Reparación Mecánica Mediante Instalación de Camisas Tipo b

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013

CONTENIDO 1. 2. 3.

OBJETIVO ............................................................................................................................................................. 2 GLOSARIO ............................................................................................................................................................ 2 CONDICIONES GENERALES .............................................................................................................................. 2 3.1 Alcance ............................................................................................................................................................. 2 3.2 Documentos de referencia ........................................................................................................................... 2 3.3 Actividades Previas ........................................................................................................................................ 2 3.3.a Materiales de Apoyo: .................................................................................................................................. 2 3.3.b Verificación del Espesor de la Tubería a Reparar .................................................................................. 3 3.3.c Control de las Condiciones Ambientales .................................................................................................. 3 3.3.d Preparación de la Camisa ......................................................................................................................... 3  Generalidades ............................................................................................................................................. 3  Diseño y Elaboración de la Camisa ........................................................................................................ 4 3.3.e Selección del Electrodo ............................................................................................................................. 5  Soldaduras Longitudinales ....................................................................................................................... 5  Soldaduras Circunferenciales .................................................................................................................. 5 3.3.f Verificación y Mantenimiento de los Electrodos ................................................................................... 5 3.3.g Verificación y Preparación del Equipo de Soldar .................................................................................. 7 3.3.h Disponibilidad de Soldadores................................................................................................................... 7 3.3.i Protección de las URPC ............................................................................................................................. 7 3.3.j Retiro del Revestimiento .......................................................................................................................... 7 3.4 Actividades Durante la Aplicación de la Soldadura ....................................................................................... 7 3.4.a Establecimiento de las Condiciones Operacionales ............................................................................. 7 3.4.b Valoración Real de la Imperfección ........................................................................................................ 8 3.4.c Determinación de la MOPr para la instalación de la camisa .............................................................. 8 3.4.d Preparación del área a reforzar............................................................................................................... 9 3.4.e Instalación de la Camisa .......................................................................................................................... 9 3.4.f Soldadura de la Camisa .......................................................................................................................... 11  Precalentamiento ..................................................................................................................................... 11  Aplicación de la Soldadura ..................................................................................................................... 11  Mantenimiento de las condiciones de soldeo (Amperaje y Voltaje) .............................................. 11  Dirección y Secuencia de Soldeo .......................................................................................................... 11  Control de la Velocidad de Avance ....................................................................................................... 11  Limpieza entre pases .............................................................................................................................. 12  Lapso de tiempo entre pasadas ............................................................................................................ 12 3.5 Actividades Post-Soldadura........................................................................................................................ 12 3.5.a Limpieza final de la soldadura ............................................................................................................... 12 3.5.b Inspección visual final ................................................................................................................................ 13 3.5.c Ensayos No Destructivos ........................................................................................................................ 13  Partículas magnéticas ............................................................................................................................. 13  Ultrasonido ................................................................................................................................................ 13 3.5.d Tratamiento Térmico Post-Soldadura (PWHT) ................................................................................... 14 3.6 Reparación de Defectos de Soldadura ..................................................................................................... 14 3.7 Recubrimiento de la Reparación................................................................................................................ 14 3.8 Entrega de la línea a operaciones ............................................................................................................. 15 4. DESARROLLO .................................................................................................................................................... 15 5 CONTINGENCIAS .............................................................................................................................................. 17

1/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013 1. OBJETIVO Establecer los criterios para realizar reparaciones de tipo mecánico en tuberías de transporte de ECOPETROL S.A., mediante la instalación de refuerzos de acero envolventes totales soldados a la periferia de la tubería (Camisas tipo B), para asegurar la integridad del ducto. 2. GLOSARIO

AC: Corriente Alterna (Alternate Current) DC: Corriente Continua (Direct Current) PQR: Registro de Calificación del Procedimiento de Soldadura (Procedure Qualification Record). PWHT: Tratamiento Térmico Pos-Soldadura (Post-Weld Heat Treatment). SMAW: Soldadura por Arco Eléctrico con Electrodo Revestido (Shielded Metal Arc Welding). URPC: Unidades Rectificadoras de Protección Catódica WPQ: Calificación de Desempeño del Soldador (Welder Performance Qualification). WPS: Especificación del Procedimiento de Soldadura (Welding Procedure Specification). 3. CONDICIONES GENERALES 3.1

Alcance

Los defectos que pueden ser reparados mediante instalación de camisas tipo B son aquellos que cumplen las siguientes condiciones:      

Pérdidas de metal causadas por corrosión interna ó externa. Defectos con pérdida de espesor; aún de tipo pasante. Anomalías de restricción de diámetro (abolladuras), que no presenten fisuras. Daños mecánicos sin evidencia de fisuras. Defectos de soldaduras en actividades de Corte y Empalme, o nuevas construcciones (siempre y cuando La coordinación de Integridad avale técnicamente la reparación). Reparaciones sub-estándar (parches rectangulares, irregulares o con soldadura defectuosa) pueden ser reparados con camisas tipo B siempre y cuando se descarte fisuración en las soldaduras.

Esta especificación aplica para reparaciones mecánicas con camisas Tipo B, mediante el proceso de soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW). 3.2

Documentos de referencia      

3.3

API 1104-2010 Welding of Pipelines and Related Facilities. ASME B31.4-2009 Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and other liquids. ASME B 31G-2009 Manual for determining the remaining strength of corroded pipelines AWS A 5.5 Specification for Low-Alloy Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding. ASME Section V-2010 Nondestructive Examination VIT-GTT-I-178 Aplicación de Soldaduras de Mantenimiento para la Infraestructura de la VIT Actividades Previas

3.3.a Materiales de Apoyo: Se bebe disponer de los siguientes materiales y elementos para el seguimiento y control de calidad de la soldadura a aplicar:     

Medidor de espesores por Ultrasonido Palpador para ultrasonido tipo pencil Cinta métrica Galga para medición de profundidades Calibrador Pie de Rey 2/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013              

Galga Pico de Loro Linterna Tizas térmicas o pirómetros para el control de temperatura de precalentamiento y entre pases. Mantas térmicas y lonas impermeables Lupa Llave de cadena Marcadores Mampara o carpa. Yoke y Kit para partículas magnéticas Kit de líquidos penetrantes Equipo para Ultrasonido Phased Array Solución Nital 5% Camisa de la longitud y características similares a la tubería a reparar WPS para el material de la camisa a soldar No. WPS-SMAW-ECP-VIT-014

3.3.b Verificación del Espesor de la Tubería a Reparar No se permite la instalación de camisas tipo B, en tuberías en servicio con espesores menores a cinco (5) milímetros (0.188”), por tanto, es necesario verificar con ultrasonido el espesor actual de la tubería en la sección de instalación y descartar la presencia de laminaciones en la franja a soldar. Si el espesor de la tubería a reforzar es menor a cinco (5) mm (0.188”) o la longitud a reparar es mayor a diez (10) metros (39.4”), se debe realizar Corte y Empalme del tramo averiado según instructivo VIT-GDD-I-028. 3.3.c Control de las Condiciones Ambientales No se deberá realizar soldadura alguna en condiciones de lluvia y viento que pueda salpicar o mojar el arreglo de junta a soldar. Si no se pueden suspender los trabajos de soldadura, se deberá emplear una mampara o carpa que la proteja de la lluvia y el viento. De llegar a presentarse lluvia, deberá protegerse la soldadura aplicada hasta ese momento con una manta térmica o una lona impermeable con el fin de impedir el enfriamiento rápido del material y aislar la soldadura de la humedad. 3.3.d Preparación de la Camisa 

Generalidades

Las camisas tipo B son consideradas como reparaciones permanentes de contención de presión, debido a que este tipo de camisas incluye además de la costura longitudinal, la soldadura circunferencial en filete de sus extremos, como se muestra en la figura 1. Se pueden utilizar camisas tipo puente (Ver figura 2) para reparar imperfecciones de forma irregular tales como abolladuras y cuando se requiera instalar camisas sobre parches o cascotas. La configuración de esta camisa consiste en la instalación de dos anillos soporte soldados a lado y lado de la zona a reparar y sobre éstos se aplicará la camisa tipo B. Los anillos tendrán una longitud mínima de 4”, en materiales de características similares a la tubería a reforzar y para su instalación, se tendrán las mismas consideraciones empleadas en la aplicación de camisas tipo B.

3/18


Figura 1: Detalle de una camisa tipo B

Fig. 2 Camisa Tipo Puente



Diseño y Elaboración de la Camisa 

La camisa debe ser fabricada de un material que tenga una relación grado/espesor que le permita soportar la MAOP de la tubería principal.



Se prefiere que el material de la camisa sea de un grado igual o superior al grado de la tubería a reparar.



La junta longitudinal debe llevar platina de respaldo entre ¾” y 1” de ancho y 1/16” de espesor, en material de acero al carbono.



Cuando se usan diseño de juntas longitudinales con ranura interna para lámina de respaldo, el cálculo de la MAOP de la camisa se realiza descontando la profundidad de la ranura. Adicionalmente, el diámetro a ser considerado en el cálculo de la MAOP será el de la camisa. 4/18




Si la camisa se fabrica a partir de un material del mismo grado de la tubería a reparar, es necesario que su espesor sea mínimo 1/16” mayor al espesor de la tubería principal.



Cuando el espesor de la camisa supere en más de 1/16” el espesor del tubo a reparar, deberá chaflanarse a 45º el espesor excedente (Ver Figura 3).



El diseño del bisel circunferencial de los extremos de la camisa debe ser recto.



El tipo de bisel para la junta longitudinal será en “V” para espesores hasta ¾” y “J” para espesores mayores a ¾”.



En camisas con espesores mayores a ½ pulgada, se deberá verificar por medio de inspección visual (apoyado con una lupa), las caras de los biseles para descartar la presencia de laminaciones; en caso de duda, aplicar ensayo de líquidos penetrantes. Los residuos de los líquidos penetrantes deberán removerse con trapo, solvente y grata.

Fig. 3 Transición del sobre-espesor en los extremos de la camisa



La longitud máxima de la camisa será de diez (10) metros (39.4”).



La longitud mínima de la camisa será determinada por la longitud axial del defecto, más mínimo dos (2) pulgadas a lado y lado de la imperfección.

3.3.e Selección del Electrodo 

Soldaduras Longitudinales

En la tabla 1 se muestra el electrodo que debe aplicarse según el tipo de material de la camisa a ser soldada. El primer pase de la junta longitudinal puede hacerse con electrodos E-XX10 de la misma resistencia a la tracción de los electrodos de bajo hidrógeno indicados en la tabla para cada clase de material. 

Soldaduras Circunferenciales

La junta circunferencial se hará completamente con los electrodos de bajo hidrógeno indicados en la tabla 1, según el material de la camisa a instalar. 3.3.f

Verificación y Mantenimiento de los Electrodos

Los electrodos deben estar empacados en su bolsa plástica y caja del fabricante. Una vez desempacados deberán mantenerse protegidos de la humedad en hornos a la temperatura recomendada por el fabricante, para mantener el porcentaje de humedad en el recubrimiento en niveles inferiores al 0.6%, requerido por AWS A5.1. La tabla 2 muestra las condiciones de almacenamiento y secado de electrodos revestidos. 5/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013 El tipo de electrodo debe estar legiblemente identificado con letras en su cuerpo, estar libre de grietas en el revestimiento; no estar contaminado con materiales extraños o descentrados entre el alma y su recubrimiento; de lo contrario, deberá rechazarse. TABLA 1: MATERIAL CAMISA VS MATERIAL DE APORTE

MATERIAL DE LA CAMISA API 5L Grado A API 5L Grado B API 5L X 42 API 5L X 46 API 5L X 52 API 5L X 56 API 5L X 60 API 5L X 65 API 5L X 70 A 36 A 53 Grado B A 105 Grado B A 106 Grado B A 234 Grado B A 283 Grado C A 285 Grado C A 442 Grado 55 A 515 Grado 60 A 515 Grado 65 A 515 Grado 70 A 516 Grado 60 A 516 Grado 65 A 516 Grado 70 A 573 Grado 70 A 612

UTS MATERIAL CAMISA (Psi) 48.600 60.200 60.200 63.100 66.700 71.100 75.400 77.600 82.700 58.000 60.000 70.000 60.000 60.000 55.000 50.000 55.000 60.000 65.000 70.000 60.000 65.000 70.000 70.000 81.000

MATERIAL DE APORTE SEGÚN AWS E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 8018 E 8018 E 8018 E 9018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 7018 E 9018

TABLA 2: CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO Y SECADO DE ELECTRODOS REVESTIDOS

ALMACENAMIENTO TIPICO Y CONDICIONES DE SECADO PARA ELECTRODOS REVESTIDOS PARA SOLDADURA POR ARCO CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO (a) CLASIFICACION CONDICIONES DE AWS SECADO (b) SOSTENIDO EN AIRE AMBIENTE HORNOS EXX10-X Temperatura 100-120ºF (38-49ºC) No se recomienda ambiente No se recomienda(c) 250-300ºF(121500-800ºF (260-427ºC) 149ºC) 1 hora a temperatura EXX18M (1) EXX18-X Tomado de: AWS A5.5 2010 Notas: (a): Después de retirar del empaque original del fabricante. (b): Debido a las diferencias inherentes en la composición del recubrimiento, los fabricantes deben ser consultados para las condiciones exactas de secado. (c): Algunas de estas clasificaciones de electrodos pueden cumplir con los requerimientos de baja absorción de humedad. Esto no implica que se puedan mantener al ambiente.

6/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013 3.3.g Verificación y Preparación del Equipo de Soldar Los equipos de soldadura, deben ser de un tamaño y tipo adecuado para el trabajo a realizar y deben mantenerse de modo tal que garanticen soldaduras aceptables, continuidad de operación y seguridad del personal. El equipo de soldadura por arco, debe operarse dentro de los rangos de amperaje y voltaje indicado en el procedimiento de soldadura calificado. Cada operador, debe haber tenido el entrenamiento adecuado en la operación del equipo, antes de comenzar la soldadura y debe estar familiarizado con el equipo que opera. Algunas precauciones que se deben tener en cuenta en el momento de realizar trabajos con soldaduras son las siguientes:    

No utilizar porta electrodos con conexiones flojas, mordazas incorrectas o partes mal aisladas. No cambiar la polaridad cuando la maquina esta bajo carga, esperar que la maquina pare. No sobrecargar los cables ni utilizar la maquina con conexiones deficientes. Las malas conexiones pueden producir pequeños arcos entre las partes mal conectadas. Se debe reemplazar cualquier cable de soldadura que presente algún tipo de ligadura a menos de 3 m del porta electrodos.

3.3.h Disponibilidad de Soldadores Se puede utilizar uno o dos soldadores en simultáneo en la aplicación de la camisa. Dado que el fluido que circula por la tubería a reparar genera un enfriamiento rápido de la soldadura, que se traduce en microestructuras frágiles, se prefiere el empleo de dos soldadores para disminuir el tiempo entre pases. La calificación del soldador debe estar vigente y disponible. En caso de que pasen más de seis (6) meses sin que el soldador haya mantenido continuidad o cuando exista una razón especifica para cuestionar su capacidad, éste deberá recalificarse. La continuidad del soldador será demostrable por certificados de trabajo en la aplicación de soldaduras con las condiciones relacionadas en el WPS a utilizar. Los soldadores deben ser calificados bajo este procedimiento según el instructivo VIT-GDDI-031. 3.3.i

Protección de las URPC

Para proteger de sobrecargas las Unidades Rectificadoras de Protección Catódica deben ser desconectadas. 3.3.j

Retiro del Revestimiento

Es necesario retirar completamente el revestimiento para poder hacer la verificación y valoración de la imperfección, para lo cual es necesario seguir lo indicado en el numeral 3.4.a 3.4 Actividades Durante la Aplicación de la Soldadura 3.4.a Establecimiento de las Condiciones Operacionales Cuando sea factible, se debe parar el bombeo por el sistema para aliviar la presión antes de realizar cualquier actividad de excavación y verificación de la imperfección, siempre y cuando la presión estática resultante en el punto no sea mayor que la presión de la línea en operación. Si no es posible parar el sistema, aplicar lo indicado en el numeral 3.4.b Es obligatorio antes de iniciar cualquier aplicación de soldadura realizar prueba de gases. 7/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013 3.4.b Valoración Real de la Imperfección Para evitar accidentes es necesario tener en cuenta lo siguiente: 

En caso de imperfecciones de naturaleza conocida, en tuberías que operan a un esfuerzo de anillo mayor al 40% del SMYS, como son las de corrosión reportadas por herramientas de inspección en línea (ILI), antes de evaluar y realizar cualquier preparación de la sección a reparar, es necesario bajar la presión de operación en el punto al 80% de la máxima presión que soporta la indicación calculada de acuerdo con ASME B 31-G.



Para imperfecciones de naturaleza desconocida, en tuberías que operan a un esfuerzo de anillo mayor al 40% del SMYS, como rayones y grietas, es necesario bajar la presión de operación en el sitio por debajo del 40% de la máxima presión de operación empleada entre la fecha de la corrida de la herramienta ILI y la fecha de intervención.

Para determinar el esfuerzo de anillo (Sh) en la tubería producido por la presión interna, se debe emplear la siguiente ecuación:

Donde: Sh = Esfuerzo de anillo (psi) D = Diámetro externo de la tubería (plg) ta = Espesor actual de la tubería (medido con ultrasonido) (plg) 3.4.c Determinación de la MOPr para la instalación de la camisa Para evitar explosión de la tubería al aplicar la soldadura circunferencial, es necesario calcular la máxima presión de operación a la cual se puede realizar dicha soldadura (MOPr). Aplicar la siguiente ecuación:

Donde: MOPr= Máxima Presión de Operación reducida (psi) tr = Espesor reducido = (ta – 0.098”) ta = Espesor actual SMYS = Mínimo Esfuerzo de Fluencia Especificado de la tubería (psi) D = Diámetro externo de la tubería (plg) T = Factor de derrateo por temperatura de soldadura. En la tabla 3 se muestra el factor de derrateo (T) por temperatura para la soldadura circunferencial a filete. TABLA 3: FACTOR DE DERRATEO (T) PARA DIFERENTES ESPESORES REMANENTES DE TUBERÍA

Espesor Tubo (mm) 5 6

FACTOR DE DERRATEO POR TEMPERATURA (T) Con Precalentamiento3 Sin Precalentamiento (Máx. 150ºC) Pegado a la camisa1 Enmantequillado2 Pegado a la camisa Enmantequillado 0,58 0,37 0,25 0,00 0,66 0,61 0,57 0,35 8/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013 7 8 9 >10

0,76 0,85 1 1

0,69 0,78 0,89 1

0,64 0,69 0,73 0,76

0,58 0,65 0,70 0,73

Nota: 1 Ver secuencia de soldeo en la figura 8. 2 Ver secuencia de soldeo en la figura 9. 3 En espesores remanentes menores a 6 mm, no se debe aplicar la técnica de enmantequillado con precalentamiento.

Es preferible mantener el flujo de producto en el ducto durante la aplicación de la soldadura circunferencial. La presión interna de la tubería durante la reparación será la menor entre la calculada por ASME B 31-G modificado y el valor de la MOPr calculado arriba. En el caso de abolladuras, la presión se calcula de acuerdo a la VIT-GDD-G-009 Evaluación de Abolladuras. 3.4.d Preparación del área a reforzar En la reparación de abolladuras, se debe verificar y asegurar que no presente zonas de corrosión y/o daños mecánicos. Si las presenta, debe evaluarse de acuerdo a la guía VIT-GDD-G-009 para evaluación de abolladuras. Se deben eliminar rayones y fisuras antes de aplicar la camisa. La entalla metalúrgica asociada a los rayones debe ser removida por esmerilado (VIT-GDD-I-051 Reparación mecánica de defectos en ductos de transporte de hidrocarburo mediante esmerilado), aplicando para su verificación Nital al 5% de manera alternada. Una vez eliminadas las entallas, rayones y fisuras, la superficie deberá estar libre de óxidos, impurezas, polvo, trazas de recubrimiento, grasa y humedad. Luego se procederá a aplicar un relleno epóxico no compresible, tipo “soldadura fría”, para restituir el contorno de la tubería y llenar el espacio entre la camisa y la tubería para evitar fluctuaciones del área abollada. 3.4.e Instalación de la Camisa Se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones para la instalación de la camisa: 

La distancia mínima entre camisas próximas será de un (1) diámetro de la tubería a reforzar.



La distancia mínima entre camisa y la soldadura circunferencial más próxima será mínimo medio (1/2) diámetro de la tubería a reforzar.



Se debe procurar que el defecto quede ubicado en el centro de la camisa y que sus extremos se proyecten dos pulgadas a lado y lado de los límites de la imperfección.



La instalación de la camisa debe ser firme de modo que permita el contacto entre ella y la tubería asegurando reducir al mínimo el espacio entre los dos, máximo 1/16”. Ver Figura 4.



La soldadura longitudinal de la camisa no debe coincidir con la soldadura longitudinal de la tubería. Para las camisas puenteadas, la soldadura longitudinal de la camisa no debe coincidir con la soldadura longitudinal de los anillos y éstos a su vez, con la soldadura longitudinal del tubo. Se debe procurar una separación mínima de dos (2) pulgadas entre las soldaduras longitudinales involucradas. 9/18


Figura 4: Detalle de la disposición de la camisa en la tubería



Cargar externamente la camisa, para forzar el tubo dentro de la misma sin utilizar golpes que pongan en riesgo la integridad del personal involucrado y la operación de la línea, de acuerdo a la Figura 5.

Figura 5: Detalle de la carga externa que se debe realizar para asegurar que la tubería quede ajustada dentro de la camisa



El bisel de la junta longitudinal de la camisa deben tener mínimo 1/16” hasta máximo 1/8” de hombro de raíz; un respaldo en lámina de acero del grupo P No.1 con espesor mínimo de 1/16” y no mayor a 1/8”, que se suelda bajo el bisel para evitar que el primer pase toque o funda con el material base del tubo bajo el bisel. La Figura 6 presenta las diferentes configuraciones de soldadura en los biseles longitudinales, respectivamente. Caso 1.

Caso 2.

Figura 6: Configuración de soldadura a tope de los biseles de la camisa

10/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013 3.4.f







Soldadura de la Camisa Precalentamiento 

Se aplicará el precalentamiento indicado en el WPS. En caso de que la temperatura ambiente sea inferior a 50oF (10oC) aplicar un precalentamiento de mínimo de 40oC. El precalentamiento debe involucrar tres (3) pulgadas a lado y lado de la junta y tres (3) pulgadas más allá del arco.



De ser práctico, se debe aplicar un precalentamiento entre 93oC y 150oC.



Para espesores de 1¼” hasta 1½”, se debe precalentar a una temperatura de mínimo 200ºF (93ºC). Ningún precalentamiento debe superar los 300ºF (150oC).



La temperatura de precalentamiento deberá controlarse por medio de tizas térmicas o pirómetros ópticos cuyos rangos de medición se encuentren dentro los valores especificados en el WPS.

Aplicación de la Soldadura 

Las soldaduras longitudinales circunferenciales.

deben

ser

realizadas

antes

de

las

soldaduras



Las soldaduras circunferenciales no deben ser aplicadas simultáneamente. Primero se debe realizar completamente en un extremo y luego proceder con el otro.



No se permiten rastrilleos o iniciación de arcos fuera del bisel, para no generar entallas metalúrgicas en el material base.

Mantenimiento de las condiciones de soldeo (Amperaje y Voltaje)

Se debe mantener el amperaje y voltaje indicado en el WPS para cada pase. No se debe permitir un cambio en la polaridad del electrodo de DC electrodo positivo a DC electrodo negativo o viceversa, o un cambio de corriente DC a AC o viceversa.



Dirección y Secuencia de Soldeo

Vertical ascendente según lo indicado en el WPS para cada pase. No se deben permitir cambios en las direcciones de soldeo indicadas en el WPS. No se debe iniciar dos cordones de soldadura en el mismo punto. La dirección de soldeo recomendada se muestra en la figura 7. En las figuras 8 y 9 se muestran las secuencias de soldeo para la junta circunferencial a filete, con pases de soldadura pegada a la camisa y por la técnica de enmantequillado respectivamente.



Control de la Velocidad de Avance

Debe mantenerse la velocidad de avance dentro del rango indicado en el WPS. Se debe mantener una velocidad de avance constante, ésta se puede controlar seccionando la longitud a soldar por medio de marcas sobre la pieza, estableciendo una longitud conocida y verificando el tiempo de recorrido de dicha distancia. 11/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013 FIGURA 7: SECUENCIA DE SOLDEO RECOMENDADA

Dirección Ascendente

Fig. 8 Secuencia de soldeo pegado a la camisa

Fig. 9 Secuencia de soldeo con enmantequillado



Limpieza entre pases

El primer pase de soldadura se limpiará mediante disco abrasivo. Los siguientes pases se limpiaran con cepillo o grata entorchada. Se debe asegurar la completa remoción de las escorias antes de aplicar el siguiente pase. Es mandatorio realizar una inspección visual al 100% del depósito del primer pase, una vez realizada la limpieza. 

Lapso de tiempo entre pasadas

El segundo pase se hará de forma inmediata después de retirada la escoria del primer pase, en ningún caso en un tiempo mayor al indicado en el WPS. En lo posible, procurar que ningún pase se realice después que la temperatura de la pieza esté por debajo de los 200ºF (93ºC). Esta temperatura se puede verificar con un pirómetro. La totalidad de la soldadura se realizará dentro de una jornada laboral, pero si por alguna circunstancia de fuerza mayor no se puede, al menos el 50% del depósito total debe ser completado; en este caso, antes de reanudar la aplicación de soldadura deberá verificarse visualmente y por Partículas Magnéticas, la no existencia de grietas; adicionalmente, si es práctico, la junta deberá precalentarse, a una temperatura de mínimo 200ºF (93oC) y no mayor a 300ºF (150oC). 3.5

Actividades Post-Soldadura

3.5.a Limpieza final de la soldadura Se deberá eliminar de las soldaduras terminadas la escoria y las salpicaduras mediante cepillado y esmerilado. No es permitido pasar hoja de segueta adyacente a los lados de la presentación de la 12/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013 soldadura para enmascarar el socavado, por cuanto la entalla generada constituye un concentrador de esfuerzos. Si se requiere reparar un socavado, deberá retirarse el pase de presentación y aplicar un nuevo cordón. Las uniones soldadas terminadas no deberán recubrirse antes de realizar su inspección y aceptación. 3.5.b Inspección visual final Se debe realizar una inspección final a la soldadura terminada luego de la remoción de las escorias del pase de presentación, teniendo en cuenta los siguientes criterios: 

Socavados con una profundidad entre 0.4 mm (1/64”) y 0.8 mm (1/32”) son aceptables, siempre que: o o o

Su longitud individual sea ≤ 0,5t Su profundidad individual sea ≤10t No existan más de dos socavados con estas características, en una longitud de soldadura de 12”



No se permiten sobre-espesores mayores a 1/8” en las costuras longitudinales.



El desalineamiento en las costuras longitudinales no será mayor a 1/16”.



Para la soldadura en filete se prefiere una figura cóncava para evitar al máximo los concentradores de esfuerzos.



Se debe eliminar cualquier salpicadura de soldadura.



Los quemones producidos por arco Nital al 5% de manera alternada.



Porosidades superficiales deben ser eliminadas por esmerilado.

6('(%(5($/,=$5/26(16$<2662/,&,7$'26 325(&23(752/$/,1,&,2<$/),1$/'(/$ /$%25&21(672$'(0$6*$5$17,=$026 deben eliminarse por esmerilado, verificando con 18(675275$%$-2

3.5.c Ensayos No Destructivos Los ensayos no destructivos y los criterios de aceptación deben estar de acuerdo con la sección 8 y 9 del API 1104. La aplicación de los mismos debe cumplir con ASME sección V.



Partículas magnéticas

Se debe aplicar a las soldaduras longitudinales y circunferenciales el ensayo de partículas magnéticas, mínimo doce (12) horas después de aplicada la soldadura. No se debe aplicar partículas en el primer pase.



Ultrasonido

En la junta longitudinal se aplicará Ultrasonido de defectología técnica Phased Array con registro. Se debe disponer de un procedimiento escrito y certificado por un inspector nivel III en la técnica específica.

13/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013 3.5.d Tratamiento Térmico Post-Soldadura (PWHT) Para espesores mayores a 1½”, se deberá realizar un PWHT basado en un procedimiento escrito particular para la junta, que considere la geometría del ensamble, el tipo y los espesores del material base. En este caso, es necesario bajar la presión de la tubería a un nivel de esfuerzo de anillo menor al 20% del SMYS. En la realización del tratamiento térmico, se deben considerar los siguientes aspectos:      

 

 

Antes de realizar el PWHT, se debe inspeccionar visualmente la junta soldada para corregir irregularidades superficiales y realizar el ensayo no destructivo de control de calidad indicado para la soldadura. Dejar una carta de registro del ciclo de calentamiento, sostenimiento y enfriamiento, mediante un registrador digital que genere una gráfica con las variables: temperatura y tiempo. La zona a tratar térmicamente, deberá incluir una banda de 100 mm a cada lado de la soldadura. Para monitorear y controlar la entrada de calor en la junta a tratar térmicamente, se utilizarán termocuplas tipo K, ubicadas a máximo 50 mm del cordón de soldadura. La máxima temperatura de calentamiento y sostenimiento debe ser de 1150°F +/- 50°F (620ºC +/- 10ºC). Se debe iniciar el ciclo de calentamiento, dejando que la junta soldada alcance una temperatura de 600°F (315ºC), incrementando la entrada de calor con gradiantes máximo de 400°F/hora (200ºC/hora), hasta alcanzar la máxima temperatura de calentamiento. El tiempo de sostenimiento, una vez alcanzada la temperatura máxima, es de 1 hora mínimo o 1 hora por pulgada (2.4 min/mm) de espesor de pared nominal. La rata máxima de enfriamiento controlado en la junta será de 400°F/hora (200ºC/hora) máximo, hasta llegar a una temperatura de 650°F (340ºC), una vez alcanzada ésta temperatura, se deja enfriar libremente la junta, envuelta en las mantas de aislamiento térmico, hasta alcanzar la temperatura ambiente. Terminado el ciclo de tratamiento térmico y retirado el equipo utilizado, se realizará una limpieza manual con grata o cepillo, a la zona tratada térmicamente y se aplicará nuevamente el ensayo no destructivo indicado para el control de calidad de la junta. Deberá tomarse un perfil de dureza en el material base, en la zona afectada por el calor, el metal de soldadura y metal de aporte. El valor máximo de dureza será de 220 Brinell.

En la figura 10 se representa el ciclo del PWHT. 3.6

Reparación de Defectos de Soldadura

Cualquier reparación de la soldadura debida a defectos encontrados por el ensayo no destructivo de control de calidad, se realizará de acuerdo con el instructivo VIT-GTT-I-022 Reparación de Soldaduras. Se realizará nuevamente el Ensayo No Destructivo indicado para el control de calidad de la junta para verificar la correcta reparación. 3.7

Recubrimiento de la Reparación

Una vez aceptada la camisa, su recubrimiento se realizará de acuerdo a los Instructivos VIT-GDD-I067 para el caso de tuberías enterradas y VIT-GDD-I-068 para el caso de tuberías aéreas.

14/18

REPARACIÓN MECÁNICA MEDIANTE INSTALACIÓN DE CAMISAS TIPO B CONSERVACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA GERENCIA DE DESARROLLO DE TRANSPORTE Elaborado VIT-GTT-I-027 Versión 2 07/02/2013 Figura 10 CICLO DE TRATAMIENTO TÉRMICO

3.8

Entrega de la línea a operaciones

Una vez terminados los trabajos se hará entrega de la línea a operaciones y se dejará registro de la reparación 4. N° 1

2

DESARROLLO ACTIVIDADES Verificar Materiales de Apoyo

RESPONSABLE Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Integridad de Líneas y Tanques

Verificar el Espesor de la Tubería a Reparar

3

Controlar Ambientales

Condiciones

4

Preparar la Camisa

5

Seleccionar el Electrodo

6

Verificar y Preparar Equipo de Soldar

7

Verificar la Disponibilidad de Soldadores

el

Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Mantenimiento de Líneas

OBSERVACIONES Aplicar el procedimiento de valoración de defectos VIT-GDD-G-010. Utilizar equipo de ultrasonido para descartar pérdida de material por corrosión. Tener en cuenta que el espesor mínimo medido sea de 5 mm; además se debe verificar la no presencia de laminaciones. Asegurar los materiales necesarios para proteger al soldador y la junta de la lluvia y el viento Tener en cuenta la corrida de línea y los frentes de contaminación para el caso de poliductos. Usar TABLA 1: Material Camisa vs Material de Aporte y TABLA 2: Condiciones almacenamiento y secado de electrodos revestidos Verificar que el equipo esté en buenas condiciones para realizar la soldadura de acuerdo al WPS calificado Verificar la vigencia de la calificación del soldador 15/18


8

Proteger las URPC

9

Retirar el Revestimiento

10

Establecer las Condiciones Operacionales

11

Valorar la Imperfección Real

12

Determinar la MOPr para la instalación de la camisa Preparar el área a reforzar

13

14

Instalar la Camisa

15

Precalentar

16

Aplicar la Soldadura

17

Mantener las condiciones de soldeo (Amperaje y Voltaje)

18

Verificar la Dirección secuencia de soldeo

19

22

Controlar la Velocidad de Avance Realizar la limpieza entre pases Verificar el lapso de tiempo entre pasadas Realizar la limpieza final de la soldadura

23

Hacer una Inspección Visual Final

20 21

Profesional de Integridad de Líneas y Tanques

De acuerdo con instructivo VIT-GDD-I007 de conexión y desconexión de sistemas de rectificadores de protección catódica

Profesional de Mantenimiento de Líneas

Por medio de métodos manual mecánicos debe garantizarse un grado de limpieza

Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Integridad de Líneas y Tanques Profesional de Integridad de Líneas y Tanques Profesional de Supervisor de Mantenimiento de Líneas, Tubero, Ayudante Técnico Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Mantenimiento de Líneas

y Profesional de Mantenimiento de Líneas

Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Mantenimiento de Líneas

SSPC SP 3.

Hacer prueba de gases: Oxigeno entre 19 y 21%. Asegurar LEL (límite bajo de explosividad) 5%. Asegurar con operaciones las condiciones de máxima presión en el ducto en el sitio para realizar el trabajo Aplicar el procedimiento de valoración de defectos VIT-GDD-G-010 Aplicar el formato VIT-GDD-F-040 y la guía la VIT-GDD-G-009 Evaluación de Abolladuras. Aplicar VIT-GDD-I-051 de reparación mecánica de defectos en ductos de transporte de hidrocarburo mediante esmerilado Verificar cumplimiento del numeral 3.4.e Instalación de la Camisa, del presente instructivo Seguir lo indicado en el ítem de Precalentamiento, numeral 3.4.f de este documento

Según WPS-SMAW-ECP-VIT-014 y lo indicado en los numerales correspondientes de este instructivo

Garantizar soldadura

retiro

de

salpicaduras

de

Verificar cumplimiento de requisitos del numeral 3.5.b Inspección visual final de este instructivo 16/18


24

25

26

Aplicar magnéticas

Partículas

Realizar Ultrasonido

Realizar Térmico (PWHT)


Tratamiento Post-Soldadura Defectos

Profesional de Integridad de Líneas y Tanques

27

Reparar los Soldadura

de

28

Aplicar Recubrimiento a la reparación

Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Mantenimiento de Líneas Profesional de Mantenimiento de Líneas

Disponer de procedimiento escrito y dejar registro del ensayo Se hará por intermedio de firma contratista. Se debe disponer de procedimiento escrito y registro de resultados del ensayo. Se hará por intermedio de firma contratista especializada. Cumplir lo indicado en 3.5.d Tratamiento Térmico Post-Soldadura. Se dejará registro de la reparación y de los resultados de los END aplicados Aplicar VIT-GDD-I-067/ VIT-GDD-I-068

29

Hacer Entrega de la línea


Verificar condiciones de reparación con línea presionada. Esperar que el recubrimiento cure. Autorizar la normalización de las condiciones de presión de operación y dar por entregado el sistema para operaciones

30

Registrar la información de la reparación en el sistema de integridad SAIT, debe posicionarse con GPS.

Profesional de Mantenimiento de Líneas / Ingeniero de Integridad

Necesario para llevar control afectaciones sobre el ducto. Registrar en Sinoper y Ellipse.

5

de

las

CONTINGENCIAS

5.1.a. Suspender temporalmente las actividades en caso de tormentas, descargas eléctricas y lluvia fuerte. 5.1.b. Programar la rotación de personal y/o turnos, cuando la jornada y las condiciones de trabajo lo exijan 5.1.c. Disponer de refugios para protegerse, en caso de lluvias y tormentas. O ante eventuales problemas de orden público. 5.1.d. Solicitar a operaciones que informe previamente, cualquier cambio en las condiciones de operación que alteren significativamente las presiones en el sitio de trabajo.

17/18


RELACIÓN DE VERSIONES

Versión 1 2

Fecha 10/03/2011 07/02/2013

Cambios Elaboración del documento Integración de WPSs calificados

Para mayor información sobre este documento dirigirse a quien lo elaboró, en nombre de la dependencia responsable: Elaboró: Camilo Eliecer Torres C Teléfono: 2344000 Ext. 42120 Buzón: [email protected] Dependencia: Departamento de Integridad PDI-PID

Revisó

Aprobó

Francisco Ascencio Alba Departamento de Integridad PDI-PID

Julio Enrique Alonso Gerencia del Programa de Integridad

18/18

Reparación Mecánica Mediante Instalación de Camisas Tipo b

Recommend Documents