Soldadura de Tuberías e
Instalaciones Relacionadas
Sector Tuberías
ESTÁNDAR API 1104
VIGÉSIMA EDICIÓN, NOVIEMBRE 2005
“Este estándar ha sido traducido por la Pontificia Universidad Católica del Perú con el permiso del
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idioma inglés que permanece como la versión oficial. API no se hace responsable por cualquier
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Copyright © 2005 American Petroleum Institute
PRÓLOGO
Este estándar fue preparado por un comité que incluye representantes del Instituto Americano de
Petróleo, la Asociación Americana de Gases, la Asociación de Contratistas de Líneas de Tuberías, la
Sociedad Americana de Soldadura, la Sociedad Americana para Ensayos no Destructivos, así como
representantes de fabricantes de tuberías y personas asociadas con industrias relacionadas.
El propósito de este estándar es presentar los métodos para la producción de soldaduras de alta calidad a
través del uso de soldadores calificados usando procedimientos de soldadura, materiales y equipos
aprobados. El propósito es también presentar métodos de inspección para asegurar el apropiado análisis de
la calidad de la soldadura a través del uso de técnicas calificadas y métodos y equipos aprobados. Se aplica
tanto a soldaduras de nuevas construcciones como en servicio.
El uso de este estándar es enteramente voluntario y esta destinado a ser aplicado en soldadura de tuberías
usadas en la compresión, bombeo, y transmisión de petróleo crudo, productos de petróleo, gases
combustibles, dióxido de carbono y nitrógeno, y donde sea aplicable, a sistemas de distribución.
Este estándar representa los esfuerzos combinados de varios ingenieros responsables del diseño,
construcción, y operación de líneas de tuberías de petróleo y gas, y el comité reconoce con mucho aprecio
su incondicional y valiosa asistencia.
De tiempo en tiempo será necesario revisar este estándar para mantenerlo actualizado con el desarrollo
tecnológico. El comité siempre está ansioso de mejorar este estándar y dará su entera consideración a todos
los comentarios recibidos.
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Ninguna información contenido en cualquier publicación API debe ser interpretada como una concesión
de un derecho, ya sea por consecuencia o por otra manera, para la fabricación, venta, o uso de cualquier
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información contenida en la publicación como medio para asegurar a cualquiera contra una demanda por
violación de letras patente.
Este documento fue producido bajo los procedimientos de estandarización API que aseguran una
apropiada notificación y participación en el proceso de desarrollo y esta designado como un estándar API.
Las preguntas respecto a la interpretación del contenido de este estándar o comentarios y preguntas respecto
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solicitado al director.
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cada cinco años. Una única extensión de tiempo de dos años puede ser añadida a este ciclo de revisión. El
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trimestralmente por API, 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005
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Publicaciones, API, 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005, standards@api.org.
COMITÉ CONJUNTO API - AGA DE PRÁCTICAS DE SOLDADURA DE
CAMPO EN TUBERÍAS PARA PETRÓLEO Y GAS
Robert Wright, Presidente
Marshall L. Farley, Vice-Presidente
Gary G. Perkins, Secretario
American Petroleum Institute
Donald Drake
Damodaran Raghu
Jim Ibarra
Gary G. Perkins
American Gas Association
Marshall L. Farley
Alan C. Holk
Perry N. Sheth
Joseph Sieve
American Society for Nondestructive Testing
David L. Culbertson
C.P. Woodruff, Jr.
Scott M. Metzger
Tom Reeder
American Welding Society
William A. Bruce
Alan S. Beckett
Robert W. Gatlin
Robert R. Wright
National Electrical Manufacturers Association
Ken Lee
Pipe Manufacturers
Frank M. Christensen
Samar K. Saha
Jessie E. Robbins
Robert Wise
Pipeline Contractors Association
Brian Laing
Ronnie F. WIse
Don W. Thorn
Bill Marhofer
General Interest Group
Robert Huntley
Wayne Klemcke
Joel Sprague
Young Yi Wang
Members Emeritus
John K. McCarron
Dale Wilson
M. Jordan Hunter
E.L. Von Rosenberg
R. B. Gwin
H. Charle Price
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
1
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
1 Generalidades
1.1ALCANCE
Este estándar cubre las soldaduras por arco y gas de
uniones a tope, filete y socket de tuberías de acero al
carbono y de baja aleación utilizadas en la compresión,
bombeo y transporte de petróleo crudo, productos del
petróleo, gases combustibles, dióxido de carbono,
nitrógeno y, donde sea aplicable, cubre soldaduras en
sistemas de distribución. Es aplicable tanto para
construcciones nuevas como aquellas que se encuentran en
servicio. La soldadura puede ser hecha por SMAW, SAW,
GTAW, GMAW, FCAW, soldadura por arco plasma,
soldadura oxiacetilénica o soldadura por chisporroteo o
una combinación de estos procesos usando una técnica de
soldadura manual, semi automática, mecanizada, o
automática, o una combinación de estas técnicas. Las
soldaduras pueden ser producidas en posición o mediante
rotación, o a través de una combinación de éstas.
Este estándar también cubre los procedimientos para
ensayos de radiografía, partículas magnéticas, líquidos
penetrantes y ultrasonido, así como los estándares de
aceptación a ser aplicados en la producción de soldaduras
ensayadas destructivamente o inspeccionadas por los
métodos de radiografía, partículas magnéticas, líquidos
penetrantes, ultrasonido e inspección visual.
Se entiende que todo trabajo realizado de acuerdo con
este estándar debe reunir o exceder los requerimientos de
este estándar.
2
Los siguientes estándares, códigos y especificaciones
son citados en este estándar:
API
a.
Una descripción del proceso de soldadura.
b.
Una propuesta de las variables esenciales.
c.
Una especificación del procedimiento de soldadura
(WPS - welding procedure specification).
d.
Métodos de inspección de soldadura.
e.
Tipos de imperfecciones de soldadura y sus límites de
aceptación propuestos.
f.
Procedimientos de reparación.
Spec 5L
Specification for Line Pipe
RP 2201
Safe Hot Tapping Practices in the
Petroleun & Petrochemical Industries
ASNT1
Qualification
and
RP SNT-TC-1A Personnel
Certification in Nondestructive Testing
ACCP
ASNT Central Certification Program.
2
ASTM
Los valores especificados en unidades pulgadas-libras o
unidades SI han de ser considerados separadamente en el
estándar.
Cada
sistema
ha
de
ser
usado
independientemente uno del otro, sin combinar valores en
ningún caso.
Otros procesos que aquellos descritos arriba serán
considerados para incluirlos en este estándar. Las personas
que deseen tener otros procesos incluidos deben presentar,
como mínimo, la siguiente información para la
consideración del comité:
PUBLICACIONES DE REFERENCIA
E 164
Standard Practice for Ultrasonic
Contact Examination of Weldments
E 165
Standard Test for Liquid Penetrant
Examination
E 709
Standard Guide for Magnetic Particle
Examination
E 747
Standard
Practice
for
Design,
Manufacture and Material Grouping
Classification of Wire Image Quality
Indicators (IQI) Used for Radiology
AWS3
1
A3.0
Welding, Terms and Definitions
A5.1
Covered Carbon Steel Arc Welding
Electrodes
A5.2
Iron and Steel Oxyfuel Gas Welding
Rods
American Society for Nondestructive Testing, Inc., 1711
Arlingate Lane, P.O. Box 28518, Columbus, Ohio 43228-0518.
www.asnt.org.
2
American Society for Testing and Materials, 100 Barr Harbor
Drive, West Conshohoken, Pennsylvania 19428-2959.
www.astm.org.
3
American Welding Society, 550 N.W. LeJune Road, Miami,
Florida 33126. www.aws.org.
2
Estándar API 1104
A5.5
Low Alloy Steel Covered Arc Welding
Electrodes
A5.17
Carbon Steel Electrodes and Fluxes for
Submerged Arc Welding
A5.18
Carbon Steel Filler Metals for Gas
Shielded Arc Welding
A5.20
Carbon Steel Electrodes for Flux
Cored Arc Welding
A5.28
Low Alloy Steel Filler Metals for Gas
Shielded Arc Welding
A5.29
Low Alloy Steel Electrodes for Flux
Cored Arc Welding
4
BSI
BS 7448: Part 2 Fracture Mechanics Test Part 2, Meted
for Determination of Ktc Critical
CTOD and Critical J Values of Welds
in Metallic Materials
ISO5
ISO 1027
Radiographic image quality indicators
for non-destructive testing-Principles
and Identification
Sulfide Stress Cracking Resistant
Metallic Materials for Oil Field
Equipment
3 Definición de Términos
3.1 GENERALIDADES
Los términos de soldadura usados en este estándar son
definidos en AWS A3.0, con las adiciones y
modificaciones mostradas en 3.2.
3.2 DEFINICIONES
3.2.1 Soldadura automática (automatic welding):
Soldadura por arco con equipamiento que permite la
operación total de soldadura sin otra manipulación del arco
o electrodo o personal que la guíe o lleve y sin un
4
3.2.2 Soldadura de ramal (branch weld): La
soldadura completa de unión entre una tubería de
ramificación o un accesorio de ramificación a una tubería
principal.
3.2.3 Compañía (company): La compañía propietaria o
la agencia de ingenieros encargada de la construcción. La
compañía puede actuar a través de un inspector u otro
representante autorizado.
3.2.4 Contratista (contractor): Incluye el contratista
principal y cualquier subcontratista del trabajo cubierto por
este estándar.
3.2.5 Defecto (defect): Una imperfección de suficiente
magnitud como para ser rechazada de acuerdo a las
estipulaciones de este estándar.
3.2.6
Imperfección
(imperfection):
Una
discontinuidad o irregularidad que es detectable por
métodos descritos en este estándar.
3.2.7 Indicación (indication): Evidencia obtenida por
un ensayo no destructivo.
NACE6
MRO175
requerimiento de habilidad manual por parte del operador
de soldadura.
British Standard Institution, British Standards House, 389
Chiswick High Road, London, W4 4AL, United Kindom.
5
International Organization for Standardization (ISO), 1, rue de
Varembé, Case postale 56, CH-1211 Geneva 20, Switzerland.
www.iso.org
6
NACE International, 1440 South Creek Drive, Houston, Texas
77084. www.nace.org
3.2.8 Concavidad interna (internal concavity): Un
cordón que ha sido fundido adecuadamente y que ha
penetrado completamente el espesor de la tubería a lo
largo de ambos lados del bisel pero cuyo centro esta más
abajo de la superficie interior de la pared de la tubería. La
magnitud de la concavidad es la distancia perpendicular
entre una extensión axial de la superficie de la pared de la
tubería y el punto más bajo de la superficie del cordón
soldado.
3.2.9.
Soldadura
Mecanizada
(mechanized
welding): Proceso en donde los parámetros y el llevado
de la torcha son controlados mecánicamente o
electrónicamente, pero pueden ser manualmente variados
durante la soldadura manteniendo las condiciones de
soldadura especificadas.
3.2.10 Soldadura en Posición (position welding):
Soldadura en la cual el tubo o ensamble no está rotando
mientras la soldadura está siendo depositada.
3.2.11 Soldador Calificado (qualified welder): Un
soldador que ha demostrado tener la habilidad de producir
soldaduras que cumplan los requerimientos de las
secciones 5 ó 6.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
3.2.12 Procedimiento de Soldadura Calificado
(qualified welding procedure): Un método detallado
probado y analizado por el cual soldaduras sanas con
apropiadas propiedades mecánicas pueden ser producidas.
3.2.13 Radiólogo (radiographer): Persona que realiza
las operaciones de radiografiado.
3.2.14 Reparación (repair): Cualquier labor de
soldadura que se realiza en una unión soldada terminada
para corregir una falla en la soldadura que ha sido
descubierta por inspección visual o END (ensayos no
destructivos) y que se encuentra fuera de los límites de
aceptación establecidos por este estándar.
3.2.15 Soldadura Rotada (roll welding): Soldadura
en la cual la tubería o ensamble es rotado mientras el metal
de soldadura es depositado en o cerca de la zona superior
central de la tubería.
3.2.16 Cordón de raíz (root bead): El primer cordón
que junta inicialmente dos secciones de tubería, una
sección de tubería a un accesorio, o dos accesorios.
3
cumplan estos requerimientos deben ser reparados o
reemplazados.
4.2 MATERIALES
4.2.1
Tuberías y Conexiones
Este estándar es aplicable a las soldaduras de tuberías y
conexiones que conforman las siguientes especificaciones:
a.
API Specification 5L
b.
Especificaciones ASTM aplicables.
Este estándar también se aplica para materiales con
composición química y propiedades mecánicas que
cumplen con una de las especificaciones listadas en los
ítems a y b, aun cuando los materiales no estén
manufacturados en concordancia con la especificación.
4.2.2
Metal de Aporte
3.2.17 Soldadura Semiautomática (semiautomatic
welding): Soldadura de arco con equipamiento que
controla únicamente la alimentación del metal de aporte. El
avance de la soldadura es controlado manualmente.
4.2.2.1 Tipo y Tamaño
3.2.18 Debe (Shall): Término que indica un
requerimiento mandatorio. El término debería (should)
indica una recomendación práctica.
a.
AWS A5.1
b.
AWS A5.2
c.
AWS A5.5
3.2.19 Soldadura (Weld): La unión soldada completa
de dos secciones de tubería, una sección de tubería a una
conexión (fitting), o dos conexiones.
d.
AWS A5.17
e.
AWS A5.18
f.
AWS A5.20
g.
AWS A5.28
h.
AWS A5.29
i.
Metales de aporte que no cumplan las especificaciones
arriba mencionadas pueden ser usados siempre que los
procedimientos de soldadura involucrados en su uso
sean calificados.
3.2.20 Soldador (welder): Persona que realiza la
soldadura.
4 Especificaciones
4.1 EQUIPAMIENTO
Los equipos de soldadura de gas o de arco deben ser de
un tamaño y tipo adecuados para el trabajo y deben ser
mantenidos en condiciones que aseguren soldaduras
aceptables, continuidad de operación y seguridad del
personal. El equipo de soldadura por arco debe ser operado
dentro de los rangos de voltaje y amperaje mostrados en el
procedimiento de soldadura calificado. El equipo de
soldadura por gas debe ser operado con las características
de flama y tamaño de boquillas mostrados en el
procedimiento de soldadura calificado. Los equipos que no
Todo metal de aporte debe estar en conformidad con
alguna de las siguientes:
4.2.2.2 Almacenamiento y Manipulación
Metales de Aporte y Fundentes
de
Metales de aporte y fundentes deben ser almacenados y
manipulados para evitar daño a éstos y a los envases en los
cuales son colocados. Los metales de aporte y fundentes en
envases abiertos deben ser protegidos del deterioro y los
metales de aporte recubiertos deben ser protegidos de
excesivos cambios de humedad. Metales de aporte y
4
Estándar API 1104
fundentes que muestren signos de daño o deterioro no
deben ser usados.
5.3
4.2.3
La especificación de procedimiento debe incluir la
información especificada en 5.3.2, donde sea aplicable.
Gases de Protección
ESPECIFICACION DEL PROCEDIMIENTO.
5.3.1 Generalidades
4.2.3.1 Tipos
Las atmósferas para la protección del arco son de
muchos tipos y pueden consistir de gases inertes, gases
activos o una mezcla de gases inertes y activos. La pureza
y sequedad de estas atmósferas tienen gran influencia en la
soldadura y debería ser de valores adecuados para el
proceso y el material a ser soldado. La atmósfera
protectora a ser usada debe ser calificada para el material y
el proceso de soldadura.
4.2.3.2 Almacenaje y Manipulación
Los gases de protección deben ser mantenidos en los
recipientes en los cuales ellos son suministrados y los
recipientes deben ser almacenados a salvo de temperaturas
extremas. Los gases no deben ser mezclados en campo en
sus recipientes. Gases de pureza cuestionable y aquellos en
recipientes que muestren signos de daño no deben ser
usados.
5 Calificación de Procedimientos de
Soldadura para Juntas Conteniendo
Materiales de Aporte.
5.1
CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTO.
Antes de empezar a soldar en producción, se debe
establecer y calificar una detallada especificación del
procedimiento de soldadura que demuestre que se pueden
realizar soldaduras sanas (soundness) con apropiadas
propiedades mecánicas (tales como resistencia, ductilidad
y dureza). La calidad de la soldadura debe ser determinada
por ensayos destructivos. Estos procedimientos deben
seguirse fielmente, excepto donde un cambio sea
específicamente autorizado por la compañía, como prevé
5.4.
5.2
REGISTRO
Los detalles de cada procedimiento calificado deben ser
registrados. El registro debe mostrar los resultados
completos de los ensayos de calificación del
procedimiento. Se pueden emplear formatos similares a los
mostrados en las figuras 1 y 2. El registro debe ser
mantenido tanto tiempo como el procedimiento sea usado.
5.3.2 Información Especificada.
5.3.2.1
Proceso
El proceso especificado o combinación de procesos
usados deben ser identificados. Se debe especificar el uso
de un proceso de soldadura manual, semiautomática,
mecanizada, o automática, o una combinación de éstos.
5.3.2.2
Materiales de Tubería y Accesorios
(Fitting)
Los materiales para los cuales el procedimiento es
aplicado deben ser identificados. Materiales para tubos
según la especificación API 5L, así como materiales que
conforman las especificaciones ASTM aceptadas, pueden
ser agrupados (ver 5.4.2.2), con tal que los ensayos de
calificación sean hechos con el material que presente el
mayor de los esfuerzos de fluencia mínimos especificados
en el grupo.
5.3.2.3
Diámetros y Espesores de Pared
Los rangos de diámetro exterior y espesores de pared
sobre los cuales el procedimiento es aplicable deben ser
identificados. Algunos ejemplos de agrupaciones sugeridas
son mostrados en 6.2.2, ítems d y e.
5.3.2.4
Diseño de Junta
La especificación debe incluir un esquema o esquemas
de las juntas que muestren los ángulos de bisel, el tamaño
del talón (root face), y la abertura de raíz o el espacio entre
miembros contiguos. La forma y tamaño del filete soldado
debe ser mostrado. Si una chapa de respaldo (backup) es
usada, el tipo debe ser designado.
5.3.2.5
Metales de
Cordones
Aporte
y
Número
de
Los tamaños y números de clasificación de los metales
de aporte, el mínimo número y secuencia de cordones
deben ser designados.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
5
Referencia: Estándar API 1104, 5.2
ESPECIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTO Nº _______
Para
Soldado de
Proceso
Material
Diámetro exterior de tubería y espesor de pared
Diseño de Junta
Metal de Aporte y Número de Cordones
Características eléctricas o de llama
Posición
Dirección de soldadura
Número de soldadores
Tiempo entre pases
Tipo de Utilaje de alineación
Limpieza y/o Esmerilado
Precalentamiento / Alivio de Tensiones
Gas de Protección y Caudal
Fundente de Protección
Velocidad de Soldadura
Composición del Gas Plasma
Flujo de Caudal (gas plasma)
Tamaño del orificio (gas plasma)
Croquis y Tabulaciones (para ser adjuntados)
Ensayado
Aprobado
Admitido
Tubería y Accesorios
Soldador
Supervisor
Ingeniero Jefe
Aproximadamente
Aproximadamente 1/8”
t
Secuencia de cordones
Nota: Dimensiones son sólo como ejemplo.
Dimensión de los Electrodos y N° de Pases
N° de Pase
Electrodo
Diámetro y
Tipo
Voltaje
Amperaje
y
Polaridad
Velocidad
Figura 1 – Ejemplo de Formato de una Especificación de Procedimiento
6
Estándar API 1104
REPORTE PARA CUPONES DE ENSAYO
Fecha
Ubicación
Ciudad
Soldador
Tiempo de Soldadura
Temperatura media
Condiciones atmosféricas
Voltaje
Tipo de Maquina de Soldar
Material de aporte
Tamaño de sobremonta
Tipo y Grado de tubería
Espesor de pared
Tipo de Utilaje de alineación
Ensayo No.
Posición de Soldadura:
Identificación
Hora del día
Protección del viento
Rotado
Fijado
Amperaje
Tamaño de Maquina de Soldar
Diámetro exterior
1
2
3
4
5
6
7
Cupón Ensayado
Dimensión inicial de la probeta
Área inicial de la probeta
Carga máxima
Resistencia a la tracción
Localización de la fractura
Procedimiento
Ensayo Calificación
Calificado
Soldador
Ensayo Producción
Descalificado
Resistencia máxima
Resistencia mínima
Comentarios sobre el ensayo de resistencia a la tracción
1.
2.
3.
4.
Comentarios sobre el ensayo de doblado
1.
2.
3.
4.
Comentarios sobre el ensayo de rotura por entalla
1.
2.
3.
4.
Ensayado efectuado en
Ensayado por
Resistencia media
Fecha
Supervisor por
Nota: Use la parte posterior para comentarios adicionales. Este formato puede usarse tanto para la calificación de
procedimientos como de soldadores.
Figura 2 – Ejemplo de Reporte para Cupones de Ensayo
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
5.3.2.6
Características Eléctricas
La corriente y polaridad deben ser designadas así como
el rango de voltaje y amperaje para cada electrodo, varilla
o alambre.
5.3.2.7
Características de la llama
La especificación debe designar si la llama es neutra,
carburante u oxidante. Se debe especificar el tamaño del
orificio del tip de la antorcha para cada medida de varilla o
alambre.
5.3.2.8
Posición
7
5.3.2.13 Pre y Post Calentamiento
Los métodos, temperatura, modo de control de la
temperatura y rango de temperatura ambiental para
tratamiento de pre y post calentamiento deben ser
especificados (ver 7.11).
5.3.2.14 Gas de Protección (Shielding Gas) y
Caudal de Flujo (Flow Rate)
La composición del gas de protección y el rango del
caudal de flujo deben ser especificadas.
5.3.2.15 Fundente de Protección
El tipo de fundente de protección debe ser especificado.
La especificación debe designar si la tubería estará fija
o si es girada.
5.3.2.16 Velocidad de Avance
5.3.2.9
Dirección de Soldadura
La especificación debe designar si la soldadura es
realizada en dirección ascendente o descendente.
5.3.2.10 Tiempo entre Pases
El máximo tiempo entre la culminación del cordón de
raíz y el comienzo del segundo cordón, así como el
máximo tiempo entre la culminación del segundo cordón y
el comienzo de otros cordones deben ser designados.
5.3.2.11 Tipo y Remoción de Dispositivos de
Alineación (Lineup Clamp)
La especificación debe indicar si el dispositivo de
alineación es interno o externo, o si no se requiere
ninguno. Si son usados, se debe indicar el mínimo
porcentaje del cordón de raíz que debe ser completado
antes de retirar el dispositivo.
5.3.2.12 Limpieza y/o Esmerilado (Grinding)
La especificación debe indicar si se usarán
herramientas de potencia (eléctricas, neumáticas, etc.),
manuales, o ambas, para los procesos de limpieza y
esmerilado.
El rango para la velocidad de avance en pulgadas (mm)
por minuto debe ser especificado para cada pase.
5.4
VARIABLES ESENCIALES
5.4.1 Generalidades
Un procedimiento de soldadura debe ser restablecido
como una nueva especificación de procedimiento y debe
ser completamente recalificado cuando se cambia
cualquiera de las variables esenciales listadas en 5.4.2.
Otros cambios diferentes a aquellos mostrados en 5.4.2
pueden ser hechos en el procedimiento sin la necesidad de
recalificación, siempre que la especificación modificada
del procedimiento registre los cambios efectuados.
5.4.2 Cambios Que Requieren Recalificación
5.4.2.1
Proceso de Soldadura ó Método de
Aplicación
Un cambio del proceso de soldadura o método de
aplicación establecido en la especificación del
procedimiento (ver 5.3.2.1) constituye una variable
esencial.
5.4.2.2
Material Base
Un cambio en el material base constituye una variable
esencial. Cuando se sueldan materiales de dos grupos
8
Estándar API 1104
diferentes de materiales, se debe emplear el procedimiento
para el grupo de más alta resistencia. Para propósitos de
este estándar, todos los materiales deben ser agrupados
como sigue:
a.
Esfuerzo a la fluencia mínimo especificado menor o
igual a 42 000 psi (290 MPa).
b.
Esfuerzo a la fluencia mínimo especificado mayor a
42 000 psi (290 MPa) pero menor a 65 000 psi (448
MPa).
c.
Para materiales con especificación de mínimo esfuerzo
a la fluencia mayor o igual a 65 000 psi (448 MPa),
cada grado debe recibir un ensayo de calificación
separado.
Cambios en un metal de aporte dentro de los grupos de
metal de aporte pueden ser hechos dentro de los grupos de
materiales especificado en 5.4.2.2. La compatibilidad del
material base y el metal de aporte debería ser considerada
desde el punto de vista de las propiedades mecánicas.
5.4.2.7
Un cambio en la polaridad: de DC electrodo al positivo
a DC electrodo al negativo o viceversa, o un cambio de
corriente de DC a AC o viceversa, constituyen variables
esenciales.
5.4.2.8
Nota: Los grupos especificados en 5.4.2.2 no implican que
materiales base o materiales de aporte de diferentes análisis
químicos dentro de un grupo puedan ser indiscriminadamente
sustituidos por un material que fue usado en el ensayo de
calificación sin considerar la compatibilidad de los materiales
base y metales de aporte desde el punto de vista de sus
propiedades metalúrgicas y mecánicas y de los requerimientos de
pre y post calentamiento.
5.4.2.3
Diseño de la Junta
Un cambio significativo en el diseño de la junta (por
ejemplo de junta V a U) constituye una variable esencial.
Cambios menores en el ángulo del bisel o el talón de la
junta soldada no son variables esenciales.
5.4.2.4
Posición
Un cambio en la posición de rotación a fijo, o
viceversa, constituye una variable esencial.
Características Eléctricas
Tiempo entre Pases
Un incremento en el tiempo máximo entre la
culminación del cordón de raíz y el inicio del segundo
cordón constituye una variable esencial.
5.4.2.9
Dirección de Soldadura
Un cambio en la dirección de soldadura de vertical
ascendente a vertical descendente, o viceversa, constituye
una variable esencial.
5.4.2.10 Gas De Protección Y Caudal De Flujo
Un cambio de un gas de protección a otro o una mezcla
de gases a otra constituye una variable esencial. Un
incremento o disminución mayor en el rango de caudales
de flujo para el gas de protección constituye también una
variable esencial.
5.4.2.11 Fundente de Protección
5.4.2.5
Espesor de Pared
Un cambio de un grupo de espesor de pared a otro
constituye una variable esencial.
5.4.2.6
Metal de Aporte
Los siguientes cambios en metal de aporte constituyen
una variable esencial:
a.
b.
Referirse a la Tabla 1, nota al pie “a”, para cambios en
el fundente de protección que constituyen variables
esenciales.
5.4.2.12 Velocidad de Avance
Un cambio en el rango de velocidades de avance
constituye una variable esencial.
Un cambio de un grupo de metal de aporte a otro (ver
tabla 1).
5.4.2.13 Precalentamiento
Para un material de tubería con una especificación
de mínimo esfuerzo a la fluencia mayor o igual a
65000 psi (448 MPa), un cambio en la clasificación
AWS del metal de aporte (ver 5.4.2.2).
Una disminución en la temperatura mínima de
precalentamiento especificada, constituye una variable
esencial.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
Tabla 1 – Grupos de Metales de Aporte
Grupo
1
Especificación
AWS
A5.1
A5.5
Electrodo
Fundentec
E6010, E6011
E7010, E7011
2
A5.5
E8010, E8011
E9010
3
A5.1 o A5.5
A5.5
E7015, E7016, E7018
E8015, E8016, E8018
E9018
4a
A5.17
EL8
EL8K
EL12
EM5K
EM12K
EM13K
EM15K
5b
A5.18
A5.18
A5.28
A5.28
ER70S-2
ER70S-6
ER80S-D2
ER90S-G
6
A5.2
RG60, RG65
7
A5.20
8
A5.29
E61T-GSd
E71T-GSd
E71T8-K6
9
A5.29
E91T8-G
5.5
Nota: Otros electrodos, Metales de aporte y Fundentes pueden
ser usados pero requieren de procedimientos de calificación
separados.
SOLDADURA DE LAS PROBETAS
ENSAYO – SOLDADURAS A TOPE
DE
Para soldar las juntas que se van a emplear en los
ensayos de calificación de soldaduras a tope, se deben unir
dos niples de tubería, siguiendo todos los detalles
especificados en el procedimiento.
5.6
P6XZ
F6X0
F6X2
F7XZ
F7X0
F7X2
9
ENSAYO DE JUNTAS
SOLDADURAS A TOPE
SOLDADAS
–
5.6.1 Preparación
Para ensayar las juntas soldadas a tope, se deben cortar
probetas o probetas de ensayo de la junta en las
ubicaciones mostradas en la Figura 3. (Ver Sección 13 para
requerimientos de ensayo para procedimientos de flash
welding). El número mínimo de probetas de ensayo así
como los ensayos a los cuales ellos deben ser sometidos
son mostrados en la Tabla 2. Las probetas deben ser
preparadas como muestra la figura 4, 5, 6 ó 7. Para tuberías
de diámetro exterior menor a 2.375” (2 3/8”; 60.3 mm) se
deben preparar dos cupones de soldadura para obtener el
número requerido de probetas de ensayo. Las probetas
deben ser enfriadas al aire (air cooled) hasta la temperatura
ambiente antes de ser ensayados. Para tuberías cuyo
diámetro exterior es menor o igual a 1.315” (1 5/16”; 33.4
mm) una probeta de sección completa puede sustituir a las
cuatro probetas de sección reducida de rotura por entalla,
(nick-break) y doblado de raíz (root-bend). La probeta de
sección completa debe ser ensayada en concordancia con
5.6.2.2 y debe alcanzar los requerimientos de 5.6.2.3.
a
Cualquier combinación de fundente y electrodo en el grupo 4
puede ser usada para calificar un procedimiento. La combinación
debe ser identificada por su número de clasificación AWS
completo, tal como F7A0-EL12 o F6A2-EM12K. Únicamente
sustituciones que resulten con el mismo número de clasificación
AWS son permitidas sin recalificación.
b
Un gas de protección (ver 5.4.2.10) debe ser usado con los
electrodos del grupo 5.
c
En la designación del fundente, la X puede ser cualquiera A o P
para condición “as welded” (tal y como ha sido soldado) o PostWeld Heat-Treated (sometido a un tratamiento térmico postsoldadura).
d
Para soldadura del pase de raíz únicamente.
5.4.2.14 Tratamiento Térmico Post-soldadura
(PWHT)
La adición de un PWHT o un cambio en los rangos o
valores especificados en el procedimiento deben, cada uno,
ser considerados como una variable esencial.
5.6.2 Ensayo de Tracción
5.6.2.1
Preparación
Las probetas para el ensayo de tracción (ver Figura 4)
deben ser de aproximadamente 9” (230 mm) de longitud y
aproximadamente 1” (25 mm) de ancho. Ellos pueden ser
maquinados o cortados con oxígeno y no es necesaria otra
preparación a menos que los lados estén con muescas o no
sean paralelos. Si es necesario, las probetas deben ser
maquinados hasta que los lados estén lisos y paralelos.
5.6.2.2
Método
Las probetas de ensayo de tracción deben romperse
bajo carga de tracción usando un equipo capaz de medir la
carga a la cual ocurra la falla. El esfuerzo de tracción debe
ser calculado dividiendo la máxima carga de falla entre la
sección transversal mínima de la probeta medida antes de
aplicar la carga.
10
Estándar API 1104
5.6.2.3
Requerimientos
La resistencia a la tracción de la soldadura, incluyendo
la zona de fusión de cada probeta, debe ser mayor o igual a
la resistencia mínima a la tracción especificada del
material de la tubería pero no necesita ser mayor o igual a
la resistencia a la tracción real del material. Si la probeta
rompe fuera de la soldadura y de la zona de fusión (es
decir en el material base de la tubería) y alcanza los
requerimientos de resistencia mínima a la tracción de la
especificación, la soldadura debe ser aceptada como
cumpliendo los requerimientos.
Tabla 2 – Tipo y Número de Probetas para Ensayo de Calificación de Procedimiento
Diámetro exterior de tubería
a
pulgadas
milímetros
<2.375
2.375-4.500
>4.500-12.750
>12.750
<60.3
60.3-114.3
>114.3-323.9
>323.9
<= 4.500
>4.500-12.750
>12.750
<= 114.3
>114.3-323.9
>323.9
Número de probetas
Resistencia Rotura con Doblado de Doblado de Doblado de
a la tracción
entalla
raíz
cara
lado
Espesor de pared <= 0.500” (12.7 mm)
0b
2
2
0
0
0b
2
2
0
0
2
2
2
2
0
4
4
4
4
0
Espesor de pared > 0.500” (12.7 mm)
0b
2
0
0
2
2
2
0
0
4
4
4
0
0
8
Total
4a
4
8
16
4
8
16
Una probeta de rotura con entalla y una probeta de doblado de raíz deben ser tomadas de cada uno de los dos cupones, o para tuberías
menores que o igual a 1.315” (33.4 mm) de diámetro, una probeta de sección completa para resistencia a la tracción debe ser tomada.
b
Para materiales con especificación de resistencia mínima a la fluencia mayor que 42,000 psi (290 MPa), un mínimo de un ensayo de
tracción debe ser requerido.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
Tope superior de la tubería
11
Rotura con entalla
Debajo de
2.375”
(60.3mm)
Doblado de raíz
Doblado de raíz
o de lado
Tope superior de la tubería
Ver Nota 2
Rotura por entalla
Tope superior de la tubería
Doblado de cara
o de lado
Tracción
Rotura por entalla
Doblado de raíz
o de lado
Rotura por entalla
Doblado de raíz
o de lado
Mayor que 4.500” (114.3 mm)
Mayor o igual que 2.375” (60.3 mm)
pero menor o igual que 4.500” (114.3 mm);
además, menor o igual que 4.500” (114.3 mm)
cuando el espesor de pared es mayor que
0.500” (12.7 mm)
pero menor o igual a
12.750” (323.9 mm)
Doblado de raíz
o de lado
Rotura por entalla
Doblado de cara
o de lado
Tracción
Tope superior de la tubería
Doblado de raíz o de lado
Doblado de cara o de lado
Rotura por entalla
Tracción
Tracción
Doblado de raíz o de lado
Doblado de cara o de lado
Rotura por entalla
Mayor que 12.750” (323.9 mm)
Doblado de raíz o de lado
Rotura por entalla
Tracción
Doblado de cara o de lado
Doblado de cara o de lado
Rotura por entalla
Tracción
Doblado de raíz o de lado
Notas:
1. Como opción de la compañía, las ubicaciones pueden ser rotadas, siempre que estén espaciadas igualmente
alrededor de la tubería; no obstante, las probetas no deben incluir la soldadura longitudinal.
2. Una probeta de tracción de sección completa puede ser usada para tubería con un diámetro exterior menor o
igual a 1.315 pulg. (33.4 mm).
Figura 3 - Ubicación de las Probetas de Ensayo de Soldaduras a Tope para
Ensayos de Calificación de Procedimiento
12
Estándar API 1104
La probeta puede ser maquinada o cortada por oxígeno;
los bordes deben ser lisos y paralelos
Aproximadamente
1” (25 mm)
Aproximadamente
9” (230 mm)
t
La sobremonta y el
sobreespesor de raíz no
deben ser removidos
Figura 4 - Probeta de Ensayo de Tracción
Entalla cortada con sierra;
la probeta puede ser maquinada o cortada por
oxígeno; los bordes deben ser
lisos y paralelos
Aproximadamente 1/8”
(3 mm)
3/4” (19 mm) mín.
Aproximadamente 1/8”
(3 mm)
Aproximadamente 9” (230 mm)
t
La sobremonta y el
sobreespesor de raíz no
deben ser removidos
Aproximadamente 1/8” (3 mm)
La entalla transversal no tiene que
exceder 1/16” (1.6 mm) de profundidad
3/4” (19 mm) mín.
Probeta opcional para ensayo de
rotura por entalla para soldadura
automática y semiautomática
Figura 5 - Probeta de Ensayo de Rotura por Entalla
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
13
Si la probeta rompe en la soldadura o zona de fusión y
la resistencia observada es mayor o igual al valor mínimo
de resistencia a la tracción especificado del material de la
tubería y alcanza los requerimientos de sanidad de 5.6.3.3
la soldadura debe ser aceptada como cumpliendo los
requerimientos.
Si la probeta rompe debajo del valor mínimo de
resistencia a la tracción especificado del material de la
tubería, la soldadura debe ser rechazada y un nuevo cupón
debe ser hecho.
pueden ser sujetas a un macro ataque previo a la
realización de la entalla.
5.6.3 Ensayo de Rotura por Entalla (Nick-Break
Test)
5.6.3.3 Requerimientos
Las superficies de fractura expuestas de cada probeta
de nick-break deben mostrar penetración y fusión
completa. La mayor dimensión de cualquier porosidad (gas
pocket) no debe exceder 1/16” (1.6 mm), y el área
combinada (total) de todas las porosidades no debe exceder
el 2% de la superficie expuesta. Las inclusiones de escoria
(slag inclusions) no deben tener mas de 1/32” (0.8 mm) de
profundidad y su longitud no debe ser mayor a 1/8” (3
mm) o la mitad del espesor nominal de pared. Debe haber
al menos ½” (13 mm) de separación entre inclusiones de
escoria adyacentes. Las dimensiones deberían ser medidas
como se muestra en la Figura 8. Los ojos de pez (fish eyes)
definidos en AWS A 3.0 no son causa de rechazo.
5.6.3.1 Preparación
Las probetas para el ensayo de rotura con entalla (ver
figura 5) deben ser de aproximadamente 9” (230 mm) de
longitud y 1” (25 mm) de ancho. Estas pueden ser
maquinadas o cortadas con oxígeno. Estas deben ser
entalladas con una sierra en cada lado del centro de la
soldadura, y cada entalle debe ser de aproximadamente
1/8” (3 mm) de profundidad.
Las probetas de “nick-break” preparadas de este modo
a partir de soldaduras hechas con algún proceso automático
y semiautomático pueden fallar en la tubería (material
base) en lugar de en la soldadura. Cuando experiencias de
ensayo previas indican que pueden ser esperadas fallas a
través de la tubería, el reforzamiento externo puede ser
entallado a una altura no mayor que 1/16” (1.6 mm),
medida desde la superficie original de la unión soldada.
Como opción de la compañía, las probetas de nickbreak usadas para calificar un procedimiento usando un
proceso de soldadura semiautomático o mecanizada,
5.6.3.2 Método
Las probetas de nick-break deben ser rotas por tracción
en una máquina de ensayos, o mediante golpe en la zona
central de la probeta mientras los extremos se mantienen
sujetos, o sujetando un extremo y golpeando el otro con un
martillo. El área expuesta de la fractura debe ser al menos
de ¾” (19 mm) de ancho.
5.6.4 Ensayo de Doblado de Cara y Raíz
5.6.4.1 Preparación
Las probetas para el ensayo de doblez de cara y raíz
(ver Figura 6) deben ser de aproximadamente 9” (230 mm)
de longitud y 1” (25 mm) de ancho, y sus cantos
longitudinales deben ser redondeados.
Radio en todas las esquinas
1/8” (3 mm) máx.
La probeta puede ser
maquinada o cortada por
Aproximadamente 1” (25 mm)
Aproximadamente 9”
(230 mm)
Soldadura
Espesor de pared
Nota: La sobremonta y sobreespesor de raíz deben ser removidos a ras con la superficie
de la probeta. La probeta no debe ser alisada antes del ensayo.
Figura 6-Probetas de Doblado de Raíz y de Cara: Espesor de pared menor o igual a 0.500 pulg. (12.7 mm)
14
Estándar API 1104
Ver Nota 1
Espesor de pared
Aproximadamente 9” (230 mm)
Radio en todas las esquinas
1/8” (3 mm) máximo
Ancho de
la probeta
Ver Nota 2
1/2” (13 mm)
Notas:
1. La sobremonta y sobreespesor de raíz deben ser removidos a ras con la superficie de la probeta.
2. Las probetas pueden ser cortadas por máquina a un ancho de ½ pulg. (13 mm), o pueden ser cortados por
oxígeno a un ancho aproximado de ¾ pulg. (19 mm) y luego maquinados o esmerilados a un ancho de ½ pulg.
(13 mm). Las superficies de corte deben ser lisas y paralelas.
Figura 7-Probeta de Doblado de Lado: Espesor de pared mayor a 0.500 pulg. (13 mm)
Profundidad
Separación
Longitud
Nota: Se muestra una probeta rota de ensayo de rotura por entalla; sin embargo, este método de
dimensionamiento es aplicable también a las probetas rotas en ensayos de tracción y de soldaduras de filete.
Figura 8 - Dimensionamiento de las Imperfecciones en las Superficies de Soldadura Expuestas
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
Estas probetas pueden ser cortadas mediante sierra o
cortadas con oxígeno. Los pases de refuerzo y raíz deben
ser removidos al ras con las superficies de la probeta. Estas
superficies deben ser lisas y cualquier rayadura que exista
debe ser ligera y transversal a la soldadura.
5.6.4.2 Método
Las probetas para ensayo de doblez de cara y raíz
deben ser dobladas en una matriz para ensayo guiado
similar a la que se muestra en la figura 9. Cada probeta
debe ser ubicada en la matriz con la soldadura en el medio
de la abertura. Probetas para doblado de cara deben ser
ubicadas con la cara de la soldadura mirando hacia la
abertura de la matriz, y del mismo modo, las probetas de
doblado de raíz deben ser ubicados con la raíz de la
soldadura mirando hacia la abertura de la matriz. El
émbolo con el punzón debe ser forzado a ingresar dentro
del espacio libre de la matriz hasta que la curvatura de la
probeta sea aproximadamente en forma de U.
5.6.4.3 Requerimientos
El ensayo de doblez debe ser considerado aceptable si
ninguna fisura u otra imperfección excede al menor valor
entre 1/8” (3 mm) y la mitad del espesor nominal de
pared, sea cual fuere la dirección de la discontinuidad que
15
éste presente en la soldadura o entre la soldadura y la zona
de fusión después del doblez. Fisuras que se originan
durante el ensayo en el radio exterior del doblez a lo largo
de los bordes de la probeta y que sean menores que ¼” (6
mm), medidos en cualquier dirección, no deben ser
consideradas a menos que sean observadas imperfecciones
evidentes. Cada probeta sujeto a ensayo de doblez debe
satisfacer estos requerimientos.
Es frecuente que los bordes de la probeta doblada se
fisuren durante el ensayo, debido a la pérdida de
continuidad, si la fisuración ha sido motivada por una
discontinuidad, esta tiene que ser evaluada.
5.6.5 Ensayo de Doblado de Lado
5.6.5.1 Preparación
Las probetas para el ensayo de doblez de lado (ver
Figura 7) deben ser de aproximadamente 9” (230 mm) de
longitud y 1/2” (13 mm) de ancho, y sus cantos
longitudinales deben ser redondeados. Estas deben ser
cortadas por sierra, con oxígeno a aproximadamente ¾”
(19 mm) de ancho y luego maquinadas o esmeriladas a ½”
(13 mm) de ancho. Los lados deben ser suaves y paralelos.
Los pases de refuerzo y raíz deben ser removidos a ras con
las superficies de la probeta.
Nota: Esta figura no está dibujada a escala. Radio del punzón, A=1 ¾ pulg. (45 mm); radio de la matriz, B=2 5/16
pulg. (60 mm); ancho de la matriz, C=2 pulg. (50 mm).
Figura 9-Dispositivo para Ensayo de Doblado
16
Estándar API 1104
Dos probetas de la entrepierna
y dos a 90° de la entrepierna
Nota: Esta figura muestra la ubicación de las probetas de ensayo para juntas con un diámetro exterior mayor o igual a 2.375 pulg.
(60.3 mm). Para juntas con un diámetro exterior menor que 2.375 pulg. (60.3 mm), las probetas deben ser cortadas de la misma
ubicación general, pero dos probetas deben ser removidas de cada una de dos soldaduras de ensayo.
Figura 10-Ubicación de las Probetas para Ensayo de Rotura por Entalla: Calificación de
Procedimiento y Soldador en Soldaduras de Filete
1” (25 mm)
aprox.
Puede ser entallado con sierra
Corte por sierra
Aprox.
45°
Corte por
flama
1” (25 mm) aprox.
Corte por
sierra
1”
(25 mm)
aprox.
2” (50 mm)
aprox.
Aprox.
30°
bisel
Corte por flama
2” (50 mm) aprox.
Figura 11-Ubicación de las Probetas para Ensayo de Rotura por Entalla: Calificación de
Procedimiento y de Soldador en Soldaduras de Filete, incluida la unión Size to Size, Branch
Connection en Ensayo de Calificación de Soldadores
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
5.6.5.2
Método
Las probetas para ensayo de doblez de lado deben ser
dobladas en una plantilla para ensayo guiado similar al que
se muestra en la figura 9. Cada probeta debe ser ubicada en
la matriz con la soldadura en el medio de la abertura y
con la cara de la soldadura perpendicular a la abertura de la
matriz. El émbolo debe ser forzado dentro de la abertura
hasta que la curvatura de la probeta sea aproximadamente
en forma de U.
17
exceder 1/16” (1.6 mm), b) el área conjunta de todas las
porosidades no debe exceder el 2% del área de la
superficie expuesta, c) Las inclusiones de escoria no deben
tener mas de 1/32” (0.8 mm) de profundidad (depth) y no
deben tener una longitud mayor de 1/8” (3 mm), o la mitad
del espesor nominal de pared, eligiendo el menor valor de
éstos, y d) debe haber al menos ½” (13 mm) de separación
entre inclusiones de escoria adyacentes. Las dimensiones
deberían ser medidas como lo muestra la Figura 8.
6 Calificación de Soldadores
5.6.5.3
Requerimientos
6.1
Cada probeta de doblado de lado debe satisfacer los
requerimientos del ensayo de cara y raíz especificados en
5.6.4.3.
5.7 SOLDADO DE JUNTAS
SOLDADURAS DE FILETE
DE ENSAYO –
Para el ensayo de soldadura de juntas soldadas en filete,
se debe realizar un filete soldado de acuerdo a una de las
configuraciones mostradas en la figura 10, siguiendo todos
los detalles de la especificación del procedimiento.
5.8
ENSAYO DE JUNTAS
SOLDADURAS DE FILETE
SOLDADAS
–
5.8.1 Preparación
Para ensayar las juntas o uniones soldadas a filete, las
probetas de ensayo deben ser cortados de la unión soldada
en la localización mostrada en la Figura 10. Al menos
cuatro probetas deben ser tomadas y preparados como se
muestra en la Figura 11. Las probetas pueden ser
maquinadas o cortadas con oxígeno. Ellos deberían ser al
menos de 1” (25 mm) de ancho y lo suficientemente largos
como para que ellos puedan ser rotos en la soldadura. Para
tuberías con diámetros exteriores menores que 2.375”
(60.3 mm), puede ser necesario hacer dos probetas para
obtener el número requerido de probetas de ensayo. Las
probetas deben ser enfriadas al aire hasta la temperatura
ambiente antes del ensayo.
5.8.2 Método
Las probetas de soldadura de filete deben ser rotas en la
soldadura por cualquier método conveniente.
5.8.3 Requerimientos
Las superficies expuestas de cada probeta de soldadura
de filete deben mostrar penetración y fusión completas y a)
la mayor dimensión de cualquier porosidad no debe
GENERALIDADES
El propósito de los ensayos de calificación de
soldadores es determinar la habilidad de éstos para ejecutar
uniones soldadas sanas, sean estas a tope o en filete,
usando un procedimiento previamente calificado. Antes
que cualquier soldadura en producción sea llevada a cabo,
los soldadores deben ser calificados de acuerdo a los
requerimientos aplicables en 6.2 a 6.8. Es la intención de
este estándar que un soldador que complete
satisfactoriamente el procedimiento de ensayo de
calificación sea un soldador calificado, siempre que se
hayan extraído el número de probetas de ensayo
establecido por 6.5, se hayan ensayado y finalmente se
haya cumplido con los criterios de aceptación de 5.6 para
cada soldador.
Antes de empezar los ensayos de calificación, al
soldador debe proporcionársele tiempo suficiente para
ajustar los equipos de soldadura a ser usados. El soldador
debe usar la misma técnica de soldadura y proceder con la
misma velocidad que él utilizará si pasa los ensayos y es
aprobado para hacer la soldadura en producción. La
calificación de soldadores debe ser conducida en presencia
de un representante aceptado por la compañía.
Un soldador debe calificarse para soldar cumpliendo
una prueba en segmentos de niples de tubería o en niples
de tubería completos, como se especifica en 6.2.1. Cuando
se usan segmentos de niples de tubería, ellos deben ser
posicionados para producir posiciones típicas: plana (flat),
vertical y sobrecabeza (overhead).
Las variables esenciales asociadas con el procedimiento
y la calificación de soldadores no son idénticas. Las
variables esenciales para la calificación de soldadores son
especificadas en 6.2.2 y 6.3.2.
6.2
CALIFICACION SIMPLE
6.2.1 Generalidades
Para calificación simple, un soldador debe hacer un
cupón usando un procedimiento calificado para juntar los
niples o segmentos de niples. El soldador debe hacer una
18
Estándar API 1104
junta soldada en alguna posición fija o con rotación.
Cuando el soldador es calificado en la posición fija, el eje
de la tubería debe estar en el plano horizontal, en el plano
vertical o inclinado con respecto al plano horizontal en un
ángulo no mayor de 45º.
Un soldador que hace ensayos de calificación simple
para conexiones de ramales, filetes u otras configuraciones
similares debe seguir la especificación del procedimiento
correspondiente a cada uno de ellos.
Tuberías de espesor de pared nominal de 0.188”
hasta 0.750” (19.1 mm).
3.
Tuberías de espesor de pared nominal mayor que
0.750” (19.1 mm).
f.
Un cambio en la posición en la cual el soldador ha
sido calificado (por ejemplo de rotada a fija o un
cambio de posición vertical a horizontal o viceversa).
Un soldador que pasó satisfactoriamente un ensayo de
calificación de soldadura a tope en la posición fija con
el eje inclinado a 45º del plano horizontal estará
calificado para hacer juntas a tope y filetes de traslape
(lap fillet) en todas las posiciones.
g.
Un cambio en el diseño de la junta (por ejemplo, la
eliminación de una placa de respaldo (backing strip) o
un cambio de bisel V a U).
Cambios en las variables esenciales descritas en 6.2.2
requieren recalificación del soldador.
La soldadura debe ser aceptada si reúne los
requerimientos de 6.4 y alguno de 6.5 ó 6.6.
2.
6.2.2 Alcance
Un soldador que ha completado satisfactoriamente la
calificación descrita en 6.2.1 debe ser calificado dentro de
los límites de las variables esenciales descritos a
continuación. Si alguna de las siguientes variables
esenciales es cambiada, el soldador debe ser recalificado
usando un nuevo procedimiento:
6.3
a.
Para la primera prueba, el soldador debe hacer una
junta a tope en posición fija con el eje de la tubería en un
plano horizontal o inclinado de la horizontal en un ángulo
no mayor a 45º. Esta soldadura a tope debe ser hecha en
una tubería con un diámetro exterior de al menos 6.625” (6
5/8”, 168.3 mm) y con un espesor de pared de al menos
0.250” (6.4 mm) sin placa de respaldo. La soldadura debe
ser aceptada si ésta cumple los requerimientos de 6.4 y
alguno de 6.5 o 6.6. Las probetas pueden ser retiradas del
cupón de las ubicaciones mostradas en la Figura 12, o
pueden ser seleccionadas de las ubicaciones relativas
indicadas también en la Figura 12 pero sin referencia a la
parte superior de la tubería, o pueden ser seleccionadas de
ubicaciones que estén separadas equidistantemente
alrededor de la circunferencia entera de la tubería. La
secuencia de los tipos de probetas adyacentes debe ser
idéntica a la mostrada en la Figura 12 para varios
diámetros de tubería.
Un cambio de un proceso de soldadura a otro proceso
o combinación de procesos, como sigue:
1.
Un cambio de un proceso de soldadura a otro
diferente o
2.
Un cambio en la combinación de procesos de
soldadura, a menos que el soldador haya sido
calificado por separado con ensayos de
calificación, usando cada uno de los procesos de
soldadura que van a ser empleados para la
combinación de procesos de soldadura.
b.
Un cambio en la dirección de soldadura de vertical
ascendente a vertical descendente o viceversa.
c.
Un cambio en la clasificación del metal de aporte del
grupo 1 o 2 al grupo 3, o del grupo 3 al grupo 1 o 2
(ver tabla 1).
d.
Un cambio de un grupo de diámetro exterior a otro.
Estos grupos son definidos como sigue:
e.
1.
Diámetro exterior menor que 2.375” (2 3/8”, 60.3
mm).
2.
Diámetro exterior de 2.375” hasta 12.750” (323.9
mm).
3.
Diámetro exterior mayor que 12.750” (323.9 mm).
Un cambio de un grupo de espesor de pared a otro.
Estos grupos son definidos como sigue:
1.
Tuberías de espesor de pared nominal menor que
0.188” (3/16”, 4.8 mm).
CALIFICACION MÚLTIPLE
6.3.1 Generalidades
Para calificación múltiple, un soldador debe completar
satisfactoriamente las dos pruebas descritas a continuación,
usando procedimientos calificados.
Para la segunda prueba, el soldador debe trazar, cortar,
ajustar y soldar una conexión de ramal de tamaño completo
a una tubería. Este ensayo debe ser realizado con un
diámetro de tubería de al menos 6.625” (168.3 mm) y con
un espesor nominal de pared de al menos 0.250” (6.4
mm). Un agujero de tamaño completo debe ser cortado
durante la prueba. La soldadura debe ser hecha con el eje
de la tubería de prueba en posición horizontal y el eje de la
tubería
de
ramal
(branch-pipe)
extendiéndose
verticalmente hacia abajo. La soldadura terminada debe
exhibir una apariencia ordenada, uniforme y bien acabada.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
Tope superior de la tubería
19
Rotura con entalla
Debajo de
2.375”
(60.3 mm)
Doblado de raíz
Doblado de raíz
o de lado
Tope superior de la tubería
Ver Nota 2
Rotura por entalla
Tope superior de la tubería
Tracción
Tracción
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Doblado de raíz
o de lado
Mayor o igual que 2.375” (60.3 mm)
pero menor o igual que 4.500” (114.3 mm);
además, menor o igual que 4.500” (114.3 mm)
cuando el espesor de pared es mayor que
0.500” (12.7 mm)
Mayor que 4.500” (114.3 mm)
pero menor o igual a
12.750” (323.9 mm)
Doblado de raíz
o de lado
Rotura por entalla
Tracción
Tope superior de la tubería
Doblado de raíz o de lado
Tracción
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Tracción
Doblado de cara o de lado
Mayor que 12.750” (323.9 mm)
Doblado de cara o de lado
Rotura por entalla
Tracción
Tracción
Rotura por entalla
Doblado de raíz o de lado
Notas:
1. Como opción de la compañía, las ubicaciones pueden ser rotadas, siempre que estén espaciadas igualmente
alrededor de la tubería; no obstante, las probetas no deben incluir la soldadura longitudinal.
2. Una probeta de tracción de sección completa puede ser usada para tubería con un diámetro exterior menor o
igual a 1.315 pulg. (33.4 mm).
Figura 12 - Ubicación de las Probetas de Ensayo de Soldaduras a Tope para Ensayos de
Calificación de Soldador
20
Estándar API 1104
La soldadura debe exhibir penetración completa alrededor
de la circunferencia entera. Los cordones de raíz
completados no deben contener ningún quemón (desfonde)
de más de 1/4“ (6 mm). La suma de las máximas
dimensiones de descuelgue dispersos no reparados en
cualquier longitud continua de soldadura de 12” (300 mm)
no debe exceder ½” (13 mm).
Cuatro probetas para rotura con entalla (nick-break
test) deben ser removidas de la soldadura en la ubicación
mostrada en la Figura 10. Ellos deben ser preparados y
ensayados de acuerdo con 5.8.1 y 5.8.2. Las superficies
expuestas deben cumplir con los requerimientos de 5.8.3.
6.3.2 Alcance
Un soldador que ha completado satisfactoriamente los
ensayos de calificación de soldaduras a tope descrita en
6.3.1 en tuberías con un diámetro mayor o igual a 12.750”
(323.9 mm) y una soldadura conexión de ramal de tamaño
completo en una tubería con un diámetro exterior mayor o
igual a 12.750” (323.9 mm), debe estar calificado para
soldaduras en toda posición, en todo espesor de pared,
diseños y preparación de juntas, conexiones y en todos los
diámetros de tuberías. Un soldador que ha completado
satisfactoriamente los requerimientos de la soldadura a
tope y la conexión de tubería descritos en 6.3.1 en una
tubería con un diámetro exterior menor que 12.750” (323.9
mm) debe estar calificado para soldaduras en toda
posición, en todo espesor de pared, diseños y preparación
de juntas y en todo diámetro exterior de tuberías menor o
igual al diámetro usado por él en los ensayos de
calificación.
Si cualquiera de las siguientes variables esenciales es
cambiada en una especificación del procedimiento, el
soldador debe ser recalificado usando un nuevo
procedimiento:
a.
Un cambio de un proceso de soldadura a otro proceso
o combinación de procesos, como:
1.
Un cambio de un proceso de soldadura a otro
diferente o
2.
Un cambio en la combinación de procesos de
soldadura, a menos que el soldador esté calificado
por separado con ensayos de calificación, usando
cada uno de los procesos de soldadura que son
usados para la combinación de procesos de
soldadura.
b.
Un cambio en la dirección de soldadura de vertical
ascendente a vertical descendente o viceversa.
c.
Un cambio en la clasificación del metal de aporte del
grupo 1 ó 2 al grupo 3, o del grupo 3 al grupo 1 ó 2
(ver Tabla 1).
6.4
INSPECCIÓN VISUAL
Para que un cordón de soldadura empleado en los
ensayos de calificación pueda cumplir los requerimientos
de inspección visual, la soldadura debe estar libre de
fisuras, penetración inadecuada, y quemones (burnthrough) debería presentar una apariencia uniforme y bien
acabada. La profundidad de mordedura adyacente al
cordón final en el exterior de la tubería no debe ser mayor
que 1/32” (0.8 mm) o 12.5% del espesor de pared de la
tubería, cualquiera que sea la menor, y no debe ser mayor
que 2” (50 mm) de mordedura en cualquier longitud de
soldadura continua de 12” (300 mm).
Cuando se emplea soldadura semiautomática o
mecanizada, el ingreso del alambre de aporte en el interior
de la tubería debe ser mantenido en un mínimo.
Fallos para conseguir los requerimientos de esta subsección debe ser motivo suficiente para eliminar ensayos
adicionales.
6.5
ENSAYOS DESTRUCTIVOS
6.5.1 Muestreo de Soldaduras a Tope
Para ensayar soldaduras a tope, se deben cortar
muestras de cada cupón. La Figura 12 muestra las
localizaciones de las cuales se extraen las probetas si el
cupón es de una soldadura circunferencial completa. Si los
cupones consisten en segmentos de niple, se debe remover
un número aproximadamente igual de probetas de cada
segmento. El número total de probetas y los ensayos a los
cuales deben ser sometidas es mostrado en la Tabla 3. Las
probetas deben ser enfriadas al aire hasta la temperatura
ambiente previo al ensayo. Para tuberías con un diámetro
exterior menor o igual que 1.315” (33.4 mm) una probeta
de tubería de sección completa puede sustituir a las
probetas para doblado de raíz y rotura con entalla. La
probeta de sección completa debe ser ensayada de acuerdo
con 5.6.2.2 y debe cumplir los requerimientos de 6.5.3.
6.5.2 Procedimiento para Ensayos de Tracción,
Rotura con Entalla y Doblado en
Soldaduras a Tope
Las probetas deben estar preparadas para ensayos de
tracción, rotura con entalla y doblado y los ensayos deben
ser realizados tal como se describe en 5.6 Sin embargo,
para los propósitos de calificación de soldadores, no es
necesario calcular la resistencia a la tracción de los
cupones. El ensayo de tracción puede incluso ser omitido
en cuyo caso la probeta designada para el ensayo debe
someterse a ensayo de rotura por entalla (nick-break test).
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
6.5.3 Requerimientos para el Ensayo de Tracción
en Soldaduras a Tope
Para el ensayo de tracción, si cualquiera de las probetas
de sección reducida o de sección completa rompe en la
soldadura o en el empalme de la soldadura y el metal base,
y no satisface los requerimientos de sanidad descritos en
5.6.3.3, el soldador debe ser descalificado.
21
forma de U. Estas soldaduras deben ser consideradas
aceptables si las probetas que fisuran se terminan de
romper (posteriormente) y sus superficies expuestas
cumplen los requerimientos de 5.6.3.3.
6.5.4 Requerimientos para el Ensayo de Rotura
con Entalla en Soldaduras a Tope
Si uno de las probetas de doblado falla en conseguir
estos requerimientos y en opinión de la compañía, la
imperfección observada no es representativa de la
soldadura, la probeta puede ser reemplazada por una
adicional cortada adyacente a la que ha fallado. El soldador
debe ser descalificado si la probeta adicional también
muestra imperfecciones que exceden los límites
especificados.
Para el ensayo de rotura con entalla, si cualquier
probeta muestra imperfecciones que excedan aquellas
permitidas por 5.6.3.3, el soldador debe ser descalificado.
6.5.6 Muestreo de Soldaduras de Filete
6.5.5 Requerimientos para el Ensayo de Doblado
en Soldaduras a Tope
Para el ensayo de doblado, si cualquier probeta muestra
imperfecciones que excedan aquellas permitidas por
5.6.4.3 o 5.6.5.3, el soldador debe ser descalificado.
Soldaduras en tuberías de acero de alta resistencia
(high-test pipe) pueden no doblarse hasta completar la
Para ensayar soldaduras de filete, se deben cortar
probetas de cada cupón. La Figura 10 muestra las
ubicaciones de las cuales las probetas de ensayo van a ser
extraídos si el cupón de ensayo es una soldadura
circunferencial completa. Si los cupones de ensayo
consisten en segmentos de niple, un número
aproximadamente igual de probetas debe ser removido de
cada segmento. Las probetas deben ser enfriadas al aire
hasta la temperatura ambiente previo al ensayo.
Tabla 3 – Tipo y Número de Probetas de Soldadura a Tope por Soldador para Ensayo de Calificación de
Soldador y para Ensayos Destructivos de Soldadura de Producción
Diámetro exterior de tubería
pulgadas
<2.375
2.375-4.500
>4.500-12.750
>12.750
milímetros
<60.3
60.3-114.3
>114.3-323.9
>323.9
Número de probetas
Resistencia
a la tracción
Rotura con
entalla
Doblado de
raíz
Espesor de pared <= 0.500” (12.7 mm)
0
2
2
0
2
2
2
2
2
4
4
2
Doblado de
cara
Doblado de
lado
Total
0
0
0
2
0
0
0
0
4a
4
6
12
Espesor de pared > 0.500” (12.7 mm)
<= 4.500
<= 114.3
0
2
0
0
2
4
>4.500-12.750
>114.3-323.9
2
2
0
0
2
6
>12.750
>323.9
4
4
0
0
4
12
a
Para tuberías de diámetros exteriores menores que o iguales a 1.315” (33.4 mm), deben ser tomadas probetas de dos
soldaduras o una de sección completa para resistencia a la tracción.
22
Estándar API 1104
6.5.7 Métodos de Ensayo y Requerimientos para
Soldaduras de Filete
puede ser requerido para recalificación si surge algún
cuestionamiento acerca de su competencia.
Las probetas de soldadura de filete deben ser
preparadas y el ensayo debe ser llevado a cabo de acuerdo
a lo descrito en 5.8.
7 Diseño y Preparación de una Junta
para Soldadura de Producción
7.1
6.6
RADIOGRAFÍA – UNICAMENTE
SOLDADURAS A TOPE
6.6.1 Generalidades
Como opción de la compañía, la calificación de juntas a
tope puede ser examinada por radiografía en lugar de los
ensayos especificados en 6.5 (ensayos destructivos).
GENERALIDADES
Las tuberías deben ser soldadas por soldadores
calificados usando procedimientos calificados. Las
superficies a ser soldadas deben estar lisas, uniformes y
libres de laminaciones, escamas, escoria, grasa, pintura y
otros materiales nocivos que puedan afectar adversamente
a la soldadura. El diseño de la unión y la separación entre
extremos de tubería deben estar de acuerdo con la
especificación de procedimiento utilizada.
6.6.2 Requerimientos de Inspección
Las radiografías deben ser hechas en cada una de los
cupones de soldadura. El soldador deberá ser descalificado
si cualquiera de los cupones de soldadura no cumple los
requerimientos de 9.3 (ensayo radiográfico, criterios de
aceptación END).
La inspección radiográfica no debe ser utilizada con el
propósito de localizar áreas sanas o áreas que contengan
imperfecciones y subsecuentemente hacer ensayos de
dichas áreas para calificar o descalificar soldadores.
6.7
REENSAYES
Si en opinión mutua de la compañía y representantes
del contratista, un soldador falla en el ensayo de
calificación por condiciones inevitables o más allá de su
control, el soldador puede obtener una segunda
oportunidad para calificar. Ensayos adicionales no deben
ser tomados hasta que el soldador se haya sometido a una
prueba luego de un subsecuente entrenamiento aprobado
por la compañía.
6.8
REGISTROS
Un registro de los ensayos debe ser mantenido
específicamente para cada soldador y con los detalles de
los resultados de cada ensayo. Un formato similar al
mostrado en la figura 2 podría ser usado. (Este formato
debería ser desarrollado para satisfacer las necesidades de
la compañía individual pero debe estar suficientemente
detallado para demostrar que los ensayos de calificación
cumplen los requerimientos de este estándar). Una lista de
soldadores calificados y los procedimientos para los cuales
ellos están calificados debe ser mantenida. Un soldador
7.2
ALINEAMIENTO
En el alineamiento de extremos colindantes debe
minimizarse el desalineado entre las superficies. Para
extremos de tubería del mismo espesor nominal, el
desalineamiento no debería exceder 1/8” (3 mm).
Variaciones mayores son permisibles, siempre que sean
causadas por variaciones en las dimensiones de los
extremos de las tuberías dentro de las tolerancias
especificadas en la compra, y dichas variaciones estén
distribuidas esencialmente de manera uniforme alrededor
de la circunferencia de la tubería. Los martilleos de la
tubería para obtener un alineamiento conveniente deberán
ser mantenidos en un mínimo.
7.3
USO DE DISPOSITIVOS DE ALINEAMIENTO
PARA SOLDADURAS A TOPE
Los dispositivos de alineamiento (lineup clamp) deben
ser usados para soldaduras a tope de acuerdo con la
especificación de procedimiento. Cuando sea permitido
retirar el dispositivo de alineamiento antes que el pase de
raíz sea culminado, la parte completada del cordón debe
estar distribuida en segmentos aproximadamente iguales y
espaciados uniformemente alrededor de la circunferencia
de la junta. Sin embargo, cuando un dispositivo de fijación
interno es usado y las condiciones de trabajo son tales que
hacen difícil prevenir movimientos de la tubería o si la
soldadura es esforzada indebidamente, se debe completar
el pase de raíz antes de liberar los dispositivos de
alineamiento. Los segmentos de pase de raíz usados en
conexión con dispositivos de alineamiento externos, deben
estar uniformemente espaciados alrededor de la
circunferencia de la tubería y deben sumar en total una
longitud de al menos 50% de la circunferencia de la tubería
antes de retirar el dispositivo de alineamiento.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
7.4
BISEL
7.4.1 Bisel efectuado en Taller
Todo bisel de los extremos de tuberías, efectuados en
un taller, debe estar conforme al diseño de la junta usado
en la especificación de procedimiento.
7.8
23
SOLDADURAS DE POSICIÓN
7.8.1 Procedimiento
Toda soldadura de posición debe ser hecha con las
partes a ser unidas aseguradas contra movimientos y con el
adecuado espacio libre alrededor de la junta para permitir
al soldador o soldadores espacio en el cual puedan trabajar.
7.4.2 Bisel efectuado en Campo
Los extremos de tubería deberían ser biselados en
campo por máquinas herramientas o máquinas de corte por
oxígeno. Si es autorizado por la compañía, también puede
ser usado corte con oxígeno manual. Los extremos
biselados deben ser razonablemente lisos y uniformes, y
las dimensiones deben estar de acuerdo con la
especificación de procedimiento.
7.5
CONDICIONES CLIMÁTICAS
La soldadura no debe ser hecha cuando la calidad de la
soldadura completada podría ser perjudicada por las
condiciones ambientales reinantes, incluyendo (pero no
limitados únicamente a) la humedad del aire, corrientes de
arena o fuertes vientos. Se pueden usar protectores de
viento cuando sea factible. La compañía debe decidir si las
condiciones ambientales son adecuadas para soldar.
7.8.2 Pases de Relleno y Acabado
Para soldaduras en posición el número de pases de
relleno y acabado debe permitir una sección transversal de
soldadura completa y sustancialmente uniforme alrededor
de la circunferencia entera de la tubería. En ningún punto
la sobremonta de la superficie debe caer por debajo de la
superficie exterior de la tubería ni tampoco debería estar
levantada por encima del metal base más de 1/16” (1.6
mm).
Dos pases no deben empezar en el mismo lugar. La
cara del cordón final de soldadura debería ser
aproximadamente 1/8” (3 mm) más ancha que el ancho
del canal original. Una vez completada la soldadura esta
debe ser rigurosamente escobillada y limpiada.
7.9
7.9.1
7.6
ESPACIO LIBRE
Cuando la tubería es soldada sobre el suelo, el espacio
libre de trabajo alrededor de la tubería a soldar no debería
ser menor que 16” (400 mm). Cuando la tubería es soldada
en una zanja, el agujero de campana debe ser lo
suficientemente largo como para permitir al soldador o
soldadores un adecuado acceso a la junta.
SOLDADURAS ROTADAS
Alineamiento
Como opción de la compañía, las soldaduras mediante
rotación del tubo deben ser permitidas, siempre que el
alineamiento sea mantenido, ya sea por el uso de patines o
a través de un armazón estructural con un adecuado
número de rodillos giratorios para prevenir holguras de las
partes soportadas de la tubería.
7.9.2 Pases de Relleno y Acabado
7.7
LIMPIEZA ENTRE PASES
Escamas y escoria debe ser removida de cada cordón y
del canal. Herramientas mecánicas deben ser usadas
cuando se especifique en el procedimiento; de otra manera,
la limpieza puede ser realizada con herramientas manuales
o mecánicas.
Cuando se emplee soldadura semiautomática o
mecanizada, las agrupaciones de porosidades superficiales,
inicios de arco y puntos altos deben ser removidos por
amolado antes que el metal soldado sea depositado sobre
ellos. Cuando sea solicitado por la compañía, se deben
retirar los depósitos frágiles antes que el metal soldado sea
depositado sobre ellos.
Para soldaduras rotadas el número de pases de relleno y
acabado debe permitir una sección transversal de soldadura
completa y sustancialmente uniforme alrededor de la
circunferencia entera de la tubería. En ningún punto la
sobremonta de la unión soldada debe caer por debajo de la
superficie exterior de la tubería ni tampoco debería estar
por encima del metal base mas de 1/16” (1.6 mm).
La cara de la superficie externa debería ser
aproximadamente 1/8” (3 mm) más ancha que el ancho
del canal original.
Conforme la soldadura progrese, la tubería debe ser rotada
para mantener la soldadura en o cerca del punto superior
de la tubería. Una vez completada la soldadura debe ser
rigurosamente escobillada y limpiada.
24
Estándar API 1104
7.10 IDENTIFICACIÓN DE SOLDADURAS
Cada soldador debe identificar su trabajo en la forma
prescrita por la compañía.
procedimiento de inspección para la detección de defectos
y la habilidad del operador para interpretar correctamente
las indicaciones dadas por el equipo.
Métodos de ensayo de trepanación no deben ser usados
7.11 TRATAMIENTO TÉRMICO DE PRE Y POST
CALENTAMIENTO
La especificación de procedimiento debe indicar las
prácticas de tratamientos térmicos de pre y post
calentamiento a ser seguidos cuando los materiales o las
condiciones climáticas hagan necesario ejecutar alguno o
ambos tratamientos.
8.3
CALIFICACIÓN
INSPECCIÓN
DE
PERSONAL
DE
El personal de inspección de soldadura debe ser
calificado por su experiencia y entrenamiento para llevar a
cabo la tarea de inspección especificada. Sus calificaciones
deben ser aceptables para la compañía.
8 Inspección y Ensayo de Soldaduras de
Producción
La documentación de estas calificaciones debe ser
retenida por la compañía y debe incluir, pero no estar
limitado, a lo siguiente:
8.1
a.
Educación y experiencia.
b.
Entrenamiento.
c.
Resultados de algunas examinaciones de calificación.
DERECHOS DE INSPECCIÓN
La compañía debe tener el derecho de inspeccionar
todas las soldaduras por medios no destructivos o
extrayendo soldaduras y sometiéndolas a ensayos
mecánicos. La inspección puede ser hecha durante el
proceso de soldadura o después que la soldadura ha sido
completada. La frecuencia de inspección debe estar
conforme a lo especificado por la compañía.
8.4
8.4.1
8.2
CERTIFICACIÓN DEL PERSONAL DE END
Procedimientos
MÉTODOS DE INSPECCIÓN
Los ensayos no destructivos (END) pueden consistir en
inspección radiográfica u otro método especificado por la
compañía. El método usado debe producir indicaciones de
imperfecciones que puedan ser interpretadas y evaluadas
con precisión. Las soldaduras deben ser evaluadas en base
a la sección 9 o al apéndice A, como una opción de la
compañía. En este último caso, se requiere una inspección
más completa con objeto de determinar el tamaño de la
imperfección.
Los ensayos destructivos deben consistir en la
remoción
de
uniones
soldadas
completas,
el
seccionamiento de las uniones en probetas, y la evaluación
de estas. Las probetas deben ser preparadas cumpliendo los
requerimientos establecidos en 6.5. La compañía debe
tener el derecho de aceptar o rechazar cualquier soldadura
que no consiga los requerimientos por el método por el
cual fue inspeccionado. El soldador que ejecutó una
soldadura que no ha cumplido con los requerimientos
puede ser descalificado para trabajos ulteriores.
Los operadores de equipo de inspección no destructiva
pueden ser requeridos para demostrar la capacidad del
El personal de END debe ser certificado como nivel I,
II o III de acuerdo con las recomendaciones de ASNT
(American Society for Nondestructive Testing), Práctica
recomendada Nº SNT-TC-1A, ACCP o cualquier otro
programa de certificación nacional reconocido que sea
aceptable por la compañía para el método de ensayo usado.
Únicamente personal de nivel II o III debe interpretar los
resultados de los ensayos.
8.4.2 Registro
Un registro de certificados de personal de END debe
ser mantenido por la compañía. El archivo debe incluir los
resultados de los ensayos de certificación, la agencia y el
personal que otorga la certificación y la fecha de
certificación. El personal de END puede ser requerido para
ser recertificado como opción de la compañía, o, si
surgiera cualquier cuestionamiento surge acerca de su
capacidad. El personal de END nivel I y II debe ser
recertificado al menos cada 3 años. El personal de END
nivel III debe ser recertificado al menos cada 5 años.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
9. Estándares de Aceptación para END
9.1
GENERALIDADES
Los estándares de aceptación presentados en esta
sección se aplican para imperfecciones localizadas por los
métodos de ensayo de radiografía, partículas magnéticas,
líquidos penetrantes y ultrasonido. Ellos también pueden
ser aplicados para inspección visual. Los END no deben
ser usados para seleccionar soldaduras que están sujetas a
ensayos destructivos en concordancia con 6.5.
9.2
La compañía puede por lo tanto rechazar cualquier
soldadura que parece satisfacer este estándar de aceptación
si en su opinión la profundidad de una imperfección puede
estar en detrimento de la soldadura.
9.3
condición es mostrada esquemáticamente en la Figura 13.
IP debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes
condiciones existe:
a.
La longitud de una indicación individual IP excede de
1” (25 mm).
b.
La suma de las longitudes de las indicaciones IP en
una longitud de cordón continuo de 12” (300 mm)
excede a 1” (25 mm).
c.
La suma de las longitudes de las indicaciones IP
exceden el 8% de longitud en cualquier soldadura con
menos de 12” (300) de longitud de cordón.
ACEPTACIÓN O RECHAZO
Todo método de END está limitado a la información
que pueda ser derivada de las indicaciones que ellos
producen.
ENSAYO RADIOGRÁFICO (RT)
Nota: todas las densidades referidas de 9.3.1 a 9.3.13 están
basadas en imágenes negativas.
9.3.1 Penetración
Inadecuada
sin
Desalineamiento (Inadecuate Penetration
Without High-Low)(IP)
25
9.3.2 Penetración
Inadecuada
Debido
Desalineamiento (Due High-Low)(IPD)
a
IPD es definido como la condición que existe cuando
un canto de la raíz está descubierto porque la tubería
adyacente o la preparación de junta están desalineadas.
Esta condición es mostrada esquemáticamente en la Figura
14. IPD debe ser considerado un defecto si alguna de las
siguientes condiciones existe:
a.
La longitud de una indicación individual IPD excede
de 2” (50 mm).
b.
La suma de las longitudes de las indicaciones IP en
una longitud de cordón continuo de 12” (300 mm)
excede las 3” (75 mm).
La penetración inadecuada (IP) es definida como el
llenado incompleto de la raíz de la soldadura. Esta
Llenado incompleto en la raíz
Nota: Una o ambas caras de la raíz pueden estar rellenadas inadecuadamente en la superficie interior.
Figura 13-Penetración Inadecuada sin Desalineamiento (IP)
26
Estándar API 1104
9.3.3 Penetración
Transversal
Inadecuada
(Interna) (Inadecuate Cross Penetration)
(ICP)
b.
La suma de las longitudes de las indicaciones IFD en
una longitud de cordón continuo de 12” (300 mm)
excede a 2” (50 mm).
ICP es definido como una imperfección sub superficial
entre el primer pase interno y el primer pase externo que es
causado por la penetración inadecuada de caras verticales.
Esta condición es mostrada esquemáticamente en la Figura
15. ICP debe ser considerado defecto si alguna de las
siguientes condiciones existe:
c.
La suma de las longitudes de indicaciones IFD
exceden el 8% de la longitud del cordón.
a.
La longitud de una indicación individual ICP excede a
2” (50 mm).
b.
La suma de las longitudes de las indicaciones ICP en
una longitud de cordón continuo de 12” (300 mm)
excede a 2” (50 mm).
9.3.4 Fusión Incompleta (IF)
IF es definido como una imperfección superficial entre
el metal de soldadura y el material base que está abierto a
la
superficie.
Esta
condición
es
mostrada
esquemáticamente en la Figura 16. IF debe ser considerado
defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a.
La longitud de una indicación individual IF excede a
1” (25 mm).
b.
La suma de las longitudes de las indicaciones IF en
una longitud de cordón continuo de 12” (300 mm)
excede 1” (25 mm).
c.
La suma de las longitudes de las indicaciones IF
exceden el 8% de longitud en cualquier soldadura con
menos de 12” (300) de longitud de cordón..
9.3.5 Fusión
Incompleta
Ocasionada
por
Traslape Frío (Incomplete Fusion Due to
Cold Lap) (IFD)
IFD es definido como una imperfección entre dos
pases de soldadura adyacentes o entre el metal de
soldadura y el metal base que no está abierto a la
superficie. Esta condición es mostrada esquemáticamente
en la Figura 17. IFD debe ser considerado defecto si alguna
de las siguientes condiciones existe:
a.
La longitud de una indicación individual IFD excede a
2” (50 mm).
9.3.6 Concavidad Interna (Internal Concavity)(IC)
IC es definido en 3.2.8 y es mostrado
esquemáticamente en la Figura 18. Cualquier longitud de
IC es aceptable si la densidad de la imagen radiográfica en
la IC no excede a la del material base más delgado. En
áreas donde se excede la densidad del material base más
delgado, se aplicará el criterio para quemones (burnthrough) (ver 9.3.7).
9.3.7 Quemón (Burn-Through) (BT)
9.3.7.1 Un BT es definido como una porción del pase
de raíz donde una excesiva penetración ha causado que el
baño de soldadura penetre hacia el interior del tubo
(provocando un agujero o perforación en el cordón)
9.3.7.2 Para tuberías con un diámetro exterior mayor o
igual que 2.375” (60.3 mm), un BT debe ser considerado
defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a.
Cuando la máxima dimensión excede a ¼” (6 mm) y
la densidad de la imagen de BT excede la del material
base adyacente más delgado.
b.
Cuando la máxima dimensión excede al menor de los
espesores de pared nominales de la unión soldada y la
densidad en cualquier porción de la imagen de BT
excede la del material base adyacente más delgado.
c.
Cuando la suma de las máximas dimensiones de BTs
separados, cuyas densidades en cualquier porción de
imagen exceden la del material base adyacente más
delgado, es mayor a ½” (13 mm) medido en una
porción continua de cordón de soldadura de 12” (300
mm), o medido a lo largo del total de la longitud de
soldadura, cualquiera sea la menor.
9.3.7.3 Para tuberías con un diámetro exterior menor
que 2.375” (60.3 mm), un BT debe ser considerado defecto
si alguna de las siguientes condiciones existe:
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
a.
Cuando la máxima dimensión excede ¼” (6 mm) y la
densidad en cualquier porción de la imagen de BT
excede la del material base adyacente más delgado.
b.
Cuando la máxima dimensión excede al menor de los
espesores de pared nominales de la unión soldada y la
densidad en cualquier porción de la imagen de BT
excede la del material base adyacente más delgado.
c.
Cuando esté presente más de un BT de cualquier
tamaño y la densidad en cualquier porción de la
imagen de BT exceda la del material base adyacente
más delgado.
9.3.8 Inclusiones de Escoria (Slag Inclusions)
9.3.8.1 Una inclusión de escoria es definida como un
sólido no metálico entrampado en el metal depositado o
entre el metal base y el metal depositado. Inclusiones de
escoria alargadas (ESIs) – ejemplo, líneas de escoria
continuas o entrecortadas o huellas de vagón (wagon track)
- son usualmente encontradas en la zona de fusión. Las
inclusiones de escoria aisladas (isolated) (ISIs) son
formadas irregularmente y pueden ser localizadas en
cualquier lugar de la soldadura. Para propósitos de
evaluación, cuando se mida el tamaño de una indicación
radiográfica, la máxima dimensión de la indicación debe
ser considerada como su longitud.
9.3.8.2 Para tuberías con un diámetro exterior mayor o
igual que 2.375” (60.3 mm), una inclusión de escoria debe
ser considerada defecto si alguna de las siguientes
condiciones existe:
a.
La longitud de una indicación ESI excede las 2” (50
mm).
Nota: Indicaciones ESI paralelas separadas por
aproximadamente el ancho del pase de raíz (wagon track)
deben ser consideradas como una sola indicación a menos
que el ancho de cualquiera de ellas exceda 1/32” (0.8 mm).
En tal caso, deben ser consideradas como indicaciones
separadas.
b.
Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones
ESI en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de
cordón de soldadura excede a 2” (50 mm).
27
c.
Cuando el ancho de una indicación ESI excede a 1/16”
(1.6 mm).
d.
Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones
ISI en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de
cordón de soldadura excede a 1/2” (13 mm).
e.
Cuando el ancho de una indicación ISI excede a 1/8”
(3 mm).
f.
Cuando más de cuatro indicaciones ISI con el máximo
ancho de 1/8” (3 mm) están presentes en cualquier
tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de
soldadura.
g.
Cuando las longitudes sumadas de indicaciones ESI e
ISI exceden el 8% de la longitud soldada.
9.3.8.3 Para tuberías con un diámetro exterior menor que
2.375” (60.3 mm), una inclusión de escoria debe ser
considerada defecto si alguna de las siguientes condiciones
existe:
a.
Cuando la longitud de una indicación ESI excede a
tres veces al espesor nominal de pared más delgado de
la junta.
Nota: Indicaciones ESI paralelas separadas por
aproximadamente el ancho del cordón de raíz (wagon
track) debe ser considerada una sola indicación a menos
que el ancho de cualquiera de ellas exceda 1/32” (0.8 mm).
En tal caso, deben ser consideradas como indicaciones
separadas.
b.
Cuando el ancho de una indicación ESI excede a 1/16”
(1.6 mm)
c.
Cuando las longitudes sumadas de indicaciones ISI
excede dos veces al espesor de pared nominal más
delgado de la unión soldada y el ancho excede a la
mitad del espesor de pared nominal más delgado de la
unión.
d.
Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones
ESI e ISI exceden el 8% de la longitud soldada.
28
Estándar API 1104
Llenado incompleto en un
lado de la raíz
Figura 14-Penetración Inadecuada debido a Desalineamiento (IPD)
Figura 15-Penetración Transversal Inadecuada (ICP)
No hay unión, la
imperfección está
asociada a la superficie
Figura 16-Fusión Incompleta en la Raíz del Cordón o en la parte superior de la Junta (IF)
Traslape frío entre
cordones
Traslape frío entre el cordón de
soldadura y el material base
Nota: El traslape frío mostrado no está asociado a la superficie
Figura 17-Fusión Incompleta debida a Traslape Frío (IFD)
El cordón de raíz funde en ambas superficies, pero
el centro del pase de raíz está ligeramente bajo la
superficie interior de la tubería.
Figura 18-Concavidad Interna (IC)
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
9.3.9 POROSIDAD (POROSITY)
9.3.9.1 La porosidad es definida como un gas atrapado
por solidificación del metal soldado antes que el gas tenga
la oportunidad de ascender a la superficie del baño fundido
y escapar. Las porosidades son generalmente esféricas pero
pueden ser elongadas o de forma irregular, tales como las
porosidades alargadas (agujeros de gusano) (piping
porosity or wormhole). Cuando el tamaño de una
indicación radiográfica producida por un poro es medido, a
la máxima dimensión de la indicación debe aplicarse el
criterio mostrado en 9.3.9.2 hasta 9.3.9.4
9.3.9.2 Porosidades (P) individuales o dispersas
(scattered) deben ser consideradas defectos si alguna de las
siguientes condiciones existe:
a.
Cuando el tamaño de un poro individual excede 1/8”
(3 mm).
b.
Cuando el tamaño de un poro individual excede el 25
% de espesor de la pared nominal más delgada de la
junta.
c.
Cuando las porosidades distribuidas o dispersas
exceden la concentración permitida por las figuras 19
o 20.
b.
Cuando la suma de las longitudes de indicaciones HB
en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de
cordón de soldadura excede a 2” (50 mm).
c.
Cuando las indicaciones individuales de cada
porosidad HB, mayor a ¼” (6 mm) de longitud, están
separadas por menos de 2” (50 mm) de distancia.
d.
Cuando las longitudes sumadas de indicaciones HB
exceden el 8% de la longitud soldada.
9.3.10
a.
Cuando el diámetro del cluster excede ½” (13 mm).
b.
Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones
CP en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de
cordón de soldadura excede a 1/2” (13 mm).
9.3.9.4 Poro vermicular (hollow-bead porosity HB) es
definido como una porosidad lineal alargada que ocurre en
el pase de raíz. HB debe ser considerado un defecto si
alguna de las siguientes condiciones existe:
a.
Cuando la longitud de una indicación HB individual
excede ½” (13 mm).
Fisuras (Cracks)(C).
Las fisuras deben ser consideradas defectos si alguna
de las siguientes condiciones existe:
a.
Cuando la fisura de cualquier tamaño o localización
dentro de la soldadura, no es una fisura de cráter
(shallow crater crack) o una fisura estrella (star crack).
b.
Cuando la fisura es una fisura de cráter o fisura de
estrella con una longitud superior a 5/32” (4 mm).
Nota: las fisuras de cráter o de estrella están situadas en
los puntos de parada de soldadura de pases y son el
resultado de contracciones del metal soldado durante la
solidificación.
9.3.11
9.3.9.3 La porosidad agrupada (cluster porosity CP) que
ocurra en cualquier pase excepto el final debe cumplir el
criterio 9.3.9.2. La CP que ocurra en el pase final debe ser
considerada un defecto si alguna de las siguientes
condiciones existe:
29
Mordedura (Undercutting)
La mordedura es definida como un canal fundido
dentro del material base adyacente a la base o raíz de la
soldadura y que no es llenado por el metal de aporte. La
mordedura adyacente al pase de acabado (EU) o al pase de
raíz (IU) debe ser considerada como un defecto si alguna
de las siguientes condiciones existe:
a.
Cuando la suma de las longitudes de indicaciones de
mordeduras EU e IU, en cualquier combinación, en
cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) excede a
2” (50 mm).
b.
Cuando la suma de las longitudes de indicaciones de
mordeduras EU e IU, en cualquier combinación,
excede un sexto de la longitud soldada.
Nota: Ver 9.7 para estándares de aceptación para
mordedura cuando se emplean mediciones visuales y
mecánicas.
30
Estándar API 1104
Variado
Grande
Mediano
Fino
Alineado (tres o más)
Figura 19-Distribución Máxima de las Porosidades: Espesor de Pared menor o
igual a 0.500 pulg. (12.7 mm)
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
Variado
Grande
Mediano
Fino
Alineado (tres o más)
Figura 20-Distribución Máxima de las Porosidades: Espesor de Pared mayor que
0.500 pulg. (12.7 mm)
31
32
Estándar API 1104
9.3.12
Acumulación de Imperfecciones.
Excluyendo penetración incompleta IPD y mordedura,
cualquier acumulación de imperfecciones (AI) debe ser
considerada un defecto si alguna de las siguientes
condiciones existe:
a.
b.
Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones,
en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de
cordón de soldadura excede a 2” (50 mm).
Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones
excede el 8% de la longitud soldada.
9.3.13
Imperfecciones de Tubería o Accesorios
(Fitting).
Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios
por ensayo radiográfico (RT) deben ser reportadas a la
compañía. Su disposición debe ser según las directivas de
la compañía.
9.4
ENSAYO DE PARTICULAS MAGNETICAS
(MT)
redondeadas son aquellas cuyo largo es tres veces su ancho
o menor.
9.4.2 ESTÁNDAR DE ACEPTACIÓN
Indicaciones relevantes deben ser consideradas
defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:
a.
Indicaciones lineales evaluadas como fisuras de cráter
o de inicio de cordón exceden los 5/32” (4 mm) en
longitud.
b.
Indicaciones lineales son evaluadas como fisuras
diferentes que de cráter o de inicio de cordón.
c.
Indicaciones lineales evaluadas como IF y que
excedan 1” (25 mm) de su longitud total en cualquier
tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de
soldadura o que excedan el 8% de la longitud soldada.
Indicaciones redondeadas deben ser evaluadas de
acuerdo al criterio de 9.3.9.2 y 9.3.9.3, cuando sea
aplicable. Para propósitos de evaluación, la máxima
dimensión de una indicación redondeada debe ser
considerada como su tamaño.
9.4.1 Clasificación de Indicaciones
Nota: Cuando exista duda acerca del tipo de imperfección
revelada por una indicación, la verificación puede ser
obtenida usando otro método de ensayo no destructivo.
9.4.1.1 Las indicaciones producidas por MT no son
necesariamente imperfecciones. Variaciones magnéticas y
metalúrgicas pueden producir indicaciones que son
similares a aquellas que son producidas por imperfecciones
pero que no son relevantes para el criterio de aceptación.
El criterio mostrado en 9.4.1.2 y 9.4.1.3 es aplicable
cuando las indicaciones son evaluadas.
9.4.3 Imperfecciones De Tubería o Accesorios
(Fitting)
9.4.1.2 Cualquier indicación con una dimensión
máxima de 1/16” (1.6 mm) o menor, debe ser clasificada
como no relevante. Cualquier indicación más larga que se
crea no relevante, debe ser juzgada como relevante hasta
que una reexaminación por MT u otra técnica no
destructiva determine de un modo u otro si existe una real
imperfección. La superficie puede ser pulida o
acondicionada por otro método antes de reexaminarse.
Después que una indicación sea determinada como no
relevante, otra indicación no relevante del mismo tipo no
necesita ser reexaminada.
9.4.1.3 Indicaciones relevantes son aquellas causadas por
imperfecciones. Indicaciones lineales son aquellas cuya
longitud es tres veces mayor a su ancho. Indicaciones
Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios
por MT deben ser reportadas a la compañía. Su disposición
debe ser según las directivas de la compañía.
9.5
ENSAYO DE LIQUIDOS PENETRANTES (PT)
9.5.1 Clasificación de Indicaciones
9.5.1.1 Las indicaciones producidas por PT no son
necesariamente imperfecciones. Marcas de maquinado,
rayas y condiciones superficiales pueden producir
indicaciones que son similares a aquellas que son
producidas por imperfecciones pero que no son relevantes
para aceptabilidad. El criterio mostrado en 9.5.1.2 y 9.5.1.3
es aplicable cuando las indicaciones son evaluadas.
9.5.1.2 Cualquier indicación con una dimensión
máxima de 1/16” (2 mm) o menor, debe ser clasificada
como no relevante. Cualquier indicación más larga que se
crea no relevante, debe ser juzgada como relevante hasta
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
que una reexaminación por PT u otra técnica no destructiva
determine si existe una imperfección. La superficie puede
ser pulida o acondicionada por otro método antes de
reexaminarse. Después que una indicación se ha
determinado como no relevante, otra indicación no
relevante del mismo tipo no necesita ser reexaminada.
9.5.1.3 Indicaciones relevantes son aquellas causadas
por imperfecciones. Indicaciones lineales son aquellas
cuya longitud es tres veces mayor a su ancho. Indicaciones
redondeadas son aquellas cuyo largo es tres veces su
ancho, o menor.
9.5.2 Estándar de Aceptación
Indicaciones relevantes deben ser consideradas
defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:
a.
Indicaciones lineales evaluadas como fisuras de cráter
o de inicio de cordón exceden los 5/32” (4 mm)en
longitud.
b.
Indicaciones lineales son evaluadas como fisuras
diferentes que de cráter o de inicio de cordón.
c.
Indicaciones lineales evaluadas como IF y que
excedan a 1” (25 mm) de su longitud total en cualquier
tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de
soldadura o que excedan el 8% de la longitud soldada.
Indicaciones redondeadas deben ser evaluadas de
acuerdo al criterio de 9.3.9.2 y 9.3.9.3, como sea
aplicable. Para propósitos de evaluación, la máxima
dimensión de una indicación redondeada será considerada
como su tamaño.
Nota: Cuando exista duda acerca del tipo de imperfección
revelada por una indicación, la verificación puede ser
obtenida usando otro método de ensayo no destructivo.
9.5.3 Imperfecciones de Tubería o Accesorios
(Fitting).
Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios
por PT deben ser reportadas a la compañía. Su disposición
debe ser según las directivas de la compañía.
33
modos de conversión de onda ultrasónica, pueden producir
indicaciones geométricas que son similares a aquellas que
son producidas por imperfecciones, pero que no son
relevantes para aceptabilidad.
9.6.1.2 Indicaciones lineales son definidas como
indicaciones cuya dimensión más grande está en la
dirección longitudinal de la soldadura. Indicaciones
lineales típicas pueden ser causadas por, pero no están
limitadas a, los siguientes tipos de imperfecciones: IP, IPD,
ICP, IF, IFD, ESI, C, EU, IU y HB.
9.6.1.3 Indicaciones transversales son definidas como
indicaciones cuya dimensión más grande está en la
dirección transversal a la soldadura. Indicaciones
transversales típicas pueden ser causadas por, pero no están
limitadas a, los siguientes tipos de imperfecciones: C, ISI,
y fusión incompleta debida a IFD, arranques y paradas en
los pases de soldadura.
9.6.1.4 Indicaciones volumétricas son definidas como
indicaciones tridimensionales. Tales indicaciones pueden
ser causadas por simples o múltiples inclusiones, vacíos o
poros. Vacíos o poros parcialmente llenados o pequeñas
inclusiones en arranque/parada de pases de soldadura
pueden ser causa de indicaciones más largas en la
dirección transversal que en la dirección longitudinal de la
soldadura. Indicaciones volumétricas típicas pueden ser
causadas por, pero no están limitadas a, los siguientes tipos
de imperfecciones: IC, BT, ISI, P, CP.
9.6.1.5 Indicaciones relevantes son aquellas causadas
por imperfecciones. Las indicaciones relevantes deben ser
evaluadas con el nivel de evaluación mostrado en 11.4.7
para el estándar de aceptación mostrado en 9.6.2.
Nota: Cuando exista duda acerca del tipo de imperfección
revelada por una indicación, la verificación puede ser
obtenida usando otro método de ensayo no destructivo.
9.6.2 Estándar de Aceptación
9.6
ENSAYO DE ULTRASONIDO (UT)
9.6.1 Clasificación de Indicaciones
9.6.1.1 Las indicaciones producidas por UT no son
necesariamente imperfecciones. Cambios en la geometría
soldada debido a desalineamiento de extremos colindantes
de tuberías, cambios en el perfil del reforzamiento soldado
de los pases raíz ID y coronamiento OD, biseles internos y
9.6.2.1 Las indicaciones deben ser consideradas
defectos si es que algunas de las siguientes condiciones
existe.
a.
Indicaciones determinadas como Fisuras (C).
b.
Indicaciones individuales con una altura vertical (a
través de la pared) mayor que un cuarto del espesor de
pared.
34
c.
Estándar API 1104
Indicaciones múltiples en la misma locación
circunferencial con una suma de dimensión vertical (a
través de la pared) que excedan un medio del espesor
de pared.
lineales
superficiales
(LS)
9.6.2.2 Indicaciones
(diferentes a fisuras) que son abiertas a la superficie de los
ID u OD deben ser consideradas defectos si alguna de las
siguientes condiciones existe:
1. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones
LS, en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de
cordón de soldadura excede a 1” (25 mm).
a.
La máxima dimensión de una indicación VR excede
¼” (6 mm) o el espesor nominal de pared, cualquiera
que sea menor.
b.
La longitud total de una indicación VR excede ½” (13
mm) en cualesquiera 12” (300 mm) continuas de
longitud.
9.6.2.8 Cualquier
acumulación
de
indicaciones
relevantes (AR) debe ser considerada un defecto cuando
alguna de las siguientes condiciones existe:
a.
Las longitudes sumadas de indicaciones sobre los
niveles de evaluación exceden a 2” (50 mm) en
cualquiera 12” (300 mm) continuas de longitud
soldada.
b.
Las longitudes sumadas de indicaciones sobre los
niveles de evaluación exceden el 8% de la longitud
soldada.
2. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones
LS exceden el 8% de la longitud soldada.
9.6.2.3 Indicaciones lineales ocultas (Lineal buried LB)
(diferentes a fisuras) interpretadas como sub superficiales
dentro de la soldadura y no en el ID u OD de la superficie
conectada deben ser consideradas defectos si alguna de las
siguientes condiciones existe:
a.
b.
Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones
LB, en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de
cordón de soldadura excede a 2” (50 mm).
Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones
LB exceden el 8% de la longitud soldada
9.6.2.4 Indicaciones transversales (T) (diferentes a
fisuras) deben ser consideradas volumétricas y evaluadas
usando el criterio para indicaciones volumétricas. La letra
T debe ser usada para designar todo reporte de
indicaciones transversales.
9.6.2.5 Indicaciones volumétricas agrupadas (cluster
VC) deben ser consideradas defectos cuando la máxima
dimensión de la indicación VC excede ½” (13 mm).
9.6.3 Imperfecciones de Tubería o Accesorios
(Fitting).
Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios
por UT deben ser reportadas a la compañía. Su disposición
debe ser según las directivas de la compañía.
9.7
ESTANDAR DE ACEPTACIÓN
PARA MORDEDURA
VISUAL
9.7.1 Generalidades
La mordedura es definida en 9.3.11. Los estándares de
aceptación en 9.7.2 son un suplemento pero no reemplazan
los requerimientos de inspección visual encontrados en
otra parte de este estándar.
9.7.2 Estándar de Aceptación
9.6.2.6 Indicaciones volumétricas individuales (VI)
deben ser consideradas defectos cuando la máxima
dimensión de la indicación VI excede 1/8” (3 mm) en
ambos ancho y longitud.
9.6.2.7 Indicaciones volumétricas de raíz (VR)
interpretadas como abiertas a la superficie ID deberán ser
consideradas defectos si alguna de las siguientes
condiciones existe:
Cuando medios de medida visuales o mecánicos se
emplean para determinar la profundidad de mordeduras
adyacentes a los pases de acabado o raíz no deben exceder
las dimensiones mostradas en la tabla 4. Cuando ambas
medidas, radiográfica y mecánica, están disponibles, la
medida mecánica regirá.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
35
Tabla 4- Dimensión máxima de mordedura.
Profundidad
>0.031” (0.8 mm) o > 12.5% del espesor de pared
de la tubería, cualquiera que sea menor.
> 0.016” (0.4 mm) pero <= 0.031” (0.8mm) o > 6% pero
<=12.5% del espesor de pared de la tubería, cualquiera sea
menor.
<= 0.016” (0.4 mm) o <= 6% del espesor de pared
de la tubería, cualquiera sea menor.
10
Reparación y Remoción de Defectos
10.1 AUTORIZACION PARA REPARAR
10.1.1
Fisuras
Las soldaduras fisuradas deben ser removidas de la
línea a menos que sean permitidas por 9.3.10 o cuando la
reparación es autorizada por la compañía. Las fisuras
pueden ser reparadas siempre que la longitud de la fisura
sea menor al 8% de la longitud de soldadura, y se use un
procedimiento de reparación de soldadura calificado.
10.1.2 Otros Defectos Diferentes a Fisuras
Defectos en la raíz y pases de aporte pueden ser
reparados con previa autorización de la compañía.
Defectos en el pase superficial pueden ser reparados sin
previa autorización de la compañía. Un procedimiento de
reparación de soldadura calificado es requerido para ser
empleado siempre que una reparación sea hecha a una
soldadura usando un proceso diferente del empleado al
realizar la soldadura original o cuando la reparación es
hecha en un área previamente reparada.
Longitud
No aceptable
2” (50 mm) en una longitud continua de soldadura de 12”
(300 mm) o un sexto de longitud soldada, cualquiera sea
menor.
Aceptable, sin importar su longitud
10.2.4 Requerimientos
de
tratamiento térmico interpases.
precalentamiento
y
10.2.5 Proceso de soldadura y otra especificación de
información contenida en 5.3.2.
10.2.6 Requerimientos para ensayos no destructivos
entre pases.
10.3 CRITERIOS DE ACEPTACIÓN
10.3.1
Las áreas reparadas deben ser inspeccionadas
por los mismos medios usados previamente. Si la compañía
prefiere, se puede reinspeccionar toda la soldadura que
contiene una reparación, en el mismo modo permitido para
la inspección de una soldadura de producción (ver 8.1 y
8.2). Las reparaciones deben cumplir los estándares de
aceptabilidad de la Sección 9.
10.4 SUPERVISIÓN
10.4.1
La reparación debe ser hecha bajo la supervisión
de un técnico con experiencia en técnicas de reparación de
soldaduras.
10.2 PROCEDIMIENTO DE REPARACIÓN
Cuando un procedimiento de reparación de soldadura
se requiera, el procedimiento debe ser establecido y
calificado para demostrar que
una soldadura con
propiedades mecánicas satisfactorias y sanidad pueda ser
producida. Esto debe ser determinado por ensayo
destructivo y el tipo y número de dichos ensayos debe ser a
criterio de la compañía. El criterio de reparación, como
mínimo, debe incluir lo siguiente:
10.5 SOLDADOR
10.2.1
Método de exploración del defecto.
11.1 MÉTODOS DEL ENSAYO RADIOGRÁFICO.
10.2.2
Método de remoción del defecto.
10.2.3 El canal de reparación debe ser examinado para
confirmar la completa remoción del defecto.
10.5.1 La soldadura debe ser hecha por un soldador
calificado.
11
Procedimientos para Ensayos No
Destructivos (END)
11.1.1 Generalidades
La sub-sección 11.1 presenta los requerimientos para
producir imágenes radiográficas en películas fotográficas
(film) u otro medio a través del uso de rayos X o rayos
gamma. Para la producción de imágenes debe establecerse
y registrarse en un archivo un procedimiento detallado. Las
36
Estándar API 1104
películas
radiográficas
producidas
con
dicho
procedimiento deben tener la densidad (ver 11.1.10),
claridad y contraste requeridos por este estándar. Las
imágenes producidas por otros sistemas deben tener los
requisitos de sensibilidad para definir claramente los
diámetros de alambre esenciales de los indicadores de
calidad de imagen (IQI). Para evaluar imágenes deben
usarse los siguientes criterios:
a.
Una calidad de imagen aceptable que esté libre de
niebla y de irregularidades de procesamiento
(revelado) que puedan enmascarar la imagen de
actuales imperfecciones.
b.
El indicador de calidad de imagen (IQI) prescrito y el
diámetro de alambre esencial.
c.
Un sistema de identificación satisfactorio.
d.
Una técnica
aceptable.
e.
Compatibilidad con estándares de aceptación.
y
disposición
(de
La compañía y el contratista radiográfico deberían
ponerse de acuerdo en el procedimiento o procedimientos
de radiografía a ser usados previamente a la ejecución de
radiografías de producción. La compañía debe solicitar al
contratista el demostrar que los procedimientos propuestos
producen imágenes aceptables y debe exigir además, que el
contratista use dicho procedimiento(s) para la producción
de radiografías.
Detalles del Procedimiento.
11.1.2.1 Generalidades
Los detalles de cada procedimiento radiográfico deben
ser registrados. Una copia del registro
debe ser
suministrada a la compañía para su archivo. El registro
puede estar en forma de escrito, de esquema, o ambos.
Como mínimo cada procedimiento debe incluir los detalles
aplicables listados en 11.1.2.2 y 11.1.2.3.
11.1.2.2 Película Radiográfica.
Como mínimo, el procedimiento para radiografías con
películas debe incluir los siguientes detalles:
a.
Pantallas intensificadoras (Intensifying screens)- El
tipo y ubicación de las pantallas, y, si se usan
pantallas de plomo (Pb), su espesor.
c.
Película (Film) La marca o tipo de película, o ambos,
y el número de películas en el porta-placas o envase
de película. Para técnicas de multi-películas, debe
especificarse la forma en la cual la película será
visualizada.
d.
Geometría de la exposición (Exposure geometry)- sea
la exposición de una pared una imagen (single-wall
exposure for single-wall Viewing SWE/SWV), doble
pared una imagen (double-wall exposure for singlewall Viewing DWE/SWV), o doble pared doble
imagen (double-wall exposure for double-wall
Viewing DWE/DWV); la distancia de la fuente o
punto focal a la película: las posiciones relativas de la
película, soldadura, fuente, indicadores de calidad de
imagen (IQI) y el intervalo o marcas de referencia; y
el número de exposiciones requeridas para radiografiar
una soldadura completa.
e.
Condiciones de exposición (Exposure conditions)- sea
miliamperios o curie-minutos, voltaje de los rayos X o
el voltaje y amperaje de entrada, y el tiempo de
exposición.
f.
Procesado (Revelado) (Processing)- sea manual o
automático; el tiempo y temperatura de revelado y el
tiempo para parar el baño de parada o enjuague, fijado
y lavado; y detalles del secado.
g.
Materiales- El tipo y rango de espesores del material
para el cual el procedimiento es conveniente.
h.
Identificadores de calidad de Imagen (IQI)- El tipo de
material, identificación del set ASTM o ISO, y
diámetro del alambre esencial.
i.
Blindaje radioactivo (Heat shields)- material, espesor
y distancia desde el lado de la película de blindaje a la
superficie de la tubería.
radiografiado)
Todos los requerimientos referidos a la calidad de las
imágenes resultantes deben aplicarse igualmente para
rayos X y rayos Gamma. El uso de la inspección
radiográfica y la frecuencia de su uso debe ser una opción
de la compañía.
11.1.2
b.
Fuente de radiación (Radiation source)- El tipo de
fuente de radiación, el tamaño efectivo de la fuente
(effective source) o punto focal (focal spot), y el
rango de voltaje de los equipos de rayos X.
11.1.2.3 Otros Medios de Imagen
Como mínimo, el procedimiento para radiografía
usando un medio de imagen diferente al de las películas
debe incluir los siguientes detalles:
a.
Fuente de radiación- el tipo de fuente de radiación, el
tamaño de la fuente efectiva (effective source) o punto
focal (focal spot), y el rango de voltaje de los equipos
de rayos X.
b.
El sistema de colección de imágenes utilizado.
c.
El sistema de procesamiento de imágenes utilizado.
d.
El sistema de visualización de imágenes utilizado.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
e.
El sistema de almacenamiento de imágenes utilizado.
f.
Geometría de una Exposición- sea que se use la
técnica SWE/SWV, DWE/SWV o DWE/DWV
(11.1.2.2 (d)); sea una imagen en movimiento o
estática; la velocidad de barrido para una imagen en
movimiento; la distancia de la fuente o punto focal a la
superficie del formador de la imagen; la posición
relativa de la superficie del formador de imágenes,
soldadura, fuente, identificadores de calidad de
imagen (IQI) y los intervalos o marcas de referencia;
la cantidad de magnificación geométrica; la
magnificación total usada para la visualización; y el
número de imágenes requeridas para la radiografía de
una soldadura completa.
g.
Condiciones de exposición (Exposure conditions)- sea
miliamperios o curie-minuto, voltaje de rayos X o el
voltaje y amperaje de entrada, y cuando sea aplicable,
el tiempo de exposición.
h.
Materiales- El tipo y rango de espesores del material
para el cual el procedimiento es conveniente.
i.
identificadores de calidad de imagen (IQI)- el tipo de
material, la identificación del set ASTM o ISO y
diámetro del alambre esencial.
j.
Blindaje radioactivo (Heat shields): Material, espesor
y distancia del lado de la película de blindaje a la
superficie de la tubería.
37
eje de la tubería) de tal forma que la soldadura del lado de
la fuente y del lado de la película no se sobreponen en las
áreas de la radiografía que se estén evaluando, al menos
dos exposiciones separadas a 90º deben ser hechas para
completar la inspección radiográfica de la soldadura.
Cuando las porciones de la soldadura del lado de la fuente
y del lado de la película están superpuestos, al menos tres
exposiciones separadas 60º deben ser hechas para
completar la inspección radiográfica de la soldadura.
Cuando se realicen radiografías de tubos de diámetros
más pequeños, de espesores de pared más gruesos,
exposiciones adicionales deberían ser hechas para
minimizar la distorsión de imperfecciones de imágenes en
los extremos de las radiografías.
La mínima distancia entre la fuente o punto focal y el
lado de la fuente del objeto que sé esta radiografiando debe
ser determinado por la siguiente fórmula (usando unidades
constantes de medida):
D = St/k
Donde:
11.1.3
D=
distancia mínima, en pulgadas, entre la
fuente o punto focal y el lado de la fuente
del objeto radiografiado.
S=
medida, en pulgadas, efectiva de la fuente
o punto focal.
t=
espesor de la soldadura, en pulgadas,
incluyendo sobremonta, mas la distancia
entre el lado de la película de la soldadura
y la película.
k=
factor de penumbra geométrica (geometric
unsharpness factor).
Geometría de la Exposición (Exposure
Geometry)
11.1.3.1 Radiografía
Radiography)
con
Película
(Film
Cuando una fuente radiográfica está centrada (ubicada
en el centro) en la tubería, para la exposición de una
soldadura con junta a tope, es adecuada una exposición,
para la inspección radiográfica de la unión soldada
completa (SWE/SWV). Cuando la fuente radiográfica es
colocada fuera (de la tubería), pero a una distancia no
mayor de ½” (13 mm) de la superficie soldada, al menos
tres exposiciones separadas 120º deben ser hechas para la
inspección radiográfica de la soldadura completa
(DWE/SWV). Cuando la fuente radiográfica es colocada
fuera de la tubería a más de ½” (13 mm) de la superficie
soldada, al menos cuatro exposiciones separadas 90º deben
ser hechas para completar la inspección radiográfica de la
soldadura (DWE/SWV). Cuando el diámetro exterior de la
tubería que contiene la soldadura es 3.5” (88.9 mm) o
menos, puede ser usado un procedimiento DWE/DWV.
Cuando este procedimiento es usado y el haz de radiación
está dispuesto en ángulo (con respecto a la perpendicular al
Cuando t es determinado para procedimientos
SWE/SWV y DWE/SWV, debe usarse los espesores de la
pared y la sobremonta de soldadura. Cuando t es
determinado para procedimientos DWE/DWV, debe
usarse el diámetro exterior de la soldadura (esto es, el
diámetro exterior de la tubería más dos veces la altura
promedio de la corona soldada). k es 0.02” (0.5 mm) para
materiales con un espesor igual o menor a 2” (50.8 mm).
11.1.3.2 Otros Medios de Imagen
Para imágenes en movimiento, la geometría de la
exposición debe ser evaluada en la máxima velocidad de
barrido a ser usada durante la inspección radiográfica de la
soldadura completa.
11.1.4 Tipo de Indicadores de Calidad de Imagen
(IQI)
38
Estándar API 1104
Los indicadores de calidad de imagen (IQI), deberán
estar conforme a los requerimientos de ASTM E 747 o ISO
1027 alambre IQI. La compañía debe definir qué tipo de
IQI (ASTM o ISO) será usado. Los IQI deben ser hechos
de un material que es radiográficamente similar al
material que se ha soldado.
11.1.5
Selección de Indicadores de Imagen (IQI)
Los IQI consisten o en una serie de seis (6) alambres
para ASTM E747 tipo de alambre o una serie de siete (7)
alambres para tipo alambre IQI, arreglados en orden
creciente de diámetro. El diámetro de alambre esencial a
ser usado, basado en el espesor de la soldadura es mostrado
en la Tabla 5 para ASTM E747 tipos de alambre IQI y
Tabla 6 para ISO tipo de alambre IQI. En la opción
radiográfica del contratista, un diámetro de alambre IQI
menor que los especificados arriba puede ser usado,
siempre que la sensibilidad radiográfica requerida es
obtenida.
Nota: Para propósitos de selección del IQI, el espesor
de la soldadura deberá ser el espesor de pared nominal más
la sobremonta de soldadura (interna más externa
combinadas).
Las imágenes radiográficas del número de
identificación de IQI y el juego de letras ASTM o ISO
deben aparecer claramente. La imagen del diámetro de
alambre esencial debe aparecer claramente transversal a
toda el área de interés.
11.1.6 Ubicación de Indicadores de Calidad de
Imagen (IQI)
11.1.6.1 Película
Los IQI deben ser colocados como sigue.
a.
Cuando una soldadura completa es radiografiada con
una simple exposición usando una fuente dentro de la
tubería, deben ser usados al menos cuatro IQI
colocados en forma cruzada a la soldadura
y
espaciados
uniformemente
alrededor
de
la
circunferencia. Para procedimientos DWE/DWV, un
IQI debe ser ubicado en el lado de la fuente de la
tubería y cruzado a la soldadura de manera que su
imagen no este superpuesta sobre la imagen de la
soldadura. Para procedimientos DWE/SWV o
SWE/SWV que requieran múltiples exposiciones para
completar la inspección de la soldadura, y donde la
longitud de la película a ser interpretada es más larga
de 5” (130 mm), dos IQI colocados en forma cruzada
a la soldadura y ubicados en el lado de la película
deben ser usados. Uno debe estar a 1” (25 mm) del
final de la longitud de la película a ser interpretada y
el otro debe estar en el centro de película. Cuando la
longitud de la película a ser interpretada es 5” (130
mm) o menos, un IQI debe ser ubicado en el lado de la
película cruzado a la soldadura y colocado en el centro
de la longitud a ser interpretada. Cuando una
soldadura reparada es radiografiada, un IQI adicional
debe ser ubicado cruzado a cada área reparada
Tabla 5- Espesores de Soldadura versus Diámetros de Alambres tipo IQI según ASTM E 747
Pulgadas
Milímetros
Pulgadas
Milímetros
Juego de
Penetrámetros
ASTM
0 – 2,50
> 0,250 – 0,375
> 0,375 – 0,500
> 0,500 – 0,750
> 0,750 – 1,000
> 1,000 – 2,000
0 – 6,4
> 6,4 – 9,5
> 9,5 – 12,7
> 12,7 – 1,91
> 19,1 – 25,4
> 25,4 – 50,8
0,008
0,010
0,013
0,016
0,020
0,025
0,20
0,25
0,33
0,41
0,51
0,64
A
AoB
B
B
B
B
Espesor de Soldadura
Diámetro de Alambre Esencial
Tabla 6- Espesores de soldadura versus Diámetros de Alambres tipo IQI según ISO
Espesor de Soldadura
Diámetro de Alambre Esencial
Identificación
de Alambre
Pulgadas
Milímetros
Pulgadas
Milímetros
0 – 0,250
0 – 6,4
0,008
0,20
13
> 0,250 – 0,375
> 6,4 – 9,5
0,010
0,25
12
> 0,375 – 0,500
> 9,5 – 12,7
0,013
0,33
11
> 0,500 – 0,750
> 12,7 – 19,1
0,016
0,41
10
> 0,750 – 1,000
> 19,1 – 25,4
0,020
0,51
9
>1,000 – 2,000
> 25,4 – 50,8
0,025
0,64
8
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
b.
c.
Cuando no es práctico colocar una IQI en una
soldadura debido a la configuración de la soldadura o
tamaño, el IQI puede ser colocado en un bloque
separado. Los bloques separados deben ser fabricados
del mismo material o radiográficamente similar y
pueden ser usados para facilitar el posicionamiento del
IQI. EL espesor del material del bloque separado debe
ser del mismo espesor que la soldadura
Blindaje radioactivo: Los IQI pueden ser ubicados
sobre el blindaje en vez de estar en contacto con la
tubería, con tal de que la aceptabilidad de cada
colocación de IQI es demostrada previamente al
ensayo de producción.
11.1.6.2 Otros Medios de Imagen
Para otros medios de imagen diferentes a las películas,
la colocación de IQI debe ser similar a los requerimientos
de 11.1.6.1. Los IQI pueden ser colocados sobre la
superficie de la tubería o mantenidos en posición entre la
superficie de la tubería y el formador de imagen por medio
de un arreglo anexado al formador de imágenes o al
dispositivo de barrido. La aceptabilidad de tal ubicación
del IQI debe ser demostrada durante la calificación del
procedimiento.
11.1.7 Producción de Radiografías
Únicamente radiólogos nivel II y III deben interpretar
las imágenes radiográficas de la soldadura de producción.
Los radiólogos deben reportar a la compañía todos los
defectos observados en las imágenes a menos que la
compañía requiera que todas las imperfecciones
observadas sean reportadas. Los radiólogos deben indicar
si la soldadura cumple o no los requerimientos de la
sección 9. La compañía debe determinar la disposición
final de las soldaduras.
11.1.8
Identificación de Imágenes
Las imágenes deben estar claramente identificadas
mediante el uso de números de plomo, letras de plomo,
marcas u otra identificación de manera que la propia
soldadura y cualquier imperfección en ella puedan ser
rápidamente y certeramente localizadas. La compañía
puede especificar el procedimiento de identificación a ser
usado. Cuando más de una imagen es usada para
inspeccionar una soldadura, deben aparecer marcas de
identificación en cada imagen, e imágenes adyacentes
deben superponerse. La última marca de referencia de
cada final de la imagen debe aparecer en la imagen
39
adyacente apropiada de forma que se establezca que
ninguna parte de la soldadura ha sido omitida.
11.1.9
Almacenaje de Películas y Otros Medios
de Imagen
11.1.9.1 Películas
Toda película no expuesta debe ser almacenada en un
lugar limpio y seco donde las condiciones no afecten
adversamente la emulsión. Si algún cuestionamiento surge
acerca de las condiciones de las películas no expuestas, las
láminas de la parte frontal y trasera de cada paquete o una
longitud de película igual a la circunferencia de cada rollo
original deben ser procesados de la manera normal sin
exposición a la luz o radiación. Si la película procesada
muestra niebla, la caja entera o rollo, del cual la película de
ensayo se extrajo, debe ser descartada. A menos que
ensayos adicionales prueben que la película sobrante en la
caja o rollo esté libre de niebla de pre exposiciones que
exceda una densidad trasmitida de 0.30 H&D para
película de base trasparente ó 0.05 H&D de densidad
reflejada para películas de base opaca.
Nota: H&D se refiere al método Hurter-Driffield de definir
cuantitativamente el ennegrecimiento de la película.
11.1.9.2 Otros Medios de Imagen
Otros medios de imagen distintos al de las películas
deben ser guardados en estricta concordancia con las
recomendaciones del fabricante.
11.1.10 Densidad de la Película
11.1.10.1
Densidad de la Película
Excepto para pequeñas áreas localizadas causadas por
configuraciones irregulares de soldadura, la densidad
transmitida H&D en el área de interés de las películas de
base transparente no debe ser menor que 1.8 ni mayor a
4.0. La densidad reflejada H&D en el área de interés de
películas de base opaca no debe ser menor que 0.5 ni
mayor a 1.5. Densidades H&D trasmitidas a través de
pequeñas áreas localizadas pueden exceder estos límites,
sin embargo la mínima densidad no deberá ser menor que
1.5 y la máxima densidad no deberá exceder a 4.2 Las
densidades H&D reflejadas no deben ser menores que
0.25 y no deben exceder 1.8.
11.1.10.2
Equipo para Visualizar Películas
40
Estándar API 1104
El equipo para visualizar las películas (iluminador o
negatoscopio) debe ser del tipo de alta intensidad variable
y debe ser capaz de visualizar películas con densidades
dentro del rango especificado en 11.1.10.1. Éste debe estar
equipado para prevenir que luz proveniente de los
alrededores del borde exterior de cada radiografía o a
través de porciones de baja densidad de la radiografía
interfieran con las interpretaciones.
11.1.10.3
Instalaciones
Películas
para
Visualizar
las
Las instalaciones para la visualización deben ser
provistas de luces de fondo suavizadas a una intensidad
que no cause problemas de reflexión, sombras o
resplandores en la radiografía.
11.1.11 Procesamiento de Imágenes
Cuando sea requerido por la compañía, la película u
otro medio de imagen debe ser procesada, manipulada, y
almacenada de manera que las imágenes sean
interpretables al menos tres años después que ellas han
sido producidas.
11.1.12 Área de Procesamiento de Imágenes
El área de procesamiento de imágenes y todos los
accesorios deben ser mantenidos limpios en todo
momento.
11.1.13 Protección Radiológica
Los radiólogos deben ser responsables de la protección
y monitoreo de cada persona trabajando con, o cerca de,
fuentes radiográficas. La protección y monitoreo deben
cumplir con las regulaciones federales, estatales y locales
aplicadas.
11.2 MÉTODO DE ENSAYO POR PARTÍCULAS
MAGNÉTICAS (MT)
Cuando un ensayo de MT es especificado por la
compañía, debe ser establecido un procedimiento escrito
detallado para el ensayo de MT que cumpla los
requerimientos de ASTM E 709. La compañía y el
contratista de END deben estar de acuerdo en el
procedimiento o procedimientos de MT previos a la
realización del ensayo de producción.
La compañía debe pedir al contratista que demuestre
que los procedimientos propuestos producirán resultados
aceptables y debe exigir al contratista que use dichos
procedimientos para los ensayos de producción.
11.3 MÉTODO DE ENSAYO POR LÍQUIDOS
PENETRANTES (PT)
Cuando un ensayo de PT es especificado por la
compañía, debe ser establecido un procedimiento escrito
detallado para el ensayo de PT que cumpla los
requerimientos de ASTM E 165. La compañía y el
contratista de END deben acordar en el procedimiento o
procedimientos de PT previos a la realización del ensayo
de producción.
La compañía debe pedir al contratista demostrar que los
procedimientos
propuestos
producirán
resultados
aceptables y debe exigir al contratista que use dichos
procedimientos para los ensayos de producción.
11.4 MÉTODO DE ENSAYO POR ULTRASONIDO
(UT)
11.4.1
Generalidades
Cuando un ensayo UT es especificado por la compañía
para la inspección de soldaduras circunferenciales con
junta a tope, nuevas y/o en servicio, se deben aplicar los
requerimientos de esta sección. Debe ser establecido y
registrarse un procedimiento detallado para el uso de
técnicas de ultrasonido individuales. El uso de UT y el
alcance de su uso debe ser a opción de la compañía.
La compañía y el contratista de ultrasonido deberían
acordar en el procedimiento de ultrasonido antes de
realizar los ensayos de producción. La compañía debe
solicitar al contratista que demuestre que el procedimiento
propuesto produce resultados aceptables y precisos y debe
exigir al contratista que use dichos procedimientos para los
ensayos de producción.
Es aconsejable tomar precauciones cuando este método
es aplicado a la inspección de soldaduras en servicio
debido a potenciales imperfecciones en el material base y
en la superficie que pueden interferir con el uso de la
técnica ultrasónica.
Toda superficie a ser barrida ultrasónicamente debe
estar en condición descubierta (sin recubrimiento). Para la
construcción de nuevos proyectos, el retiro de la capa
protectora (revelado longitudinal de tubería) en los
extremos de la tubería, necesario para el barrido
ultrasónico, debería ser especificado antes que la tubería
sea recubierta. Las costuras de las tuberías deberían ser
esmeriladas al ras de la superficie de la tubería la distancia
necesaria para el examen ultrasónico.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
11.4.2
Detalles del Procedimiento
k.
Nivel de barrido (scanning level)- la sensibilidad
ajustada en decibeles (dB) a ser agregada a la
sensibilidad de referencia por efecto de barrido.
l.
Nivel de evaluación (evaluation level)- el nivel o
altura de los ecos detectados durante el barrido a la
cual es requerida una evaluación posterior, y el ajuste
de sensibilidad a ser hecho antes de la evaluación para
la aceptación o rechazo.
11.4.2.1 Generalidades
Los detalles de cada procedimiento de ultrasonido deben
ser registrados. Una copia del registro debe ser
suministrada a la compañía para su archivo. Los registros
deben estar en forma escrita y de esquemas. Como
mínimo, cada procedimiento debe incluir los detalles
aplicables listados en 11.4.2.2.
11.4.2.2 Procedimiento
Ultrasonido
del
Ensayo
de
m. Registro de resultados- tipo de registro (ej. , esquema,
impresión térmica, disco compacto, etc.) y si todas las
reflexiones o únicamente las no aceptables serán
registradas.
n.
Como mínimo, el procedimiento para ensayo de
ultrasonido debe incluir los siguientes detalles de
aplicación específica:
a.
Tipo de soldadura a ser ensayada, dimensiones de la
preparación de junta y procesos de soldadura.
b.
Tipo de material (ej., tamaño, grado, espesor, proceso
de manufactura según especificación API 5L).
c.
Preparación / condición de la superficie de barrido.
d.
Etapa en la cual el examen va a ser realizado.
e.
Instrumento / Sistema ultrasónico y transductores
(probes) (ej. , manufactura, tipo, tamaño, etc.).
f.
Manual o automático.
g.
Acoplante.
h.
Técnica de Ensayo:
1.
Ángulos.
2.
Frecuencias (MHz).
3.
Temperaturas y rangos.
4.
Patrones de barrido y velocidades.
5.
Datos de referencia y marcas de ubicación (ej.,
cara de raíz y localización circunferencial).
i.
Estándares de Referencia- esquemas detallados
mostrando la vista de planta y las dimensiones de la
sección transversal a inspeccionar de los bloques
estándar de referencia de materiales de producción y
todos los reflectores de referencia.
j.
Requerimientos de calibración- los intervalos para los
cuales la calibración del instrumento o sistema es
requerido, la secuencia del arreglo de calibración
previo a la inspección de soldadura, incluyendo todos
los bloques de calibración estándares a ser usados, los
reflectores de sensibilidad de referencia, el ajuste
(seteo) del nivel de sensibilidad de referencia (por eje,
DAC O TCG), y los intervalos para la verificación de
los ajustes de calibración.
41
Reporte de la examinación ultrasónica- una muestra de
reportes de la examinación.
11.4.3
Requerimientos del Personal del Ensayo
Ultrasónico
Un NDT nivel III en el método de ensayo no
destructivo debe desarrollar la técnica de aplicación y
preparar y aprobar el procedimiento de ensayo.
Únicamente personal calificado nivel II y III debe calibrar
el equipo e interpretar los resultados de los ensayos.
Personal nivel II o III en ultrasonido deben realizar los
ensayos y evaluar los resultados para los criterios de
aceptación o rechazo.
El personal de ensayo de ultrasonido debe realizar los
exámenes de acuerdo con procedimientos calificados y
aprobados (ver 11.4.4). El personal responsable de los
ensayos debe ser capaz de determinar la aceptabilidad de
juntas a tope circunferenciales de acuerdo con el criterio de
aceptación listado en 9.6.
La compañía tiene la potestad, en cualquier momento,
de solicitar al personal que demuestre su capacidad para
trabajar a los requerimientos del procedimiento calificado.
11.4.4
Demostración
Ensayo
del
Procedimiento
de
Antes de la aprobación final escrita, la compañía debe
solicitar al contratista que demuestre la aplicación del
procedimiento y el sistema ultrasónico. Un reporte de la
calificación del procedimiento debe ser generado y sus
resultados documentados previamente a su uso en
soldaduras actuales de campo. El proceso de calificación
debe ser como sigue:
a.
Soldaduras (mínimo dos por procedimiento de
soldadura) que contienen defectos e imperfecciones
aceptables deben ser preparadas de las muestras del
material de la tubería de la producción actual, usando
el procedimiento de soldadura aprobado. Pueden ser
42
Estándar API 1104
usadas uniones soldadas de la calificación de
soldadores.
b.
Deben ser hechas radiografías de las soldaduras y sus
resultados documentados.
c.
El procedimiento de ultrasonido debe ser aplicado,
dentro de los rangos de temperatura detallados y los
resultados documentados y comparados con las
radiografías.
d.
Resultados de las diferencias en la detección deben
ser documentados (Diferencias en detectabilidad y
resolución entre ultrasonido y radiografía pueden ser
anotados). Si es requerido por la compañía, deben ser
hechos ensayos destructivos de la muestra de
soldadura para descubrir o confirmar los resultados.
e.
El uso del procedimiento de ultrasonido en soldaduras
de producción debe estar basado en la capacidad del
método/técnica/sistema de ultrasonido implementado,
para:
1) Ubicarse circunferencialmente.
2) Medir longitud.
3) Determinar la profundidad desde la superficie
exterior, y
4) Ubicar, axialmente, (en la sección transversal de la
soldadura) las imperfecciones y defectos en las
muestras de ensayo.
Adicionalmente, el procedimiento debe determinar con
precisión la aceptabilidad de la soldadura en concordancia
con el criterio listado en 9.6 y 11.4.7.
11.4.5
observa una diferencia en la velocidad, ángulo nominal o
camino del sonido (sound path distance) debe hacerse otro
estándar de referencia del material de tubería distinto.
Para ensayo de ultrasonido automatizado y cuando es
requerido por la compañía para ensayo de ultrasonido
manual, deben ser maquinados agujeros de fondo plano
(flat botton holes) en una muestra de la tubería a ser
inspeccionada. Esta muestra debe ser usada como
reflectores de calibración adicionalmente a la muesca N10
en las superficies interior y exterior. El diámetro de cada
agujero de fondo plano debería ser aproximadamente igual
al espesor de uno de los pases de soldadura (welding fill
pass). La superficie plana de reflexión de cada agujero
debe ser instalada en el mismo ángulo y posición que los
de la preparación de la junta soldada para cada pase de
relleno requerido por el procedimiento de soldadura.
Adicionalmente, reflectores planares (planar reflectors) o
agujeros de fondo plano deben ser instalados en la posición
de la línea central de soldadura con sus superficies de
reflexión plana verticales a la soldadura. Todos los
reflectores deberían estar espaciados de manera tal que dos
no estén dentro de la extensión del ancho del haz de una
sonda, simultáneamente.
Para ensayos de otras construcciones diferentes a las
nuevas, una muestra de tubería del mismo grado, espesor
de pared, diámetro exterior que el de la tubería a ser
inspeccionada debe ser usada para hacer el estándar de
referencia. Una técnica de transferencia usando sondas del
mismo ángulo nominal y frecuencia a ser usado para la
inspección debe ser llevada a cabo para determinar la
distancia actual de paso (salto) total (full skip distance),
ángulo refractado actual y atenuación en el material a ser
inspeccionado. (ver Figura 22 C).
Referencia Estándar de Sensibilidad API
La sensibilidad del ensayo ultrasónico manual debe
estar basada en un nivel e referencia de dos o tres puntos
(ej., Curva de Corrección Distancia Amplitud (DAC) o
Curva de Corrección Ganancia Tiempo (TCG)) derivada
de una muesca N10 hecha en una muestra de la tubería a
ser inspeccionada (ver figuras 22A y 22B). El punto mas
alto de la DAC/TCG no debe ser menor que 80% de la
altura total de la pantalla.
El estándar de referencia debe también ser usado para
determinar la velocidad actual del haz sónico, ángulo
refractado y la distancia recorrida por el sonido en el
material de la tubería a ser inspeccionada. Velocidad y
ángulos de refracción desconocidos deben ser
determinados cuando se van a inspeccionar soldaduras en
tuberías de diferente especificación química, espesor de
pared, diámetro, o de más de una tubería, fabricante de
rolado o piezado. Esto puede ser determinado usando dos
sondas del mismo ángulo y frecuencia con las sondas
dirigidas una hacia la otra (ver Figura 22 C). Cuando se
11.4.6
Ensayo de Ultrasonido de Material Base.
Después de completar la junta circunferencial soldada,
pero previo a su ensayo ultrasónico, debe realizarse un
ensayo del material base con de onda de compresión, en
ambos lados de la soldadura (a una mínima distancia =
1.25 X, la más grande distancia de salto superficial a ser
usada). Todos los reflectores que interfieran parcial o
completamente el haz deben ser anotados (datos de
ubicación y distancia del borde de la soldadura) y
registrado en el registro de examinación.
11.4.7
Nivel de Barrido y Evaluación.
11.4.7.1 Ensayo de Ultrasonido de Material Base.
El ensayo manual de onda de compresión de material
base debe ser realizado con el segundo eco de fondo, de la
pared, de la referencia estándar (Figura 22 A) ajustado al
menos al 80% del total de la altura de la pantalla.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
Los ensayos de ultrasonido automatizados del material
base deben ser realizados usando el mismo método de
calibración y nivel de evaluación que el usado para la onda
de compresión manual, o una técnica diferente si ha
demostrado ser igual a, o mejor que, el método manual.
11.4.7.2 Ensayo de
Soldaduras
Ultrasonido
Manual
de
El ensayo ultrasónico manual debe ser realizado con
una sensibilidad de barrido de: la sensibilidad de referencia
DAC/TCG más 6 dB mínimo. Toda indicación que exceda
43
50% de altura de pantalla de la DAC/TCG, debe ser
evaluada.
La sensibilidad de evaluación para ensayo ultrasónico
de soldadura manual debería ser de: la sensibilidad de
referencia DAC/TCG mas 6 dB con un nivel de evaluación
para toda indicación a 50 % de la altura en la pantalla de la
DAC/TCG.
Después que la sensibilidad de referencia, sensibilidad
de barrido, y la sensibilidad y niveles de evaluación han
sido establecidos, ellos deben ser calificados, luego
incorporados dentro del procedimiento final y en el reporte
de calificación final.
Vista de Lado del Bloque Entallado
Vista de extremo
Dimensiones:
Espesor de pared nominal de la tubería
Profundidad de la entalla = 10% T, más o menos 10% de la profundidad de la entalla
2 pulg. (50 mm) mínima longitud
0.125 pulg. (3.2 mm) máximo ancho de la entalla
11.35T más 2 pulg. (50 mm) mínima longitud
3.1 pulg. (80 mm) mínimo ancho
1 pulg. (25 mm) mínima longitud de la entalla
Radio exterior de la tubería
Radio de la entalla interior = R1 menos 0.9T
Radio de la entalla exterior = R1 menos 0.10T
Figura 22A-Bloque de Referencia para UT Manual
44
Estándar API 1104
Con el transductor en la Posición A, maximizar (peak up) el eco de la entalla interior y ajustar la amplitud al menos a un 80% de la
altura total de la pantalla. Medir la distancia superficial desde la entalla interior al punto de salida del transductor. La distancia
superficial dividida por la medida del espesor de pared es igual a la tangente del ángulo refractado.
Coloque los transductores en línea con la entalla exterior, con el segundo transductor ubicado en el doble de la distancia usada para
encontrar la entalla interior (Posición B). Verifique que el pico producido por la entalla exterior esté en o cerca de cero en la lectura de
la profundidad en el equipo. Esto establecerá que los ajustes del ángulo refractado y de la velocidad son suficientemente exactos.
Figura 22B-Estableciendo la Distancia, el Ángulo Refractado y
la Velocidad
Usando dos transductores de igual ángulo y frecuencia, uno transmitiendo y el otro recibiendo, maximizar (peak up) el
eco recibido. Medir la distancia superficial entre los puntos de salida de los transductores. La mitad de la distancia
superficial dividida por la medida del espesor de pared es igual a la tangente del ángulo refractado. Sin cambiar los
instrumentos ajustados, repetir este proceso en la tubería con velocidad, ángulo refractado y atenuación desconocidas
para determinar algunas diferencias.
Figura 22C-Procedimiento de Transferencia
11.4.7.3 Ensayo de Ultrasonido Automático de
Soldaduras.
El Ensayo de Ultrasonido Automático de Soldaduras
debería ser realizado con una sensibilidad de barrido del
80% de la altura de la pantalla, de la sensibilidad de
referencia más 4 dB cuando se use la técnica Pulso-eco. La
sensibilidad de evaluación debería ser la misma que la
sensibilidad de barrido.
Usando la técnica del pulso-eco automatizada, la altura
en la pantalla del nivel de evaluación debería ser de 40%
de la altura total de la pantalla.
Otras técnicas automatizadas, reflectores de referencia,
sensibilidades de referencia, sensibilidad de barrido,
sensibilidad de evaluación y niveles de evaluación pueden
ser usadas si han demostrado ser equivalentes a la técnica
pulso-eco para la detección y evaluación de imperfecciones
de las soldaduras.
11.4.8 Ensayo de Ultrasonido de Producción.
Los técnicos ultrasónicos deben reportar a la compañía
todo defecto a menos que la compañía requiera que todas
(en el nivel de evaluación y encima de él) las indicaciones
observadas sean reportadas. La compañía debe determinar
la disposición final de soldadura.
11.4.9
Identificación
Reportadas.
de
las
Indicaciones
El reporte de ensayo ultrasónico de las soldaduras
inspeccionadas debe incluir, número de la soldadura,
ubicación de datos, longitud, profundidad de la superficie
al diámetro exterior y clasificación del defecto (lineal,
transversal o volumétrico) de todas las indicaciones
reportadas.
12
Soldadura
Automática
Adiciones de Metal de Aporte
con
12.1 PROCESOS ACEPTABLES
La soldadura automática debe ser realizada usando uno
o más de los siguientes procesos:
a.
Soldadura por arco sumergido(SAW).
b.
Soldadura por arco de metal y gas(GMAW).
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
45
c.
Soldadura por arco de tungsteno y gas(GTAW).
12.4.2.3 Diámetros
d.
Soldadura por arco con electrodo de núcleo fundente
con o sin protección externa(FCAW).
El rango de los diámetros exteriores sobre los cuales el
procedimiento es aplicable debe ser identificado.
e.
Soldadura por plasma(PAW).
12.2 CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO
Antes de empezar con la soldadura de producción, debe
ser establecida y calificada una especificación detallada del
procedimiento para demostrar que con él se pueden hacer
soldaduras con adecuadas propiedades mecánicas (como
resistencia, ductilidad y dureza) y sanidad. Dos trozos de
tubería, junta completa o niples, deben ser unidos
siguiendo todos los detalles de la especificación del
procedimiento. La calidad de la soldadura debe ser
determinada mediante ensayos destructivos y no
destructivos y debe cumplir con los requerimientos de 5.6
y de la Sección 9, respectivamente. Estos procedimientos
deben ser seguidos excepto cuando un cambio es
específicamente autorizado por la compañía, como se tiene
en cuenta en 12.5.
12.4.2.4 Grupo de Espesor de Pared, Número y
Secuencia de Cordones
El rango de espesores de pared sobre los cuales el
procedimiento es aplicable debe ser identificado, así como
el rango de número de cordones requerido por el espesor y
la máquina usada para cada cordón.
12.4.2.5 Diseño de la Junta
La especificación debe incluir un dibujo o dibujos de la
junta que muestre el tipo de junta (ej. , V o U), el ángulo de
bisel, y el tamaño del talón y la abertura de raíz. Si se está
usando un respaldo, el tipo debe ser designado.
12.4.2.6 Metal de Aporte
El tamaño y el número de clasificación AWS del metal
de aporte, si está disponible, debe ser designado.
12.3 REGISTRO
Los detalles de cada procedimiento calificado deben ser
registrados. Este registro debe mostrar los resultados
completos de las pruebas de calificación del
procedimiento. Deben ser usados formatos similares a los
mostrados en las Figuras 1 y 2. Este registro debe
mantenerse en tanto el procedimiento esté en uso.
12.4.2.7 Características Eléctricas
La corriente y polaridad deben ser designadas, y el
rango de voltaje y amperaje para cada tamaño o tipo de
electrodo usado debe ser especificado.
12.4.2.8 Posición
12.4 ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO
12.4.1
Generalidades
La especificación del procedimiento debe incluir toda
la información que sea pertinente para montar y mantener
la apropiada operación del equipo, como se especifica en
12.4.2.
12.4.2
La especificación debe designar soldadura con rotación
o soldadura fija.
12.4.2.9 Dirección de Soldadura
Sólo para soldadura fija, la especificación debe
designar si la soldadura se realizará en dirección
ascendente o descendente.
Información de la Especificación
12.4.2.1 Proceso
12.4.2.10
El proceso específico o la combinación de procesos
usados debe ser identificado.
El tiempo máximo entre la conclusión del cordón de
raíz y el comienzo del segundo cordón, así como el tiempo
máximo entre la conclusión del segundo cordón y el
comienzo de los otros cordones, deben ser designados.
12.4.2.2 Materiales de Tubería y Accesorios
Los materiales para los cuales se aplican los
procedimientos deben ser identificados. La especificación
API 5L de tuberías, así como los materiales conforme a las
especificaciones aceptables de ASTM, pueden ser
agrupados (ver 5.4.2.2), siempre que la prueba de
calificación sea hecha en el material con la más alta
resistencia mínima a la fluencia especificada en el grupo.
12.4.2.11
Tiempo entre Pases
Tipo de Dispositivo de Alineamiento
La especificación debe designar si el dispositivo de
alineamiento es interno o externo o si no se requiere
ningún dispositivo.
46
12.4.2.12
Estándar API 1104
Limpieza
La especificación debe describir la limpieza de junta
final y de interpases requerida.
12.4.2.13
Tratamiento de Precalentamiento
Los métodos, el ancho a ser calentado, la mínima
temperatura al comienzo de la soldadura, y la mínima
temperatura ambiente bajo la cual se requiere un
tratamiento de precalentamiento deben ser especificados.
12.4.2.14
variables esenciales listadas en 12.5.2 es cambiada. Otros
cambios a los listados en 12.5.2 pueden ser hechos en el
procedimiento sin la necesidad de recalificación, siempre
que la especificación del procedimiento sea revisada para
mostrar los cambios.
12.5.2
Cambios que requieren Recalificación
12.5.2.1 Proceso de soldadura
Un cambio del proceso de soldadura establecido en la
especificación del procedimiento constituye una variable
esencial.
Tratamiento de Post calentamiento
Los métodos, el ancho a ser calentado, la mínima y la
máxima temperatura, el tiempo a temperatura, y los
métodos de control de temperatura para un tratamiento de
post calentamiento deben ser especificados.
12.5.2.2 Material de la Tubería
12.4.2.15
a.
La composición del gas de protección y el rango de
caudal de flujo deben ser designados.
Resistencia mínima a la fluencia especificada menor o
igual a 42000 psi (290 MPa).
b.
Resistencia mínima a la fluencia especificada mayor a
42000 psi (290 MPa) pero menor a 65000 psi (448
MPa).
12.4.2.16
c.
Para aceros al carbono con una resistencia mínima a la
fluencia mayor o igual a 65000 psi (448 MPa), cada
grado debe recibir una prueba de calificación
separada.
Gas de Protección y Caudal de Flujo
Fundente Protector
El número de clasificación AWS, si está disponible, o
el número de marca del fundente de protección deben ser
designados.
12.4.2.17
Velocidad de Avance
El rango de la velocidad de avance, en pulgadas
(milímetros) por minuto, debe ser especificado para cada
pase.
12.4.2.18
Otros factores
Otros factores importantes que puedan ser necesarios
para la apropiada operación del proceso o que puedan
afectar la calidad del trabajo producido deben ser
designados. Estos pueden incluir la ubicación y el ángulo
del arco para soldadura por arco sumergido, la distancia
del tubo de contacto a la pieza de trabajo, y el ancho y
frecuencia de oscilación.
Un cambio en el material de la tubería constituye una
variable esencial. Para los propósitos de este estándar,
todos los aceros al carbono deben ser agrupados de la
siguiente manera:
Nota: Los grupos especificados en 12.5.2.2 no implican que
materiales base o metales de aporte de diferentes análisis dentro
del grupo puedan ser indiscriminadamente sustituidos por un
material que fue usado en la prueba de calificación sin
consideración de la compatibilidad del material base y los
metales de aporte desde el punto de vista las de propiedades
metalúrgicas y mecánicas y requerimientos de tratamiento de pre
y post calentamiento.
12.5.2.3 Diseño de Junta
Un cambio mayor en el diseño de junta (por ejemplo,
de ranura en V a ranura en U) o cualquier cambio mas allá
del rango establecido en la especificación del
procedimiento para factores tales como espaciado, talón de
raíz, y ángulo del bisel constituye una variable esencial.
12. 5 VARIABLES ESENCIALES
12.5.2.4 Espesor de Pared
12.5.1
Un cambio en el espesor de pared mas allá del rango
establecido en la especificación del procedimiento
constituye una variable esencial.
Generalidades
Un procedimiento de soldadura debe ser re-establecido
como una nueva especificación del procedimiento y debe
ser completamente re-calificado cuando alguna de las
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
12.5.2.5 Diámetro de la Tubería
Un cambio en el diámetro exterior de la tubería más
allá del rango establecido en la especificación del
procedimiento constituye una variable esencial.
12.5.2.12
12.5.2.13
a.
Un cambio de un grupo de metal de aporte a otro (ver
Tabla 1).
b.
Para materiales de tuberías con una resistencia mínima
a la fluencia mayor o igual a 65000 psi (448 MPa), un
cambio en la clasificación AWS del metal de aporte.
Cambios en el metal de aporte pueden ser hechos
dentro de los grupos especificados en 12.5.2.2, ítems a y b.
La compatibilidad del material base y el metal de aporte
debería ser considerada desde el punto de vista de las
propiedades mecánicas.
12.5.2.7 Tamaño del Alambre de Metal de Aporte
Un cambio en el tamaño del alambre de metal de aporte
constituye una variable esencial.
12.5.2.8 Tiempo entre Pases
Un incremento en el máximo tiempo entre la
conclusión del cordón de raíz y el comienzo del segundo
cordón constituye una variable esencial.
12.5.2.9 Dirección de Soldadura
Un cambio en la dirección de soldadura de vertical
ascendente a vertical descendente, o viceversa, constituye
una variable esencial.
12.5.2.10
Gas Protector y Caudal de Flujo
Un cambio de un gas protector a otro o de una mezcla
de gases a otra constituye una variable esencial. Un
incremento o decremento en el rango de caudal de flujo
establecido para el gas protector también constituye una
variable esencial.
12.5.2.11
Fundente Protector
Referido a la Tabla 1, en la nota de pie “a”, para
cambios en el fundente protector que constituyen una
variable esencial.
Velocidad de Avance
Un cambio en el rango de velocidad de avance
constituye una variable esencial.
12.5.2.6 Metal de Aporte
Los siguientes cambios en el metal de aporte
constituyen una variable esencial:
47
Requerimientos de Tratamiento de
Pre y Post Calentamiento Térmico
Un cambio en los requerimientos del tratamiento de pre
y post calentamiento térmico constituye una variable
esencial.
12.5.2.14
Características Eléctricas
Un cambio en las características eléctricas constituye
una variable esencial.
12.5.2.15
Diámetro del Orificio o Composición
del Orificio de Gas
Para soldadura de arco plasma, un cambio en la
composición nominal del orificio de gas o un cambio en el
diámetro del orificio.
12.6 CALIFICACIÓN
DEL
EQUIPO
SOLDADURA Y OPERADORES
DE
Cada unidad de soldadura y cada operador debe ser
calificado por la producción de una aceptable soldadura
usando el procedimiento calificado de soldadura. La
soldadura completa debe ser ensayada por métodos
destructivos, métodos no destructivos, o ambos, y debe
reunir los requerimientos de 6.4 hasta 6.7. Cada operador
debe recibir adecuado entrenamiento en la operación del
equipo antes de empezar la soldadura y debe estar
minuciosamente familiarizado con el equipo que opera.
Unidades de soldadura idénticas, adicional o de reemplazo,
pueden ser calificadas por ensayos no destructivos en la
producción de soldaduras. Si el procedimiento de
soldadura involucra mas de una operación o de un
operador, cada operador debe ser calificado en la unidad o
unidades de soldadura que serán usadas en la producción
de la soldadura.
12.7 REGISTRO
DE
CALIFICADOS
LOS
OPERADORES
Se debe hacer un registro de las pruebas requeridas en
12.6 y de los resultados detallados de cada ensayo. Debería
usarse un formato similar al mostrado en la Figura 2. (Este
formato debería ser desarrollado para adaptarse a las
necesidades de la empresa pero debe ser lo suficientemente
detallado para demostrar que la prueba de calificación
cumple los requerimientos de este estándar.) Se debe
48
Estándar API 1104
mantener una lista de los operadores calificados y de los
procedimientos para los cuales han calificado. Un operador
puede ser requerido para una re-calificación si surge una
duda acerca de su competencia.
12.8 INSPECCIÓN Y ENSAYOS DE
SOLDADURAS DE PRODUCCIÓN
LAS
Las soldaduras de producción deben ser inspeccionadas
y ensayadas de acuerdo a la Sección 8.
12.9 ESTÁNDARES DE ACEPTACIÓN PARA LOS
ENSAYOS NO DESTRUCTIVAS
Los estándares de aceptación para ensayos no
destructivos deben estar de acuerdo con la Sección 9 o,
según la opción de la compañía, el apéndice.
propiedades mecánicas (tales como resistencia, ductilidad
y dureza) y sanidad, pueden ser hechas por el
procedimiento. Por lo menos dos soldaduras deben ser
hechas uniendo trozos de tubería, juntas completas, o por
niples y siguiendo todos los detalles de especificación del
procedimiento. La calidad de la soldadura debe ser
determinada por ensayos destructivos y no destructivos y
debe cumplir con los requerimientos 13.2.3 y 13.9. Estos
procedimientos deben seguirse fielmente, excepto donde
un cambio es específicamente autorizado por la compañía,
de acuerdo con lo estipulado en 13.5.
13.2.2
Radiografía con Anterioridad a la Prueba
Mecánica
Cada procedimiento de soldadura calificado debe
cumplir los requerimientos 13.9 antes de ser sometida a
pruebas mecánicas.
12.10 REPARACIÓN Y REMOCIÓN DE DEFECTOS
La reparación y remoción de defectos debe estar de
acuerdo con la Sección 10.
13.2.3
Prueba Mecánica de Uniones Soldadas a
Tope
13.2.3.1 Generalidades
12.11 PRUEBA RADIOGRÁFICA
La prueba radiográfica debe estar de acuerdo con 11.1.
13 Soldadura Automática sin Adición de
Metal de Aporte
Las probetas de ensayo deben cortarse de la junta de
soldadura como muestran las Figuras 23, 24, y 25. El
mínimo número de las probetas y los ensayos a los que
serán sometidas es mostrado en la Tabla 7. Estas probetas
deben prepararse y ensayarse como lo especifica 13.2.3.2 a
13.2.3.4.
13.1 PROCESOS ACEPTABLES
La soldadura automática sin metal de aporte debe ser
hecha usando el proceso de soldadura a tope por
chisporroteo.
13.2.3.2 Ensayo de Tracción
13.2.3.2.1
Preparación
Las probetas para el ensayo de tracción deben ser
preparadas de acuerdo con 5.6.2.1.
13.2 PROCEDIMIENTO DE CALIFICACIÓN
13.2.1
Procedimiento
13.2.3.2.2
Antes de empezar a soldar en producción, se debe
establecer y calificar una especificación de procedimiento
detallado para demostrar que soldaduras con apropiadas
Método
Las probetas para el ensayo de tracción deben ser
ensayadas de acuerdo con 5.6.2.2.
Tabla 7 – Tipo y Número de Probetas de Ensayo para Procedimientos de Calificación
(Solo Soldaduras a Tope por Chisporroteo)
Diámetro Exterior
del Tubo
Pulgadas Milímetros Ensayo Tracción
>18-24 > 457-610
4
> 24-30 > 610-762
4
> 30
> 762
4
Número de Probetas
Rotura con Entalla
Dos-Pulgadas Estándar Doblado de Lado Total
16
0
4
24
24
0
4
32
32
0
4
40
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
49
Tope superior de la tubería
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Tracción
Doblado de lado
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Tracción
Doblado de lado
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Doblado de lado
Doblado de lado
Tracción
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Tracción
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Nota: Todas las probetas de ensayo de rotura por entalla deben estar de acuerdo con la Figura 26
Figura 23-Ubicación de Probetas para Procedimiento de Calificación de Soldaduras a Tope por
Chisporroteo. Diámetro exterior mayor que 18 pulg. (457 mm) y menor o igual a 24 pulg. (610 mm).
50
Estándar API 1104
3 Roturas por entalla
Tope superior de la tubería
3 Roturas por entalla
Tracción
Tracción
Doblado de lado
Doblado de lado
3 Roturas por entalla
3 Roturas por entalla
3 Roturas por entalla
3 Roturas por entalla
Doblado de lado
Doblado de lado
Tracción
Tracción
3 Roturas por entalla
3 Roturas por entalla
Nota: Todas los probetas de ensayo de rotura con entalla deben estar de acuerdo con la Figura 26
Figura 24-Ubicación de Probetas para Procedimiento de Calificación de Soldaduras a Tope por
Chisporroteo. Diámetro exterior mayor que 24 pulg. (610 mm) y menor o igual a 30 pulg. (762 mm).
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
4 Roturas por entalla
Tope superior de la tubería
51
4 Roturas por entalla
Tracción
Tracción
Doblado de lado
Doblado de lado
4 Roturas por entalla
4 Roturas por entalla
4 Roturas por entalla
4 Roturas por entalla
Doblado de lado
Doblado de lado
Tracción
Tracción
4 Roturas por entalla
4 Roturas por entalla
Nota: Todas los probetas de ensayo de rotura por entalla deben estar de acuerdo con la Figura 26
Figura 25-Ubicación de Probetas para Procedimiento de Calificación en Soldaduras a Tope
por Chisporroteo. Diámetro exterior mayor que 30 pulg. (762 mm).
52
Estándar API 1104
Corte de la muesca por sierra;
la probeta puede ser maquinada o cortada por oxigeno;
los bordes deben ser lisos y paralelos.
Aproximadamente 1/8”
(3 mm)
Aproximadamente 1/8”
(3 mm)
Aproximadamente 9” (230
mm)
Espesor de pared
La sobremonta no debería retirarse
de cualquier lado del probeta
La muesca transversal no excederá
de 1/16” (1.6 mm) en profundidad
La muesca transversal no excederá
de 1/16” (1.6 mm) en profundidad
Aproximadamente 1/8”
(3 mm)
Figura 26 – Probeta del Ensayo de Rotura por Entalla de Dos Pulgadas
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
13.2.3.2.3
Requerimientos
La resistencia a la tracción de la soldadura, incluyendo
la zona de fusión de cada probeta, debe ser mayor o igual a
la mínima resistencia a la tracción especificada del
material de la tubería pero no necesita ser mayor o igual a
la actual resistencia a la tracción del material. Si la probeta
rompe fuera de la soldadura y zona de fusión (es decir, en
el material base de la tubería) y consigue los
requerimientos mínimos de resistencia a la tracción de la
especificación, la soldadura debe ser aceptada como
cumpliendo los requerimientos.
13.2.3.4 Ensayo de Doblado de Lado
13.2.3.4.1
13.2.3.3 Ensayo de Rotura por Entalla (NickBreak)
13.2.3.3.1
Preparación
El número de las probetas para el ensayo de rotura con
entalla de dos pulgadas se hará de acuerdo con la Tabla 8 y
deben prepararse de acuerdo con la Figura 26. Los lados de
la probeta deben ser macro atacados para localizar la línea
de fusión. Los lados de la probeta deben muescarse a lo
largo de la línea de fusión con una sierra; cada muesca
debe ser aproximadamente de 1/8” (3 mm) de profundidad.
Además, la soldadura del diámetro interior y exterior debe
muescarse a una profundidad no mayor de 1/16” (1,6 mm),
medido desde la superficie de soldadura.
13.2.3.3.2
Método
13.2.3.4.2
Requerimientos
Las superficies expuestas de cada probeta de rotura con
entalla deben mostrar penetración y fusión completas. Las
inclusiones de escoria no deben exceder de 1/8” (3 mm) en
longitud o anchura. Debe haber al menos 1/2” (13 mm) de
metal de soldadura sano entre inclusiones de escoria
adyacentes.
Método
Las probetas deben ser ensayadas según 5.6.5.2.
Requerimientos
Las probetas deben cumplir los requerimientos 5.6.4.3.
13.3 REGISTRO
Los detalles de cada procedimiento calificado deben ser
registrados sobre un formato, incorporando como mínimo
todos los ítems indicados en 13.4. Este registro debe
mostrar los resultados completos de los ensayos del
procedimiento calificado y debe ser mantenido todo el
tiempo en que el procedimiento está en uso.
13.4 ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO
La especificación del procedimiento debe incluir toda
la información que sea pertinente para establecer y
mantener una apropiada operación del equipo como se
indica en los siguientes ítems:
a.
Proceso de soladura.
b.
Material del tubo.
c.
Espesor de pared del tubo y diámetro exterior.
d.
Preparación del borde del tubo y del diámetro exterior.
e.
Preparación del tubo, incluyendo el amolado de la
costura longitudinal del tubo, si hubiera, y limpieza
del borde del tubo para el contacto eléctrico.
f.
Posición de soldadura.
g.
Requerimientos de precalentamiento.
h.
Requerimientos de limpieza e inspección de los
contactos.
i.
Rango de voltaje de soldadura, el cual debe ser
registrado en una cinta continua de registro (strip
chart).
Las probetas deben ensayarse según 5.6.3.2.
13.2.3.3.3
Preparación
Las probetas deben ser preparadas según 5.6.5.1.
13.2.3.4.3
Si la probeta rompe en la soldadura o zona de fusión y
el esfuerzo observado es mayor o igual al valor mínimo de
resistencia a la tracción especificado del material de la
tubería y la soldadura consigue los requerimientos de
sanidad 13.2.3.3.3, ésa debe ser aceptada como
cumpliendo los requerimientos.
53
54
j.
Estándar API 1104
Rango de amperaje de soldadura, el cual debe ser
registrado en una cinta continua de registro (strip
chart).
k.
Rango de velocidad axial, el cual debe ser registrado
en una cinta continua de registro (strip chart).
l.
Los intervalos de tiempo en el ciclo de soldadura
deben identificarse y registrarse en una cinta continua
de registro (strip chart).
m. Rango de tiempo de presión (upset stroke), el cual
deberá ser registrado en una cinta continua de registro
(strip chart).
n.
Tiempo de demora antes de la remoción de las grapas.
o.
Método para retirar salpicadura interna.
p.
Método para retirar salpicadura externa.
q.
Los requerimientos para el tratamiento térmico post
soldadura, incluyendo el tiempo de calentamiento,
temperatura máxima, tiempo de permanencia, método
para determinar la temperatura alrededor de la
circunferencia, y la velocidad de enfriamiento.
13.5 VARIABLES ESENCIALES
13.5.1
Generalidades
Un procedimiento de soldadura debe ser reestablecido
como una nueva especificación de procedimiento y debe
ser completamente recalificado cuando alguna de las
variables esenciales listadas en 13.5.2 es cambiada. Otros
cambios que aquellos mostrados en 13.5.2 pueden ser
realizados en el procedimiento sin necesidad de
recalificación, siempre que la especificación del
procedimiento sea corregida para mostrar los cambios.
13.5.2
Cambios que Requieren Recalificación
Un cambio en cualquiera de los ítems indicados en la
siguiente lista, hasta la letra k, constituye una variable
esencial:
i.
Los intervalos de tiempo en el ciclo de soldadura.
j.
Tolerancia de tiempo de presión (Upset stroke).
k.
Los requerimientos para el tratamiento térmico post
soldadura.
13.6 CALIFICACIÓN
OPERADORES
DE
EQUIPOS
Y
Cada equipo de soldadura y cada operador debe ser
calificado para la producción de una soldadura aceptable
empleando un procedimiento de soldadura calificado. La
soldadura completa debe ser ensayada por métodos de
prueba mecánica y radiográfica, según 13.2. Cada operador
debe haber recibido un entrenamiento adecuado en la
operación del equipo con anterioridad al comienzo de
soldar y debe estar completamente familiarizado con el
equipo que opera.
13.7 REGISTRO
Y
OPERADORES
CALIFICACIÓN
DE
Debe hacerse un registro de los ensayos requeridas por
13.6 y de los resultados detallados de cada ensayo. Debería
usarse un formato similar al mostrado en la Figura 2. (Este
formato debería desarrollarse para adaptarse a las
necesidades de la compañía pero debe ser suficientemente
detallado para demostrar que el ensayo de calificación
cumple los requerimientos de este estándar). Una lista de
los operadores calificados y los procedimientos para los
que son calificados, debe mantenerse. Puede requerirse que
un operador sea recalificado si alguna duda surge sobre su
competencia.
13.8 GARANTÍA
DE
CALIDAD
SOLDADURA DE PRODUCCIÓN
13.8.1
DE
LA
Derechos de Inspección
La compañía debe tener el derecho de inspeccionar
todas las soldaduras por ensayos no destructivos y por
remoción de las soldaduras, y sometiéndolas a ensayos
metalúrgicos o mecánicas, o ambos. La frecuencia de tales
ensayos e inspecciones adicionales deberán ser
especificadas por la compañía.
a.
Material del tubo.
b.
Espesor de pared del tubo y diámetro externo.
c.
Preparación de las dimensiones del tubo.
d.
La posición de la soldadura.
e.
Los requerimientos de precalentamiento.
13.8.2
f.
Tolerancia de voltaje de soldadura.
g.
Tolerancia de amperaje de soldadura.
h.
Tolerancia de velocidad axial.
Durante la soldadura automática, el operador debe
controlar los parámetros de procedimiento eléctricos y
mecánicos de la máquina de soldar sobre un apropiado
strip chart. Si cualquiera de los parámetros de soldadura se
Rechazo Basado en Strip Chart
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
desvían más allá de la tolerancia especificada en la
especificación del procedimiento, la soldadura no debe ser
aceptada. Si el strip chart se encuentra que es inaceptable
después de que la soldadura se haya completado, la junta
debe ser rechazada y removida de la línea.
imperfecciones ubicados por radiografía u otro ensayo no
destructivo. También pueden ser aplicadas a la inspección
visual.
13.9.2
13.8.3
Rechazo Basado
Destructivos
en
Ensayos
No
Cada soldadura de producción debe ser inspeccionada
visualmente y mediante radiografía después de remover las
salpicaduras y del tratamiento de post calentamiento. Otros
ensayos no destructivos pueden también ser requeridos por
la compañía. Cada soldadura de producción debe cumplir
los requerimientos 13.9.
55
Defectos
ISIs deben ser considerados defectos si cualquier ISI
aislado excede en 1/8” (3 mm), o la longitud sumada de
ISIs en cualesquiera 12” (300 mm) de la longitud de
soldadura excede en 1/2" (13 mm).
En soldaduras a tope por chisporroteo, fisuras, fusión
incompleta, y porosidad detectada por ensayos no
destructivos son considerados defectos.
13.10 REPARACIÓN Y REMOCIÓN DE DEFECTOS
13.8.4
Rechazo Basado en la Sobremonta
13.10.1 Reparaciones Permitidas
La altura del refuerzo en el diámetro interior no debe
ser mayor de 1/16” (2 mm) por encima del material base.
La altura del refuerzo en el diámetro exterior no debe ser
mayor de 1/8” (3 mm) por encima del material base.
13.8.5
Rechazo Basado en el Tratamiento de
Post Calentamiento
Como mínimo, cada soldadura a tope por chisporroteo
debe ser calentada después de soldar a una temperatura
arriba de Ac3, seguido por un enfriamiento controlado o
por un enfriamiento en aire quieto. El ciclo de tratamiento
de calentamiento se documentará usando un registro strip
chart, y cualquier desviación más allá de los rangos
especificados de tiempo de calentamiento, temperatura
máxima, o velocidad de enfriamiento debe ser la causa
para repetir el tratamiento.
13.9 ESTANDAR
DE
ACEPTACIÓN
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
13.9.1
PARA
Generalidades
Los estándares de aceptación dados en 13.9.2 son
aplicables a la determinación del tamaño y tipo de
Las reparaciones siguientes son permisibles:
a.
Los defectos superficiales pueden retirarse por
amolado, siempre que se conserve el espesor mínimo
de pared.
b.
Los defectos pueden ser removidos de la soldadura por
amolado, rasqueteado, acanalado, o una combinación
de estos métodos, seguido por una soldadura de
reparación según la Sección 10.
La reparación por soldadura se permite únicamente por un
acuerdo con la compañía.
13.10.2 Reparaciones No Permitidas
La reparación de porosidad encontrada en las
soldaduras a tope no está permitida; sin embargo, la
porosidad en una soldadura reparada con un proceso de
soladura diferente es permitida dentro de los límites
definidos en 9.3.8.2 o 9.3.8.3, cualquiera sea aplicable.
13.11 PROCEDIMIENTO RADIOGRÁFICO
Los ensayos de radiografía deben ser según 11.1.
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Estándar API 1104
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