NCh0990-1973 Ingeniería mecánica.pdf

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh990.Of73

Ingenier Ingeniería ía mecánic mecánica a - Cond Conducc ucción ión de fluidos - Tub uber ería ía y piezas especiales especiales de acero - Soldadura oldadura en en obra

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. Esta norma establece los requisitos y procedimientos de ejecución de las soldaduras al arco eléctrico de las tuberías y piezas especiales de acero para conducción de fluidos en general, especialmente para agua potable. En el estudio de esta norma se han tenido a la vista, entre otros, los documentos siguientes: BISCHHOFFSHAUSSEN, ARMIN VON, X-5, Cañerías y Piezas Especiales. Soldaduras en terreno de cañerías de acero para agua potable. UNIVERSIDAD DE CHILE, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Sección Ingeniería Sanitaria del Departamento de Obras Civiles con la colaboración de la Oficina Sanitaria Panamericana (OSP - CMS). MANUAL DEL SEMINARIO, Normas de diseño de Obras de Agua Potable y Alcantarillado, SantiagoSa ntiago- Chile, Chile, 19 69 . AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION, AWWA. MANUAL MII Steel Pipe. Design and installation 1964. 2 Park Ave. New York.

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NCh990 as y p iezas especiales " de la Especialidad " In gen ierí a  El Comité " A gu a Pot able. T ub erí Sanitaria  " de INDITECNOR, inició el estudio de esta norma en Julio de 197 1 y le dio término en Abril de 1973. En este Comité colaboraron mediante participación directa o por correspondencia las entidades y personas siguientes:

Cent ro de Servicios Met alúrgicos, CESME Compañía de Acero del Pacíf ico S.A., CAP División de Servicios Sanitarios Dirección de Obras Sanitarias Empresa de Agua Potable de Santiago

Instituto Nacional de Investigaciones Tecnológicas y Normalización, INDITECNOR Kenneth O. Pearson H. T. Ministerio de Obras Públicas, Dirección de Riego y Estudio

Enrique Scarella H. Douglas Pollock T. Ricardo Halle A. Sergio Troncoso J. Raúl Gambra O. Hugo Lenta V. Ricardo Saavedra M. Alfredo Urízar M iguel Dy vinet z T. Kenneth O. Pearson H.T. Julio Fernández C.

Esta norma estuvo en consulta pública de Septiembre a Noviembre de 1972 y permaneció como norma provisional en aplicación en Marzo y Abril de 1973. El anexo no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a título informativo. Esta norma ha sido aceptada por el Director del Instituto Nacional de Investigaciones Tecnológicas y Normalización, INDITECNOR, Ing. Hugo Brangier M., con fecha 23 de Mayo de 1973, y aprobada en la sesión del H. Consejo del Instituto, efectuada el 26 de Julio de 1973, que contó con la asistencia de los señores Consejeros: César Caracci O.; Edmundo Ganter B. y Federico Lastra F. Esta norma ha sido declarada Norma Chilena Oficial de la República, por Decreto N °1248, de fecha 31 de Diciembre de 1973, del Ministerio de Obras Públicas y Transportes, publicado en el Diario Oficial N°28.758 del 23 de Enero de 1974. Esta norma es una "reedición sin modificaciones"   de la Norma Chilena Oficial a y piezas espec iales  NCh990.Of73, " Ing eniería m ecánic a - Con du cc ión d e f luid os - T ub erí de acero - Soldadura en obra" , vigente por Decreto N°1248, de fecha 31 de Diciembre de 1973, del Ministerio de Obras Públicas y Transportes. Solamente se han actualizado las Referencias a normas que aparecen en ella.

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NORMA CHILENA OFICIAL

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Ingeniería mecánica - Conducción de fluidos - Tubería y piezas especiales de acero - Soldadura en obra

1 Alcance 1.1  Esta norma establece los requisitos y procedimientos de ejecución en obra de las soldaduras al arco eléctrico de las tuberías y piezas especiales de acero para agua potable. 1.2  Esta norma se aplica a los tubos de acero que se fabriquen de acuerdo con NCh303 y a las piezas especiales de acero de espesor igual o superior a 16 mm e inferior o igual a 32 mm que se destinen a conducción de agua potable. 1.3  Esta norma se aplica a la soldadura circunferencial y a otras soldaduras que se requieran en obra para unir tubos entre sí o con piezas especiales o para fabricar en obra elementos o piezas especiales que se requieran para la tubería.

2 Referencias NCh200 NCh201 NCh215 NCh303 NCh304 NCh305 NCh306

Productos metálicos - Ensayo de tracción. Acero - Ensayo de doblado de planchas de espesor superior o igual a 3 mm, barras y perfiles. Planchas gruesas de acero al carbono para tubos soldados al arco eléctrico. Tubos de acero al carbono soldados por arco eléctrico automático. Electrodos para soldar al arco manual - Terminología y clasificación. Electrodos para soldar al arco manual, acero al carbono y aceros de baja aleación - Códigos de designación e identificación. Electrodos revestidos para soldar al arco manual aceros al carbono y aceros de baja aleación - Prescripciones.

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NCh990 NCh307 NCh308 NCh776

Electrodos revestidos para soldar al arco aceros al carbono y aceros de baja aleación - Preparación de probetas para realizar ensayos. Examen de soldadores que trabajan con arco eléctrico. Electrodos desnudos para soldar al arco sumergido, aceros al carbono y aceros de baja aleación - Especificaciones.

3 Terminología Los términos técnicos empleados en esta norma se encuentran explicados en las normas chilenas citadas en capítulo 2 Referencias de esta norma.

4 Materiales 4.1 Electrodos Deben cumplir con las normas chilenas citadas en capítulo 2 Referencias  de esta norma. Los electrodos elegidos serán los que, de acuerdo con la práctica, correspondan a las características del equipo de soldar, a los materiales por soldar y a la posición en que se ejecuten las soldaduras.

4.2  Los electrodos se guardarán en compartimientos especiales que garanticen su protección. En el caso de los electrodos de bajo contenido de hidrógeno, ellos se almacenarán en compartimientos cerrados herméticamente, los que una vez abiertos se mantendrán en cámaras temperadas hasta su total consumo1).

5 Equipos 5.1  Todos los equipos de soldadura, como máquinas soldadoras para trabajo manual o automático, generadores de acetileno, sopletes para cortar con sus reguladores, etc., cumplirán con requisitos de aptitud al uso para obtener los resultados previstos en esta norma.

6 Soldadores 6.1  Solamente se admitirán soldadores experimentados y aprobados para ejecutar las soldaduras de tuberías en terreno, calificados al comienzo de la obra, según capítulo 10 Clasificación de soldadores de esta norma, ver anexo.

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Esta cámara consiste generalmente en una caja o recipiente metálico que se mantiene a temperatura superior a 293 K (20°C)

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7 Diseño de uniones 7.1 Las uniones soldadas podrán ser: de tope, de traslapo, en té o en ángulo, de acuerdo con lo que se indique en las especificaciones técnicas de la obra.

7.2 Unión de tope 7.2.1 Las uniones de tope podrán ser soldadas por un lado o por los dos lados. 7.2.2 Tubería de diámetro igual o superior a 700 mm Se soldará por ambos lados, salvo que esto no sea aconsejable por razones técnicas.

7.2.3 Tubería de diámetro inferior a 700 mm Se soldará solamente por el lado exterior, salvo que por circunstancias especiales se permita también la soldadura interior.

7.2.4 Piezas especiales, fittings, etc.,  que permiten la entrada de un hombre o que pueden ser alcanzadas desde el ext erior, se soldarán por los dos lados. 7.2.5  Las uniones de tope soldadas por un solo lado, lo serán preferentemente por el exterior de la tubería.

7.3 Unión de traslapo, en té y en ángulo 7.3.1  Las uniones de traslapo, en té y en ángulo se soldarán según se indique expresamente en las especificaciones de diseño o cálculo.

8 Diseño de soldadura 8.1 Espesores máximos del material a soldar 8.1.1 El espesor máximo para uniones de traslapo soldadas por los dos lados y para todas las uniones de tope será de 32 mm.

8.2 Traslapo mínimo La longitud de traslapo para uniones de traslapo soldadas por los dos lados, será igual o superior a 5 e, siendo e el espesor del material; en todo caso 5 e será igual o superior a 40 mm.

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9 Procedimiento de soldadura 9.1 Preparación de la superficie a soldar Las superficies a soldar estarán limpias de escorias, óxidos, grasa, pintura o cualquier otro material extraño que impida una buena unión.

9.1.1 Biselado El biselado que se haya obtenido por el corte a llama se limpiará de todos los óxidos y escorias, salvo la capa delgada de óxido azul y negro que se encuentra en toda superficie de corte, el que no necesita quitarse.

9.2 Condiciones atmosféricas 9.2.1  Se tomarán precauciones cuando la temperatura del material sea inferior a 273 K (0 °C). 9.2.2  Entre 256 K y 273 K (-17 °C y 0 °C) se tomarán precauciones especiales como, por ejemplo, calentar un área de 75 mm de diámetro alrededor del punto de iniciación del cordón y antes de iniciarlo. 9.2.3 Bajo los 256 K (-17 °C) se prescindirá de soldar, salvo que tanto la composición del material base como la de los electrodos lo permitan y previa preparación y acondicionamiento. 9.2.4  Para bajas temperaturas es recomendable emplear electrodos de bajo contenido de hidrógeno. 9.2.5  No se soldarán superficies mojadas, nevadas o con hielo, cuando llueva o corran vientos fuertes, a menos que el soldador y la obra sean convenientemente protegidos.

9.3 Pasadas de soldadura 9.3.1  Las pasadas dependerán del espesor de la tubería, como así también del tipo de electrodo que se emplee. 9.3.2 En la soldadura en posición fija, el punto de partida será preferentemente en la parte en que la tubería se apoya en el terreno y se procederá a soldar en forma ascendente por ambos costados. 9.3.3  Después de cada pasada la zona de soldadura se limpiará cuidadosamente de toda escama, escoria, etc., utilizando cepillos de alambre y piedras a molar, si es necesario. 9.3.4  Los puntos de soldadura que se usan para facilitar el montaje de las uniones no necesitarán ser removidos, siempre que estén sanos y que el cordón siguiente que se aplica sobre ellos quede totalmente fundido con ellos.

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NCh990 9.3.5  Podrán martillarse las capas o pasadas de soldadura. Para evitar distorsiones indebidas, la capa de la superficie y la primera pasada dentro de la ranura no serán martilladas. En caso que fuese necesario martillarlas se aplicarán golpes leves con un martillo de punta roma. 9.3.6 Desgarros del metal base Podrán rellenarse con soldadura hasta restituir el nivel original, siempre y cuando la profundidad del desgarro sea inferior o igual a un medio del espesor del material base. La reparación de desgarros mayores y otros defectos será materia de convenio entre contratista y mandante.

9.3.7 Soldadura de retorno Al aplicar la última pasada de soldadura a los cordones circunferenciales y al encontrarse con un cordón longitudinal, en el punto de término de la pasada, se sobrepasará este punto a 50 mm a lo menos. De todas maneras, la última pasada traslapará en la longitud indicada sobre sí misma.

9.3.8  Cuando se cambie electrodo durante la soldadura o se interrumpa la soldadura por cualquier otro motivo se reiniciará la soldadura 25 mm antes del punto de término anterior. 9.3.9  La distancia entre las planchas de metal base será, en general, inferior o igual al alma del electrodo empleado, pero siempre mayor que 1,6 mm, salvo que el bisel termine en un ángulo vivo2) .

9.4 Refuerzo de la soldadura En uniones de tope, el nivel de cualquier parte de la superficie terminada en el área de fusión será superior al nivel de la superficie de la tubería. El refuerzo no se elevará más de 1,6 mm sobre la superficie de la tubería.

9.4.1  En uniones de traslapo el nivel de cualquier parte de la superficie de la soldadura terminada en el área de fusión, será superior al nivel de la hipotenusa del triángulo de soldadura teórico. El refuerzo no se elevará más de 1,6 mm por sobre el nivel de la garganta teórica.

10 Calificación de soldadores y del procedimiento de soldadura 10.1 Los soldadores serán calificados según NCh308. 10.2 Además de lo anterior se hará una calificación de los procedimientos de soldadura en obra, en probetas tubulares con los mismos materiales que se empleen en la obra, manteniendo constantes, en lo posible, las variables como: electrodos, espesor, equipo, 2

)

Al t erminar el bisel en ángulo vivo, el primer cordón penetra el metal base y la distancia entre planchas puede ser menor.

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NCh990 posición de soldar, etc.; si la obra constara de diversos diámetros, se soldarán dos probetas de calificación, una de diámetro inferior o igual a 700 mm y otra de diámetro superior a 700 mm.

10.3 Extracción de probetas en uniones de tope 10.3.1  Previamente a la extracción de probetas, el total de la unión será inspeccionada por un método no destructivo. 10.3.2 Se extraerán dos probetas para ensayos de tracción, dos para ensayos de doblado según NCh303 y se ensayarán de acuerdo a NCh303.

10.4 Extracción de probetas en uniones de filete 10.4.1 Se extraerán probetas de sección reducida según lo indicado en NCh307. 10.4.2 En soldaduras de filete efectuadas por un solo lado la resistencia a la tracción será igual o superior al 95% de la resistencia a la tracción del material base. 10.4.3  En soldaduras de filete por ambos lados (traslapo) se exigirá que la rotura por tracción se efectúe en el material base.

11 Ensayos de las probetas 11.1 Los ensayos mecánicos se efectuarán según NCh200 y NCh201.

12 Inspección de defectos 12.1 Inspección de la soldadura Además de la inspección visual de la soldadura, durante el desarrollo de la misma, deberá efectuarse un procedimiento de control mediante un método no destructivo recomendándose preferentemente el método de control radiográfico, ver anexo.

12.2 Defectos mayores Se considerarán defectos mayores de la soldadura, los siguientes: falta de penetración, falta de fusión, inclusión de escorias, cavidades y grietas.

12.3  Se rechazarán las soldaduras que muestren grietas, falta de penetración o falta de fusión. 12.4  Se rechazarán las soldaduras que presenten inclusiones de escoria o cavidades con longitudes iguales o superiores a 3,67 e, siendo e el espesor de la plancha más delgada.

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NCh990 12.5  Si existieran en línea más de uno de los defectos enunciados, que están dentro de los límites de aceptación anteriores, la soldadura se aceptará, según los criterios siguientes: a) Si la suma de las dimensiones de mayor longitud de todos estos defectos es inferior o igual al espesor, en una longitud igual o superior a cinco veces el espesor de la plancha más delgada. b) Si los defectos más largos (longitud = cordón de soldadura aceptables.

α)

están separados en por lo menos 3

α

de

c) La longitud máxima aceptable de un defecto será de 10 mm y cualquier defecto de longitud inferior a 6 mm se podrá aceptar para cualquier espesor de plancha.

12.6  La porosidad no será factor de rechazo en soldaduras que no requieren inspección no destructiva de 100% . 12.7 Una vez reparadas las fallas que puedan acusar estos controles y sólo entonces, se procederá al ensayo de presión hidrostática.

13 Inspección en obra 13.1 Todo trabajo que se efectúa según esta norma será cuidadosamente inspeccionado según capítulo 12 Inspección de defectos. 13.2  El contratista avisará oportunamente al mandante para que este designe su inspección, antes de hacer cualquier trabajo según esta norma. 13.3  La inspección podrá rechazar cualquier trabajo que no cumpla los requisitos indicados en esta norma. 13.4  El contratista proporcionará a la inspección, facilidades suficientes para desempeñarse y obtener la información necesaria respecto a las características del material usado y del desarrollo y estado del trabajo. 13.5 La inspección se reserva el derecho de exigir la eliminación y reemplazo del soldador cuyas soldaduras se hayan comprobado repetidamente insatisfactorias. 13.6 La preparación de probetas para calificación o las probetas de control será de cargo del contratista y la ejecución de los ensayos de cargo del mandante.

14 Reparación de soldaduras defectuosas 14.1  Cuando el material base de una soldadura tiene cavidades superficiales (excavaciones) que excedan las tolerancias de esta norma, el defecto se reparará rellenando con soldadura.

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NCh990 14.2 Los defectos mayores exigirán la remoción previa del material de soldadura que los contenga, mediante pulidora portátil con piedra de amolar circular o por medio de torchado3); a continuación se rellenará la zona removida con soldadura aplicada en tantas pasadas como sea necesario para lograr las condiciones primitivas de diseño. 14.3 La zona de la tubería de la cual se hayan extraído probetas exigirá un reemplazo total del sector del tubo que las contenga, colocando en dicho espacio una copla de tubería que tendrá como mínimo una longitud de 0,50 m. 14.4  No se aceptarán más de dos reparaciones sucesivas de soldadura defectuosa en un mismo lugar del cordón. 14.4.1  En caso que no se cumpla esta limitación, se procederá a cortar el sector de tubería que contenga la soldadura fallada reemplazándola por una copla de tubería. Este sector o copla a reponer tendrá como mínimo una longitud de 0,50 m.

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 )

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Se entiende por torchado, el corte efectuado por arco eléctrico con electrodo de carbón por el cual circula una corriente de aire a presión.

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Anexo (Informativo)

A.1 Si se desea que los soldadores calificados según NCh308 se usen en trabajos del tipo descrito en la norma, se recomienda someterlos a ensayos adicionales, mediante controles radiográficos previos de sus probetas, las que deberán cumplir con capítulo 12 Inspección de defectos  de esta norma antes de someterlas a los ensayos destructivos de la norma citada. A.1.1 Cuando un soldador ha sido aceptado para este tipo de trabajo, seguirá sometido a controles ocasionales de diferentes puntos de sus soldaduras en cada cordón, los que deberán cumplir con lo estipulado en A.2 y Nota. A.1.2  Si las soldaduras ejecutadas por ellos están dentro de tolerancias, se seguirán tomando controles según A.2; si así no fuera, se recomienda que el soldador no siga trabajando en la obra.

A.2 Inspección radiográfica de la soldadura A.2.1  Se recomienda tomar controles ocasionales radiográficos de cada cordón, los que corresponderán como mínimo a un 5% de la longitud del cordón. A.2.2 La cantidad de control radiográfico será de un control ocasional de cada cordón. A.2.3  Si se comprobaran fallas en la soldadura de un control ocasional, se tomarán dos radiografías a elección del Inspector, recomendándose que una de ellas sea tomada en la zona más adyacente a la falla principal; si alguna de estas últimas resultare con fallas que sean causal de rechazo, el contratista tendrá las dos opciones siguientes: a) radiografiar el 100% del cordón, reparando las fallas según lo especificado en capítulo 14 Reparación de soldaduras de esta norma; o b) eliminar completamente el cordón y hacerlo de nuevo, después de lo cual se tomará una nueva radiografía para comprobar el cordón nuevo, repitiéndose el procedimiento.

A.2.4 Se tomarán nuevos controles de todas las reparaciones. NOTA - Se entiende por control ocasional el obtener radiografías por secciones o puntos.

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Ingeniería mecánica - Conducción de fluidos - Tubería y piezas especiales de acero - Soldadura en obra M echanical engineering - Fluid conduc tion - Field w elding of steel pipes and fit ting s 

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soldadura al arco , t uberías, agua p ot able, aceros, requisito s 

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