Proyectos ales - Tubera y Soldadura

OCTU TUBRE BRE 11 DE DE 2004 

TABLA DE CONTENIDO

PROYECTOS...............................................................................5 Normas para el diseño de tuberías industriales ......................................... ............................................................ ................... 6

TUBERÍAS INDUSTRIALES ....................................................... ........................................................... ....7 7 Modo de Especificación ........................................... .................................................................. ............................................. ............................. ....... 7 Procesos de Manufactura............................................................ Manufactura.................................................................................. .................................. ............ 7 Accesorios de Tuberías................... Tuberías ......................................... ............................................ ........................................... .................................. ............. 8 Codos..................... Codos ............................................. ............................................... .............................................. .............................................. ............................. ...... 8 Tee Recta ......................................... ............................................................... ........................................... ........................................... .............................. ........ 9 Tee Reductora.................... Reductora ........................................... ............................................. ............................................ .......................................... .................... 9 Reducciones................... Reducciones ......................................... ............................................. ............................................. ............................................ .......................... 9 Bridas................................................................. Bridas.......................................... .............................................. ............................................... .............................. ...... 10 Principales Tipos Tipos De Válvulas .......................................... ................................................................ ..................................... ............... 11 Juntas De Expansión............................................................. Expansión.................................................................................... .................................. ........... 12

PARÁMETROS DE DISEÑO................................ DISEÑO......................................................... ......................... 12 Componentes de tubería .............................................. ..................................................................... .............................................. ......................... 13 Componente...................................................... Componente............................... .............................................. .............................................. ................................... ............ 13 Diseño de Componentes de de Tuberías a Presión ....................................... ......................................................... .................. 13 Espesor de la pared de tubos tubos rectos ........................................ ............................................................. ................................ ........... 14 Consideraciones sobre arreglos y soportes de tuberías ......................................... .............................................. ..... 16 Guia General Para la Ubicación de los Soportes..................... Soportes .......................................... ................................... .............. 17

FLEXIBILIDAD FLEXIBILIDAD EN SISTEMAS SISTEMAS DE TUBERÍAS .......... ................ ............ ........... ........... ......17 17 Recomendaciones Para Resolver Problemas De Flexibilidad................... Flexibilidad .................................... ................. 19

SISTEMA DE TUBERÍAS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS......................20 INSPECTOR DE SOLDADURA......................................................21 Deberes del Inspector de Soldadura ............................................. ................................................................... .............................. ........ 21 Interpretación de los planos planos y especificaciones................................................... especificaciones...................................................... ... 21 Calificación del procedimiento, soldador y operación de soldadura...................... 21 Control de aplicación de los procedimientos adecuados...................... adecuados. ....................................... .................. 22 Selección de muestras de producción..................... producción. ......................................... ........................................... ........................... ..... 22 Evaluación de los resultados de ensayo................................................. ensayo.................................................................. ................. 22 Preparación de registros y resultados. ........................................... ................................................................. ......................... ... 22

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA .............................................. .............................................. 23 Diseño de la Junta.................... Junta ........................................... ............................................. ............................................ ...................................... ................ 23 Metal base ............................................. .................................................................... .............................................. .............................................. ......................... 23 Metal de Aporte...................... Aporte ............................................. .............................................. .............................................. ...................................... ............... 23 Posición ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ............................ ..... 24 Precalentamiento y Temperatura entre Pases. ........................................ ............................................................ .................... 24 Tratamiento Térmico Postsoldadura................................................ Postsoldadura...................................................................... ........................... ..... 25 Gases........................................................... Gases..................................... ............................................ ............................................. .......................................... ................... 25 Técnica.................................................. Técnica........................................................................ ............................................ ............................................ .......................... .... 25 Variables ........................................... .................................................................. ............................................. ............................................ ............................. ....... 25

CALIFICACIÓN CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA SOLDADURA ........... ................ ....... .. 25 CALIFICACIÓN DEL SOLDADOR .................................................. .................................................. 26 PROCESO SMAW ................................................... ...................................................................... ................... 27 Electrodos ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................ ........................... ..... 28 Clasificación AWS para para los metales de aporte de la especificación A5.1 A5.1 ............. 29

TABLA DE CONTENIDO

PROYECTOS...............................................................................5 Normas para el diseño de tuberías industriales ......................................... ............................................................ ................... 6

TUBERÍAS INDUSTRIALES ....................................................... ........................................................... ....7 7 Modo de Especificación ........................................... .................................................................. ............................................. ............................. ....... 7 Procesos de Manufactura............................................................ Manufactura.................................................................................. .................................. ............ 7 Accesorios de Tuberías................... Tuberías ......................................... ............................................ ........................................... .................................. ............. 8 Codos..................... Codos ............................................. ............................................... .............................................. .............................................. ............................. ...... 8 Tee Recta ......................................... ............................................................... ........................................... ........................................... .............................. ........ 9 Tee Reductora.................... Reductora ........................................... ............................................. ............................................ .......................................... .................... 9 Reducciones................... Reducciones ......................................... ............................................. ............................................. ............................................ .......................... 9 Bridas................................................................. Bridas.......................................... .............................................. ............................................... .............................. ...... 10 Principales Tipos Tipos De Válvulas .......................................... ................................................................ ..................................... ............... 11 Juntas De Expansión............................................................. Expansión.................................................................................... .................................. ........... 12

PARÁMETROS DE DISEÑO................................ DISEÑO......................................................... ......................... 12 Componentes de tubería .............................................. ..................................................................... .............................................. ......................... 13 Componente...................................................... Componente............................... .............................................. .............................................. ................................... ............ 13 Diseño de Componentes de de Tuberías a Presión ....................................... ......................................................... .................. 13 Espesor de la pared de tubos tubos rectos ........................................ ............................................................. ................................ ........... 14 Consideraciones sobre arreglos y soportes de tuberías ......................................... .............................................. ..... 16 Guia General Para la Ubicación de los Soportes..................... Soportes .......................................... ................................... .............. 17

FLEXIBILIDAD FLEXIBILIDAD EN SISTEMAS SISTEMAS DE TUBERÍAS .......... ................ ............ ........... ........... ......17 17 Recomendaciones Para Resolver Problemas De Flexibilidad................... Flexibilidad .................................... ................. 19

SISTEMA DE TUBERÍAS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS......................20 INSPECTOR DE SOLDADURA......................................................21 Deberes del Inspector de Soldadura ............................................. ................................................................... .............................. ........ 21 Interpretación de los planos planos y especificaciones................................................... especificaciones...................................................... ... 21 Calificación del procedimiento, soldador y operación de soldadura...................... 21 Control de aplicación de los procedimientos adecuados...................... adecuados. ....................................... .................. 22 Selección de muestras de producción..................... producción. ......................................... ........................................... ........................... ..... 22 Evaluación de los resultados de ensayo................................................. ensayo.................................................................. ................. 22 Preparación de registros y resultados. ........................................... ................................................................. ......................... ... 22

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA .............................................. .............................................. 23 Diseño de la Junta.................... Junta ........................................... ............................................. ............................................ ...................................... ................ 23 Metal base ............................................. .................................................................... .............................................. .............................................. ......................... 23 Metal de Aporte...................... Aporte ............................................. .............................................. .............................................. ...................................... ............... 23 Posición ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ............................ ..... 24 Precalentamiento y Temperatura entre Pases. ........................................ ............................................................ .................... 24 Tratamiento Térmico Postsoldadura................................................ Postsoldadura...................................................................... ........................... ..... 25 Gases........................................................... Gases..................................... ............................................ ............................................. .......................................... ................... 25 Técnica.................................................. Técnica........................................................................ ............................................ ............................................ .......................... .... 25 Variables ........................................... .................................................................. ............................................. ............................................ ............................. ....... 25

CALIFICACIÓN CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA SOLDADURA ........... ................ ....... .. 25 CALIFICACIÓN DEL SOLDADOR .................................................. .................................................. 26 PROCESO SMAW ................................................... ...................................................................... ................... 27 Electrodos ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................ ........................... ..... 28 Clasificación AWS para para los metales de aporte de la especificación A5.1 A5.1 ............. 29

Clasificación AWS para para los metales de aporte de la especificación A5.5 A5.5 ............. 29 Tipo de Fundente...................... Fundente ............................................. .............................................. .............................................. ................................ ......... 30 Posición de operación del electrodo ........................................... ................................................................. ............................ ...... 30

PROCESO GTAW / TIG ................................................. .............................................................. ............. 32 Guia para determinar el tipo de corriente .......................................... ............................................................... ......................... .... 33 Guia para determinar la corriente aplicada.................. aplicada ....................................... .......................................... .......................... ..... 34 Guia para seleccionar el Gas segun el proceso proceso y metal a ser aplicado.................. aplicado ....................... ..... 35 El Gas "Escudo protector"................................................................. protector"........................................................................................ ........................... 36 Soldadura TIG del magnesio ......................................... ................................................................ ............................................. ...................... 37 Soldadura TIG de aleaciones de cobre ....................................... ........................................................... ................................ ............ 38 Soldadura TIG del cobre desoxidado ...................................... ........................................................... ................................... .............. 38 Soldadura TIG del acero inoxidable................................................. inoxidable...................................................................... .......................... ..... 39 Soldadura TIG de aceros al carbono y débilmente aleados........................................ aleados........................................ 39

PROCESO GMAW/MIG .................................................... ............................................................... ........... 40 Tipos de transferencia del metal de aporte .......................................... ............................................................... ......................... 41 Transferencia de corto circuito ......................................... .............................................................. ...................................... ................. 41 Transferencia Spray.................... Spray ......................................... .......................................... .......................................... .................................. ............. 41 Transferencia Globular Globular ........................................ ............................................................. .......................................... .............................. ......... 42 Mig pulsado (MIG - P) ............................................. .................................................................... .............................................. ....................... 42 Transferencia de metal con alta densidad de corriente........................................... corriente........................................... 43 Clasificación AWS para los metales de de aporte de la especificación A5.18 A5.18 ............... 43 Clasificación AWS para los metales de de aporte de la especificación A5.28 A5.28 ............... 44 Ejecución correcta del proceso ....................................... ............................................................ .......................................... ......................... 44 El Control de la Porosidad.................................................... Porosidad........................................................................... .................................. ........... 45 Importancia de la Fluidez ........................................... ................................................................. ............................................ ...................... 45 Influencia del Gas y el Arco de la Soldadura .......................................... ......................................................... ............... 45

PROCESO SAW............................................................. SAW......................................................................... ............ 46 Parámetros recomendados para alambres de soldadura "SAW" ................................ ................................ 47 Data de Deposicion para Alambres de soldadura "SAW".......................................... "SAW".......................................... 47 Ventajas ........................................... .................................................................. ............................................. ............................................ .............................. ........ 48 El fundente. ........................................... .................................................................. ............................................... .............................................. ...................... 48 Fundentes Granulados Aglomerados..................................... Aglomerados............................................................ ................................. .......... 49 Fundentes Fundidos............................................................... Fundidos...................................................................................... ................................. .......... 49 Fundentes Activos ............................................. .................................................................... .............................................. .............................. ....... 50 Fundentes Neutros ........................................... .................................................................. .............................................. ................................ ......... 50

INTERPRETACIÓ INTERPRETACIÓN N DE PLACAS RADIOGRÁFICAS RADIOGRÁFICAS .......... ............... .......... .......... ....... .. 51 Códigos y Regulaciones ............................................ ................................................................... .............................................. .......................... ... 51 Concavidad Externa................... Externa .......................................... ............................................. ............................................ .................................... .............. 52 Concavidad Interna.................... Interna .......................................... ............................................. ............................................. .................................... .............. 53 Inclusión de Escoria...................... Escoria ............................................ ............................................ ............................................ .................................. ............ 54 Inclusión de Escoria...................... Escoria ............................................ ............................................ ............................................ .................................. ............ 55 Exceso de Penetración..................... Penetración ........................................... ........................................... ........................................... ................................ .......... 57 Fusión Incompleta ............................................. .................................................................... .............................................. .................................. ........... 58 Penetración Incompleta ........................................... .................................................................. ............................................. ............................ ...... 59 Penetración Incompleta debido debido a Desalineamiento...................... Desalineamiento ........................................... .............................. ......... 60 Desalineamiento .......................................... ................................................................ ............................................. ......................................... .................. 61 Grietas............................................................. Grietas....................................... ............................................ ............................................ ...................................... ................ 62 Grietas............................................................. Grietas....................................... ............................................ ............................................ ...................................... ................ 63 Grietas............................................................. Grietas....................................... ............................................ ............................................ ...................................... ................ 64 Quemadura (Burn – Through) Through) 65

Porosidad .................................................................................................................... 66 Porosidad .................................................................................................................... 67 Porosidad .................................................................................................................... 68 Socavado Interno ........................................................................................................ 69 Socavado Externo....................................................................................................... 70

PROYECTOS Todo proyecto enfocado a desarrollarse según cánones óptimos de ejecución cumple dos grandes etapas que son: •

•

Definición y Desarrollo: Esta etapa consiste en analizar el

riesgo involucrado en la ejecución del proyecto y de decidir si es rentable invertir los recursos que este necesite para su óptima ejecución. Implantación y Operación: Esta etapa es la que define lo concerniente a la ejecución física del Proyecto y la obtención de los dividendos esperados.

A lo largo de la ejecución de las dos etapas mencionadas antes, se cumplen varias fases de importancia específica dentro de los alcances del proyecto: •

Visualización o

•

Conceptualización o

o

•

Elaboración del alcance del Proyecto, el estimado de costos de la ejecución (Aproximado), plan de ejecución (aproximado) y la evaluación de la factibilidad técnica y económica de proseguir con el proyecto. Organización para la etapa de panificación del Proyecto: En esta parte se conforma el equipo de trabajo, se formalizan los roles, objetivos y responsabilidades, se prepara el plan para conceptuar y definir el Proyecto. Selección de la mejor opción: Aquí es donde se evalúa la tecnología, el sitio y la rentabilidad de las opciones.

Definición o

o

Desarrollo del paquete de definición del Proyecto: Para este momento es cuando se procede a analizar los riesgos, precisar el alcance, elaborar el diseño básico, desarrollar en detalle el plan de ejecución, realizar los estimados de costos, establecer las guías para el control del Proyecto y desarrollar un plan de Aseguramiento Tecnológico. Preparación del paquete para la autorización del Proyecto: Acá se revisa la evaluación para solicitar fondos y se prepara la documentación para la aprobación.

•

Implantación Contratación: Aquí es donde se aprueba la estrategia de contratación, la selección del contratista, la revisión y firma del contrato y la administración del contrato. Ejecución: Esta parte es de sumo interés para poder llegar a obtener las expectativas que de habían planteado en la etapa de visualización, pues es aquí  don se realiza la ingeniería, la procura de materiales y equipos, la materialización del plan de aseguramiento tecnológico y la construcción del proyecto. Operación Esta etapa es la culminación del Proyecto, y es acá donde se ejecuta la operación final, las pruebas de garantía, la aceptación de las instalaciones, la elaboración de los informes finales y la evaluación continua de los componentes del Proyecto. o

o

•

o

N o r m a s p a r a e l d i se ñ o d e t u b e r í a s i n d u s t r i a l es  

Las principales normas que rigen todo lo concerniente a los sistemas de tuberías y su instalación constituyen las bases de muchas leyes relativas a la seguridad. La norma de mayor envergadura en esta aplicación es el Código ASME para calderas y recipientes a presión, el cual en sus secciones I, II, III, VIII, IX y XI define claramente los requerimiento mínimos que consolidad la optima instalación de un sistema. Enfatizando en el planteamiento de tuberías a presión, se encuentran diferentes secciones separadas para este código que enmarcan la implantación de estos sistemas: • • • • • • •

Tuberías Tuberías Tuberías Tuberías Tuberías Tuberías Tuberías

para Sistemas de Potencia..................................... para Gases Combustibles...... ................................ Plantas Químicas y Refinerías de Petróleo................ para transporte de petróleo líquido......................... para Refrigeración................................................ para transmisión y distribución de Gas.................... para Servicios en Edificios.....................................

B31.1 B31.2 B31.3 B31.4 B31.5 B31.8 B31.9

Indudablemente existen muchas otras organizaciones que se han dedicado a resaltar los requerimientos en la instalaciones de tuberías como tal. Entre ellas podemos mencionar El Instituto Americano de Petróleo (API), La Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM), La Asociación Nacional de Protección Contra Incendios (NFPA), El Instituto Nacional Americano de Normas (ANSI), etc.

TUBERÍ AS I NDUSTRI ALES 

Es de gran importancia aclarar la diferencia que existe entre los términos “tubería” y “tubo”, pues comúnmente son confundidos. La Tuberías corresponde al conjunto conformado por el tubo, los accesorios, las válvulas, etc; encargados de transportar los gases o líquidos que así lo necesitan. Mientras que Tubo es aquel producto tubular con dimensiones ya definidas y de material de uso común. Las tuberías con destinación industrial tienen una muy amplia aplicación, pues es por medio de ellas que se transportan todos lo fluidos (gases, mezclas, líquidos, etc) para optimizar y no limitar los procesos industriales. Existen tubos con costura y sin costura, la diferencia entre ellos radica en el modo de fabricación. Los primeros se fabrican a partir de lámina unida por soldadura, mientras los segundos se fabrican . Modo de Especificación  •

Denominación: Diámetro, Costura, Sch, Material, Longitud,

Tolerancia. o o

o o o o

Diámetro: Diámetro nominal de la tubería en pulgadas. Costura: SMLS (Tubería sin costura), Welded (Tubería con

costura). Sch: Espesor de la tubería. (Schedule) Material: Material de la tubería. Ej. ASTM A 106 gr. B Longitud: Longitud por pieza. Ej. Piezas de 10m de largo. Tolerancia: Tolerancia de longitud de la tubería, diámetro, espesor.

P r o c e so s d e M a n u f a c t u r a  

En la industria existen varios tipos de acabados de tubos utilizados para la instalación de sistemas. Comúnmente, o en su mayoría, los tubos de acero que se fabrican son del tipo sin costura (sin soldadura lateral), los cuales se manufacturan por medio de perforación y forja, torneado y calibración del hueco. Los tubos con costura (producidos por soldadura) se fabrican por soldadura de arco sumergido, por soldadura por resistencia eléctrica o por soldadura eléctrica por fusión, a partir de lámina.

Las normas que gobiernan la fabricación de tubos, son básicamente tres, API–5CT, API–5L y ASTM Los Tubos API-5CT son tubos roscados, utilizados en los pozos petroleros, y son de dos tipos, los de revestimiento o Casing y los de proceso o Tubing. Los tubos API-5L y ASTM se utilizan principalmente para la fabricación de Oleoductos, Poliductos, Refinerías y Plantas Procesadoras de Productos Químicos, etc. La unión de estos tubos se hace a partir de soldadura. Accesori os de Tuber ías 

Estos son todos aquellos elementos que instalados en conjunto con el tubo, conforman el sistema de tuberías. En todo sistema de tuberías se hacen presente los siguientes elementos: • • • • • • • • •

Codos de 90º (radio corto o radio largo) Codos de 45º (radio corto o radio largo) Tee rectas o reductoras  “Y” laterales Bridas Weldolets, Sockolets Empacaduras Pernos Válvulas de todos los tipos.

¿Cómo especificar algún accesorio? Es importante saber que cuando se va a realizar la adquisición de los materiales involucrados en el desarrollo de un Proyecto, se cuenta con una amplia gama especificaciones que definen las características del accesorio. Codos • Denominación: Angulo, Diámetro, Tipo de Radio. (Sch o

Rating), Extremos, Material. Angulo: Angulo de giro para el Fluido. Ej. 90º. Diámetro: Diámetro nominal del codo. Ej. 2” φ. Tipo de Radio: Radio Largo o Radio Corto Sch: Schedule del codo (solo para codos de diámetro mayor de 2” φ. Rating: Rating del codo (solo para codos de diámetro menor o igual a 2” φ. o o o o

o

o

o

Extremos: Extremos para encastrar (SW), Biselados

(BW), Roscados (THHD). Material: Material de codo. Ej. ASTM A105.

Ejemplo de especificación de un Codo: Codo 90º ¾” φ,  Radio largo, 6000#, extremos para encastrar (SW), según ASTM A105. Tee Recta • Denominación: Diámetro, (Sch o Rating), Extremos, Material. o Diámetro: Diámetro nominal de la Tee. Ej. 2” φ o Sch: Schedule de la Tee (solo para tee de diámetro o

o

o

mayor de 2” φ) Rating: Rating de la Tee (solo pata tee de diámetro menor o igual a 2” φ) Extremos: Extremos para encastrar (SW), Biselados (BW), Roscados (THHD). Material: Material de codo. Ej. ASTM A105.

Ejemplo de especificación de una Tee recta: Tee recta 4” φ,  Sch 40, extremos biselados (BW), según ASTM A234 gr. WPB.. Tee Reductora • Denominación: Diámetro, (Sch o Rating), Extremos, Material. Diámetro: Diámetro nominal de la Tee y del ramal. Ej. o

4” φx4” φx2” φ Sch: Schedule de la Tee (solo para tee de diámetro mayor de 2” φ) Rating: Rating de la Tee (solo pata tee de diámetro menor o igual a 2” φ) Extremos: Extremos para encastrar (SW), Biselados (BW), Roscados (THHD). Material: Material de codo. Ej. ASTM A105. Ejemplo de especificación de una Tee reductora: o

o

o

o

  4” φx   3” φ,  Sch 40, extremos biselados (BW), Tee reductora de 4” φx según ASTM A234 gr. WPB.

Reducciones • Denominación: Tipo, diámetros, extremos, (Sch o Rating),

Material. o o

o

o

Tipo: Excéntrica o Concéntrica Diámetro: Diámetros nominales de la reducción. Ej.

8” φx6” φ. Sch: Schedule de la Tee (solo para tee de diámetro mayor de 2” φ) Rating: Rating de la Tee (solo pata tee de diámetro menor o igual a 2” φ)

o

o

Extremos: Extremos para encastrar (SW), Biselados

(BW), Roscados (THHD). Material: Material de codo. Ej. ASTM A105.

Ejemplo de especificación de una Tee recta: Reducción excéntrica 2” φx1” φ, extremos para encastrar (SW), 3000#, según ASTM A105. Bridas

Son accesorios para conectar tuberías con equipos (Bombas, intercambiadores de calor, calderas, tanques, etc.) o accesorios (codos, válvulas, etc.). La unión se hace por medio de dos bridas, en la cual una de ellas pertenece a la tubería y la otra al equipo o accesorio a ser conectado. La ventajas de las uniones bridadas radica en el hecho de que por estar unidas por espárragos, permite el rápido montaje y desmontaje a objeto de realizar reparaciones o mantenimiento. Estas se clasifican en: • Brida con cuello para soldar. Welding Neck (WN) • Brida deslizante., Sleep On (SO) • Brida roscada. • Brida loca con tubo rebordeado. • Brida ciega. • Brida con boquilla para soldar. • Brida de reducción. • Brida orificio. • Brida de cuello largo para soldar. Plantilla de catalogación de las Bridas

I NFORMACI ÓN Tipo de Brida Tipo de Cara Tamaño Clase o Rating Schedule

Material

DESCRI PCI ÓN DE LA I NFORMACI ÓN  Las Bridas pueden ser: WN, SW, SLEEP-ON, Roscada, Blind, Reductora, LWN y Orificio. Los tipos de cara de junta pueden ser: FF, RF, RTJ. Se refiere al diámetro nominal del tubo que va a ser empalmado con la brida. Es la relación Presión-Temperatura (125, 150, 250, 300, 600, 800, 900, 1500 Lbs). Se refiere al del tubo que va a ser unido a la brida. Aplica para Bridas WN, SW o Reductoras. Se debe indicar la norma de fabricación de la Brida.

Materiales usados en la fabricación de las Bridas

M ATERI A L DESI GN ACI ÓN A-105

Acero Al Carbono

Acero Aleado

A-181 A-350

A-182 A-335

Acero Inoxidable

A-182

GRADO -

APLI CACI ÓN   Altas Temperaturas I y II Uso General LF1,LF2, LF3 y LF5 Bajas Temperaturas Altas Temperaturas F1 y F2 y moderada corrosión P2,P11,P21 Altas temperaturas Altas F5ab,F6a2,F9,F11,F12,F22,F304, temperaturas y servicios F304L,F310,F316,F316L, severos de F321 corrosión

P rincipales Tipos De Válvulas •

•

•

Válvula de Compuerta: Las compuertas de disco, actuadas por

un husillo, se mueven perpendicularmente al flujo. El disco asienta en dos caras para cerrar. Se usa cuando se requiere frecuente cierre y apertura. No es práctica para estrangulamiento de la vena fluida porque causa erosión en los asientos de la válvula y vibraciones. La bolsa en el fondo de la válvula puede llenarse de depósitos impidiendo el cierre. Válvula de Globo: El disco situado en el extremo del husillo asienta sobre una abertura circular. El flujo cambia de dirección cuando pasa por la válvula. Buena para producir estrangulamiento debido debido a la resistencia que presenta al flujo. Produce menor pérdida de carga y turbulencia, es más indicada para servicio corrosivo y erosivo. No es recomendada para servicios de frecuente cierre y apertura. El costo y la eficiencia en el estrangulamiento para válvulas mayores a 6" es desfavorable. Válvula de Retención, oscilante o de bisagra: el flujo mantiene abierto el cierre a bisagra y el flujo en sentido opuesta la cierra. La del tipo basculante con el pivote en el centro evita el golpe al cerrar. Se utilizan contrapesos externos, en los tipos estándar, para proveer una mayor sensibilidad para los cambios de sentido en el flujo. Se usa cuando sea necesario minimizar la pérdida de carga. Es mejor para líquidos y para grandes

tamaños. No aplicable para líneas sujetas a flujo pulsante. Algunos tipos sólo operan en posición horizontal. Juntas De Expansión • • • •

• •

•

•

•

Plana: de papel tejido y goma. Hasta 250°F. Estriada. No metálica: de amianto tejido. Buena para tuberías revestidas de vidrio o con caras muy rugosas. Hasta 300 o 400". Metálica: muy diversos metales. Satisfactoria para la máxima temperatura que pueda soportarla brida o la junta. Estriada. Estriada: metálica con surcos marcados en ambas caras. Requiere menor carga de compresión que la plana y se obtiene mayor eficiencia que con las planas en muchos casos. Reemplaza a las planas en muchos usos. Muy fina. Laminada: amianto con encamisado metálico. Muy fina. Espiral arrollada: capas de metal preformado y amianto arrolladas en espiral. Fina. Tanto estas juntas como las laminadas se usan hasta 850°F. Requieren menor carga de compresión que las sólidas y por lo tanto es más eficiente para altas temperaturas y presiones. Ondulada: envuelta de metal ondulado relleno de amianto. Para uso hasta 850°F y alta presión. Buena para servicio severo tal como petróleo bruto caliente y productos químicos.. Muy fina. Amianto insertado: metal ondulado, con las ondulaciones rellenas de amianto. Para usos hasta 850°F pero no más de 600 psi. No apto para petróleo caliente. Fina. Anillo octogonal y oval: anillos metálicos fabricados de hierro dulce, acero bajo al carbono, acero inoxidable, monel, ínconel, y cobre. Es la más eficiente y cara. La presión interna expande el anillo y crea un autocierre. Es preferida para servicios severos, siendo la octogonal la más frecuente. Muy fina. PARÁMETROS DE DI SEÑO 

Los parámetros fundamentales que delimitan el diseño de un sistema de tubería son, principalmente, la temperatura y presión de diseño. •

Presión de diseño: es considerada como la máxima diferencia

de fuerza por unidad de área existente entre el interior y el exterior de un tubo, componente de tubería o entre cámaras adyacentes de una unidad. Esta presión de diseño no será menor que la presión a la condición más severa de presión y temperatura coincidentes que se espere en condición normal de operación.

•

Temperatura de diseño: es la temperatura del metal a la

condición más severa de presión y temperatura coincidentes, esperada durante operación normal. Los requisitos para determinar la temperatura del metal de diseño para tuberías son: Para tubería con aislamiento externo, la temperatura del metal para diseño será la máxima temperatura de diseño del fluido contenido. Para tubería sin aislamiento externo y sin revestimiento interno, con fluidos a temperatura de 32ºF (ºC) y mayores, la temperatura del metal para el diseño será la máxima temperatura de diseño del fluido reducida, según los porcentajes siguientes: o

o

Co m p o n e n t e s d e t u b e r í a   *T % Componente  Válvulas, tubería, uniones solapadas y accesorios 5 soldados. Accesorios bridados 10 Bridas (en línea) 10 Bridas de uniones solapadas 15 Empacaduras (en uniones en línea) 10 Pernos (en uniones en línea ) 20 Empacaduras (en casquetes de válvulas) 15 Pernos (en casquetes de válvulas) 30

o

o

Para temperaturas de fluidos menores de 32 ºF, la temperatura del metal para el diseño, será la temperatura de diseño del fluido contenido. Para tuberías aisladas internamente la temperatura será calculada usando la temperatura ambiental máxima sin viento (velocidad cero).

D i s eñ o d e Co m p o n e n t e s d e Tu b e r í as a Pr e s i ó n  

Es importante definir los conceptos de interés en la presentación de las tuberías comerciales: Los tubos fabricados de acuerdo con los tamaños dados en las normas y en los estándar del Instituto americano del Petróleo (API) son llamados tuberías. El diámetro externo de cualquier tamaño nominal es el mismo para cualquier peso (espesor de pared), dentro de un mismo tamaño. Esto es, el diámetro interno para un mismo tamaño nominal varia junto con su espesor. Las tuberías de 12” y

menores son designadas por un diámetro nominal que se aproxima, pero no es igual al diámetro interno de una lista (Schedule) 40 o peso estándar. Las tuberías de 14” y mayores tienen los diámetros externos iguales a los nominales. El espesor de pared viene expresado en términos del Schedule, de acuerdo con la Asociación Americana de Estándares. Anteriormente a la introducción de números de lista fueron utilizados los términos Peso Estándar (S), Extra Fuerte (XS) y Doble Extra Fuerte (XXS), para indicar los espesores de pared. Espesor de la pared de tubos rectos

El mínimo espesor de pared para cualquier tubo sometido a presión interna es una función de: • El esfuerzo permisible para el material del tubo. • Presión de diseño. • Diámetro de diseño del tubo. • Intensidad de la corrosión y/o erosión. El espesor mínimo de la pared del tubo sometido a presión externa es una función de la longitud del tubo, pues ésta influye en la resistencia al colapso del tubo. Para tubos metálicos, el espesor de diseño para soportar la presión interna, debe calcularse por la ecuación que sigue, siempre que Do/t sea mayor que 4 (tubos Do/t menor que 4, se considera tubos de pared gruesa y se requieren consideración especial, pues hay que tomar en cuenta factores de diseño y de materiales, tales como teoría de las fallas, fatiga y esfuerzo térmico).

T  = tm +  X  tm =

y

P. Do

2.(S . E + P.Y )

tm = t + C  + C 

Donde: T =  t m =  t C

=  = 

Espesor nominal en [plg]. Mínimo espesor de pared que satisface los requerimientos de presión, espesor adicional por corrosión mecánica y erosión [plg]. Espesor por presión de diseño interna solamente [plg]. Suma de las sobre medidas mecánicas más la sobre medida por corrosión y erosión [plg]

P =  Do =  S =  E X Y

=  =  = 

Presión interna de diseño [psig] Diámetro exterior del tubo [plg] Esfuerzo permisible del material del tubo, a la temperatura de diseño. Estos valores de esfuerzo deben tomarse del código ASME B31.3, Tabla A!, Apéndice A. Factor de soldadura longitudinal de la junta . Tolerancias de fabricación. Coeficiente cuyos para materiales ferrosos dúctiles se da en la Tabla siguiente y para materiales dúctiles no ferrosos tiene un valor de 0.4 y es cero para en hierro fundido.

Valores de “Y” para Materiales Ferrosos : Temp, ºF Metal tipo Aceros Ferríticos Aceros Austeníticos Otros Metales Dúctiles Hierro Colado

900 y menor

9 50

0.4 0.4 0.4 0.0

0.5 0.4 0.4 --

1 00 0 1 05 0 1 10 0 1 15 0  

0.7 0.4 0.4 --

0.7 0.4 0.4 --

0.7 0.5 0.4 --

0.7 0.7 0.4 --

Con todo lo anterior se puede definir una especie de procedimiento de relevante importancia para la realización de un satisfactorio y seguro diseño de tuberías. La siguiente lista muestra los pasos que deben completarse en el diseño mecánico de cualquier sistema de tubería: •

Establecimiento de las condiciones de diseño, incluyendo: º Presión º Temperatura º Velocidad del Viento º Movimientos sísmicos º Choques del Fluido º Gradientes térmicos º Cargas cíclicas y números de ciclos.

•

Selección de los materiales de las tuberías de acuerdo a la corrosión y resistencia. Selección de las clases de Bridas y Válvulas. Cálculo del espesor mínimo de pared para la temperatura y presión de diseño (ASME B31.3). Establecimiento de una configuración aceptable entre los puntos terminales de la tubería. Establecimiento de una configuración aceptable de soportes para el sistema de tuberías.

• • • •

•

•

Análisis de esfuerzo por flexibilidad satisfaciendo los criterios del código ASME B31.3, así como los requerimientos adicionales cubiertos en las normas propias de la empresa. Ejecución de análisis especiales de esfuerzos por cargas sísmicas, de viento, gradiente térmico o fatiga, si fuesen requeridos.

Además de tomar en cuenta todas las consideraciones anteriores, es fundamental crear criterios de decisión muy sólidos al momento de poder diseñar el trazado y configuración definitiva del sistema. Para ello es importante prever un buen diseño de acceso, el cual se refiere a los requerimientos mínimos necesarios para facilitar las tareas de operación y mantenimiento. Entre los parámetros a tomar en cuenta están: Alturas Libres:

Mínimo 300 mm para tubos sobre durmientes. Mínimo 2200 mm para paso de personas. Mínimo 2500 mm para áreas donde operan equipos móviles de carga. Mínimo 3700 mm donde se requiera paso de vehículos automotores.

Espacio entre líneas:

La distancia mínima que separa los bordes exteriores delas paredes de los tubos en tramos rectos sin bridas , debe ser mayor de 75 mm. La distancia mínima que se guardará para espacios entre líneas donde una o ambas tengan bridas no coincidentes tendrá una holgura de 25 mm entre el borde de la brida de mayor diámetro y la pared del tubo adyacente.

Co n s i d e r a c i o n e s s o b r e a r r e g l o s y so p o r t e s d e t u b e r í a s  

Es sumamente importante tener en cuenta todos los criterios que se hacen presente en la implantación de la configuración definitiva para el ruteo a seguir en la instalación del sistema de tubería que se este ejecutando. Para ello se hace necesario tomar en cuenta consideraciones como: • •

El sistema de tuberías deberá ser en lo posible, auto soportante y consistente con los requerimientos de flexibilidad. El exceso de flexibilidad puede requerir soportes o sujeciones adicionales para evitar amplios movimientos y vibraciones; esta situación es propensa ocurrir en líneas verticales donde

•

•

•

•

Las tuberías propensa a vibrar, tales como líneas de succión o descarga de bombas reciprocantes o compresoras, deberán ser diseñadas con sus soportes propios e independientes de otras tuberías, o estructuras. Los tubos de las conexiones superiores de recipientes verticales se apoyan y fijan ventajosamente en el recipiente para minimizar movimientos independientes del recipiente, soportes y tuberías, por lo tanto tales tuberías deben ser trazadas lo más cerca posible del recipiente y soportadas muy cerca de la conexión. Las tuberías sobre estructuras deben ser trazadas debajo de las plataformas, cerca de los miembros estructurales principales, en puntos donde sea favorable añadir cargas a fin de evitar la necesidad de reforzar esos miembros. Debe asignarse suficiente espacio, de manera que puedan colocarse los componentes propios de ensamblaje de los soportes.

Guia General Para la Ubicación d e los Sopo rt es 

La ubicación apropiada de soportes colgantes o soportes fijos involucra consideraciones de la propia tubería, de la estructura a la cual se trasmite la carga y de las limitaciones de espacio. Los puntos preferidos de la fijación de tuberías son: Sobre tuberías propiamente y sobre componentes tales como: válvulas, accesorios o juntas de expansión. Sobre tramos rectos de tuberías en lugar de sobre codos de radios agudos, juntas angulares o conexiones de ramales prefabricados, ya que en estos sitios se encuentra la tubería ya sometida a esfuerzos altamente localizados, a los cuales se le agregarían los efectos locales de fijación. Sobre tramos de tuberías que no requieran remoción constante para limpieza o mantenimiento. Cerca de concentraciones grandes de carga, tales como tramos verticales y ramales de tubería. Tipos de Soportes: Restricción. Soporte. Abrazadera. Anclaje. Tope.

Guia. Colgador. Soporte fijo o deslizante. Zapata. Silla.

FLEXI BI LI DAD EN SI STEMAS DE TUBERÍ AS 

Un aspecto importante en el diseño de la configuración de las tuberías es asegurarse de que exista suficiente flexibilidad en el sistema para que pueda absorber las deformaciones térmicas inducidas por cambios de temperaturas sin alcanzar altos esfuerzos. Se entiende por flexibilidad, la capacidad que tiene el Sistema de absorber las deformaciones térmicas inducidas por cambios de temperatura, sin sobre pasar los esfuerzos admisibles. El Sistema debe estar diseñado de tal manera que: No falle por excesivos esfuerzos térmicos. No sobrecargue y cause fugas por las bridas. No falle por fatiga en tuberías y soportes debido a deformaciones deformaciones muy elevadas. No se produzcan momentos o fuerzas excesivas en los equipos interconectados. interconectados.

El objetivo del Ingeniero Mecánico Proyectista, será lograr el mejor arreglo del sistema de tuberías sin necesidad de utilizar lazos o juntas de expansión. La ecuación que rige el aumento de longitud de un tubo sin restricciones, por cambio de temperatura es la siguiente:

. .∆.T  δ  = α  L

Donde • δ=Cambio de longitud. Cambio de • ∆T= Temperatura • α=Coef. de expansión • L= Longitud

Por lo tanto este cambio de longitud no depende del diámetro ni del espesor de la tubería. En términos generales, los fundamentos del análisis de flexibilidad consisten en que toda estructura que está sujeta a un cambio de temperatura cambiará sus dimensiones físicas si tiene libertad de expandirse; en caso contrario, se inducirán esfuerzos provocándose fuerzas de reacción y momentos en los equipos de los extremos. El Problema básico del análisis de flexibilidad es determinar la magnitud de estos esfuerzos en la tubería y controlar que las reacciones en los puntos de interconexión con equipos estén dentro de valores aceptables. En la lista siguiente se resumen los equipos más sensibles a las cargas, cuyas conexiones con las tuberías deben ser analizadas con precisión por flexibilidad para asegurar que las reacciones se mantengan dentro de ciertos límites aceptables: EQUI PO Turbinas de Vapor

Compresores Centrífugos Bombas Centrífugas Intercambiadores de Calor Tanques mayores de 200’

CRI TERI TERI O ESTI STI PULADO POR:  POR:  NEMA SM-23 API 617 que esencialmente estipula 1,85 veces los valores admisibles del NEMA-23 API 610 Recomendaciones de las cargas admisibles dadas por los fabricantes ASME documento N° 77-PVP-19

R e c o m e n d a c i o n e s P a r a R es e s o l v e r P r o b l e m a s D e Fl Fl e x i b i l i d a d  

Cuando el arreglo inicial de las tuberías no es satisfactorio desde el punto de vista de la flexibilidad del sistema, pueden considerarse las siguientes recomendaciones: Cambiar la configuración del sistema de tubería para reducir su rigidez, agregando codos, tramos que absorban los efectos de la expansión, introduciendo lazos de expansión convencionales. Las juntas de expansión no son deseadas. La utilización apropiada y la ubicación estratégica de restricciones tales como guías, anclajes direccionales y topes, pueden minimizar las reacciones térmicas y por fricción impuestas a equipos sensibles a cargas. Los soportes de las tuberías deben diseñarse para el máximo rango de temperaturas que pueda ocurrir.

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Los soportes de resortes podrán emplearse para satisfacer los requerimientos, en los puntos donde se provean grandes movimientos verticales, por la expansión térmica. Los resortes son necesarios donde los esfuerzos térmicos o las cargas tienden a ser excesivos debido a los efectos desarrollados por la restricción del movimiento vertical de la tubería. Además, los resortes son necesarios en aquellos puntos donde las cargas producidas por los efectos de expansión térmica tenderán a levantar a la tubería de los soportes convencionales durmientes. SI STEMA STEMA D E TUBERÍ TUBERÍ AS DE BOMBA S CENTRÍ FUGAS  FUGAS 

Las tuberías para bombas centrífugas, especialmente para servicios a altas temperaturas, generalmente representan uno de los problemas más difíciles para diseñar desde el punto de vista de la flexibilidad. Deberá cumplirse con el criterio establecido acerca de las cargas admisibles en las conexiones, cuando se resuelve el problema de la flexibilidad de la tubería. Este inconveniente deberá resolverse para todas las condiciones posibles de operación de las bombas. Algunas recomendaciones generales que conciernen al diseño por flexibilidad son las siguientes: El análisis de flexibilidad de un sistema de tuberías que acopla a bombas centrífugas deberá considerar todos los ramales considerados a múltiples comunes y deberán investigarse las siguientes posibles condiciones de operación: Todas las Bombas que operan simultáneamente. El efecto de cada bomba utilizada como repuesto o bloqueada por labores de mantenimiento. El criterio de las cargas admisibles en las boquillas debe ser satisfecho para las cargas combinadas, térmicas, peso muerto y fricción. Los soportes de resorte pueden requerirse para la tubería inmediata a la conexión de la bomba, a fin de reducir la reacción por carga muerta (peso) impuesta a la bomba. Proveer restricciones direccionales en localizaciones estratégicas, a fin de prevenir que las cargas térmicas y las acumuladas por fricción, sean excesivas sobre las bombas, debido a tramos largos de tuberías.

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Satisfacer los requerimientos específicos respecto a la alineación de las bridas, conectadas a equipos rotativos. El proceso mas comúnmente usado para unir los tubos y accesorios es la Soldadura. Existen muchos procesos de soldadura y su utilización depende de factores tanto técnicos como económicos. Para llevar a cabo la unión de dos piezas por medio de la soldadura es necesario cumplir con una serie de requisitos previos, estos son: - Inspector de Soldadura Calificado - Procedimiento de Soldadura (WPS) - Calificación del Procedimiento de Soldadura (PQR) - Calificación del Soldador (WQ) I NSPECTOR DE SOLDAD URA

La inspección del trabajo de soldadura, representa una de las principales labores dentro de cualquier proceso de fabricación o montaje. Existen para ello diversos códigos o especificaciones que dan la pauta a seguir antes, durante y después de efectuado un trabajo, para asegurar la calidad de la soldadura. El responsable de este proceso es el inspector de soldadura. Dado la importancia de su trabajo, requiere tener experiencia practica en soldadura y en inspección, conocimientos de planos y especificaciones, de los métodos de ensayo y de metalurgia, necesita tener además buena visión, criterio y condición física. D e b er e s d e l I n s p e c t o r d e S o l d ad u r a   In terpretación de los planos y especificaciones.

El inspector debe estudiar los planos y familiarizarse con los detalles de construcción de la pieza o producto incluyendo en ello las especificaciones, de la operación de soldadura. También debe conocer el material que se va a utilizar en la fabricación o construcción debido a que algunos metales requieren tratamiento especial para un buen resultado. Calificación del procedimiento, soldador y operación de soldadura.

El requerimiento que el fabricante haga sobre el procedimiento de soldadura, deber controlarse durante el proceso de producción o montaje bajo ciertos códigos o especificaciones particulares. JORGE E. RUEDA DANIELS 

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Antes de iniciar cualquier trabajo, el inspector verificar que los procedimientos de soldadura han sido establecidos y que, estos conducir a uniones soldadas del tipo requerido. El inspector determinara si es necesario efectuar cambios en el proceso de soldadura y que estos se encuadren dentro de normas y procedimientos adecuados. Cuando se necesite efectuar trabajos con soldadores u operadores calificados, el inspector verificar que esa calificación corresponda a los requerimientos del proceso. Para ello debe solicitar los documentos pertinentes y en algunos casos realizar bajo su control las pruebas de calificación necesarias. Control de aplicación de los procedimien tos adecuados.

Cuando encuentre o detecte fallas considerar alternativas de reparación y controlar que estas se hagan. a) Debe existir un mínimo de interferencia entre la labor de inspección y producción. b) La operación de inspección que requiere un cierto conjunto de producción puede ser complementada. Selección de muestras de producción.

Para la labor de inspección sobre elementos de producción, debe seleccionar muestras y realizarle los ensayos requeridos de acuerdo a la especificación del cliente o en su defecto al código que corresponda. Evaluación de los resultados de ensayo.

Siempre debe controlar que el ensayo corresponda a la indicación de norma y que se efectúe de la manera apropiada verificando que los equipos con los cuales se realizan pruebas que están perfectamente calibrados. El Inspector de Soldadura debe ser como mínimo Nivel II en Radiografía Industrial y preferiblemente debe estar calificado en otro tipo de ensayo no destructivo como Partículas Magnéticas, Tintas Penetrantes, Ultrasonido, Corrientes de Eddy, etc. P reparación de registros y resultados.

Los trabajos efectuados bajo alguna especificación o código, requieren que las pruebas de inspección sean registradas. Normalmente, los registros dependen del tipo de ensayo realizado y del Sistema de Calidad de la Empresa. JORGE E. RUEDA DANIELS 

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PROCEDI MI ENTO DE SOLDADURA

El procedimiento de soldadura o WPS (Welding Procedure Specification) es un documento que provee las directrices para realizar la soldadura con base en los requerimientos del código, proporciona igualmente la información necesaria para orientar al soldador u operador de soldadura y asegurar el cumplimiento de los requerimientos del código. Describe las variables escenciales, no escenciales y cuando se requiera, las variables suplementarias escenciales de cada procedimiento de soldadura. Debe estar firmado por el Inspector de Soldadura El Código AWS tiene una serie de procedimientos precalificados, por lo cual cuando se va a soldar con base en este código es necesario únicamente cumplir con lo establecido en el código. El Código ASME sección IX, Estándar para Calificación de Procedimientos de Soldadura, Soldadores y Operadores de Soldadura, da los lineamientos para desarrollar el procedimiento de soldadura. D i s eñ o d e l a Ju n t a  

Ver QW-402 del ASME IX, debe indicarse el tipo de junta, las tolerancias dimensionales, material de refuerzo si aplica, y el tipo de material, si es una  junta de bisel doble, el material de soldadura se considera refuerzo para el lado posterior. Metal base 

El punto de la norma que rige el metal base es QW-403, y se refiere a las piezas de metal a unir, ya sea tubo o lámina, pueden ser del mismo tipo o de diferente tipo de material. El código divide los tipos de material en Números P y Grupos En el WPS debe detallarse como mínimo el Número P, el Grupo, el espesor o rango de espesores, el diámetro si es tubería. M e t a l d e Ap o r t e  

Ver QW-404 para el Metal de Aporte y QW-409 para las Características Eléctricas. Es necesario especificar la clasificación AWS del electrodo, la especificación SFA, el número A ó el análisis químico, en número F, límite de depósito, diámetro, rango de amperaje y rango de voltaje, el tipo de corriente, JORGE E. RUEDA DANIELS 

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la polaridad, el modo de transferencia, Tamaño y tipo de la varilla de tungsteno, rango de velocidad del alambre. La información que se suministra depende del proceso de soldadura, ya que hay condiciones que son únicas para cada proceso. Posición 

Ver QW-405. Especifica la posición en que se calificará el procedimiento, y por ende a los soldadores, especificando si es una junta en filete o a tope, y el sentido de progresión de la soldadura. Pr e c al e n t a m i e n t o y Te m p e r a t u r a e n t r e P a se s.

Se encuentra en QW-406. Esta temperatura está en función del tipo de material, y en el WPS debe especificarse, en caso que se requiera, la temperatura mínima de precalentamiento, la máxima y la mínima temperatura entre pases.

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Tr a t a m i e n t o Té r m i co P o st s o l d a d u r a  

Ver QW-407. Está en función del material y es necesario describir en el WPS el rango de temperatura y el tiempo de mantenimiento de la misma. Debe tenerse en cuenta que el tiempo de mantenimiento está en función del espesor. Gases 

Ver QW-408. Si aplica, debe especificarse el tipo de gas, la mezcla en porcentaje y la rata de flujo de salida. Técnica 

Ver QW-410. En este punto se debe indicar tipo de limpieza inicial y entrepases, tipo de depósito, tamaño del orificio de salida de gas, tipo de oscilación, método de protección de la raíz, pases por lado, electrodo múltiple o sencillo, rango de velocidad de avance, incertos consumibles. Variables 

Durante el proceso de soldadura existen variables que se pueden modificar sin afectar la calificación del procedimiento estas se denominan Variables No Escenciales. Las Variables escenciales son aquellas que si se modifican, el procedimiento debe ser recalificado; estas variables están directamente relacionadas con el proceso de soldadura seleccionado y se pueden consultar en QW-250. CALI FI CACI ÓN DEL PROCEDI MI ENTO DE SOLDADURA

La Calificación del Procedimiento de Soldadura (PQR, Procedure Qualificatión Record) se realiza con base en el WPS y se detallan los rangos de calificación y se anexan los ensayos mecánicos realizados a la muestra, ya sea tensión, doblado, impácto o dureza. En el PQR se debe detallar además el nombre del soldador, su estampa y su número de Identificación, El Inspector Responsable de realizar las Pruebas con su respectiva firma, El Inspector Responsable de Diseñar el WPS, la fecha y el código bajo el cual se califico el procedimiento.

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CALI FI CACI ÓN DEL SOLDADOR 

La calificación del soldador con base en elprocedimiento de soldadura (WPS) previamente calificado (PQR) y aprobado. La calificación del soldador consiste en una prueba de su habilidad para soldar y dependiendo de las necesidades del proyecto, esta prueba se realiza en diferentes posiciones, 1G, 2G, 3G, 4G, 5G o 6G, para soldadura a tope. La posición vertical con la progresión hacia abajo es calificada únicamente para API. La soldadura en filete es calificada según AWS D1.1. Exsisten variables escenciales y no escensiales para la calificación del soldador que se encuentran en el código ASME IX Artículo III Welder Performance Qualifications. QW-300. La prueba del soldador deberá estar dirigida por un inspector de soldadura calificado, y toda prueba a ser sometida a los ensayos, ya sean destructivos o no, deberá haber pasado previamenta la inspección visual, de acuerdo a los requerimientos de la norma. Una vez el soldador sea probado y el material sea examinado, ya sea por ensayos mecánicos o radiografía, y siempre y cuando los resultados sean satisfactorios, se deberá llenar la planilla de calificación del soldador, indicando principalmente: -

Nombres completos del soldador Número de Cédula de Ciudadanía o Pasaporte Estampa. Rango de diámetros que cubre esta calificación. Rango de espesores Posición calificada Proceso Metal Base (número P) Metal de aporte (número F) Espesor del metal depositado Progresión de soldadura WPS y PQR sobre el cual se realizó la calificación. Tipo de ensayo que se realizó a la probeta y su resultado Fecha de calificación Inspector que condujo la prueba Aceptación por parte del cliente

Estos registros se deben guardar y la calificación del soldador caduca únicamente si pasa mas de seis meses sin realizar una soldadura para la empresa.

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PROCESO SMAW  (Stick Manual Arc Welding) Soldadura de Arco Manual

La Soldadura de Arco Manual es también conocida Soldadura de Electrodo Cubierto, Soldadura de Varilla o Soldadura de Arco Eléctrico. Es la más antigua, común y versátil de todos los diferentes procesos de soldadura de arco.

como

Un Arco Eléctrico es mantenido entre la punta de un electrodo cubierto (Coated Electrode) y la pieza a trabajar. Las gotas de metal derretido son transferidas a través del arco y son convertidas en un cordón de soldadura, un escudo protector de gases es producido de la descomposición del material fundente que cubre el electrodo además, el fundente también puede proveer algunos complementos a la aleación, la escoria derretida se escurre sobre el cordón de soldadura donde protege el metal soldado aislándolo de la atmósfera durante la solidificación. Esta escoria también ayuda a darle forma al cordón de soldadura especialmente en soldadura vertical y sobre cabeza. La escoria debe ser removida después de cada procedimiento. Oscar Kjellberg fue el inventor del electrodo cubierto, y con este la invención de la soldadura de arco, cuando en 1904 entrego en la oficina de patentes de Suecia una nota escrita a mano que describía su invención única, hasta ahora y al pasar del tiempo cientos de diferentes variedades de electrodos son producidos, a veces conteniendo aleaciones para el trabajo estructural metálico, fuerza y ductilidad para la soldadura, las labores más ligeras son efectuadas usando corriente alterna (AC) por el bajo costo de los transformadores que la producen, el trabajo de alta producción industrial usualmente requiere de fuentes de corriente directa (DC) mas poderosas y grandes rectificadores, para darle la polaridad exacta al proceso. El proceso es mayormente usado para soldar aleaciones ferríticas en trabajos metálicos estructurales, fabricación de barcos, oleoductos, plantas petroleras e industrias en general. A pesar de lo relativamente lento del proceso, por el recambio de electrodos y la remoción de la escoria, se mantiene como una de las técnicas más flexibles y sus ventajas en áreas de acceso restringido son notables.

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Electrodos 

La Sociedad Americana de Soldadura “AWS” ha establecido una serie de códigos de identificación y a su vez de Clasificación para los diferentes productos que las grandes y medianas fabricas de electrodos producen para abastecer el mercado, estos códigos se han convertido en la referencia mas comúnmente usada en América Latina por su fácil reconocimiento y manejo y aunque algunos fabricantes nombran sus productos con sus propios nombres comerciales, los usuarios en su mayoría prefieren llamarlos por su código de identificación de la AWS. Otras agencias, especializadas en áreas especificas, han establecido sus código para identificar sus productos, como algunas agencias que regulan los productos de uso militar, Military “MIL”. La Sociedad Americana de I ngenieros Metalúrgicos (American Society of  Metallurgical Engineer) “ASME ”.

el Bureau Americano de constructores de Barcos (American Bureau of  Shipping) “ABS”. El Bureau Canadiense de Soldadura (Cannadian Bureau of Welding) “CBW ”, solo para nombrar los más grandes. Los electrodos, en particular, tienen su propio código en todas las agencias que los clasifica, que los separa de los demás productos y los hace identificables de manera especifica, el código que AWS usa para esto, y que probablemente sea el más popular en Latinoamérica se ha convertido en la referencia que más comúnmente se usa para Clasificar, son el AWS A5.1 para los electrodo de acero “dulce” o de relleno, y el AWS A5.5 para los electrodos de aleación de acero (alto contenido de carbón). Muchos los identifican separándolos erróneamente como “Electrodos Hidrogeno y Electrodos de Alto Hidrogeno” respectivamente, pero variaciones de los electrodos en ambas clasificaciones contienen fundentes altas o bajas cantidades de Hidrogeno que los excluye referencia.

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de Bajo algunas en sus de esa

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Clasificación AW S para los metales de aporte de la especificación A5.1 Electrodo cubierto de Acero "Dulce "

E - X X X X  (1)

(2) (3) (4) (5)

(1) Lo identifica como electrodo (2) y (3) indican su fuerza de resistencia a la tensión x 1000 PSI. (4) Indica la posición que se debe usar para optimizar la operación del electrodo (5) Indica el uso del electrodo, Ej: tipo de corriente y tipo de fundente.

Ejemplo : E-6010 E = Electrodo cubierto 60 = 60 X 1000 PSI = 60.000 PSI de fuerza de resistencia a la tensión 1 = Cualquier posición, (de piso, horizontal, vertical y sobre cabeza) ** 0 = DCEP (direct current electrode positivo) Corriente Directa "DC" electrodo positivo "+" * * Ver la Tabla de Tipo de Fundente para mas detalles de los dos últimos ítems ** Ver Tabla de Posición de Operación del Electrodo

Clasificación AW S para los metales de aporte de la especificación A5.5 Electrodo cubierto de baja aleación de acero

E - X X X X- XX  (1)

(2) (3) (4) (5) (6)(7)

(1) Lo identifica como electrodo (2) y (3) Dos primeros dígitos indican su fuerza de resistencia a la tensión x 1000

PSI. (4) Indica la usabilidad del electrodo, Ej: tipo de corriente y tipo de fundente, en

algunos casos, tercer y cuarto digito son muy significativo (5) Indica la posición que se debe usar para optimizar la operación de este electrodo (6) y (7) Composición química del material después de depositado

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Ejemplo : E-7018-M o E = Electrodo cubierto 70 = 70 X 1000 PSI = 70.000 PSI de fuerza de resistencia a la tensión 1 = Cualquier posición, (de piso, horizontal, vertical y sobre cabeza) ** 8 = AC o DCEP Corriente Alterna o Directa con electrodo positivo"+" * Mo = Molibdeno en el material después de depositado * Ver la Tabla de Tipo de Fundente para mas detalles de los ítems 4 y 5 ** Ver Tabla de Posición de Operación del Electrodo Tipo de Fundente Clasf. EXX10 EXXX1 EXXX2 EXXX3 EXXX4 EXXX5 EXXX6 EXXX8 EXX20 EXX22 EXX24 EXX27 EXX28 EXX48

Corriente DCEP ACo DCEP ACo DCEN Ac o DCEPo DCEN Ac o DCEPo DCEN DCEP ACo DCEP ACo DCEP ACo DCEN AC o DCENo DCEP AC o DCENo DCEP AC o DCENo DCEP ACo DCEP ACo DCEP

Arco Penetrante Penetrante Mediano Suave

Pe netracion Penetracion Profunda Profunda Mediana

Suave

Fundente Fundente Yescoria Yescoria Celuloso - Sodio (0 - 10%de polvo de Hierro) Celuloso - Potasio (0 - 10%de polvo de Hierro) Titanio - Sodio (0 - 10 %de Polvo de Hierro) Titanio - Potasio (0 - 10%de Polvo de Hierro) Titanio - Polvo de Hierro (25 - 40%de Polvo de Hierro)

Mediano Mediano Mediano Mediano

Mediana Mediana Mediana Mediana

Bajo Hidrogeno - Sodio (0%de Polvo de Hierro) Bajo Hidrogeno - Potasio (0%de Polvo de Hierro) Bajo Hidrogeno - Polvo de Hierro (25 - 40%de Polvo de Hierro) Oxido de Hierro - Sodio (0%de Polvo de Hierro)

Mediano

Mediana

Oxido de Hierro - Sodio (0%de Polvo de Hierro)

Suave

Lijera

Titanio - Polvo de Hierro (50%de Polvo de Hierro)

Mediano

Mediana

Oxido de Hierro - Polvo de Hierro (50%de polvo de Hierro)

Mediano Mediano

Mediana Mediana

Bajo Hidrogeno - Polvo de Hierro (50%de polvo de Hierro) Bajo Hidrogeno - Polvo de Hierro (25 - 40%de Polvo de Hierro)

DCEP - Corriente Directa Electrodo Positivo DCEN - Corriente Directa Electrodo Negativo Nota: El porcentaje del polvo de Hierro esta calculado en base al peso del fundente

Posición de operación del electrodo Clasf.

posición

EXX1X

=

Cualquier posición (De piso, horizontal, sobre cabeza y vertical)

EXX2X

=

Horizontal y de piso solamente

EXX3X

=

De piso solamente

EXX4X

=

De piso, sobre cabeza, horizontal y vertical hacia abajo

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PROCESO GTAW / TI G  Gas Tungsten Arc Welding / Tungsten Inert Gas

La soldadura GTAW o TIG es también conocida soldadura Heliarc, es un proceso en el que se un electrodo no consumible de tungsteno sólido, el electrodo, el arco y el área al rededor soldadura fundida son protegidas de la atmósfera por un escudo de gas inerte, si metal de aporte es necesario es agregado a la soldadura desde el frente del borde de la soldadura que se va formando.

como usa de la algún

La Soldadura TIG fue desarrollada inicialmente con el propósito de soldar metales anticorrosivos y otros metales dificiles de soldar, no obstante al pasar del tiempo, su aplicacion se ha expandido incluiyendo tanto soldaduras como revestimientos endurecedores (hardfacing) en practicamente todos los metales usados comercialmente En cualquier tipo de proceso de soldadura la mejor soldadura, que se puede obtener, es aquella donde la soldadura y el metal base comparten las mismas propiedades quimicas, metalurgicas y fisicas, para lograr esas condiciones la soldadura fundida debe estar protegida de la atmosfera durante la operacion de la soldadura, de otra forma, el oxigeno y el nitrogeno de la atmosfera se combinarian, literalmente, con el metal fundido resultando en una soldadura debil y con porosidad. En la soldadura TIG la zona de soldadura es resguardada de la atmosfera por un gas inerte que es alimentado a travez de la antorcha, Argon y Helio pueden ser usados con exito en este proceso, el Argon es mayormente utilizado por su gran versatilidad en la aplicacion exitosa de una gran variedad de metales, ademas de su alto rendimiento permitiendo soldaduras con un bajo flujo para ejecutar al proceso. El Helio genera un arco mas caliente, permitiendo una elevacion del voltaje en el arco del 50-60%. Este calor extra es util especialmente cuando la soldadura es eaplicada en secciones muy pesadas. La mezcla de estos dos gases es posible y se usa para aprovechar los beneficios de ambos, pero la seleccion de el gas o mezcla de gases dependera de los materiales a soldar.

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Dado que la atmosfera esta aislada 100% de el area de soldadura y un control muy fino y preciso de la aplicacion de calor, las soldaduras TIG, son mas fuertes, mas ductiles y mas resistentes a la corrosion que las soldaduras hechas con el proceso ordinario de arco manual (electrodo cubierto). Ademas de el hecho de que no se necesita ningun fundente, hace este tipo de soldaduras aplicable a una amplia gama de diferentes procedimientos de union de metales. Es imposible que ocurra una corrosion debido a restos de fundente atrapados en la soldadura y los procedimientos de limpieza en la post-soldadura son eliminados, el proceso entero se ejecuta sin salpicaduras o chispas, la soldadura de fusion puede ser ejecutada en casi todos los metales usados industrialmente, incluyendo las aleaciones de Aluminio, Acero Inoxidable, aleaciones de Magnesio, Nickel y las aleaciones con base de Nickel, Cobre, Cobre-Silicon, Cobre-Nickel, Plata, Bronze fosforico, las aleaciones de acero de alto carbon y bajo carbon, Hierro Colado (cast iron) y otros. El proceso tambien es ampliamente conocido por su versatilidad para soldar materiales no similares y aplicar capas de endurecimiento de diferentes materiales al acero. Gu i a p a r a d e t e r m i n a r e l t i p o d e c o r r i e n t e   Diametro del electrodo en Pulgadas .020” .040 1/16” 3/32” 1/8” 5/32” 3/16“ 1/4”

Usando Tungsteno Puro 5 – 15 10 – 60 50 – 100 100 – 160 150 – 210 200 – 275 250 – 350 325 – 475

AC* Usando Tungsteno Thoriado o Electrodos "Rare Earth" ** 8 - 20 15 – 80 70 – 150 140 – 235 225 – 325 300 – 425 400 – 525 500 – 700

DCSP

DCRP

Usando Tungsteno Puro,Thoriado, o "Rare Earth" 8 – 20 15 – 80 70 – 150 150 – 250 250 – 400 400 – 500 50 – 800 800 – 1000

----10 – 20 15 – 30 25 – 40 40 – 55 55 – 80 80 – 125

* Los valores maximos mostrados han sido determinados usando un transformador de onda desbalanceada, si un transformador de onda balanceada es usado, reduzca estos valores 30% o use el proximo diametro de electrodo mas grueso. Esto es necesario dado el alto calor que aplica al electrodo una onda balanceada. **Los electrodos con la punta redondeada son los que mejor sostienen estos niveles de corriente.

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La fuente de poder para TIG puede ser AC o DC , sin embargo, algunas caracteristicas sobresalientes obtenidas con cada tipo, hacen a cada tipo de corriente mejor adaptable para ciertas aplicaciones especificas. Las siguientes son unas referencias utiles al momento de efectuar los ajustes iniciales de los sistemas aplicados. Gu i a p a r a d e t e r m i n a r l a c o r r i e n t e a p l i ca d a   Material Magnesio hasta 1/8" de espesor Magnesio sobre 3/16" de espesor Magnesio Colado Aluminio hasta 3/32" de espesor Aluminio sobre 3/32" de espesor Aluminio Colado Acero Inoxidable Aleaciones de Laton Bronze Cobre Silicon Plata Aleaciones Hastelloy Revestimientos de Plata Endurecimientos Hierro Colado Acero bajo Carbon, 0.015 a 0.030 in Acero bajo Carbon, 0.030 a 0.125 in. Acero alto Carbon, 0.015 a 0.030 in. Acero alto Carbon, 0.030 in. o mas Cobre desoxidado*** Titanio 1. 2. N.R. * ** ***

Corriente Alternada* Con estabilizacion alta frecuencia 1 1 1 1 1 1 2 2 NR 2 2 1 1 2

Corriente Directa Con Polaridad Negativa NR NR NR NR NR NR 1 1 1 1 1 NR 1 1

Con Polaridad Positiva 2 NR 2 2 NR NR NR NR NR NR NR NR NR NR

2**

1

NR

NR

1

NR

2

1

NR

2 NR NR

1 1 1

NR NR NR

Exelente Operacion Buena Operacion No recomendado Donde AC es recomendado como segunda opcion, use serca de 25% corriente mas alta de lo recomendado para DCSP No use corriente AC cuando las piezas tengan aserramientos texturas muy complejas Use Fundente para soldadura d flama o fundente de Silicon Bronze para 1/4 in. o mas grueso

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Gu i a p a r a s e l e cc i o n a r e l G a s s e g u n e l p r o c e so y m e t a l a s e r a p l i c a d o   Metal

Acero Dulce

Tipo de Soldadura

Gas o Mezcla de Gases

Punteada

Argon

Manual

Argon

Mecanizada

Argon-Helio Helio

Manual Aluminio y Magnesio Mecanizada

Punteada Manual Acero Inoxidable Mecanizada

Cobre, Nickel y Manual Aleaciones solamente Cu-Ni

Titanio

Manual Solamente

Silicon Bronze Aluminio Bronze

Manual Solamente Manual Solamente

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Rasgos sobresalientes / Ventajas

Larga duracion del electrodo, mejor contorno del cordon, mas facil de establecer el arco inicial Mejor control del cordon especialmente en soldaduras en posiciones especiales Alta velocidad, menos flujo de gas que con Helio Mas velocidad que la obtenida con Argon

Mejor arranque del arco, mejor accion de limpieza y calidad de soldadura, menos consumo de gas Mas alta velocidad de soldadura, mayor Argon-Helio penetracion que con Argon Buena calidad de soldadura, mas bajo flujo de Argon-Helio gas requerido que con Helio solo Mas profunda penetracion y mayor velocidad de Helio DCSP soldadura, puede proveer accion de limpieza para las soldaduras en aluminio y magnesio Exelente control de la penetracion en maeriales Argon de bajo calibre Mas alta entrada de calor para materiales de Argon-Helio mayor calibre Exelente control de el cordon, penetracion Argon controlada Exelente control de penetracion en materiales de Argon bajo calibre Mas alta entrada de calor, mas velocidad de Argon-Helio soldadura es posible ArgonMinimiza el corte en los bordes del cordon, Hidrogeno produce soldaduras de contornos deseables a (Hasta 35% bajo nivel de corriente, requiere bajo flujo de H2) gas Exelente control del cordon, penetracion en Argon materiales de bajo calibre Alta entrada de calor para compensar la alta Argon-Helio disipacion termica de los materiales mas pesados Mas alta temperatura para sostener mas altas Helio velocidades de soldadura en secciones de materiales mas pesados Alta densidad del gas provee un escudo mas Argon efectivo Mejor penetracion para la soldadura manual de secciones gruesas (se requiere un gas inerte de Argon-Helio respaldo para proteger la soldadura de la contaminacion) Reduce la aparicion de grietas en este metal de Argon corta duracion de calor. Argon

Argon

Penetracion controlada de el metal base

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El Ga s " Es c u d o p r o t e c t o r "  

El escudo de gas que expulsa la antorcha es muy importante para asegurar soldaduras de calidad. La forma de todas las partes internas y externas de la boquilla han sido creadas para lograr las caracteristicas apropiadas del flujo de gas.

Colector (Collect) Aislante del cuerpo colector (Collect Body) Lente del Gas (Gas Lens) de el Cuerpo Boquilla (Gas Cup) Electrodo de Tungsteno

Los Lentes Del Gas (Gas Lenses) Con la introduccion del "Lente del Gas" (Gas Lens) la forma con la que las boquillas elaboran el escudo de gas cambio, el Lente es una malla de acero inoxidable con diminutos agujeros concentricos que enfocan el gas produciendo un chorro considerablemente estable, reduciendo la turbulencia y enfocando el gas en un chorro coherente y un patron mas efectivo que puede ser proyectado a mayor distancia haciendo que la soldadura sea posible con la Boquilla mas elevada, en muchos casos hasta 25 mm (1"). El resultado de reducir la turbulencia es tener un escudo mas efectivo y que las moleculas de aire que entren en la zona de soldadura sean muy pocas. Trabajando a mayor distancia del area permite la extension de el electrodo mas alla de la boquilla incrementando el campo visual y la eliminacion del "Punto Ciego" en el cordon de soldadura sin la necesidad de las boquillas de cristal transparentes que se manchan y rompen con mucha facilidad, el elctrodo extendido tambien hace mas facil el acceso a las esquinas y otras areas de dificil acceso. La capacidad de amperaje de las antorchas tambien es incrementada con el uso de los lentes del gas.

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So l d a d u r a T I G d e l m a g n e s i o   Espesor piezas (mm)

Tipo de Junta

Amperios Diámetro varilla Corriente alterna (mm) Horizontal

Caudal del argón 1.1 kg/cm2

lit/min. m3 /hora

Observaciones

Con placa soporte

1

A tope

45

2-3

6

0.36

1

A tope

25

2-3

6

0.36 Sin soporte

1

Angulo interior

45

2-3

6

0.36

1.5

A tope

60

2-3

6

0.36

1.5

A tope y esquina

35

2-3

6

0.36 Sin soporte

1.5

Angulo interior

60

2-3

6

0.36

2

A tope

80

3

6

0.36

2

A tope, esquina y sobre cantos

50

3

6

0.36 Sin soporte

2

Angulo interior

80

3

6

0.36

2.5

A tope

100

3

9

0.55

2.5

A tope, esquina y sobre cantos

70

3

9

0.55 Sin soporte

2.5

Angulo Interior

100

3

9

0.55

3

A tope

115

3-4

9

0.55

3

A tope, esquina y sobre cantos

85

3-4

9

0.55 Sin soporte

3

Angulo interior

115

3-4

9

0.55

5

A tope

120

3-4

9

0.55 1 pasada

5

A tope

75

3-4

9

0.55 2pasadas

6

A tope

130

4-5

9

0.55 1 pasada

6

A tope

85

4

9

0.55 2 pasadas

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Con placa soporte

Con placa soporte

Con placa soporte

Con placa soporte

37

So l d a d u r a T I G d e a l e a ci o n e s d e c o b r e   Espesor piezas (mm)

1.5

3

5

6

Tipo de Junta

Corriente continua - Polaridad directa Intensidad en amperios

A tope Solape Esquina Ángulo Interior A tope Solape Esquina Ángulo Interior A tope Solape Esquina Ángulo Interior A tope Solape Esquina Ángulo Interior

Horizontal y vertical 100-120 110-130 100-130 110-130 130-150 140-160 130-150 140-160 150-200 175-225 150-200 175-225 150-200 250-300 175-225 175-225

Diámetro del electrodo (mm)

Cornisa

Techo

90-100 100-120 90-110 100-120 120-140 130-150 120-140 130-150 -

90-100 100-120 90-110 100-120 120-140 130-150 120-140 130-150 -

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 - 2.5 1.5 1.5-2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 2.5 2.5

Caudal del argón 1.4 kg/cm2

lit/min. m3 /hora

6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9

0.36 0.36 0.36 0.36 0.42 0.42 0.42 0.42 0.50 0.50 0.50 0.50 0.55 0.55 0.55 0.55

Diámetro varilla (mm)

1.5 1.5 1.5 1.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 3 3 3 3-5 3-5 3-5 3-5

So l d a d u r a T I G d e l c o b r e d e s o x i d a d o   Espesor piezas (mm)

1.5

3

5 6

Tipo de Junta

Af tope Solape Esquina Ángulo Interior A tope Solape Esquina Ángulo Interior A tope Solape Esquina Ángulo Interior A tope Solape Esquina

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Corriente continua Polaridad directa Amperios

Horizontal 110-140 130-150 110-140 130-150 175-225 200-250 175-225 200-250 250-300 275-325 250-300 275-325 300-350 325-375 300-350

Diámetro del electrodo (mm)

1.5 1.5 1.5 1.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 3 3 3 3 3 3

Caudal del argón 1.4 kg/cm2

lit/min. m3 /hora 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42 7 0.42

Diámetro varilla (mm)

1.5 1.5 1.5 1.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 3 3 3 3 3 3

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Ángulo Interior

325-375

3

7

0.42

3

So l d a d u r a T I G d e l a c er o i n o x i d a b l e   Corriente continua - Polaridad Espesor directa Intensidad en amperios piezas Tipo de Junta (mm) Horizontal y

1.5

2.5

3

5

6

A tope Solape Esquina Ángulo Interior A tope Solape Esquina Ángulo Interior A tope Solape Esquina Ángulo Interior A tope Solape Esquina Ángulo Interior A tope Solape Esquina Ángulo Interior

Diámetro del electrodo (mm)

Caudal del argón 1.4 kg/cm2

lit/min. m3 /h

Diámetro varilla (mm)

Cornisa

Techo

70-90 80-100 70-90

70-90 80-100 70-90

1.5 1.5 1.5

5 5 5

0.30 0.30 0.30

1.5 1.5 1.5

90-110

80-100

80-100

1.5

5

0.30

1.5

100-120 110-130 100-120

90-110 90-110 100-120 100-120 90-110 90-110

1.5 1.5 1.5

5 5 5

0.30 0.30 0.30

1.5 1.5 1.5

110-130

100-120 100-120

1.5

5

0.30

1.5

120-140 130-150 120-140

110-130 105-125 120-140 120-120 110-130 115-135

1.5 1.5 1.5

5 5 5

0.30 0.30 0.30

2.5 2.5 2.5

130-150

115-135 120-140

1.5

5

0.30

2.5

200-250 2 25-275 200-250

150-200 150-200 175-225 175-225 150-200 150-220

2.5 2.5 2.5

6 6 6

0.36 0.36 0.36

3 3 3

225-275

175-225 175-225

2.5

6

0.36

3

275-350 300-375 275-350

200-250 200-250 225-275 225-275 200-250 200-250

3 3 3

6 6 6

0.36 0.36 0.36

5 5 5

300-375

225-275 225-275

3

6

0.36

5

vertical 80-100 100-120 80-100

So l d a d u r a T I G d e a c er o s a l ca r b o n o y d é b i l m e n t e a le a d o s   Espesor piezas (mm)

Corriente continua polaridad directa (Amperios)

Diámetro varilla (mm)

1 1.2 1.5 2

100 100-125 125-140 140-170

1.5 1.5 1.5 1.5

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Caudal del argón 1.4 kg/cm2

lit/min. 4-5 4-5 4-5 4-5

m3 /h 0.24-0.30 0.24-0.30 0.24-0.30 0.24-0.30

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PROCESO GMAW/ MI G  Gas Metal Arc Welding/ Metal Inert Gas

La Soldadura GMAW o MIG es también conocida como Gas Arco Metal o MAG, donde un arco eléctrico es mantenido entre un alambre sólido funciona como electrodo continuo y la pieza de trabajo. El arco y la soldadura fundida son protegidos por un chorro de gas inerte o activo. proceso puede ser usado en la mayoría de los metales y la gama de alambres en diferentes aleaciones y aplicaciones es casi infinita.

que El

La soldadura MIG es inherentemente mas productiva que la SMAW, donde las perdidas de productividad ocurren cada vez que el soldador se detiene para reemplazar el electrodo consumido. En la soldadura de arco manual también es notable la perdida cuando el restante del electrodo que es sujetado por el porta electrodo es tirado a la basura, por cada Kilogramo de varilla de electrodo cubierto comprado, solamente al rededor del 65% es aprovechado como parte de la soldadura (el resto es tirado a la basura o solo en algunos casos reciclado). El uso de alambre sólido y el alambre tubular ha incrementado la eficiencia entre 80-95 % a los procesos de soldadura. El proceso MIG opera en D.C. (corriente directa) usualmente con el alambre como electrodo positivo. Esto es conocido como "Polaridad Negativa" (inverse polarity), La "Polaridad Positiva" (straight polarity) es raramente usada por su poca transferencia de metal de aporte desde el alambre hacia la pieza de trabajo y el excesivo calentamiento del metal base, aumentando enormemente la zona afectada por el calor. Las corrientes de soldadura varían desde unos 50 Amperios hasta 600 Amperios en muchos casos en voltajes de 15V hasta 32V, un arco auto-estabilizado es obtenido con el uso de un sistema de fuente de poder de potencial constante (voltaje constante) y una alimentación constante del alambre. Continuos desarrollos al proceso de soldadura MIG lo han convertido en un proceso aplicable a todos los metales comercialmente importantes como el acero, aluminio, acero inoxidable, cobre y algunos otros. Materiales por encima de 0.076 mm (.0.030-in) de espesor pueden ser soldados en cualquier posición, incluyendo "de piso", vertical y sobre cabeza. Es muy simple escoger el equipo, el alambre o electrodo, el gas de la aplicación y las condiciones optimas para producir soldaduras de alta calidad a muy bajo costo.

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Ti p o s d e t r a n s f er e n c i a d e l m e t a l d e a p o r t e  

El proceso básico MIG incluye técnicas muy distintas de transferencia del metal de aporte, las principales son: Transferencia por "Corto Circuito", transferencia "Globular" y la transferencia de "Arco Rociado (Spray Arc)". Estas técnicas describen la manera en la cual el metal es transferido desde el alambre hasta la soldadura fundida. Corto circuito

Globular

Rociado (Spray)

Transferencia de corto circuito

En la transferencia por corto circuito, también conocido como “MIG-S”, "Arco Corto", "Transferencia espesa" y "Micro Wire", La sociedad americana de soldadura define el proceso MIG - S como "Una variación del proceso de soldadura al arco con electrodo metálico y gas en el electrodo consumible es depositado mediante corto - circuitos repetidos". El electrodo es alimentado a una velocidad constante, con un promedio que excede la velocidad de fusión. Cuando entra en contacto con el baño fundido se produce un corto circuito, durante el cual no existe arco. Luego la corriente comienza a elevarse y calienta el alambre hasta un estado plástico. Al mismo tiempo, el alambre comienza a deformarse o angostarse debido al efecto constrictor electromagnético. Debido a que no hay un arco establecido durante el corto circuito, el aporte total de calor es bajo, y la profundidad de calor también; por lo tanto, se debe tener cuidado al seleccionar el procedimiento y técnica de soldadura que aseguren una función completa cuando se esté soldando un metal de alto espesor. Debido a sus características de bajo aporte de calor, el proceso produce pequeñas zonas de soldadura fundida de enfriamiento rápido que lo hacen ideal para soldar en todas posiciones. La transferencia de corto circuito es también especialmente adaptable a la soldadura de láminas metálicas con un mínimo de distorsión y para llenar vacíos o partes más ajustadas con una tendencia menor al sobrecalentamiento de la parte que se está soldando. Transferencia Spray

En la transferencia por rociado (spray arc) diminutas gotas de metal fundido llamadas "Moltens" son arrancadas de la punta del alambre y proyectadas por JORGE E. RUEDA DANIELS 

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la fuerza electromagnética hacia la soldadura fundida. La fuerza electromagnética es bastante fuerte para expulsar las gotas desde la punta del electrodo en forma lineal con el eje del electrodo, sin importar la dirección a la cual el electrodo esta apuntado. Se tiene transferencia spray al soldar con argón, acero inoxidable y metales no ferrosos como el aluminio Transferencia Globular

En la transferencia globular el proceso ocurre cuando las gotas del metal fundido son lo suficientemente grandes para caer por la influencia de la fuerza de gravedad. la reparación de las gotas ocurre cuando el peso de estas excede la tensión superficial que tiende a sujetarlos en la punta del electrodo. La transferencia globular se obtiene a soldar acero dulce en espesores mayores a 1/2" (12.7mm) en que se requiere gran penetración. Los factores que determinan la manera en que los metales son transferidos son la corriente de soldadura, el diámetro del alambre, la distancia del arco (voltaje), las características de la fuente de poder y el gas utilizado en el proceso. Existen otros procesos de transferencia como son: Mig pulsado (MIG - P)

En esta variación, la fuente de energía entrega dos niveles de salida: Un nivel de fondo constante, muy bajo en magnitud como para producir la transferencia, pero capaz de mantener un arco; y un nivel pulsado de alta intensidad que produce la fusión de las gotas del electrodo, que son luego transferidas a través del arco. Este pulso de salida (peak) se da en intervalos regulares controlados. La corriente puede tener ciclos entre un valor alto y bajo hasta varios cientos del ciclo, por segundo. El resultado neto es la producción de arco spray con niveles de corriente promedio mucho más bajos que la corriente de transición necesaria para un diámetro y tipo de electrodo determinados. En la soldadura spray pulsada el gas de protección debe ser capaz de soportar la transferencia spray. El metal es transferido a la pieza a ser soldada sólo durante el pulso de alta corriente. Lo ideal es que una gota sea transferida por cada pulso. El nivel bajo de corriente promedio resultante permite la soldadura de metales base menores de 1/8" pulgada de espesor (3 mm) con una transferencia de metal del tipo spray. La soldadura spray pulsada se puede utilizar para soldar en todas las posiciones.

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Transferencia de metal con alta densidad de corriente

La transferencia de metal con una alta densidad de corriente es el nombre que se da al sistema MIG con características especificas creadas con una combinación única de velocidad de alimentación del alambre, extensión del alambre y gas de protección. Las velocidades de depositación del metal fluctúan entre 4.5 y 25 kg./hr., cuyo límite superior en la práctica es de 18 kg./hora. Este rango fluctúa entre 3.6 y 5.4 kg./hr para la mayoría de los sistema MIG spray pulsados. La características del arco de alta densidad de transferencia de metal se pueden dividir además en transferencia spray rotacional y transferencia spray no-rotacional. La soldadura MIG es un proceso versátil, con el cual se puede depositar soldadura a un rango muy alto y en cualquier posición. El proceso es ampliamente usado en laminas de acero de bajo y mediano calibre de fabricación y sobre estructuras de aleación de aluminio particularmente donde existe un alto requerimiento de trabajo manual o trabajo de soldador, en la soldadura de tubería de aceros inoxidables, y materiales no ferrosos (como el Alloy 20). Desde su aparición en el mundo de la soldadura, todas las agencias de regulación y clasificación de los metales de aporte tomaron muy en serio este proceso y la creación de su propio código de clasificación fue indispensable, en el caso de la Sociedad Americana de Soldadura AWS, se crearon dos códigos por separado, uno para las aleaciones de bajo contenido de Carbón o también conocido como acero dulce y uno para las aleaciones de alto contenido de Carbón o donde la composición química final del material aportado fuera cambiada de forma dramática. Cl a s i f i ca c i ó n A W S p a r a l o s m e t a l e s d e a p o r t e d e l a e s p e c if i c a ci ó n A 5 . 1 8   Electrodos de acero al carbón para soldadura de arco protegida por gas "

ER - X X S - X  (1)

(2) (3)

(4)

(1) Las primeras dos letras lo identifican como alambre o varilla desnudas (2) Fuerza tensil X 1000 PSI (3) Sólido (4) Composición química del alambre

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Cl a s i f i ca c i ó n A W S p a r a l o s m e t a l e s d e a p o r t e d e l a e s p e c if i c a ci ó n A 5 . 2 8   Electrodos de acero al carbón para soldadura de arco protegida por gas "

ER - XXX S - XXX  (1)

(2)

(3)

(4)

(1) Las primeras dos letras lo identifican como alambre o varilla desnudas (2) Los tres primeros números indican la Fuerza tensil X 1000 PSI (3) La letra intermedia indica su estado físico Sólido (4) Los últimos tres dígitos indican la Composición química del alambre

Ej e c u c i ó n c o r r e c t a d e l p r o c e so   Lo que determina la ejecución correcta de este proceso es:

• • •

La fluidez de la soldadura fundida. La forma del cordón de la soldadura y sus bordes. La chispa o salpicaduras que genera (Spatter).

Un buen procedimiento de soldadura esta caracterizado por la presencia de porosidad, buena fusión, y una terminación libre grietas.

poca de

La Porosidad, es una de las causas mas frecuentemente citadas de una soldadura pobremente ejecutada, es causada por el exceso de oxígeno de la atmósfera, creada por el gas usado en el proceso y cualquier contaminación en el metal base, que, combinado con el carbón en el metal soldado forma diminutas burbujas de monóxido de carbono (CO). Algunas de estas burbujas de CO pueden quedar atrapadas en la soldadura fundida después que se enfría y se convierten en poros. Típicamente el proceso MIG es reconocido como un proceso de muy poca deposición de Hidrogeno. Factores como la humedad en el gas protector, condiciones atmosféricas y las condiciones del metal a ser soldado podrían tener una variación en el grado de efecto adverso sobre el Hidrogeno difusible en el material depositado.

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El Control de la Poro sidad

Una suficiente desoxidación del cordón de soldadura es necesaria para minimizar la formación de monóxido de carbono CO y por consiguiente la porosidad. Para lograr esto, Algunos fabricantes han desarrollado alambres que contienen elementos con los cuales el oxigeno se combina preferentemente al carbón para formar escorias inofensivas. Estos elementos, llamados desoxidantes, son manganeso (Mn), silicio (Si), titanio (Ti), aluminio (Al), y zirconio (Zr). Aluminio, titanio y zirconio son los desoxidantes mas poderosos, quizás cinco veces mas efectivos que el manganeso y el silicio, no obstante estos últimos dos elementos afectan de manera especial el proceso y por eso son ampliamente utilizados, las cantidades de manganeso podrían variar desde 1.10% hasta 1.58% y en el caso del silicio desde un 0.52% hasta 0.87%. Importancia de la Fluidez

La fluidez de la soldadura fundida en el cordón de soldadura es muy importante por varias razones. Cuando la soldadura fundida es suficientemente fluyente, mientras esta en su estado liquido, tiende a moverse sola llenando los espacios hasta los bordes produciendo una forma rasa, con formas mas gentiles especialmente en las soldaduras de filetes. Esto es muy importante para las soldaduras de corto circuito de multipaso, donde un defecto de "carencia de fusión" puede ocurrir si la forma en los pasos iniciales es pobre. Soldaduras rasas bien moldeadas son también bien apreciadas cuando la apariencia es una de las principales preocupaciones y donde el uso de esmeriles sea necesario para llegar a cumplir los requerimientos del trabajo. Precaución: Excesiva fluidez podría generar problemas en la ejecución de la soldadura en ciertas posiciones o haciendo soldaduras sobre filetes cóncavos horizontales. I nfluencia del Gas y el Arco de la Soldadura

El uso de Anhídrido Carbónico (CO2) causa mas turbulencias en la transferencia del metal del alambre al metal base con la tendencia a crear cordones de soldadura mas abultados y un alto incremento de las salpicaduras. Las mezclas de gases con bases de Argón (Ar) proveen transferencias de metales mas estables y uniformes, buena forma del cordón de soldadura y las salpicaduras son reducidas al mínimo, además de un rango mas bajo en la generación de humo. El incremento en el Voltaje del arco tiende a incrementar la fluidez, haciendo las soldaduras mas rasas, afectando la penetración de los bordes y generando mas salpicaduras, Los voltajes mas altos reducen considerablemente la penetración y podrían causar la perdida de elementos que forman parte de la aleación.

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PROCESO SA W  (Submerged Arc Welding) Soldadura de Arco Sumergido

En el proceso de Arco Sumergido "SAW", el iniciado entre el material base a ser soldado y de un electrodo consumible, los cuales son cubiertos por una capa de un fundente granulado. El arco es, por consiguiente, escondido en esta capa densa de fundente granulado el cual parte se funde para formar cubierta protectora sobre el cordón de soldadura fundido, en donde sus remanentes ser recuperados para ser usado nuevamente.

arco es la punta

una pueden

El proceso de arco sumergido es, principalmente llevado a cabo con equipo totalmente automático, aunque hay algunas pistolas de mano para el proceso. Para incrementar la productividad un arreglo con varios electrodos o multialambre puede ser implementado. Por su alto poder de deposición de metal de aporte, es particularmente conveniente para las soldaduras rectas de gran longitud con excelente calidad en posición de piso, siendo muy usado en la fabricación de grandes tanques, plantas químicas, pesadas estructuras y en la industria de la fabricación y reparación de barcos. Cuando la soldadura comienza, un arco es creado entre el electrodo y la pieza de trabajo, en ese momento el fundente que es o derramado sobre la soldadura, o puede ser previamente servido, se derrite produciendo una costra protectora, el material fundente restante es recuperado, y reciclado para ser usado nuevamente en un proceso futuro o en el mismo proceso, dependiendo del tipo de fundente que se este usando o de los mateiales envueltos en el proceso. La soldadura es formada de manera uniforme, con una alta deposición en donde se usan alambres de hasta 3/16 de diámetro y altas corrientes que son suministradas por una fuente de poder de voltaje constante de alta capacidad que puede ser AC o DC, según el proceso, y que una vez arreglado y establecido puede ejecutar soldaduras de alta calidad con altísima producción.

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Pa r á m e t r o s r e c o m e n d a d o s p a r a a l a m b r e s d e so l d a d u r a " SA W "   Diametro de Alambre Pulgadas (mm) 1/16" 5/64" 3/32" 5/32"

(1.6) (2.0) (2.4) (4.0)

Rango de Corriente en Amperios

Rango de Tension en Voltios

150-500 175-600 250-700 400-1000

22-30 24-32 26-34 28-38

D a t a d e D e p o s ic i o n p a r a A l a m b r e s d e so l d a d u r a " SA W "   DIAMETRO DE ALAMBRE (ELECTRODO) PULGADAS (MM)

AMPERAJE

RANGO DE DEPOSICION LBS/HR (KG/HR)

EFICIENCIA

1/16"

(1.6)

400 500

13.0 17.0

(5,90) (7,71)

99% 99%

5/64"

(2.0)

300 400 500

10.8 14.5 18.2

(4,90) (6,58) (8,26)

99% 99% 99%

3/32"

(2.4)

400 500 600

13.2 17.0 22.0

(5,99) (7,71) (9,98)

99% 99% 99%

1/8"

(3.2)

400 500 600 700

11.0 14.5 18.0 21.2

(4,99) (6,58) (8,16) (9,62)

99% 99% 99% 99%

5/32"

(4.0)

500 600 700 800 900

12.5 16.0 19.5 23.0 26.0

(5,67) (7,26) (8,85) (10,43) (11,79)

99% 99% 99% 99% 99%

3/16"

(4.8)

600 700 800 900 1000 1100

13.9 17.5 21.0 25.0 29.2 34.0

(6,31) (7,94) (9,53) (11,34) (13,25) (15,42)

99% 99% 99% 99% 99% 99%

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Ventajas 

Entre las ventajas de este método, se incluyen: • • • • • •

Alta productividad Bajo costo en la etapa de preparación. El hecho de que se puede ejecutar en un solo pase, hasta en materiales de gran diámetro. Es muy confiable si los parámetros de operación son los correctos.. Muy poca tensión transversal. Muy bajo riesgo de grietas por Hidrogeno.

El lado malo del proceso es que los equipos son muy costosos, así como la instalación que se puede convertir en algo compleja, en donde grandes estructuras metálicas son fabricadas para poder instalar las cabezas de soldadura que tendrán que moverse transversal, horizontal, vertical, orbital, y a veces hasta diagonalmente. Aunque también hay casos en que el proceso solo se puede ejecutar si el movimiento de traslación esta en la pieza a ser soldada. El f u n d e n t e  .

Entre las principales funciones del fundente para la soldadura de arco sumergido podríamos enumerar las siguientes: -

Protege la soldadura fundida de la interacción con la atmósfera. Limpia y desoxida la soldadura fundida. Ayuda a controlar las propiedades químicas y mecánicas del metal de aporte en la soldadura.

Existen dos métodos importantes para elaborar los fundentes, Granulados y fundidos.

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Fundentes Granulados Aglomerados

Se fabrican mezclando en seco los ingredientes del fundente y luego aglomerándolos en una mezcla con silicato liquido, entonces los gránulos del fundente son horneados una temperatura relativamente baja para eliminar el agua del silicato liquido. Este tipo de fundente puede contener partículas metálicas desoxidantes las cuales pueden favorecer a la buena operación sobre oxido y escamas metálicas. Una desventaja notable de este tipo de fundente es su alta capacidad higroscópica, mientras están almacenados son capaces de absorber altas cantidades de humedad si no están apropiadamente aislados y acondicionados. Un procedimiento eficaz para eliminar la humedad, si se sospechara de su existencia, es el de hornear los paquetes de fundente sin abrir en hornos para electrodos a una temperatura de entre 260 Grados Centígrados (500 F) y 427 Grados Centígrados (800 F) durante un tiempo no mayor de 6 horas, lo que debería remover toda la humedad existente, muchos operadores prefieren hacer este procedimiento con todos los paquetes de fundente, incluyendo los nuevos, como una forma de asegurar el resultado de sus soldaduras y garantizando así que estén libres de contaminación. Fundentes Fundidos

Como su nombre lo indica, son fabricados mezclando los ingredientes para luego fundirlos en un horno eléctrico de alta temperatura hasta formar un liquido homogéneo. Este fundente liquido al enfriarse vuelve a su estado sólido para luego ser triturado en un molino hasta lograr la granulometría adecuada al formato requerido. Su ventaja principal es que debido a su alta dureza, producto del proceso de fundición a alta temperatura de 1614 Grados Centígrados (3000 F), es que el grado de hidroscopia es casi nulo, es muy difícil que este material absorba humedad, no obstante alguna humedad podría condensarse en las superficies de los granos, la cual es de fácil manejo pudiéndose eliminar a una muy baja temperatura, 145 Grados Centígrados (300 F) por una hora, el proceso de fundición también logra que los componentes se mezclen químicamente uniforme, esto proporciona un rendimiento estable de la soldadura, incluso a altos niveles de corriente, JORGE E. RUEDA DANIELS 

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también permiten una velocidad de avance mas alta durante el proceso de soldadura. Los fundentes también se clasifican según su efecto en los resultados finales de la operación de soldadura, existen dos categorías en este sentido y son los Activos y los Neutros: Fundentes Activos

Los fundentes activos son aquellos que causan un cambio sustancial en la composición química final del metal de soldadura cuando el voltaje de soldadura (y por consiguiente la cantidad de Fundente) es cambiado. Los fundentes fundidos generalmente aportan grandes cantidades de Magnesio y Silicio al material de aporte, incrementando la resistencia, pero cuando se usa fundente activo para hacer soldaduras de multipases, puede ocurrir una excesiva acumulación de estos componentes resultando en una soldadura muy vulnerable a las grietas y las fracturas, los fundentes activos deben ser usados limitadamente en las soldaduras con pasos múltiples, especialmente sobre oxido y escamas metálicas, un cuidado especial en la regulación del voltaje es recomendado cuando se usa este tipo de fundentes en el procedimiento de soldadura con pasos múltiples para evitar la saturación de Magnesio y Silicio, en líneas generales, no es recomendado el uso de fundentes activos en soldaduras de pasos múltiples en laminas de un diámetro superior a los 25 mm (1") Fundentes Neutros

Como su clasificación misma lo dice este tipo de fundentes no causan cambios significativos en la composición química del metal de aporte, ni siquiera con variaciones de voltaje. Los fundentes neutros no afectan la fuerza de la soldadura indiferentemente al voltaje o numero de pases de soldadura que se apliquen. Como regla general, los fundentes neutros deben ser parte de las especificaciones de las soldaduras con pases múltiples.

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I NTERPRETACI ÓN DE PLACAS RADI OGRÁFI CAS 

Uno de los métodos mas comunes, económicos y ampliamente utilizados en el control de calidad de la soldadura es la radiografía o gamagrafía. El inspector debe estar calificado en Nivel II en Radiografía Industrial para poder emitir una evaluación. Códig os y Regu laciones  •

ASME Sección VIII, División 1. "Pressure Vessels"

•

ASME B31.3 "Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping"

•

API 650 "Welded Steel Tanks for Oil Storage ". requerimientos de ASME VIII Div. 1.

•

API 1104, "Standard for Welding Pipelines And Related Facilities"

•

ASME B31.4 "Liquid Transportation System for Hydrocarbons, Liquid Petroleum Gas, Anhydrous Ammonia & Alcohols". Ahora sigue los requerimientos de API 1104.

•

ASME B31.8, "Gas Transmission and Distribution Piping Systems" Ahora sigue los requerimientos de API 1104.

Ahora sigue los

A continuación se ilustran los principales defectos encontrados en la soldadura, la forma en que se observa en una radiografía y los criterios de aceptación y rechazo en función de la norma aplicable y las condiciones de uso de la tubería.

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Co n c a v i d a d Ex t e r n a    ASME Sección VIII - Div 1 Concavidad suave y contorneada es permitida si igual refuerzo es provisto. (UW-35.d)

 ASME B31.3   No debe reducir el espesor total de la junta, incluyendo el refuerzo, a menos del menor espesor de los materiales unidos. Total espesor de la Junta incluyendo el refuerzo > = t  (Tabla 341.3.2)

 API 1104  La densidad de la película de cualquier área excediendo la densidad del menor espesor del metal base adyacente es inaceptable. (9.3.6.)

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Co n c a v i d a d I n t e r n a    ASME Sección VIII - Div 1 Concavidades con contorno suave son permitida si se  provee un refuerzo igual. (UW-35.d)

 ASME B31.3   El espesor total de la junta incluyendo el refuerzo, no debe ser menor al menor espesor de los componentes que se estén uniendo. El espesor Total de la junta incluido el refuerzo > =  t  (Tabla 341.3.2)

 API 1104  La densidad de cualquier área que exceda la densidad  del metal base adyacente mas delgado es inaceptable. (9.3.6.)

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I n c l u s i ó n d e Es co r i a    ASME Sección VIII - Div 1 100% Radiografía  Espesor del Material Máx. long. Escoria 2 1/4" 3/4"  Longitud Total Máxima = t en 12t  (UW-51.b.2 y b.3)

 ASME Sección VIII - Div 1 Spot Radiografía  Máxima longitud de 2/3t   Longitud Total Máxima t en 12t de Soldadura.   Ancho Máximo de 3/32" o 1/3t (UW-52.c.2)

 ASME B31.3 Condiciones Cíclicas Severas  Máxima longitud de 1/3t   Longitud Total Máxima t en 12t de soldadura  Ancho máximo de 3/32" o 1/3t (El Menor) (Tabla 341.3.2)

 ASME B31.3 Servicio Normal de Fluido  Máxima longitud de 2t   Longitud Total Máxima 4t en 6" de soldadura  Ancho máximo de 1/8" o 1/2t (El menor) (Tabla 341.3.2)

 API 1104  Ancho máximo 1/13", La longitud total acumulada no debe exceder 8% de la longitud de soldadura.  Inclusiones aisladas no exceder de 2" en 12" continuas de soldadura para tubos de 2 3/8" O.D. y mayores. Para tubos de O.D. menores a 2 3/8" las inclusiones están limitadas a 3 veces el menor espesor de los tubos a ser  unidos. (9.3.8) O.D. = Diámetro nominal externo t = Espesor de pared 

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I n c l u s i ó n d e Es co r i a    ASME Sección VIII - Div 1 100% Radiografía  

Espesor de pared Max. Longitud  2 1/4" 3/4"  Longitud Total Máxima = t en 12t  (UW-51.b.2 y b.3)

 ASME Sección VIII - Div 1 Spot Radiográfico  Máxima longitud de 2/3t   Longitud Total Máxima t en 12t de Soldadura   Ancho máximo de 3/32" o 1/3t (UW-52.c.2)

 ASME B31.3 Condiciones Cíclicas Severas  Máxima longitud de 1/3t   Longitud Total Máxima t en 12t de soldadura  Ancho máximo de 3/32" o 1/3t (El menor) (Tabla 341.3.2)

 ASME B31.3 Servicio Normal de Fluido  Máxima longitud de 2t   Longitud Total Máxima 4t en 6" de soldadura  Ancho máximo de 1/8" o 1/2t (El menor) (Tabla 341.3.2)

 API 1104  Ancho máximo 1/13", La longitud total acumulada no debe exceder el 8% de la longitud de soldadura.  Inclusiones aisladas no exceder de 2" en 12", para tubos de 2 3/8" O.D. y mayores. Para tubes de O.D. menor que 2 3/8" las inclusiones están limitadas a 3 veces el menor espesor de los tubos a ser unidos. (9.3.8) O.D. = Diámetro nominal externo

t = Espesor de pared

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INCLUSIONES DE TUNGSTENO

 ASME Sección VIII - Div 1 100%  Radiografía   Espesor del Material Max Long Inclusión 2 1/4" 3/4"  Longitud Total Máxima = t en 12t  (UW-51.b.2 y b.3)

 ASME Sección VIII - Div 1 Spot Radiografía  Máxima longitud de 2/3t   Longitud Total Máxima t en 12t de soldadura   Ancho máximo de 3/32" o 1/3t (UW-52.c.2)

 ASME B31.3 Condiciones Cíclicas Severas  Máxima longitud de 1/3t   Longitud Total Máxima t en 12t de soldadura  Ancho máximo de 3/32" o 1/3t (El menor) (Tabla 341.3.2)

 ASME B31.3 Servicio Normal de Fluido  Máxima longitud de 2t   Longitud Total Máxima 4t en 6" de soldadura  Ancho máximo de 1/8" o 1/2t (El menor) (Tabla 341.3.2)

 API 1104  Ancho máximo 1/13", La longitud total acumulada no debe exceder el 8% de la longitud de soldadura.  Inclusiones aisladas no deben exceder 2" en cualquier continuas 12" de soldadura para tubos con diámetro de 2 3/8" y mayores. para tubos con diámetro menor a 2 3/8" las inclusiones están limitadas a 3 veces el menor espesor de los materiales unidos. (9.3.8.3) t = Espesor de Pared 

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Exceso de Penetr ación   ASME Sección VIII - Div 1   Espesor de Pared 1/16" a 3/32" >3/32" a 3/16" >3/16" a 1/2" >1/2" a 1" >1" a 2" >2" a 3" >3" a 4" >5" (UW-35,d)

Max. altura 1/32" 1/16" 5/32" 3/16" 1/8" 5/32" 7/32" 5/16"

 ASME B31.3   Espesor de Pared 1/2" a 1"   Mayor a 1" (Tabla 341.3.2)

Altura Máxima 1/16" 5/32" 3/16"

 API 1104  No Cubierto por la Norma

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Fu s i ó n I n c o m p l e t a    ASME Sección VIII - Div 1  No Permitido(UW-51,b,1)

 ASME B31.3  No Permitido(Tabla 341.3.2)

 API 1104 Pase de Raíz: Máxima Longitud 1" en 12" de soldadura o 8% de la longitud total de soldadura (9.3.4)  Entre pases (cold-lap): Máxima longitud por  indicación < 2", 2" en 12" de soldadura. La longitud total de todas las indicaciones no debe exceder el 8% de la longitud total de soldadura (9.3.5)

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Penetración Incompleta   ASME Sección VIII - Div 1  No Permitido(UW-51,b,1)

 ASME B31.3 Condiciones Cíclicas Severas  No Permitido(Tabla 341.3.2)

 ASME B31.3 Servicio Normal de Fluido Profundidad Máxima de 1/32" o 20% del espesor de  pared, cualquiera que sea menor. Máxima longitud de 1 1/2" en 6" de soldadura. No Permitido para Juntas longitudinales (Ver Nota 2 Tabla 341.3.2)(Tabla 341.3.2)

 API 1104  Máximo 1" en 12" de soldadura o el 8% de la longitud de soldadura si es menor de 12" (9.3.1) Para penetración inadecuada entre pases: Máximo 2".  Acumulado: 2" en 12" de soldadura continua (9.3.3)

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Pe n e t r a c i ó n I n c o m p l e t a d e b i d o a D es a li n e a m i e n t o    ASME Sección VIII - Div 1  No Permitido(UW-51,b,1)

 ASME B31.3  No Permitido(Tabla 341.3.2)

 API 1104  Máxima longitud individual: 1"  Máxima Longitud acumulada: 3" en 12" de soldadura continua. (9.3.2)

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Desalineamiento 

 ASME Sección VIII - Div 1   Espesor Mat. Long. Max. 3/4" a 1-1/2" 1/8" >1-1/2" a 2" 1/8" >2". El menor entre 3/8" o 1/16 t (UW-33a)

Circ. Max. 1/4 t  1/4 t  3/16" 1/8 t  1/8 t o 3/4"

 ASME B31.3  Los diámetros internos de los componentes a ser  unidos, en sus puntas, deben ser alineados dentro de las tolerancias de diseño de ingeniería y del  procedimiento de soldadura(WPS). se recomienda el menor entre 1/4 t o 3/16". Si las superficies externas de los dos componentes no están alineadas, la soldadura debe ser adelgazada entre las superficies. (328.4.3)

 API 1104  El desplazamiento no debe exceder 1/8".  Desplazamientos mayores causados por variaciones dimensionales deben ser equitativamente distribuidas alrededor de la circunferencia de la tubería. (7.2)

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Grietas   ASME Sección VIII - Div 1  No Permitido (UW-51,b,1)

 ASME B31.3  No Permitido (Tabla 341.3.2)

 API 1104 Cráter poco profundo o Grieta estrella no mayor  a 5/32". Este tipo de cráter o grieta está localizado en el punto de parada de la soldadura  y es ocasionado por la contracción del metal durante la solidificación. Grietas de cualquier tamaño y localización en la soldadura no están permitidas.

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Grietas   ASME Sección VIII - Div 1  No Permitido (UW-51,b,1)

 ASME B31.3  No Permitido (Tabla 341.3.2)

 API 1104 Cráter poco profundo o Grieta estrella no mayor  a 5/32". Este tipo de cráter o grieta está localizado en el punto de parada de la soldadura  y es ocasionado por la contracción del metal durante la solidificación. Grietas de cualquier tamaño y localización en la soldadura no están permitidas.

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Grietas   ASME Sección VIII - Div 1  No Permitido (UW-51,b,1)

 ASME B31.3  No Permitido (Tabla 341.3.2)

 API 1104 Cráter poco profundo o Grieta estrella no mayor a 5/32". Este tipo de cráter o grieta está localizado en el punto de parada de la soldadura y es ocasionado por la contracción del metal durante la solidificación. Grietas de cualquier tamaño y localización en la soldadura no están permitidas.

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Qu e m a d u r a ( B u r n – Th r o u g h )  ASME Sección VIII - Div 1  No Cubierto por la Norma, ver Penetración  Incompleta

 ASME B31.3  No Cubierto por la Norma, ver Penetración  Incompleta

 API 1104 Para diámetros mayores a 2 3/8” La máxima dimensión no debe exceder 1/4" y la densidad  del defecto no debe ser mayor que la del material adyacente mas delgado.  La suma total de las dimensiones máximas de los defectos cuya densidad de imagen sea mayor al material adyacente no debe ser mayor  de 1/2" en cualquier 12” de soldadura o la longitud total de soldadura, cualquiera que sea menor. (9.3.7.2)

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Porosidad   ASME Sección VIII-Div 1 Radiografía 100%  El máximo tamaño de cualquier indicación debe ser el menor entre 1/4t o 5/32". Indicaciones aisladas separadas por al menos 1" se acepta el menor entre 1/3t o 1/4". Para t >2" el tamaño máximo aceptable es 3/8" (Apéndice 4)

 ASME Sección VIII-Div 1 Spot  Radiográfico  Indicaciones Redondeadas no son un factor en la aceptabilidad de soldadura si estas soldaduras no requieren ser totalmente radiografiadas. (UW-52,(c),(3))

 ASME B31.3 Condiciones Cíclicas Severas  El tamaño máximo de cualquier indicación debe ser el menor de 1/4t o 5/32". Indicaciones aisladas separadas por al menos 1" es el menor  de 1/3t o 1/4". Para t >2" el tamaño máximo aceptable es 3/8". No se aceptan poros superficiales. (Tabla 341.3.2)

 ASME B31.3 Servicio Normal de Fluido Para t < 1/4", los requerimientos son los mismos que para las Condiciones Cíclicas Severas. Para t > 1/4" los requerimientos son 1.5 veces los de las Condiciones Cíclicas Severas. No se aceptan poros superficiales. (Tabla 341.3.2)

 API 1104  Aislado: Máxima dimensión el menor entre 1/8" o 25% del espesor de soldadura, (9.3.9.2) Agrupados: Máxima área de ½"; diámetro máximo poro individual  1/16". Máximo ½" de longitud en 12" de soldadura. (9.3.9.3). Porosidad elongada en  pase de raíz (Hollow bead): Máxima longitud de ½". Max Longitud acumulada 2" en 12" de soldadura. Las indicaciones individuales mayores a ¼” deben estar separadas por mas de 2”. La longitud total acumulada no debe exceder 8% de la longitud de soldadura. (9.3.9.4)

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Porosidad   ASME Sección VIII-Div 1 Radiografía 100%  El máximo tamaño de cualquier indicación debe ser  el menor entre 1/4t o 5/32". Indicaciones aisladas separadas por al menos 1" se acepta el menor entre 1/3t o 1/4". Para t >2" el tamaño máximo aceptable es 3/8" (Apéndice 4)

 ASME Sección VIII-Div 1 Spot  Radiográfico  Indicaciones Redondeadas no son un factor en la aceptabilidad de soldadura si estas soldaduras no requieren ser totalmente radiografiadas. (UW52,(c),(3))

 ASME B31.3 Condiciones Cíclicas Severas  El tamaño máximo de cualquier indicación debe ser  el menor de 1/4t o 5/32". Indicaciones aisladas separadas por al menos 1" es el menor de 1/3t o 1/4". Para t >2" el tamaño máximo aceptable es 3/8". No se aceptan poros superficiales. (Tabla 341.3.2)

 ASME B31.3 Servicio Normal de Fluido Para t < 1/4", los requerimientos son los mismos que para las Condiciones Cíclicas Severas. Para t  > 1/4" los requerimientos son 1.5 veces los de las Condiciones Cíclicas Severas. No se aceptan poros superficiales. (Tabla 341.3.2)

 API 1104  Aislado: Máxima dimensión el menor entre 1/8" o 25% del espesor de soldadura, (9.3.9.2) Agrupados: Máxima área de ½"; diámetro máximo poro individual  1/16". Máximo ½" de longitud en 12" de soldadura. (9.3.9.3). Porosidad elongada en  pase de raíz (Hollow bead): Máxima longitud de ½". Max Longitud acumulada 2" en 12" de soldadura. Las indicaciones individuales mayores a ¼” deben estar separadas por mas de 2”. La longitud total acumulada no debe exceder 8% de la longitud de soldadura. (9.3.9.4)

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Porosidad   ASME Sección VIII-Div 1 Radiografia 100%  El máximo tamaño de cualquier indicación debe ser  el menor entre 1/4t o 5/32". Indicaciones aisladas separadas por al menos 1" se acepta el menor entre 1/3t o 1/4". Para t >2" el tamaño máximo aceptable es 3/8" (Apéndice 4)

 ASME Sección VIII-Div 1 Spot  Radiográfico  Indicaciones Redondeadas no son un factor en la aceptabilidad de soldadura si estas soldaduras no requieren ser totalmente radiografiadas. (UW52,(c),(3))

 ASME B31.3 Condiciones Cíclicas Severas  El tamaño máximo de cualquier indicación debe ser  el menor de 1/4t o 5/32". Indicaciones aisladas separadas por al menos 1" es el menor de 1/3t o 1/4". Para t >2" el tamaño máximo aceptable es 3/8". No se aceptan poros superficiales. (Tabla 341.3.2)

 ASME B31.3 Servicio Normal de Fluido Para t < 1/4", los requerimientos son los mismos que para las Condiciones Cíclicas Severas. Para t > 1/4" los requerimientos son 1.5 veces los de las Condiciones Cíclicas Severas. No se aceptan poros superficiales. (Tabla 341.3.2)

 API 1104  Aislado: Máxima dimensión el menor entre 1/8" o 25% del espesor de soldadura, (9.3.9.2)  Agrupados: Máxima área de ½"; diámetro máximo poro individual  1/16". Máximo ½" de longitud en 12" de soldadura. (9.3.9.3). Porosidad elongada en pase de raíz (Hollow bead):  Máxima longitud de ½". Max Longitud acumulada 2" en 12" de soldadura. Las indicaciones individuales mayores a ¼” deben estar separadas por mas de 2”. La longitud total acumulada no debe exceder 8% de la longitud de soldadura. (9.3.9.4)

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So c av a d o I n t e r n o    ASME Sección VIII - Div 1  La soldadura debe estar libre de ondas toscas, ranuras, sobrepases abruptos valles etc. Cualquier reducción de espesor debido a la soldadura no debe exceder el menor de 1/32" o 10% del espesor de pared adjunto. (UW-35(a) y (b)(1) y (2))

 ASME B31.3 Condiciones Cíclicas Severas  No permitido. (Tabla 341.3.2)

 ASME B31.3 Servicio Normal de Fluido  Máxima Profundidad de 1/32" o 25% del espesor de  pared, cualquiera que sea menor. No permitido en  Juntas longitudinales. (Tabla 341.3.2)

 API 1104  La longitud total del socavado no debe exceder 2" en 12" de soldadura.  La longitud total acumulada no debe exceder 1/6 de la longitud de soldadura (9.3.11) Para mediciones mecánicas, cuando es posible, una  profundidad > 1/32" o >12.5% del espesor de pared, cualquiera que sea menor, el socavado no es permitido. Profundidad >1/64" o entre 6% y 12.5% del espesor de  pared, se acepta una longitud máxima de 2" en cualquier 12" continuas de soldadura o 1/6 de la longitud total de soldadura, cualquiera que sea menor. Profundidades =< 1/64" o =< 6% del espesor de  pared, cualquiera que sea menor, el socavado es aceptable indiferentemente de la longitud. (9.7.1) Cuando se puede realizar ambos inspecciones, mecánica y por radiografía la medición mecánica tiene  prioridad.

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