SOLDADURAS DE TUBERÍAS Y FACILIDADES RELACIONADAS Objetivos: Estudiar el alcance y utilización de la Norma API 1104 con los conocimientos adquiridos por nuestro tutor. Interpretar los apartados que componen la misma, con el fin de obtener los conocimientos necesarios sobre actiidades de Inspección, Ensayos y !ontrol en base a los requerimientos de la norma. !onocer los criterios de aceptación de esta norma.
INTRODUCCIÓN "entro de la industria en #eneral, actualmente es de suma importancia la aplicación de soldaduras en tuber$as met%licas, porque su utilización es muy amplia, sobre todo en las empre empresa sass que que se dedi dedican can a trans transpo port rtar ar y&o y&o cond conduc ucir ir flui fluido doss como como petr petról óleo eo y sus sus deriados, #ases combustibles, otros. El propósito de esta Norma Norma es presentar m'todos m'todos para la producción producción de soldaduras soldaduras de alta calidad, a tra's del empleo de soldadores calificados que utilicen procedimiento de soldadura, materiales y equipos aprobados. Este propósito tambi'n incluye presentar m'todos de inspección para ase#urar el an%lisis correcto de la calidad de soldadura mediante el uso de t'cnicos calificados y m'todos y equipos aprobados. (e aplica tanto a nueas construcciones como a soldadura en sericio. )a norma API 1104, nos presenta de al#unos cap$tulos, entre los cuales destacamos los temas tales como la calificación de los procesos de soldadura, la calificación de los soldadores, el dise*o y preparación de las +untas para soldadura y la inspección de y ensayos de soldaduras.
REQUISITO odos los traba+os realizados de acuerdo a la norma API 1104 deben cumplir o e-ceder los requerimientos establecidos en la misma, ya que establece requerimientos de m$nima calidad de construcciones soldadas.
ESPECIFICACIONES Equi!"ie#to El equipamiento para soldadura por #as o arco deber% ser del tama*o apropiado y esta en condiciones adecuadas. Para soldadura por arco los ran#os de ampera+e y olta+e deber%n deber%n ser los utilizados utilizados en la calificación del procedimiento. procedimiento. Para soldadura por #as, el tipo de #as, caracter$sticas de la llama y tobera deber%n ser los utilizados en la calificación del procedimiento. 2
$!te%i!&es uber$as y accesorios /etales base API 1104 se aplica a los si#uientes materiales uber$as de acuerdo a API 2). Especificaciones A( aplicables. (e puede utilizar adem%s en materiales con propiedades mec%nicas y composición qu$mica que cumplan con al#unas de las normas indicadas aunque no 3ayan sido fabricados de acuerdo a las mismas
$et!&es 'e !o%te: "eber%n ser de acuerdo a las si#uientes normas A( 2.1 A( 2.6 A( 2.2 A( 2.17
A( 2.15 A4( 2. 60 A( 2.65 A( 2.68
CALIFICACION DE PROCEDI$IENTOS Especificar un procedimiento de soldadura y calificarlo antes de comenzar con la soldadura de producción. )a calificación deber% ser realizada por medio de ensayos destructios. (olo pueden realizarse los cambios de las ariables esenciales /material base, material de aporte, caracter$sticas el'ctricas, elocidad de aance, pre calentamiento, otros
Re(ist%os:
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)a calificación de un procedimiento #enera un 9E:I(9; "E !A)I
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ESPECIFICACION DE PROCEDI$IENTOS I#)o%"!*i+#: Procesos de soldadura. ateriales de tubos y accesorios deber%n ser a#rupados considerando que los ensayos de calificación fueron realizados sobre el material con la tensión de fluencia m$nima especificada del mayor del #rupo. "i%metros y espesores de pared )os ran#os de di%metros y espesores para los cuales el procedimiento es aplicable deber%n ser a#rupados. 5
"ise*o de +unta esquema. ipo de respaldo. etales de aporte y N> de pasadas /N> m$nimo y secuencia. !aracter$sticas el'ctricas. !aracter$sticas de la llama. Posición y dirección de soldadura. A?I; tiempo entre pasadas /ra$z y 1>@@6> y final ipo y remoción de presentadores. )impieza y&o amolado. Precalentamiento. :ases de protección y caudal. ipo de
,!%i!b&es Ese#*i!&es: )os cambios en las mismas requieren recalificación del procedimiento. (on ariables que se#Bn API 1104 afectan la unión metalBr#ica. ;tros cambios que no est'n dados en el #rupo de las ariables esenciales pueden ser realizados en el procedimiento sin necesidad de recalificación, siempre que la especificación del procedimiento sea reisada para mostrar los cambios. )as ariables que la norma API 1104 considera esenciales son las si#uientes Proceso o m'todo de aplicación. etales base !onstituye una ariable esencial un cambio en el metal base. A los fines de la Norma los metales base se a#rupan como si#ue a ensión de fluencia m$nima especificada menor o i#ual a 46.00psi /680Pa. b ensión de fluencia m$nima especificada mayor que 46.00psi /680Pa pero menor que C2.000psi /445Pa. c Para materiales con tensión de fluencia m$nima especificada mayor o i#ual a C2.00psi /445Pa, cada #rado recibe un ensayo por separado. !uando se suelden dos materiales de #rupos separados deber% utilizarse el procedimiento para el de mayor resistencia.
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"ise*o de +unta !onstituye una ariable esencial un cambio mayor en el dise*o de +unta /desde a D o a filete. !ambios menores por e+emplo un cambio en los %n#ulos de bisel o talones no son ariables esencial. Posición Espesor de la pared. etales de aporte Dno de los si#uientes cambios en los metales de aporte constituye una ariable esencial. a Dn cambio desde un #rupo a otro /abla 1 b Para tuber$as con tensión de fluencia m$nima especificada mayor o i#ual a C2.000psi /445Pa, un cambio en la clasificación A( del metal de aporte !aracter$sticas el'ctricas Dn cambio de "! positio a "! ne#atio o iceersa o un cambio de "! a A! o iceersa iempo entre pasada Pro#resión :as de protección y caudal
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ENSAYO DE PROBETAS DE CALIFICACION
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Para tuber$as menores de 6,F72inc3 /C0,Fmm se deben ensayar 6 cupones para obtener la cantidad de probetas Para tuber$as menores o i#uales de 1,F12inc3 /FF,4mm el ensayo de la sección completa reemplaza cuatro muestras de rotura de muesca de sección reducida y doblez de ra$z.
ENSAYO DE TRACCION A*et!*i+#
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)a resistencia a la tracción deber% ser mayor o i#ual a la resistencia m$nima especificada del material de la tuber$a, pero no necesariamente mayor o i#ual a la real. Pueden darse dos casos =ue la probeta se rompa en el metal base /fuera de la soldadura y l$nea de fusión y cumpla los requisitos m$nimos de aceptación. =ue la probeta se rompa en la soldadura o l$nea de fusión. (i la probeta se rompe con una resistencia menor a la del material de la ca*er$a la calificación ser% rec3azada. •
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ENSAYO DE ROTURA DE $UESCA Aceptación )a superficie fracturada deber% mostrar penetración y fusión completa. )a porosidad se ealBa se#Bn su tama*o. )a escoria se ealBa se#Bn su tama*o.
ENSAYO DE PLE.ADO 9
EalBa la aparición de fisuras o defectos en superficies, en metal de soldadura o borde de fusión. "e acuerdo al espesor de la muestra el ple#ado puede ser de ra$z, de cara o lateral. Aceptación Porosidad y fisuras menores a Fmm o la mitad del espesor /lo que sea menor Cmm para defectos en bordes de probetas no relacionados con la soldadura.
CALIFICACION DE SOLDADURAS EN FILETE )a
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CALIFICACION DE SOLDADORES • • • •
"e debe utilizar un procedimiento preiamente calificado. El soldador antes de comenzar la soldadura de producción deber% ser calificado. "ebe cumplir con los requisitos de la norma para la calificación. (e ealBa por m'todos destructios o radio#r%ficos. 1 0
• • •
Probetas de ensayos necesarias para la calificación, criterios de aceptación )a calificación deber% ser conducida por un inspector autorizado C.6.6 y C.6.F ariables esenciales para la calificación del soldador.
E-isten dos tipos de calificación !alificación simple y calificación mBltiple
C!&i)i*!*i+# Si"&e: • •
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"eber% soldar un tubo completo o se#mentos de tubos (oldadura en posición fi+a o móil. En posición fi+a los e+es de tuber$a en el plano 3orizontal o a 42>. Pude calificar a tope, filete o en cone-iones con penetración completa.
C!&i)i*!*i+# $/&ti&e Probetas Para lo#rar una calificación mBltiple el soldador deber% soldar dos cupones de soldadura. 1 (oldadura a tope de una tuber$a de di%metro e-terior C.C62 in /1C5,Fmm y espesor de pared 0,620in /C,4mm, sin respaldo, posición fi+a H e+e a 2> con la 3orizontal. !riterios de aceptación C.4 JC.2 y C.C. 6 !on las mismas dimensiones de las anteriores deber% el soldador deber% cortar, presentar y soldar una deriación sobre la tuber$a. E+e tuber$a 3orizontal deriación erticalmente 3acia aba+o. )a soldadura final deber% presentar una buena apariencia.
L! so&'!'u%! 'ebe%0 %ese#t!s e#et%!*i+# *o"&et! !&%e'e'o% 'e &! *i%*u#)e%e#*i! e#te%!- L! %!12 #o 'ebe *o#te#e% que"!'u%!s "!3o%es 'e 456i# 78""9ENSAYOS DESTRUCTI,OS )a Norma establece
P%obet!s 'e e#s!3os Probetas de tracción P!%! e& so&'!'o% #o se ev!&/! &! %esiste#*i! ! &! t%!**i+#•
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(i la probeta se rompe en el metal base /fuera de la soldadura y l$nea de fusión esta aprobada. (i la probeta se rompe en la soldadura o l$nea de fusión deber% cumplir con los requisitos de los ensayos de muesca.
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EA$EN ,ISUAL )a soldadura deber% estar libre de
ENSAYO DE TRACCION Aceptación )a resistencia a la tracción deber% ser mayor o i#ual ala resistencia m$nima especificada del material de la tuber$a, pero no necesariamente mayor o i#ual a la real. Pueden darse dos casos =ue la probeta se rompa en el metal base /fuera de la soldadura y l$nea de fusión y cumpla los requisitos m$nimos de aceptación. =ue la probeta se rompa en la soldadura o l$nea de fusión (i la probeta rompe con una resistencia menor a la del material de la ca*er$a la calificación ser% rec3azada. •
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CALIFICACION DEL SOLDADOR POR RADIO.RAFIA )a calificación de soldadores en soldaduras a tope podr% ser por radio#raf$a C.C.6 )os criterios de aceptación de la radio#raf$a se muestran en 8.F. Indica lo que no se debe 3acer
RECALIFICACION (i la falla se produce por condiciones no eitables, la recalificación puede ser inmediata. Para futuras calificaciones se necesita una pr%ctica preia. )a calificación del soldador es indefinida salo por condiciones !ontractuales, re#ulatorias o de competencia
DISE;O Y PREPARACION DE PRODUCCION • • •
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PARA
SOLDADURA
EN
(e deben utilizar procedimientos y soldadores calificados. Preparación preia Para tubos de espesor i#uales deber% se menor de Fmm. El sobre espesor deber% ser menor de 1,Cmm. El llenado no puede ser inferior a la superficie e-terior. "os piletas no pueden comenzar en la misma posición. El anc3o de la soldadura final deber% ser apro-imadamente Fmm mayor al bisel inicial.
REPARACION Y RE$OCION DE DEFECTOS Auto%i2!*i+# !%! %e!%!%:
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a )as fisuras pueden ser reparadas con autorización preia y si est%n de acuerdo a 8.F.10. )a lon#itud es menor al 5G de la lon#itud soldada y con un procedimiento de reparación. b "efectos en la ra$z y llenado pueden ser reparados con preia autorización c "efectos en el llenado puede repararse sin preia autorización. (e requiere calificar un procedimiento de reparación para b y c sin cambio de proceso de soldadura o reparo soldaduras preiamente reparadas
REPARACION Y RE$OCION DE DEFECTOS P%o*e'i"ie#to 'e %e!%!*i+#!omo m$nimo debe incluir 'todo de detección del defecto. 'todo de eliminación de defectos
CERTIFICACIÓN DEL PERSONAL DE LA PRUEBA NO DESTRUCTI,A El personal de ensayo no destructio debe estar certificado en los nieles I, II y III se#Bn las recomendaciones de la A(N, Practica 9ecomendada No. (N@!@1A, A!!P, u otro pro#rama de certificación nacional reconocida que sea aceptado por la compa*$a en cuanto al m'todo utilizado. (olo el personal Niel II ó III debe interpretar resultados del ensayo 9adio#raf$a Part$culas ma#n'ticas )$quidos penetrantes Dltrasonido
Fue#te Norma API 1104 API (AN"A9" 1104 NINEEEN E"II;N, (EPEE9 1888
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