¿Cómo eliminar el endurecimiento por trabajo en tuberías de acero inoxidable 316?

¿Cómo eliminar el endurecimiento por acritud en tubos de acero inoxidable 316?

Tras el trabajo en frío de tubos de acero inoxidable 316, debido al aplanamiento y elongación de los granos, la distorsión de la red cristalina y la deformación de los granos, la plasticidad del metal se reduce y la resistencia y dureza aumentan. Este fenómeno se denomina endurecimiento por acritud.

El endurecimiento por acritud es uno de los métodos para mejorar la resistencia de los tubos de acero inoxidable 316, lo cual es especialmente importante para metales que no pueden reforzarse mediante tratamiento térmico. La alta resistencia de los tubos estirados en frío y los tubos laminados terminados se debe al endurecimiento por acritud. Además, el endurecimiento por acritud también crea las condiciones para el trabajo en frío. Dado que el tubo se endurece hasta cierto punto durante el proceso de trabajo en frío y ya no puede procesarse, se romperá por deformación en ciertas condiciones.

El endurecimiento por acritud mejora la resistencia a la deformación, pero también dificulta el procesamiento continuo de tubos de acero inoxidable, ya que su dureza y resistencia aumentan, mientras que su plasticidad y tenacidad disminuyen. Entre los aceros inoxidables, el fenómeno de endurecimiento por acritud de los aceros inoxidables austeníticos y ferríticos es el más prominente.

Por ejemplo, la resistencia a la tracción de los tubos de acero inoxidable austenítico tras el endurecimiento alcanza entre 1470 y 1960 MPa, y a medida que aumenta la resistencia a la tracción, aumenta el límite elástico. El límite elástico de la austenita en estado recocido no supera la resistencia a la tracción del 30 % al 45 %, y tras el endurecimiento por acritud alcanza entre el 85 % y el 95 %. La profundidad de la capa endurecida por acritud puede alcanzar 1/3 o más de la profundidad de corte; la dureza de la capa endurecida es de 1,4 a 2,2 veces superior a la original.

Debido a la alta plasticidad de las tuberías de acero inoxidable 316, su carácter se distorsiona durante la deformación plástica y el coeficiente de endurecimiento es muy alto, lo que resulta en una falta de estabilidad de la austenita. Bajo la acción de la tensión de corte, parte de la austenita se transforma en martensita; junto con las impurezas compuestas, bajo la acción del calor de corte, se descompone fácilmente y se dispersa, generando una capa endurecida durante el corte. El fenómeno de endurecimiento por acritud causado por el proceso anterior afecta gravemente el correcto desarrollo de los procesos posteriores.

Por lo tanto, para eliminar el endurecimiento por acritud de las tuberías soldadas de acero inoxidable, se debe realizar un tratamiento térmico especial durante el procesamiento, y el procesamiento posterior solo puede continuar después de la recristalización y el ablandamiento. Tras la recristalización, solo cambia la forma de los granos cristalinos, pero el tipo de red permanece inalterado y se mantiene igual que los granos originales.

Los núcleos recristalizados se forman generalmente en los límites de grano o zonas de deslizamiento de los granos deformados y en lugares con una fuerte distorsión de red. Tras la formación de los núcleos, estos dependen de la difusión y el movimiento de los átomos para crecer cerca hasta que cada núcleo cristalino crece, hasta que entran en contacto y forman nuevos granos equiaxiales. Mediante la recristalización, la microestructura de la tubería de acero inoxidable 316 se modifica por completo, reduciendo significativamente su resistencia y dureza, mejorando considerablemente su plasticidad y tenacidad, eliminando el fenómeno de endurecimiento por acritud y restaurando todas las propiedades mecánicas y físicas del metal deformado a su estado frío. El estado anterior a la transformación.

¿Por qué la tubería de acero inoxidable 316 es más resistente a las altas temperaturas?

El rango de temperatura del acero inoxidable 316 es de aproximadamente 1200 a 1300 grados. La razón por la que el acero inoxidable 316 puede soportar temperaturas tan altas es que la adición de Mo aumenta considerablemente su resistencia a la corrosión y su resistencia a altas temperaturas.

Comparación del acero inoxidable 316 con otros aceros:

Excelente endurecimiento por acritud (no magnético); excelente resistencia a altas temperaturas; No magnético en estado sólido; los productos laminados en frío tienen buen brillo y una apariencia atractiva; en comparación con el acero inoxidable 304, su precio es mayor. Cuando se utilizan con altos requisitos de resistencia a la corrosión por iones de cloruro y al calor, el acero inoxidable 316 es mejor. Gracias a que el acero inoxidable 316L contiene molibdeno (Mo), los carburos formados son extremadamente estables, lo que previene el crecimiento de grano de austenita al calentarse y reduce la sensibilidad del acero al sobrecalentamiento. Además, el molibdeno puede hacer que la película de pasivación sea más densa y resistente, mejorando así eficazmente la resistencia a la corrosión del acero inoxidable por iones de cloruro (Cl⁻). Usos del acero inoxidable 316: equipos de aprovechamiento de agua de mar, productos químicos, tintes, fabricación de papel, ácido oxálico, fertilizantes y otros equipos de producción; fotografía, industria alimentaria, instalaciones costeras, cuerdas, varillas de CD, pernos y tuercas.

¿Cómo detectar las soldaduras de tuberías de acero inoxidable 316?

Examen por rayos X.
Este sistema puede atravesar sustancias intransparentes y comprobar la presencia de poros en el cabezal de soldadura, soldadura inestable, grietas, inclusiones de escoria, agujeros de contracción y otros fenómenos. Detecta la posición y el tamaño del plano del defecto, así como los defectos en su ubicación. Sin embargo, suele ser difícil detectar defectos en la tubería. Existen pequeñas grietas en las soldaduras, y factores como la profundidad de los defectos no se pueden detectar.

Ultrasonografía.
Utilizando el principio de detección ultrasónica, la luz se refleja al encontrar una interfaz específica. Este sistema puede detectar materias primas y tuberías de acero inoxidable 316, así como detectar problemas durante el proceso de soldadura. Determina la ubicación del problema y los parámetros de tamaño correspondientes. Tiene una penetrabilidad extremadamente alta y puede penetrar hasta 10 cm de espesor. Sin embargo, los problemas existentes en las soldaduras de materiales de grano grueso no se pueden detectar. Además, la ubicación y la forma de los defectos tienen un gran impacto en los resultados de la detección.

Inspección por partículas magnéticas.
El principio básico es que, tras la magnetización de una tubería de acero inoxidable, si se presentan problemas internos, la distribución de la fuerza magnética se modifica en cierta medida. Este método detecta principalmente problemas en aberturas superficiales o cerca de superficies en materiales magnéticos. Sin embargo, este método suele presentar dificultades para detectar tuberías de acero inoxidable relativamente complejas.

Prueba de penetración.
Utiliza el fenómeno capilar para permitir que el penetrante penetre en los defectos y luego limpia la tubería de acero inoxidable 316 para eliminar el exceso de penetrante. Utiliza el revelador para absorber agua y adsorber el penetrante en los defectos, detectando así pequeños problemas a tiempo.
Para las tuberías de acero inoxidable 316, se utilizan métodos de inspección no destructivos como rayos X, ultrasonidos, partículas magnéticas, permeabilidad y otros. La inspección de calidad de este método consiste en detectar defectos en las tuberías de acero inoxidable para garantizar su funcionamiento normal y seguro. La precisión de los resultados de la inspección final depende completamente de que las diversas operaciones durante el proceso de inspección sean razonables y completas. Al comprar tubos de acero inoxidable 316, debe prestar especial atención al sistema de gestión de inspección de calidad del proveedor, que determina directamente la calidad de los tubos soldados de acero inoxidable.