Curso
Curso de
de Interpretación
Interpretación
de
de la
la
Norma
Norma
A.P.I
A.P.I.. 1104
1104
Que es A.P.I.?
Sigla que identifica a la American Petroleum Institute
Propósito
- Presentar métodos para producir soldaduras de alta calidad por
medio de soldadores calificados y el uso de materiales, materiales
de soldadura y equipos aprobados. Se aplica a construcciones
nuevas y a soldaduras en servicio.
- Presentar métodos de inspección que aseguren el adecuado
análisis de la calidad de las soldaduras mediante el desempeño de
técnicos calificados y técnicas y equipos aprobados.
ALCANCE
ALCANCE
Se aplica a juntas:
- A tope
-En Filete
-Socket
En los siguientes materiales:
- Tuberías de acero al carbono.
- Tuberías de acero de baja aleación
Para ser usado en:
- Compresión
- Bombeo
- Transmisión
- Sistemas de Distribución (donde sea aplicable)
De:
- Petróleo crudo
- Derivados del petróleo
-Gases combustibles
-Dióxido de Carbono
-Nitrógeno.
PUEDE SER USADA PARA SOLDADURA DE CONSTRUCCIONES
NUEVAS O EN SERVICIO
LOS PROCESOS DE SOLDADURA ACEPTADOS SON:
-SMAW
-SAW
-GTAW
-GMAW
-FCAW
-PAW
-OFW
-FW
O COMBINACIÓN DE ELLOS.
LOS MISMOS PODRÁN SER USADOS EN FORMA MANUAL, SEMIAUTOMÁTICA
O AUTOMÁTICA
LAS SOLDADURAS PODRÁN SER REALIZADAS EN POSICIÓN O ROLADAS O
UNA COMBINACIÓN DE AMBOS.
TAMBIÉN CUBRE LOS PROCEDIMIENTOS PARA LOS ENSAYOS DE:
-RADIOGRAFÍA.
-PARTÍCULAS MAGNÉTICAS.
-LÍQUIDOS PENETRANTES.
-ULTRASONIDO.
ESTÁN INCLUIDOS LOS CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO QUE DEBEN
APLICARSE A LAS SOLDADURAS DE PRODUCCIÓN PARA LOS ENSAYOS
ANTES MENCIONADOS, Y ADICIONALMENTE PARA LOS ENSAYOS
DESTRUCTIVOS Y VISUALES.
Establece:
Establece:
Todos los trabajos efectuados de acuerdo a esta norma deben
cumplir o exceder los requerimientos establecidos
en ella.
Es decir establece requerimientos mínimos de calidad de
la soldadura
Materiales
Materiales
Esta norma se aplica a los siguientes materiales:
- A.P.I. especificación 5 L
-Especificaciones ASTM aplicables
Se aplica además a materiales con propiedades mecánicas y
composición química que cumpla lo indicado en alguna
especificación de las nombradas
Los materiales de aporte de soldadura, deben responder
a lo especificado en las
normas AWS aplicables
Esas especificaciones son:
-AWS A 5.1
-AWS A 5.2
-AWS A 5.5
-AWS A 5.17
-AWS A 5.18
-AWS A 5.20
-AWS A 5.28
-AWS A 5.29
Calificación
Calificación de
de Procedimientos
Procedimientos
Especificar un procedimiento y calificarlo antes de comenzar con la
soldadura de producción.
La calificación será realizada por medio de ensayos destructivos
Cada procedimiento debe estar perfectamente identificado.
Cada procedimiento calificado genera un Registro de Calificación
de Procedimiento ( PQR)
El PQR debe contener todos los resultados de los ensayos de
calificación.
Especificación
Especificación de
de los
los procedimientos
procedimientos
Deberán contener como mínimo información sobre (cuando sea aplicable):
- Procesos de soldadura.
- Materiales de tubos y accesorios.
- Diámetros y espesores de tubos.
-Diseño de juntas.
-Materiales de aporte y numero de pasadas.
-Características de llama.
-Características eléctricas.
- Posición y progresión.
- Tiempo entre pasadas y presentadores.
- Limpieza.
-Precalentamiento y trat. térmico.
-Gases de protección y caudal.
-Fundentes.
- Velocidad de soldadura.
Variable
Variable esencial
esencial
Variable de soldadura cuya modificación puede producir
cambios que afectan las condiciones mecánicas y defectológicas de la unión.
Modificar una variable esencial implica especificar un nuevo
procedimiento de soldadura y calificarlo.
Modificaciones en variables no esenciales no implica el recalificar el procedimiento, pero si poner de manifiesto los cambios.
Variables
Variables esenciales
esenciales
- Proceso o método de soldadura.
- Metales base.
- Diseño de juntas.
- Posición.
- Espesor de pared.
- Metales de aporte.
- Características eléctricas.
- Tiempo entre pasadas.
- Progresión.
- Gas de protección y caudal.
- Fundentes.
-Velocidad de soldadura.
-Precalentamiento.
-Tratamiento térmico post soldadura.
Proceso de soldadura
Un cambio en el proceso de soldadura o método de aplicación establecido en la
especificación de procedimiento constituye una variable esencial.
Metales base
Para el propósito de esta Norma, todos los materiales deben ser agrupados de
la siguiente manera:
-Tensión de fluencia mínima especificada menor o igual a 42.000 Psi.
-Tensión de fluencia mínima especificada mayor a 42.000 Psi y menor a 65.000 Psi
-Para materiales con tensión de fluencia mínima especificada mayor o igual a
a 65.000 Psi, cada grado recibe un ensayo de calificación separado.
Cuando se sueldan dos materiales de dos grupos de materiales distintos, se debe
utilizar el procedimiento del material de mas alta resistencia.
Diseño de juntas.
Constituye una variable esencial un cambio mayor en el diseño de juntas (por ejemplo
un cambio de bisel en V a bisel en U o a filete). Cambios menores (por ejemplo un
cambio en los ángulos de biseles o talones no son variable esencial).
Posición.
Es variable esencial un cambio en la posición de tubo rolado a tubo fijo y vice versa.
Espesor de pared.
Es variable esencial, un cambio de grupo de espesores a otro. Se debe tener en
cuenta que la Norma no especifica grupos de espesores. Los mismos deben ser
elegidos por el Usuario.
Metales de aporte
Los siguientes cambios en los metales de aporte constituyen una variable esencial:
-Un cambio de un grupo de metales de aporte a otro.
-Para tubos de materiales con tensión de fluencia mínima especificada
mayores o iguales a 65.000 Psi, es variable esencial el cambio de metal de
aporte según la clasificación AWS.
Los grupos de materiales de aporte se indican en la tabla 1 de la Norma.
Características eléctricas.
Es variable esencial el cambio de polaridad positiva a negativa y vice versa en
corriente continua o un cambio de corriente continua a corriente alterna y vice versa.
Tiempo entre pasadas
Es variable esencial un incremento en el tiempo máximo entre la terminación de la
primera pasada y comienzo de la segunda de aquel registrado en la calificación
del procedimiento de soldadura.
Progresión de soldadura.
Es variable esencial un cambio de la progresión de soldadura de vertical ascendente
a vertical descendente y vice versa.
Gas de protección y caudal.
Son variables esenciales, un cambio de un gas de protección a otro o de una
mezcla de gases a otra.
También lo es un incremento o decremento mayor en los caudales de gases
de protección.
Fundentes
Es variable esencial el cambio de metales depositados con diferente clasificación
AWS de fundente metal.
Velocidad de soldadura.
Es variable esencial un cambio en el rango de velocidad de soldadura.
Precalentamiento.
Es variable esencial un decremento en la temperatura mínima de precalentamiento
registrada durante la calificación del procedimiento de soldadura.
Tratamiento térmico post soldadura.
El agregado de un tratamiento térmico post soldadura, o un cambio en las
variables del tratamiento, constituye una variable esencial.
Ensayo
Ensayo de
de juntas
juntas de
de calificación
calificación
El número de probetas de ensayo se dan en la tabla N°2 de la norma.
El lugar de extracción de las probetas de ensayo se dan en la figura N°3.
Se debe tener en cuenta:
- Pueden ser variados los lugares de extracción de probetas.
- Para diámetros menores de 60 mm se deben soldar dos probetas.
- Para diámetros menores de 33 mm se puede reemplazar los ensayos
por una tracción de sección completa.
- Para diám. menores a 114 mm
no es necesario realizar ensayos de tracción. Esto solo es válido
para materiales hasta 42.000 psi de resistencia.
Ensayo
Ensayo de
de tracción
tracción
Se pueden presentar dos casos:
1- Rotura en metal de soldadura o borde de fusión
- Se evaluará la resistencia mínima especificada del material.
- Se realizará evaluación de ensayo de Nick break.
2- Rotura en materia base
- Se evaluará la resistencia mínima especificada del material.
Ensayo de Nick Break
Metodología
Este ensayo consiste en romper la probeta correspondiente mediante la aplicación
de una carga de tracción, apoyando la probeta sobre dos puntos y luego golpearla,
o soportando un extremo y golpeando el otro.
Se debe tener en cuenta que la superficie de fractura expuesta debe ser de 19 mm
Este ensayo no evalúa propiedades mecánicas
Ensayo
Ensayo de
de Nick
Nick Break
Break
Requerimientos:
- La superficie de rotura debe exhibir fusión y penetración completa
- La porosidad se evalúa según condiciones de tamaño.
- Escoria incluida según tamaño.
- “Ojos de pescado” no constituyen rechazo.
Ensayo
Ensayo de
de plegado
plegado
Evalúa la aparición de fisuras o defectos en superficie,
en metal de soldadura o borde de fusión.
Estos defectos se limitan por longitud:
- 3 mm o la mitad del espesor el que sea menor.
- 6 mm para defectos en bordes de probeta no relacionados
con la soldadura.
Calificación de soldaduras en filete.
Deben poseer una configuración tal como se indica en la figura.
FIGURA 10
Las probetas deben ser preparadas según la figura
Requerimientos.
Las probetas ensayadas deben presentar:
-Fusión y penetración completa.
-La máxima dimensión de poro aislado no excederá 1,6 mm.
-El área máxima de poros no excederá el 2% del área de evaluación.
-Inclusiones de escoria no excederán 0,8 mm de ancho ni 3 mm (o la mitad del espesor
el menor de ambos).
- Debe haber al menos 12mm de separación entre escorias adyacentes.
Calificación
Calificación de
de soldadores
soldadores
Se debe realizar antes de comenzar la soldadura
de producción.
Tiene como objetivo demostrar la habilidad del soldador
para realizar soldaduras libres de defectos.
Se evalúa por métodos destructivos o radiográficos.
Se debe realizar por medio de un procedimiento
calificado.
Calificación
Calificación de
de soldadores
soldadores (cont.)
(cont.)
Se debe mantener registro de los soldadores calificados.
Se debe mantener registro de las pruebas de calificación
(Registro de calificación de soldadores)
La calificación deberá ser conducida por un inspector
autorizado.
Calificación
Calificación de
de soldador
soldador
Generalidades
Generalidades
- Un soldador se podrá calificar soldando un tubo completo o
segmentos de tubo.
- Existen variables esenciales para soldador que limitan el
alcance de la calificación.
Existen para esta norma dos tipos de calificación:
- Calificación Simple.
- Calificación Múltiple
Calificación
Calificación Simple
Simple
„
Metodología
„
Soldar en tubo completo o
segmento de tubo.
Soldadura en posición o
rolada.
Para soldadura en posición
el tubo podrá estar
horizontal o a 45º.
A tope, filete y conexión de
penetración completa.
„
„
„
„
Alcance (Var.Esen)
„
Cambio en el proceso de
soldadura.
Cambio en progresión.
Cambio en el metal de
aporte.
Cambio en diám. exteriores.
Cambio de espesores.
Cambio en posición.
Cambio en el diseño de
juntas.
„
„
„
„
„
„
Variables esenciales para soldador calificación simple.
-CAMBIO EN EL PROCESO O COMBINACIÓN DE PROCESOS
1- Cambio de un proceso a otro.
2- Cambio en la combinación de procesos de soldadura, salvo que el soldador haya
calificado en esos procesos separadamente.
-CAMBIO EN LA PROGRESIÓN.
Es variable esencial cambiar de la progresión vertical ascendente a descendente
y vice versa.
-CAMBIO EN LOS METALES DE APORTE.
Un cambio de metales de aporte del grupo 1 y 2 de la tabla 1 al grupo 3 y vice versa.
-CAMBIO EN EL GRUPO DE DIÁMETROS.
Es variable esencial un cambio entre grupos de diámetros. Estos grupos son:
1- Diámetro exterior menor a 60,3 mm.
2- Diámetro exterior igual o mayor a 60,3 mm y menor o igual a 323,9 mm.
3- Diámetro exterior mayor a 323,9 mm.
-CAMBIO EN EL GRUPO DE ESPESORES DE PARED.
Es variable esencial un cambio entre grupos de espesores de pared. Estos grupos son:
1- Espesor nominal menor que 4,8 mm.
2- Espesor nominal igual o mayor a 4,8 mm y menor o igual a 19,1 mm.
3- Espesor nominal mayor a 19,1 mm.
-CAMBIO EN LA POSICIÓN.
Es variable esencial un cambio en la posición ya calificada, por ejemplo un cambio
de tubo rolado a fijo, o de posición eje vertical a eje horizontal.
Un soldador que califica satisfactoriamente en soldadura a tope con el eje de la
probeta fijo inclinado a 45º, quedara calificado para soldar soldaduras a tope y
filetes en todas las posiciones.
-CAMBIO EN EL DISEÑO DE JUNTAS.
Es variable esencial un cambio en el diseño de juntas. Ejemplo de esto es la
eliminación de un respaldo metálico o un cambio de junta en V a junta en U.
Calificación
Calificación Múltiple
Múltiple
„
Metodología
„
Soldar probeta a tope, con
diámetro y espesor mínimo
de 168 mm y 6,3 mm
respectivamente.
Con las mismas
dimensiones anteriores,
trazar, cortar, presentar y
soldar, una conexión de
penetración completay diám.
completo.
„
„
Variab. esenciales
„
Cambio en el proceso de
soldadura.
Cambio en la progresión.
Cambio en el metal de
aporte.
„
„
ALCANCE
Un soldador que hubiera pasado esta prueba de calificación soldando sobre
cañería de diámetro exterior mayor o igual a 323,9 mm, estará calificado para
soldar:
1- Toda posición.
2- Todo espesor de pared.
3- Todo diseño de junta y accesorio.
4- Todo diámetro.
Si la prueba de calificación se hubiera realizado sobre caño de diámetro exterior
menor a 323,9 mm y mayor a 169 mm, estará calificado para soldar:
1- Toda posición.
2- Todo espesor de pared.
3- Todo diseño de junta y accesorio.
4- Todo diámetro igual o menor al utilizado en la calificación.
Variables esenciales calificación múltiple.
-CAMBIO EN EL PROCESO O COMBINACIÓN DE PROCESOS
1- Cambio de un proceso a otro.
2- Cambio en la combinación de procesos de soldadura, salvo que el soldador haya
calificado en esos procesos separadamente.
-CAMBIO EN LA PROGRESIÓN.
Es variable esencial cambiar de la progresión vertical ascendente a descendente
y vice versa.
-CAMBIO EN LOS METALES DE APORTE.
Un cambio de metales de aporte del grupo 1 y 2 de la tabla 1 al grupo 3 y vice versa.
Evaluación
Evaluación Visual
Visual
Para que la soldadura de calificación cumpla con los
requerimientos de la Norma debe estar libre:
- De fisuras.
- Falta de penetración
- Quemaduras
- Socavaduras que excedan lo indicado por la Norma
y debe presentar aspecto uniforme y adecuado
Evaluación
Evaluación por
por ensayos
ensayos destructivos
destructivos
La Norma establece:
- Los lugares de extracción de las probetas de ensayo (Figura 12)
- La cantidad de probetas a ser extraídas por soldador (Tabla 3).
- Calificaciones realizadas en segmentos de tubos, deben
extraerse número de probetas establecidos de cada segmento.
- Calificaciones sobre tubos de diámetro menores a 33 mm, se
realiza una sola prueba de tracción de sección completa.
- Las probetas de ensayo son del mismo tipo que las de la calificación
de procedimientos.
FIGURA 12
TABLA 3
Ensayo
Ensayo de
de tracción
tracción
Dos casos:
1- Probeta rompe en metal de soldadura o borde de fusión
-Se evalúa la rotura con criterios de Nick break.
2- Probeta rompe en metal base
- Aprobada automáticamente
Ensayo
Ensayo de
de Nick
Nick break
break
Se evalúan siguiendo los mismos criterios
establecidos para este ensayo
para la calificación de procedimientos
de soldadura
Ensayo
Ensayo de
de plegado
plegado
- Los mismos criterios de aceptación que para calificación
de procedimientos de soldadura.
-Se admite la fisuración en caños de alta resistencia, en ese caso
o se rechaza o se lo fractura y se lo evalúa según Nick Break.
- A criterio de la compañía, se puede autorizar a plegar una
probeta extra adyacente a la que falle.
Probetas de filete.
Las mismas se extraen según la Figura 10.
Los métodos de ensayo, así como los criterios de aceptación
y rechazo deben cumplir lo indicado en el punto 5.8 para la
calificación de procedimientos de soldadura.
Ensayo
Ensayo radiográfico
radiográfico
Solo se admite para las calificaciones de juntas a tope
Se debe radiografiar la totalidad de la soldadura
Los criterios de aceptación se dan en el capítulo 6 de la
Norma “Estándares de aceptación para ensayos no
destructivos”.
Recalificación
Recalificación
Un soldador se podrá recalificar en forma inmediata,
si a juicio del inspector existen condiciones fuera del
control del soldador.
Un soldador calificado conserva esa condición
indefinidamente, salvo condiciones:
- Contractuales
- Regulatorias
- De competencia
Diseño y preparación de soldaduras de producción.
GENERAL
-Las cañerías serán soldadas por soldadores calificados, utilizando procedimientos
de soldadura calificados.
-Las superficies a unir deben uniformes y de buen aspecto y estar libres de
laminaciones, escorias, grasas, pinturas etc.
-El diseño de juntas y la separación entre caños deben ser tales como lo
indican los procedimientos calificados correspondientes.
ALINEACIÓN.
-Se debe minimizar la desalineación entre las superficies a unir.
-En la unión de tubos de igual espesor nominal, el desplazamiento no debe exceder
los 3 mm.
-Se admiten variaciones mayores, causadas por las tolerancias aceptables
de fabricación del material.
-Dichas desalineaciones deben estar igualmente espaciadas alrededor de la
circunferencia del caño.
- El martillado para forzar al caño a alinearse debe realizarse lo menos posible
PRESENTADORES
-Serán usados según lo requiera el procedimiento de soldadura.
- Cuando se permita su retiro antes de completar la primera pasada de soldadura,
las partes soldadas deben estar equitativamente distribuidas en la circunferencia.
-Se recomienda que al utilizar presentadores internos, se complete la primera
pasada antes de liberarlo.
-Para presentadores externos, los segmentos soldados de la pasada de raíz,
deben estar equitativamente distribuidos, y representar al menos el 50% de
la circunferencia a soldar.
BISELES
Los biseles de fabrica deben responder a lo especificado en el procedimiento de
soldadura.
Los biseles de campo, podrán ser mecanizados con herramientas o oxicortados.
A criterio de la compañía podrán ser efectuados manualmente.
CONDICIONES AMBIENTALES
No se podrán efectuar soldaduras cuando las condiciones ambientales puedan
puedan incidir negativamente sobre la calidad de las soldaduras.
La Compañía decidirá cuales son esas condiciones.
POSICIÓN DE LA CAÑERÍA
Cuando la cañería se suelda en superficie, la distancia alrededor libre de trabajo
será de 400 mm mínimo. Cuando se suelda en zanja, el pozo de trabajo debe
tener la suficiente dimensión para permitir el trabajo adecuado del o los
soldadores.
LIMPIEZA ENTRE PASADAS
Se debe remover la escoria presente entre cada pasada de soldadura. Se debe
utilizar herramientas de poder cuando así se indique en el procedimiento
correspondiente.
Cuando se suelde con proceso automático o semiautomático, la porosidad
superficial, arranques de cordones y puntos irregulares deben ser amolados antes
de depositar otra capa sobre ellos.
CORDONES DE RELLENO Y TERMINACIÓN.
En ningún punto en la circunferencia del caño debe haber un sobre espesor
mayor a 1,6 mm.
No se podrán iniciar dos cordones en el mismo punto.
La soldadura terminada no debe tener una cara mas ancha de 3 mm del ancho
del bisel inicial
Inspección
Inspección yy ensayo
ensayo de
de soldaduras
soldaduras de
de
producción
producción
Derechos de la Inspección
- Inspeccionar todas las soldaduras por métodos no destructivos.
- Seleccionar soldaduras y ensayarlas por métodos destructivos.
- Inspeccionar soldaduras durante y después de su ejecución.
- Establecer el alcance y frecuencia de la inspección
Inspección
Inspección yy ensayo
ensayo de
de soldaduras
soldaduras de
de
producción
producción
Métodos de inspección
- Inspección no destructiva: Radiografiado u otro método establecido por la Compañía.
- Ensayos destructivos : Remoción de soldaduras y ensayo según
calificación de soldadores.
-El soldador que efectúa soldaduras que no alcanzan los estándares de
esta Norma puede ser descalificado para sucesivos trabajos.
Estándares
Estándares de
de aceptación
aceptación para
para
ensayos
ensayos no
no destructivos
destructivos
Se aplican a discontinuidades localizadas por medio de :
- Radiografiado, líquidos penetrantes, partículas magnetizables y ultrasonido.
- Inspección visual.
La inspección se reserva el derecho de rechazar cualquier soldadura, que aún cumpliendo los criterios de aceptación, en su opinión, vaya en detrimento de la calidad de la soldadura.
Ensayo
Ensayo radiográficoradiográfico- Defectos
Defectos
La Norma considera la evaluación de los siguientes defectos:
-Penetración inadecuada.
- Penetración inadecuada interna.
- Penetración inadecuada debido a High - Low.
- Fusión incompleta.
- Fusión incompleta debido a cordón frío.
- Concavidad interna.
- Quemaduras.
- Inclusiones de escoria.
- Porosidad.
- Fisuras.
- Socavaduras.
- Acumulación de defectos.
- Discontinuidad en tubos y accesorios.
PENETRACIÓN INADECUADA (IP)
Se define como el incompleto relleno de la raíz de la unión (Figura 13)
Será considerado defecto cuando alguna de las siguientes condiciones se
presente:
-La longitud de una indicación individual de IP excede 25 mm.
-La suma de las longitudes de IP en cualquier continuo de 300 mm excede 25 mm
-La suma de las longitudes de IP excede el 8% del desarrollo soldado cuando
ese desarrollo no alcanza los 300 mm.
PENETRACIÓN INADECUADA DEBIDO A DESALINEACIÓN (IPD).
Condición que se presenta cuando uno de los lados de la raíz no presenta fusión
debido a desalineación de caños o accesorios.
Será considerado defecto cuando alguna de las siguientes condiciones se
presente:
-La longitud de una indicación individual de IPD excede 50 mm.
-La suma de las longitudes de IPD en cualquier continuo de 300 mm excede 75 mm
INADECUADA PENETRACIÓN INTERNA (ICP)
Discontinuidad generada por la falta de penetración en los talones de la unión
ubicada entre la pasada de raíz de un lado de la unión y la primera pasada dada
desde el otro lado de la unión.
Será considerado defecto cuando alguna de las siguientes condiciones se
presente:
-La longitud de una indicación individual de ICP excede 50 mm.
-La suma de las longitudes de ICP en cualquier continuo de 300 mm excede 50 mm
FUSIÓN INCOMPLETA (IF)
Discontinuidad superficial entre el metal de soldadura y metal base.
Será considerado defecto cuando alguna de las siguientes condiciones se
presente:
-La longitud de una indicación individual de IF excede 25 mm.
-La suma de las longitudes de IF en cualquier continuo de 300 mm excede 25 mm
-La suma de las longitudes de IF excede el 8% del desarrollo soldado cuando
ese desarrollo no alcanza los 300 mm.
FUSIÓN INCOMPLETA POR CORDÓN FRÍO (IFD)
Imperfección entre cordones o entre metal de soldadura y metal base, no abiertas
a la superficie.
Será considerado defecto cuando alguna de las siguientes condiciones se
presente:
-La longitud de una indicación individual de IFD excede 50 mm.
-La suma de las longitudes de IFD en cualquier continuo de 300 mm excede 50 mm
-La suma de las longitudes de IFD excede el 8% del desarrollo soldado cuando
ese desarrollo no alcanza los 300 mm.
CONCAVIDAD INTERNA (IC)
Cordón de soldadura con adecuada penetración y fusión, pero cuyo centro se encuentra
por debajo de la pared interior del caño.
Cualquier longitud de concavidad interna será aceptable si la densidad de la imagen
radiográfica de la concavidad, no excede la del metal base mas delgado adyacente.
Cuando la densidad sea excedida, se aplicara el criterio de evaluación de las
quemaduras (burn-through).
QUEMADURA (BT)
Parte del cordón de raíz que a consecuencia de excesiva penetración se desprende
y cae dentro del tubo.
Será considerado defecto cuando:
Para tubo de diámetro exterior mayor o igual a 60,3 mm
-Excede 6 mm con densidad mayor que el metal base mas delgado.
-Excede el espesor del metal base mas delgado y la densidad del mismo.
-La suma de las dimensiones de las quemaduras separadas que exceden la densidad
del metal base mas delgado, excede 13 mm en cualquier continuo de desarrollo
de soldadura de 300 mm o el total soldado, el que sea menor.
Para tubo de diámetro exterior menor a 60,3 mm
-Excede 6 mm con densidad mayor que el metal base mas delgado.
-Excede el espesor del metal base mas delgado y la densidad del mismo.
- Hay presente mas de una quemadura de cualquier dimensión, y la densidad de
mas de una de ellas excede la del metal base mas delgado soldado.
INCLUSIONES DE ESCORIA
Sólido no metálico atrapado dentro del metal de soldadura o entre el metal de
soldadura y el metal base.
Se definen distintos tipos de inclusiones de escoria:
-Escoria alargada (ESI): Las mismas pueden ser continuas o discontinuas, por
ejemplo las denominadas huellas de carro. Normalmente se las encuentra en
la zona de fusión.
-Escorias aisladas (ISI): Las mismas son de forma irregular y pueden ser encontradas
en cualquier lugar dentro del metal de soldadura.
A los efectos de la evaluación radiográfica, para la indicación de máxima dimensión,
se debe considerar su longitud.
Serán consideradas defectos si se cumple:
Para tubo de diámetro exterior mayor o igual a 60,3 mm
- La longitud de ESI excede 50 mm. (ESI paralelas, separadas aproximadamente
el ancho de la pasada de raíz, es decir las huellas de carro, serán consideradas
indicaciones unitarias, si el ancho de ellas no excede 0,8 mm, caso contrario se
consideran separadas)
-La suma de las longitudes de ESI excede 50 mm en cualquier continuo de
desarrollo de soldadura de 300 mm.
-El ancho de una ESI excede 1,6 mm.
-La suma de las longitudes de ISI excede 13 mm en cualquier continuo de
desarrollo de soldadura de 300 mm.
-El ancho de ISI excede los 3 mm.
-Mas de 4 ISI presentes en cualquier continuo de desarrollo de soldadura de 300 mm.
-La suma de ISI y ESI excede el 8% de la longitud soldada.
Para tubo de diámetro exterior menor a 60,3 mm
- La longitud de ESI excede tres veces el espesor de pared del metal base mas delgado.
(ESI paralelas, separadas aproximadamente el ancho de la pasada de raíz, es decir
las huellas de carro, serán consideradas indicaciones unitarias, si el ancho de ellas
no excede 0,8 mm, caso contrario se consideran separadas)
- El ancho de una ESI excede 1,6 mm.
-La suma de las longitudes de ISI excede dos veces el espesor de pared del metal
base mas delgado y el ancho excede la mitad del espesor de pared del metal
base mas delgado.
-El ancho de ISI excede los 3 mm.
-La suma de ISI y ESI excede el 8% de la longitud soldada.
POROS
Gas atrapado en el metal de soldadura. Es generalmente esférico, pero puede ser
elongado o irregular.
Para poros aislados (P), serán considerados defectos si:
-El tamaño de un poro individual excede 3 mm.
-El tamaño de un poro individual excede el 25% del espesor de pared del metal
base mas delgado soldado.
- La distribución de poros dispersos excede lo indicado en las figuras 19 y 20.
En el caso de los nidos de poros (CP), serán defectos cuando:
-Para cualquier pasada excepto la de terminación, debe cumplir con el criterio
de poro aislado.
Para pasada de terminación:
-El diámetro del nido de poros, no debe exceder 13 mm.
-La suma de los nidos de poros, en cualquier continuo de desarrollo de soldadura
no debe exceder los 13 mm.
- Ningún poro dentro del nido, podrá exceder un tamaño de 2 mm.
CORDÓN HUECO (HB)
Se define como un poro alargado en la raíz.
Será considerado defecto cuando se cumpla:
-La longitud de una indicación individual excede los 13 mm.
-La suma de las longitudes de HB en cualquier continuo de desarrollo de soldadura
de 300 mm, excede los 50 mm.
-Indicaciones individuales de HB, cada una de ellas mayores a 6 mm separadas
por por menos de 50 mm.
- La suma de las longitudes de HB excede el 8% de la longitud soldada.
FISURAS (C)
Serán consideradas defectos cuando:
-Toda fisura que no sea fisura de cráter.
-Para fisuras de cráter, con una longitud superior a los 4 mm.
SOCAVADO
Es una muesca dejada luego de la soldadura sobre el metal base tanto en cara como
en raíz, adyacente al metal de soldadura. Podrá ser interno (IU) o externo (EU).
Será defecto cuando:
-La suma de sus longitudes en cualquier continuo de desarrollo de soldadura de
300 mm, excede los 50 mm.
-La suma de sus longitudes en cualquier combinación, excede 1/6 de la longitud
soldada.
ACUMULACIÓN DE DISCONTINUIDADES (AI)
Excluyendo la penetración incompleta debido a desalineación y el socavado, será
considerado un defecto cundo:
-La suma de indicaciones en cualquier continuo de desarrollo de soldadura de
300 mm, exceda los 50 mm.
-La suma de las indicaciones excede el 8% de la longitud soldada.
IMPERFECCIONES EN TUBOS Y ACCESORIOS.
Imperfecciones encontradas mediante el ensayo radiográfico sobre tubos y
accesorios, serán informadas a la compañía.
Su disposición será determinada por ella.
Partículas magnetizables.
CLASIFICACIÓN DE LAS INDICACIONES
-Las indicaciones encontradas por este método no son en todos los casos
discontinuidades.
Estas indicaciones se pueden producir a consecuencia de variaciones magnéticas
y metalúrgicas.
-Cualquier indicación con una dimensión máxima de 1,6 mm, será clasificada como
no relevante.
Cuando una imperfección mayor a esta dimensión y que se la considere no
relevante, será tratada como relevante hasta tanto sea reexaminada por este u
otro método no destructivo para determinar si es o no una discontinuidad.
La superficie puede ser pulida antes de su reexaminación.
-Indicaciones relevantes son aquellas causadas por discontinuidades. Se considera
indicaciones lineales a aquellas en las cuales su longitud es mayor de tres veces
su ancho. De otra forma serán consideradas volumétricas.
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN
Las indicaciones relevantes, serán consideradas defectos, si se cumple alguna de las
siguientes condiciones:
-Indicaciones lineales identificadas como fisuras de cráter que excedan los 4 mm.
-Indicaciones lineales identificadas como fisuras excepto las anteriores.
-Indicaciones lineales identificadas como falta de fusión que excedan los 25 mm de
longitud en cualquier continuo de desarrollo de soldadura de 300 mm o el 8%
de la longitud soldada.
-Indicaciones redondeadas, serán evaluadas según el criterios de inclusiones de
escoria (radiográfico), según sea aplicable.
IMPERFECCIONES EN TUBOS Y ACCESORIOS.
Imperfecciones encontradas mediante el ensayo radiográfico sobre tubos y
accesorios, serán informadas a la compañía.
Su disposición será determinada por ella.
Líquidos penetrantes
-Las indicaciones encontradas por este método no son en todos los casos
discontinuidades.
Estas indicaciones se pueden producir a consecuencia de marcas, líneas de
mecanizado, etc.
-Cualquier indicación con una dimensión máxima de 1,6 mm, será clasificada como
no relevante.
Cuando una imperfección mayor a esta dimensión y que se la considere no
relevante, será tratada como relevante hasta tanto sea reexaminada por este u
otro método no destructivo para determinar si es o no una discontinuidad.
La superficie puede ser pulida antes de su reexaminación.
-Indicaciones relevantes son aquellas causadas por discontinuidades. Se considera
indicaciones lineales a aquellas en las cuales su longitud es mayor de tres veces
su ancho. De otra forma serán consideradas volumétricas.
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN
Las indicaciones relevantes, serán consideradas defectos, si se cumple alguna de las
siguientes condiciones:
-Indicaciones lineales identificadas como fisuras de cráter que excedan los 4 mm.
-Indicaciones lineales identificadas como fisuras excepto las anteriores.
-Indicaciones lineales identificadas como falta de fusión que excedan los 25 mm de
longitud en cualquier continuo de desarrollo de soldadura de 300 mm o el 8%
de la longitud soldada.
-Indicaciones redondeadas, serán evaluadas según el criterios de inclusiones de
escoria (radiográfico), según sea aplicable.
IMPERFECCIONES EN TUBOS Y ACCESORIOS.
Imperfecciones encontradas mediante el ensayo radiográfico sobre tubos y
accesorios, serán informadas a la compañía.
Su disposición será determinada por ella.
Ultrasonido
Se definen como indicaciones lineares a aquellas que su dimensión mayor tiene
el sentido de la soldadura. Indicaciones lineares típicas son penetración inadecuada,
penetración inadecuada interna, falta de fusión, escorias alargadas, fisuras etc.
Indicaciones transversales, son aquellas indicaciones donde su mayor dimensión
atraviesan la soldadura. Indicaciones transversales típicas son fisuras, escorias y
falta de fusión entre cordones.
Indicaciones volumétricas, son definidas como indicaciones tridimensionales.
Indicaciones volumétricas típicas, son concavidad interna, quemaduras, escorias
aisladas, poros aislados, poros en racimo.
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN.
Indicaciones identificadas como fisuras se consideran defectos.
Indicaciones lineales superficiales (LS) (no fisuras), abiertas a la superficie, tanto en el
diámetro interior como el exterior, serán considerados defectos si:
- La suma de las LS en cualquier continuo de 300 mm de longitud de soldadura, excede
25 mm.
-La suma de las LS excede el 8% de la longitud soldada.
Indicaciones lineales internas (LB), serán considerados defectos si:
-La suma de las LB en cualquier continuo de 300 mm de longitud de soldadura,
excede 50 mm.
-La suma de las LB excede el 8% de la longitud soldada.
Indicaciones transversales (T), que no sean fisuras, serán tratadas y evaluadas
como indicaciones volumétricas.
Agrupamientos volumétricos (VC) serán considerados defectos cuando la
dimensión máxima del agrupamiento excede los 13 mm.
Indicaciones volumétricas aisladas (VI) serán defectos cuando la máxima dimensión
de la indicación excede 6 mm tanto en largo como en alto.
Indicaciones volumétricas en la raíz (VR), abiertas a la superficie interior, serán
consideradas defectos si:
-La máxima dimensión de VR excede 6 mm.
-La longitud total de VR en cualquier continuo de soldadura de 300 mm excede los
13 mm.
Cualquier acumulación de indicaciones relevantes (AR) será considerado defecto si:
-La suma de las longitudes de AR, excede 50 mm en cualquier continuo de 300 mm
de desarrollo de soldadura.
- La suma de las longitudes de AR, excede el 8% de la longitud soldada.
Criterio de aceptación para inspección visual de socavaduras
Cuando se utilizan medios visuales y de medición mecánica para determinar
la profundidad de socavado, las socavaduras ubicadas adyacentes a la pasada
de cobertura o de raíz, no deben exceder las dimensiones establecidas en la
siguiente tabla:
Cuando se dispone de evaluación radiográfica y mecánica de socavaduras, esta
ultima será la que gobierne.
Remoción
Remoción yy reparación
reparación de
de defectos
defectos
Autorización para la reparación
- Defectos en raíz, excepto fisuras, podrán ser reparados previa autorización.
- Defectos en la terminación, excepto fisuras, podrán ser reparados sin autorización previa.
-Será requerido un procedimiento de soldadura de reparación calificado toda
vez que se realicen reparaciones utilizando un proceso distinto del utilizado
para la soldadura original, o cuando se deba reparar una zona previamente
reparada.
PROCEDIMIENTO DE REPARACIÓN.
El procedimiento de reparación debe incluir como mínimo:
-Método de detección del defecto.
-Método de remoción del defecto.
-Determinación de la eliminación del defecto.
-Requerimientos de precalentamiento y temperatura entre pasadas.
-Variables de soldadura.
-Requerimientos de ensayo no destructivo entre pasadas.
Las reparaciones deben ser supervisadas por personal experimentado en
reparaciones soldadas.
Reparación
Reparación de
de fisuras
fisuras
Las fisuras deberán ser cortadas, a menos que sean permitidas
por los estándares de aceptación para fisuras, o
cuando la Compañía lo autorice.
Una fisura podrá ser reparada si se cumple con lo siguiente:
- Longitud menor que el 8 % de la longitud soldada.
- Desarrollar un procedimiento de reparación.
- Reparación con supervisión capacitada.
- Reparación por soldadores calificados.
Las áreas reparadas deberán ser examinadas por el mismo método de
inspección previamente usado.
A opción de la Compañía, se podrá inspeccionar toda la unión soldada
que contiene la reparación.
Los estándares de aceptación son los de las soldaduras de producción.
Procedimiento
Procedimiento para
para ensayo
ensayo
radiográfico
radiográfico
Se debe establecer un detallado procedimiento escrito.
Se debe tomar como criterio para la evaluación de imágenes:
- Calidad de imagen aceptable.
- Presencia de indicadores de calidad de imagen adecuados.
- Adecuado sistema de identificación.
- Técnica aceptable.
- Compatibilidad con estándares de aceptación.
Método
Método de
de ensayo
ensayo radiográfico
radiográfico
Generalidades
Los requerimientos de calidad de imagen se aplican tanto
a la utilización de radiación gamma o RX.
El uso y frecuencia de la inspección radiográfica es
prerrogativa de la Compañía.
Compañía y radiólogo deben acordar que procedimientos de
radiografiado serán usados en producción.
El radiólogo debe demostrar la efectividad del procedimiento
propuesto.
DETALLES DEL PROCEDIMIENTO
GENERAL
Los detalles de cada procedimiento deben ser registrados.
Una copia de los registros debe ser archivados por el Comitente
para sus registros.
El registro puede ser un escrito, un esquema, o ambos.
Como mínimo cada procedimiento debe incluir lo siguiente:
- Fuente de radiación (tipo, tamaño efectivo, voltaje máximo en RX)
- Pantallas intensificadoras (tipo y ubicación, si son de plomo, el espesor)
- Película (tipo)
- Geometría de exposición (SWE/SWV, DWE/SWV, DWE/DWV, la distancia fuente
película, posición relativa de la película, marcadores de referencia y número de
exposiciones requeridas para completar la circunferencia)
- Condiciones de exposición (tanto miliampere o curie minuto, voltaje de RX, y
tiempo de exposición)
- Procesado de la película.
- Materiales (el tipo y espesor de material para el cual el procedimiento es aplicable)
- IQI (el tipo de material, set identificatorio ASTM o ISO, y el diámetro de alambre
esencial)
GEOMETRÍA DE EXPOSICIÓN
Cuando una fuente radiográfica se encuentra centrada en una tubería para realizar la
exposición de una soldadura a tope, una sola exposición es suficiente para la inspección
radiográfica de la soldadura completa (SWE/SWV).
Cuando la fuente radiográfica está fuera pero a no más de 13 mm, de la superficie de
la soldadura, al menos tres exposiciones separadas 120° deben ser hechas para la
completa inspección radiográfica de la soldadura (DWE/SWV).
Cuando la fuente esta fuera pero a mas de 13 mm, al menos cuatro exposiciones
separadas a 90° deben ser realizadas para la completa inspección de la soldadura
(DWE/SWV).
Cuando el diámetro de la tubería es menor o igual a 88,9 mm, un procedimiento
DWE/DWV, puede ser usado.
Cuando se utiliza este procedimiento y el haz de radiación se ha desplazado
del plano de la soldadura de manera tal que la imagen de la soldadura
lado fuente y lado película no se superpongan, al menos dos exposiciones
separadas 90° deben ser realizadas para una inspección completa de
la soldadura.
Cuando las soldaduras de lado fuente y lado película se encuentran
superpuestas, se deben realizar al menos tres exposiciones separadas 60°.
Cuando se radiografían tubos de pequeño diámetro y gran espesor de
pared, se deberían realizar exposiciones adicionales para minimizar la
distorsión de las imágenes de las discontinuidades en los extremos de la
radiografía.
TIPOS DE IQI
Los IQI deben conformar los requerimientos de la Norma ASTM E 747 o ISO 1027.
El Comitente debe decidir que tipo será usado.
Selección del IQI
Los IQI consisten en una serie de seis alambres para los que responden a la norma
ASTM E 747 y de siete alambres para los que responden a la norma ISO 1027,
ordenados crecientemente por el diámetro de los alambres.
El diámetro de hilo esencial a ser usado, basado en el espesor de la soldadura, es
mostrado en la tabla.
Como opción el Contratista podrá usar IQI de menor diámetro que el especificado,
previendo que la sensibilidad requerida es alcanzada.
A los efectos de la selección del IQI, el espesor a considerar sera el espesor nominal
de la pieza a radiografiar mas los refuerzos de soldadura externos e internos.
DENSIDAD DE LAS PELÍCULAS
Excepto en pequeñas áreas localizadas causadas por irregularidades en la soldadura
la densidad en el área de interés no será menor de 1,8 ni mayor de 4,0.
NEGATOSCOPIOS
Serán de alta intensidad variable, y se deberá poder observar películas con densidades
dentro del rango admitido por la norma.
PROCESAMIENTO DE LA IMAGEN
A requerimiento de la Compañía, las películas y otros medios de imágenes, deben ser
procesados, manipuleados y almacenados, de manera tal que puedan las imágenes
puedan ser interpretadas como mínimo tres años posteriores a su producción.
Ensayo con partículas magnetizables
Cuando este ensayo sea especificado por la Compañía, se requerirá del desarrollo de
un detallado procedimiento de ensayo escrito.
El mismo deberá cumplir con los requerimientos de la norma ASTM E 709
Ensayo con líquidos penetrantes
Cuando este ensayo sea especificado por la Compañía, se requerirá del desarrollo de
un detallado procedimiento de ensayo escrito.
El mismo deberá cumplir con los requerimientos de la norma ASTM E 165
Ensayo con ultrasonido.
El uso así como también el alcance de esta técnica será opción de la Compañía.
La Compañía, requerirá del responsable que efectuara los ensayos ultrasónicos,
demostrar que los procedimientos propuestos producirán resultados aceptables
y precisos.
Todas las superficies a ser ensayadas debe estar sin revestir.
Procedimiento ultrasónico
Se deben registrar los detalles de cada procedimiento ultrasónico. Una copia del
procedimiento debe estar en manos de la Compañía.
Como mínimo cada procedimiento de ensayo ultrasónico debe contener:
-Tipo de soldaduras a ensayar, tipo de junta y dimensiones y proceso de soldadura.
-Tipo de material.
-Preparación o condición superficial.
-Etapas en las cuales se ejecutara el ensayo.
-Instrumental ultrasónico.
-Automático o manual.
-Acoplante.
-Técnica de ensayo (ángulos, frecuencia, temperatura)
-Normas de referencia.
-Calibración.
-Sensibilidad.
-Registros.
Calificación de los procedimientos de ensayo
Previo a la aprobación final de los procedimientos de ensayo, estos deben ser calificados
de la siguiente manera:
-Un mínimo de dos soldaduras por procedimiento, que contengan defectos o
o imperfecciones, deben ser preparadas de las tuberías en uso, utilizando procedimientos
de soldadura y soldadores calificados.
-Deben ser radiografiadas y los resultados documentados.
-Se aplicara el procedimiento de inspección ultrasónica, se documentaran sus resultados
y se los comparara con los resultados radiográficos.
-Se deben documentar las diferencias halladas. A requerimiento de la Compañía, se
podrán efectuar ensayos destructivos para confirmar los hallazgos.
-En base a esto, el uso del procedimiento ultrasónico en soldaduras de producción,
estará basado en la capacidad de este para determinar defectos según lo obtenido
en la probeta de producción.
Soldaduras automáticas con aporte de material
Procesos aceptados
Las soldaduras automáticas serán realizadas utilizando uno o mas de los siguientes
procesos:
-Arco Sumergido (SAW)
-Soldadura con protección gaseosa (GMAW)
-Soldadura TIG (GTAW)
-Soldadura con alambre tubular con o sin gas adicional (FCAW)
-Soldadura Plasma (PAW)
CALIFICACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS
Previo al comienzo de la soldadura de producción, se debe desarrollar y calificar los
correspondientes procedimientos de soldadura.
Dos tubos completos o niples deben ser soldados siguiendo todos los detalles
establecidos en el procedimiento de soldadura.
La calidad de la soldadura será determinada a través de métodos de ensayo destructivo
y ensayos no destructivos cumpliendo con los requerimientos establecidos en las
secciones 5.6 y 9 de la norma.
CONTENIDO DE LOS PROCEDIMIENTOS
Deben incluir toda la información pertinente para la correcta regulación y
y funcionamiento de los equipos y debe contener:
Proceso
Se debe identificar el proceso o procesos de soldadura intervinientes.
Materiales
Se deben identificar los materiales a los cuales se aplica el procedimiento. Los
materiales que responden a especificación API 5L, así como también a especificaciones
ASTM aplicables, pueden ser agrupados, teniendo en cuenta que la calificación se
realiza sobre el material de mayor tensión de fluencia mínima especificada del grupo.
Diámetros
Se debe identificar el rango de diámetros a los cuales se aplica el procedimiento.
Espesor de pared y numero y secuencia de pasadas.
Se debe identificar el rango de espesores sobre los cuales se aplica el procedimiento,
así como también el rango del numero de pasadas requeridas y el equipo usado
para cada pasada.
Diseño de juntas
Se debe incluir un esquema que muestre el tipo de junta, ángulo de biseles, talón y
apertura de raíz. Si hay respaldo, especificar el tipo.
Metales de aporte
Se debe especificar el diámetro de los materiales de aporte, así como también la
clasificación AWS correspondiente.
Características eléctricas.
Se debe especificar la corriente y polaridad, así como también los rangos de voltaje
y amperaje para cada medida y tipo de electrodo.
Posición
Se debe establecer si la soldadura se realiza en posición o rotada.
Dirección de soldadura.
Para soldadura en posición, se debe especificar si se trata de ascendente o
descendente.
Tiempo entre pasadas
Se debe establecer el tiempo entre primera y segunda pasada, así como entre
segunda pasada y restantes.
Tipo de presentador
Se debe indicar el tipo de presentador a utilizar, interno, externo o sin presentador.
Limpieza
Se debe indicar el tipo de limpieza final y entre pasadas requerido.
Precalentamiento
Se debe especificar el método de precalentamiento, el ancho a precalentar, la mínima
temperatura al comienzo de la soldadura y la mínima temperatura ambiente debajo
de la cual el precalentamiento debe aplicarse.
Tratamiento térmico
Se especificara el método, el ancho a calentar, temperaturas mínimas y máximas,
tiempo a la temperatura de tratamiento y métodos de control de temperatura.
Gas de protección y caudal
Se debe indicar la composición del gas de protección y el caudal a utilizar.
Fundentes
Se debe indicar la clasificación AWS de los fundentes a utilizar o si está disponible
su marca comercial.
Velocidad de soldadura
Se debe especificar el rango de velocidad de avance de soldadura en pulgadas
o milímetros por minuto, para cada pasada de soldadura.
Otros factores.
Se deberá especificar cualquier otro factor que afecte las características de
operación del proceso o la calidad de la unión soldada.
Esto puede incluir la ubicación y ángulo para arco sumergido, la distancia tubo
de contacto-pieza y oscilación.
Variables esenciales
Cuando se cambia alguna de las variables esenciales consideradas por la norma,
se deberá especificar un nuevo procedimiento de soldadura y calificarlo.
La realización de otros cambios que no involucran variables esenciales, pueden ser
efectuados sin la necesidad de efectuar una nueva calificación, previendo que los
cambios efectuados serán puestos de manifiesto en una nueva especificación.
Cambios que requieren recalificación (variables esenciales)
Proceso de soldadura
Un cambio en el proceso de soldadura establecido en el procedimiento, constituye
una variable esencial.
Diseño de junta
Será variable esencial un cambio mayor (Ej. cambio de bisel en V a bisel en U) en el
diseño de junta, o cualquier cambio que exceda los rangos especificados en el
procedimiento de soldadura en lo referente a separación de raíz, ángulo de bisel y
talón de la unión.
Material de la tubería
Un cambio en el material de la tubería, constituye una variable esencial. Para esta norma
todos los aceros al carbono son agrupados de la siguiente manera:
-Tensión de fluencia mínima especificada menor o igual a 42.000 Psi (290 MPa).
-Tensión de fluencia mínima especificada mayor a 42.000 Psi (290 Mpa) pero menor
a 65.000 Psi (448 Mpa).
-Para aceros al carbono con tensión de fluencia mínima especificada igual o mayor
a 65.000 Psi (448 Mpa), cada grado recibe un calificación individual.
Espesor de pared
Constituye una variable esencial, un cambio mas allá del rango especificado en
el procedimiento de soldadura.
Diámetro de tubería
Constituye una variable esencial, un cambio mas allá del rango especificado en
el procedimiento de soldadura.
Metal de aporte
Los siguientes cambios en el metal de aporte constituyen una variable esencial:
-Un cambio de un grupo de metal de aporte a otro (tabla 1)
-Para materiales de tubería con resistencia a la fluencia mínima especificada mayor
o igual a 65.000 Psi (448 Mpa), un cambio en la clasificación AWS del metal de
aporte.
Diámetro de alambre
Un cambio en el diámetro del alambre de aporte constituye una variable esencial.
Tiempo entre pasadas.
Un incremento en el tiempo que existe entre la terminación de la pasada de raíz y
el inicio de la segunda pasada, constituye una variable esencial.
Progresión de la soldadura
Un cambio en la progresión vertical ascendente a vertical descendente y vise versa,
constituye una variable esencial.
Gas de protección y caudal
Son variables esenciales el cambio de un tipo de gas de protección a otro, o de una
mezcla de gases a otra y un incremento o decremento en el rango de caudal establecido.
Fundentes
En tabla 1 se especifican los cambios en el fundente que constituyen variables esenciales
Velocidad de soldadura
Es variable esencial un cambio que exceda el rango establecido en el procedimiento.
Tratamientos pre y post soldadura
Un cambio en los requerimientos de tratamiento pre y post soldadura es variable esencial.
Características eléctricas
Un cambio en las características eléctricas constituye una variable esencial.
Diámetro de orificio
Para plasma, un cambio en el diámetro de orificio o composición de gas.
Calificación del equipo de soldadura y operadores.
Cada unidad de soldadura y cada operador deben ser calificados efectuando una
soldadura aceptable con procedimientos de soldadura calificados.
La soldadura completa será ensayada por medios destructivos, no destructivos o ambos.
Cuando el procedimiento de soldadura involucre mas de una operación u operador,
cada operador será calificado sobre la unidad o unidades de soldadura que serán
usadas en producción.
Registro de operadores calificados
Se debe generar un registro de los ensayos requeridos y sus resultados.
Se debe mantener un registro de los operadores calificados y los procedimientos
para los cuales ellos están calificados.
Un operador deberá ser recalificado cuando existan dudas acerca de su competencia.
Inspección y ensayo de soldaduras de producción
Las soldaduras de producción serán ensayadas e inspeccionadas de acuerdo a
la Sección 8.
Estándares de aceptación para los ensayos no destructivos
Los estándares de aceptación para los ensayos no destructivos estarán de acuerdo
con la Sección 9 o a opción de la Compañía en el Apéndice A.
Reparación y remoción de defectos.
Estarán de acuerdo a lo establecido en la Sección 10.
Ensayo radiográfico
Estará de acuerdo a lo indicado en 11.1
APÉNDICE B – SOLDADURA EN SERVICIO
Cubre las practicas recomendadas para la soldadura de reparaciones o instalación
de derivaciones en líneas de conducción que se encuentran en servicio.
Se define para esta norma como línea de conducción en servicio, a aquel sistema de
tubería que contienen petróleo crudo, derivados o gases combustibles que pueden
estar presurizados y/o circulando
Existen dos problemáticas diferentes cuando se trata el tema de soldar en servicio:
-La perforación de la pared del tubo.
-Fisuración en frío debido a la elevada velocidad de enfriamiento.
En el primer caso, existe un límite practico de seguridad. Se trata de espesores de
pared que excedan los 6,4 mm.
Se presupone que con técnicas de soldadura estándar y electrodos de tipo básico
por encima de este espesor no se corre el riesgo de perforación.
En otro extremo se encuentra el peligro de fisuracion en frió. Este puede ser
prevenido por el uso de electrodos de bajo hidrogeno, y por la aplicación de
precalentamiento y altos calores aportados.
Pero se debe tener en cuenta que estos últimos factores contribuyen a incrementar
el riesgo de ocurrencia del otro problema que es la perforación de la pared.
Existen técnicas probadas para reducir la fisuracion en frío, con menor posibilidad
de perforación, conocidas como técnicas de soldadura “temper bead”.
Como se expone en párrafos anteriores, la soldadura de cañerías en servicio, es,
finalmente una solución de compromiso entre los problemas de perforación
de pared y fisuracion en frío.
Mas allá de la existencia de numerosos modelos acerca de los calores aportados
máximos a aplicar en una soldadura en servicio, nada reemplaza a la calificación
de procedimiento de soldadura que se presenta en este apéndice.
Calificación de procedimientos de soldadura en servicio
Información de la especificación
- Materiales de tubos y accesorios
Para soldaduras en servicio, se debe identificar el valor del carbono equivalente
de los materiales a los cuales el procedimiento se aplica, adicionalmente a los
valores de tensión de fluencia mínima especificada.
Los valores de carbono equivalente pueden ser agrupados.
- Condiciones de operación de la línea de conducción.
Se deben identificar las condiciones de operación (contenido de la línea, caudal, etc)
de la línea de conducción a las cuales el procedimiento se aplica.
Estas condiciones pueden ser agrupadas.
-Rango de calor aportado
Para aquellos procedimientos de soldadura desarrollados para mitigar los efectos
del enfriamiento provocado en la línea de conducción debido a la circulación de
fluido, mediante la aplicación de valores elevados de calor aportado, siendo:
CA= (Amp x Volt) / (Velocidad de soldadura) [mm/seg) x 1000
se deberá especificar el rango requerido de calor aportado.
-Secuencia de deposición
Para aquellos procedimientos de soldadura desarrollados para mitigar los efectos
del enfriamiento provocado en la línea de conducción debido a la circulación de
fluido, mediante el uso de técnicas de soldadura “temper bead”, se deberá
especificar la secuencia de soldadura.
Variables esenciales
Cambios que requieren recalificar
-Material de tubo y accesorio
Para la soldadura de filetes en servicio, la resistencia a la fluencia mínima especificada
NO es variable esencial.
-Condición de operación
Es variable esencial el aumento en la severidad de las condiciones de operación
de la línea de conducción (en términos de velocidades de enfriamiento)
-Espesor de pared
No constituye una variable esencial para las soldaduras de filete en servicio.
-Secuencia de deposición
Es variable esencial un cambio en la secuencia de deposición.
Soldadura de las uniones de prueba
Los requerimientos de la sección 5.7 para derivaciones y medias cañas, son adecuados
para la soldadura en servicio.
Las condiciones de operación de la línea de conducción, las cuales afectan las
características de enfriamiento de la soldadura en servicio, deben ser simuladas
durante la soldadura de la unión de prueba.
Esto se logra mediante la circulación de un fluido, por ejemplo agua, a través de la
sección de ensayo, para simular condiciones de enfriamiento iguales o mas severas
que las encontradas en operación (Figura B-2)
Las calificaciones realizadas de esta manera son adecuadas para cualquier
condición de servicio.
Se pueden realizar calificaciones con circulación de un medio menos agresivo como
por ejemplo motor oil.
FIGURA B-2
Ensayo de las uniones soldadas
Preparación
Los requerimientos de la sección 5.8 son adecuados para la soldadura en servicio, con
la excepción que las probetas de ensayo deben ser removidas de las ubicaciones que
se muestran en la figura B-3, y el numero mínimo de probetas y los ensayos a realizar
se indican en la tabla B-1.
TABLA B-1
TABLA B-3
COSTURAS LONGITUDINALES
La costura longitudinal de una envolvente completa debe ser ensayada de acuerdo
a la sección 5.6 de la norma (Ensayo de uniones soldadas – Soldaduras a tope)
Si se utiliza material de respaldo, el mismo debe ser removido y las probetas enderezadas
en frío antes de ensayarlas.
SOLDADURAS DE DERIVACIÓN Y DE FILETE DE ENVOLVENTES
Las mismas deben ser ensayadas según lo indicado en el capitulo 5.8 de la norma
(Ensayo de uniones soldadas – Soldaduras de filete), con excepción de las probetas
adicionales que se indican en este apéndice.
ENSAYOS MICROGRÁFICOS
Preparación
Las probetas para el ensayo micrográfico deben ser como mínimo de 13 mm de ancho.
Las mismas pueden ser cortadas por medios mecánicos, u oxicortadas a sobre
medida, de manera que se pueda eliminar al menos 6 mm de la zona afectada
por el corte y que deba ser examinada. (Figura B-4)
Para cada ensayo micrográfico, al menos una de las caras de las probetas debe
ser pulida con terminación de papel de 600 grit, y atacada con un reactivo adecuado
como ser persulfato de amonio o ácido clorhídrico diluido para obtener una definición
adecuada de la estructura de soldadura.
Evaluación visual
La sección preparada de la unión soldada, debe ser visualmente examinada,
para determinar la sanidad de la soldadura.
No será requerido el uso de lentes de aumento, ni el uso de líquidos penetrantes.
Ensayo de dureza
Se deben preparar para el ensayo de dureza dos de las cuatro probetas
macrográficas. El ensayo de dureza estará de acuerdo a lo indicado en ASTM E 92.
Se deben realizar al menos cinco (5) indentaciones con un indentador Vickers, con
carga de 10 Kg en la zona de crecimiento de grano de la zona afectada por el calor
del cateto de la soldadura de filete.
Requerimientos
La evaluación visual de la sección de la soldadura, debe mostrar completa fusión de
la raíz, y estar libre de fisuras.
Los filetes deben poseer longitudes de catetos que sean como mínimo iguales a
los indicados en el procedimiento de soldadura utilizado y no deben poseer una
concavidad o convexidad mayor a 1,6 mm.
La máxima profundidad de socavado, no debe exceder 0,8 mm o el 12,5% del
espesor de la pared del tubo, el que sea menor.
Procedimientos que generen valores de dureza superiores a 350 Hv deben ser
evaluados por el riesgo de fisuracion por hidrogeno.
PLEGADOS DE CARA PARA SOLDADURAS DE DERIVACIÓN Y FILETES
DE ENVOLVENTES.
Preparación
Las probetas deben ser de aproximadamente 230 mm de largo y 25 mm de ancho.
Las mismas pueden ser cortadas por medios mecánicos, u oxicortadas a sobre medida,
de manera que se pueda eliminar al menos 3 mm de la zona afectada por el corte a
ambos lados de la probeta. (Figura B-5)
Los lados deben ser suaves y paralelos y los bordes redondeados. La envolvente o
la derivación y refuerzos deben ser removidos a ras de la superficie pero no quedar por
debajo de esta. Cualquier socavado presente no debe ser eliminado.
Se podrá usar las secciones remanentes del ensayo de nick break para efectuar este
ensayo en lugar de extraer probetas separadas de plegado.
Método de ensayo
No se deberá efectuar este ensayo antes de 24 hs de soldada la probeta. Las
mismas serán plegadas en un dispositivo de ensayo igual al utilizado para el plegado
de probetas del cuerpo central de la norma.
Requerimientos
El ensayo se considera aceptable si no aparecen fisuras u otras imperfecciones
abiertas a la superficie de dimensión mayor a 3 mm o la mitad del espesor de la
pared, el que sea menor, en metal de soldadura o zona afectada por el calor.
Fisuras encontradas en los bordes de la probeta, con dimensiones menores a
6 mm, no serán consideradas, a menos que se observen obvias imperfecciones.
Calificación de soldador para soldadura en servicio
Para esta condición el soldador debería ser calificado mediante la aplicación del
procedimiento a utilizar, siguiendo los requerimientos del capitulo 6.2 (Calificación
simple), excepto para los requerimientos adicionales establecidos en este
apéndice.
Las condiciones de operación de la línea de conducción, las cuales afectan las
características de enfriamiento de la soldadura en servicio, deben ser simuladas
durante la soldadura de la unión de prueba.
Esto se logra mediante la circulación de un fluido, por ejemplo agua, a través de la
sección de ensayo, para simular condiciones de enfriamiento iguales o mas severas
que las encontradas en operación (Figura B-2)
Las calificaciones realizadas de esta manera son adecuadas para cualquier
condición de servicio.
Se pueden realizar calificaciones con circulación de un medio menos agresivo como
por ejemplo motor oil.
Un soldador que califique sobre un cano de diámetro exterior menor a 12,75” (323,9 mm)
quedara calificado para efectuar soldaduras sobre todos los diámetros menores e
iguales al diámetro usado en la prueba de calificación.
Soldadores calificados sobre canos de diámetro exterior igual o mayor a 12,75” (323,9 mm)
quedaran calificados para soldar sobre canos de todo diámetro.
Un soldador que posea una calificación múltiple según 6.3, y una calificación sobre
cano en servicio según B3, estará calificado como soldador para líneas en servicio,
para toda posición, todo diámetro y todo espesor de pared dentro de las variables
establecidas en 6.3.
Cuando se utilizan procedimientos con control de calor aportado, el soldador
debe demostrar que es capaz de mantener los niveles de calor aportado dentro
de los rangos establecidos en el procedimiento de soldadura.
Para aquellos procedimientos que utilizan la técnica de soldadura de temper bead,
el soldador debe poseer la habilidad para efectuar esta técnica adecuadamente.
Ensayo de soldaduras
Las soldaduras serán ensayadas y consideradas aceptables si cumplen con los
requerimientos establecidos en los puntos 6.4 (inspección visual) y 6.5 (ensayos
destructivos) del cuerpo principal de la Norma.
Para la soldadura de las costuras longitudinales, el mínimo numero de probetas a
extraer se indican en la tabla B2.
Registros
Se debería identificar las condiciones de operación de la línea de conducción
(contenido de la tubería, caudal, etc), para las cuales el soldador se encuentra
calificado.
Estas condiciones pueden ser agrupadas.
Practicas sugeridas para la soldadura en servicio
Se deberían aplicar los requerimientos para soldadura de producción establecidos
en la sección 7 del cuerpo principal de la Norma para las soldaduras realizadas
sobre líneas en servicio, excepto para los requerimientos adicionales o alternativos
establecidos a continuación.
Previo a la ejecución de una soldadura en servicio, los soldadores deberían considerar
aspectos que pudieran afectar la seguridad, tales como, presión de operación,
condiciones de fluido y espesores de pared de la tubería en los lugares donde se
piensa ejecutar la soldadura.
Estos lugares deberían ser inspeccionados para asegurarse que no existan defectos
y que el espesor de pared es adecuado.
Todos los soldadores que efectúan trabajos de reparación por soldadura,
deberían estar familiarizados con las precauciones de seguridad asociadas con
los procesos de soldadura y corte sobre tubería que transporta líquidos y gases
inflamables.
Acople y alineación
Para soldaduras de monturas y envolventes, la separación entre estas y el
caño conductor no debe ser excesiva.
Se podrán utilizar elementos mecánicos de fijación para obtener la presentación
adecuada.
Cuando sea necesario se podrá realizar un deposito de soldadura sobre el caño
conductor, con el propósito de disminuir la separación entre ellos.
Separación de raíz – Costuras longitudinales
Para las envolventes, la separación entre los extremos de las monturas a soldar
debe ser suficiente para permitir una completa penetración y fusión.
Es recomendable que estas costuras sean realizadas con un respaldo de acero
dulce soldable, con el fin de minimizar los riesgos de perforación del caño conductor.
Secuencia de soldadura.
Las secuencias de soldadura sugeridas para se muestran en las siguientes figuras.
Inspección y ensayo de soldaduras en servicio
Se deberían aplicar los requerimientos de inspección y ensayo de la sección 8 del cuerpo
principal de la norma (Inspección y ensayo de soldaduras de producción).
Adicionalmente y debido a las particularidades de la soldadura en servicio, se debería
utilizar un método de ensayo que sea capaz de determinar la presencia de fisuras
por hidrogeno.
Criterios de aceptación
Serán aplicados los criterios de aceptación de la sección 9 del cuerpo principal de la
Norma.
Reparación y remoción de defectos
Se aplicaran los criterios establecidos en la sección 10 del cuerpo principal de la Norma.
Se deberá cuidar que el espesor remanente de la pared del caño conductor no se
vea afectado a menor valor que el requerido para la presión de trabajo.