Welding Journal en Español

P: AWS D1.6/D1.6M, Structural Welding Code — Stainless Steel (Código de soldadura estructural – Acero inoxidable) establece en la Cláusula 6.5.1 que “Los procedimientos de soldadura calificados usando cualquier metal base o combinación de metales base listados en la Tabla 5.2 deben calificar los demás metales base listados en la Tabla 5.2 así como a todos los metales base listados como M-8 en AWS B2.1/B2.1M, Specification for Welding Procedure and Performance Qualification (Especificación para calificación de procedimiento y desempeño de la soldadura)”. Para la calificación de “metales base de acero inoxidable que no sean los M-8 listados en AWS B2.1/B2.1M, debe hacerse una prueba de calificación de procedimiento de soldadura para cada número de material (M) o combinación de números M... El uso de metales base no listados en la Tabla 5.2 o en AWS B2.1/B2.1M debe ser aprobado por el Ingeniero y requiere calificación de procedimiento mediante pruebas de acuerdo con la Parte B”. Se está calificando un procedimiento de soldadura mediante pruebas con Acero Inoxidable 17-4 PH soldado a Acero Inoxidable 316. Dado que el 17-4 PH no está incluido en AWS D1.6 Tabla 5.2 y no está listado como un metal base M-8 en AWS B2.1, ¿la misma prueba de calificación de procedimiento de soldadura también calificaría la soldadura de acero 17-4 PH a Acero Inoxidable 304 u otros metales base número M-8?

R: la respuesta sencilla es no. La siguiente explicación sobre calificación de acuerdo con AWS B2.1  y D1.6 será de utilidad para entender por qué..

AWS B2.1

AWS tiene un estándar de calificación común: AWS B2.1/B2.1M:2021 (Ref. 1). Muchos estándares AWS hacen referencia a AWS B2.1 para calificaciones, pero hay algunos que aún no lo hacen, como muchos de los códigos de soldadura estructural AWS D1, aunque AES D1.6 sí lo hace.

Hay cinco clases o tipos o básicos de aceros inoxidables con base en sus estructuras metalúrgicas: austenítico, martensítico, ferrítico, dúplex y endurecido por precipitación. La serie 300, incluidos los Aceros Inoxidables 304 y 316, son austeníticas mientras que el 17-4 PH es un acero inoxidable endurecido por precipitación.

AWS B2.1, Cláusula 4.3.12, establece lo siguiente: “Los metales base están agrupados con fines de calificación con base en soldabilidad, propiedades mecánicas similares, composición química y compatibilidad metalúrgica. A dichos grupos se les asignan Números M en el Anexo C” (Ref. 1). La Cláusula 3, “Términos y Definiciones” define un Número M o Número de Material como “[a] designación usada para agrupar metales base para calificaciones de procedimiento y desempeño consistente con la designación de Número P establecida por el Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión, Sección IX, pero la cual además incorpora materiales no reconocidos o usados bajo las reglas de ASME (vea el Anexo C)” (Ref. 1).

La Tabla C.1 en el Anexo C de AWS B2.1 incluye los Aceros Inoxidables 304 y 316 como metales base Número M-8. La Tabla C.2 en AWS B2.1 y The Professional’s Advisor on Welding of Stainless Steels (La guía del profesional sobre soldadura de aceros inoxidables) (Ref. 2) identifican metales base Número M-6 como generalmente martensíticos, siendo algunos aceros inoxidables ferríticos, mientras que los metales base Número-M-7 con aceros inoxidables ferríticos. Los metales base Número M-8 son aceros inoxidables austeníticos; los número-M-10H son aceros inoxidables dúplex; y los Números-M 10I, 10J y 10K son aceros inoxidables superferríticos. Algunos de los números M-45 incluyen súper-austeníticos. Sin embargo, actualmente no hay números M para aceros inoxidables endurecidos por precipitación en AWSB2.1.

Dado que 17-4 PH, a veces mencionado como Tipo 630 (Cláusula G6, Ref. 3), no tiene un Número M debido a que es un acero inoxidable endurecido por precipitación, éste tampoco está listado en AWS B2.1/B2.1M.

La Cláusula 4.3.13 de AWS B2.1 estipula, “Para la soldadura de metales base con Números M diferentes, debe hacerse una prueba de calificación de procedimiento para cada combinación de Números M que se vaya a unir” (Ref. 1). Dado que el acero 17-4 PH no está listado, esto no se aplica. La Cláusula 4.3.15 estipula, “Si un metal base no listado tiene la misma designación de número UNS [sistema de numeración unificado, por sus siglas en inglés] que un metal base listado en la Tabla C.1 y en la Tabla C.2, debe considerarse asignado a ese Número M” (Ref.1). El número UNS identifica al acero 17-4 PH como UNS S17400, pero ése tampoco está listado en AWS B2.1, por lo que esta estipulación no se aplica.

Este párrafo continúa con “Los PQR [registros de calificación de procedimiento, por sus siglas en inglés] para metales base no listados no deben usarse para sustentar una WPS [especificación de procedimiento de soldadora, por sus siglas en inglés] para soldar metales base listados, otros metales base no listados, ni viceversa”. Esto significa que una PQR para 17-4 PH sólo se calificaría a sí misma y no a la soldadura del acero 17-4 PH con otros Números M.

Por lo tanto, una calificación de procedimiento de soldadura de acuerdo con AWS B2.1 para soldar 17-4 PH a 316 sólo calificaría esa combinación. Soldar 17-4 PH a 304 requeriría una calificación separada..

AWS D1.6

De manera similar a otros códigos de soldadura estructural AWS D1, AWS D1.6/D1.6M:2017 (Ref. 3) permite el uso de especificaciones de procedimiento de soldadura precalificadas (PWPS, por sus siglas en inglés) en la Cláusula 5. Las especificaciones PWPS están exentas de los requerimientos de pruebas de calificación de procedimiento de la Cláusula 6. Todos los requerimientos en la Cláusula 5 deben cumplirse para la aplicación de las especificaciones PWPS. Sin embargo, la Cláusula 5.1 establece que la Cláusula 5 está limitada “... a metales base y metales de relleno de acero inoxidable nominalmente austenítico” (Ref. 3). La Tabla 5.2 cubre metales base aprobados para especificaciones PWPS, pero todos son aceros inoxidables austeníticos. Entonces, la Cláusula 5 no puede utilizarse para aceros inoxidables endurecidos por precipitación como por ejemplo el 17-4 PH, ni para combinaciones de aceros inoxidables austeníticos con otros metales base.

La Cláusula 4.1.3 en la edición 2007 de AWS D1.6 (Ref. 4) permitía calificaciones tanto de procedimiento como de desempeño usando AWS B2.1, pero requería la aprobación del ingeniero. En la edición 2017, esto se rectificó para permitir específicamente la calificación de acuerdo con AWS B2.1 sin la aprobación del ingeniero. La Cláusula 6.3.2, “Calificación de acuerdo con otros estándares”, estipula lo siguiente: “Los procedimientos de soldadura calificados de acuerdo con AWS B2.1, Especificación para calificación de procedimiento y desempeño de soldadura, son aceptables para usarse en este código ... La aceptabilidad de los procedimientos de soldadura de acuerdo con estándares que no sean los listados anteriormente es responsabilidad del Ingeniero, los cuales se ejercerán con base en la estructura o condiciones de servicio específicas, o ambas” (Ref. 3).

La edición 2017 también incluye nueva información relativa a metales base más Números M que no están en ediciones previas. La Cláusula 6.5.1 (Ref. 3) aborda la calificación de metales base y estipula, “Los procedimientos de soldadura calificados usando cualquier metal base o combinación de metales base listados en la Tabla 5.2 debe calificar los demás metales base listados en la Tabla 5.2 así como todos los metales base listados como M-8 en AWS B2.1. Para la soldadura de metales base de acero inoxidable que no sean los M-8 listados en AWS B2.1, debe hacerse una prueba de calificación de procedimiento de soldadura para cada Número M o combinación de Números M ... El uso de metales base no listados en la Tabla 5.2 o en AWS B2.1/B2.1M debe ser aprobado por el Ingeniero y requiere calificación de procedimiento por pruebas de acuerdo con la Parte B”.

El Acero Inoxidable 17-4 PH está incluido en el Anexo D, Tabla D.1, de AWS D1.6 (Ref. 3), pero ése es un listado de metales de relleno recomendados para soldadura de diversos aceros inoxidables. Eso no significa que sea un material listado ni en AWS D1.6 ni en B2.1.

Similar a los requerimientos en AWS B2.1, una calificación de procedimiento de soldadura de acuerdo con AWS D1.6 para soldar 17-4 PH no listado a 316 sólo califica esa combinación. Esto no abarca otros metales base de la Tabla 5.2 ni otros Números M en AWS B2.1.

Resumen

La calificación de procedimiento para soldar Acero Inoxidable 17-4 PH a Acero Inoxidable 316 puede hacerse de acuerdo con AWS D1.6 Cláusula 6 o de acuerdo con AWS B2.1, pero esto sólo califica esa combinación de metales base y no metales adicionales en el Número M-8. También considere que AWS D1.6 (Ref. 3) requiere aprobación del ingeniero para el uso de un metal base no listado, como el 17-4 PH.

Debe observarse que AWS B2.1 establece lo siguiente en el Anexo C, C.2: “La agrupación por categorías no implica que los metales base puedan sustituirse por otros metales base dentro del mismo Número de Material (Número M) sin consideración de la soldabilidad” (Ref. 1). Siempre corresponde al ingeniero evaluar los metales base que se van a usar. De igual manera, AWS D1.6, Cláusula 1.5.1, estipula que “El Ingeniero puede agregar, borrar o modificar de cualquier otro modo los requerimientos de este código para cumplir los requerimientos particulares de una estructura específica ... Los requerimientos alternos deben basarse en la evaluación de idoneidad para el servicio ... Todos los requerimientos que modifiquen este código deben incorporarse en los documentos del contrato” (Ref. 3).  WJ  

Referencias

1. AWS B2.1/B2.1M:2021, Specification for Welding Procedure and Performance Qualification. 2021. Miami, Fla.: American Welding Society, páginas 3, 8, 79; Tablas C.1, C.2.

2. The Professional’s Advisor on Welding of Stainless Steels. 1999. Miami, Fla.: American Welding Society, página 85.

3. AWS D1.6/D1.6M:2017-AMD1, Structural Welding Code — Stainless Steel. 2017. Miami, Fla.: American Welding Society, páginas. 3, 23, 79, 269; Tablas 5.2, D.1.

4. AWS D1.6/D1.6M:2007, Structural Welding Code — Stainless Steel. 2007. Miami, Fla.: American Welding Society, página 73.

RICHARD D. CAMPBELL, PhD, P.E., es miembro de Bechtel y especialista técnico en soldadura en Bechtel Corp., Houston, Texas. Fue presidente de AWS D1K Subcomité en Acero Inoxidable y miembro de varios comités de la AWS. Además es Inspector de Soldadura Certificado Senior de la AWS y Educador de Soldadura Certificado.