Cincuenta años de soldadura en centrales eléctricas de China

Thread Content

1. Resumen de la soldadura en las centrales eléctricas. Con el desarrollo de la industria eléctrica en China, la soldadura en estas centrales ya cuenta con cincuenta años de historia. Al reflexionar sobre estos últimos cincuenta años, no podemos dejar de sentirnos orgullosos y satisfechos por los logros extraordinarios que ha alcanzado la especialidad de la soldadura. Hoy en día, la industria eléctrica de nuestro país ha pasado de contar con 1850 MW a principios de la fundación del país, lo que lo situaba en el puesto 21 a nivel mundial, para convertirse hoy en uno de los principales países productores de energía eléctrica del mundo. Para finales de 2001, la capacidad instalada de generación de energía eléctrica en nuestro país alcanzó los 338 millones de kilovatios. La producción anual de energía fue de 1478 mil millones de kilovatios-hora. Tanto la capacidad instalada como la producción anual de energía eléctrica del país ocuparon el segundo lugar a nivel mundial ； En todo el país, existen 92 centrales eléctricas con una capacidad instalada de 1000 MW o más. De ellas, 16 son centrales hidroeléctricas y 1 es una central nuclear ； En todo el país, existen 848 unidades generadoras de energía térmica con una capacidad de 100 MW o más. De estas, 290 tienen una capacidad de 300 MW o más ； 40 MW y más: 354 unidades, de las cuales 52 tienen una capacidad de 300 MW y más ； 5 unidades de energía nuclear de 300 MW o más, y 6 en fase de instalación. Las unidades de gran tamaño se han convertido en las principales fuentes de generación de energía en China. Actualmente, nuestro país ya ha desarrollado una estructura general de plantas generadoras basada principalmente en unidades térmicas, con el apoyo de plantas hidroeléctricas y nucleares cuyo desarrollo se está acelerando. La capacidad de generación eléctrica cubre, en gran medida, las necesidades del desarrollo económico del país. Todos estos avances y desarrollos están estrechamente relacionados con el arduo trabajo de los trabajadores especializados en soldadura en la industria eléctrica. Debido al aumento de la capacidad de las unidades, a la mejora de sus parámetros, así como a la creciente complejidad en los tipos y especificaciones del acero y de los materiales de soldadura utilizados, aumenta también el volumen de trabajo. Se incrementa el número de juntas de soldadura, así como el número de juntas entre diferentes tipos de acero. Además, aumenta el espesor de las paredes de los tubos, y las exigencias en cuanto a seguridad son cada vez mayores. Por lo tanto, los estándares de calidad en los procesos de soldadura y las normas de inspección también se vuelven más estrictos. Estos cambios tecnológicos exigen que los trabajadores dedicados a la soldadura en las centrales eléctricas mejoren la calidad de su trabajo, aumenten la eficiencia y prolonguen la vida útil y la seguridad de las uniones soldadas, a fin de adaptarse a las necesidades del desarrollo de las técnicas avanzadas de soldadura en las centrales eléctricas modernas. 2 Desarrollo y estado actual de las técnicas de soldadura en las centrales eléctricas. La soldadura, como método de unión más económico y eficaz, ha ido evolucionando junto con el desarrollo del acero. Durante casi un siglo, a medida que avanzaba la industrialización, la variedad de aceros ha ido en aumento. La tecnología de soldadura también ha experimentado un desarrollo rápido; se han logrado avances significativos en todos los aspectos relacionados con los métodos de soldadura, los materiales utilizados, los procesos de soldadura y la gestión de la calidad de las soldaduras. En nuestro país, la tecnología de soldadura para centrales eléctricas también ha evolucionado siguiendo esta tendencia. El trabajo de soldadura en las centrales eléctricas varía según el tipo de unidad, y sus direcciones y características de desarrollo también difieren. La principal diferencia se manifiesta en las tendencias de desarrollo de los aceros utilizados en cada tipo de central eléctrica (materiales sometidos a soldadura). Dada la situación actual, las centrales térmicas tienen como dirección principal en la investigación y desarrollo de soldaduras el acero de alta resistencia al calor ； En las centrales hidroeléctricas, el acero de alta resistencia constituye la dirección principal en la investigación y desarrollo de procesos de soldadura. 2.1 Centrales térmicas 2.1.1 Acero utilizado en los principales equipos de las centrales y su soldadura Desde el año 1879, cuando surgió la industria eléctrica en nuestro país, hasta principios de los años 50, se utilizaron únicamente unidades de baja presión y un pequeño número de unidades de presión media. El acero más utilizado era el acero al carbono de alta calidad; además, se emplearon numerosas piezas fundidas. La soldadura se utilizaba poco en esos sistemas. No fue hasta la instalación de unidades de temperatura y presión media a principios de la década de 1950, así como de unidades de alta temperatura y alta presión, que se pudo hablar verdaderamente de soldadura. Sobre esta base, durante los últimos 50 años, el acero utilizado en los equipos principales de las centrales eléctricas de nuestro país, así como sus procesos de soldadura, han pasado por las siguientes etapas de desarrollo: (1) Acero al carbono común y acero al carbono de alta calidad, suministrados en estado de laminado en caliente o tratado térmico. La temperatura de uso es inferior a 450 °C. En cuanto a la soldadura, no existen características específicas para este sector; el enfoque principal en el control de la soldadura es mejorar la calidad de las uniones mediante el perfeccionamiento de las habilidades de los soldadores. Este tipo de acero se utilizaba antes de la década de 1950 en calderas de centrales eléctricas y tuberías a presión; actualmente, se emplea principalmente en equipos auxiliares y tuberías a temperaturas inferiores a 450 °C. Durante este período se desarrolló el acero 12Mo, capaz de aumentar ligeramente la temperatura de resistencia al calor (por debajo de 480 °C). No hubo novedades en cuanto a los procesos de soldadura. Además, debido a la tendencia del acero Mo a grafitizarse, actualmente se utiliza muy poco. (2) Aceros resistentes al calor de baja aleación Cr-Mo y Cr-Mo-V; su contenido de Cr suele ser inferior al 3%. Casi siempre se suministran en estado templado, y pueden utilizarse a temperaturas inferiores a 545 °C. Este tipo de aceros se sigue utilizando desde la década de 1950 hasta el presente. Ejemplos de ellos son el 12CrMo, el 12Cr2Mo (10CrMo910) y el 12Cr1MoV. Se puede decir que se trata de los primeros productos pertenecientes a la categoría de aceros resistentes al calor. Dado que se suministra en estado de templado, las características de soldadura presentan un cambio cualitativo en comparación con los aceros del tipo (1) mencionados anteriormente. La adición de elementos aleantes resistentes al calor aumenta la posibilidad de aparición de grietas por soldadura; además, la complejidad del proceso de soldadura también aumenta. En la mayoría de los casos, es necesario realizar un precalentamiento antes de la soldadura y un tratamiento térmico posterior, pero aún así existen amplios márgenes en cuanto a los parámetros del proceso. En la década de 1960, nuestro país desarrolló varios tipos de aceros resistentes al calor de baja aleación, reforzados con compuestos múltiples. El acero 102 (12Cr2MoWVTiB), cuya temperatura de uso es inferior a 580 °C, es un ejemplo representativo de este tipo de aceros. Las características de soldadura de estos aceros también son similares. (3) Los aceros 9Cr-1Mo y 12Cr-1Mo de las primeras generaciones se suministraban siempre en estado templado; además, su temperatura de uso podía llegar hasta los 600 °C. Se puede decir que estos aceros representan la segunda generación de aceros resistentes al calor. El acero 9Cr-1Mo apareció en las unidades importadas instaladas en el país durante la década de 1960, como el HT7 de Suecia ； El acero 12Cr-1Mo apareció a principios de los años 70 en las unidades importadas instaladas en el país, como las F12 y F11 de Alemania, y la HT9 de Suecia. Este tipo de acero, debido a su alto contenido de carbono y de elementos aleantes, tiene una soldabilidad muy deficiente; por lo tanto, la precisión en los procedimientos de soldadura se vuelve una característica fundamental durante el proceso de soldadura. El calentamiento previo, la soldadura (con una restricción estricta en la cantidad de calor aplicado durante la soldadura), el enfriamiento hasta por debajo de la temperatura de transformación en martensita, y posteriormente el calentamiento inmediato para realizar el tratamiento térmico posterior a la soldadura, constituyen los procesos típicos de esta técnica. Tras conocer esta característica de la soldadura, los trabajadores del sector eléctrico dedicaron muchos años y una gran cantidad de esfuerzos a la investigación, centrándose principalmente en superar las grietas por enfriamiento durante el proceso de soldadura. (4) Acero mejorado 9Cr-1Mo, es decir, acero T91/P91. Este tipo de acero fue desarrollado por Estados Unidos entre las décadas de 1970 y 1980, a partir del acero 9Cr-1Mo original. A mediados de la década de 1990 aparecieron en las unidades importadas instaladas en el país; actualmente, se utilizan de forma bastante generalizada en las grandes calderas de centrales eléctricas de nuestro país. Se puede decir que este tipo de acero representa la tercera generación de aceros resistentes al calor. Su principal característica es la reducción del contenido de carbono. También se trata de un acero reforzado mediante composiciones múltiples, pero el contenido de cada elemento de aleación está controlado de manera muy estricta. Esto permite mejorar la plasticidad y la soldabilidad del acero, además de aumentar su estabilidad a altas temperaturas. La resistencia a largo plazo de este acero a 600 °C es casi un 70% superior a la de los aceros F11 y F12. En la industria eléctrica, durante el proceso de soldadura de este tipo de aceros, gracias al acceso a información técnica de nivel superior proveniente del extranjero y a décadas de experiencia en la soldadura de aceros de tipos (3) y (4), ha habido un cambio importante en la forma de pensar de los soldadores. Poco a poco, su enfoque pasó de no prestar mucha atención a la cantidad de calor aplicado durante la soldadura de los aceros de tipos (1) y (2), a la comprensión actual de que el proceso de soldadura y las técnicas de operación no son lo mismo. En la soldadura de este tipo de aceros, la importancia de las técnicas de operación por parte del soldador ha pasado a ser secundaria ； El proceso de soldadura que se utilice debe ser evaluado. La base para dicha evaluación ya no son las propiedades mecánicas a temperatura ambiente, sino que ahora se presta atención a verificar si la unión soldada puede alcanzar la ductilidad y la estructura microestructural deseadas ； La soldadura de este tipo de acero debe estar estrictamente controlada durante todo el proceso de soldadura. Este tipo de acero exige un nivel de precisión mucho mayor en el proceso de soldadura, en comparación con los aceros 9Cr-1Mo de épocas anteriores. Se requiere una cantidad mayor de calor durante la soldadura. Además, la temperatura y el tiempo de retención térmica después de la soldadura tienen una gran influencia en la tenacidad de las uniones soldadas; por lo tanto, es necesario prestarles la debida atención. (5) Los aceros T92/P92 (NF616) y T122/P122 (HCM12A). A principios de la década de 1990, primero Japón y luego Europa, basándose en una gran cantidad de datos obtenidos a partir del uso a largo plazo del acero T91/P91, procedieron a investigar y mejorar aún más este tipo de acero, así como el acero 12Cr-1Mo, con el objetivo de garantizar su estabilidad durante operaciones a altas temperaturas a largo plazo. Se puede decir que se trata de la cuarta generación de aceros resistentes al calor. Su característica principal es la adición del elemento W, lo que reduce la presencia de elementos como el Mo, que disminuyen la estabilidad del acero a altas temperaturas. Además, se ha mejorado el proceso de laminación mediante técnicas de control durante la laminación, lo que ha elevado significativamente la estabilidad del acero a altas temperaturas. Su resistencia a largo plazo a 620 °C es casi un 40% superior a la del T91/P91. El acero T92 ya se utilizaba en las unidades importadas de finales de la década de 1990. Una característica de su soldadura es que el acero ya ha sido estudiado y fabricado de manera muy precisa. Incluso con requisitos estrictos en cuanto al proceso de soldadura, no se logran alcanzar las propiedades del acero, lo que resalta aún más la importancia de dicho proceso. Algunas de las grandes empresas fabricantes de calderas para centrales eléctricas en el país ya han completado la evaluación de los procesos de soldadura del acero T92/P92; su uso a gran escala está a la vuelta de la esquina. El acero T122/P122 también fue desarrollado siguiendo este mismo enfoque, a partir del acero F12; actualmente aún no se ha introducido en el país, por lo que es necesario recopilar más información técnica para poder prepararse adecuadamente. 2.1.2 Cambios en las especificaciones de los tubos En las centrales térmicas, además del progreso en el uso de aceros para la soldadura, otra característica importante es que el diámetro y el espesor de las paredes de los tubos aumentan a medida que aumenta la capacidad y los parámetros de la unidad. Por ejemplo, en las unidades supercríticas de 500 MW, se utiliza acero 15Cr1Mo1V para los tubos de vapor principal, con especificaciones de φ426×80 mm ； Los tubos de vapor principal de las unidades supercríticas de 600 MW están hechos de acero P22, con dimensiones de φ654×136.5 mm ； Los tubos de vapor principal de las unidades de 660 MW están hechos de acero P91, con especificaciones de φ450×40 mm ； La intensidad del trabajo del soldador aumenta, lo que exige un alto nivel de habilidad por parte del mismo. 2.1.3 Aumento de las uniones por soldadura entre aceros diferentes. En particular, en los equipos importados se aplica el principio de utilizar diferentes tipos de acero según los rangos de temperatura correspondientes. Por lo tanto, manteniendo constante el diámetro interno, se producen uniones por soldadura entre aceros diferentes, con diámetros externos y espesores de pared variables. 2.2 Centrales hidroeléctricas: La soldadura en las centrales hidroeléctricas de nuestro país se remonta a la mitad de los años 50. Hasta la mitad de los años 80, se utilizaba acero laminado en caliente sometido a procesos de soldadura; por lo general, se trataba de aceros con una resistencia similar a la del Q235, 16Mn, 18MnMoNb o aceros de igual nivel de resistencia. El proceso de soldadura del acero laminado en caliente es relativamente simple. Sin embargo, a partir de la década de 1970, se comenzaron a utilizar aceros con altos niveles de resistencia como el 16Mn y el 18MnMoNb. A medida que aumentaba el espesor de las paredes de los tubos, el tratamiento térmico posterior a la soldadura pasó a ser un paso adicional en el proceso de soldadura. A mediados de la década de 1980, con la central hidroeléctrica de Shisanling como ejemplo, la soldadura en las centrales hidroeléctricas entró en una nueva etapa. Aunque hasta el día de hoy no se ha desarrollado un nuevo tipo de acero para las estructuras metálicas de estas centrales, el uso de aceros de alta resistencia importados, así como su soldadura, permitió que la soldadura en las centrales hidroeléctricas entrara en una nueva era. La investigación relacionada con los aceros de alta resistencia en todo el mundo puede considerarse como un área separada. Se han logrado avances significativos en la mejora del límite de resistencia de estos aceros. Ya se utilizan aceros de alta resistencia con un límite de resistencia de 60 kg/mm², 70 kg/mm² e incluso superior a 100 kg/mm². En la planta de bombeo y almacenamiento de energía de Shilin, se ha empleado acero HY-70, producido en Japón, cuyo límite de resistencia es de 70 kg/mm². En las plantas hidroeléctricas de nuestro país, existe una tendencia a utilizar aceros de aún mayor resistencia. Para lograr una alta resistencia, los aceros de alta resistencia modernos siguen ciertas tendencias en su desarrollo. Una de ellas es recurrir a la microaleación con múltiples elementos. De esta manera, se busca aumentar la resistencia sin perder demasiado en términos de ductilidad y tenacidad. Al mismo tiempo, se reduce el contenido de carbono para garantizar una buena capacidad de soldadura ； En el proceso de producción del acero, se utiliza un tratamiento térmico de templado para que las propiedades globales del acero sean mejores ； En el proceso de producción de aceros de nivel más avanzado se utiliza la tecnología de control de recocido; los gránulos extremadamente finos garantizan que el acero tenga propiedades aún mejores. Debido a las características del acero de alta resistencia, así como al estado en el que se encuentra después de su fundición y laminación, se determinan las siguientes características de los procesos de soldadura, cuyo objetivo principal es prevenir las grietas por enfriamiento. A medida que aumenta el nivel de resistencia del acero, también aumenta su capacidad de endurecimiento; por lo tanto, la precalentamiento previo a la soldadura y el mantenimiento de una temperatura adecuada entre las capas de metal son aún más importantes. En el caso de los aceros de alta resistencia con grano fino, los requisitos en cuanto a la cantidad de calor aplicado durante el proceso de soldadura son extremadamente estrictos. Una cantidad ligeramente mayor de calor aplicado durante la soldadura provoca un aumento del tamaño de los granos, lo que hace que el acero no tenga la resistencia al impacto necesaria. Por lo tanto, para los soldadores de centrales hidroeléctricas que trabajan principalmente con acero laminado en caliente por soldadura, además del problema de mejorar las técnicas de soldadura, es aún más importante cambiar su mentalidad y darle mayor importancia y comprensión al proceso de soldadura. En los últimos diez años, se han logrado grandes avances en este ámbito. Para prevenir la aparición de grietas por fatiga, el tratamiento térmico posterior a la soldadura también es un medio necesario. En resumen, la complejidad de los procesos de soldadura en las centrales hidroeléctricas también ha mejorado significativamente gracias al uso de aceros de alta resistencia. Los tubos de acero utilizados en las centrales hidroeléctricas suelen ser tubos de gran diámetro y paredes delgadas; sin embargo, en los últimos años, los tubos de presión utilizados en estas centrales también han ido adoptando paredes más gruesas. Por ejemplo, el espesor de la pared en la sección horizontal inferior del tubo a presión de la central hidroeléctrica de Shisanling es de 40 mm, y su diámetro es de 600 mm. Esto es similar al espesor de los tubos resistentes al calor utilizados en las centrales térmicas. En cambio, el diámetro máximo de los tubos en el proyecto de las Tres Gargantas alcanza los 12,4 m, con un espesor de pared de 60 mm. El método de soldadura utilizado para instalar los tubos a presión en las centrales hidroeléctricas es principalmente la soldadura por arco con electrodo, mientras que para la fabricación de los tubos se emplea principalmente la soldadura automática por arco sumergido. Además, a medida que se desarrollan las grandes obras hidráulicas en nuestro país, las estructuras metálicas utilizadas en las centrales hidroeléctricas también se vuelven más grandes. Por ejemplo, en la obra de las Tres Gargantas, la cantidad total de estructuras metálicas y de mecanismos de apertura y cierre asciende a 147.100 toneladas. Solo las compuertas utilizadas para operaciones diversas suman 282 unidades. Estas compuertas de acero, fabricadas por soldadura, deben tener una longitud de 40 a 60 metros, y la deformación causada por la soldadura no debe superar los 5 a 10 mm. Por lo tanto, se requiere un alto nivel de control durante el proceso de soldadura. 2.3 Desarrollo de las tecnologías de soldadura en las centrales eléctricas 2.3.1 Se ha dominado el proceso de soldadura de aceros resistentes al calor de aleación media y alta. Tomando como ejemplo el soldado de los aceros F11 y F12 (acero 12Cr-1Mo) a principios de la década de 1970, se logró resolver este problema de soldadura tan complicado, comenzando por el diseño y elaboración de los documentos relacionados con el proceso de soldadura. Se llevaron a cabo pruebas para evaluar el proceso de soldadura, se elaboraron instrucciones detalladas para realizar la soldadura y se proporcionó información técnica necesaria. También se controló el proceso de soldadura (precalentamiento, soldadura, tratamiento térmico), se realizaron inspecciones intermedias y posteriores a la soldadura, hasta que finalmente se logró un éxito en la ejecución del proceso de soldadura. En este proceso de desarrollo, se evidenció cómo el concepto de “técnica de soldadura” fue siendo aceptado gradualmente, lo que permitió preparar técnicamente todo lo necesario para la soldadura del acero 9Cr-1Mo, así como para la soldadura de los aceros T/P91 y T/P92. 2.3.2 Promoción del proceso de soldadura por arco de argón En la década de 1970, con la instalación de unidades importadas, se comenzó a utilizar el proceso de soldadura por arco de argón como método para realizar el sellado inicial, seguido posteriormente por el uso de este mismo método para soldar tuberías de pared delgada. En pocos años, la soldadura por arco de argón experimentó un gran desarrollo en la industria eléctrica. La aplicación de la soldadura por arco de argón permite aumentar la tasa de aceptación de las soldaduras, al tiempo que se reduce la tasa de fugas en las uniones soldadas. 2.3.3 Promoción de métodos de soldadura eficientes y avanzados. A lo largo de los 50 años en que se ha realizado la soldadura en las centrales eléctricas, se ha prestado constante atención a la promoción y adopción de métodos de soldadura eficientes y avanzados. Ya en la década de 1970, la industria eléctrica desarrolló técnicas de soldadura automática en todas las posiciones para tuberías de diámetro pequeño, utilizando el método TIG; también se desarrollaron técnicas de soldadura automática en todas las posiciones para tuberías de diámetro medio y grande con paredes delgadas, mediante el método CO2. Además, se crearon técnicas de soldadura automática en todas las posiciones para tuberías de gran diámetro y paredes gruesas, utilizando el método MIG con intersticio estrecho. También se inventaron cortadoras por chispa magnética, entre otras tecnologías. Entre ellas, la tecnología de corte por llama con sistema magnético fue entregada a la fábrica de herramientas de soldadura y corte de Pekín a principios de los años 80, y hasta el día de hoy se sigue produciendo y vendiendo ； La soldadura automática TIG en todas las posiciones, con control de diámetro de tubo pequeño, se ha aplicado con éxito en la soldadura en ubicaciones difíciles de acceder en instalaciones eléctricas, logrando resultados notables en cuanto a la calidad de la soldadura. En los cincuenta años de desarrollo de la soldadura en las centrales eléctricas, la industria eléctrica ha pasado de utilizar métodos como la soldadura por arco con electrodo y la soldadura con gas, hasta llegar a los métodos actuales, en los cuales, además de la soldadura por TIG para tuberías de acero con alto contenido de aleantes y la soldadura por arco con electrodo para recubrimiento, también existen otros métodos como la soldadura automática subterránea, la soldadura con CO2, la soldadura MIG con alambre sólido, la soldadura MIG con alambre revestido y la soldadura semiautomática con gases mezclados. En los campeonatos nacionales de soldadura organizados por la Asociación China de Ingeniería y Construcción, en la primera competencia dedicada al método de soldadura con CO2, los soldadores especializados en soldadura eléctrica obtuvieron el primer lugar. El método de soldadura por arco con electrodo, en posición descendente, para tuberías de transporte a larga distancia, se utiliza desde hace casi 20 años en la industria petrolera de nuestro país; sin embargo, no se ha aplicado en la industria eléctrica. En la construcción de la línea de gas natural desde Shaanxi hasta Pekín en 1997, en la que participaron las unidades responsables de la construcción eléctrica, los soldadores especializados en trabajos eléctricos obtuvieron sus certificados tras 7 días de capacitación; además, el día 15 superaron el examen de supervisión en el lugar de obra, lo que les valió elogios por parte del cliente. En resumen, las nuevas tecnologías y métodos han aportado beneficios a la soldadura en las centrales eléctricas, además de mejorar la calidad de la soldadura. 2.3.4 Uso de fuentes de alimentación para soldadura de tipo rectificador-inversor electrónico. A principios de los años 80, se ordenó la eliminación de los generadores de arco rotativo de la serie AX; en la década de los 90, se prohibió su producción. A principios de los años 90, la industria eléctrica introdujo por primera vez fuentes de energía para soldadura por arco con rectificación e inversión de origen extranjero. A mediados de esa década, se promovió activamente el uso de fuentes de energía de este tipo fabricadas en el país. Actualmente, en la industria eléctrica existen unas 15.000 unidades de este tipo, de diferentes modelos. La eficiencia de estas fuentes de energía puede alcanzar entre el 85% y el 93%. Sus características de salida, sus prestaciones técnicas y su estabilidad satisfacen perfectamente las necesidades de soldadura en las centrales eléctricas. 2.3.5 Implementación generalizada de la tecnología de calentamiento por radiación de infrarrojos lejanos. A principios de los años 80, la industria eléctrica comenzó a utilizar ampliamente esta tecnología de calentamiento. Dado que no presentaba el “efecto piel”, además de ser fácil de controlar automáticamente, esta nueva tecnología fue rápidamente adoptada por los especialistas en soldadura en las centrales eléctricas. Pronto se convirtió en un método de calentamiento que combinaba la tecnología de control automático por computadora. El control automático de la temperatura por parte de la computadora, junto con el registro automático de los datos, son métodos eficaces para mejorar la calidad del control durante el proceso de tratamiento térmico. De esta manera, se reduce la influencia de los factores humanos en dicho proceso. 2.3.6 Uso de equipos y métodos avanzados para la inspección de soldaduras. Con el fin de mejorar la calidad de la detección de defectos en las soldaduras de las tuberías, la industria eléctrica ha desarrollado fuentes de rayos gamma como el cesio-137, el iridio-192 y el selenio-75, además de sus dispositivos de seguridad. Esto ha permitido elevar aún más el nivel de inspección de las soldaduras en las tuberías de las centrales eléctricas. En la década de 1960, la industria eléctrica comenzó a utilizar las ondas ultrasónicas para la inspección no destructiva de soldaduras. Tras casi cuarenta años de desarrollo, se han logrado grandes avances en cuanto a los tipos y métodos de las sondas, así como en los métodos y condiciones de uso de las diferentes ondas, además de en las normas de inspección. El desarrollo de sondas ultrasónicas para soldaduras en tuberías de pared delgada, la creación de métodos de inspección y la formulación de estándares se encuentran todos a un nivel líder a nivel nacional. Desde la década de 1950, el análisis espectral in situ para la determinación cualitativa ha sido una tarea importante en las centrales térmicas. En este aspecto, se ha logrado un gran desarrollo en los últimos 50 años. La aparición de las técnicas semicuantitativas aumentó la precisión de los análisis. Además, su uso pasó de los laboratorios a las condiciones reales de campo. En los últimos años, muchos laboratorios del sector eléctrico han importado equipos espectroscópicos avanzados provenientes del extranjero (que se pueden denominar espectrómetros de lectura directa). Aunque su precio es elevado, estos equipos permiten realizar análisis cuantitativos. Esta nueva tecnología ha elevado el nivel de los análisis metalúrgicos en las centrales eléctricas. A partir de la década de 1980, en las instalaciones del sector eléctrico se comenzó a utilizar principalmente durómetros de tipo lápiz. La facilidad de uso, la precisión y la presencia de una impresora integrada hicieron que los durómetros de tipo martillo quedaran rápidamente obsoletos. En resumen, la industria eléctrica siempre ha dado importancia a la adopción de nuevas tecnologías y equipos. La capacidad técnica ha evolucionado rápidamente, lo que ha sentado una base sólida para el desarrollo de la gestión tecnológica. 2.4 Desarrollo y producción de materiales de soldadura específicos para centrales eléctricas. En los primeros años después de la fundación de la República Popular China, los electrodos de soldadura necesarios para los aceros resistentes al calor utilizados en las centrales eléctricas se obtenían principalmente a través de importaciones. A partir de 1958, la industria eléctrica estableció sus propias fábricas de producción de materiales de soldadura: la Fábrica General de Reparación e Instalación Eléctrica de Shanghái. Tras años de esfuerzo, hoy en día ya existe una serie de materiales de soldadura para aceros al carbono y aceros aleados resistentes al calor que son necesarios para las centrales eléctricas. Además, en los últimos dos años se han desarrollado con éxito alambres de soldadura específicos para los aceros T91/P91 (PP.TIG R717) y electrodos de soldadura (PP.R717), los cuales pueden sustituir a los materiales de soldadura importados de tipo T91/P91. Actualmente es posible producir más de 80 tipos de electrodos pertenecientes a siete categorías diferentes. La capacidad de producción anual es de 15.000 toneladas, lo que permite satisfacer las necesidades de instalación y mantenimiento de tuberías a altas temperaturas y presiones en las centrales eléctricas. Además, se pueden fabricar todo tipo de electrodos para soldadura en aceros resistentes al calor, electrodos para soldadura por capas, electrodos para aceros de alta resistencia con bajas aleaciones, electrodos para acero inoxidable, así como alambres para soldadura por arco con electrodo de tungsteno. 3 Construcción de los equipos e instituciones encargados de la soldadura en las centrales eléctricas 3.1 Construcción y desarrollo de los equipos de soldadura Para poder implementar un sistema de gestión de calidad, es necesario contar con un equipo formado por personas calificadas. Los equipos de soldadura en la industria eléctrica han ido creciendo a medida que esta industria se ha desarrollado. Ya a principios de los años 50, con el fin de satisfacer las necesidades de soldadura relacionadas con las unidades de alta temperatura y alta presión construidas con apoyo de la antigua Unión Soviética, el Ministerio de Energía organizó en Fularki el primer curso de formación. De este modo, se formó un grupo de soldadores especializados en trabajos a alta presión y técnicos en soldadura para la industria eléctrica del país. Estas personas se convirtieron en la fuerza fundamental para las tareas de soldadura en la construcción de infraestructuras eléctricas. Fularki pasó a ser conocida como la cuna de los técnicos en soldadura y de los soldadores especializados en trabajos a alta presión en nuestro país. Posteriormente, en 1956 (Jilin) y 1957 (Lanzhou), se llevaron a cabo los segundos y terceros cursos nacionales de formación para soldadores de alta presión. En total, se formaron más de 100 soldadores de alta presión en todo el país. De esta manera, comenzó a formarse un equipo de soldadores dentro de la industria eléctrica. Dar importancia al desarrollo de este equipo de soldadores se convirtió en una tradición en dicha industria. “La frase “La velocidad está en la elevación, la masa en la soldadura”, popular en la década de 1960, refleja, desde cierto punto de vista, esta tradición de la industria eléctrica. 3.1.1 Formación de técnicos en soldadura A finales de la década de 1950 y a mediados de la década de 1970, se formaron cerca de 200 técnicos en soldadura a través de programas de capacitación en colaboración con institutos de investigación y universidades. Desde 1978, los programas de especialización en soldadura de metales y en inspección no destructiva, establecidos en el Departamento de Mecánica de la Universidad de Ingeniería Hidráulica y Eléctrica de Wuhan, han formado a casi mil técnicos en soldadura para la industria eléctrica. Sumando a los estudiantes de estos programas provenientes de otras instituciones de educación superior, actualmente la industria eléctrica cuenta con un equipo competente de técnicos y administradores en el área de soldadura. Desde la década de 1970 hasta la actualidad, se han llevado a cabo continuamente cursos de capacitación para técnicos especializados en soldadura en todo el país, con el objetivo de que estos técnicos puedan mantenerse al día con los avances tecnológicos en el área de la soldadura en las centrales eléctricas más avanzadas del mundo. 3.1.2 Capacitación y evaluación de soldadores. Desde el primer curso de capacitación en Fularki, se puede decir que la historia de la formación de soldadores en el sector eléctrico tiene 50 años. Se ha logrado un gran desarrollo tanto en la creación de sistemas de formación como en los métodos y formas de gestionarla; esto ocurrió incluso durante los períodos en que la industria china sufrió grandes impactos y contratiempos. En ningún momento se detuvo este proceso. Dar importancia a la formación de soldadores, así como mantener la capacitación y los requisitos para los exámenes, es una tradición de la que se enorgullece el sector eléctrico. Gracias a años de experiencia práctica, este sector cuenta ya con un conjunto completo de procedimientos documentados para la formación de soldadores, con características propias. Actualmente, en el sistema eléctrico nacional hay aproximadamente 20.000 soldadores especializados en trabajos a altas temperaturas y altas presiones. Además, ya existe un conjunto de métodos avanzados para realizar operaciones de soldadura. Por lo tanto, en los diversos campeonatos nacionales de soldadores, los soldadores por electrodo siempre se encuentran entre los mejores, logrando ocupar los primeros puestos. 3.1.3 Capacitación y evaluación de los instructores de soldadura A finales de la década de 1980, las organizaciones del sector eléctrico iniciaron programas de capacitación para instructores de soldadura. Entre 1999 y mayo de 2000, la industria eléctrica, aprovechando su experiencia acumulada en la formación de instructores de soldadura y tomando como referencia las normas internacionales para la evaluación de dichos instructores, elaboró las “Reglas de evaluación de las competencias de los instructores de soldadura en la industria eléctrica”. De este modo, la capacitación, evaluación y certificación de los instructores de soldadura pasaron a seguir un proceso estandarizado. Actualmente, en la industria eléctrica hay más de 900 profesores de soldadura capacitados, certificados y registrados. 3.1.4 Capacitación y evaluación de los inspectores de calidad en soldadura A mediados de la década de 1980, la industria eléctrica comenzó a ofrecer cursos de capacitación para los especialistas en inspección de calidad en soldadura, con el objetivo de preparar a estos profesionales para llevar a cabo tareas de inspección de calidad en este área, mediante la estandarización y normalización de los procedimientos. Gracias a los años de arduo trabajo, la industria eléctrica cuenta ahora con un equipo de inspectores de soldadura bien estructurado, formado por más de 900 inspectores de calidad de nivel avanzado e intermedio. 3.1.5 Capacitación y evaluación del personal relacionado con la soldadura. Capacitación y evaluación del personal encargado de los ensayos no destructivos. A partir de principios de la década de 1980, se comenzó a capacitar y evaluar a los especialistas en inspección no destructiva. Se estableció la obligación de contar con certificados para poder trabajar en este campo. Pronto, esto se integró con las actividades de supervisión de seguridad de calderas y recipientes a presión. De esta manera, se creó en la industria eléctrica un equipo altamente calificado, formado por más de 2000 profesionales de nivel avanzado e intermedio, que contaban con certificaciones tanto de la industria eléctrica como de la Oficina de Supervisión Técnica. Formación y evaluación de operarios de tratamiento térmico. A finales de la década de 1980, las organizaciones del sector eléctrico iniciaron programas de formación y certificación para trabajadores especializados en tratamiento térmico. Hasta la fecha, se han llevado a cabo 16 cursos de formación y certificación, y más de 1100 personas han obtenido la certificación como trabajadores especializados en tratamiento térmico. Las oficinas provinciales también capacitaron a algunos operarios de tratamiento térmico titulados. Formación y evaluación de los inspectores físico-químicos. A partir de la década de 1980, la industria eléctrica comenzó a llevar a cabo programas de formación y certificación para los técnicos en pruebas físico-químicas. A finales de la década de 1990, se establecieron estándares para iniciar una formación adecuada para los especialistas en pruebas físico-químicas. Hasta el día de hoy, más de 400 profesionales en este campo cuentan con certificaciones válidas para desempeñar sus funciones. 3.2 Construcción de instituciones de soldadura 3.2.1 Creación de institutos de investigación en el área de la soldadura, para llevar a cabo estudios relacionados con esta técnica en las centrales eléctricas. Desde la década de los 50, se han creado institutos de investigación en el área de la soldadura en toda el país. Además de los “Institutos de Investigación para la Construcción de Plantas Eléctricas”, “Instituto Térmico de Xi’an” y “Instituto Térmico de Suzhou”, que pertenecen a las compañías eléctricas y cuentan con departamentos especializados en soldadura y materiales, también existen institutos de investigación en materiales metálicos en los institutos científicos relacionados con la industria eléctrica de cada provincia (ciudad, distrito). Estas instituciones de investigación estudian los problemas que surgen durante el soldado en las centrales eléctricas, lo que ha contribuido al desarrollo de las técnicas de soldado en dichas centrales. En los últimos 50 años, la investigación en soldadura para centrales eléctricas ha producido numerosos resultados: uniones por soldadura entre cobre y aluminio, conexiones trifurcadas de alta presión fabricadas por soldadura, reparación por soldadura de cilindros y calderas, soldadura automática en todas las posiciones de tuberías, reparación por soldadura del eje principal de las turbinas, reparación por soldadura de las ranuras de los árboles de las turbinas, desarrollo de alambres de soldadura T91/P91, electrodos y alambres con revestimiento de soldadura, estudios sobre la reparación por soldadura de componentes resistentes al desgaste en centrales eléctricas, y estudios sobre la soldabilidad de los aceros resistentes al calor. 3.2.2 Creación del Comité Especial de Soldadura en Plantas Eléctricas de la Sociedad China de Ingeniería Eléctrica y del Grupo de Trabajo sobre Soldadura en la Industria Eléctrica. Con el fin de fomentar el intercambio y el desarrollo de las técnicas de soldadura en plantas eléctricas, en 1979 se creó el Grupo de Trabajo sobre Soldadura en la Industria Eléctrica. En aquel entonces, este grupo estaba bajo la dirección del Comité Científico y Técnico del Ministerio de Energía, mientras que en lo referente a sus actividades operativas, recibía orientación del Comité de Soldadura de la Sociedad China de Ingeniería Mecánica. A principios de los años 80, este grupo pasó a formar parte del Comité Especial de Soldadura en Plantas Eléctricas de la Sociedad China de Ingeniería Eléctrica. En más de 20 años, se han celebrado ocho conferencias nacionales sobre soldadura en plantas eléctricas. También se ha participado en las ediciones 52 y 53 de las conferencias internacionales IIW. Se ha convertido en el principal canal para el intercambio de conocimientos técnicos relacionados con la soldadura en plantas eléctricas, y en un lugar donde trabajan quienes se dedican a esta actividad. 3.2.3 Se han creado centros de formación en soldadura de primer nivel, con sistemas de gestión científica y capacitación sistemática, además de equipos avanzados. De acuerdo con las normas establecidas por el antiguo Ministerio de Energía para la aprobación de estos centros, y tras una rigurosa evaluación por parte de grupos de expertos, se han establecido setenta y dos centros de formación en tecnologías de soldadura en todo el sistema eléctrico nacional. Algunos de estos centros han invertido más de 5 millones de yuanes en su instalación. Además, las plantas eléctricas a nivel local y las empresas de construcción eléctrica han creado una serie de centros de formación para soldadores, lo que permite ofrecer una formación adaptada a los soldadores de categorías I, II y III, garantizando así la calidad de su capacitación. 3.2.4 Creación de una red de colaboración para la formación en soldadura Para mejorar la calidad de la formación de los soldadores y permitir el intercambio de experiencias en este área, el comité especializado en soldadura de las centrales eléctricas también creó una “red de colaboración para la formación en soldadura”, a través de la cual se celebran regularmente reuniones para compartir experiencias. 3.2.5 Creación del comité de normalización para la soldadura en centrales eléctricas. La creación de este comité permite que la gestión de la soldadura en las centrales eléctricas se desarrolle de manera profesional, regulada y estandarizada. De este modo, la gestión de la calidad en los procesos de soldadura mejora constantemente y se perfecciona día a día. 3.2.6 Creación de comités para la evaluación de las calificaciones de los profesionales especializados en soldadura y áreas relacionadas en las centrales eléctricas. Con el fin de mejorar los niveles profesionales en estos campos y asegurar que solo quienes cuenten con las certificaciones adecuadas puedan trabajar, la compañía State Power Corporation creó los siguientes comités: “Comité para la evaluación de las calificaciones de los profesionales en inspección no destructiva en la industria eléctrica”, “Comité para la evaluación de las calificaciones de los instructores en soldadura en la industria eléctrica” y “Comité para la evaluación de las calificaciones de los profesionales en análisis físico-químico en la industria eléctrica”. Estos comités se encargan de llevar a cabo evaluaciones y certificaciones según estándares establecidos, para los profesionales dedicados a la inspección no destructiva, a la formación de soldadores y a los profesionales en análisis físico-químico. 4 Gestión de la calidad en el soldado de plantas eléctricas. La calidad es la vida de una empresa, y el soldado es la clave para garantizar la calidad de los equipos eléctricos. Dado que estos equipos operan bajo condiciones de alta temperatura y presión, la importancia de la calidad en el soldado se vuelve aún más evidente. Hasta cierto punto, el funcionamiento estable de la unidad depende en gran medida de la calidad de los soldados, y esa calidad se garantiza a través de una buena gestión. Durante los cincuenta años de desarrollo de la soldadura eléctrica, paralelamente al avance de las técnicas y procesos de soldadura, también se produjo un gran desarrollo en la gestión de la calidad en la soldadura. A mediados de la década de 1990, la industria eléctrica estableció la norma de que “en los procesos de licitación, los certificados de certificación del sistema de calidad deben representar un cierto porcentaje”. Esto llevó a que las empresas encargadas de la construcción se orientaran hacia la certificación ISO9000. Hasta la fecha, la gran mayoría de las empresas que se dedican a la construcción en el sector eléctrico cuentan con el certificado ISO9000. En los últimos años, el proceso de obtención de este certificado por parte de las centrales eléctricas y de las empresas encargadas de su mantenimiento ha ido en aumento, y a un ritmo bastante rápido. Esta situación ha servido como impulso para mejorar la calidad de la gestión de la soldadura. 4.1 Trabajos básicos para la gestión de la calidad en la soldadura en centrales eléctricas. Para llevar a cabo una gestión eficaz de la calidad en la soldadura en centrales eléctricas, es necesario contar primero con una base sólida para la gestión de la calidad. En el caso de la soldadura en centrales eléctricas, esto significa establecer un sistema de gestión de la calidad, al tiempo que se normalizan los métodos de gestión eficaces y exitosos que se han utilizado a lo largo de los años, integrándolos en dicho sistema de gestión de la calidad. 4.1.1 Estructura organizativa de la gestión de calidad Actualmente, el sector eléctrico cuenta ya con un equipo dedicado a la gestión de calidad en el área de soldadura y en las especialidades relacionadas. Gracias a los años de experiencia y a las prácticas tradicionales, la mayoría de las empresas dedicadas a la construcción cuentan con un ingeniero jefe encargado específicamente de la gestión de la calidad en el área de soldadura. Además, existen ingenieros especializados en soldadura y en materiales metálicos dentro de los departamentos correspondientes. También existen organizaciones dedicadas a la gestión de los soldadores (como talleres de soldadura o equipos de soldadura). Las centrales eléctricas, por su parte, también cuentan con ingenieros especializados en soldadura y en materiales metálicos en sus departamentos correspondientes. Todo esto permite que la gestión de la calidad en el área de soldadura se realice dentro de una estructura organizativa bien definida, lo cual garantiza el correcto desarrollo de las tareas relacionadas con la gestión de la calidad. 4.1.2 Desarrollo de un sistema estandarizado para la soldadura en las centrales eléctricas. A mediados y finales de la década de 1950, la industria eléctrica comenzó a desarrollarse rápidamente. La cantidad de plantas generadoras aumentó, y también aumentaron las unidades de alta temperatura y alta presión fabricadas en el país. Basándose en la experiencia adquirida en la construcción de plantas eléctricas en la Unión Soviética y otros países, en 1962 la industria eléctrica estableció los primeros reglamentos de soldadura para las plantas térmicas de nuestro país: “Reglamentos técnicos provisionales para la soldadura por arco de tuberías de acero al carbono y acero de baja aleación” y “Reglamentos técnicos provisionales para la soldadura por gas de tuberías de acero al carbono y acero de baja aleación”. Estos reglamentos sirvieron como base para la gestión de la calidad en las técnicas de soldadura dentro de la industria eléctrica.