1. Perché la preparazione del giunto determina la qualità della saldatura
ASTM A53 Grado B è un tubo in acciaio al carbonio ampiamente utilizzato per applicazioni meccaniche e di pressione, disponibile come Tipo F (saldato di testa in forno), Tipo E (saldato a resistenza elettrica) e Tipo S (senza saldatura). Il suo contenuto massimo di carbonio nominale dello 0,30% e il limite di snervamento minimo di 35.000 psi lo rendono saldabile con la maggior parte dei processi convenzionali, ma il giunto deve essere preparato in modo che sia possibile ottenere la penetrazione completa e sia esclusa la contaminazione. Nelle condizioni sul campo, dove le superfici sono esposte a ruggine, umidità e danni da manipolazione, la preparazione è il fattore di controllo della solidità della saldatura.
2. Le fasi critiche della preparazione
Passaggio 1: taglio
Tagliare le estremità dei tubi con un tagliatubi meccanico, una sega a freddo o una macchina smussatrice per produrre un'estremità squadrata e pulita. I cannelli ossigeno-acetilene non sono consigliati per il taglio finale su A53B perché l'apporto di calore può alterare l'acciaio sul bordo tagliato e lasciare incrostazioni difficili da rimuovere completamente.
Passaggio 2: smussatura
Smerigliare o lavorare una smussatura di 37,5 gradi su ciascuna estremità del tubo, lasciando una superficie della radice (piatto) di circa 1,6 mm (1/16 di pollice). Per le saldature di testa, l'angolo incluso combinato è quindi di circa 75 gradi, il che fornisce al passaggio della radice un accesso sufficiente lasciando materiale per la fusione completa alla radice.
Passaggio 3: pulizia
Rimuovere ruggine, scaglie di laminazione, vernice, olio, grasso e umidità dalle superfici interne ed esterne per almeno 25 mm (1 pollice) dietro la smussatura. La spazzolatura metallica, la molatura e la pulizia con solvente sono gli strumenti standard. La contaminazione sulla superficie smussata è una causa diretta di porosità e intrappolamento delle scorie.
Passaggio 4: allineamento e divario tra le radici
Utilizzare morsetti di allineamento interni o strumenti di allineamento esterni per controllare il disallineamento interno (hi-lo) e mantenere lo spazio alla radice richiesto nelle specifiche della procedura di saldatura. Un eccesso di hi-lo crea una concentrazione di stress alla radice e aumenta il rischio di fusione incompleta.
3. Preriscaldamento e controllo della temperatura di interpass
Il preriscaldamento è necessario quando lo spessore della parete è elevato (in genere superiore a 19 mm/3/4 pollici) o quando la temperatura ambiente è bassa (inferiore a 10 gradi/50 gradi F). Le sue funzioni sono quelle di rallentare la velocità di raffreddamento della saldatura, prevenire la formazione di microstrutture sensibili a cricche dure nella zona interessata dal calore, ridurre lo stress residuo ed eliminare l'umidità superficiale che potrebbe causare cricche indotte dall'idrogeno.
Preriscaldare con coperte riscaldanti a resistenza elettrica o torce a ossitaglio e monitorare con pastelli o termocoppie che indicano la temperatura. La temperatura di interpass deve essere mantenuta entro l'intervallo indicato nelle specifiche della procedura di saldatura: per A53B un intervallo comune è 95–205 gradi (200–400 gradi F).
| Parametro | Valore tipico |
|---|---|
| Angolo smussato (ciascun lato) | 37,5 gradi |
| Faccia della radice (terra) | 1,6 mm (1/16 pollici) |
| Larghezza di pulizia dallo smusso | 25 mm (1 pollice) minimo |
| Grilletto di preriscaldamento (a parete) | >19 mm (3/4 pollici) |
| Trigger di preriscaldamento (ambiente) | <10°C (50°F) |
| Temperatura di interpass | 95–205 gradi (200–400 gradi F) per WPS |
4. Supporto, pulizia e lavaggio prima della messa in servizio
Un supporto adeguato previene cedimenti e sollecitazioni di flessione imposte: seguire le tabelle relative alle dimensioni e al contenuto dei tubi, utilizzare supporti a rulli o a molla dove è previsto movimento termico e posizionare i supporti vicino a componenti pesanti come valvole e flange. Non collegare mai i supporti direttamente a un cordone di saldatura.
Prima della messa in servizio, pulire il sistema installato con i pig della tubazione (schiuma, spazzole o mandrini), far circolare una soluzione detergente inibita dove sono presenti scaglie di laminazione e ruggine, quindi lavare con acqua ad alta velocità - in genere 3–5 m/s per creare un lavaggio turbolento - fino a quando lo scarico non diventa limpido.
5. Errori comuni nella preparazione del campo
Saltare il controllo dello spazio tra le radici e saldare un'estremità stretta senza spazi, che causa la mancanza di fusione delle radici.
Utilizzo di utensili elettrici che lasciano una smussatura liscia e lucida; una superficie leggermente ruvida migliora la fusione.
Saldatura su superfici umide o oleose senza preriscaldamento per eliminare l'umidità.
Ignorare il disallineamento interno, soprattutto su tubi di diametro inferiore dove la radice è difficile da vedere.
Utilizzo di sigillante per filettature, vernice o pennarelli che contaminano la superficie smussata.
6. Domande frequenti
Q1: Il tubo A53 Grado B può essere saldato con ossiacetilene?
La saldatura ossitaglio non è consigliata per i giunti a pressione A53B. Utilizzare la saldatura ad arco di metallo schermato (SMAW), la saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW) o la saldatura ad arco di metallo a gas (GMAW) con una specifica di procedura di saldatura qualificata.
Q2: Quale metallo d'apporto viene utilizzato per la saldatura sul campo dell'A53B?
Gli elettrodi a basso contenuto di idrogeno E7018 sono la scelta comune per SMAW e il filo ER70S-6 per GMAW/GTAW. I materiali di consumo a basso contenuto di idrogeno riducono il rischio di fessurazioni indotte dall'idrogeno nelle sezioni più spesse.
D3: È sempre necessario il preriscaldamento per A53B?
No. Il preriscaldamento è necessario per giunti a pareti spesse o bassa temperatura ambiente come definito dalla procedura. Per i tubi a parete sottile in condizioni calde, il preriscaldamento potrebbe non essere necessario, ma la superficie deve essere comunque asciutta e pulita.
Q4: Come si controlla l'allineamento interno su tubi di piccolo diametro?
Per verificare hi-lo vengono utilizzati morsetti di allineamento interni o calibri di saldatura calibrati. Per fori molto piccoli, l'ispezione al boroscopio dopo la passata di fondo conferma la penetrazione e l'allineamento.
Q5: Quale ispezione è necessaria dopo la saldatura sul campo A53B?
Ispezione visiva della saldatura completata, controlli dimensionali ed esame non distruttivo ove richiesto dalle specifiche (radiografia o test ultrasonico per linee critiche), seguito da test idrostatico o pneumatico del sistema completato.
