Fisuración en la unión soldada de un depósito de vino
Una bodega de Haro dispone de un depósito cilíndrico de acero inoxidable AISI 304L, de 8 mm de espesor y 20 m³, soldado con aporte ER308L. Tras seis años de servicio aparecen fisuras intergranulares en la zona afectada térmicamente (ZAT) de un cordón longitudinal, próximas al fondo, y pérdidas de estanqueidad. El depósito se limpia semanalmente con agua clorada (150 ppm Cl⁻) a 60 °C y se sanitiza con ácido peracético; el fabricante original no realizó pasivación tras el soldeo. La dirección plantea tres alternativas: (a) reparar localmente con soldadura y pasivar; (b) sustituir el depósito por AISI 316L; (c) fabricar un depósito de acero dúplex 2205. El presupuesto es limitado, pero no se admite una parada no programada en vendimia. Se pide justificar la causa probable y decidir con criterios técnicos y económicos, sin olvidar el proceso de soldadura y el control de calidad.
1. Explica el mecanismo de fallo más probable y por qué la ZAT es crítica. Indica dos ensayos no destructivos adecuados para delimitar las fisuras antes de reparar.
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El fallo es compatible con corrosión intergranular por sensibilización del 304L. Durante el soldeo, la ZAT alcanza aproximadamente 450–850 °C; precipitan carburos de cromo en bordes de grano y la matriz adyacente queda empobrecida en Cr. En servicio, el agua clorada a 60 °C y la ausencia de pasivación favorecen el ataque preferencial de esas zonas, agravado por tensiones residuales. No es solo un defecto de estanqueidad: hay pérdida local de resistencia y el cordón puede actuar como iniciador de fisura.
Para delimitarlo usaría líquidos penetrantes (PT) para fisuras superficiales y ultrasonidos con array de fases (UT-PA) para fisuras planas subsuperficiales. La radiografía puede no detectar fisuras finas y la partícula magnética no aplica a austenítico. Antes de soldar hay que eliminar la zona afectada hasta material sano y registrar la profundidad; si se repara sin retirar todo el material sensibilizado, la fisura reaparecerá.
2. Compara las alternativas (a), (b) y (c) y recomienda una. Justifica por qué cambiar solo el material no corrige el problema.
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(a) Reparar el 304L es lo más barato y rápido, pero vuelve a sensibilizar la ZAT y no elimina el ambiente clorado; solo sería un parche si se rebaja la temperatura, se controla el cloro y se pasiva, con riesgo de nueva fuga en vendimia. (b) El 316L mejora la resistencia a picadura por el Mo (PREN ≈ 24–26 frente a ≈ 18–20 del 304L), es soldable y más barato que el dúplex, pero sigue siendo austenítico y sensible a corrosión bajo tensión en cloruros calientes; exige WPS cualificado, bajo aporte térmico, purga y pasivación. (c) El 2205 (PREN ≈ 32–34) ofrece mayor margen frente a picadura y tensión, y mayor límite elástico, pero cuesta más y exige soldadura controlada con nitrógeno y soldadores cualificados.
Recomendaría fabricar en 2205 si se mantiene la limpieza clorada a 60 °C y no se puede garantizar una parada. Si el plazo es crítico, usaría 316L como solución puente con control de cloruros, pasivación y espesor de sacrificio. En ningún caso repararía el 304L sin corregir el procedimiento: cambiar solo el material sin controlar el soldeo, la pasivación y la química del agua traslada el fallo a la nueva ZAT.