Post-Weld Tratamiento térmico (PWHT) — D1.1:2025 Requirements
This PWHT Guía explains when Tratamiento Térmico Post-Soldadura enters a Soldadura job, what information must be controlled, and why the decision should be tied to the governing contract and procedure package. Use it to separate general thermal-treatment language from project-specific hold, heating, and cooling Requisitos.
La Clause 5.9 de D1.1:2025 define cuándo el TTPS está precalificado. La Clause 7.8 rige el procedimiento de alivio de tensiones: temperatura de mantenimiento de 1100–1200°F [600–650°C], velocidad de calentamiento que no exceda los 400°F/hr por encima de los 800°F, temperatura de entrada que no exceda los 800°F, velocidad de enfriamiento que no exceda los 500°F/hr por encima de los 800°F.
¿Cuándo se requiere el TTPS según D1.1:2025?
El TTPS no es automáticamente requerido por D1.1. Debe especificarse en los documentos contractuales. Cuando se especifica, puede ser precalificado bajo la Clause 5.9 o puede ser un requisito de alivio de tensiones de la Clause 7.8 aplicado fuera del marco de la EPS precalificada.
El Ingeniero especifica el TTPS cuando las tensiones residuales de la soldadura deben reducirse — típicamente para aplicaciones donde la estabilidad dimensional, la susceptibilidad a la corrosión bajo tensión o los requisitos de servicio del material lo exigen. D1.1 no define las condiciones de servicio que activan el TTPS; ese juicio pertenece al Ingeniero de Registro. D1.1 define el procedimiento cuando se requiere el TTPS.
Clause 5.9 — Precalificación de TTPS
Una EPS que utiliza TTPS está precalificada bajo la Clause 5.9 solo cuando se cumplen las cinco condiciones:
(1) Límite Elástico — El límite elástico mínimo especificado del metal base no excede los 50 ksi [345 MPa].
(2) Tipo de acero — El acero no es templado y revenido (Q&T), templado y auto-revenido (QST), proceso termomecánicamente controlado (TMCP), o trabajado en frío para producir propiedades mecánicas mejoradas. Estas condiciones metalúrgicas son sensibles a temperaturas elevadas y el TTPS puede degradarlas.
(3) Requisitos de CVN — La EPS no está obligada a cumplir con los requisitos de tenacidad a la entalla Charpy V-notch (CVN). El TTPS puede alterar la tenacidad del metal de soldadura de maneras que requieren ensayos de calificación específicos.
(4) Datos del metal de soldadura — Los datos de propiedades mecánicas del metal de soldadura están disponibles para la condición post-TTPS por parte del fabricante del metal de aporte o de ensayos de calificación previos.
(5) Cumplimiento del procedimiento — El TTPS se realiza de acuerdo con la Clause 7.8.
Si alguna de estas cinco condiciones no se cumple, la EPS debe ser calificada mediante ensayos según la Clause 4.
Clause 7.8.1 — Aceros no recomendados para TTPS
Los aceros Q&T, QST, endurecidos por precipitación (PH) y TMCP no se recomiendan para TTPS según la Clause 7.8.1. Las temperaturas elevadas del TTPS pueden alterar la condición metalúrgica que estos aceros fueron fabricados para lograr, reduciendo el límite elástico, la resistencia a la tracción o la tenacidad al impacto por debajo de los valores mínimos especificados.
Si se requiere TTPS en cualquiera de estos tipos de acero, el procedimiento debe desarrollarse de acuerdo con las recomendaciones del fabricante del acero y está sujeto a la aprobación del Ingeniero. La ruta precalificada de la Clause 5.9 no está disponible para estos aceros — se requiere un ensayo de calificación.
Clause 7.8.2 — Requisitos del procedimiento de TTPS
El procedimiento de TTPS debe ser escrito e incluirá los siguientes elementos según la Clause 7.8.2:
| Parameter | Requirement |
|---|---|
| Entry temperature | Furnace shall not exceed 800°F [430°C] when weldment is loaded |
| Heating rate above 800°F | ≤400°F/hr ÷ Máximo metal Espesor (in) [≤560°C/hr ÷ cm]; Mínimo 100°F/hr [55°C/hr] |
| Holding temperature | 1100–1200°F [600–650°C] per Clause 7.8.3.2 |
| Holding time | Per Clause 7.8.3.2 (minimum time based on thickness) |
| Cooling rate above 800°F | ≤500°F/hr ÷ maximum thickness (in) [≤700°C/hr ÷ cm] |
| Cooling below 800°F | Cool in still air |
| Thermocouple locations | Must be specified in the procedure |
| Heating method | Must be specified in the procedure |
Nota de Espesor: Las fórmulas de velocidad de calentamiento y enfriamiento utilizan el espesor máximo del metal en la sección de la soldadura que se está tratando térmicamente. Para una placa de 2 pulgadas de espesor, la velocidad máxima de calentamiento por encima de 800°F sería 400 ÷ 2 = 200°F/hr. La fórmula produce automáticamente velocidades más lentas para secciones más gruesas, reduciendo los gradientes térmicos y el riesgo de distorsión o agrietamiento durante el ciclo de tratamiento térmico.
TTPS Alternativo (Clause 7.8.3.3)
Se permiten temperaturas más bajas con tiempos de mantenimiento más largos según la Tabla 7.3. Esto proporciona flexibilidad cuando la temperatura de mantenimiento estándar de 1100°F [600°C] no es alcanzable o sería perjudicial para el material. Las combinaciones alternativas de temperatura-tiempo en la Tabla 7.3 deben seguirse exactamente — el tiempo de mantenimiento aumenta a medida que la temperatura disminuye por debajo del rango estándar. Esta ruta puede ser útil para el tratamiento térmico en campo donde la precisión de la temperatura del horno es limitada.
Comparación de TTPS Multi-Norma
Los requisitos de TTPS varían significativamente entre los códigos de soldadura. Los rangos de temperatura, los tiempos de mantenimiento y la naturaleza obligatoria u opcional difieren según el alcance del código y los materiales cubiertos.
| Aspect | D1.1:2025 | ASME VIII | API 650 |
|---|---|---|---|
| When required | Only when specified in Documentos contractuales (Clause 5.9) | Mandatory per UCS-56 based on P-Number, thickness, and service | Required per Tabla 6-1 based on nominal thickness |
| Temperature range | 1100–1200°F (600–650°C) per Clause 7.8 | 1100–1250°F for P-No. 1; varies by P-Number (UCS-56 Table) | 1100–1175°F (593–635°C) |
| Holding time | 1 hr per inch of thickness (Clause 7.8.3.1) | 1 hr/inch for ≤2 in; 2 hr + 15 min per additional inch above 2 in (UCS-56) | 1 hr per inch, 15 min minimum |
| Heating rate limit | 400°F/hr ÷ thickness (above 800°F) | No specific rate mandated (good practice: ≤400°F/hr) | No specific rate mandated |
| Cooling rate limit | 500°F/hr ÷ thickness (above 800°F) | No specific rate mandated above 800°F | No specific rate mandated |
| Alternative temps | Yes — Table 7.3 (lower temp, longer hold) |
Yes — lower temps permitted with longer holding per UCS-56 | Limited alternatives per Section 6.4 |
TTPS ASME VIII (UCS-56)
A diferencia de D1.1, la Sección VIII División 1 de ASME hace que el TTPS sea obligatorio para muchas combinaciones de material/espesor — el ingeniero no necesita especificarlo por separado. UCS-56 proporciona una tabla que determina los requisitos de TTPS basándose en el Número P, el espesor nominal y la temperatura de precalentamiento mínima. Para aceros al carbono con Número P 1, el TTPS generalmente se requiere para espesores que exceden 1.5 pulgadas (38 mm) a menos que estén exentos según UCS-56(b). Para aceros aleados con Número P 3 y superiores, los umbrales de TTPS son más bajos — a menudo se requiere para cualquier espesor.
ASME VIII también permite exenciones del TTPS cuando se cumplen condiciones específicas, incluyendo: límites máximos de contenido de carbono, mantenimiento del precalentamiento por encima de las temperaturas mínimas y uso de metales de aporte específicos que producen depósitos de soldadura de bajo hidrógeno. Estas exenciones están cuidadosamente definidas en UCS-56 y deben documentarse en los registros de fabricación.
TTPS para Aceros Cr-Mo y P91
Los aceros al cromo-molibdeno (Número P 4, 5A, 5B) y los aceros 9Cr-1Mo-V (Número P 15E) requieren TTPS bajo prácticamente todos los códigos de construcción. Los parámetros del TTPS son específicos del material y deben controlarse con precisión:
- P-Number 4 (1-2% Cr): Código minimum 1,200°F (650°C) per UCS-56-3, 1 hr/inch. Mandatory for all thicknesses (with limited exemptions for thin-wall pipe ≤5/8 in).
- P-Number 5A/5B/5C (2.25-9% Cr): Code minimum 1,250°F (675°C) per UCS-56-4, 1 hr/inch. Mandatory for all thicknesses (with limited exemptions for thin-wall pipe ≤5/8 in with ≤3% Cr).
- P-Number 15E (P91): Code minimum 1,300°F (705°C) per ASME VIII UCS-56-11. Industry best practice narrows to 1,350–1,425°F for optimal toughness. Maximum depends on filler Ni+Mn content (1,455°F max for Ni+Mn ≤1.0%). Hold 2 hr minimum. The 1,300–1,350°F range is code-legal but produces inferior toughness.
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Ask FluxPuntos Clave
- D1.1 PWHT is optional — only required when specified in contract documents. ASME VIII makes it mandatory based on material and thickness.
- D1.1 specifies both heating and Velocidad de Enfriamiento limits (400/500°F per hour divided by thickness) — ASME VIII does not mandate specific rates.
- P91 PWHT is critical — code minimum is 1,300°F (UCS-56-11), best practice is 1,350–1,425°F. Errors in either direction cause in-service failures that may not be detectable by NDE.
- Alternative lower-Temperatura PWHT is allowed by both D1.1 (
Table 7.3) and ASME VIII (UCS-56) with longer holding times.
"El TTPS es el requisito más comúnmente sobre-especificado y subestimado en la fabricación estructural. Según D1.1, si los documentos contractuales no lo exigen, no es necesario — independientemente del espesor del material."
D1.1:2025 Clause 5.9 defines PWHT as a Precalificado condition only when specified by the Engineer in the contract documents
Preguntas Frecuentes
D1.1:2025 no requiere automáticamente el TTPS — debe ser especificado en los documentos contractuales por el Ingeniero. Cuando se especifica, el TTPS se utiliza para aliviar las tensiones residuales de la soldadura. La Clause 5.9 define las condiciones bajo las cuales una EPS de TTPS está precalificada: límite elástico mínimo que no excede los 50 ksi, acero no Q&T/QST/TMCP, sin requisitos de tenacidad CVN, datos del metal de soldadura disponibles para la condición post-TTPS, y el procedimiento realizado según la Clause 7.8.
Según la Clause 7.8.3.2 de D1.1:2025, la temperatura de mantenimiento del TTPS será de 1100–1200°F [600–650°C]. La soldadura debe colocarse en un horno que no exceda los 800°F [430°C] según la Clause 7.8.2.3. Por encima de los 800°F, la velocidad de calentamiento no excederá los 400°F/hr divididos por el espesor máximo del metal en pulgadas, con un mínimo de 100°F/hr. El enfriamiento por encima de los 800°F no excederá los 500°F/hr divididos por el espesor máximo; por debajo de los 800°F la soldadura puede enfriarse en aire quieto.
Según la Clause 7.8.1 de D1.1:2025, los aceros templados y revenidos (Q&T), templados y auto-revenidos (QST), endurecidos por precipitación (PH) y de proceso termomecánicamente controlado (TMCP) no se recomiendan para TTPS. Las temperaturas elevadas del TTPS pueden alterar la condición metalúrgica de estos aceros y reducir sus propiedades mecánicas. Si se requiere TTPS en estos aceros, el procedimiento debe desarrollarse según las recomendaciones del fabricante del acero y ser aprobado por el Ingeniero.
La Clause 7.8.3.3 de D1.1:2025 permite un TTPS alternativo utilizando temperaturas más bajas con tiempos de mantenimiento más largos según la Tabla 7.3. Esto proporciona flexibilidad cuando la temperatura de mantenimiento estándar de 1100–1200°F [600–650°C] es impracticable o potencialmente dañina para el material. Las combinaciones alternativas de temperatura-tiempo en la Tabla 7.3 deben seguirse exactamente — el tiempo de mantenimiento aumenta a medida que la temperatura disminuye por debajo del rango estándar.
No siempre, pero la División 1 de ASME VIII hace que el TTPS sea obligatorio para muchas combinaciones de material/espesor según UCS-56. Para aceros al carbono con Número P 1, el TTPS generalmente se requiere cuando el espesor nominal excede 1.5 pulgadas (38 mm). Para aceros aleados con Número P 3 y superiores, el TTPS puede ser requerido a cualquier espesor. Existen exenciones según UCS-56(b) cuando se cumplen condiciones específicas — incluyendo límites máximos de contenido de carbono, mantenimiento del precalentamiento y uso de metales de aporte de bajo hidrógeno. A diferencia de D1.1, donde el Ingeniero debe especificar el TTPS, ASME VIII lo incorpora en los requisitos del código.
ASME VIII UCS-56-11 requiere una temperatura de mantenimiento mínima de 1,300 grados Fahrenheit (705 grados Celsius) para aceros con Número P 15E (SA-335 P91, SA-213 T91, SA-182 F91). La mejor práctica de la industria lo reduce a 1,350 a 1,425 grados Fahrenheit porque el rango de 1,300 a 1,350, aunque legal según el código, produce una tenacidad inferior. La temperatura máxima depende del contenido de Ni+Mn del metal de aporte: 1,455 grados Fahrenheit para Ni+Mn igual o inferior al 1.0 por ciento, 1,435 grados Fahrenheit para 1.0 a 1.2 por ciento. El tiempo de mantenimiento mínimo es de 2 horas para espesores de hasta 5 pulgadas. Exceder el máximo conlleva el riesgo de ablandamiento por debajo de los requisitos mínimos de tracción. El TTPS del P91 debe controlarse y documentarse con precisión.
Sí. Los aceros templados y revenidos (Q y T), templados y auto-revenidos (QST) y de proceso termomecánicamente controlado (TMCP) pueden perder resistencia y tenacidad si se someten a TTPS a temperaturas que exceden o se acercan a su temperatura de revenido original. La Clause 7.8.1 de D1.1 advierte específicamente contra el TTPS para estos tipos de acero sin la aprobación del fabricante del acero. Para aplicaciones ASME, el sobre-revenido de aceros Cr-Mo o exceder el límite superior de TTPS para P91 puede producir una microestructura peligrosamente blanda que puede no ser detectable por los métodos de END estándar.
Datos de referencia de AWS D1.1/D1.1M:2025 y ASME BPVC VIII-1. No afiliado a AWS o ASME.