El agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC) en soldaduras de aceros

Abstract

EI agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC) en soldaduras de elementos de acero efectuadas con procesos por fusión, representa el problema tecnológico mas común encontrado en construcciones soldadas. En vista de su ocurrencia y de la gran cantidad de pérdidas que se han presentado como consecuencia de este tipo de agrietamiento, también conocido con el nombre de agrietamiento en frío, es un tema que se ha desarrollado ampliamente tanto en el ámbito de la investigación como a nivel tecnológico y, de hecho, este fenómeno ha influenciado de manera significativa el mismo desarrollo en la fabricación de aceros estructurales a lo largo de la historia. Como tópico de investigación, el agrietamiento en frío ha recibido más atención que cualquier otro fenómeno que afecte las soldaduras, pero aun así todavía no se comprende totalmente cual es el mecanismo preciso que ocasiona la fragilización del acero por el hidrógeno. Este tipo de agrietamiento ocurre a menudo cierto tiempo después de que se ha completado la soldadura, lo cual lo hace bien difícil de detectar; de esta manera el ingeniero de soldadura tiene una gran responsabilidad en la determinación de las condiciones que se deben cumplir durante la fabricación para producir elementos soldados sin riesgos de agrietamiento. En vista de que no existe una publicación en español completa (por lo menos el autor no la conoce) que abarque los conceptos relacionados con el HIC se presenta este trabajo con la intención de llenar ese vacío del medio y proporcionar los conceptos de la cinemática de formación de este tipo de grietas y de las condiciones necesarias para su nucleación y crecimiento, los cuales le proporcionan al ingeniero de soldadura las herramientas, en la mayoría de los casos suficientes, para afrontar la soldadura de elementos estructurales sanos desde el punto de vista de agrietamiento inducido por hidrógeno. EI trabajo comienza con un primer capítulo donde se presenta la definición de la soldabilidad y se incluye una explicación de los diferentes tópicos que pueden tener influencia en esta propiedad; como se puede deducir del estudio del primer capítulo, se buscan fundamentalmente dos finalidades por un lado, familiarizar al lector con los significados y diferencias de la soldabilidad de fabricación y de la soldabilidad de servicio y, por otro lado, enmarcarlo dentro del alcance que tiene la soldabilidad en el presente trabajo considerándola básicamente desde el punto de vista del agrietamiento en frío, lo cual es tan solo uno de los problemas asociados con la fabricación de elementos soldados. En el capítulo 2, el cual se considera fundamental por el autor, se detalla el mecanismo de nucleación y crecimiento de las grietas inducidas por hidrógeno y se presentan los conceptos básicos que Ie permiten al ingeniero comprender el fenómeno posibilitando que afronte problemas particulares de HIC; se presentan, entonces, las teorías mas generalizadas sobre la fragilización del acero por el hidrógeno, la manera como se disuelve y se difunde el hidrógeno en el acero, los lugares preferenciales hacia donde viaja el hidrógeno, los factores que influyen en el HIC y otros efectos del hidrógeno en soldaduras de acero. En el capítulo 3 se presentan guías para la obtención de procedimientos seguros para soldar diferentes tipos de aceros por medio de los métodos de control de agrietamiento inducido por hidrógeno universalmente aplicados los cuales se basan ya sea en el control del nivel de hidrógeno, ya sea en el control de la microestructura o en una combinación de ambos. En el capítulo final se ilustra brevemente la manera como los códigos internacionales de construcciones soldadas, lejos de permanecer indiferentes ante el fenómeno, contienen requerimientos concretos que deben ser cumplidos durante la fabricación con miras a evitar el agrietamiento en frío; se analizan dos códigos de la American Welding Society (AWS) y un código de la American Society of Mechanical Engineers (ASME). Se espera que la información contenida en este trabajo se constituya en un punto de partida para que los ingenieros de soldadura desarrollen un conocimiento mayor del problema de agrietamiento en frío y, de esta forma, que este pase a ser tratado en nuestro medio de una manera más racional posibilitando la obtención de construcciones soldadas confiables y seguras.