CÓDIGOS Y NORMAS DE SOLDADURA UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR
FERNÁNDEZ FERNÁNDEZ LEONEL ALISON
INTRODUCCIÓN
Los códigos, normas y especificaciones son documentos que rigen y regulan
actividades industriales. Aseguran que solo se producirán bienes soldados seguros y confiables, y que las
personas relacionadas con las operaciones de soldadura no estarán expuestas a peligros indebidos. Todo el personal que participa en la producción de bienes soldados, tienen la
necesidad de conocer las normas que aplican en sus actividades.
¿QUÉ ES UN CÓDIGO? Es el documento más importante, pues siempre se considerará obligatorio. Constituyen un soporte legal. Regulan de manera integral el diseño, materiales, fabricación, instalación,
pruebas, etc. Código
título
ANSI/AWS D1.1
Código de soldadura estructural-acero
ANSI/AWS D1.2
Código de soldadura estructural-aluminio
ANSI/AWS D1.3
Código de soldadura estructural-lámina
ANSI/AWS D1.4
Código de soldadura estructural-acero de refuerzo
ANSI/AWS D1.5
Código de soldadura estructural-puentes
¿QUÉ ES UNA ESPECIFICACIÓN? Es el documento de soporte que contiene una detallada descripción de las partes de
un conjunto, allí se ubican características específicas tales como: Dimensiones, espesores, composición química, resultados de ensayos, etc. Pueden tener carácter de uso interno para establecerse como parámetro de
estandarización. ESPECIFICACIÓN
título
API 2B
Especificación para tanques cilíndricos para fluidos
ANSI/AWS A2.4
Símbolos normalizados para soldaduras y ensayos
ANSI/ AWS A5.1 a A5.30
Especificación para electrodos y materiales de aporte
¿QUÉ ES UN ESTÁNDAR?
Se utiliza como norma o base en la ejecución de diferentes actividades. Su aplicación adquiere carácter mandatorio cuando se referencia a un código
específico. Son el resultado de un exigente procedimiento de revisión y votación de los
diferentes documentos por parte del Instituto Americano Nacional de Estándares (ANSI), para ser adoptadas
ORGANIZACIONES PRODUCTORES DE CODIGOS, ESTANDARES Y ESPECIFICACIONES AWS: AMERICAN WELDING SOCIETY API: AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE
ABS: AMERICAN BUREAU OF SHIPPING AISI: AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE
ASME: AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS ASNT: AMERICAN SOCIETY FOR NONDESTUCTIVE TESTING ASTM: AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS DIN: NORMAS INDUSTRIALES ALEMANAS ISO: INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STAND ANSI: AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE
REVISEMOS ALGUNAS …
NTE E.090 ESTRUCTURAS METALICAS
Es una norma de diseño, fabricación y montaje de estructuras metálicas para
edificaciones. Su obligatoriedad se reglamenta en esta misma norma y su ámbito de aplicación comprende todo el territorio nacional. Consta de 13 capítulos.
¿QUÉ ES LO QUE DICE? LÍMITES DE APLICABILIDAD:
Definición de Acero Estructural: En la presente norma, el término acero estructural se referirá a aquellos elementos de acero de sistemas estructurales que sean parte esencial para soportar las cargas de diseño (vigas, columnas, bridas, y otros que intervienen en el sistema estructural de los edificios de acero). 13.2.4 Construcción soldada
b) Requerimientos de electrodos y consumibles de soldadura Certificaciones para electrodos o combinaciones de electrodos-fundentes. Cuando sea requerido por el ingeniero supervisor, el contratista o el fabricante deberá de suministrar una certificación de que el electrodo o la combinación electrodo fundente cumple con los requerimientos de la clasificación. Almacenamiento. Los electrodos de soldadura que hayan sido removidos de su envase original deberán de ser protegidos y almacenados de manera que no se afecten las propiedades de soldadura.
DATO EXTRA… Resecado de electrodos. Los electrodos expuestos a la atmósfera por periodos mayores que los permitidos en la tabla anterior deberán ser resecados de la siguiente forma: Todos
los electrodos que tengan revestimiento de bajo hidrógeno de acuerdo a ANSI/AWS A5.1, deberán de ser secador durante dos horas como mínimo entre 260 °C y 430 °C.
Todos
los electrodos que tengan revestimiento de bajo hidrógeno de acuerdo a ANSI/AWS A5.5, deberán de ser secados durante una hora como mínimo a temperaturas entre 370 °C y 430 °C.
NORMA AWS A5.5 Aplicable a los electrodos para soldadura de aceros de baja aleación utiliza la misma designación de la AWS A5.1 EXXYZ
Donde: E, indica que se trata de un electrodo para soldadura eléctrica manual.
XX, son dos dígitos (o tres si se trata de un número de electrodo de cinco dígitos) designan la mínima resistencia a la tracción, sin tratamiento térmico post soldadura, del metal depositado, en Ksi (Kilo libras/pulgada 2) Y, el tercer dígito indica la posición en la que se puede soldar satisfactoriamente con el electrodo en cuestión: 1:Apto para soldar en todas las posiciones (plana, vertical, techo y horizontal). 2: Sólo aplicable para posiciones planas y horizontal. 4: Conveniente para posición plana, pero especialmente apto para vertical descendente. Z, el último dígito, que está íntimamente relacionado con el anterior, es indicativo del tipo de corriente eléctrica y polaridad en la que menor trabaja el electrodo, e identifica a su vez el tipo de revestimiento, el que es calificado según el mayor porcentaje de materia prima contenida en el revestimiento.
EJEMPLOS E 60XX: 62000 lbs/pulg2 mínimo (62 Ksi) E 70XX: 70000 lbs/pulg2 mínimo (70 Ksi) E110XX: 110000 lbs/pulg2 mínimo (110 Ksi) E 7048: El 70 indica electrodo con resistencia a la tracción de 70 ksi; el 4 indica que el electrodo es conveniente
para posición plana, pero especialmente apto para vertical descendente; el 8 indica corriente alterna o corriente continua en polaridad inversa, revestimiento de bajo hidrógeno y de penetración mediana. E6011: El 60 indica electrodo con resistencia a la tracción de 62 Ksi; el 1 indica que es apto para soldar en todas
las posiciones; el 1 indica corriente alterna o corriente continua en polaridad inversa, revestimiento orgánico y de penetración profunda.
CÓDIGO API 650: DISEÑO, MONTAJE Y CONSTRUCCIÓN DE TANQUE SOLDADOS DE ACERO
ALCANCE DEL CÓDIGO GENERALIDADES Este estándar cubre requerimientos para materiales, diseño, fabricación, montaje
y pruebas de tanques soldados verticales cilíndricos, no enterrados con extremo superior abierto o cerrado en varios tamaños y capacidades para presiones internas aproximadas a la atmosférica…
¿QUÉ ES LO QUE DICE? 3.1.5.2 JUNTAS VERTICALES DEL CUERPO
a. Las soldaduras deben ser a tope con completa penetración y completa fusión, como las obtenidas por soldadura por ambos lados o por procedimientos de soldadura que produzcan la misma calidad de metal depositado por ambos lados de la junta. b. Las juntas verticales en anillos adyacentes no deben quedar alineadas y deben tener un desfase mínimo de 5 veces el espesor de la lámina del anillo más grueso que se encuentra en la junta. 5.3.5 PRUEBA DEL CUERPO
Una vez terminado el tanque completo y la estructura del techo, se deberá probar el cuerpo por uno de los siguientes métodos:
a. Si hay agua disponible para probar el cuerpo, el tanque se deberá llenar con agua como sigue: (1) hasta el nivel máximo de diseño del líquido, (2) para un tanque con techo hermético, hasta 5m mm (2 pulgadas) por encima de la soldadura de unión de la lámina del techo o la barra de compresión con el ángulo superior o el cuerpo… b. Si no hay disponible agua suficiente para llenar el tanque, este se puede ser probado por (1) pintando, todas las juntas por el interior con un aceite altamente penetrante, tal como el de los resortes de automóviles (spring oil) y examinando cuidadosamente las juntas examinando cuidadosamente las juntas para verificar que no hay fugas…
2.8.2 Para la soldadura de materiales con
resistencias mínima de tensión de 550 hasta 585 Mpa (80 a 85 ksi) soldados con proceso de electrodo revestido se deberán utilizar electrodos de acuerdo con la clasificación E80XX-CX de la especificación AWS A5.5.
AWS A2.4:2012 (SÍMBOLOS ESTÁNDARES PARA SOLDADURA, SOLDADURA FUERTE Y EXAMINACIÓN NO DESTRUCTIVA)
Aprobado por el Instituto Nacional de Estándares
Nacionales el 23 de agosto, 2011. Este estándar establece un método para especificar
cierta información sobre soldaduras, soldaduras fuertes y examinaciones no-destructivas por medio de símbolos. Se proporciona información detallada y ejemplos para la construcción e interpretación de estos símbolos. ISO 2553 es homólogo a esta norma
ANSI/AWS A3.0:2001 (NORMA DE TÉRMINOS Y DEFINICIONES DE SOLDADURA) Aprobado por el Instituto Americano de Normas Nacionales (2 de Julio, 2001). Esta norma es un glosario de términos técnicos usados en la industria de la soldadura. Su propósito es
para establecer una norma de términos para ayudar en la comunicación de la información de soldadura. Son definidos un total de 1253 términos y las definiciones son ilustrados por 53 figuras… Por ejemplo:
Pág. 20…COMPLETE JOINT PANETRATION (CJP) (Junta de Penetración completa): Una condición de soldadura de ranura, en la cual el metal de soldadura se extiende a través del espesor de la junta. (Ver figura 26)
AWS D1.1/D1.1M:2010 (CÓDIGO DE SOLDADURA ESTRUCTURAL – ACERO) Aprobado por el American National Standards Institute 11 de marzo,
2010. Este código contiene los requerimientos para fabricar y armar
estructuras soldadas de acero. En la medida en que este código se estipula en los documentos del contrato, se debe requerir el cumplimiento con todas sus provisiones, a excepción de aquellas que el ingeniero o los documentos del contrato modifiquen o eximan de manera específica.
CONTENIDO 1. Requisitos Generales 2. Diseño de Conexiones Soldadas 3. Precalificación 4. Calificación
5. Fabricación 6. Inspección 7. Soldadura de Pernos 8. Reforzamiento y Reparación de Estructuras Existentes
¿QUÉ ES LO QUE DICE? 1.2
Restricciones
El código fue específicamente desarrollado para estructuras de acero soldadas que utilizan aceros al carbono o de baja aleación con un espesor de 3mm o mayor con una resistencia a la fluencia mínima de 100 ksi (690 Mpa) o menor, código no diseñado para usarse en tuberías y recipientes a presión; y en materiales base diferentes a aceros al carbono y a aceros de baja aleación. 6.14.6 Calificación del Personal
6.14.6.1 Requerimientos ASNT. El personal que realiza NDT distinto al visual, deberá estar calificado en conformidad con la edición actual de la American Society for Nondestructive Testing Recommended Practice N° SNT-TC-1ª. Los individuos que realicen NDT deberán estar calificados por:
(1) NST Nivel II, o (2) NDT Nivel I trabajando bajo un NDT Nivel II
NORMA API 1104 (SOLDADURA DE TUBERÍAS Y CONEXAS COMODIDADES) Vigésimo primera edición, septiembre 2013. Esta norma cubre el gas y el arco de soldadura de tope, filete y soldaduras socket en la tubería de
acero al carbono y de baja aleación utilizada en la compresión, bombeo, y la transmisión de crudo de petróleo, productos derivados del petróleo, gases combustibles, dióxido de carbono, nitrógeno, y en su caso, cubre la soldadura en los sistemas de distribución. Presenta métodos para la producción de soldaduras aceptables realizadas por soldadores calificados
que usan procedimientos y equipo de soldadura y materiales aprobados. Esta norma también cubre los procedimientos para, partícula magnética radiográfica, líquidos
penetrantes, y pruebas de ultrasonido. Incluye los estándares de aceptabilidad y reparación para defectos de soldadura.
¿QUÉ ES LO QUE DICE?
5.4.2.3 Diseño de Juntas
Un cambio importante en el diseño de las articulaciones (por ejemplo, de ranura en V a U ranura) constituye una variable esencial. Cambios menores en el ángulo de bisel o la tierra de la ranura de soldadura no son variables esenciales. Un cambio en la dirección de la soldadura de descenso vertical para cuesta arriba vertical, o viceversa, constituye un elemento esencial variable.
SAE-AISI La norma AISI (American Iron and Steel Institute) utiliza un esquema general para
realizar la especificación de los aceros mediante 4 números: AISI ZYXX XX indica el tanto por ciento (%) en contenido de carbono (C) multiplicado por 100;
Y indica, para el caso de aceros de aleación simple, el porcentaje aproximado del elemento predominante de aleación; Z indica el tipo de acero (o aleación).
MÁS INFO Y EJEMPLOS Los valores que puede adoptar Z son los siguientes:
Z=1: si se trata de aceros al Carbono (corriente u ordinario); Z=2: si se trata de aceros al Níquel; Z=3: para aceros al Níquel-Cromo; Z=4: para aceros al Molibdeno, Cr-Mo, Ni-Mo, Ni-Cr-Mo;
Z=5: para aceros al Cromo; Z=6: si se trata de aceros al Cromo-Vanadio;
Z=7: si se trata de aceros Al Tungsteno-Cromo; Z=8: para aceros al Ni-Cr-Mo AISI 1020: 1: para indicar que se trata de un acero corriente u ordinario; 0: no aleado; 20: para indicar un contenido máx. de carbono (C) del 0.20%. AISI 3215: 3: acero al Níquel-Cromo; 2: contenido del 1.6% de Ni, 1.5% de Cr; 15: contenido del 0.15% de carbono (C).
AISI 4140: 4: acero aleado (Cr-Mo); 1: contenido del 1.1% de Cr, 0.2% de Mo; 40: contenido del 0.40% de carbono (C).
NORMA G.050 – SEGURIDAD DURANTE LA CONSTRUCCIÓN Especifica las consideraciones mínimas indispensables de seguridad a tener en cuenta en las actividades
de construcción civil. Asimismo, en los trabajos de montaje y desmontaje, incluido cualquier proceso de montaje y desmontaje, incluido cualquier proceso de demolición, refacción o remodelación. 1.10.15 Para trabajos con equipos especiales: esmeriles, soldadoras, sierras de cinta o disco, taladros,
chorros de arena, etc. Se exigirá que el trabajador use el siguiente equipo: Soldadura eléctrica: Máscara, guantes de cuero, mandil protector de cuero, mangas de cuero, según sea el caso. 1.10.17 Los trabajos de cualquier clase de soldadura se efectuarán en zonas en que la ventilación
sobre el área de trabajo sea suficiente para evitar la sobre-exposición del trabajador a humos y gases. 1.10.18 Los soldadores deberán contar con un certificado médico expedido por un oftalmólogo…
OTRA NORMA DE SEGURIDAD: ANSI Z49.1, seguridad en soldadura, cortes y procesos aliados.
CÓDIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD (UTILIZACIÓN) SECCIÓN 220 – SOLDADORAS ELÉCTRICA
220-000 ALCANCE Esta sección se aplica a la instalación de soldadoras eléctricas… Soldadoras de Arco con Transformador 220-006 Conductores de Alimentación (1) Los conductores de alimentación para una soldadora individual de arco con transformador, deben tener una capacidad nominal no menor que el valor obtenido multiplicando la corriente primaria nominal de la soldadora en A, por un factor que depende del ciclo de carga: Como se indica en el párrafo (a)… Ciclo de carga
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20% o menos
Factor
1.00
0.95
0.89
0.84
0.78
0.71
0.63
0.55
0.45
EJEMPLOS DE APLICACIÓN UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR
1- USANDO MANUALES BÖHLER
La norma NTE E.090, muestra en su lista de materiales al Acero estructural de alta resistencia y baja aleación,
con un límite de fluencia mínimo de 345 Mpa, de hasta 100 mm de espesor, ASTM A588. Recurrimos al Manual de Aceros especiales de Böhler, nos ubicamos en la página 35 para averiguar sus
aplicaciones, propiedades mecánicas, beneficios, y procesos de mecanizado. Nos ubicamos en soldadura e identificamos el código del electrodo del mismo fabricante; para hallar su
equivalente en el código AWS, para posteriormente encontrar sus propiedades y modo de uso en el manual técnico de Böhler.
2- USANDO EL CNE (UTILIZACIÓN)
1- Hallamos la corriente primaria nominal. 2- Tal corriente la multiplicamos por un factor que depende del ciclo de carga. 3- Con dicho valor nos vamos a una tabla o catálogo de fabricante de conductores para seleccionar una sección adecuada.
