- 1. ¿Por qué el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) es un paso obligatorio para las tuberías de acero de alta presión?
- 2. Cinco tipos de procesos de tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT): principios, efectos mecánicos y productos aplicables.
- 3. Efectos del tratamiento térmico posterior a la soldadura en cuatro propiedades mecánicas clave.
- 4. Verificación de calidad posterior al tratamiento térmico posterior a la soldadura: Sistema de ensayos mecánicos
- 5. Ensayos no destructivos: Verificación de la calidad de la soldadura interna después del tratamiento térmico posterior a la soldadura
- 6. Laboratorio interno de LONGMA: Control de calidad del proceso completo de tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT)
- 7. Lista de verificación para la evaluación de proveedores de tuberías de acero con capacidad para tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT).
- 8. Preguntas frecuentes: Tratamiento térmico posterior a la soldadura de tuberías de acero: preguntas comunes sobre adquisiciones
- 9. Acerca de LONGMA: Proveedor de tuberías de acero soldadas con capacidad completa de tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT).
Aplicaciones: Oleoductos y gasoductos · Recipientes a presión · Calderas de centrales eléctricas · Ingeniería offshore · Tuberías de transmisión de gran diámetro
El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) es uno de los pasos más críticos del proceso que determinan la calidad y la vida útil de las uniones soldadas de tuberías de acero. En entornos de alta presión, alta temperatura o criogénicos, las uniones soldadas que no han recibido un tratamiento térmico adecuado pueden sufrir tensiones residuales excesivas, una dureza fuera de especificación o una tenacidad insuficiente, lo que puede provocar agrietamiento por corrosión bajo tensión, agrietamiento retardado o fallas por fatiga que amenazan directamente la seguridad de la tubería.
Esta guía abarca los principios del proceso PWHT, una comparación de cinco métodos de tratamiento térmico, los efectos sobre cuatro propiedades mecánicas clave, los métodos de verificación NDT y una lista de verificación para la evaluación de proveedores, lo que proporciona una referencia técnica completa para ayudar a los compradores e ingenieros de EPC a identificar y mitigar los riesgos del tratamiento térmico en la etapa de adquisición.
¿Por qué el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) es un paso obligatorio para las tuberías de acero de alta presión?
Durante la soldadura, la zona de soldadura experimenta un calentamiento y enfriamiento rápidos, lo que genera los siguientes problemas que, de no resolverse, conllevan graves consecuencias en el servicio:
| Problema de soldadura | Causa principal | Consecuencia en servicio | Estándar aplicable |
| tensiones residuales de soldadura | Contracción por enfriamiento no uniforme de la soldadura | Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) | ASME BPVC / API 5L |
| Endurecimiento martensítico | Tasa de enfriamiento excesiva | Agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC) / agrietamiento retardado | NACE MR0175 |
| Fragilización de la ZAT | Engrosamiento del grano; reducción de la tenacidad | Fractura frágil a baja temperatura; fallo por fatiga | Prueba de impacto Charpy API 5L PSL2 |
| Distorsión de soldadura | Entrada de calor no uniforme | Inconformidad dimensional; dificultades de instalación | Sección 10 de la API 5L |
| Dureza excesiva de la zona afectada por el calor (ZAC) | Endurecimiento por temple de la zona afectada por el calor | corrosión bajo tensión por sulfuro (SSC) | NACE MR0175 (≤ 22 HRC) |
Las normas ASME, API y ASTM especifican los requisitos de tratamiento térmico para ciertas categorías de tuberías de acero soldadas, según el grado del acero, el espesor de la pared y las condiciones de servicio. No confirmar los requisitos de tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) durante la fase de adquisición es uno de los errores más comunes en los proyectos de tuberías de alta presión.
Cinco tipos de procesos de tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT): principios, efectos mecánicos y productos aplicables.
Los distintos métodos de tratamiento térmico corrigen diferentes deficiencias de rendimiento. La selección debe basarse en el tipo de acero, el espesor de la pared y las especificaciones del proyecto.
| Tipo de tratamiento térmico | Propósito primario | Efecto sobre las propiedades mecánicas | Productos típicos aplicables |
| Alivio del estrés (SR) | Reducir las tensiones residuales de soldadura | Mejora la estabilidad dimensional; previene la corrosión bajo tensión. | Tubería LSAW; tubería soldada de pared media a gruesa |
| Normalización (N) | Refinar la estructura del grano; homogeneizar la microestructura. | Mejora la resistencia y la tenacidad al impacto a bajas temperaturas. | Tubería de línea ASTM A672 / de grado medio a alto |
| Templado (T) | Reducir la dureza de la zona afectada por el calor; mejorar la ductilidad. | Mejora la resistencia; previene la corrosión bajo tensión. | Tubería de alta presión; tubería para servicio de H₂S |
| Normalización + Templado (N+T) | Optimizar el equilibrio entre resistencia y tenacidad. | Logra la mejor combinación de fuerza y resistencia. | Tubería de alta calidad ASTM A691 / X70 |
| Solución de recocido | Disuelve los precipitados de carburo; restaura la resistencia a la corrosión. | Mejora significativamente la resistencia a la corrosión | Tubo de acero inoxidable austenítico; tubo de acero dúplex |
💡 Un tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) bien ejecutado no solo restaura las propiedades de la zona de soldadura, sino que también mejora el rendimiento de la junta soldada hasta alcanzar un nivel similar o igual al del material base. El tipo de tratamiento térmico debe especificarse claramente en la orden de compra durante la fase de adquisición, mediante la designación de clase o la especificación del proyecto correspondiente. No se puede añadir retroactivamente después de la producción.
Efectos del tratamiento térmico posterior a la soldadura en cuatro propiedades mecánicas clave.
3.1 Resistencia al rendimiento
Tras un tratamiento de normalización adecuado, la estructura granular se vuelve más uniforme, la resistencia a la fluencia se estabiliza y la anisotropía del material se reduce. Esto es especialmente importante para tuberías de alta calidad como las API 5L X65 y X70 , ya que estos materiales tienen rangos de temperatura de tratamiento térmico muy ajustados, y cualquier desviación afectará a que la resistencia a la fluencia final cumpla con el requisito mínimo de la norma API 5L.
| Tipo de tratamiento térmico | Efecto sobre el límite elástico | Riesgo clave |
| La normalización | Estabiliza y homogeneiza la resistencia a la fluencia. | Una temperatura excesivamente alta puede reducir la resistencia por debajo del mínimo. |
| Alivio del estrés | Ligera reducción (normalmente < 5%) | Aún debe cumplir con el requisito de rendimiento mínimo estándar. |
| Normalización + Templado | Ligeramente inferior al valor normalizado únicamente; resistencia superior. | Se debe verificar el cumplimiento con los valores mínimos especificados por la API 5L. |
3.2 Resistencia al impacto Charpy
La resistencia al impacto es la propiedad mecánica a la que los compradores prestan más atención después del tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT), ya que determina directamente si la tubería puede funcionar de forma segura en condiciones de servicio a bajas temperaturas.
| Estado del producto | Nivel de energía de impacto | Riesgo de bajas temperaturas |
| Tal como se soldó (sin tratamiento térmico posterior a la soldadura) | Estructura de grano grueso; la tenacidad al impacto se reduce significativamente. | Altamente susceptible a la fractura frágil a bajas temperaturas. |
| Después de aliviar el estrés | Mejora moderada de la resistencia. | Apto únicamente para servicio a temperatura ambiente o moderada. |
| Después de normalizar | Refinamiento del grano; la energía absorbida aumentó significativamente. | Puede cumplir con los requisitos de impacto a baja temperatura PSL2. |
| Después de la normalización + templado | Máxima resistencia; se aproxima al nivel del material base. | Adecuado para GNL, aplicaciones árticas y otros servicios criogénicos exigentes. |
La norma ASTM A672 exige que los productos de diferentes grados se sometan a pruebas de impacto según lo estipulado en el contrato de compra. La temperatura de prueba y el requisito de energía mínima absorbida deben indicarse explícitamente en el documento de compra.
3.3 Dureza HAZ
La zona afectada por el calor (ZAC) suele ser la zona de mayor dureza en toda la tubería. Una dureza excesiva no solo afecta a la maquinabilidad, sino que también introduce riesgo de agrietamiento inducido por hidrógeno y corrosión bajo tensión por sulfuros (CST).
| Condición de dureza | Supervisión | Norma/límite aplicable |
| Dureza de la zona afectada por el calor excesiva (> 22 HRC) | Alto riesgo de HIC y SSC | NACE MR0175 / ISO 15156: ≤ 22 HRC |
| Después de templar | Dureza reducida; riesgo de SSC significativamente menor. | Adecuado para su uso en medios ácidos o que contengan H₂S. |
| Después de la normalización + templado | Dureza uniforme; la zona afectada por el calor se aproxima al material base. | Cumple con los exigentes requisitos de servicio en ambientes corrosivos. |
3.4 Resistencia a la tracción y ductilidad
El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) elimina los defectos microestructurales y reduce la concentración de tensiones, mejorando tanto la capacidad de carga general como la adaptabilidad a la flexión de la junta soldada:
| Dimensión de propiedad | Antes del tratamiento térmico posterior a la soldadura | Después del tratamiento térmico posterior a la soldadura | Estándar de verificación |
| Resistencia a la tracción | Posibles zonas localizadas de baja resistencia en la soldadura | Material base de aproximación; uniforme y estable | Ensayo de tracción ASTM A370 |
| Alargamiento | Ductilidad reducida en la zona de soldadura | Capacidad mejorada de deformación plástica en la zona de soldadura | Requisito de elongación ASTM A370 |
| Rendimiento de flexión | Propenso a agrietarse en la zona de soldadura. | La tasa de aceptación de curvatura mejoró significativamente. | Ensayo de flexión guiada ASTM A370 |
Verificación de calidad posterior al tratamiento térmico posterior a la soldadura: Sistema de ensayos mecánicos
Una vez finalizado el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT), es obligatorio realizar pruebas sistemáticas para verificar que dicho tratamiento haya logrado el efecto deseado. Las normas internacionales exigen las siguientes pruebas:
| Elemento de prueba | Propósito | Estándar de referencia | Enfoque clave |
| Ensayo de tracción | Verificar el límite elástico, la resistencia a la tracción y el alargamiento. | ASTM A370 | ¿Cumple con los requisitos mínimos para el tipo de acero? |
| Prueba de impacto de Charpy | Verificar la tenacidad a baja temperatura | ASTM A370 / ISO 148-1 | Temperatura de prueba y valor mínimo de energía absorbida |
| Prueba de dureza (Brinell / Rockwell) | Prevenir la dureza excesiva de la zona afectada por el calor (ZAC) que provoca corrosión bajo tensión/inflamación inducida por calor (SSC/HIC). | ASTM E10 / ASTM E384 | Por lo general, no debe exceder los 22 HRC. |
| Examen metalográfico | Observar la morfología del grano y los cambios microestructurales. | ASTM E3 / ASTM E407 | Clasificación del tamaño de grano y uniformidad microestructural |
| Prueba de flexión guiada | Verificar la capacidad de deformación plástica de la soldadura | ASTM A370 | Criterios de evaluación del ángulo de flexión y de las grietas |
| Registro PWHT | Demostrar que los parámetros del proceso cumplieron con las especificaciones. | Ficha de procedimiento de tratamiento térmico/WPS del proyecto | Se registra automáticamente la curva completa de temperatura-tiempo. |
⚠️ Los registros de PWHT (curvas de temperatura-tiempo) son el documento que con mayor frecuencia se pasa por alto en la aceptación de compras. Un proveedor que no puede proporcionar registros de tratamiento térmico no puede demostrar que el PWHT se realizó según las especificaciones. Siempre exija este documento explícitamente en la orden de compra.
Ensayos no destructivos: Verificación de la calidad de la soldadura interna después del tratamiento térmico posterior a la soldadura
Una vez finalizado el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT), la inspección visual por sí sola no permite evaluar el estado interno de la soldadura. Se deben aplicar los siguientes cuatro métodos de ensayos no destructivos (END) en combinación:
| Método NDT | Propósito | Defectos detectables | Estándares clave |
| Pruebas ultrasónicas (UT) | Detectar defectos internos de soldadura y del cuerpo de la tubería | Penetración incompleta, grietas, laminaciones, inclusiones de escoria. | ASTM E164 / ISO 17640 |
| Pruebas radiográficas (RT) | Obtener registro de imagen del interior de la soldadura | Porosidad, falta de fusión, agrietamiento | ASTM E1032 / ISO 17636-1 |
| Prueba de partículas magnéticas (MT) | Detectar defectos superficiales y subsuperficiales | Grietas superficiales, socavado | ASTM E709 / ISO 17638 |
| Pruebas de Líquidos Penetrantes (PT) | Detectar defectos superficiales abiertos | Microfisuras, poros (materiales no magnéticos) | ASTM E1417 / ISO 3452 |
💡 Para tuberías de alta presión y entornos de servicio corrosivos con H₂S, se recomienda encarecidamente realizar una inspección UT + RT al 100 % en todas las soldaduras después de la finalización del tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT), para confirmar que el propio proceso de tratamiento térmico no haya introducido nuevos defectos internos, como grietas por tratamiento térmico.
Laboratorio interno de LONGMA: Control de calidad del proceso completo de tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT)
Un fabricante con un laboratorio interno integral ofrece una mayor consistencia entre lotes y una mejor trazabilidad de la calidad que uno que depende únicamente de pruebas de terceros. El laboratorio de LONGMA cubre todos los puntos de inspección críticos antes y después del tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT):
| Etapa de inspección | Artículos inspeccionados | Propósito |
| Materia prima entrante | Composición química (OES) / PMI / propiedades mecánicas | Confirmar el equivalente de carbono y la soldabilidad; determinar los requisitos de precalentamiento o tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT). |
| Durante la soldadura | Registros de parámetros de soldadura / temperatura de precalentamiento / temperatura entre pasadas | Prevenir el endurecimiento y el agrietamiento por frío de la zona afectada por el calor. |
| Durante el PWHT | Registro automático de la curva temperatura-tiempo (PLC) | Demostrar que los parámetros del tratamiento térmico cumplen plenamente con la especificación WPS y del proyecto. |
| Después del tratamiento térmico posterior a la soldadura | Tracción / impacto / dureza / metalografía / flexión / UT / RT | Verificación exhaustiva de la eficacia del tratamiento térmico y la integridad de la soldadura. |
| Archivado de documentos | EN 10204 3.1 MTC / Informes NDT / Registros PWHT | Admite la aceptación por terceros, la auditoría del proyecto y el despacho de aduanas de exportación. |
LONGMA admite la supervisión in situ por parte de SGS, BV, TÜV, DNV y otras agencias de inspección externas, y puede proporcionar certificados de prueba de fábrica EN 10204 3.1 / 3.2. Los registros del proceso PWHT están completamente referenciados a los números de colada de las tuberías y a los documentos MTC.
Lista de verificación para la evaluación de proveedores de tuberías de acero con capacidad para tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT).
Las dimensiones de evaluación que se detallan a continuación pueden utilizarse directamente para la elaboración de solicitudes de cotización y la evaluación de la cualificación de proveedores:
| Elemento de evaluación | Requisito recomendado | Cómo verificar |
| Equipo de tratamiento térmico | Control automático de temperatura con registro completo de temperatura del proceso mediante PLC | Solicite la lista de equipos y los registros históricos de temperatura de muestra. |
| Ejecución del procedimiento PWHT | Ejecutado según las normas ASME/API/ASTM; respaldado por un WPS calificado. | Solicitar documentos WPS/PQR |
| Capacidad de ensayos mecánicos | Cobertura completa: tracción / impacto / dureza / metalografía / flexión | Solicitar informes de pruebas históricas |
| capacidad de END | UT + RT + MT + PT: los cuatro métodos están disponibles. | Revise la lista de equipos y los informes de END de muestra. |
| Laboratorio propio | Laboratorio independiente que cubre todo el alcance de la inspección previa y posterior al tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT). | Auditoría de fábrica o evaluación por terceros |
| Documentación de MTC | EN 10204 3.1; incluye registros de tratamiento térmico | Solicite muestras de MTC y curvas de temperatura-tiempo. |
| Inspección de terceros | SGS / BV / TÜV / DNV disponibles para la certificación. | Nombre del organismo de inspección y puntos de retención en la orden de compra |
| Historial del proyecto | Petróleo y gas / energía / proyectos a gran escala en alta mar | Solicitar lista de proyectos de referencia |
Preguntas frecuentes: Tratamiento térmico posterior a la soldadura de tuberías de acero: preguntas comunes sobre adquisiciones
P1: ¿Es obligatorio el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) para todas las tuberías de acero soldadas?
No, no todas las tuberías soldadas requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT). Su necesidad depende del grado del acero, el espesor de la pared, el equivalente de carbono (CE) y las condiciones de servicio. El PWHT suele ser necesario en las siguientes situaciones: cuando el espesor de la pared supera el umbral especificado por el código aplicable (por ejemplo, ASME B31.3); en servicio a alta o baja temperatura; en medios corrosivos que contienen H₂S; o en requisitos de alta calidad como API 5L PSL2 o ASTM A672. Los requisitos de PWHT deben indicarse claramente en la especificación de compra durante la fase de adquisición para evitar disputas posteriores a la producción.
P2: ¿El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) reducirá la resistencia de la tubería de acero?
Un tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) bien ejecutado no provocará que el producto incumpla los requisitos mínimos de resistencia estándar. El alivio de tensiones puede causar una ligera reducción en el límite elástico (normalmente < 5%), pero el normalizado o el normalizado + revenido generalmente mejoran tanto la resistencia como la tenacidad simultáneamente. El requisito fundamental es que el procedimiento de tratamiento térmico esté cualificado mediante WPS/PQR y se ejecute estrictamente dentro del intervalo de temperatura y tiempo especificado.
P3: ¿Qué documentos debo requerir al comprar tubería de acero con tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT)?
Un conjunto completo de documentos de adquisición de tuberías con tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) debe incluir: ① EN 10204 3.1 MTC con composición química y propiedades mecánicas; ② Registros de la curva temperatura-tiempo del PWHT; ③ Documentos de calificación del procedimiento de soldadura (WPS/PQR); ④ Informes de ensayos de tracción, impacto, dureza y metalografía; ⑤ Informes de ensayos no destructivos (UT/RT); ⑥ Informe de inspección dimensional. Si falta alguno de estos seis documentos, el sistema de trazabilidad de la calidad está incompleto.
P4: ¿Cuál es la relación entre el equivalente de carbono (EC) y los requisitos de precalentamiento/PWHT?
El equivalente de carbono (CE) es el índice principal para evaluar la soldabilidad del acero y determinar si se requiere precalentamiento. Cuanto mayor sea el valor de CE, mayor será el riesgo de agrietamiento en frío durante la soldadura, lo que generalmente requiere temperaturas de precalentamiento más altas y requisitos de tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) más estrictos. La norma API 5L PSL2 especifica límites superiores de CE explícitos para cada grado de acero; estos deben verificarse en el MTC. Una tubería con un valor de CE superior al límite puede parecer aceptable en la inspección externa, pero conlleva un riesgo latente de soldabilidad.
P5: ¿Cómo puedo verificar que un proveedor realmente tiene capacidad para realizar tratamientos térmicos posteriores a la soldadura (PWHT)?
Verificar desde los siguientes ángulos: ① Solicitar la especificación del equipo del horno de tratamiento térmico y la descripción del sistema de control de temperatura PLC; ② Solicitar registros históricos de la curva de temperatura-tiempo del PWHT; ③ Confirmar que los documentos WPS/PQR incluyan parámetros del proceso de tratamiento térmico; ④ Solicitar informes de la prueba de impacto Charpy posterior al PWHT que incluyan la temperatura de prueba y los valores de energía; ⑤ Organizar una auditoría de fábrica o una presencia in situ del proceso PWHT por parte de SGS, BV o TÜV; este es el método de verificación más directo y fiable.
Acerca de LONGMA: Proveedor de tuberías de acero soldadas con capacidad completa de tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT).
LONGMA cuenta con más de 20 años de experiencia en la fabricación de tuberías de acero ERW y LSAW. Nuestra capacidad de tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) abarca toda la gama de procesos de tratamiento térmico: alivio de tensiones, normalizado, revenido y normalizado + revenido.
▸ Certificación multiestándar: API 5L (PSL1/PSL2) / ASTM A672 / ASTM A691 / ISO 3183 — Tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) ejecutado según WPS/PQR calificado.
▸ Hornos de tratamiento térmico automatizados con registro de temperatura de proceso completo mediante PLC; se suministran curvas de temperatura-tiempo junto con el MTC.
▸ Laboratorio propio: ensayos de tracción / impacto a baja temperatura / dureza / metalografía / flexión / ultrasonidos / radiografías — cobertura completa
▸ EN 10204 3.1 Certificados de prueba de fábrica; registros de PWHT totalmente referenciados a los números de colada de las tuberías a lo largo de toda la cadena de suministro.
▸ Soporte de inspección de terceros: SGS / BV / TÜV / DNV: supervisión in situ del proceso PWHT y auditoría de fábrica disponibles.
▸ Capacidad de tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) para tuberías de pared gruesa LSAW de gran diámetro, que abarca grados de acero API 5L X52 a X70.
Si necesita tuberías de acero que requieran tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) o tiene preguntas técnicas sobre dicho tratamiento, póngase en contacto con LONGMA para obtener: plan de proceso PWHT, informes de pruebas históricas, confirmación de especificaciones y presupuesto del proyecto.
