Guía para compradores de WPS y PQR en soldadura para servicio amargo: Dureza NACE MR0175

Por qué esto es importante

Servicio amargo — corrientes de proceso que contienen H2S húmedo — expone el acero al carbono y de baja aleación a agrietamiento por tensión de sulfuro (SSC, por sus siglas en inglés). NACE MR0175 / ISO 15156 es el conjunto de reglas global que limita la química, dureza, tratamiento térmico y soldadura para que el material pueda resistir SSC. Para accesorios de tubería y bridas destinados a servicio amargo, el comprador debe controlar el procedimiento de soldadura (WPS) y el registro de calificación del procedimiento (PQR), no solo el material base. Esta guía de soldadura para servicio amargo explica los controles de WPS/PQR, incluyendo el límite de dureza de 22 HRC y cómo verificarlo.

Especificar los controles de soldadura para servicio amargo — WPS, PQR, recorrido de dureza, referencia NACE MR0175 — es lo que hace que una orden de compra de accesorios esté lista para H2S.

Control paso a paso de WPS/PQR

1. Indicar NACE MR0175 / ISO 15156 en la PO. Citar la parte: -1 (general), -2 (aceros al carbono y de baja aleación), -3 (CRAs). Agregar el año de la edición que la especificación del proyecto referencia.

2. Límite de dureza. Todas las variantes de MR0175 aplican un máximo de 22 HRC en el metal base de acero al carbono y baja aleación. Las soldaduras y la ZAC están restringidas por límites Vickers documentados en las Tablas de MR0175-2. Típicamente máximo 250 HV 10 para el metal de soldadura y ZAC de acero al carbono.

3. Inspección de dureza del PQR. La calificación del procedimiento en aceros al carbono utilizando controles distintos al alivio de tensiones térmico debe incluir un recorrido de dureza a través de la soldadura, ZAC y metal base, realizado usando HV 10, HV 5 o HR15N según los diagramas de inspección de la norma. El PQR es inválido para servicio amargo si faltan datos de dureza.

4. PWHT (tratamiento térmico post-soldadura). El PWHT es la forma más confiable para reducir la dureza de la ZAC por debajo de 22 HRC en acero al carbono. ASME IX y B31.3 proporcionan tiempo-temperatura; para acero al carbono P-No.1 típicamente 595–650 °C con mantenimiento de 1 h/pulgada. El PQR registra la temperatura real.

5. Variables esenciales del WPS. El comprador debe revisar el WPS para: número P del material base, clasificación del aporte (ej., E7018-H4R para bajo hidrógeno), precalentamiento (típicamente 100–150 °C para acero al carbono), límite de temperatura entre pasadas (≤ 250 °C), rango de aporte térmico y ciclo de PWHT.

6. Control del metal de aporte. Solo consumibles de bajo hidrógeno. La captación de hidrógeno corre el riesgo de agrietamiento inducido por hidrógeno en servicio amargo.

7. Verificación de dureza en producción. Cada soldadura de producción (o muestra por colada) necesita una verificación de dureza, típicamente un recorrido Vickers HV 10 o UCI superficial según ASTM A1038 con un bloque de calibración.

8. Impacto Charpy. Aunque no es estrictamente un requisito de SSC, el servicio amargo a menudo se combina con baja temperatura; especificar la temperatura y energía del ensayo Charpy con entalla en V en la PO.

Errores comunes del comprador

• Leer "22 HRC" en el PQR solo como metal base e ignorar el límite Vickers de la ZAC.
• Aceptar un PQR que utilice HRC para la inspección — la norma requiere HV 10, HV 5 o HR15N.
• Permitir soldadura con alto aporte térmico (tejido grande) que produce una ZAC gruesa por encima del límite de dureza.
• Olvidar especificar consumibles de bajo hidrógeno y controles de almacenamiento (horno de electrodos > 120 °C).
• Omitir el PWHT en una soldadura de acero al carbono de pared gruesa y luego fallar la inspección de dureza de la ZAC.

Lista de verificación del comprador

• [ ] La PO referencia NACE MR0175 / ISO 15156-1 y -2 con el año de edición
• [ ] Máximo 22 HRC metal base / 250 HV 10 soldadura + ZAC indicado
• [ ] Método de recorrido de dureza del PQR según MR0175 (HV 10 / HV 5 / HR15N)
• [ ] Ciclo de PWHT indicado cuando sea aplicable
• [ ] Rangos de precalentamiento, entre pasadas y aporte térmico del WPS dentro de límites
• [ ] Clasificación de aporte de bajo hidrógeno listada
• [ ] Plan de muestreo de dureza en producción acordado
• [ ] Temperatura y energía Charpy indicadas cuando sea necesario

Cláusula de PO de ejemplo

"Todas las soldaduras en accesorios que contienen presión cumplirán con ANSI/NACE MR0175 / ISO 15156-2 (última edición). El PQR incluirá un recorrido de dureza Vickers HV 10 a través de la soldadura, ZAC y metal base según el diseño de inspección de la norma, con un máximo de 250 HV 10. Metal base máximo 22 HRC. PWHT según ASME B31.3 Tabla 331.1.1 obligatorio para material base P-No.1 con espesor de pared superior a 19 mm. El metal de aporte será de bajo hidrógeno, controlado a H4 o inferior."

Nuestros accesorios de tubería soldados a tope sin costura para servicio amargo se envían con archivos PQR/WPS e informes de recorrido Vickers; las bridas forjadas correspondientes incluyen mapeo de dureza. Discuta su especificación de servicio amargo a través del portal de consultas o descargue informes de muestra de la biblioteca de certificados.

Fuentes

• PDF de referencia NACE MR0175 / ISO 15156-1: https://www.octalsteel.com/wp-content/uploads/2017/10/NACE-MR0175-ISO15156-specification.pdf
• ANSI/NACE MR0175 / ISO 15156-1:2015: https://farsi.msrpco.com/wp-content/uploads/2019/05/standard-nace-mr0175.pdf
• Explicación de Valve Magazine sobre NACE MR0175: https://www.valvemagazine.com/articles/nace-mr0175iso-15156
• Guía de selección de CRA de Gilbert Industries: https://www.gilbertindustries.com/solutions-for-corrosion/nace-mr0175-guidelines-for-corrosion-resistant-materials/
• Guía de entornos H2S de SSM Alloys MR0175: https://ssmalloys.com/nace-mr0175-iso-15156/