¿Cómo probar la resistencia de la soldadura de una tubería soldada de acero inoxidable?

Los tubos soldados de acero inoxidable se utilizan ampliamente en sectores químicos, petroleros, de maquinaria alimentaria y otros debido a su resistencia a la corrosión y alta resistencia. La soldadura es la parte de conexión clave de la tubería soldada y su resistencia afecta directamente el rendimiento general y la seguridad de la tubería. Este artículo presenta sistemáticamente los principales métodos de prueba, puntos de operación y requisitos estándar para la resistencia de la soldadura de tuberías soldadas de acero inoxidable, proporcionando una referencia técnica para la evaluación de la calidad de las tuberías soldadas.

Prueba de tracción: la prueba fundamental del rendimiento de la carga estática
La prueba de tracción es el método básico para determinar la resistencia a la tracción, el límite elástico y el alargamiento del metal de soldadura. Durante la prueba, se cortarán del tubo soldado muestras longitudinales o transversales, incluida la costura de soldadura, y las dimensiones deberán cumplir con normas como GB/T 228.1 y ASTM E8. Fije la muestra en una máquina de ensayo de tracción, cárguela uniformemente a una velocidad específica y registre la carga de rotura y la posición.
Indicadores clave: La resistencia a la tracción de la soldadura no debe ser inferior al límite inferior del material original y la fractura no debe tener defectos evidentes. Al calcular la resistencia a la tracción (Rm​=Fm​/S0​) y el límite elástico ($R_{e}L$), combinado con el análisis de la morfología de la fractura (fractura dúctil o frágil), se puede evaluar de manera integral la confiabilidad de la soldadura bajo una fuerza de tracción estática.

Ensayo de flexión: verificación intuitiva de la plasticidad y la resistencia al agrietamiento
La prueba de flexión examina la plasticidad y la resistencia al agrietamiento del metal de soldadura aplicando una carga de flexión. Se divide en tres categorías: flexión facial, flexión hacia atrás y flexión lateral:
Prueba de flexión superficial: la superficie de tracción es el lado frontal de la soldadura y se detectan los defectos de la superficie. La formación de grietas se observa tras una flexión de 90° o 180°.
Prueba de flexión hacia atrás: la superficie de tracción es la raíz de la soldadura y se evalúa la calidad de la fusión de la raíz.
Ensayo de flexión lateral: La superficie de tracción es la sección transversal de la soldadura, que puede exponer defectos como inclusiones internas de escoria y falta de fusión.
Criterios de calificación: La longitud de la grieta después de la flexión no supera los 3 mm y no hay grietas pasantes. Es adecuado para evaluar la estabilidad del proceso de la unión soldada.

Prueba de aplanamiento: evaluación simulada del rendimiento de compresión radial
La prueba de aplanamiento simula el rendimiento de las tuberías soldadas bajo compresión radial y es adecuada para escenarios de soporte de presión o de ensamblaje. Coloque la muestra de tubería soldada (la longitud es 1,5 veces el diámetro exterior y no menos de 100 mm) entre las placas de la máquina aplanadora, aplique presión a la distancia de aplanamiento especificada (por ejemplo, el espacio entre las paredes internas es 0,07 veces el diámetro exterior) y observe si la soldadura y el material base están agrietados. Este método es fácil de operar y puede determinar rápidamente la capacidad antifisuras de la soldadura según normas como GB/T 246 y ASTM E290.

Prueba de impacto: una prueba clave para la carga dinámica y la tenacidad criogénica
La prueba de impacto se utiliza para determinar la tenacidad (energía de absorción de impacto) del metal de soldadura bajo carga de impacto y es particularmente adecuada para entornos de baja temperatura o carga dinámica. Prepare muestras con entalla Charpy en V (10 mm × 10 mm × 55 mm), tome muestras en el centro de la soldadura, la zona afectada por el calor o el material base y pruebe la energía de absorción de impacto ($K{V}_2$或$K{U}_2$) a diferentes temperaturas (temperatura ambiente, -20 ℃, etc.) utilizando una máquina de prueba de péndulo. Requisitos: La energía de absorción de impacto de la soldadura normalmente no es inferior al 70% del valor estándar del material original para garantizar la resistencia a la fractura frágil.

Ensayo de dureza: análisis microscópico de la uniformidad de la resistencia y la resistencia a la corrosión.
La prueba de dureza mide la distribución de la dureza de la soldadura y la zona afectada por el calor para evaluar la uniformidad de la resistencia del material y la resistencia a la corrosión:
Dureza Brinell (HB): Adecuado para pruebas de macrodureza de materiales base y soldaduras. El penetrador es una bola de acero endurecido o una bola de carburo cementado.
Dureza Rockwell (HR): Adecuada para la medición rápida de la dureza de la superficie, la escala HRC se utiliza comúnmente.
Dureza Vickers (HV): alta precisión, puede analizar el gradiente de dureza de la zona afectada por el calor y ayudar a determinar el efecto del calor de soldadura en la estructura.
La carga de prueba debe seleccionarse de acuerdo con GB/T 231.1, ASTM E18 y otras normas, y los puntos deben colocarse en ubicaciones clave, como el centro de soldadura y la línea de fusión.

Prueba de presión: verificación de la estanqueidad general y de la capacidad de soportar presión.
La prueba de presión es un paso necesario para probar la confiabilidad general de las tuberías soldadas, que se divide en prueba de presión de agua y prueba de presión de aire:
Prueba de presión de agua: Llene la tubería con agua y presurícela a 1,5 veces la presión de diseño, mantenga la presión durante 30 minutos y observe si hay fugas. Es muy seguro y ampliamente utilizado.
Prueba de presión de aire: utilice aire comprimido para presurizar y detectar fugas a través de agua jabonosa. La tasa de presión debe controlarse estrictamente para evitar el riesgo de explosión.
Ambos tipos de pruebas deben cumplir con normas como GB/T 2650 y son aplicables a escenarios como recipientes a presión y tuberías de transporte.

Otros métodos de prueba especiales
Ensayo de fatiga: simula cargas alternas para evaluar la resistencia a la fatiga de las soldaduras, adecuado para equipos vibratorios o condiciones de carga cíclica.
Prueba de tenacidad a la fractura: determinar los parámetros de tenacidad a la fractura (como KIC​), analizar la resistencia a la propagación de grietas y garantizar la seguridad estructural.
Prueba de corrosión intergranular: utilice una solución de sulfato de cobre y ácido sulfúrico y otros líquidos corrosivos para probar la tendencia a la corrosión intergranular de las soldaduras de acero inoxidable austenítico para garantizar la resistencia a la corrosión.

Normas de prueba y precauciones
1. Sistema estándar
Doméstico: GB/T 13296 (tubería de acero inoxidable), GB/T 31032 (tubería de acero para cilindros de gas soldados), GB 50235 (especificación de construcción para ingeniería de tuberías metálicas industriales).
Internacional: ASTM A312 (tubería de acero inoxidable austenítico), EN 10217-7 (tubería de acero inoxidable soldada), ASME BPVC (código de recipientes a presión).
2. Puntos de operación
La preparación de la muestra debe evitar daños en los tejidos causados ​​por el procesamiento mecánico (como sobrecalentamiento y endurecimiento por trabajo en frío).
Es necesario utilizar múltiples pruebas en combinación (como estiramiento + flexión + pruebas no destructivas) para cubrir integralmente dimensiones como resistencia, plasticidad y sellado.
Las pruebas de equipos especiales deben seguir estrictamente los estándares de la industria para garantizar que los resultados cumplan con los requisitos de certificación de seguridad.

La prueba de resistencia de la soldadura de la tubería soldada de acero inoxidable es el vínculo fundamental para garantizar la calidad del producto. Diferentes métodos de prueba revelan el rendimiento de la soldadura desde múltiples ángulos, como carga estática, dinámica, microscópica y macroscópica. En aplicaciones prácticas, es necesario seleccionar combinaciones de pruebas apropiadas según el propósito, los requisitos estándar y el entorno de servicio de la tubería soldada, complementadas con procedimientos operativos estandarizados y análisis de datos, para proporcionar una base científica para la aplicación segura y confiable de tuberías soldadas de acero inoxidable. A través de pruebas de resistencia sistemáticas, se puede controlar de manera efectiva la calidad del proceso de soldadura, lo que promueve la aplicación generalizada de tubos soldados de acero inoxidable en equipos de alta gama y campos de ingeniería.