Secondary hardening of low-alloyed creep-resistant steel welds

Endurecimiento secundario de soldaduras de acero de baja aleación resistentes a la fluencia

El acero T24 representa la nueva generación de aceros de baja aleación resistentes a la fluencia, con mayor resistencia a la fluencia y menor contenido de carbono. Se diseñó como material prospectivo para muros de agua de membrana de centrales eléctricas ultra supercríticas (USC), lo que permite evitar el precalentamiento y el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) durante la soldadura. Sin embargo, nuestras investigaciones sobre el endurecimiento secundario de los aceros de baja aleación que contienen vanadio muestran que las uniones soldadas no templadas experimentan un aumento significativo de la dureza durante la exposición a la temperatura de funcionamiento. Los resultados implican, por tanto, que la PWHT de las soldaduras de acero T24 es necesaria y esta idea se ve respaldada en la actualidad por la aparición de varios problemas con las nuevas instalaciones de bloques USC en Europa.

INTRODUCCIÓN

La construcción de centrales eléctricas de alta eficiencia requiere materiales con mayor resistencia a altas temperaturas, mayor resistencia a la oxidación y mayor resistencia a la corrosión a altas temperaturas. Con el aumento de la presión, no sólo los tubos del sobrecalentador fi nal, sino todos los tubos de acero, incluidos los tubos del economizador y los tubos de la pared de agua de membrana (MWW), deben proporcionar una mayor resistencia a las altas temperaturas y a la fluencia [1]. Los aceros T22 (10CrMo9-10) y T12 (13CrMo4-5), convencionales y utilizados en todo el mundo, no tienen una resistencia a la fluencia tan elevada como la requerida para los tubos de membrana de las calderas USC. Estos hechos han llevado al desarrollo de nuevos aceros de baja aleación para las paredes de las membranas: T23 (7CrWVMoNb9-6) y T24 (7CrMoVTiB10-10).

Los muros de membrana son componentes muy grandes y la soldadura final se realiza in situ, donde el PWHT es difícil. Además, el PWHT local realizado in situ puede provocar tensiones y deformaciones adicionales en el componente final. Por lo tanto, se requiere un esfuerzo considerable para producir MWW sin tratamiento térmico posterior a la soldadura. Además, el PWHT es caro y requiere mucho tiempo. Si el PWHT es obligatorio, también la reparación del MWW será más difícil y costosa.

En algunos trabajos de investigación los autores concluyen que el PWHT de las soldaduras T24 no es necesario, sin embargo algunos trabajos recientes han arrojado conclusiones bastante diferentes [2, 3]. Este trabajo investiga el comportamiento a la fluencia, la resistencia al hidrógeno y la fragilización por revenido de las soldaduras de acero T24 [4].