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