Capítulo 6:

 Alcance de la técnica (3/4)

Colectores de vapor: Este tipo de componentes generalmente son de materiales resistentes a las altas temperaturas tipo2 ¼ Cr- 1 Mo y existen como fenómenos que pueden alterar su buen funcionamiento el Creep, y la Fatiga térmica.

A continuación veremos una de las fallas detectadas en uno de estos componentes:

Inspección en la unión soldada del cuerpo del colector con el casquete Norte.

Fisuración en la Zona afectada Térm.

Detalle del avance de la fisura.

Calderas de menor potencia, con un área de convección y otra zona radiante la exigencias de los tubos son aún mayores.

En la caldera del ejemplo la misma con un tiempo de servicio de 34 años se detectaron zonas donde se debían reemplazar tubos de la zona radiante, debido a que se encontraba en la etapa anterior al Creep primario.

Vista exterior de la caldera estudiada.

Distribución de los tubos

Tubos deformados por degradación.

La degradación se encuentra en Estadio E.

En la inspección visual se detectó la presencia de tubos deformados en áreas definidas del hogar del horno, en las mismas se realizó el ensayo de réplicas detectándose que la degradación microestructural en esta zona se encuentra en el Estadio E, próximo a entrar en el Creep primario. Recomendándose su reemplazo en la próxima parada programada la cual no debía superar los 2 años.

Posibles daños de los aceros inoxidables: En diferentes industrias como por Ejemplo la alimenticia es utilizado el acero inoxidable. Extensas cañerías con uniones soldadas son utilizadas en las conexiones de sistemas que deberían ser estériles y limpios!!!. Pero si no controlamos algunos parámetros muy importantes podemos alterar las buenas propiedades a la corrosión de estos aceros, mal llamados Inoxidable, ya que son resistentes a la corrosión y no INOXIDABLES.

Cuando los aceros inoxidables son calentados en el rango de 450-800ºC se produce la precipitación de carburos de cromo en los límites de grano.

Esta precipitación puede ocurrir durante las distintas etapas de fabricación de una pieza tales como:

• Soldadura(Zona térmicamente afectada)
• Trabajado en caliente.
• Hipertemplado a causa de un enfriamiento lento.

La precipitación de carburos de cromo produce una serie de efectos no deseables en el material:

• Sensibilización a la corrosión intergranular.
• Mayor probabilidad de corrosión bajo tensión.
• Disminución de las propiedades mecánicas, especialmente resistencia a la fatiga.

Existen ensayos que permiten detectar la sensibilidad a la corrosión intergranular de un acero, en particular la norma ASTM A-262, describe 5 técnicas destinadas a tal fin, pero una de ellas puede ser utilizada en forma no destructiva , denominada práctica A y en la misma por medio de un ataque electroquímico se puede evaluar la sensibilidad a la corrosión intergranular.

Se utilizó como reactivo de ataque ácido oxálico al 10% con una densidad de corriente de 1 Ampere/cm2, durante 1 minuto. Ahora compararemos el mismo acero inoxidable austenítico tipo AISI 304 con y sin tratamiento térmico de precipitación. Debe aclararse que el tratamiento térmico realizado consiste en: Luego del hipertemple a 1100ºC, se realizó un tratamientos isotérmicos a 600ºC por 1 hora.

Sin precipitación de carburos

AISI 304 libre de precipitación de carburos en los límites de grano.

Nótese decorado el límite de grano, debido a la precipitación de carburos.

El mecanismo de corrosión bajo tensión: Es un fenómeno que se produce en muchas aleaciones ferrosas y no ferrosas pero en los aceros inoxidables es característica en las uniones soldadas. Su morfología es similar a la de un rayo en una noche de lluvia, es decir observamos una fisura cuyo avance es transgranular.

Aspecto de una fisura provocada por corrosión bajo tensiones.

Fenómeno de corrosión en acero inoxidable.

Inspección de cordones de soldadura: Además de intentar detectar en las uniones soldadas debido a las tensiones residuales el mecanismo de Termofluencia (Creep) en componentes que trabajan a presión y temperatura el estudio de uniones soldadas puede darnos los siguientes datos importantes:

• Presencia de fases frágiles tales como Martensita en la zona afectada térmicamente, cuya dureza puede favorecer mecanismos de fisuración.
• En los aceros inoxidables la presencia de Ferrita delta(d) es normal pero si posee más de 3% de esta fase el material no es apto para medios criogénicos y si posee por encima de 15% existen medios en los cuales se ve favorecida la corrosión interdendrítica en los cordones. Siendo lo ideal un porcentaje entre 3-9.
• Otra fase frágil que se puede detectar con esta técnica es la denominada fase Sigma(s) , la cual se forma de la transformación de parte de la ferrita d, la cual además de fragilizar en la interfase provoca decromización y por consiguiente pierde el acero su resistencia a la corrosión.
• Precipitación de carburos en la ZAT, los cuales favorecen la corrosión intergranular.
• Fisuración en caliente, existen varios factores que favorecen este mecanismo, uno de ellos es la segregación de Fósforo en los límites de granos interdendríticos.

Fisuración en caliente.

Presencia de martensita fragiliza el cordón.

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