Caracterización de soldaduras cuproaluminotérmica en cañerías de conducción para la protección catódica
Description
RESUMEN La soldadura cuproaluminotérmica es un proceso de termofusión, en el que el calor necesario se obtiene por el efecto reductor del aluminio sobre el óxido de cobre que genera una reacción exotérmica de alta temperatura, donde el material de aporte será el cobre fundido y recalentado, resultante de dicha reacción química [1]. Esta técnica de unión es empleada en la industria ferroviaria para la unión de los rieles, en las soldaduras de puesta a tierra [2, 3] y durante la protección catódica de cañerías de conducción. En este trabajo se caracteriza la soldadura cuproaluminotérmica para la protección catódica de cañerías de acero API 5L X46 y X52 en dos espesores, modificando la sección del conducto de cobre y la carga aplicada. El objetivo es obtener las condiciones óptimas de unión sin afectar la integridad de la cañería para ello se realizarán ensayos macroscópicos, microscópicos y barridos de microdureza en la zona afectada por calor de la soldadura. Se realizaron un total de 25 probetas considerando además distintas marcas de fundentes y tamaños de crisol. Un área de contacto inadecuada puede producir falta de protección catódica de la cañería mientras que una unión con excesiva difusión de cobre en borde de grano puede producir corrosión acelerada y microfisuras en el metal base [4,1] es por ello que se busca la condición óptima de unión en función del grado de acero y espesor de cañería.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
ملخص اللحام النحاسي الحراري هو عملية اندماج حراري، يتم فيها الحصول على الحرارة اللازمة عن طريق التأثير المخفض للألمنيوم على أكسيد النحاس الذي يولد تفاعلًا طاردًا للحرارة بدرجة حرارة عالية، حيث ستكون مادة الحشو هي النحاس المنصهر والمعاد تسخينه، الناتج عن التفاعل الكيميائي المذكور [1]. تُستخدم تقنية الربط هذه في صناعة السكك الحديدية لربط القضبان، وفي تأريض اللحامات [2، 3] وأثناء الحماية الكاثودية لأنابيب التوصيل. في هذا العمل، يتميز اللحام النحاسي الحراري بالحماية الكاثودية لأنابيب الصلب API 5L X46 و X52 بسمكين، مما يعدل قسم القناة النحاسية والحمل المطبق. الهدف هو الحصول على ظروف الربط المثلى دون التأثير على سلامة الأنبوب. لهذا الغرض، سيتم إجراء اختبارات مجهرية ومجهرية ومسح الصلابة الدقيقة في المنطقة المتأثرة بحرارة اللحام. تم صنع ما مجموعه 25 عينة، مع الأخذ في الاعتبار أيضًا ماركات مختلفة من التدفقات وأحجام البوتقات. يمكن أن تتسبب منطقة التلامس غير الكافية في نقص الحماية الكاثودية للأنبوب بينما يمكن أن يتسبب المفصل ذو الانتشار النحاسي المفرط عند حافة الحبيبات في تآكل متسارع وتشققات دقيقة في المعدن الأساسي [4،1]، وهذا هو السبب في البحث عن حالة المفصل المثلى اعتمادًا على درجة سماكة الفولاذ والأنابيب.Translated Description (English)
SUMMARY Cuproaluminothermal welding is a thermofusion process, in which the necessary heat is obtained by the reducing effect of aluminum on copper oxide that generates a high temperature exothermic reaction, where the filler material will be the molten and reheated copper, resulting from said chemical reaction [1]. This joining technique is used in the railway industry for the joining of rails, in grounding welds [2, 3] and during the cathodic protection of conduction pipes. In this work, cuproaluminothermal welding is characterized for the cathodic protection of API 5L X46 and X52 steel pipes in two thicknesses, modifying the section of the copper conduit and the applied load. The objective is to obtain the optimal joining conditions without affecting the integrity of the pipe. For this purpose, macroscopic, microscopic tests and microhardness sweeps will be carried out in the area affected by heat of the weld. A total of 25 specimens were made, also considering different brands of fluxes and crucible sizes. An inadequate contact area can cause a lack of cathodic protection of the pipe while a joint with excessive copper diffusion at the grain edge can cause accelerated corrosion and microcracks in the base metal [4,1], which is why the optimal joint condition is sought depending on the degree of steel and pipe thickness.Translated Description (French)
RÉSUMÉ La soudure cuproaluminothermique est un processus de thermofusion, dans lequel la chaleur nécessaire est obtenue par l'effet réducteur de l'aluminium sur l'oxyde de cuivre qui génère une réaction exothermique à haute température, où le matériau d'apport sera le cuivre fondu et réchauffé, résultant de ladite réaction chimique [1]. Cette technique d'assemblage est utilisée dans l'industrie ferroviaire pour l'assemblage des rails, dans les soudures de mise à la terre [2, 3] et lors de la protection cathodique des canalisations de conduite. Dans ce travail, la soudure cuproaluminothermique est caractérisée pour la protection cathodique des tuyaux en acier API 5L X46 et X52 en deux épaisseurs, en modifiant la section du conduit de cuivre et la charge appliquée. L'objectif est d'obtenir les conditions optimales d'assemblage sans affecter l'intégrité de la tuyauterie. Pour ce faire, des essais macroscopiques, microscopiques et des balayages de microdureté seront effectués dans la zone affectée par la chaleur de la soudure. Un total de 25 éprouvettes ont été réalisées en tenant compte de différentes marques de flux et tailles de creuset. Une zone de contact inadéquate peut produire un manque de protection cathodique de la tuyauterie tandis qu'une liaison avec une diffusion excessive du cuivre sur le bord du grain peut produire une corrosion accélérée et des microfissures dans le métal de base [4,1], c'est pourquoi la condition optimale de liaison est recherchée en fonction du degré d'acier et de l'épaisseur de la tuyauterie.Files
1517-7076-rmat-23-02-e11999.pdf.pdf
Files
(552.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d9804afdb4ef985331e5954217fddca5
|
552.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- توصيف اللحامات النحاسية الحرارية في أنابيب التوصيل للحماية الكاثودية
- Translated title (English)
- Characterization of cuproaluminothermal welds in conduction pipes for cathodic protection
- Translated title (French)
- Caractérisation des soudures cuproaluminothermiques dans les canalisations de conduction pour la protection cathodique
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2884185934
- DOI
- 10.1590/s1517-707620180002.0336
References
- https://openalex.org/W1991315501
- https://openalex.org/W4231535762