NORMA TÉCNICA
COLOMBIANA
NTC
4040
1997-11-26
SOLDADURA.
PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA PARA EL
ACERO DE REFUERZO
E:
STRUCTURAL WELDING. PROCEDURES FOR WELDING
IN REINFORCING STEEL.
CORRESPONDENCIA:
DESCRIPTORES:
soldadura;
acero
de
refuerzo;
soldadura de acero de refuerzo.
I.C.S: 25.160.01
Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC)
Apartado
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Bogotá,
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Prohibida su reproducción
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional
de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.
ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental
para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector
gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los
mercados interno y externo.
La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica
está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último
caracterizado por la participación del público en general.
La NTC 4040 fue ratificada por el Consejo Directivo de 1997-11-26.
Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en
todo momento a las necesidades y exigencias actuales.
A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a
través de su participación en el Comité Técnico 000006 “Soldadura”
ACASA
ACERÍAS PAZ DEL RÍO
COMESA S.A.
CONSTRUCTODO S.A.
DIACO
DISTRAL
EAAB
ELECTRODOS OERLIKON DE COLOMBIA
ELECTROMANUFACTURAS S.A.
HOECHST DE COLOMBIA S.A.
SAGER S.A.
SANDVIK
SENA
SIDEMUÑA
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las
siguientes empresas:
ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE
SOLDADURA
CONCONCRETO
ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA
FEDEESTRUCTURAS
FEDEMETAL
SIDEBOYACÁ
SOCIEDAD COLOMBIANA DE
INGENIEROS
UNIVERSIDAD NACIONAL
ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados
normas internacionales, regionales y nacionales.
DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
SOLDADURA.
PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA
PARA EL ACERO DE REFUERZO
1.
DISPOSICIONES GENERALES
1.1
OBJETO
Este norma es aplicable a la soldadura de acero de refuerzo para concreto.
1.2
APLICACIÓN
1.2.1 Esta norma se debe usar en conjunto con las normas establecidas de construcción en
general y es aplicable en toda la soldadura de acero de refuerzo, utilizando los procesos
mencionados en el numeral 1.4, y efectuados como una parte de la construcción con concreto
reforzado1. Cuando el acero de refuerzo esté soldado a elementos principales de acero
estructural, se aplicarán al componente de acero estructural las disposiciones de la última edición
de la norma ANSI/AWS D1.1. Structural Welding Code - Steel.
1.2.2 Los ensambles soldados que se establecen en esta norma no se usarán en los casos en
que las propiedades de impacto sean un requisito de la especificación general. No se incluyen en
esta norma los requisitos de los ensayos de impacto de las barras de refuerzo soldadas.
1
Las siguientes normas de aplicación general se citan sólo para información, aunque no constituyen todas las
normas generales:
Código Colombiano de Construcción Sismorresistente
Standard Specifications for Highway Bridges, de la American Association of State Highway and Transportation
Officials.
American Concrete Institute:
Building Code Requirements for Reinforced Concrete, ACI 318, y
Recommendations for Reinforced Precast Concrete Construction, ACI 324.
Department of the Navy, Bureau of Yards and Docks Basic Structural Engineering, TP-Te-3.
1
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NTC 4040
1.2.3 Todas las referencias a la necesidad de aprobación se deben entender en el sentido de
aprobación por la autoridad competente, definido como la autoridad competente o el Ingeniero2.
En esta norma se usará el término "el Ingeniero", que se debe interpretar con el significado de la
autoridad competente o el Ingeniero.
1.2.4 Cuando toda la unión soldada esté constituída por metales base según la norma
ANSI/AWS D1.1, el Ingeniero puede seleccionar el uso de los procedimientos de esa norma y
soldadores calificados para efectuar esa soldadura, siempre que en la decisión de usar la norma
ANSI/AWS D1.1 se consideren otras disposiciones pertinentes de esta norma.
1.3
METAL BASE CON ACERO DE REFUERZO
1.3.1 El metal base con acero de refuerzo en esta norma debe cumplir los requisitos de la
última edición de una de las normas anotadas a continuación. Se pueden soldar en conjunto
combinaciones de cualquiera de estos metales base con acero de refuerzo.
NTC 248 Siderurgia. Barras y rollos corrugados de acero al carbono para hormigón reforzado
(ASTM A 615).
NTC 1907 Siderurgia. Alambre de acero para concreto armado.
NTC 1925 Metalurgia. Mallas soldadas fabricadas con alambre liso de acero para hormigón
reforzado (ASTM A 185).
NTC 2043 Metalurgia. Mallas fabricadas con barras corrugadas de acero para hormigón
reforzado (ASTM A 184).
NTC 2289 Siderurgia. Barras y rollos corrugados de acero de baja aleación y/o termotratadas
para refuerzo de concreto (ASTM A 706/A 706 M).
NTC 2310 Metalurgia. Mallas de acero soldadas fabricas con alambre corrugado para refuerzo de
concreto (ASTM A 497).
NTC 4002 Siderurgia. Alambre liso de acero para refuerzo de concreto (ASTM A 82).
NTC 4004 Siderurgia. Barras de acero con recubierto epóxico para refuerzo de concreto (ASTM
A 775/A 775 M).
NTC 4013 Siderurgia. Barras de acero recubiertos con zinc (galvanizadas) para refuerzo de
concreto (ASTM A 767 /A 767 M).
Los requisitos de fabricación y ensayo para emparrillados y mallas se tratan en las respectivas
normas. Para unir los emparrillados y la malla a otras barras de refuerzo o aceros estructurales,
se aplicarán las disposiciones de esta norma.
1.3.2 Cuando por disposición del código general de construcción o del Ingeniero se apruebe un
acero de refuerzo no incluido en el numeral 1.3.1, se debe suministrar su composición química y
el carbono equivalente y establecer su soldabilidad mediante calificación acorde con los
requisitos del numeral 6.2 y todos los otros requisitos establecidos por el Ingeniero.
2
El término autoridad competente se refiere al funcionario o a la oficina que hace cumplir la ley local
relacionada con construcción, o las especificaciones u otras regulaciones sobre construcción.
2
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
1.3.3 El metal base, distinto de los mencionados anteriormente, debe ser uno de los aceros
estructurales incluidos en la última edición de la norma ANSI/AWS D1.1 Structural Welding
Code - Steel
1.3.4 El carbono equivalente (C.E., véase la Tabla 5.2) de las barras de acero de refuerzo se
debe calcular según se indica en los numerales 1.3.4.1 ó 1.3.4.2, según como sea aplicable.
1.3.4.1 Para todas las barras de acero, excepto las designadas bajo la NTC 2289, el carbono
equivalente se debe calcular usando la composición química, según se muestre en el análisis
químico de colada del fabricante, mediante la siguiente fórmula:
C.E. = %C + %Mn/6
(Ec. 1)
1.3.4.2 Para las barras de acero designadas bajo la NTC 2289, el carbono equivalente se debe
calcular usando la composición química, según se muestre en el análisis químico de colada del
fabricante, mediante la siguiente fórmula:
C.E. = %C + %Mn/6 + %Cu/40 + %Ni/20 + %Cr/10 - %Mo/50 - %V/10
(Ec. 2)
El carbono equivalente no debe ser mayor del 0,55 %.
1.3.4.3 Si no se dispone de los análisis químicos de colada del fabricante, el análisis químico se
puede hacer en barras representativas de las barras que se van a soldar. Si no se conoce ni se
obtiene la composición química:
1.4
1.
Para barras número 6 o de diámetro menor, se usa un precalentamiento mínimo
de 150 °C (300 °F).
2.
Para barras número 7 o de mayor diámetro, se usa un precalentamiento mínimo
de 200 °C (400 °F)
3.
Para todos los tamaños de barras designadas bajo la NTC 2289, se usan los
valores de C.E de la Tabla 5.2 de "más del 0,45 % al 0,55 % inclusive".
PROCESOS DE SOLDADURA
1.4.1 La soldadura se debe efectuar por arco metálico protegido (SMAW), arco eléctrico con
metal y gas (GMAW), o por arco eléctrico con fundente en el núcleo(FCAW).
1.4.2 Cuando lo apruebe el Ingeniero se pueden usar otros procesos de soldadura, siempre
que se cumpla cualquier requisito especial de ensayo de calificación no considerado aquí, para
tener seguridad de que se obtengan soldaduras satisfactorias para la aplicación prevista.
3
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
1.5
NTC 4040
DEFINICIONES
Los términos de soldadura usados en esta norma se deben interpretar de acuerdo con las
definiciones dadas en la última edición de la NTC 2229 Metalurgia. Soldadura. Terminología y
definiciones (ANSI/AWS A3.0).
1.6
SÍMBOLOS DE SOLDADURA
Los símbolos de soldadura deben ser los designados en la última edición de la norma
ANSI/AWS A2.4, Standard Symbols for welding and Nondestructive Testing. (Proyecto de norma
DE 026/97). Las condiciones especiales se deben explicar claramente mediante notas o detalles
adicionales.
1.7
PRECAUCIONES DE SEGURIDAD
La precauciones de seguridad deben estar de acuerdo con la NTC 4066 Seguridad en la
soldadura y corte (ANSI/ASC Z49.1).
Véase el Apéndice D para información adicional relacionada con los elementos básicos de
generalidades de seguridad para procesos de soldadura por arco.
Nota. Esta norma puede implicar materiales, operaciones y equipos peligrosos. La norma no pretende considerar todos
los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de la misma, establecer
procedimientos apropiados de seguridad y salud. Antes del uso, el usuario debe determinar la aplicabilidad de cualquier
limitación reglamentaria.
1.8
UNIDADES DE MEDICIÓN ESTÁNDAR
Los equivalentes métricos de las unidades del sistema americano son dados con el carácter
normativo. Los valores estipulados en unidades habituales del sistema americano se deben
considerar como informativos. En el Apéndice B se dan las dimensiones nominales de las barras
de refuerzo estándar.
2.
ESFUERZOS PERMISIBLES
2.1
ESFUERZOS DEL METAL BASE
Los esfuerzos permisibles del metal base deben ser los especificados en el código aplicable o la
norma general para construcción con concreto reforzado.
2.2
ESFUERZOS PERMISIBLES EN SOLDADURAS
2.2.1 Excepto como se modifica en la Tabla 2.1, los esfuerzos permisibles para las soldaduras
en ranuras con bisel y en V con penetración completa en la unión para uniones a tope directas
sujetas a tracción o compresión, deben ser los mismos que los correspondientes esfuerzos
permisibles para el metal base de acero de refuerzo, siempre que el metal de aporte usado tenga
una clasificación de resistencia al menos igual a la resistencia de tracción del metal base que se
esté soldando.
2.2.2 Los esfuerzos permisibles para las soldaduras en filete, y las soldaduras en ranuras con
bisel acampanado y en V acampanado, deben estar de acuerdo con la Tabla 2.1.
4
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
2.3
ÁREAS, LONGITUDES, GARGANTAS Y TAMAÑOS EFECTIVOS DE SOLDADURA
2.3.1
Soldaduras en ranuras con penetración completa en la unión para uniones a tope
directas
El área efectiva de soldadura será el área nominal de la sección transversal de la barra que se
está soldando (véase la Figura 3.2). Si se están soldando barras de tamaño diferente, el área de
soldadura se debe basar en la barra de menor diámetro.
2.3.2
Soldaduras en ranura con bisel acampanado y en V acampanada
El área efectiva de soldadura debe ser la longitud efectiva de soldadura multiplicada por el
tamaño efectivo de soldadura (véase la Figura 2.1).
2.3.2.1 La longitud efectiva de soldadura será la longitud de soldadura del tamaño especificado
de soldadura. No se debe hacer reducción en la longitud efectiva, ni para el comienzo ni para la
terminación, si la soldadura es el tamaño especificado en estas localizaciones.
2.3.2.2 La longitud mínima efectiva de la soldadura no debe ser menor de dos veces el diámetro
de la barra para barras de igual tamaño o dos veces el diámetro de la barra más pequeña para
dos barras de diferentes tamaños.
2.3.2.3 El tamaño efectivo de soldadura, cuando hay unión lisa a la sección sólida de la barra de
acero de refuerzo, debe ser 0,4 del radio de la barra para soldaduras en ranuras con bisel
acampanado y 0,6 del radio de la barra para soldaduras en ranuras en V acampanadas. Para
determinar los esfuerzos permisibles se pueden usar tamaños efectivos de soldadura más
grandes, siempre que el procedimiento de soldadura califique el tamaño más grande de
soldadura. Cuando se estén uniendo barras de diferente diámetro el tamaño efectivo de
soldadura se debe basar en el radio de la barra más pequeña.
Tabla 2.1. Esfuerzos permisibles en soldaduras (véase el numeral 2.2.1)
3,4
Tipo de soldadura
Esfuerzo de soldadura
Esfuerzo permisible
Soldadura en ranura
con penetración
completa en la unión
Tracción normal al área
efectiva
El mismo del metal base
Se debe usar metal de
aporte equiparable. Véase la
Tabla 5.1
Compresión normal al
área efectiva
El mismo del metal base
Se puede usar metal de
aporte con un nivel de
resistencia igual al del metal
de soldadura equiparable o
de una clasificación (10 ksi)
menor que el de este metal
equiparable
Corte en las áreas
efectivas
0,30 x resistencia de tracción,
nominal del metal de
soldadura, excepto que el
esfuerzo de corte en el metal
base no debe ser mayor de
o,40 x límite elástico del metal
base
Se puede usar metal de
aporte con un nivel de
resistencia igual o menor
que el del metal de
soldadura equiparable
1
Nivel de resistencia
2
requerido en la soldadura
Continúa...
5
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NTC 4040
Tabla 2.1 (Final)
Tipo de soldadura
Soldadura en ranura
con bisel
acampanado y en V
acampanada
Soldadura de filete
Esfuerzo de soldadura
1
Compresi
ón normal
al área
efectiva
Esfuerzo permisible
3,4
Unión no
diseñada
para
sostener
0,50 x resistencia de tracción
nominal del metal de
soldadura, excepto que el
esfuerzo en el metal base no
debe ser mayor de 0,60 x
límite elástico del metal base
Unión
diseñada
para
sostener
El mismo del metal base
Corte en el área
efectiva
0,30 x resistencia de tracción,
nominal del metal de
soldadura, excepto que el
esfuerzo de tracción en el
metal base no debe ser mayor
de o,40 x límite elástico del
metal base
Tracción normal al área
efectiva
0,30 x resistencia de tracción,
nominal del metal de
soldadura, excepto que el
esfuerzo de tracción en el
metal base no debe ser mayor
de 0,60 x límite elástico del
metal base
Corte en el área
efectiva
0,30 x resistencia de tracción,
nominal del metal de
soldadura,
Nivel de resistencia
2
requerido en la soldadura
Se puede usar metal de
aporte con un nivel de
resistencia igual o menor
que el del metal de
soldadura equiparable
Se puede usar metal de
aporte con un nivel de
resistencia igual o menor
que el del metal de
soldadura equiparable.
Notas:
1.
Para la definición de área efectiva, véanse los numerales 2.3.1 y 2.3.3
2.
Para el metal de aporte equiparable, véase la Tabla 5.1
3.
En relación con fatiga o carga dinámica, referirse a la norma o especificación de construcción aplicable para
los valores de esfuerzo permisibles.
4.
El ingeniero debe ser consciente de que la resistencia de la varilla estirada en frío se puede reducir al ser
soldada.
Notas:
1.
Radio de barra de refuerzo = S
2.
Estas son vistas seccionales. Las deformaciones de la barra se muestran únicamente para propósitos de
ilustración
6
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Figura 2.1. Tamaños de soldadura efectiva para soldaduras de ranura acampanada
(véase el numeral 2.3.2.3)
2.3.3
Soldaduras en filete
El área efectiva de soldadura debe ser la longitud efectiva de soldadura multiplicada por la
garganta efectiva. (El esfuerzo en una soldadura con filete se debe considerar como si se
aplicara a esta área efectiva de soldadura, para cualquier dirección de la carga aplicada).
2.3.3.1 La longitud efectiva de soldadura debe ser la longitud total del filete de tamaño completo.
No se debe hacer reducción en la longitud efectiva de soldadura ni para el comienzo ni para el
terminado, si la soldadura es del tamaño especificado en esas localizaciones.
2.3.3.2 La longitud efectiva de una soldadura en filete curvado se debe medir a lo largo del eje
de la soldadura.
2.3.3.3 La garganta efectiva debe ser la distancia mínima menos cualquier convexidad entre el
fondo de la soldadura y el frente de la soldadura en filete.
7
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
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3.
DETALLES ESTRUCTURALES
3.1
TRANSICIÓN EN EL TAMAÑO DE LA BARRA
Las uniones a tope directas en tracción en barras alineadas axialmente de diferente tamaño se
deben hacer como se muestra en la Figura 3.1 (véase el Apéndice B para tamaños de barras).
Figura 3.1. Unión a tope directa en que se muestra la transición entre barras de diferentes tamaños
(véase el numeral 3.1)
3.2
EXCENTRICIDAD
3.2.1 En los casos en que se usen uniones soldadas traslapadas o a tope indirecto (Figuras 3.4
y 3.3, respectivamente), el concreto que rodea a la unión en la estructura terminada se debe
fortalecer suficientemente con refuerzo transversal (placa de empalme) para evitar el
agrietamiento del concreto ocasionado por la tendencia de la unión a flexionarse durante la carga
excéntrica.
3.2.2 Las uniones soldadas traslapadas se deben limitar al tamaño de barra No. 6 y de menor
diámetro
3.3
TIPOS DE UNIONES
Con la excepción de lo indicado en el numeral 3.2.2, se pueden soldar barras de refuerzo con
uniones a tope directas o indirectas, uniones soldadas traslapadas, o uniones en T (Figuras 3.2,
3.3, 3.4 y 3.5); sin embargo, para barras de mayor diámetro que el No. 6 son preferibles las
uniones a tope directas.
3.4
UNIÓN A TOPE DIRECTA
3.4.1 Una unión a tope directa debe ser de soldadura sencilla o de soldadura doble y debe
tener penetración completa en la unión y fusión completa.
3.4.2 Excepto por lo previsto en el numeral 3.4.4, una unión a tope directa con ambos ejes
horizontales, se debe hacer como una soldadura en ranura en V sencilla o doble. La soldadura se
debe remover por cualquier medio mecánico hasta el metal sano antes de soldar el segundo
lado. Véanse las Figuras 3.2 (A) y 3.2 (B).
8
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NTC 4040
3.4.3 Excepto por lo previsto en el numeral 3.4.4, una unión a tope directa con los ejes de la
barra verticales se debe hacer como una soldadura en ranura con bisel sencillo o doble. La
soldadura se debe remover por cualquier medio mecánico hasta el metal sano antes de soldar el
segundo lado. Véanse las Figuras 3.2 (D) y 3.2 (E).
3.4.4 Las uniones a tope directas en barras del mismo tamaño, en los casos en que el tamaño
de la barra es No. 8 (diámetro de una pulgada) o más pequeño, se deben hacer con soporte de
tubo dividido. Tales uniones con el eje de la barra vertical se deben hacer como una soldadura en
ranura con bisel sencillo con el bisel en la barra superior. Tales uniones con el eje de la barra
horizontal se deben hacer como una soldadura en ranura en V sencilla. Como alternativa a las
disposiciones de los numerales 3.4.2 y 3.4.3, las barras del mismo tamaño, en los casos en que
el tamaño de la barra sea de mayor diámetro que el No. 8, se pueden soldar de la misma manera
que las barras con un tamaño del No. 8 o de menor diámetro. Véase la Figura 3.2 (C).
3.5
UNIONES A TOPE INDIRECTAS
3.5.1 Una unión a tope indirecta se debe hacer con soldaduras en ranuras acampanadas bien
sea sencillas o dobles entre las barras y el elemento de empalme. Véase la Figura 3.3.
9
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Figura 3.2. Uniones a tope directas (véase el numeral 3.4)
10
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Notas:
1.
L = 2D (min).
2.
Se permite la variación de esta soldadura usando soldaduras en ranura en V acampanada simple, siempre
que en el diseño se considere la excentricidad.
3.
Las separaciones entre barras o entre barras y placas variará dependiendo de la altura de las
deformaciones
4.
Las deformaciones mostradas en las vistas de sección son únicamente para propósitos de información.
Figura 3.3. Uniones a tope indirectas (véase el numeral 3.5)
11
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
3.6
NTC 4040
UNIONES SOLDADAS
3.6.1 Una unión soldada traslapadas se debe hacer con soldaduras en ranura en V
acampanada doble [véase la Figura 3.4 (A)], excepto que, cuando la unión sea accesible sólo
desde un lado y el Ingeniero lo apruebe, se pueden usar soldaduras en ranura en V
acampanadas sencillas.
3.6.2 Una unión soldada traslapadas indirecta se debe hacer con soldaduras en ranura con
bisel acampanado sencillo entre las barras y la placa de empalme, estando las barras separadas.
Véase la Figura 3.4 (B).
3.7
INTERCONEXIÓN DE ELEMENTOS PREMOLDEADOS
3.7.1 Los elementos premoldeados se pueden interconectar mediante soldeo de las barras de
refuerzo que se proyecten a través de los extremos de los elementos premoldeados o soldando
entre sí placas de inserto que hayan sido fundidas dentro de los elementos premoldeados. El
calor de la soldadura puede ocasionar daño localizado al concreto.
3.7.2 Las uniones de las barras de refuerzo proyectadas deben estar de acuerdo con lo
indicado en los numerales 3.3 a 3.6, según sea aplicable.
3.7.3 Las uniones de las placas de inserto se pueden hacer usando una unión soldada a tope
bien sea directa o indirecta, o se pueden hacer con uniones soldadas traslapadas bien sea
directas o indirectas. Cualquier tipo de unión puede ser expuesto o en hendidura.
3.7.4 Al soldar uniones con placas de inserto, los requisitos relacionados con el tamaño y la
longitud de la soldadura deben estar de acuerdo con esta norma.
3.7.5 Las anclas, las barras y las clavijas se deben soldar al anclaje, a las placas de base, y a
los insertos mediante soldaduras con filete periféricas en sus extremos, mediante soldaduras en
ranuras con penetración completa en la unión o, en el caso de uniones soldadas traslapadas,
mediante soldaduras en ranuras acampanadas.
4.
MANO DE OBRA
4.1
PREPARACIÓN DEL METAL BASE
4.1.1 Las superficies que se van a soldar deben estar libres de rebabas, roturas, grietas u otros
defectos que puedan afectar adversamente la calidad o la resistencia de la soldadura. Las
superficies que se van a soldar y las superficies adyacentes a una soldadura también deben
estar libres de escama suelta o gruesa, escoria, óxido, humedad, grasa, recubrimiento epóxico, u
otro material extraño que pudiera impedir la soldadura apropiada o producir vapores indeseables.
Se puede admitir una costra de laminado que resista el cepillado metálico vigoroso, un
recubrimiento delgado inhibidor del óxido, o un compuesto antisalpicadura.
12
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Notas:
1.
Se deben considerar los efectos de la excentricidad o en el diseño de la unión se debe prever su restricción.
2.
L1
=
2 D1 (min); D1 £ D2
3.
L2 min
=
2 x diámetro de barra
4.
Las separaciones entre las barras y las placas variará con base en las alturas de las deformaciones
Figura 3.4. Uniones soldadas de solapa (véase el numeral 3.2.1)
13
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Notas:
1.
Remover con escoplo hasta metal resistente antes de soldar el otro lado.
2.
Para tamaños de barra 8 ó más pequeños, se recomienda la soldadura en bisel simple con remoción
usando escoplo y soldadura atrás.
3.
Lmin = 2 x diámetro de la barra
Figura 3.5. Detalles de uniones de anclajes, placas de base, e insertos (véase el numeral 3.7.4)
14
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
4.1.2 Los extremos de las barras de refuerzo en uniones a tope directas se deben biselar para
formar la ranura de la soldadura mediante corte con oxígeno, corte con arco entre electrodos de
carbón, segueta, u otros medios mecánicos. La rugosidad de las superficies cortadas con
oxígeno no debe ser mayor del límite de 50 µm (2 000 µ pulgadas) definido en la norma ANSI B 46.1
Surface Texture. La rugosidad que exceda de este valor y las hendiduras ocasionales cuya
profundidad sea de no más de 5 mm (3/16 de pulgada), en superficies satisfactorias por otros
aspectos, se deben eliminar mediante maquinado o esmerilado. Las barras para uniones a tope
directas que tengan extremos cizallados se deben desbarbar más allá del área deformada por el
corte.
4.2
ENSAMBLE
4.2.1 Las uniones se deben disponer de tal modo que ofrezcan la posición más favorable para
la soldadura.
4.2.2 Cada unión debe tener holgura adecuada y accesabilidad para que la soldadura se
acomode al proceso que se esté usando.
4.2.3 Los elementos de la unión se deben alinear en tal forma que se minimicen las
excentricidades. Después de soldar, las barras en uniones a tope directas no deben estar
desalineadas en la unión en más de lo siguiente:
Tamaños de barra No. 10 ó menores
3 mm (1/8 de pulgada)
Tamaños de barra No. 11 y No. 14
5 mm (3/16 de pulgada)
Tamaño de barra No. 18
6 mm (1/4 de pulgada)
4.2.4 Para uniones a tope indirectas con placas de empalme, la holgura máxima de la unión
entre las barras no debe ser mayor de 19 mm (3/4 de pulgada). Véase la Figura 3.3(A).
4.2.5 Para uniones traslapadas directas, si la barra se desvía en más de la mitad del diámetro
de la barra, o en no más de 6,4 mm (1.4 de pulgada) una respecto de la otra mientras las barras
permanecen en aproximadamente el mismo plano, la unión se debe hacer a través de una barra
o placa de empalme, y se deben aplicar los requisitos para una unión traslapada indirecta
(véanse los numerales 3.7.2 y 4.2.6).
4.2.6 Para uniones traslapadas indirectas [véase la Figura 3.4 (B)], la separación máxima entre
la barra y la placa de empalme no debe ser mayor de un cuarto del diámetro de la barra, pero no
más de 5 mm (3/16 de pulgada).
4.2.7
No se debe permitir la soldadura de barras cruzadas, salvo que lo autorice el Ingeniero.
4.3
CONTROL DE LA DISTORSIÓN, LA CONTRACCIÓN Y EL CALOR
4.3.1 Al ensamblar y unir partes de una estructura o elemento premoldeado, el procedimiento y
la secuencia seguida deben minimizar la distorsión y la contracción.
4.3.2 Cuando se efectúe soldadura en barras u otros componentes estructurales que ya estén
embebidos en concreto, se debe dejar una tolerancia para la expansión térmica del acero para
evitar el astilleo o agrietamiento del concreto o la destrucción significativa de la unión entre el
concreto y el acero.
15
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
4.4
NTC 4040
CALIDAD DE LAS SOLDADURAS
4.4.1 Las caras de la soldadura con filete deben ser ligeramente convexas o ligeramente
cóncavas como se ilustra en las Figuras 4.1(A) y 4.1(B) o planas, y sin ninguno de los perfiles
inaceptables que se ilustran en la Figura 4.1(C).
4.4.2 Las soldaduras no deben tener grietas ni en el metal de aporte ni en la zona afectada por
el calor.
4.4.3 Debe haber fusión completa entre el metal de aporte y el metal base, y entre los pasos
sucesivos en la soldadura.
4.4.4
Todos los cráteres se deben llenar hasta toda la sección transversal de la soldadura.
4.4.5
Las soldaduras deben estar libres de traslapos
4.4.6 En la sección sólida de la barra o del elemento estructural no se debe permitir una
profundidad de socavación mayor de 1 mm (1/32 pulgada).
4.4.7 La suma de los diámetros de la porosidad de tubería en soldaduras en ranura
acampanada y en filete no debe ser mayor de 10 mm (3/8 de pulgada) en cualquier longitud de
25 mm (1 pulgada) de soldadura y no debe ser mayor de 14 mm (9/16 de pulgada) en cualquier
longitud de 150 mm (6 pulgadas) de soldadura.
4.4.8 Cuando se requiere inspección radiográfica de uniones a tope directas, la dimensión
máxima de cualquier porosidad individual o discontinuidad tipo fusión, o de la suma de las
dimensiones máximas de toda la porosidad o de las discontinuidades tipo fusión, no debe ser
mayor de los límites dados en la Tabla 4.1. En relación con la inspección radiográfica, véase el
numeral 7.7.3.
4.4.9 En barras de refuerzo corrugadas no se considera factible la inspección ultrasónica de las
uniones a tope directas, excepto mediante técnicas altamente especializadas y no se
recomienda.
4.4.10 Las soldaduras que no cumplen los requisitos de calidad indicados en los numerales 4.4.1
a 4.4.8, inclusive, se deben reparar eliminando las porciones inaceptables o soldando de nuevo,
siempre que sea aplicable.
4.4.11 Las reparaciones a soldaduras hechas por arco metálico protegido, arco eléctrico con
metal y gas, o procesos por arco eléctrico con fundente en el núcleo se deben hacer de acuerdo
con una especificación aprobada del procedimiento aplicable a estos procesos.
16
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
1
Figura 4.1 Perfiles de soldadura aceptables e inaceptables (véase el numeral 4.4)
1
Tabla 4.1. Criterios de aceptación radiográfica (véase el numeral 4.4.9)
Tamaño de la barra
8
9
10
11
14
18
Suma de dimensiones de
discontinuidad
Pulgadas mm
3 1/16
5
5
3 1/16
1/4
6
1/4
6
5/16
8
7/16
11
Dimensión de discontinuidad
individual
Pulgadas mm
1/8
3
1/8
3
1/8
3
3/16
5
3/16
5
1/4
5
Nota 1. Los criterios de aceptación para tamaños de barra menores del No. 8 deben ser establecidos por el Ingeniero.
17
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
5.
TÉCNICA
5.1
REQUISITOS DEL METAL DE APORTE
5.1.1 Para uniones a tope directas, uniones a tope indirectas, uniones traslapadas, y anclaje,
las conexiones a la placa base y del inserto, el metal de aporte, las combinaciones metal de
aporte-gas, o la clasificación del metal de aporte deben ser acuerdo con la Tabla 5.1.
5.1.2 Cuando se realizan uniones de aceros de diferentes grados, el metal de aporte se debe
seleccionar de acuerdo al metal base de menor resistencia.
5.2
REQUISITOS MÍNIMOS DE PRECALENTAMIENTO Y DE TEMPERATURA ENTRE
PASES
5.2.1 Las temperaturas mínimas de precalentamiento y entre pases deben ser de acuerdo con
la Tabla 5.2 usando el mayor número de carbono equivalente del metal base según se determine
de acuerdo con el numeral 1.3.4.
5.2.2 La soldadura no se debe hacer cuando la temperatura ambiente es menor de -18 oC (0 oF),
cuando las superficies que se van a soldar estén expuestas a la lluvia, a la nieve, o a velocidad del
viento mayores de ocho kilómetros por hora (cinco millas por hora), o cuando los soldadores
estén expuestos a condiciones inclementes.
5.3
INICIO DE ARCO
Se debe evitar la formación de arco por fuera del área de las soldaduras permanentes,
especialmente en las barras de refuerzo. Las grietas o defectos resultantes de la formación del
arco se deben esmerilar de modo que presenten un contorno suave para verificar y garantizar la
sanidad.
5.4
PUNTO DE FIJACIÓN
Los puntos que no se convierten en una parte de las soldaduras permanentes están prohibidas
salvo que las autorice el Ingeniero. Las soldaduras por puntos se deben hacer usando el
precalentamiento y con electrodos que cumplan los requisitos de las soldaduras finales. Tales
soldaduras se deben limpiar perfectamente y deben cumplir los mismos requisitos de calidad de
las soldaduras finales.
5.5
AVANCE DE LA SOLDADURA
Las soldaduras hechas en la posición vertical [Figura 6.1 (C), Posición 3G ó Figura 6.2 (C),
Posición 3G], deben usar un avance vertical ascendente
5.6
SOLDADURA DE METALES BASES CON RECUBRIMIENTO
5.6.1 La preparación para soldar metal base recubierto se debe hacer preferiblemente después
del recubrimiento. Después de la soldadura siguiendo un procedimiento calificado, se debe
aplicar una capa de pintura protectora a la unión terminada para restaurar las propiedades de la
resistencia a la corrosión de las barras recubiertas.
18
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Tabla 5.1. Requisitos de los metales de aporte equiparables
(véase el numeral 5.1)
Requisitos de la especificación del acero
Grupo
Especificación del acero
Punto/resistencia
de fluencia mínima
ksi
I
II
NTC 248
NTC 248
NTC 2289
NTC 2289
Grado 40
Grado 300
Grado 60
Grado 400
40
-
60
-
MPa
300
400
Requisitos de los metales de aporte
Resistencia de
tracción
mínima
ksi
70
-
80
-
Especificación del electrodo
4
MPa
500
550
Punto/resistencia
1
a la fluencia
Resistencia a la
1
tracción
ksi
MPa
ksi
MPa
SMAW NTC 2191 y NTC 2253
E7015, E7016, E7018, E7028,
E7015-X, E7016-X, E7018-X
60
57
415
390
72
70
495
480
GMAW NTC 2632
ER 70S-X
60
415
72
495
FCAW AWS A5.20
W7XT-X
(excepto -2, -3, -10, -GS
60
415
72
495
SMAW NTC 2253
E8015-X, E8016-X
E8018-X
67
460
80
550
68
470
80
550
68
470
80-100
550-690
GMAW NTC 3570
ER 80S-X
FCAW AWS NTC 4039
E8X TX-X
Continúa...
19
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Tabla 5.1. (Continuación)
Requisitos de la especificación del acero
Grupo
III
Especificación del acero
NTC 248
NTC 248
Requisitos de los metales de aporte
Punto/resistencia de
fluencia mínima
Grado 60
Grado 400
Resistencia de
tracción mínima
ksi
MPa
ksi
MPa
60
-
400
90
-
600
Especificación del
4
electrodo
ksi
SMAW NTC 2253
E9015-X, E9016-X,
E9018-X
IV
2
Grado 75
NTC 248
Grado 500
3
75
-
100
-
-
500
-
700
20
Resistencia tracción
MPa
ksi
MPa
77
530
90
620
GMAW NTC 3570
ER 90S-X
78
540
90
620
FCAW NTC 4039
E9XTX-X
78
540
90-110
620-760
87
600
100
690
88-100
610-690
100
690
GMAW NTC 3570
ER 100S-X
88-102
610-700
100
690
FCAW NTC 4039
E10XTX-X
88
610
100-120
690-830
SMAW NTC 2253
E10015-X, E10016-X,
E10018-X
E10018-M
NTC 248
Punto/ resistencia a
1
la fluencia
1
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Tabla 5.1. (Final)
Notas:
1.
2.
3.
4.
Esta tabla se basa en las propiedades del metal de aporte de soldadura sin tratamiento. Los valores
individuales son mínimos. Los valores con guión indican mínimo y máximo.
Aplicable a tamaños de barra Nos.11,14 y 18.
Aplicable a tamaños de barra Nos.35,45 y 55.
Cuando haya autorización previa del Ingeniero se pueden usar metales de aporte clasificados en la
condición postsoldada con tratamiento térmico (PWHT) mediante la especificación de metal de aporte
según AWS. Se deben tener en cuenta las diferencias en resistencia de tracción, ductibilidad y dureza entre
la condición PWHT frenta a la condición de soldadura sin tratamiento.
1,2
Tabla 5.2. Temperatura mínima de precalentamiento y entre pases
Intervalo del carbono
3,4
equivalente (C.E.),%
Tamaño de la barra de
refuerzo
(véase el numeral 5.2.1)
Soldadura con arco metálico protegido con
electrodos de bajo hidrógeno, soldadura por
arco con metal y gas, o soldadura por arco
eléctrico con fundente en el núcleo
Temperatura mínima
°F
°C
Hasta 0,40
Hasta 11 inclusive
14 y 18
Ninguna
50
5
Ninguna
10
5
Más de 0,40 hasta 0,45 inclusive
Hasta 11 inclusive
14 y 18
Ninguna
100
5
Ninguna
40
5
Más de 0,45 hasta 0,55 inclusive
Hasta 6 inclusive
7 a 11 inclusive
14 a 18
Ninguna
50
200
5
Ninguna
10
90
5
Más de 0,55 hasta 0,65 inclusive
Hasta 6 inclusive
7 a 11 inclusive
14 a 18
100
200
300
40
90
150
Más de 0,65 hasta 0,75 inclusive
Hasta 6 inclusive
7 a 18 inclusive
300
400
150
200
Más de 0,75
7 a 18 inclusive
500
260
1.
2.
3.
4.
5.
Cuando se va a soldar acero de refuerzo a acero estructural principal, también se deben tener en cuenta
los requisitos de precalentamiento del acero estructural (véase la norma ANSI/AWS D1.1), Tabla titulada
"temperatura mínima de precalentamiento y entre pases." El requisito de precalentamiento mínimo que
se ha de aplicar en esta situación será el requisito mayor de las dos tablas. Sin embargo, se debe tener
precaución extrema en el caso de soldar acero de refuerzo a aceros templados y revenidos, y esas
medidas se deben tomar en cuanto a satisfacer los requisitos de precalentamiento para ambos. Si esto
no es posible, no se debe usar soldadura para unir los dos metales base.
Cuando la temperatura ambiente es menor de -18 °C (0 °F) no se debe realizar soldadura. Cuando el
metal base esté por debajo de la temperatura registrada para el proceso de soldadura que se esté
usando y para el tamaño y el intervalo de carbono equivalente de la barra que se esté soldando, el metal
base se debe precalentar (excepto si se prevé de otro modo) en tal forma que la sección transversal de
la barra, para no menos de 150 mm (6 pulgadas) en cada lado de la junta, debe estar en la temperatura
mínima especificada o por encima de ella. Las temperaturas de precalentamiento y entre pases deben
ser suficientes para evitar la formación de grietas.
Después de que la soldadura esté terminada, las barras se deben dejar enfriar en forma natural a la
temperatura ambiente. Es prohibido el enfriamiento acelerado.
En los casos en que no sea posible obtener análisis químico, se debe suponer que el carbono
equivalente está por encima del 0,75 %. Véase también el numeral 1.3.4.
Cuando el metal base esté por debajo de 0 °C (32 °F ), ese metal base se debe precalentar al menos a
20 °C (70 °F), o por encima, y se debe mantener a esta temperatura mínima durante la soldadura.
Nota. En la Figura 6.3 se puede ver la definición de posiciones para soldaduras en ranura.
21
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Figura 6.1. Posiciones de ensayo para unión a tope directa para soldadura en ranura
(véase el numeral 6.2.4.1)
22
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Nota. En las Figura 6.3 y 6.4 se pueden ver las definiciones de las posiciones para soldaduras en ranura acampanada y
en filete
Figura 6.2. Posiciones de ensayo para unión a tope indirecta en soldaduras en
ranura acampanada o soldadura de filete (véase el numeral 6.2.4.2)
23
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
5.6.2
NTC 4040
Al soldar metal base galvanizado, se debe cumplir una de las siguientes opciones:
5.6.2.1 Opción 1. La soldadura de metal base galvanizado, sin eliminación previa del
recubrimiento, se debe efectuar de acuerdo con un procedimiento calificado de soldadura según
los requisitos de esta norma. Obsérvese que el procedimiento de soldadura normalmente
implicará mayores aperturas de raíz en las uniones , electrodos con menor contenido de silicio, y
menores velocidades de avance de la soldadura.
5.6.2.2 Opción 2. La soldadura de metal base galvanizado se puede hacer después de eliminar
todo el recubrimiento partiendo de 50 mm (2 pulgadas) de la unión de la soldadura. En esta
opción, la soldadura se debe efectuar usando un procedimiento calificado de soldadura para la
barra de refuerzo sin recubrimiento calificado de acuerdo con esta norma. El recubrimiento
galvanizado se puede eliminar con llama oxiacetilénica, chorro abrasivo de perdigones u otros
medios adecuados.
5.6.3 Al soldar superficies galvanizadas, se debe prever una ventilación apropiada para evitar la
concentración de gases. Véase la NTC 4066 Seguridad en la soldadura y corte (ANSI/ASC
Z49.1) y el Apéndice D.
5.6.4 Al soldar o precalentar el metal base con recubrimiento epóxico, este recubrimiento se
debe eliminar de las superficies que se van a calentar.
5.7
ELECTRODOS PARA SOLDADURA CON ARCO METÁLICO PROTEGIDO (SMAW)
5.7.1 Los electrodos para soldadura con arco metálico protegido deben cumplir los requisitos
de la NTC 2191 Metalurgia. Electrodos de acero al carbono recubiertos para soldadura por arco
(ANSI/AWS A5.1), o los requisitos de la NTC 2253 Metalurgia. Electrodos recubiertos para soldar
por arco eléctrico. Acero de baja aleación (AWS A5.5).
5.7.2
Condiciones de almacenamiento de electrodos de bajo hidrógeno
Todos los electrodos incluidos en la Tabla 5.1 tienen recubrimientos de bajo hidrógeno. Aquellos
que cumplan la NTC 2191 (ANSI/AWS A5.1) y NTC 2253 (AWS A5.5) se deben comprar en
recipientes sellados herméticamente o se deben secar de acuerdo con las instrucciones del
fabricante. Los electrodos se deben secar antes de usarlos si el recipiente herméticamente
sellado muestra evidencia de daño. Inmediatamente después de abrir el recipiente
herméticamente sellado o de retirar los electrodos de los hornos de secado, dichos electrodos se
deben almacenar en hornos mantenidos a una temperatura de al menos 120 °C (250 °F).
Después de abrir los recipientes herméticamente sellados o de retirar los electrodos de los
hornos de secado o de almacenamiento, la exposición de los electrodos a la atmósfera no debe
exceder los requisitos mencionados en los numerales 5.7.2.1 ó 5.7.2.2.
5.7.2.1 Períodos aprobados de tiempo de exposición atmosférica. Después de que los
recipientes herméticamente sellados se abren o después de sacar los electrodos de los hornos
de secado o de almacenamiento, la exposición de los electrodos a la atmósfera no debe ser
mayor de los valores mostrados en la columna A de la Tabla 5.3, para la clasificación del
electrodo específico.
5.7.2.2 Horas alternativas de exposición atmosférica establecidas mediante ensayos. Se pueden
usar los valores alternativos para el tiempo de exposición que se muestran en la columna B de la
Tabla 5.3, siempre que los ensayos establezcan el máximo tiempo permisible. Los ensayos se
deben efectuar de acuerdo con la NTC 2253 (AWS A5.5), numeral 3.10, para cada clasificación
de electrodos y para cada fabricante de electrodos. Esos ensayos deben establecer que no se
excedan los valores máximos de contenido de humedad de la NTC 2253 (AWS A5.5) (tabla
titulada "Requisitos de contenido de humedad del recubrimiento"). Adicionalmente, los
24
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
revestimientos de los electrodos de bajo hidrógeno E70XX ó E70XX-X NTC 2191(ANSI/AWS
A5.1) ó NTC 2253 (AWS A5.5) se deben limitar a un contenido de humedad máximo no mayor
del 0,4 % por peso.
Tabla 5.3. Exposición atmosférica permisible para los electrodos de bajo hidrógeno
(véase el numeral 5.7.2.1)
Electrodo
A5.1
E70XX
Columna A (horas)
Columna B (horas)
4 máx
Más de 4 hasta 10 máx
A5.5
E70XX-X
E80XX-X
E90XX-X
E100XX-X
E110XX-X
4 máx
2 máx
1 máx
1/2 máx
1/2 máx
Más de 4 hasta 10 máx
Más de 2 hasta 10 máx
Más de 1 hasta 5 máx
Más de 1/2 hasta 4 máx
Más de 1/2 hasta 4 máx.
Notas:
1.
Columna A: los electrodos expuestos a la atmósfera durante períodos mayores de los mostrados se deben
reacondicionar antes del uso.
2.
Columna B: el electrodo expuesto a la atmósfera durante períodos mayores de los establecidos por el ensayo
se deben reacondicionar antes de usarlos.
3.
Para toda la tabla los electrodos se deben sacar y mantener en hornos, u otros recipientes pequeños que
pueden ser abiertos. No es obligatorio usar recipientes calientes.
Aquellos electrodos que se usen durante las horas de la columna B no se deben usar en
combinaciones de humedad relativa - temperatura que excedan bien sea la humedad relativa o el
contenido de humedad en el aire que haya prevalecido durante el programa de ensayos3.
5.7.2.3 Los electrodos expuestos a la atmósfera durante períodos menores que los permitidos
por la Tabla 5.3 se pueden devolver a un horno de espera mantenido a 121 oC (250 oF) min;
después de un período mínimo de espera de cuatro horas a 121 oC min los electrodos se pueden
sacar de nuevo.
5.7.3
Restricciones de los electrodos para los aceros de las normas ASTM A514 ó A517
Cuando se usen para soldar aceros de la NTC 4014 Siderurgia. Planchas de acero aleado,
templadas y revenidas de alta resistencia a la fluencia y aptas para ser soldadas (ASTM A514) ó
la norma ASTM A517, los electrodos de cualquier clasificación menor que E100XX-X se deben
secar al menos durante una hora a temperaturas entre 370 oC y 430 oC (700 oF y 800 oF) antes
de usarlos, bien sea que se suministren en recipientes sellados herméticamente o en otra forma.
3
Para la aplicación apropiada de esta disposición, véase en la última edición de la norma ANSI/AWS D1.1, el
apéndice titulado "Requisitos de temperatura - contenido de humedad" para la gráfica de temperatura contenido de humedad y sus ejemplos. En la determinación de los límites de temperatura - humedad relativa
se debe usar la gráfica mostrada en la última edición de la norma ANSI/AWS D1.1, en el apéndice antes
mencionado, o cualquier gráfica sicrométrica estándar.
25
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
5.7.4
NTC 4040
Reacondicionamiento de los electrodos
Los electrodos de acuerdo con los requisitos indicados en el numeral 5.7.2 no se deben
reacondicionar más de una vez. Los electrodos que se hayan humedecido no se deben usar.
5.7.5
Certificación del fabricante
Cuando el Ingeniero lo solicite, el contratista debe suministrar una certificación del fabricante del
electrodo indicando que el electrodo cumple los requisitos de la clasificación.
5.8
ELECTRODOS Y GAS PROTECTOR PARA SOLDADURA POR ARCO CON METAL
Y GAS Y CON FUNDENTE EN EL NÚCLEO
5.8.1
Electrodos
5.8.1.1 Los electrodos y la mezcla protectora para GMAW ó FCAW, para producir metal de unión
con resistencias de fluencia mínimas especificadas de 415 MPa (60 ksi) o menos, deben cumplir
los requisitos aplicables de la última edición de la NTC 2632 Soldadura. Electrodos y varillas de
acero al carbono para soldadura por arco eléctrico y gas protector(ANSI/AWS A5.18), ó la NTC
4041 Soldadura. Electrodos de acero al carbono para soldadura por arco eléctrico y metal de
aporte con fundente en el núcleo (ANSI/AWS A5.20).
5.8.1.2 El metal de soldadura que tenga una resistencia de fluencia mínima especificada mayor
de 415 MPa (60 ksi) debe cumplir los siguientes requisitos:
5.8.2
1.
Los electrodos y la mezcla protectora para soldadura por arco con metal y gas
para producir metal de soldadura con una resistencia de fluencia mínima
especificada mayor de 415 MPa (60 ksi) deben cumplir los requisitos de la
última edición de la NTC 3570 Siderurgia. Soldadura. Metales de aporte para
soldadura por arco eléctrico con gas protector de aceros de baja aleación
(ANSI/AWS A 5.28).
2.
Los electrodos y la mezcla protectora para soldadura por arco con fundente en el
núcleo para producir metal de soldadura con una resistencia mínima especificada
mayor de 415 MPa (60 ksi) deben cumplir los requisitos de la última edicion de la
NTC 4039 Soldadura. Electrodos de acero de baja aleación para soldadura por
arco eléctrico y metal de aporte con fundente en el núcleo (ANSI/AWS A.29).
3.
Cuando el ingeniero lo solicite, el contratista debe suministrar la certificación del
fabricante del electrodo, en la cual se indique que el electrodo cumple los
requisitos mencionados de la clasificación.
Gas de protección
Cuando se use un gas o una mezcla de gases para la protección gaseosa en soldadura por arco
con metal y gas o en soldadura por arco con fundente en el núcleo, debe ser de un grado de
soldadura con punto de rocío de -40 oC (-40 oF) o menor. Cuando el Ingeniero lo solicite, el
fabricante del gas debe suministrar certificación de que el gas o la mezcla de gases cumple el
requisito del punto de rocío.
26
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
6.
CALIFICACIÓN
6.1
GENERALIDADES
6.1.1
Responsabilidad
NTC 4040
6.1.1.1 Toda la soldadura en virtud de contratos que impliquen esta norma deben utilizar
especificaciones escritas para el procedimiento de soldadura que cumplan los requisitos de esta
norma.
6.1.1.2 Cada contratista debe efectuar los ensayos requeridos en el capítulo 6, para calificar los
procedimientos de soldadura y los soldadores que han de aplicar estos procedimientos.
6.1.1.3 A discreción del Ingeniero, se puede aceptar evidencia de la calificación anterior de los
procedimientos de soldadura y de los soldadores que se van a utilizar.
6.1.2
Procedimientos de soldadura
6.1.2.1 Los procedimientos de soldadura para uniones de barras de refuerzo, anclaje, placa de
base, y conexiones de insertos que se van a utilizar al ejecutar el trabajo del contrato bajo los
términos de este capítulo, se deben establecer en una especificación de procedimiento y se
deben calificar antes del uso mediante ensayos según se establece en el numeral 6.2, a
satisfacción del Ingeniero.
6.1.2.2 Sujetos a la aprobación del Ingeniero, los procedimientos de soldadura que cumplan los
requisitos de esta norma se pueden usar para trabajo que se esté efectuando bajo las
disposiciones de ediciones anteriores de esta norma y de AWS D12.1.
6.1.2.3 Para soldaduras en ranura con penetración completa en la unión y soldaduras en ranura
acampanada se debe requerir calificación del procedimiento de soldadura para cada posición de
soldadura (véanse las Figuras 6.1 y 6.2).
6.1.2.4
Los procedimientos de soldadura para soldaduras en filete que cumplan las
disposiciones aplicables de los numerales 1 a 5 de esta norma estarán exentos de calificación.
6.1.2.5 Cada procedimiento de soldadura de uniones debe ser preparado por el contratista
como una especificación de procedimiento que debe estar disponible para que la examinen las
personas autorizadas. En el Apéndice A se presenta un formato sugerido para presentar la
información requerida en la especificación del procedimiento.
6.1.2.6 Las calificaciones del procedimiento de soldadura efectuadas antes de la publicación de
esta edición de la norma se pueden actualizar según los requisitos de esta norma, siempre que
las variables requeridas por esta edición de la norma se hayan registrado previamente.
6.1.3
Soldadores
6.1.3.1 Todos los soldadores que se han de utilizar en virtud de esta norma deben haber sido
calificados mediante ensayos según se describe en el numeral 6.3.
6.1.3.2 Los soldadores que terminen satisfactoriamente una calificación de procedimiento bien
sea para soldaduras de ranura con penetración completa en la unión o para soldaduras de ranura
acampanada se deben considerar calificados para soldar el tipo de unión soldada usada en la
calificación del procedimiento y otros tipos de uniones según se admite en el numeral 6.3.3.2. La
posición de la soldadura puede ser cambiado, excepto a lo permitido en el numeral 6.3.4.
27
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
6.1.3.3 Dependiendo de la aprobación del Ingeniero, los soldadores que califiquen según los
requisitos de esta edición de la norma pueden ser usados para el trabajo que se esté efectuando
en virtud de las disposiciones de ediciones anteriores de esta norma.
6.2
CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
6.2.1
Limitación de variables
6.2.1.1 Para la calificación se debe usar el mayor tamaño de barra que se vaya a soldar en la
producción. No se requiere calificar cada especificación y grado de barra de refuerzo.
6.2.1.2 La calificación del procedimiento se debe efectuar usando un acero que tenga un
carbono equivalente (C.E.) al menos igual al mayor C.E que se vaya a encontrar en la
producción. El procedimiento se califica entonces para el mayor valor de C.E calificado y para
todos los valores menores.
6.2.1.3 Un cambio de barras sin recubrimiento o de acero a barras con recubrimiento o de acero
en donde el recubrimiento esté dentro de 50 mm (2 pulgadas) de la preparación de la unión de la
soldadura, requerirá una nueva calificación4.
6.2.1.4 Los cambios mencionados en los numerales 6.2.1.5 a 6.2.1.7 se deben considerar
cambios en variables esenciales. Los procedimientos de soldadura de uniones que incluyan
esos cambios requerirán nueva calificación.
6.2.1.5 Temperatura de precalentamiento e interpaso. Una disminución de más de 14 oC (25 oF)
en la temperatura mínima especificada de precalentamiento o interpaso requerirá nueva
calificación.
6.2.1.6 Soldadura por arco metálico protegido
1.
Un cambio que incremente el nivel de la resistencia del metal de aporte, por
ejemplo de E70XX a E80XX-X pero no lo contrario.
2.
Un incremento en el diámetro del electrodo usado respecto al requerido por la
especificación del procedimiento de soldadura.
3.
Un cambio de amperaje del electrodo y de los valores de la tensión (voltaje) que
no estén dentro de los intervalos recomendados por el fabricante del electrodo.
4.
Un cambio en la posición en la cual se efectúa la soldadura según se define en los
numerales 6.2.4.1 y 6.2.4.2.
5.
Un cambio en el tipo de ranura, por ejemplo, un cambio de una ranura en V
acampanada a una ranura con bisel acampanado.
6.)
Un cambio en la forma de cualquier tipo de ranura que implique:
a.
4
Una disminución en el ángulo de la ranura, que sea mayor de 5o.
El límite de 50 mm debe evitar que cualquier recubrimiento que se funda y se contamine la soldadura
en los casos en que las barras estén en el plano vertical.
28
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
b.
Una disminución en la apertura de la raíz de la soldadura en la ranura que
sea mayor de 1,6 mm (1/16 de pulgada).
c.
Un incremento en la cara de la raíz de la soldadura en la ranura que sea
mayor de 1,6 mm (1/16 de pulgada).
d.
La omisión, pero no la inclusión, de material de respaldo.
6.2.1.7 Soldadura por arco con metal y gas y soldadura por arco con fundente en el núcleo
1.
Un cambio en el electrodo o en el método de protección no considerado en las
normas NTC 2632 (ANSI/AWS A5.18) (SMAW) NTC 4041 (ANSI/AWS A5.20)
(FCAW), NTC 3570 (ANSI/AWS A5.28) (GMAW), ó NTC 4039 (ANSI/AWS A5.29)
(FCAW).
2.
Un cambio que incremente el nivel de la resistencia del metal de aporte; por
ejemplo, E70S a E80S, ó E70T a E80T, respectivamente, pero no al contrario.
3.
Un cambio en el diámetro del electrodo en GMAW, ó un incremento en el diámetro
del electrodo usado respecto del requerido por la especificación del procedimiento
de soldadura para SAFN.
4.
Cambio de un gas simple a cualquier otro gas simple o a una mezcla de gases o
un cambio de más del 25 % en cualquiera de los elementos menores de la mezcla
de gases; o cambio de una mezcla de gas a un gas simple; o cambio del gas de
protección externa a autoprotección, es decir, ningún gas de protección externa.
5.
Un cambio de más del 10 % por encima o por debajo del amperaje promedio
especificado para cada tamaño de electrodo usado.
6.
Un cambio de más del 7 % por encima o por debajo de la tensión (voltaje)
promedio especificada del arco para cada tamaño de electrodo usado.
7.
Un cambio de más del 10 % por encima o por debajo de la velocidad promedio de
avance especificada.
8.
Un incremento del 25 % o más o una disminución del 10 % o más en la velocidad
de flujo del gas o de la mezcla de protección.
9.
Un cambio en la posición en la que se realiza la soldadura según se define en los
numerales 6.2.4.1 y 6.2.4.2.
10.
Un cambio en el tipo de ranura; por ejemplo, un cambio de una ranura en V
acampanada a una ranura con bisel acampanado.
11.
Un cambio en la forma de cualquier tipo de ranura que implique:
a.
Una disminución en el ángulo de la ranura que exceda de 5o, o
b.
Una disminución en la apertura de la raíz de la soldadura en la ranura que
exceda de 1,6 mm (1/16 de pulgada), o
29
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
12.
6.2.2
NTC 4040
c.
Un incremento en la cara de la raíz de la soldadura en la ranura, que
exceda de 1,6 mm (1/16 de pulgada), o
d.
La omisión, pero no la inclusión, de material de respaldo.
Un cambio en el tipo de corriente de soldadura (alterna o continua), polaridad o
modo de transferencia de metal a través del arco.
Tipos de ensayos y sus propósitos
Los ensayos mencionados a continuación tienen como propósito determinar la resistencia a la
tracción y el grado de sanidad de las uniones soldadas realizadas según una especificación de
un procedimiento dado:
6.2.3
1.
Ensayo a la tracción de la sección completa (para resistencia a la tracción).
2.
Ensayo de macroataque (para sanidad).
Metal base y su preparación
El metal base y su preparación para la soldadura deben cumplir con la especificación del
procedimiento de soldadura.
30
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Tabulación de las posiciones de soldaduras en ranura
Posición
Diagrama de
referencia
Inclinación del eje
Rotación de la cara
Plana
A
0°
a
15°
150 °
210 °
Horizontal
B
0°
a
15 °
80 °
210 °
150 °
280 °
Sobrecabeza
C
0°
a
80 °
0°
280 °
80 °
360 °
Vertical
D
E
15 °
80 °
a
a
80 °
90 °
80 °
0°
280 °
360 °
Notas:
1.
El plano de referencia horizontal siempre se toma de modo que esté por debajo de la soldadura que se esté
considerando.
2.
La inclinación del eje se mide desde el plano de referencia horizontal hacia el plano de referencia vertical.
3.
El ángulo de rotación de la cara se determina mediante una línea perpendicular a la cara teórica de la
soldadura que pasa a través del eje de la soldadura. la posición de referencia (0°) de la rotación de la cara
invariablemente apunta en la dirección opuesta a aquella en que aumenta el ángulo del eje. Cuando se mira
al punto P, el ángulo de rotación de la cara de la soldadura se mide en una dirección horaria desde la posición
de referencia (0°).
Figura 6.3. Posiciones de las soldaduras en ranura
31
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Tabulación de las posiciones de soldaduras en filete
Posición
Diagrama de
referencia
Inclinación del eje
Rotación de la cara
Plana
A
0°
15°
150 °
210 °
Horizontal
B
0°
15 °
125 °
210 °
150 °
235 °
Sobrecabeza
C
0°
80 °
0°
235 °
125 °
360 °
Vertical
D
E
15 °
80 °
80 °
90 °
125 °
0°
235 °
360 °
Figura 6.4. Posiciones de soldadura en filete
32
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Tabla 6.1. Número y tipo de ensayos para calificación de procedimiento
(véase el numeral 6.2.5.1)
Tipo de unión
(Figura)
No. mínimo de
montajes de
ensayo
Producción
Ensayos de
tracción
6.2.5.3
Ensayos de
macroataque
6.2.5.4
Uniones
calificadas
(Figura)
Tope directo (6.5 A)
2
2
2
3.1, 3.2, 3.5 (D)
Unión en T (6.5 B)
2
2
2
3.1, 3.5 (D)
Tope indirecto (6.5 C)
2
2
2
3.3, 3.4. 3.5 (E)
Figura 6.5 (C). Probetas de ensayo de tracción de sección completa para ensayos de calificación de
procedimiento (véase el numeral 6.2.5)
Continúa
33
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
Nota 2. L1 =
NTC 4040
2,4 Fu (D)
Fxx(n)
(Véase el numeral 6.2.5.3)
Donde:
Fu
=
Resistencia de tracción mínima especificada de la barra (para barras de Fu, desigual, se usa
la menor de las dos)
Fxx
=
Resistencia de tracción mínima especificada del metal soldado
D
=
Diámetro de la barra sólida
n
=
Número de soldaduras en ranura con bisel acampanado conectoras entre una barra y dos
placas (o un ángulo)
Figura 6.5. (C) (Final)
34
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
6.2.4
NTC 4040
Posición de las soldaduras de ensayo
6.2.4.1 Todas las uniones a tope directas y las uniones en T se deben clasificar de acuerdo con
las definiciones de las posiciones de soldadura para las soldaduras de ranuras, y se deben
soldar en la posición para la cual se va a clasificar el procedimiento (véanse las Figuras 6.1 y 6.3)
6.2.4.2 Todas las uniones a tope indirectas, las uniones soldadas traslapadas y en conexiones
de soldaduras soldadas traslapadas que impliquen soldadura en ranura acampanada o en filete
se deben clasificar de acuerdo con las definiciones de posiciones de soldaduras para soldaduras
en ranura acampanada, y se deben soldar en la posición para la cual se va a calificar el
procedimiento (véanse las Figuras 6.2,6.3 y 6.4).
6.2.5
Número, tipo y preparación de montajes de ensayo
6.2.5.1 Número y tipo de montajes de ensayo. En la Tabla 6.1 se ilustra el número y el tipo de
montajes que se deben ensayar para calificar un procedimiento de soldadura.
6.2.5.2 Los montajes de ensayo para soldaduras en ranura en uniones en T pueden ser bien sea
uniones a tope directas que tengan la misma configuración de ranura que la unión en T para usar
en la construcción, o el montaje de unión en T que se muestra en la Figura 6.5(B).
6.2.5.3 Montajes de ensayo de tracción. El tamaño y la longitud de los montajes para ensayo de
tracción deben ser como sigue:
1.
Unión a tope directa y unión en T. Salvo que se requiera una longitud mayor para
los ensayos, los montajes de ensayo soldados en el caso de las uniones a tope
directas deben tener una longitud mínima de al menos 16 veces el diámetro de la
barra, con la soldadura localizada centralmente [véanse las Figuras 6.5 (A) y
6.5 (B), según como corresponda].
2.
Unión a tope indirecta. En el caso de montajes de ensayo soldados para uniones
a tope indirectas, la longitud mínima en (1) anterior se debe incrementar en la
longitud de la unión [véase la Figura 6.5 (C)]. La longitud de las soldaduras
conectoras debe ser tal que la capacidad de corte total sea igual a 0,6 veces la
resistencia de tracción mínima especificada, por el área nominal de la barra sólida.
Obsérvese que para dos barras de resistencias de tracción desiguales, se debe
usar el menor de los dos valores.
6.2.5.4 Probetas para macroataque. La probeta de ensayo para macroataque se puede retirar
del resto del montaje para ensayo de tracción y se debe preparar como sigue:
1.
Uniones a tope directas y uniones en T. El montaje de ensayo soldado se debe
cortar mecánicamente en una localización perpendicular a la dirección de la
soldadura. La probeta de ensayo debe mostrar toda la sección transversal
longitudinal de la soldadura, el fondo de la soldadura, y cualquier refuerzo.
[Véanse las Figuras 6.5 (A) ó 6.5 (B), según como sea apropiado].
2.
Uniones a tope indirectas. El montaje de ensayo soldado se debe cortar
mecánicamente en dos localizaciones transversales a la dirección de la soldadura.
Estas probetas deben mostrar toda la sección transversal de la soldadura en cada
una de las barras soldadas. [Véase la Figura 6.5 (C)].
35
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
6.2.6
NTC 4040
Método de ensayo de las probetas
6.2.6.1 Ensayo de tracción de la sección completa. La distancia mínima entre las mordazas de la
máquina de ensayo debe ser igual a:
1.
Al menos ocho veces el diámetro de las barras para las uniones a tope directas.
2.
Al menos ocho veces el diámetro de la barra, más la longitud de la unión para las
uniones a tope indirectas.
La probeta de ensayo se debe romper bajo la carga de tracción, y se debe determinar la carga
máxima. El esfuerzo de tracción se debe obtener dividiendo la carga máxima por el área de la
sección transversal nominal de la barra.
6.2.6.2 Ensayo de macroataque. Todas las secciones transversales se deben pulir y atacar
usando una solución adecuada que dé una definición clara de la soldadura.
6.2.7
Resultados de ensayo requeridos
6.2.7.1 Ensayo de tracción de la sección completa. La resistencia de tracción debe ser no menor
del 125 % del límite elástico mínimo especificado para el tipo y el grado de las barras que se van
a unir, salvo que la especificación general lo estipule de otra manera.
6.2.7.2 Ensayo de macroataque. Las probetas se deben examinar para ver si presentan
discontinuidades, y cualquiera que tenga discontinuidades prohibidas por el numeral 4.4 se debe
considerar como no aprobado. En el caso de las soldaduras de ranura en V sencilla o en V doble,
las secciones transversales atacadas deben tener penetración completa y completa fusión con el
metal base. En el caso de las soldaduras en ranura con bisel acampanado y en ranura en V
acampanada, se debe obtener el tamaño de soldadura designado.
6.3
CALIFICACIÓN DEL SOLDADOR
6.3.1 Los ensayos de calificación aquí descritos tienen como propósito especial, determinar la
habilidad del soldador para producir soldaduras de la calidad requerida. No se busca que los
ensayos de calificación se usen como guía de soldadura durante la construcción real. Esta última
debe ser efectuada de acuerdo con los requisitos incluidos en la especificación del
procedimiento.
6.3.2
Limitación de variables
6.3.2.1 La calificación con un proceso particular y con cualquiera de los aceros permitidos en
esta norma se debe considerar como calificación para soldar cualquiera de los otros aceros
aprobados con ese proceso, excepto que la calificación para acero galvanizado se debe efectuar
usando acero galvanizado. La calificación para acero galvanizado debe ser con acero
galvanizado.
6.3.2.2 Un soldador debe ser calificado para cada proceso que se vaya a usar en la fabricación.
6.3.2.3 Un soldador calificado con una combinación aprobada de electrodo y medio de
protección, se debe considerar calificado para soldar con cualquier otra combinación aprobada
de electrodo y medio de protección (véase la Tabla 5.1) para el proceso usado en el ensayo de
calificación.
36
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
6.3.2.4 Si la posición de soldadura se cambia a una en que el soldador no esté calificado, se
requiere que obtenga la calificación en esa posición.
6.3.3
Ensayos de calificación requeridos
6.3.3.1 Un soldador también puede ser calificado para soldadura en filete en anclajes, placas
bases, e insertos de conexiones de placa (Figura 3.5), soldando un ensayo satisfactorio de
acuerdo con las disposiciones del numeral 6.3.3.3 (2).
6.3.3.2 Los ensayos de calificación para soldadores deben ser como sigue:
1.
El ensayo de soldadura en ranura para unión a tope directa, usando procesos de
SMAW, GMAW,ó FCAW califica para soldaduras en ranura con penetración
completa en la unión y para soldaduras con filete.
2.
El ensayo de soldadura en ranura acampanada para unión a tope indirecta,
efectuado usando procesos de SMAW, GMAW, ó FCAW. Este ensayo califica a
los soldadores para soldar uniones a tope indirectas, uniones traslapadas, y para
soldaduras en filete.
3.
La soldadura de ranura con penetración completa en la unión, para unión en T
usando procesos de SMAW, GMAW o FCAW, califica a los soldadores para
realizar soldaduras de ranura con penetración completa en la unión (tanto
uniones a tope directas como uniones en T) y soldaduras con filete.
6.3.3.3 El ensamble de ensayo para calificación debe tener los detalles de unión como sigue:
1.
El ensamble de ensayo para soldadura en ranura en la unión a tope directa debe
ser una soldadura en ranura con penetración completa en la unión, efectuada
mediante procesos de SMAW, GMAW o FCAW. Véase la Figura 6.6 (A). Se debe
usar el menor tamaño de barra que se vaya a utilizar en la fabricación.
2.
El ensayo de soldadura en ranura acampanada para unión a tope indirecta
se debe efectuar mediante procesos SMAW, GMAW, o FCAW usando una
ranura con bisel acampanado doble y una barra plana, como se muestra en la
Figura 6.6 (B).
3.
La unión en T con penetración completa en la unión hecha mediante procesos
SMAW, GMAW, o FCAW debe ser como se muestra en la Figura 6.6(C).
37
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Figura 6.6. Probeta para ensayo de tracción de sección completa y macroataque, para ensayos
de calificación de soldadores (véase el numeral 6.3.3.3)
38
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
6.3.4
NTC 4040
Posición de las soldaduras de ensayo y validez relacionada de la calificación
6.3.4.1 Ensayo de soldadura en ranura para unión a tope directa
1.
La calificación en la posición 1G (plana) califica para uniones a tope directas en
la posición 1G plana, y para soldaduras en filete en las posiciones 1F (plana) y 2F
(horizontal) (véase la Figura 6.1).
2.
La calificación en la posición 2G (horizontal) califica para uniones a tope directas
en las posiciones 1G (plana) y 2G (horizontal) y para las soldaduras con filete en
las posiciones 1F (plana) y 2F (horizontal)(véase la Figura 6.1).
3.
La calificación en la posición 3G (vertical) califica para uniones a tope directas en
las posiciones 1G (plana), 2G (horizontal), y 3G (vertical); y para las soldaduras
con filete en las posiciones 1F (plana), 2F(horizontal), y 3F (vertical) (véase la
Figura 6.1).
4.
La calificación en la posición 4G (sobrecabeza) califica para uniones a tope
directas en las posiciones 1G (plana) y 4G (sobrecabeza) y para soldaduras con
filete en las posiciones 1F (plana), 2F (horizontal), y 4F (sobrecabeza) (véase la
Figura 6.1).
6.3.4.2 Ensayo de soldadura de ranura acampanada para unión a tope indirecta
1.
La calificación en la posición 1G (plana) califica para las uniones a tope indirectas
y para las uniones soldadas en traslape en la posición 1G (plana), y para
soldaduras en filete en las posiciones 1F (plana), y 2F (horizontal), (véase la
Figura 6.2).
2.
La calificación en la posición 2G (horizontal) califica para las uniones a tope
indirectas y para las uniones soldadas de solapa en las posiciones 1G (plana) y
2G (horizontal) y para las soldaduras en filete en las posiciones 1F (plana), y 2F
(horizontal) (véase la Figura 6.2).
3.
La calificación en la posición 3G (vertical) califica para uniones a tope indirectas y
para uniones soldadas en las posiciones 1G (plana), 2G (horizontal), y 3G
(vertical) y para soldaduras con filete en las posiciones 1F (plana), 2F (horizontal),
y 3F (vertical) (véase la Figura 6.2).
4.
La calificación en la posición 4G (sobrecabeza) califica para uniones a tope
indirectas y uniones soldadas de solapa en las posiciones 1G (plana) y 4G
(sobrecabeza) y para soldaduras con filete en las posiciones 1F (plana), 2F
(horizontal), y 4F (sobrecabeza) (véase la Figura 6.2).
6.3.4.3 Ensayo de soldadura en ranura para unión en T. Los requisitos de posición para
soldaduras en ranura deben regir la posición de soldadura calificada por el soldador (véase la
Figura 6.1).
39
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
6.3.5
NTC 4040
Tamaños de barra calificados
El menor tamaño de barra usado en la calificación debe calificar al soldador para soldar ese
tamaño de barra y cualquier tamaño más grande.
6.3.6
Metal base
El metal base usado debe cumplir lo indicado en el numeral 1.2 o la especificación del
procedimiento. El metal base puede ser sin recubrimiento o galvanizado, como se requiere en el
numeral 6.3.2.1.
6.3.7
Procedimiento de soldadura
El soldador debe seguir el procedimiento de soldadura estipulado en la especificación del
procedimiento.
6.3.8
Probetas de ensayo - Número, tipo y preparación
6.3.8.1 En la Tabla 6.2 se muestra el número y el tipo de ensamble de ensayo que se deben
probar para calificar a un soldador. Para calificar a los soldadores se requieren dos montajes de
ensayo soldados de acuerdo con el numeral 6.3.3.3.
6.3.8.2 Uniones a tope directas. Los ensambles de ensayo soldados para uniones a tope
directas hechas mediante GMAW (excepto transferencia de corto circuito), SMAW, o FCAW, se
deben ensayar mediante radiografía, o un ensamble de ensayo se debe someter al ensayo de
tracción de sección completa y el otro ensamble de ensayo al ensayo de macroataque. En
uniones en que se use apoyo de tubo cortado no se debe usar radiografía.
6.3.8.3 Uniones a tope directas mediante GMAW-S. En el caso de los ensambles de ensayo
soldados para unión a tope directa hecha mediante GMAW y usando transferencia de corto
circuito, se debe someter un ensamble de ensayo al ensayo de tracción de sección completa y el
otro al ensayo de macroataque.
6.3.8.4 Uniones a tope indirectas. Ambos ensambles de ensayo soldados en uniones a tope
indirectas se deben someter al ensayo de macroataque.
6.3.8.5 Montaje de ensayo para unión en T. Los dos ensambles de ensayo soldados para unión
en T se deben someter al ensayo de macroataque.
6.3.8.6 Probetas de ensayo de tracción. Salvo que se requiera una longitud mayor para los
ensayos, la probeta para ensayo de tracción de sección completa correspondiente a uniones a
tope directas debe tener una longitud mínima de al menos 16 veces el diámetro de la barra con la
soldadura localizada en la parte central [véase la Figura 6.6(A)].
6.3.8.7 Probeta de ensayo de tracción con apoyo de tubo partido. Para el ensayo de tracción no
es necesario quitar el apoyo de tubo partido.
6.3.8.8 Probetas de ensayo para macroataque. Las probetas de ensayo para macroataque se
deben preparar como sigue (véase la Figura 6.5):
1.
Uniones a tope directas y en T. El ensamble de ensayo se debe cortar
mecánicamente en una localización transversal a la dirección de la soldadura. La
probeta de ensayo debe mostrar toda la sección completa transversal longitudinal
de la soldadura, la raíz de la soldadura, y cualquier refuerzo [véanse las Figuras
6.5(A) y 6.5(B)].
40
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
2.
NTC 4040
Unión a tope indirecta. Cada ensamble de ensayo se debe cortar mecánicamente
en una localización que suministre una sección transversal de cada montaje
soldado [véase la Figura 6.5(C)].
Tabla 6.2 Número y tipo de ensayos y soldadura calificada para calificación de soldadores
(véase el numera 6.3.8.1)
Ensamble
para ensayo
de
calificación
Número de
ensambles
de ensayo
requeridos
Soldadura
calificadas
para:
Número y tipo de ensayos requeridos
Radiografía
(6.3.8.2)
Unión a tope
directa
Figura 6.6 (A)
Unión a tope
indirecta
Figura 6.6 (B)
Unión en T
con
penetración
completa en la
unión
Figura 6.6.(C)
2
Fig.3.1
Fig. 3.2
2
Fig. 3.5(D)
Fig.3.3
Fig.3.4
Fig.3.5(A),
(B), (C),(E).
2
Fig.3.1 ó
Fig.3.5 (D)
a
2
Macroataque
(6.3.9.2)
Tracción
(6.3.9.1)
o
b
1
+
b
1
-
-
2
-
-
2
Notas:
a.
La radiografía no es permitida para soldaduras hechas mediante GMAW usando transferencia con corto
circuito.
b.
Requerido para soldaduras hechas mediante GMAW usando transferencia con corto circuito. Para todos los
otros procesos de soldadura se pueden usar los ensayos de tracción y macroataque en lugar de la radiografía,
a opción del contratista.
6.3.9
Método de ensayo para las probetas
6.3.9.1 Ensayo de tracción en sección completa. La distancia mínima entre mordazas de la
máquina de ensayo debe ser igual al menos a ocho veces el diámetro de la barra para uniones a
tope directas. La probeta de ensayo se debe romper bajo la carga de tracción, y entonces se
debe determinar la carga máxima. La resistencia a la tracción se debe obtener dividiendo la
carga máxima por el área nominal de la sección transversal de la barra.
6.3.9.2 Ensayo de macroataque. Todas las secciones transversales se deben pulir y atacar con
una solución adecuada para dar una definición clara de la soldadura.
6.3.10 Resultados requeridos de los ensayos
6.3.10.1 Ensayo radiográfico. Para una calificación aceptable, la soldadura revelada por la
radiografía debe cumplir los requisitos de los numerales 4.4.2 y 4.4.8.
41
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
6.3.10.2 Ensayo de tracción en sección completa. La resistencia a la tracción no debe ser menor
del 125 % del límite elástico mínimo especificado para el tipo y el grado de barras unidas, salvo
que la especificación general lo estipule de otra manera.
6.3.10.3 Ensayo de macroataque. Se debe verificar que la probeta no presente discontinuidades
y si se encuentra alguna que esté prohibida en el numeral 4.4, la probeta se considerará como no
aprobada. En el caso de las uniones a tope directas, la sección transversal sometida a ataque
debe mostrar una completa fusión; o para los montajes de ensayo de ranura acampanada, el
tamaño de soldadura efectivo designado.
6.4
REPETICIÓN DE ENSAYOS
En caso de que un soldador no cumpla los requisitos de una o más soldaduras de ensayo, se
puede permitir una repetición del ensayo en las siguientes condiciones:
6.4.1
Repetición inmediata del ensayo
Se puede efectuar una repetición inmediata del ensayo constituida por dos soldaduras de cada
tipo y posición en que el soldador haya fallado. Todos las probetas para la repetición de los
ensayos deben cumplir todos los requisitos especificados.
6.4.2
Repetición del ensayo después de capacitación o práctica adicionales
Se puede efectuar una repetición del ensayo, siempre que haya evidencia de que el soldador ha
tenido capacitación o práctica adicionales. Se debe efectuar una repetición completa de los tipos
y posiciones de soldadura en que el soldador haya fallado.
6.5
PERÍODO DE VIGENCIA
La calificación del soldador según se especifica en esta norma se considerará indefinidamente
válida salvo que (1) el soldador, durante un período mayor de seis meses, no participe en un
determinado proceso de soldadura para el cual haya sido calificado, o a menos que (2) haya
alguna razón específica para poner en tela de juicio la habilidad del soldador.
6.6
REGISTROS
El fabricante o el contratista debe conservar registros de los resultados de los ensayos, y esos
registros deben estar a disposición de quienes estén autorizados para examinarlos.
7.
INSPECCIÓN
7.1
REQUISITOS GENERALES
7.1.1 El inspector debe determinar que toda la fabricación efectuada mediante soldadura, se
realice de acuerdo con los requisitos de esta norma.
7.1.2 Los inspectores responsables de la aceptación o el rechazo del material y del trabajo
deben ser calificados. La base de la calificación del inspector debe ser documentada. Si el
ingeniero decide especificar la base de la calificación del inspector, así se deberá estipular en los
documentos del contrato.
42
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Las siguientes son bases de calificación aceptables:
1.
Certificación actual o anterior como Inspector de soldadura certificado AWS (CWI)
de acuerdo con las disposiciones de AWS QC1. Standard and Guide for
Qualification and Certification of Welding Inspectors.
2.
Calificación actual o anterior otorgada por la Oficina Canadiense de Soldadura
(CBW) de acuerdo con los requisitos de la norma W178.2, Certification of Welding
Inspectors, de la Asociación Canadiense de Normalización (CSA).
3.
Un ingeniero o técnico que, mediante capacitación o experiencia o ambas cosas,
en fabricación, inspección y ensayo, es competente para efectuar inspección del
trabajo.
7.1.3 Al inspector se le deben suministrar planos detallados completos en los cuales se indique
el tamaño, la longitud, el tipo y la localización de todas las soldaduras que se deban efectuar.
7.1.4 Al inspector se le debe notificar, por anticipado, acerca del comienzo de cualquier
operación de soldadura.
7.2
INSPECCIÓN DE METALES BASE
El inspector se debe asegurar de que sólo se usen metales base que cumplan los requisitos de
esta norma.
7.3
INSPECCIÓN DE LA CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Y
DEL EQUIPO
El inspector debe verificar la soldadura y el ensayo posterior de cualquier probeta para la
calificación del procedimiento que se requiera. El inspector debe verificar el equipo de soldadura
que se vaya a usar en el trabajo, con el fin de asegurarse de que esté en tales condiciones que
les permita a los soldadores calificados aplicar procedimientos calificados y alcanzar resultados
prescritos en esta norma.
7.4
INSPECCIÓN DE LAS CALIFICACIONES DEL SOLDADOR
7.4.1 El inspector sólo debe permitir que la soldadura sea efectuada por soldadores que estén
calificados de acuerdo con los requisitos de esta norma. El inspector debe presenciar la
soldadura y los ensayos de las probetas de calificación para cada soldador, o debe asegurarse
de que cada soldador haya demostrado previamente esas calificaciones bajo una supervisión
aceptable.
7.4.2 Cuando la calidad del trabajo del soldador este por debajo de los requisitos de esta
norma, el inspector debe requerir ensayos de la calificación de un soldador por medio de una
recalificación parcial o completa de acuerdo con el numeral 6.3.
7.5
INSPECCIÓN DEL TRABAJO Y REGISTROS
7.5.1 El inspector debe verificar que el tamaño, la longitud y la localización de todas las
soldaduras cumplan los requisitos de esta norma y estén de acuerdo con los planos detallados,
que no se omitan soldaduras especificadas, y que no se hayan agregado soldaduras no
especificadas, sin aprobación.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
7.5.2 El inspector debe verificar que los procedimientos de soldadura usados cumplan las
disposiciones de esta norma.
7.5.3 El inspector debe verificar que los electrodos se usen únicamente en las posiciones y con
el tipo de corriente de soldadura y de polaridad para los cuales estén clasificados.
7.5.4 A intervalos adecuados, el inspector debe observar la técnica y el desempeño de cada
soldador para verificar que se cumplan los requisitos aplicables de esta norma.
7.5.5 El inspector debe examinar el trabajo para verificar que cumple los requisitos de esta
norma. El tamaño y la longitud de las soldaduras se debe medir con calibradores adecuados. La
inspección visual para ver si hay grietas y otras discontinuidades en las soldaduras y en el metal
base se deben efectuar con ayuda de una luz fuerte, lentes de aumento, u otros dispositivos
útiles según sea necesario.
7.5.6 Los inspectores deben identificar con una marca distinguible o con otros métodos de
registro todas las partes o uniones que ellos hayan inspeccionado y aceptado. Se puede usar
cualquier método de registro que sea mutuamente aceptable. Sin la aprobación del Ingeniero, no
se admite el estampado de los elementos cargados dinámicamente.
7.5.7 El inspector debe llevar un registro de las calificaciones de todos los soldadores, de todas
las calificaciones de procedimientos o de otros ensayos que se efectúen, y cualquier otra
información semejante que se pueda requerir.
7.6
OBLIGACIONES DEL CONTRATISTA
7.6.1 El contratista será responsable de la inspección visual y de la corrección necesaria en
relación con todas las deficiencias en los materiales y en la mano de obra, de acuerdo con los
requisitos de los numerales 3, 4, y 4.4 u otras partes de esta norma, según sea aplicable.
7.6.2 El contratista debe atender todas las solicitudes del inspector (o de los inspectores) en
cuanto a corregir deficiencias en los materiales y en la mano de obra, según lo previsto en los
documentos del contrato.
7.6.3 En el caso de que la soldadura defectuosa o su retiro para soldar de nuevo, dañe el metal
base de tal modo que a juicio del Ingeniero su retención no esté de acuerdo con el propósito de
los documentos del contrato, el contratista debe retirar y reemplazar el metal base dañado o debe
compensar la deficiencia de una manera aprobada por el ingeniero.
7.6.4 Cuando en la información suministrada a los licitadores se especifiquen ensayos no
destructivos distintos de la inspección visual, será responsabilidad del contratista asegurarse
de que todas las soldaduras especificadas cumplan los requisitos de calidad indicados en el
numeral 4.4.
7.6.5 Si en el acuerdo del contrato original no se especifica ningún ensayo no destructivo
distinto de la inspección visual, pero posteriormente es requerido por el propietario, el contratista
debe efectuar cualquier ensayo requerido o debe permitir que se efectúe cualquier ensayo de
acuerdo con lo indicado en el numeral 7.7. El propietario será responsable de todos los costos
asociados incluyendo el manejo, la preparación de la superficie, el ensayo no destructivo, y la
reparación de discontinuidades distintas de las mencionadas en los numerales 4.4.1 a 4.4.7
inclusive, a tarifas mutuamente acordadas entre el propietario y el contratista. Ahora bien, si esos
ensayos revelasen un intento de fraude o de no conformidad importante respecto de esta norma,
el trabajo de reparación se efectuará a expensas del contratista.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
7.7
NTC 4040
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
7.7.1 Cuando se requiere algún ensayo no destructivo distinto del visual, así se debe estipular
en la información suministrada a los licitadores. Esta información debe designar las soldaduras
que se han de examinar, el grado del examen de cada soldadura y el método de ensayo.
7.7.2 Las soldaduras ensayadas en forma no destructiva que no cumplan los requisitos de esta
norma, se deben reparar usando las disposiciones aplicables de esta norma.
7.7.3 Cuando se use ensayo radiográfico, el procedimiento y la técnica deben ser de acuerdo
con la práctica corriente en la industria. Véase la norma ANSI/AWS D1.1, numeral 6, excepto el
numeral 6.10, procedimiento radiográfico, para un ejemplo de esa práctica. Las normas de
aceptación deben estar de acuerdo con los numerales 4.4.2 y 4.4.8 de esta norma.
7.7.4 Cuando se use el ensayo de partícula magnética, el procedimiento y la técnica deben
estar de acuerdo con la norma ASTM E709 Standard Practice for Magnetic Particle Examination,
y la norma de aceptación debe estar de acuerdo con el numeral 4.4 de esta norma.
7.7.5 Con el fin de detectar discontinuidades que sean abiertas a la superficie, se puede usar
una inspección por tintas penetrantes, y para ésta inspección, se pueden usar los métodos
estipulados en la norma ASTM E 165 Standard Practice for Liquid Penetrant Inspection, y las
normas de aceptación deben estar de acuerdo con el numeral 4.4. de esta norma.
7.7.6
Calificación de personal
7.7.6.1 El personal que efectúe ensayos no destructivos distintos del visual debe estar calificado
de acuerdo con la edición vigente de la norma SNT-TC.1A, de la American Society for
Nondestructive Testing. Solamente las personas calificadas para NDT NIVEL I y que trabajen
bajo el NDT NIVEL II o las personas calificadas para NDT NIVEL II pueden efectuar ensayos no
destructivos.
7.7.6.2 La certificación de las personas del Nivel I y del Nivel II debe ser efectuada por una
persona del Nivel III que haya sido certificada por (1) la American Society for Nondestructive
Testing, o (2) que tenga la educación, la capacitación, la experiencia, y que hayan pasado
exitosamente el examen escrito prescrito en la norma SNT-TC-1A.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Apéndice A
Formato de muestra para procedimiento de soldadura
(Información no obligatoria)
(Este apéndice no es parte de esta norma y solo se incluye con propósitos de información.
Especificación del procedimiento de soldadura, registro de calificación del procedimiento y
registro del ensayo de calificación del soldador.
Especificación No.______________________
Soldador______________________________
Especificación del Procedimiento
Especificación del material_____________________________________________
Tamaño de la rebarra_________________________________________________
Tipo de recubrimiento de rebarra________________________________________
Material de apoyo____________________________________________________
Tamaño del apoyo___________________________________________________
Proceso de soldadura_________________________________________________
Carbono equivalente__________________________________________________
Manual o a máquina__________________________________________________
Posición de la soldadura_______________________________________________
Especificación del metal de aporte______________________________________
Socavación__________
Clasificación del metal de aporte________________________________________
Gas de protección____________________________________________________
Tasa de flujo de gas__________________________________________________
Paso sencillo o múltiple_______________________________________________
Resultados__________
Arco sencillo o múltiple________________________________________________
Corriente de soldadura________________________________________________
Polaridad___________________________________________________________
Tratamiento del fondo de la soldadura____________________________________
Temperatura de precalentamiento y entre pases____________________________
Resultado del ensayo
Resistencia de tracción, psi
1.__________
2.__________
Ensayo de macroataque
1._________2._______
Inspección visual
Apariencia__________
Porosidad__________
NDT_______________
Tipo_______________
Procedimiento de soldadura
Pase No.
Tamaño electrodo
Corriente de soldadura
Amperios
Detalle de la unión
Tensión
Este procedimiento puede variar debido a la secuencia de la fabricación, al montaje, al tamaño del pase, etc. dentro de
las limitaciones de variables dadas en el numeral 6.2.1. Nosotros los suscritos certificamos que las afirmaciones
hechas en este registro son correctas y que los ensayos fueron preparados, soldados y probados de acuerdo con los
requisitos del numeral 6.2 de la NTC 4040.
Procedimiento No.________________________________
Revisión No._____________________________________
46
Fabricante o contratista_______________________
Autorizado por_______________________________
Fecha_____________________________________
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NTC 4040
Apéndice B
Dimensiones nominales de las barras de refuerzo estándar
(Este apéndice no es parte de la norma, pero se incluye para propósitos de información
únicamente).
Tamaño de
la
barra
3
4
5
6
7
8
9
10
11
14
18
+
Peso unitario
lb/ft
0,376
0,668
1,043
1,502
2,044
2,670
3,400
4,303
5,313
7,65
13,60
Diámetro
kg/m
0,56
1,00
1,55
2,26
3,64
3,98
5,07
6,41
7,92
11,40
20,26
pulgada
0,375
0,500
0,625
0,750
0,875
1,000
1,128
1,270
1,410
1,693
2,257
Área de la sección transversal
mm
9,52
12,70
15,88
19,05
22,22
25,40
28,65
32,26
35,81
43,00
57,33
2
m
0,11
0,20
0,31
0,44
0,60
0,79
1,00
1,27
1,56
2,25
4,00
2
mm
71,0
129,0
200,0
283,9
387,1
509,7
645,2
819,4
1 006,5
1 451,7
2 580,8
*
Las dimensiones nominales de las barras corrugadas son equivalentes a las de las barras lisas que tengan
la misma masa nominal por metro de longitud.
+
Los números de las barras están basados en octavos de pulgada y corresponden al diámetro nominal de
las barras.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Apéndice C
Procedimientos de seguridad
(Este Apéndice no es parte de la norma, pero se incluye para propósitos de información
únicamente)
Este apéndice considera muchos de los elementos básicos de seguridad general para los
procesos de soldadura por arco. El Apéndice incluye muchos, pero no todos, los aspectos de
seguridad relacionados con soldadura estructural. Se revisarán aquí los peligros que se pueden
encontrar y los procedimientos que minimizarán las lesiones personales y el daño a la propiedad.
C.1
RIESGOS ELÉCTRICOS
El choque eléctrico puede matar. Sin embargo, se puede evitar. No se deben tocar las partes
eléctricas energizadas. Es indispensable leer y entender las instrucciones del fabricante y los
procedimientos de seguridad recomendados. La instalación defectuosa, el contacto a tierra
inadecuado, y la operación y el mantenimiento incorrectos de equipo eléctrico son todas fuentes
de peligro.
Todo el equipo eléctrico, y las piezas en elaboración deben tener contacto a tierra. Para el
contacto a tierra de la pieza en elaboración se requiere una conexión por aparte. El conductor
conectado a la pieza que se esté soldando no se debe confundir con una conexión a tierra.
Para evitar el choque eléctrico, el área de trabajo, el equipo, y el vestuario deben permanecer
secos en todo momento. Es indispensable usar guantes secos y calzado con suelas de caucho.
El soldador debe permanecer sobre un tablado seco o sobre una plataforma aislada.
Los cables y los conectores se deben mantener en buena condición. No se deben usar cables
gastados, dañados, o desnudos. En caso de choque eléctrico, se debe desconectar de inmediato
la energía eléctrica. Si el rescatador tiene que recurrir a retirar la víctima respecto del contacto
energizado, se deben usar materiales no conductores. Se debe llamar un médico y mantener
CPR hasta restauración de la respiración, o hasta que llegue un médico. Véanse las referencias
bibliográficas 8, 9 y 14.
C.2
VAPORES Y GASES
Muchos procesos de soldadura, corte y similares producen vapores y gases que pueden ser
peligrosos para la salud del ser humano. De los productos consumibles usados en la soldadura,
del metal base y de cualquier recubrimiento existente en el metal base se originan vapores; y
durante el proceso de soldadura se producen gases o se pueden producir por los efectos de la
radiación del proceso sobre el entorno. Todas las personas relacionadas con la operación de
soldadura deben conocer los efectos de estos vapores y gases.
Los posibles efectos de la sobreexposición a los vapores y a los gases van desde irritación de los
ojos, la piel y el sistema respiratorio hasta complicaciones más severas. Los efectos pueden
ocurrir en forma inmediata o en algún tiempo posterior. Los vapores pueden ocasionar síntomas
tales como náusea, dolores de cabeza, vértigo, y fiebre por vapor del metal.
48
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
Para mantener los vapores y los gases alejados de las zonas de respiración y del área de trabajo
general se debe tener suficiente ventilación, escape en el arco, o ambas cosas.
Véanse las referencias 1, 5 y 15 para información más detallada sobre los vapores y los gases
producidos por los diversos procesos de soldadura.
C.3
RUIDO
El ruido excesivo es un peligro bien conocido para la salud. La exposición al ruido excesivo
puede ocasionar pérdida de la audición.
Esta pérdida de la audición puede ser total o parcial, y temporal o permanente. El ruido excesivo
afecta adversamente la capacidad de audición. Además, hay evidencia de que el ruido excesivo
afecta a otras funciones del organismo así como al comportamiento.
Se pueden utilizar dispositivos de protección personal tales como protectores de oídos.
Generalmente, estos dispositivos sólo se aceptan cuando los controles de ingeniería no son
completamente eficientes. Véanse las referencias 1 y 15 para más información sobre este
aspecto.
C.4
PROTECCIÓN CONTRA LAS QUEMADURAS
La soldadura, el corte y los procesos relacionados producen metal derretido, chispas, escoria, y
superficies de trabajo calientes. Todo esto puede ocasionar quemaduras si no se toman medidas
de precaución.
Los trabajadores deben usar vestuario de protección hecho de material resistente al fuego. No
conviene usar bocamangas con doblez en el pantalón o vestuario con bolsillos abiertos u otros
lugares sobre las prendas que puedan recoger y retener metal fundido o chispas. Conviene usar
botas o calzado con polainas de protección y guantes de protección contra el fuego. Las
botamangas del pantalón se deben usar sobre las botas altas. También conviene usar cascos o
escudos manuales que ofrezcan protección para el rostro, el cuello y los oídos, así como una
cubierta de protección para la cabeza. El vestuario se debe mantener libre de grasa y aceite. En
los bolsillos no se debe llevar ningún material combustible. Si sobre el vestuario se derrama
cualquier sustancia combustible, la prenda se debe reemplazar con vestuario limpio y resistente
al fuego antes de trabajar con arcos abiertos o llama.
En todo momento se debe usar protección apropiada para los ojos. También conviene usar gafas
o su equivalente que ofrezca protección adicional para los ojos.
En todo momento conviene usar guantes aislados cuando se tenga contacto con elementos
calientes o cuando se maneje equipo eléctrico.
Véanse las referencias 1, 6, 8 y 15 para información más detallada sobre la protección personal.
C.5
PREVENCIÓN DE INCENDIOS
La soldadura, el corte y los procesos relacionados producen metal derretido, chispas, escoria y
superficies de trabajo calientes. Todo esto puede ocasionar incendio o explosión si no se toman
medidas de precaución. En ciertos casos en que la soldadura o el corte se han efectuado en
espacios que contenían gases, vapores, líquidos o polvo inflamables han ocurrido explosiones.
Todo material combustible se debe retirar del área de trabajo. En los casos en que sea posible, el
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
trabajo se debe trasladar a una localización bien alejada de los materiales combustibles. Ahora
bien, si ninguna de estas acciones es posible, los combustibles se deben proteger con una
cubierta de material protector contra el fuego. Todos los materiales combustibles se deben retirar
o proteger en forma segura dentro de un radio de 11 m (35 pies) alrededor del área de trabajo.
En atmósferas que contengan gases, vapores, líquidos o polvo peligrosamente reactivos o
inflamables no se debe efectuar soldadura o cortes. No se debe aplicar calor a un recipiente que
haya contenido una sustancia desconocida o un material combustible y cuyo contenido pueda
producir vapores inflamables o explosivos al calentarse. En las áreas de trabajo se debe
suministrar ventilación adecuada para evitar la acumulación de gases, vapores o polvo
inflamables. Los recipientes deben ser limpiados y purgados antes de aplicarles calor.
Véanse las referencias 2, 8 y 15 para información más detallada sobre los riesgos de incendio
debidos a las operaciones de soldadura o de corte.
C.6
RADIACIÓN
La soldadura, el corte y las operaciones relacionadas pueden producir energía radiante
(radiación) peligrosa para la salud. Todas las personas asociadas con las operaciones de
soldadura deben conocer los efectos de esta energía radiante.
La energía radiante puede ser ionizante (tal como los rayos X) o no ionizante (tal como la luz
ultravioleta, la luz visible, o infrarroja). La radiación puede producir una diversidad de efectos tales
como quemaduras en la piel y daño en los ojos, si ocurre exposición excesiva.
Algunos procesos tales como la soldadura de resistencia y la soldadura a presión en frío
ordinariamente producen cantidades despreciables de energía radiante. Sin embargo, la mayoría
de los procesos de soldadura por arco y de corte (excepto el arco sumergido cuando se usa
apropiadamente), la soldadura con láser y la soldadura con llama, el corte, la soldadura fuerte, o
la soldadura pueden producir cantidades de radiación no ionizante en tal forma que se necesitan
medidas de protección.
La protección respecto de los posibles efectos peligrosos de la radiación incluye lo siguiente:
1.
Los arcos de soldadura no se deben mirar sino a través de placas con filtro para
soldadura (véase la referencia 3). Las cortinas transparentes para soldadura no
tienen el propósito de servir como placas con filtro para soldadura, sino más bien
proteger a las personas que pasan cerca de la exposición incidental.
2.
La piel expuesta se debe proteger con guantes y vestuario adecuados según lo
especificado. Véase la referencia 8.
3.
Debe haber protección para las personas que pasan cerca de las operaciones de
soldadura mediante el uso de pantallas, cortinas o guardar distancia adecuada
respecto de zonas de circulación, etc.
4.
Los vidrios de seguridad con cubiertas laterales protectoras contra rayos
ultravioleta han proporcionado alguna protección contra la radiación ultravioleta
producida por los arcos de soldadura.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
C.7
NTC 4040
PROCEDIMIENTOS RADIOGRÁFICOS
En esta norma no se tratan los problemas de la protección personal contra los rayos X y los rayos
gamma. Los procedimientos radiográficos se deben efectuar en condiciones protegidas de tal
modo que el operador del equipo no reciba una dosis máxima de radiación en todo el cuerpo que
exceda a la permitida por las regulaciones de las autoridades competentes. Las agencias
reguladoras gubernamentales publican regulaciones obligatorias. En el área de inspección así
como en las áreas adyacentes se deben efectuar cuidadosos controles de radiación en todas las
condiciones de operación posibles, de acuerdo con las regulaciones y las normas apropiadas.
Para una información más completa, el usuario debe consultar las referencias 4, 10, 11, 12 y 16.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
REFERENCIAS CITADAS
1.
American Conference of Governmental Industrial Hygienist. Threshold Limit Values for
Chemical Substances and Physical Agents in the Workroom Environment. Cincinnati,
Ohio: American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH)
2.
American National Standards Institute. Practice for Occupational and Educational Eye
and Face Protection, ANSI Z87.1 New York: American National Standards Institute.
3.
Safety- Toe Footwear, ANSI Z41.1. New York: American National Standards Institute.
4.
ASTM. “ Definitions of Terms Relating to Gamma and X-Radiography,” E586, 1988 Annual
Book of ASTM Standards, Section 3, Volume 03.03. Philadelphia, PA: ASTM, 1988.
5.
American Welding Society. Fumes and Gases in the Welding Environment. AWS Report.
Miami, Florida: American Welding Society.
6.
Method for Sound Level Measurement of Manual Arc Welding and Cutting Processes.
ANSI/AWS F6.1 Miami, Florida: American Welding Society.
7.
Recommended Safe Practices for the Preparation for Welding and Cutting Containers
that Have Held Hazardous Substances, ANSI/AWS F4.1. Miami, Florida: American
Welding Society.
8.
Safety in Weilding and Cutting, AWS/ANSI Z49.1 Miami, Florida: American Welding
Society.
9.
Safe Practices, Reprint from Welding Handbook, Volume 1, Eighth Edition.
Florida: American Welding Society.
10.
National Bureau of Standards. General Safety Standard for Installation Using NonMedical X-Ray and Sealed Gamma Ray Sources up to 10 MeV Equipment Design and
use, NBS-HDBK-114. Gaithersburg, Maryland: National Bureau of Standards.
11.
Safety Standard for Non-Medical X-Ray and Sealed Gamma-Ray Sources, NBS-HDBK93. Gaithersburg, Maryland: National Bureau of Standards.
12.
X-Ray +Protection. NBS-HDBK-60. Gaithersburg, Maryland: National Bureau of Standards.
13.
National Fire Protection Association. Cutting and Welding Processes, NFPA Standard
51 B. Quincy, Massachusetts:National Fire Protection Association, latest Edition.
14.
National Electrical Code NFPA No. 70. Quincy, Massachusetts: National Fire Protection
Association.
15.
U.S. Government Printing Office. Code of Federal Regulations (CFR), Title 29, Chapter
XVII, Part 1910. Washington, DC: U.S. Government Printing Office.
16.
“Safety Requirements for Cabinet x-Ray,”Federal Standard No. 21-Code of Federal
Regulations. Washington, DC:U.S. Government Printing Office.
52
Miami,
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 4040
DOCUMENTO DE REFERENCIA
AMERICAN WELDING SOCIETY. Structural Welding Code - Reinforcing Steel. Miami: AWS,
1992, 39 p. (AWS/AWS D1.4-92).
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