Já se interrogou sobre o que faz com que certos materiais resistam aos ambientes mais adversos? Conheça o Hastelloy C-276, uma maravilha no mundo das ligas resistentes à corrosão. Este artigo irá explorar as suas propriedades únicas, aplicações e precauções essenciais de soldadura. Prepare-se para descobrir os segredos por detrás desta maravilha da engenharia e saiba como resiste aos desafios mais difíceis.
A Hastelloy C-276, designada como UNS N10276 ou C276, é uma liga de níquel-crómio-molibdénio-tungsténio de primeira qualidade, conhecida pela sua excecional resistência à corrosão em ambientes agressivos. Esta versátil superliga foi concebida para suportar um vasto espetro de meios oxidantes e redutores, tornando-a indispensável na indústria de processamento químico e não só.
A superior resistência à corrosão da liga resulta da sua composição cuidadosamente equilibrada: aproximadamente 57% de níquel, 16% de crómio, 16% de molibdénio, 4% de tungsténio e pequenas quantidades de outros elementos. Esta formulação única cria uma película passiva estável e auto-regenerativa que proporciona uma proteção sem paralelo contra a corrosão localizada, particularmente em ambientes ricos em cloretos. O elevado teor de molibdénio e crómio confere uma excelente resistência à corrosão por picadas e em fendas, enquanto o tungsténio aumenta a sua força e resistência aos ácidos redutores.
O Hastelloy C-276 distingue-se pela sua capacidade de resistir a soluções húmidas de cloro gasoso, hipoclorito e dióxido de cloro - ambientes que deterioram rapidamente a maioria dos outros materiais. Também apresenta uma resistência notável a soluções de sal de cloreto altamente concentradas, incluindo cloretos férricos e cúpricos, mesmo a temperaturas elevadas.
As principais aplicações do Hastelloy C-276 incluem:
As propriedades excepcionais do Hastelloy C-276 fazem dele uma solução rentável para a fiabilidade a longo prazo em ambientes severamente corrosivos, superando frequentemente outras ligas de elevado desempenho e materiais exóticos em termos de longevidade e requisitos de manutenção reduzidos.
Existem 9 considerações principais a ter em conta ao soldar a liga Hastelloy C-276, que podem ser resumidas da seguinte forma:
Como a superfície da liga Hastelloy é suscetível de conter impurezas e óxidos, a área de soldadura deve ser limpa antes da soldadura. A limpeza manual pode ser efectuada utilizando rebarbadoras angulares para limpar a área até que o brilho do metal seja visível.
Recomenda-se que a largura de limpeza seja de, pelo menos, 100 mm, para garantir que as impurezas não entram na zona de soldadura.
A ligação positiva de corrente contínua é geralmente utilizada para a soldadura. Ao utilizar a ligação positiva de corrente contínua, a temperatura do elétrodo de tungsténio é baixa, a corrente admissível é grande e a perda do elétrodo de tungsténio é pequena.
A extremidade do elétrodo de tungsténio é retificada a 30° e a cabeça é ligeiramente plana.
Devem ser tomadas medidas para minimizar a degradação da resistência à corrosão da soldadura e da zona afetada pelo calor, tais como a soldadura com gás inerte de tungsténio (GTAW), a soldadura com gás inerte metálico (GMAW), a soldadura por arco submerso ou outras métodos de soldadura que podem minimizar a degradação da resistência à corrosão da soldadura e da zona afetada pelo calor.
Special Steel 100 Seconds" sugere que o efeito de proteção do gás árgon é significativo: bons efeitos de proteção, calor concentrado, bom qualidade da soldadura, uma pequena zona afetada pelo calor e uma pequena distorção da soldadura, fazendo com que a soldadura e a zona afetada pelo calor tenham uma degradação mínima da resistência à corrosão.
O processamento por máquina é o método preferido para soldar ranhuras, sendo preferível o processamento a frio para garantir que a forma, o tamanho e a rugosidade da superfície de processamento cumprem os requisitos do padrão ou processo de soldadura especificações.
O processamento mecânico da ranhura de pré-soldadura provocará o endurecimento por trabalho, pelo que é necessário retificar a ranhura antes da soldadura. O ranhura de soldadura não deve apresentar defeitos como delaminação, dobras, fissuras ou rasgões.
A superfície metálica da ranhura de soldadura e a largura de 50 mm em ambos os lados devem ser polidas para remover as cores de óxido. Devem ser utilizados solventes como o etanol, a acetona ou o propanol para limpar os poluentes como a gordura, a água e as marcas de giz.
A escova de solvente deve ser uma esponja de couro ou de celulose que não se desprenda quando limpa. O "Special Steel 100 Seconds" sugere que não é necessário materiais de soldadura e as substâncias nocivas presentes no vestuário e no calçado dos trabalhadores não devem entrar em contacto com a peça de trabalho para evitar poluir a peça de trabalho.
Recomenda-se a utilização de fio de soldadura ERNiCrMo-4 e ENiCrMo-4 vareta de soldadura. Este fio de soldadura tem uma excelente resistência à corrosão e desempenho de processo. A sua composição química é semelhante à do metal de base e contém mais manganês do que o metal de base.
Na soldadura, pode melhorar a resistência à fissuração e controlar a porosidade. O teor de carbono super baixo proporciona proteção contra corrosão intergranular.
Materiais de soldadura tabela
| Material de base | Norma da Sociedade Americana de Soldadura (AWS) | |
| Elétrodo de soldadura SMAW | Arame de soldadura GTAW | |
| C276 e C276 | ENiCrMo-4 | ER NiCrMo-4 |
| C276 e aço-carbono ou aço de baixo teor de carbono liga de aço | ENiCrMo-3 ENiCrMo-4 | ERNiCrMo-3 ERNiCrMo-4 |
O pré-aquecimento não é geralmente necessário quando se soldam ligas Hastelloy à temperatura ambiente, a não ser que a temperatura do ar esteja abaixo de zero ou que haja acumulação de humidade. Se o pré-aquecimento for necessário, a temperatura só deve ser aumentada para 30-40°C.
Durante a soldadura, se o metal de solda for exposto a temperaturas elevadas (375-875°C) durante um longo período de tempo, formará compostos metálicos Fe-Cr, conhecidos como fase sigma. A fase sigma é extremamente dura e quebradiça, e distribui-se nos limites dos grãos, causando uma diminuição da resistência ao impacto e fragilização do metal de solda.
Quando se utiliza a soldadura multicamada, a temperatura de interpasse deve ser mantida abaixo dos 90°C para evitar a formação da fase sigma devido à exposição prolongada a temperaturas entre 375-875°C.
Para reduzir calor de soldadura utilizar a menor corrente de soldadura possível e um método de soldadura rápido. Além disso, devido à tendência das ligas Hastelloy para fissurar no início do arco, a cratera do arco deve ser totalmente preenchida.
Antes de reiniciar o arco, a cratera do arco anterior deve ser esmerilada e depois limpa com uma escova de cerdas macias antes de continuar com a soldadura subsequente. Estes dois métodos de tratamento podem suprimir a geração de fissuras térmicas.
A junta soldada é propensa à corrosão intergranular, incluindo a corrosão intergranular do cordão de soldadura, a "corrosão em faca" perto da linha de fusão e a corrosão intergranular da temperatura de sensibilização na zona afetada pelo calor.
No entanto, em ambientes extremamente agressivos, os materiais C-276 e as peças soldadas têm de ser tratados termicamente em solução para obter a melhor resistência à corrosão.
O tratamento térmico de solução do material de liga Hastelloy C-276 envolve dois processos, de acordo com "Special Steel 100 Seconds":
(1) Aquecimento a 1040-1150°C;
(2) Arrefecimento rápido até ao estado negro (cerca de 400°C) em dois minutos.
O material tratado desta forma tem uma excelente resistência à corrosão. Por conseguinte, a realização de um tratamento térmico de alívio de tensões apenas na liga Hastelloy C-276 é ineficaz. Todas as sujidades que possam produzir elementos de carbono durante o processo de tratamento térmico, tais como manchas de óleo na superfície da liga, devem ser limpas antes do tratamento térmico.
Durante a soldadura ou o tratamento térmico das ligas Hastelloy C-276, podem ser produzidos óxidos na superfície da liga, causando uma diminuição do teor de Cr e afectando a sua resistência à corrosão.
Por conseguinte, a superfície deve ser limpa. Podem ser utilizadas escovas de arame ou mós de aço inoxidável, seguidas de imersão numa solução mista de ácido nítrico e ácido fluorídrico na proporção adequada para a decapagem e, finalmente, enxaguadas com água limpa.
As ferramentas de processamento devem ser ferramentas de limpeza específicas para ligas de níquel. Estas ferramentas devem ser armazenadas separadamente e claramente marcadas para evitar confusão com outras ferramentas.
Evitar o contacto entre a peça de trabalho e os metais de baixo ponto de fusão para evitar a fragilização causada pelo aumento de carbono ou enxofre ao formar metais instáveis. A utilização de giz de medição da temperatura, tinta e massa lubrificante deve ser limitada durante o processo de fabrico.
A mó utilizada para retificar a peça não deve conter iões de ferro e o adesivo não deve ser uma resina orgânica.
Para compressão juntas soldadasPara o posicionamento do equipamento de pré-soldadura, deve ser utilizado o mesmo processo que o processo de soldadura oficialmente qualificado e a soldadura de posicionamento deve, em última análise, fundir-se na soldadura permanente. Não é permitida a montagem forçada de peças de soldadura para causar o endurecimento local das peças de soldadura.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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