 B 300 2,0 x 1000

1,2 B 300 2,4 x 1000

3,2 x 1000

4,0 x 1000

5,0 x 1000

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

4,0 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 300

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

4,0 x 350 1,2 B 300 2,4 x 1000 1,2 B 300

5,0 x 400 1,6 B 300 3,2 x 1000 1,6 B 300

Thermanit 21/33 So 2,0 x 1000

2,5 x 300 2,4 x 1000

3,2 x 350 3,2 x 1000

Thermanit 25/35 R 2,5 x 300 1,2 B 300 2,0 x 1000

3,2 x 350 2,4 x 1000

4,0 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 1000

2,0 x 1000

2,4 x 1000

3,2 x 1000

Thermanit 308 H 2,4 K 435-70

3,0 K 435-70

Thermanit 617 2,5 x 250 1,2 B 300 2,0 x 1000 1,2 B 300

3,2 x 300 2,4 x 1000

4,0 x 350 3,2 x 1000

Consumibles de soldeo

Proceso SMAW Proceso GMAW Proceso GTAW Proceso SAW

Dimensiones Diam. x Longitud 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 Δ 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 Δ 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 Δ 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 Special 2,4 x 1000

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

Consumibles de soldeo

Proceso SMAW Proceso GTAW Proceso SAW Proceso SAW

Δ = No comercializado con esta denominación en Norteamérica

Producto

*También disponible en envase al vacío “Extra seco”

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Unidades de embalaje

Proced.

Prin

ted

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SP

· 06.

06 ·

1000

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Böhler Schweisstechnik

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Unionstr. 1

D-59067 Hamm

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