Soldadura en Oleoductos y Gasoductos-API 1104 Rollino[1]

Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas.

Pág. i

Soldadura en Oleoductos, Gasoductos y otras Líneas.

Ing. Rubén E Rollino; [email protected] [email protected]


Pág. ii

Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y otras Tuberías

Objetivo General: Brindar los conceptos necesarios para la determinación y aplicación de los principales requerimientos referidos a Soldaduras de Oleoductos y Gasoductos contenidos en los Códigos de construcción ASME B31.4, B31.8, B31.11 y en API 1104, para la soldadura de tuberías de acero al carbono y baja aleación, usadas en la compresión, bombeo, transmisión y distribución de petróleo y derivados, gas, dióxido de carbono y nitrógeno tanto en la Construcción como en el Mantenimiento de líneas en servicio, incluyendo materiales utilizados, procesos de soldadura, calificaciones, Requisitos de construcción, Ensayos no destructivos, defectos y reparaciones admisibles en mantenimiento En el curso se incluyen los siguientes temas:



Procesos de soldadura aplicables y variables esenciales.



Conceptos sobre materiales utilizados y sus propiedades.



Especificación de compra de materiales.



Especificación de procedimiento de soldadura.



Variables esenciales y no esenciales



Calificación de procedimientos de soldadura y soldadores.



Métodos de inspección y ensayo de soldaduras de producción..



Procedimientos aplicables y alcance.



Alcance de END y criterios de aceptación.



Defectos admisibles en operación y mantenimiento.



Precauciones en soldaduras de líneas en operación.



Procedimientos de reparación y soldaduras en servicio y Hot Taps.

El curso está dirigido a los responsables de diseño, ingeniería en soldadura, fabricación, inspección, auditoría y mantenimiento de empresas de ingeniería, construcción, montaje, auditorías, universidades y autoridades regulatorias que necesiten capacitarse en la gestión eficiente de los requerimientos de soldadura, calificaciones, inspección y ensayos de oleoductos, gasoductos, transporte de barros y otras tuberías a presión.



Pág. iii

CONTENIDO

Parte 1 Introducción, Materiales y Temas generales Parte 2 Calificación de Procedimientos (General) Parte 3 Calificación de Soldadores (General) Parte 4 Soldaduras de Producción. Parte 5 Inspección y Ensayos de soldaduras. Parte 6 Soldaduras en Servicio


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 1 de 25

PARTE 1: Introducción, Materiales y temas generales. Soldadura de Oleoductos y Gasoductos: Objetivos Los objetivos principales del curso son: Desarrollar los lineamientos principales aplicables a la aplicación de soldadura en Oleoductos, Gasoductos, Líneas de transporte de barros y otras líneas durante las etapas de:  Construcción  Mantenimiento

Requerimientos Los

requerimientos

aplicables

al

diseño,

calificación,

inspección,

ensayos,

mantenimiento y reparación de soldaduras en Oleoductos, Gasoductos, Líneas de transporte de barros y otras líneas tanto, en la etapa de construcción como a las líneas en servicio se encuentran contenidos en:  Códigos de construcción  Normas referenciadas. Códigos de Construcción. Los Códigos ASME que contienen los requisitos aplicables a soldadura de oleoductos y Gasoductos son:  ASME B31.4 : Tuberías de Transmisión Petróleo y otros hidrocarburos líquidos.  ASME B31.8 : Tuberías de transmisión y distribución de gas.  ASME B31.11 Transporte de Barros. Ing. Rubén E Rollino; [email protected] [email protected]


Normas referenciadas. Los requisitos aplicables a: 

Calificación de procedimientos de soldadura, soldadores y operadores.



Inspección, aceptación y rechazo de soldaduras de producción.



Procedimientos de END



Criterios de aceptación.



Calificaciones para líneas en servicio. en general no se encuentran descriptos en detalle en los Códigos de

construcción, sino que estos referencian o indican la aplicación de otras normas o códigos que desarrollan estos temas. Los principales Códigos y Normas, referenciadas para calificaciones, requisitos, ejecución, inspección y ensayo de soldaduras son:  API 1104  ASME IX  AWS D3.6 API 1104 es de las normas referenciadas, la de mayor aplicación a estas líneas de tuberías y en la que focaliza el curso. API 1104 Alcanza tuberías de acero al carbono y aleados, utilizadas en bombeo, compresión y transmisión de petóleo y sus productos, gases combustibles, dióxido de carbono y nitrogeno abarca los siguientes temas.



API 1104:Temas que abarca 

Calificación de Procedimientos de soldadura con material de aporte



Calificación de soldadores



Diseño y preparación de juntas para soldaduras de producción



Inspección y ensayo de soldaduras de producción



Estándares de aceptación para END



Remoción y reparación de defectos



Soldadura automática



Estándar alternativo para aceptación de soldaduras circunferenciales



Soldadura en servicio

Incluye. 

Procedimientos de ensayo radiográfico



Procedimiento de ensayo por Ultrasonido



Procedimiento de ensayo con líquidos penetrantes



Procedimiento de ensayo con Partículas magnéticas



Estándar de aceptación de soldaduras de producción



Procesos

Procesos: De acuerdo a ASME B31.4, ASME B31.8 y ASME B31-11 las soldaduras pueden ser realizadas con cualquier proceso, dentro de los que se encuentran: 

SMAW: Soldadura por arco con electrodo revestido,



SAW: soldadura por arco sumergido,



GTAW: soldadura por arco con electrodo de tungsteno y protección gaseosa (TIG),


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 4 de 25 

GMAW: Soldadura por arco alambre y



protección gaseosa (MIG),



FCAW: soldadura por arco alambre tubular,



OFW: soldadura oxiacetilénica,



PAW: Soldadura por arco con plasma



Combinación de Procesos y Técnicas  Otros procesos también pueden aplicares.  Los procesos pueden utilizarse solos o combinados entre si.  Las técnicas a utilizar pueden ser: o

Manual,

o

Semiautomática,

o

Automática o

o

Una combinación de estas técnicas.

Tipos de Soldadura. Las soldaduras cubiertas por los Códigos de Construcción son: 

Soldaduras a tope



Soldaduras Socket Weld



Soldaduras de Filete



Soldaduras de Sellos

Equipos. No son recomendados ningún tipo de equipamiento en especial sino características que deben cumplir para asegurar la calidad de las soldaduras.


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 5 de 25 Los equipos de soldadura para ambos tipo de procesos, gas y arco, deben ser de un tamaño y tipo conveniente para el trabajo y deben ser mantenidos en una condición que asegure: o Soldaduras aceptables, o Continuidad de operación, y o Seguridad del personal. Los equipos de soldadura por arco eléctrico deben ser operados dentro de los rangos de amperaje y voltaje dados en el procedimiento de soldadura calificado. Los equipos de soldadura a gas deben ser operados con las características de llama y tamaños de soplete dados en el procedimiento de soldadura calificado. Se deberán reparar los equipos que no reúnen estos requisitos o se remplazaran. Materiales.

TUBERÍA Y ACCESORIOS ASME B31.4, 31.8, B31.11 y API 1104 contemplan la soldadura de tubos y accesorios que conforman las especificaciones siguientes:  API Especificación 5L.  Especificaciones de ASTM Aplicables. API 1104

también es aplicable a los materiales con propiedades químicas y

mecánicas que cumplen con una de las especificaciones listadas en los artículos a y b mencionados arriba, aunque el material no se fabrique de acuerdo con la especificación. Materiales listados en ASME: API 5L El propósito de API 5L es proveer estándares para tubos para conducción de gas, agua y petróleo en las industrias de gas y petróleo.


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 6 de 25 Cubre tubos con y sin costura con extremos planos, roscados, tipo campana y TFL. Establece requerimientos para dos niveles de especificación de Producto: PSL1 y PSL2.

Grados, Clases y Dimensiones Grados: API 5L contiene los siguientes grados y prevee la posibilidad de otros.  Grado A25, A, B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70 y X80.  PSL1: A25 a X70  PSL2: B Tema Tipo de extremo

a X80

PSL1 Plano, roscado, acampanado y acoples especiales Soldadura los métodos. (Laser solo para A25) Composición uímica Todos Aplastamiento/Doblado/Ductil Todos idad Carbono equivalente Solo cuando se lo solicita Máxima Fluencia NO Máximo UTS NO Tenacidad (Impacto, drop No requerido weight) END para sin costura Solo cuando se lo solicita Reparación del tubo con Permitido soldadura Prueba Hidrostática Todos Certificación SR15

PSL2 Plano Todos los métodos excepto laser. Todos Todos De acuerdo a grado De acuerdo a grado De acuerdo a grado Requerido para todos los grados Requerido SR4 Prohibido Todos SR15.1

Clases: o Clase I:


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 7 de 25 o Clase II: acero refosforizado con mejores propiedades calidad para roscado y posible mayor dificultad para doblado que Cl I Dimensiones: Los tubos se especifican por tamaño (Size). Esta dimensión se corresponde con las aplicadas anteriormente o en otros estándares como ser: Diámetro nominal y NPS (Nominal Pipe Size) Como especificar los tubos al comprar. API indica que la siguiente información debe especificarse para realizar la compra: o Especificación: API 5L o PSL 1 ó 2 o Grado (y clase si aplica) o Tipo de tubo: Sin costuras, soldadura continua, laser. Ver 5.1.3 o Tamaño y diámetro exterior o Espesor de pared o Longitud nominal o Tipo de extremos. o Fecha de entrega o Instrucciones de embarque. Lo siguiente está sujeto al acuerdo comprador-vendedor. o Tratamiento térmico alternativo de soldaduras. o Templado y revenido para grado B o Enrasado de soldaduras en extremos. o Composición química o Límite de carbono equivalente (PSL2)



Procesos de fabricación. Los siguientes procesos de fabricación están incluidos en API 5L:

Sin Costura Soldadura continua Procesos

de

Sin aporte

Fabricación. Soldadura láser Soldados: Arco sumergido Con Aporte Gas metal arc welding

Nivel de Especificación de Producto. Establece requerimientos para dos niveles de especificación de Producto: PSL1 y PSL2. Estas dos designaciones PSL definen diferentes niveles de requerimientos técnicos.



PSL1

PSL2

Tipo de extremo

Plano, roscado, acampanado Plano y acoples especiales

Soldadura

los métodos. (Laser solo para A25)

Todos los métodos excepto laser.

Composición uímica

Todos

Todos

Aplastamiento/Doblado/Du Todos ctilidad

Todos

Carbono equivalente

Solo cuando se lo solicita

De acuerdo a grado

Máxima Fluencia

NO

De acuerdo a grado

Máximo UTS

NO

De acuerdo a grado

Tenacidad (Impacto, drop weight)

No requerido

Requerido para todos los grados

END para sin costura

Solo cuando se lo solicita

Requerido SR4

Reparación del tubo con soldadura

Permitido

Prohibido

Prueba Hidrostática

Todos

Todos

Certificación

SR15

SR15.1

Resumen de propiedades químicas y mecánicas.


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 10 de 25 PSL1(Tabla 2A) API 5L Quim.(max) Fluencia min

Rotrura min

Grado

C

Mn

psi

MPa

psi

MPa

A25 Cl I

0.21

0.60

25000

172

45000

310

A25 Cl II

0.21

0.60

25000

207

45000

331

A

0.22

0.90

30000

241

48000

414

B

0.28

1.20

35000

241

60000

414

X42

0.28

1.30

42000

290

60000

414

X46

0.28

1.40

46000

317

63000

434

X52

0.28

1.40

52000

359

66000

455

X56

0.28

1.40

56000

386

71000

490

X60

0.28

1.40

60000

414

75000

517

X65

0.28

1.40

65000

448

77000

531

X70

0.28

1.40

70000

483

82000

565

Tabla PSL2

API 5L

Quim. (max) Fluencia min Fluencia min Rotura min MPa

psi

MPa

Rotura max

Grado

C

Mn

psi

MPa

psi

psi

MPa

B

0.24

1.20

35000

241

65000

448 60000 414 110000

758

X42

0.24

1.30

42000

290

72000

496 60000 414 110000

758

X46

0.24

1.40

46000

317

76000

524 63000 434 110000

758

X52

0.24

1.40

52000

359

77000

531 66000 455 110000

758

X56

0.24

1.40

56000

386

79000

544 71000 490 110000

758

X60

0.24

1.40

60000

414

82000

565 75000 517 110000

758

X65

0.24

1.40

65000

448

87000

600 77000 531 110000

758

X70

0.24

1.40

70000

483

90000

621 82000 565 110000

758

X80

0.24

1.40

80000

552

10000

690 90000 621 120000

827

Carbono equivalente:


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 11 de 25 Para el caso de PSL2 debe realizarse el cálculo del carbono equivalente (CE) de acuerdo con la siguiente fórmula e informarse: CE (Pem) = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B (Para C < 0.12%) CE (IIW) = C + Si/30 + Mn/6 + Cr/5 + Mo/5+ V/5 + Ni/15 + Cu/15 (Para C > 0.12%) Los valores máximos de CE especificados son los siguientes: (Excluidos X80 y todos los tubos de espesor mayor a 0.8 in (20.3mm); para los cuales debe acordarse entre fabricante y comprador) CE (Pem) < 0.25% CE (IIW) < 0.43% Aplastamiento Para tubos de grado superior A-25 para todas las relaciones diámetro – espesor debe aplastarse hasta los 2/3 del diámetro exterior sin que se produzcan grietas/ aberturas en la soldadura. (75% para A25) Para relaciones de diámetro D/t>10 debe continuarse el aplastamiento hasta alcanzar una distancia de 1/3 del diámetro exterior sin que se produzcan grietas/ aberturas en otras zonas que no sean la soldadura. (66% para A25) Para todas las relaciones diámetro – espesor debe continuarse el aplastamiento hasta que se produzca contacto de las caras de tubo aplastado sin que se produzcan evidencias de laminaciones o metal quemado. Se considera soldadura la zona que se extiende 0,25in. más allá la de la línea de fusión para tubos menores a 2 3/8 in. y 0,5 in para los mayores.



Doblado Para tubos A 25 de 2 3/8 in. de diámetro y menores, debe realizarse ensayo de doblado a mínimo 90° con un mandril de diámetro no menor que 12 veces el diámetro exterior del tubo bajo ensayo y con la soldadura ubicada a 45° de la zona de contacto mandril-tubo,

sin que se produzcan grietas en el material base ni aberturas en la

soldadura.

Ensayo de ductilidad de soldadura


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 13 de 25 Plegado: De muestras tomadas de las soldaduras helicoidales y longitudinales en cantidad, ubicación y combinaciones de diámetro, espesor y grado indicados por la norma.

Impacto

Debe ser realizado aplicando el procedimiento y equipos indicados en ASTM A 370. Pueden utilizarse probetas de tamaño reducido cuando el espesor no es suficiente o cuando se espera que la energía absorbida exceda el fondo de escala del equipo de ensayo. Ing. Rubén E Rollino; [email protected] [email protected]


Las probetas se extraen del material base del tubo. Para tubos soldados se extraen a 90° de la soldadura y la entalla a través del espesor. Los criterios de aceptación que se aplican son el porcentaje de fractura dúctil (valores orientativos: min. Promedio de tres probetas 60% y min promedio de ensayos de toda la orden 80%) y la energías absorbida (Valores de acuerdo a lo requerido por el comprador) El suplemento SR5 provee los detalles y requerimientos para este ensayo. La siguiente figura ejemplifica las zonas de extracción de probetas.



Caída de Peso (Drop Weight) Cuando es requerido, la tenacidad a la fractura debe ser determinada por medio de este ensayo para tubos de 20 in. y mayores en X52 y mayores. El suplemento SR6 provee los detalles y requerimientos para este ensayo

Prueba de Presión. El valor mínimo de prueba estándar es el dado en las tablas 4, 5, 6A, 6B, 6C, E-6A, E-6B, or E-6C; La presión de prueba alternativa dada en las Tables 6A, 6B, 6C, E-6A, E-6B, o E6C se aplica si lo solicita el comprador. Un valor de prueba más alto que el estándar puede ser aplicado a menos que lo limite el comprador. La siguiente tabla indica los % de fluencia (cedencia) a alcanzar durante la prueba y contiene las ecuaciones de cálculo.



S= SMYS multiplicado por el factor indicado en la norma (Varia según el tipo de ensayo, grado de tubo y espesores entre 60 y 90%) t: Espesor D: Diámetro La siguiente figura es un ejemplo de de valores de Prueba de Presión:




Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 18 de 25 Tolerancias dimensionales: Diámetro API 5L indica tolerancias dimensionales para los tubos en dos zonas distintas. Cuerpo y Extremos. La tabla 7 indica las tolerancias en el cuerpo. La tabla 8 indica las tolerancias en los extremos.


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 19 de 25 Espesor.

Especificaciones ASTM:

ASME B31.4 Y B31.8 listan las siguientes especificaciones ASTM como aplicables: 

ASTM-A53, 106, 134, 135, 139, 333, 381, 524, 530, 671, 672.

A continuación se resumen a manera de ejemplo, propiedades fisico-químicas de algunos de estos tubos.


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 20 de 25 ASTM: Quimico orientativo

ASTM

Grado

Quim. (Se indica solo max a manera de ejemplo) C

Mn

Cu (1)

i (1)

Cr (1)

Mo (1) V (1)

A53

A

0.25

0,95

0,4

0,4

0,4

0,15

0,08

A53

B

0,30

1.20

0,4

0,4

0,4

0,15

0,08

A106

A

0.25

0,93

0,4

0,4

0,4

0,15

A106

B

0,30

1,06

0,4

0,4

0,4

0,15

A106

C

0,35

1,06

0,4

0,4

0,4

0,15

A135

A

0.24

1.40

A135

B

0.24

1.40

A139

D

0.30

1.30

A139

E

0,30

1.40

A333

8

0.12

1.05

0,75

0,98

1,01

Al

0,30

ASTM: Resistencia orientativa


Soldadura de Oleoductos, Gasoductos y Otras Líneas. Parte 1 R3 Pág. 21 de 25 ASTM

Grado

Fluencia min

Rotura min

psi

MPa

psi

MPa

A53

A

30000

205

48000

330

A53

B

35000

241

60000

415

A106

A

30000

205

48000

330

A106

B

35000

241

60000

415

A106

C

40000

275

70000

485

A135

A

30000

205

48000

330

A135

B

35000

241

60000

415

A139

D

46000

315

60000

415

A139

E

52000

360

66000

455

A333

8

75000

515

100000

690

A524 A530

METAL DE APORTE Los metales de aporte deben conformar una de las siguientes especificaciones: a. AWS A5.1. b. AWS A5.5. c. AWS A5.2. d. AWS A5.17. e AWS A5.18. f. AWS A5.20. g. AWS A5.29. h. AWS A5.28. Metales de aporte que no corresponden a las especificaciones arriba mencionadas pueden ser usados si son empleados en la calificación del procedimiento. Los materiales de aporte son agrupados por API 1104, de acuerdo a lo siguiente:



Grupo

Especificación

Electrodo

1

A5.1

E6010, E6011

A5.5

E7010, E7011

2

A5.5

E8010, E8011, E9010

3

A5.1 o A5.5

E7015, E7016, E7018

A5.5

E8015, E8016, E8018, E9018

A5.17

EL8, EL8K, EL12, EM5K,

P6XZ, P6X0, F6X2,

EM12K,EM13K, EM15K

F7XZ, F7X0, F7X2

4

5

A5.18, A5.28

ER70S – 2, ER70S – 6, ER80S - D2, ER90S - G

6

A5.2

RG60, RG65

7

A5.20

E61T – GS, E71T - GS

8

A5.29

E71T8 - K6

9

A5.29

E91T8 - G

Fundente


Soldadura en Oleoductos y Gasoductos – Parte 2 – Procedimientos-R2

API 1104

Ing. Ruben E Rollino

1

Calificaciones requeridas • De acuerdo a ASME B31.4, 31.8 y 31.11, antes de iniciar las soldaduras debe:

• Establecerse y calificarse los procedimientos de soldadura. • Calificarse los Soldadores y Operadores de Soldadura de acuerdo a API1104 o ASME IX.

• De acuerdo a ASME B 31.8 los requerimientos para calificación de soldadores dependen del nivel de tensiones de operación de la línealínea-

• En general, salvo algunas excepciones, los códigos permiten la calificación de acuerdo a API 1104 o ASME IX. Ing. Ruben E Rollino

Ing. Rubén E Rollino: [email protected] ; [email protected]

2

1


Calificación de Procedimiento (API 1104) • Antes del inicio de las actividades de soldadura de producción: • Debe establecerse una Especificación de Procedimiento de Soldadura.

• El Procedimiento debe ser calificado para demostrar que las

soldaduras tendrán propiedades mecánicas adecuadas (tales como tensión, ductilidad, y dureza) y los defectos no superan lo admitido.

• La calidad de la soldadura debe ser determinada por ensayos destructivos.


3

• Sección 5: Calificación de Procedimientos para soldaduras con agregado de material de aporte.

• Sección 12: Calificación de Procedimientos para soldaduras mecanizadas con agregado de material de aporte.

• Sección 13: Calificación de Procedimientos para soldadura automática y sin agregado de material de aporte.

A continuación se describe los requerimientos y lineamientos correspondientes a la sección 5.



4

2


Especificación de Procedimiento de Soldadura • • • • • • • • • • • • • • •

La especificación del procedimiento deberá incluir: incluir: Proceso Materiales de Tubería y Accesorios Diámetros y Espesores de Pared Diseño de Junta Metal de Aporte y Número de pasadas Características Eléctricas y/o de llama Posición Dirección de Soldadura Tiempo Entre pasadas Tipo de Presentadores de alineación y Remoción Limpieza y/o esmerilado/amolado Pre - y Post Tratamiento Térmico Fundente o Gas de Protección y Caudal. Velocidad de Avance Ing. Ruben E Rollino

5

Proceso Debe identificarse el proceso, procesos o combinación indicando si es soldadura manual, semiautomática, o automático

Materiales de Tubería y Accesorios: Los materiales a los que se aplica el procedimiento deberán ser identificados. La especificación de API 5L para tubería, así como los materiales que conforman a las especificaciones aceptables de ASTM, pueden ser agrupados (ver API 1104 5.4.2.2), El ensayo de calificación se hace en el material con la máxima tensión de fluencia mínima Especificada en el grupo. Cuando los materiales soldados son de dos grupos de materiales diferentes, el procedimiento para el grupo de más alta tensión deberá ser usado.



6

3


Diámetros y Espesores de Pared Los rangos de diámetros y espesores de pared sobre el cual el procedimiento es aplicado deben ser identificados. Se dan ejemplos de agrupaciones sugeridas en API 1104 6.2.2, artículos d y e.

Diseño de Junta La especificación deberá incluir un esquema de la junta que muestren el ángulo de bisel, el tamaño del talón de raíz, y la abertura de raíz o el espaciado entre los miembros. Deberán ser mostrados la forma y tamaño del metal de aporte. si un respaldo es usado, se deberá designar el tipo.

Metal de Aporte y Número de pasadas Se deberán indicar los tamaños y número de la clasificación del metal de aporte y el número mínimo y secuencia de pasadas deben ser designadas.

Características Eléctricas Deberán ser indicadas la corriente y polaridad, y el rango de voltaje y amperaje para cada electrodo, varilla, o alambre deberá ser mostrado. Ing. Ruben E Rollino

7

Características de llama La especificación deberá indicar si la llama es neutra, carburante, u oxidante. El tamaño del orificio en la punta del soplete para cada tamaño de varilla o alambre deberá ser especificado.

Posición La especificación deberá indicar rodado o soldadura de posición.

Dirección de Soldadura La especificación deberá indicar si la soldadura es ejecutada en una dirección ascendente o descendente.

Tiempo Entre pasadas El tiempo máximo entre la pasada de raíz y el inicio de la segunda pasada, así como el tiempo máximo entre la realización de la segunda pasada y el inicio de otras pasadas, deberá ser indicado. Ing. Ruben E Rollino


8

4


Tipo de Presentadores de alineación y su Remoción Indicar si se utiliza presentador. Si es interior y el porcentaje mínimo de pasada de raíz de soldadura que debe ser completada antes de soltarlo.

Limpieza y/o amolado Indicar si van a ser usadas herramientas de potencia (eléctricas/ neumáticas) o herramientas de mano para la limpieza y amolado, o ambos.

Pre- y Post Tratamiento Térmico Métodos, temperatura, métodos de control de temperatura, y rango de temperatura ambiente para Pre – y Post – tratamiento térmico (vea 5.4.2.13 y 14).

Fundente o Gas de Protección y Caudal. Debe indicarse el tipo de composición del gas y el caudal.

Velocidad de Avance El rango para la velocidad de avance, en pulgadas por minuto, deberá ser especificado para cada pasada. Ing. Ruben E Rollino

9

Variables Esenciales • Un procedimiento debe ser recalificado y una nueva especificación especificación debe ser emitida cuando es cambiada cualquiera de las variables esenciales listadas en 5.4.

• Otros cambios

pueden hacerse en el procedimiento sin la necesidad de la recalificación, con tal que la especificación del del procedimiento esté revisada para mostrar los cambios.



10

5


CAMBIOS QUE REQUIEREN RECALIFICACIÓN • Proceso de soldadura o Método de Aplicación • Un cambio del proceso de soldadura o método de aplicación establecido establecido en la especificación del procedimiento (vea 5.4.2.1).

• Material Base • Un cambio en el grupo calificado. Para los propósitos de esta norma, norma, todos • • •

los materiales deberán ser agrupados en función de la tensión de fluencia mínima especificada como sigue: a. < a 42,000 psi (289.58 MPa). MPa). b. > a 42,000 psi (289.58 MPa) MPa) y < a 65,000 psi (448.16 MPa). MPa). c. Para los materiales con una tensión de fluencia mínima especificada especificada mayor o igual a 65,000 libras por pulgada cuadrada (448.16 MPa) MPa) cada grado deberá recibir un ensayo de calificación separado.

• Nota: El agrupamiento no implica que los materiales puedan ser

cambiados indiscriminadamente sin considerar la compatibilidad de el material base y metal de aporte del punto de vista de las propiedades propiedades metalúrgicas y mecánicas y requisitos de Pre - y Post – tratamiento térmico. 11 Ing. Ruben E Rollino

• • •

Diseño de junta Un cambio mayor en el diseño de junta (por ejemplo, chaflán en V a U) Cambios menores en el ángulo de bisel del chaflán no son variables variables esenciales.

• Posición • Un cambio en la posición de rodado a fijo, o viceversa. • Espesor de la pared • Un cambio de un grupo de espesor de pared a otro.(ejemplo sugerido sugerido en 6.2.2) – 1. < 3/16in (4.8 milímetros). – 2. > 3/16in (4.8 mm) y < ¾in (19.1 mm). – 3. > ¾in (19.05 milímetros).

• Metal de Aporte • a. Un cambio de un grupo de metal de aporte a otro (vea Tabla 1). 1). • b. Para los materiales de tubería con fluencia mínima especificada especificada > a 65,000psi •

(448.16 MPa), MPa), un cambio en la clasificación AWS del metal de aporte (ver 5.4.2.6). 5.4.2.6). Pueden hacerse cambios en el metal de aporte dentro del grupo. La La compatibilidad del material base y el metal de aporte debería ser considerada desde desde el punto de vista de las propiedades mecánicas. Ing. Ruben E Rollino


12

6


Características Eléctricas Un cambio de la polaridad de electrodo de CC positivo a CC negativa o viceversa o un cambio en la corriente de CC a CA o viceversa. Tiempo Entre Pasadas Un incremento en el máximo tiempo entre la pasada de raíz completa y el inicio de la segunda pasada. Dirección de Soldadura Un cambio de vertical descendente a vertical ascendente, o viceversa, Gas de Protección y caudal Un cambio de un gas protector a otro o de una mezcla de gases a otro Un mayor o menor rango de caudal de protección. Fundente Ver Tabla 1, Nota a para variables esenciales en cambios en fundentes Velocidad de avance Un cambio en el rango de velocidad de avance. Precalentamiento. Disminución de temperatura. Tratamiento térmico pos soldadura Agregado o cambio de rango 13


Tabla 1 Grupo Especificación

Electrodo

1

A5.1 A5.5

E6010, E6011 E7010, E7011

2

A5.5

E8010, E8011

3

A5.1 o A5.5 A5.5

E7015, E7016, E7018 E8015, E8016, E8018

4

A5.17

EL8, EL8K, EL12, EM5K, EM12K,EM13K, EM15K

5

A5.18

ER70S - 2

6

A5.18

ER70S - 6

7

A5.28

ER80S - D2

8

A5.2

RG60, RG65

9

A5.20

E61T – GS, E71T - GS

10

A5.29

E71T8 - K6

11

A5.29

E91T8 - G Ing. Ruben E Rollino


Fundente

P6XZ, P6X0, F6X2, F7XZ, F7X0, F7X2

14

7


Calificación de Procedimiento de Soldaduras a Tope

15


TABLA 2: Cantidad y Tipo de probetas para calificación de procedimiento Diámetro exterior

Cantidad de probetas Tracción

Pulg.

Nick Breack

Plegado Cara

Plegado Raiz

Plegado Lateral

Total

mm Espesor de pared < 0,5in (12.7mm)

< 2,3758

60.3

0b

2

0

2

0

4a

2,375 a 4,5

60.3 a 114.3

0b

2

2

0

0

4

> 4,5 a 12,75

> 114.3 a 323,9

2

2

2

2

0

8

>12.75

> 323.9

4

4

4

4

0

16

4

Espesor de pared > 0,5in (12.7mm) 2,375 a 4,5

60.3 a 114.3

0b

2

0

0

2

> 4,5 a 12,75

> 114.3 a 323,9

2

2

0

0

4

8

>12.75

> 323.9

4

4

0

0

8

16

Nota: a: Una probeta de nick break y una de plegado de raiz deben tomarse de cada uno de las dos probetas de soldadura o para diámetros menores o iguales a 1.335 in (33.4mm).Una probeta de tracción de sección completa debe ser tomada. b : Para materiales con resistencia a la fluencia especificada mayor a 42000 psi (290 MPa) un mínimo de una probeta de tracción es requerida.



16

8


Ejemplo de distribución de probetas


17

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN

• Preparación • Las probetas para ensayo de resistencia a la tracción (vea la Figura Figura 4) deberán ser

aproximadamente de 9 pulgadas (230 milímetros) de largo y aproximadamente aproximadamente 1 pulgada (25 milímetros) de ancho. Estas pueden ser preparadas por por mecanizado u oxicorte, y ninguna otra preparación es necesaria a menos que los los lados sean ranurados o no sean paralelos. Si es necesario, las probetas deberán ser maquinadas para que los lados sean lisos y paralelos. 18 Ing. Ruben E Rollino


9


Método Las probetas de ensayo de resistencia a la tracción deberán ser rotas bajo carga , usando un equipo capaz de medir la carga a la que la falla ocurre. La resistencia a la tracción deberá ser computada dividiendo la máxima carga de la falla por el área de la sección transversal más pequeña de la probeta, medida antes de que la carga sea aplicada. Requisitos La resistencia a la tracción de la soldadura, incluyendo la zona de fusión de cada probeta, deberá ser mayor o igual a la resistencia a la tracción mínima especificada del material de la tubería pero no se requiere que sea igual o superior a la resistencia real del material de la tubería. Si la probeta rompe en la soldadura dentro de los valores especificados debe realizarse ademas inspección visual de la zona de rotura utilizando los criterios de nick break. Si la probeta rompe debajo de la resistencia mínima especificado del material de la tubería, la soldadura no será aceptada y debe soldarse una nueva probeta. Ing. Ruben E Rollino

19

ENSAYO NICK-BREAK

• Las probetas de ensayo Nick – Break (vea la Figura 5) deberán

ser aproximadamente de 9 pulgadas (230 milímetros) de largo y aproximadamente 1 pulgada (25 milímetros) de ancho y pueden ser cortadas a máquina o con oxicorte. Estas deberán ser ranuradas con una profundidad aproximada de 1/8in (3mm). La figura muestra una probeta opcional. Ing. Ruben E Rollino


20

10


• Método • Las probetas deben ser rotas por estiramiento en una máquina de tracción, • • • •

apoyando los extremos y golpeando el centro, o apoyando un extremo extremo y golpeando el otro extremo con un martillo. El área expuesta de la la fractura deberá tener al menos ¾ de pulgada de ancho (19 mm). mm). Requisitos Las superficies expuestas deben mostrar penetración y fusión completa. completa. La mayor dimensión de cualquier poro no deberá exceder 1/16 de pulgada pulgada (1.6mm), (1.6mm), y el área combinada de todos los poros < al 2% área expuesta. Inclusiones de escoria no deben tener más de 1/32” de profundidad profundidad (0.8 mm) y largo no mayor a 1/8 pulgada (3 mm) o 0,5 del espesor nominal, (Lo menor). Debe haber al menos ½ pulgada (12.7 mm) entre escorias adyacentes. adyacentes. Ojos de pescado, como define AWS A3.0, no son causa para el rechazo. Ing. Ruben E Rollino

21

DOBLADO DE CARA Y RAIZ

• Las probetas para ensayos de doblado por raíz y cara (vea la Figura Figura 6) deberán

ser aproximadamente de 9 pulgadas (230 milímetros) de largo y aproximadamente de 1 pulgada (25 milímetros) de ancho, y sus bordes bordes largos deberán ser redondeados. Estos pueden ser cortados a máquina o con oxicorte. Los sobreespesores de soldadura tanto en la cara como en la raíz deben ser eliminados hasta el nivel del material base.



22

11


Método

• Las probetas de raíz y de cara deberán ser

dobladas en un Jig de ensayo de doblado guiado similar al mostrado en la Figura 9. Cada probeta deberá ser puesta en el dado con la soldadura a medio palmo. Las probetas de doblado de cara deberán ser puestas con la cara de la soldadura hacia el hueco, y las probetas de doblado por raíz deberán ser puestas con la raíz de la soldadura hacia el hueco. El tapón deberá ser forzado en el hueco hasta que la curvatura de las probetas sea aproximadamente la forma de U.


23

• Requisitos • El ensayo de doblado se considera aceptable si no se producen grietas grietas u otro

•

defecto que exceda 1/8 de pulgada (3 mm) mm) o la mitad del espesor de la pared, (lo menor), en cualquier dirección en la soldadura o entre la soldadura soldadura y la zona de fusión. Las grietas que se originan en el radio exterior del doblado doblado a lo largo de los bordes de la probeta durante el ensayo y que son menores a 1/4 de pulgada (6mm), medidos en cualquier dirección, no deberán ser considerados a menos menos que se observen defectos obvios. Cada probeta sujetada al ensayo de doblado doblado deberá reunir estos requisitos. Nota: Para tubos de espesor mayor y cuando la norma lo permite o exige, se realiza plegado lateral en vez de plegado de cara y raiz. raiz.



24

12


Para Soldaduras de Filete debe realizarse una de las configuraciones mostradas en la Figura 10, y ensayar al menos 4 probetas según indica la Figura 11. Las probetas pueden ser rotas por cualquier método y la soldadura deberá mostrar fusión y penetración completa. Los poros y escorias tienen limitaciones como las indicadas para nick break .


25

Sección 12: Calificación de Procedimientos para soldaduras mecanizadas con agregado de material de aporte. • API 1104 considera como soldadura mecanizada al proceso en el cual cual

los parámetros de soldadura y el guiado de la “torcha” son controlados controlados meánica o electronicamente pero pueden ser variados manualmente durante la soldadura para mantener las condiciones de soldadura especificadas.

• • •

Variables esenciales Procedimiento: Se agregan: Diámetro de tubo: Un cambio en el diámetro exterior del tubo, más allá de lo establecido en la especificación. especificación. • Tamaño de alambre: Un cambio en el tamaño • Diámetro o composición de orificio: En soldadura plasma un cambio en el diámetro o composición del orificio de pasaje de gas. Ing. Ruben E Rollino


26

13

4

API STANDARD 1104

Reference: API Standard 1104, 5.2

PROCEDURE SPECIFICATION NO. __________ For _________________________________________ Welding of ________________________________________ Pipe and fittings Process _____________________________________________________________________________________________________ Material _____________________________________________________________________________________________________ Pipe outside diameter and wall thickness ___________________________________________________________________________ Joint design __________________________________________________________________________________________________ Filler metal and no. of beads _____________________________________________________________________________________ Electrical or flame characteristics __________________________________________________________________________________ Position _____________________________________________________________________________________________________ Direction of welding ____________________________________________________________________________________________ No. of welders ________________________________________________________________________________________________ Time lapse between passes _____________________________________________________________________________________ Type and removal of lineup clamp _________________________________________________________________________________ Cleaning and/or grinding ________________________________________________________________________________________ Preheat/stress relief ____________________________________________________________________________________________ Shielding gas and flow rate ______________________________________________________________________________________ Shielding flux _________________________________________________________________________________________________ Speed of travel ________________________________________________________________________________________________ Plasma gas composition _______________________ Plasma gas flow rate _______________________________________________ Plasma gas orifice size _________________________________________________________________________________________ Sketches and tabulations attached ________________________________________________________________________________ Tested ________________________________________ Approved ______________________________________ Adopted _______________________________________

Welder ________________________________________________ Welding supervisor ______________________________________ Chief engineer __________________________________________

1/16"

(1.6 mm)

1/32"

– 1/16" (0.8 – 1.6 mm)

T

Approximately 1/16" (1.6 mm)

1/16"

± 1/32" (1.6 mm ± 0.8 mm)

Standard V-Bevel Butt Joint Approximately 1/8" (3 mm)

5 4 3 2

T

1

Sequence of Beads Note: Dimensions are for example only. ELECTRODE SIZE AND NUMBER OF BEADS

Bead Number

Electrode Size and Type

Voltage

Amperage and Polarity

Figure 1—Sample Procedure Specification Form

Speed

WELDING OF PIPELINES AND RELATED FACILITIES

5

COUPON TEST REPORT Date __________________________________________________ Test No. __________________________________________ Location _____________________________________________________________________________________________________ State__________________________________________________ Weld Position: Roll ❑ Fixed ❑ Welder ________________________________________________ Mark ____________________________________________ Welding time____________________________________________ Time of day _______________________________________ Mean temperature _______________________________________ Wind break used ___________________________________ Weather conditions _____________________________________________________________________________________________ Voltage ________________________________________________ Amperage ________________________________________ Welding machine type_____________________________________ Welding machine size _______________________________ Filler metal ___________________________________________________________________________________________________ Reinforcement size _____________________________________________________________________________________________ Pipe type and grade ____________________________________________________________________________________________ Wall thickness __________________________________________ Outside diameter___________________________________

1

2

3

4

5

6

7

Coupon stenciled Original specimen dimensions Original specimen area Maximum load Tensile strength Fracture location

❑ Procedure ❑ Welder

❑ Qualifying test ❑ Line test

❑ Qualified ❑ Disqualified

Maximum tensile ______________ Minimum tensile ______________ Average tensile ______________ Remarks on tensile-strength tests ________________________________________________________________________________ 1. __________________________________________________________________________________________________________ 2. __________________________________________________________________________________________________________ 3. __________________________________________________________________________________________________________ 4. __________________________________________________________________________________________________________ Remarks on bend tests _________________________________________________________________________________________ 1. __________________________________________________________________________________________________________ 2. __________________________________________________________________________________________________________ 3. __________________________________________________________________________________________________________ 4. __________________________________________________________________________________________________________ Remarks on nick-break tests _____________________________________________________________________________________ 1. __________________________________________________________________________________________________________ 2. __________________________________________________________________________________________________________ 3. __________________________________________________________________________________________________________ 4. __________________________________________________________________________________________________________ Test made at ___________________________________ Tested by ______________________________________

Date _________________________________________________ Supervised by __________________________________________

Note: Use back for additional remarks. This form can be used to report either a procedure qualification test or a welder qualification test.

Figure 2—Sample Coupon Test Report

Soldadura en Oleoductos y Gasoductos- Parte 3 Soldadores-R2

CALIFICACIÓN DE SOLDADORES Y OPERADORES • Al igual que para Calificación de Procedimiento de Soldadura,

para la calificación de Soldadores y operadores existen requerimientos que son función del proceso de ejecución de las soldaduras:

• Sección 6: Calificación de Soldadores. • Sección 12: Calificación de Operadores para soldaduras mecanizadas con agregado de material de aporte.

• Sección 13: Calificación de Operadores y Equipos para soldadura automática y sin agregado de material de aporte.

A continuación se describe los requerimientos y lineamientos correspondientes a la calificación de soldadores de acuerdo a la sección 6. Ing. Ruben E Rollino

1

CALIFICACIÓN DE SOLDADORES • El propósito del ensayo de calificación de soldador es determinar determinar la habilidad de hacer soldaduras a tope o soldadura de filete con la la calidad requerida usando procedimientos previamente calificados.

• Antes de iniciar la producción de soldadura, los soldadores deberán deberán ser calificados según los requisitos del punto 6 de la norma.

• El intento de esta norma es, que un soldador que completa satisfactoriamente el ensayo de calificación de procedimiento es un soldador calificado.

• Antes de empezar el ensayo de calificación, al soldador deberá permitírsele permitírsele tiempo razonable para ajustar el equipo de soldadura a ser usado. usado.



2

1


• El soldador deberá usar la misma técnica de soldadura y proceder con la misma velocidad que él usará si él pasa el ensayo.

• La calificación de los soldadores deberá ser conducida en la presencia de un representante de la compañía.

• Las variables esenciales asociadas con las calificaciones del procedimiento y del soldador no son idénticas.

• Las variables esenciales para la calificación del soldador, se especifican en 6.2.2 y 6.3.2.


3

Tipos de Calificación • API 1104 prevé dos tipos de calificación de Soldadores.

• Calificación Simple • Calificación Múltiple



4

2


Calificación Simple • El soldador deberá hacer una unión a tope con el tubo en posición posición fija o girando.

• Cuando el soldador está siendo calificado en la posición fija, el el eje de la tubería deberá estar en el plano horizontal, en el plano vertical, vertical, o inclinado del plano horizontal a un ángulo de no más de 45 grados. grados.

• Un soldador que hace un ensayo de calificación simple para conexiones conexiones de ramales, soldadura con filete, u otras configuraciones similares similares deberá seguir la especificación del procedimiento específica.

• Si el soldador pasa satisfactoriamente el ensayo queda calificado calificado dentro del límite de las variables esenciales descriptos en 6.2.2. 6.2.2.


5

Cambio de proceso de soldadura o combinación de procesos (no calificados) Cambio de dirección de vertical ascendente a vertical descendente o viceversa. Cambio de Grupo de metal de aporte del 1 o 2 al grupo 3 o viceversa.( Tabla 1). Cambio de un grupo de un diámetro exterior a otro. 1. Menos de 2,375in (60.3 mm). 2. De 2,375in (60.3 mm) hasta de 12,75in (323.9 mm). 3. Mayor que 12,75 pulgada (323.9mm).



6

3


• Cambio de un grupo de espesor nominal de pared a otro: - 1. < 3/16in (4.8 milímetros). – 2. > 3/16in (4.8 mm) y < ¾in (19.1 mm). – 3. > ¾in (19.05 milímetros).

• Cambio de posición. (Ej.: cambio de rodado a fijo o un cambio de vertical a horizontal o viceversa). Posición fija a 45° califica para toda posición.

• Cambio en el diseño de la junta (Ej. Eliminación de respaldo, cambio de V a U)

7


TABLA 3: Cantidad y Tipo de probetas para calificación de Soldadores (tope) (Y soldaduras de producción. Cantidad de probetas Diámetro exterior Tracción Nick Plegado Plegado Plegado Total Breack Cara Raiz Lateral Pulg. mm Espesor de pared < ½” (12.7mm) < 2,375 2,375 a 4,5 > 4,5 a 12.75 >12.75

60.3 60.3 a 114.3 > 114.3 a 323.9 > 323.9

0 0 2

2 2 2

2 2 0

0 0 2

0 0 0

4a 4 6

4

4

2

2

0

12

Espesor de pared > ½” (12.7mm) < 4.5 > 4.5 a 12.75 >12.75

< 114.3 > 114.3 a 323.9 > 323.9

0 2

2 2

0 0

0 0

2 2

4 6

4

4

0

0

4

12

Nota: a : Para diámetros menores o iguales a 1.335 in (33.4mm) deben extraerse probetas de ensayo de dos probetas de soldadura o una probeta de tracción de sección completa debe ser tomada.



8

4


Distribución de probetas de ensayo: ejemplo para diámetro > 12.75”


9

Ensayos:6.4 6.4 más más 6.5;6.5 o 6.6. fallan: Recalificar Ensayos: ó Si6.6. Punto

Ensayo

Criterio de aceptación

6.4

Visual

• Libre de fisuras, falta de penetración y exceso de penetración (descuelgues) Si falla: Recalificar • Apariencia uniforme • Socavaduras ( prof. < 0.8mm o 12.5% del espesor. ( el menor) y no más 2”/300mm • Alambre......

Destructivos: 6.5

Tracción

• No es necesario calcular la carga. Puede ser omitida si esas probetas se someten a nick-break • Si rompe en la soldadura debe evaluarse como nick-break (5.6.3.3)

Nick-break

• Idem procedimiento (evaluación 5.6.3.3)

Plegado para • Idem procedimiento (evaluación 5.6.4.3 o 5.6.3.3) juntas a tope • En aceros de alta resistencia puede romper (evaluación según nick break) • Si probeta una falla a opción de la compañía y p/defectos no representativos se puede repetir. Ensayo de filete 6.6

Radiografía

• Idem procedimiento (evaluación 5.8) • Evaluación según 9.3 Ing. Ruben E Rollino


10

5


Calificación múltiple • El soldador debe completar satisfactoriamente dos ensayos • Junta a tope: • • Posición fija.• fija.• Eje del tubo horizontal o inclinado hasta un máximo de • • • • • • •

45º de la horizontal. • ∅ext. > 168,3mm; • t > 6,4mm; Sin respaldo. Soldadura de derivación de ∅ completo • El soldador deberá ubicar, cortar, fijar y soldar la derivación. derivación. Tubo principal; eje horizontal y derivación con eje vertical hacia abajo abajo ∅ext. > 168,3mm; t > 6,4mm; Variables esenciales: Cambio de proceso Cambio de vertical ascendente a descendente o viceversa Cambio de material de aporte de grupos 1 ó 2 a 3 o viceversa Alcance

∅ext. soldado

Posición

Espesor

Junta

> 323,9mm

Todas

Todos

Todas

< 323,9mm

Todas

Todos Ing. Ruben ETodas Rollino

∅ext.

Fijación

Todos

Todas

< ∅ext. soldado

Todas 11

RANGO DE CALIFICACION

Alcance ∅ext. soldado

Posición

> 323,9mm

Todas

Todos

Todas

Todos

Todas

< 323,9mm

Todas

Todos

Todas

< ∅ext. soldado

Todas

Espesor

Junta ∅ext.



Fijación

12

6


Sección 12: Operadores • Principales diferencias respecto a sección 6: • Ensayo de nick breack: no es requerido. • Si el procedimiento involucra más de una operación los operadores deben calificarse con el tipo de equipo que utilizaran en producción.

• Variables esenciales: Cambio de modo de transferencia, polaridad o modo de aplicación

• Cambio de dirección: Ascendente a descendente o viceversa. • Cambio de tipo de material de aporte: Sólido a alambre con fundente interno o viceversa.

• • • • • •

Cambio de un grupo de diámetro a otro: < ó > 12,75in (328,9mm). Espesor: Debe calificar en el más grueso. Posición: Ejemplo: cambio de Rolado a fijo, Vertical a horizontal. Equipo: Cambio de fabricante o modelo. Método de aplicación de la pasada de raiz: Ejemplo: Externa o interna. Cambio mayor en diseño de junta. Ing. Ruben E Rollino


13

7

Soldadura en Oleoductos y Gasoductos Parte 4 Producción-R1

Soldadura de Producción. ASME B31.4, B31.8 y B31.11 establecen requerimientos para la soldadura de materiales tanto laminados como forjados o fundidos. fundidos. Se cubre la soldadura a tope y filete en tubos, bridas, accesorios, accesorios, etc. No se cubre la soldadura de fabricación de tubos. También contienen algunas variables esenciales y tiempos de recalificación. Refieren a API 1104 para detalles específicos. específicos.


1

API 1104 Sección 7: PREPARACIÓN DE JUNTAS PARA SOLDADURA DE PRODUCCIÓN • Las Tuberías deben ser soldadas por soldadores calificados usando usando procedimientos calificados.

• Las superficies a ser soldadas deberán ser lisas, uniformes, y libres libres de impurezas y contaminantes que puedan afectar a la soldadura.

• El diseño de la junta y la luz entre bordes deberá estar de acuerdo acuerdo con la especificación del procedimiento usada.

• La desalineación de los extremos debe minimizarse. • Para los extremos de tubería del mismo espesor de pared nominal, el desplazamiento no excederá 1/8 de pulgada (3 mm). mm).

• Si un desplazamiento mayor es causado por variaciones dimensionales, dimensionales, este deberá ser igualmente distribuido alrededor de la circunferencia. circunferencia.

• El martillado de la tubería para obtener una apropiada alineación alineación debería mantenerse a un mínimo.

• En biseles de campo puede utilizarse oxicorte manual si se permite. permite. • Debe efectuarse limpieza para eliminar escoria y contaminantes. 2 Ing. Ruben E Rollino Ing. Rubén E Rollino: [email protected], [email protected]

1


Dispositivos de Alineación y Fijación. • Los dispositivos para fijación y alineación de soldaduras •

• •

•

a tope deben estar de acuerdo con la especificación de soldadura utilizada. Cuando se permite retirar estos dispositivos antes de que se complete la pasada de raíz, la parte completada del cordón deberá estar en segmentos aproximadamente iguales espaciados. Cuando se utilizan dispositivos interiores y es dificil prevenir movimientos de la tuberias, tuberias, la raiz debe ser completada antes de su retiro La pasada de raiz utilizada en combinación con dispositivos de alineación externa, debe ser completada en al menos 50% antes del retiro de los dispositivos y en segmentos igualmente espaciados. Todas las soldaduras se harán con las partes a ser 3 Ing. Ruben E Rollino unidas aseguradas contra movimiento.

• Debe protegerse los trabajos de soldadura de condiciones climáticas climáticas • •

adversas. Para tubería soldada por encima del suelo, el espacio alrededor de la tubería no debería ser menor a 16 pulgadas (406 milímetros). Para tubería soldada en una trinchera, el agujero de la campana será lo suficientemente grande para proporcionar suficiente acceso. Debe efectuarse limpieza de escorias entre pasadas.

• • En caso de soldadura automática, La porosidad, inicio de cordón y

puntos altos deben ser amolados previo a la ejecución del siguiente siguiente cordón. • Ningún punto la superficie soldada deberá estar debajo de la superficie superficie exterior de la tubería, ni levantarse más de 1/16 de pulgada (1.59 (1.59 mm). mm).

• No se empezarán dos cordones en la misma ubicación. • La cara de la soldadura completada debería ser aproximadamente 1/8 1/8 de pulgada (3.17 milímetros) más ancha que el ancho de la ranura original. • La soldadura completada se cepillará completamente y se limpiará. limpiará.

• Debe identificarse el trabajo de los soldadores. Ing. Ruben E Rollino

4

Ing. Rubén E Rollino: [email protected], [email protected]

2


SOLDADURA EN POSICION • Procedimiento: • • Todas las de soldaduras en

posición deben se ejecutadas con las partes aseguradas para evitar movimientos y con luz adecuada alrededor de la junta.

• Relleno y terminación: • • Ninguna zona por debajo de las superficies internas ni externas del material base.

• • • •

• Sobreespesor de la soldadura < 1,6mm • Dos pasadas no deben comenzarse en el mismo lugar. • Ancho del cordón aprox. 3mm mayor que el ancho de la junta original. original. • La soldadura terminada debe ser completamente cepillada y limpiada limpiada. Ing. Ruben E Rollino

5

• SOLDADURA ROLANDO • Alineación: • • A opción de la compañía la soldadura girando los tubos será

permitida asegurando que la alineación va a ser mantenida durante durante el giro.

• Relleno y terminación: • • Idem a soldadura en posición con la recomendación que la

soldadura debe ejecutarse cerca de la parte superior del tubo.

• IDENTIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS • • Cada soldador deberá identificar las soldaduras de la forma especificada por la compañía


6


3


10º(deg) ± 1º (deg)

t > 7/8" (in).

Preparación normal de extremos de caños y accesorios para soldar a tope, de 22mm de espesor o mas delgados

(Optional end preparation of pipe)

Preparación sugerida de extremos de caños y accesorios, de más de 22mm de espesor

(Suggested end preparation, pipe and fittings over 7/8- in. thickness) (c)

(Standard end preparation of pipe butt welding fittings 7/8 in. and thiner) (b) Standard End Preparation

(a)

60º (deg) a (to) 80º (deg)

3/4" (in).

Preparaciones de extremos normales

30º (deg)+5º(deg) -0º(deg)

37 1/2 deg ± 2 1/2 deg

10º(deg) ± 1º (deg)

(f)

(e)

(d)

37 1/2º (deg) ± 2 1/2º (deg)

Preparacion opcional del extremo del caño

1/16" (in). ± 1/32" (in).

Radio(Radius) 37 1/2º (deg) ± 2 1/2º (deg)

30º (deg) + 5º (deg) to 37 1/2º (deg) - 0º (deg) ± 2 1/2º (deg)

37 1/2º (deg) ± 2 1/2º (deg)

1/16" (in). ± 1/32" (in).

30º ()deg +5º(deg) -0º (deg)

1/16" (in). ± 1/32" (in).

Detalles típicos de extremos de soldadura a tope.

COMBINACIONES ACEPTABLES DE PREPARACIÓN DE EXTREMOS DE CAÑOS (ACCEPABLE COMBINATIONS OF PIPE END PREPARATIONS)

7


Ejemplos de transiciones.

t

t

tD= 1.5 t

3/32 in. max

30º (deg). max. 14º (deg). min. (1:4) [Nota (note) (1)]

(a)

0.5 t max

(b)

t

t

tD

tD 30º (deg) max

0.5 t max

30 deg max

(c)

0.5 t max

30º (deg). max. 14º (deg). min. (1:4) [Nota (note) (1)] (d) Desalineación interna (Internal Offset)


8


4


Ejemplos de fijación de bridas

1.4 t

1.4 t

1.4 t

1.4 t

1/2" (in). max

t

0.707 t ( ó t si se prefiere), (or t if preferred)

t (c) Soldadura en frente y cubo (Front and Back Weld)

t

(d) Soldadura en cara y cubo. (Face and Back Weld)

FIG I6 (c y d) DETALLES RECOMENDADOS PARA FIJACION DE BRIDAS (RECOMMENDED ATTACHMENT DETAILS OF FLANGES)

9


Conexiones en derivación. (2) • Refuerzos de aberturas múltiples: Area de refuerzo, distancias y refuerzos combinados.

• Requerimientos especiales: Función de la relación de tensiones y/o diámetros.

• Conexiones integralmente reforzadas. • Otros diseños.


10


5


Ejemplos de fijación de bridas

1.4 t

1.4 t

1.4 t

1.4 t

1/2" (in). max

t

0.707 t ( ó t si se prefiere), (or t if preferred)

t

t

(d) Soldadura en cara y cubo. (Face and Back Weld)

(c) Soldadura en frente y cubo (Front and Back Weld)

FIG I6 (c y d) DETALLES RECOMENDADOS PARA FIJACION DE BRIDAS (RECOMMENDED ATTACHMENT DETAILS OF FLANGES)

11


Tabla 841.42 TABLA 831.42 Relación de Tensión circunferencial de diseño y MSYS < 20%

Relación de DN Tubo de derivación/ Tubo principal < 25% >25% y < 50% > 50% (g) (g) (h)

> 20 y < 50%

(d) (i)

(i)

(h) (i)

> 50%

(c) (d) (e)

(b) (e)

(a) (e) (f)


12


6



13


14


7


(Pag 56)

15


Tratamiento térmico.

(B31.4 y .8)

Precalentamiento: De acuerdo a especificación. Alivio de tensiones: Composición química. Espesor Método y Temperatura de alivio de tensiones


16


8


Precalentamiento (824)

Aceros al Carbono con C > 0.32% (colada) o Ceq (C + %Mn/4) > 0.65% (Colada) deben ser precalentados a la temperatura indicada en el procedimiento de soldadura.

• Precalentamiento también puede ser requerido para aceros con menor menor C o Ceq cuando se especifica en WPS.

• Cuando se sueldan materiales disimiles gobierna el que requiere temperatura mas alta.

• La temperatura debe ser verificada y mantenida durante el proceso. proceso.


17

Alivio de tensiones (825) Es función de: Composición química: química: C > 0.32% o Ceq (C + %Mn/4) > 0.65% Espesor > 1 ¼ inch. Cuando la ingenieria lo requiere. requiere.


18


9


Alivio de tensiones: tensiones: Temperatura y método. método. (825)

• 1100° 1100°F para aceros al carbono y 1200 °F para aceros aleados. • El rango exacto debe constar en la WPS. • Las partes deben calentarse lentamente y mantenerse a temperatura temperatura aproximadamente 1 hr por pulgada pero no menos de 0,5 hora. El enfriamiento debe ser lento.

• Calentar la estructura completa • Calentar una banda en forma aislada con la soldadura en el centro. centro. • Conexiones en derivación y soldaduras de elementos a la tubería: tubería: puede calentarse una banda alrededor de estos elementos.

• El ancho de banda de calentamiento recomendada es 2 pulgadas mayor que el ancho de la soldadura, derivación o elemento soldado. soldado.

• El calentamiento localizado puede ser por inducción, llama o cualquier cualquier otro método que garantice una distribución de temperatura uniforme. uniforme. 19 Ing. Ruben E Rollino


10

Soldadura en Oleoductos y Gasoductos Parte 5 Inspección-R2

Extensión de la inspección ASME B31.4 (¶ (¶434.8.5)

• Líneas que operan a más del 20% de la SMYS: • Debe inspeccionarse con END, mínimo 10% de las soldaduras correspondientes a la producción diaria, seleccionadas al azar por la compañía operadora.

• La inspección debe ser radiográfica u otro método aceptable. (Inspección visual no reemplaza a estos métodos)

• Cada soldadura debe ser ensayada completa. • Soldaduras de ciertas ubicaciones requieren inspección 100%.


1

Inspección y Ensayos de Soldaduras ASME B31.8 Extensión de inspección y ensayos función de: Tensión de operación (Sh (Sh < 20% ó > 20%) Clase de localización. (1 a 4) y otras condiciones. Procedimiento de ensayo Criterio de aceptación. Control de calidad por personal calificado. Reparaciones.


2

Ing. Rubén E Rollino: [email protected] , [email protected]

1


Sistemas que operan a Sh > 20% de SMYS. SMYS. Minimo alcance de END (826.2) (1 ) 10% de las soldaduras en Localización Clase 1. (2) 15% de las soldaduras en Localización Clase 2 (3) 40% de las soldaduras en Localización Clase 3 (4) 75% de las soldaduras en Localización Clase 4 (5) 100% de las soldaduras en plantas compresoras, cruces mayores de rios, rios, autopistas, vias ferreas, ferreas, etc. Min 90%. 100% de las soldaduras de tietie-in no sujetas a prueba de presión. Ing. Ruben E Rollino

3

Criterios de aceptación. Las soldaduras examinadas deben cumplir los criterios de aceptación aceptación dados en API 1104. Las soldaduras defectuosas deben ser reparadas o removidas. Las reparaciones deben estar de acuerdo con API 1104. Los resultados de la examinación deben utilizarse como herramienta herramienta de control de calidad. El procedimiento de ensayo radiográfico debe cumplir lo indicado en API 1104. En tuberías NPS < 6, o cuando END es impracticable en una cantidad limitada de soldaduras y Sh < 40% de SMYS, las soldaduras pueden ser inspeccionadas y aprobadas visualmente por un inspector calificado en soldadura. Adicionalmente a la END las soldaduras deben ser continuamente controladas por personal calificado. Ing. Ruben E Rollino

4


2


Indicaciones en Ensayo Radiográfico • • Penetración inadecuada sin desalineación (IP) • • Penetración inadecuada debida a desalineación (IPD) • • Penetración inadecuada entre primer pasada interior y primer • • • • • • • • •

pasada exterior (ICP) • Fusión incompleta en pasada de raiz o superior (IF) • Fusión incompleta entre pasadas o en metal base (IFD) • Concavidad interna • Raíz quemada. (Burn(Burn-through) (BT) • Inclusiones de escorias (ESI; ISI) (ESI=Elongated (ESI=Elongated;; ISI:Isolated) ISI:Isolated) • Porosidad (P) • Fisuras (C) • Socavaduras (EU; IU) (E: External; External; I: Internal) Internal) • Acumulación de imperfecciones (AI) Ing. Ruben E Rollino

5


6


3


Penetración inadecuada: Se considera inaceptable si: • Penetración inadecuada sin desalineación (IP) • • •

Se define como el relleno incompleto de la raíz de soldadura. soldadura. a. Longitud de una indicación individual > 1 pulgada (25.4 mm). mm). b. Longitud agregada de indicaciones en 12 pulgadas (304.8 mm) mm) > 1 pulgada (25.4 mm). mm). c. Longitud agregada > 8 % de la longitud de la soldadura en cualquier cualquier soldadura de menos de 12 pulgadas (304.8 mm) mm) de longitud.

• Penetración inadecuada debida a desalineación (IPD) (ICP) • IPD es la condición que existe cuando un borde de la raíz es expuesto expuesto (o

desvinculado) porque la tubería adyacente o las juntas de accesorios accesorios están desalineadas. ( Figura 14). • ICP se da en el interior de la soldadura entre las primeras pasadas pasadas interior y exterior. ( Figura 15).

• a. Longitud de una indicación individual > 2 pulgada (50,8 mm). mm). • b. Longitud agregada de indicaciones en 12 pulgadas (304.8 mm) mm) > 3 pulgadas (76.2 mm) mm) para IPD ó 3 pulgadas para ICP. Ing. Ruben E Rollino

7

Falta de Fusión: Se considera inaceptable si: • Fusión incompleta en pasada de raiz o superior. (IF) • Se define como una discontinuidad entre el metal de soldadura y el metal • • • •

base que está expuesto a la superficie. Figura 15. a. Longitud de una indicación individual > 1 pulgada (25.4 mm). mm). b. Longitud agregada de indicaciones en 12 pulgadas (304.8 mm) mm) de longitud de soldadura excede 1 pulgada (25.4 mm). mm). c. Longitud agregada > 8 % de la longitud de la soldadura en cualquier cualquier soldadura de menos de 12 pulgadas (304.8 mm) mm) de longitud.

• Fusión incompleta entre pasadas o en metal base (IFD) • La fusión incompleta debido a soldeo en frío es definida como una una

discontinuidad entre dos cordones de soldadura adyacentes o entre entre el metal de soldadura y el metal base que no está expuesto a la superficie. superficie. • a. Longitud de una indicación individual > 2 pulgadas (50.8 mm).b. mm).b. La longitud agregada de las indicaciones en 12 pulgadas(304.8 mm) mm) de longitud de soldadura exceda 2 pulgadas (50.8 milímetro).c. La longitud agregada agregada de las indicaciones> 8% de la longitud de soldadura. 8 Ing. Ruben E Rollino


4


Concavidad Interior (IC) :

(Fig 18)

• Cualquier longitud de concavidad interior es aceptable si la densidad de la imagen radiográfica de la concavidad interior no exceda la correspondiente a la del metal base adyacente más delgado. Para áreas que exceden la densidad del metal base adyacente más delgado, el criterio para la burn through (vea 6.3.6) es aplicable. 9 Ing. Ruben E Rollino

Quemón (Burn-through) (BT);) • Las siguientes condiciones son inaceptables cuando la densidad de de la imagen de la BT excede la del metal base adyacente más delgado:

• • • •

Diámetro externo mayor que o igual a 2 3/8 de pulgadas (60.3 mm), mm),

• • •

Diámetro externo menor de 2 3/8 de pulgada (60.3 mm), mm),

a. La dimensión máxima excede ¼ de pulgada (6.35 mm). mm). b. La dimensión máxima excede el espesor mas delgado. c. La suma de las dimensiones máximas de las BTs es > ½ pulgada (12.7 mm) mm) en 12 pulgadas (304.8 mm) mm) de longitud de soldadura o igual a la longitud total de soldadura o lo que sea menor.

a. Dimensión máxima > ¼ de pulgada (6.35 mm). mm). b. Dimensión máxima > que el más delgado de los espesores de pared pared nominal unidos, • c. Hay más de una BT Ing. Ruben E Rollino

10


5


Escoria

(Solido no metalico atrapado en la soldadura)

• Diámetro externo mayor que o igual a 2 3/8 de pulgada (60.33 mm): mm): • a. Longitud de una indicación ESI excede 2 pulgadas (50.8 mm). • b. La longitud agregada de las indicaciones de ESI (Elongated Slag Inclusions) en 12 pulgadas (304.8 mm) de longitud de soldadura excede 2 pulgadas (50.8 mm).

• c. El ancho de una indicación de ESI excede 1/16 de pulgada (1.59 mm). • d. La longitud agregada de las indicaciones de ISI en de 12 pulgadas (304.8 mm) de longitud de soldadura excede ½ pulgada (12.7 mm).

• e. El ancho de una indicación de ISI (Isolated Slag Inclusions) excede 1/8 de pulgada (3.17 mm).

• f. Más de cuatro indicaciones de ISI con el ancho máximo de 1/8 de pulgada (3.17 mm) en cualquier e 12 pulgadas (304,8 mm) de longitud de soldadura.

• g. La longitud agregada de ESI y las indicaciones de ISI exceden 8% de la longitud longitud de la soldadura.

• Escorias ESI separadas aprox. La distancia de la pasada de raiz, se consideran indicaciones • • • • •

separadas a menos que su ancho supere 1/32in (0,8mm) Diámetro externo menor de 2 3/8 de pulgada (60.3 mm): mm): a. La longitud de una indicación de ESI > tres veces el menor espesor nominal. b. El ancho de una indicación de ESI > 1/16 de pulgada (1.59 mm). c. La longitud agregada de indicaciones de ISI excede dos veces el espesor nominal más delgado y el ancho excede la mitad del espesor nominal más delgado. d. La longitud agregada de ESI y las indicaciones de ISI exceden 8% de la longitud de la soldadura. Ing. Ruben E Rollino

11

Porosidad- 1 • Porosidad individual o dispersa (P) será inaceptable cuando cualquiera de las condiciones siguientes exista:

• a. El tamaño de un poro individual excede 1/8 de pulgada (3.17 mm). mm). • b. El tamaño de un poro individual excede 25 por ciento del espesor espesor nominal más delgado .

• c. La distribución de porosidad esparcida excede la concentración concentración permitida por la Figura 19 ó 20.

• Porosidad agrupada (CP – Cluster Porosity) que ocurre en cualquier pase/

pasada excepto en la final. Se aplica el criterio para porosidad individual o disperas. Si ocurre en la pasada final será inaceptable cuando cualquiera de las condiciones siguientes exista:

• a. El diámetro de agrupamiento excede ½ pulgada (12.7 mm). mm). • b. La longitud agregada de CP en 12 pulgadas (304.8 mm) mm) de longitud de soldadura excede ½ pulgada (12.7 mm). mm).

• c. Un poro individual dentro del agrupamiento excede 1/16 de pulgada pulgada (1.59 mm) mm) en tamaño.


12


6


Porosidad- 2 • Porosidad de Hollow bead (HB) es definido como una porosidad lineal larga que ocurre en el pase de raíz. HB será inaceptable cuando cualquiera de las condiciones siguientes exista:

• a. La longitud de una indicación individual de HB excede ½ pulgada pulgada (12.7 mm). mm).

• b. La longitud agregada de indicaciones de HB en de 12 pulgadas • (304.8 mm) mm) de longitud de soldadura excede 2 pulgadas (50.8 mm). mm). • c. las indicaciones Individuales de HB, cada una mayor que ¼ de pulgada (6.35 mm) mm)

• en longitud, están separadas por lo menos de 2 pulgadas (50.8 mm). mm).

• d. La longitud agregada de todas las indicaciones de HB excede 8% 8% de la longitud de soldadura.


13

Fisuras (C) Inaceptables cuando se dan las siguientes condiciones: a. La grieta, de cualquier tamaño o ubicación en la soldadura, no sea una grieta cráter poco profunda o grieta estrella. b. La grieta es una grieta cráter poco profunda o grieta estrella cuya longitud excede 5/32 de pulgada (3.96 mm).

Socavaduras (EU; IU) Inaceptables cuando se dan las siguientes condiciones: a. La longitud agregada de indicaciones de EU e IU, en cualquier combinación, en 12 pulgadas (304.8 mm) de longitud de soldadura excede 2 pulgadas (50.8 mm). b. La longitud agregada de indicaciones de EU e IU, en cualquier combinación, excede un sexto de la longitud de soldadura. Nota: Vea 6.7 para las normas de aceptación por socavado cuando se emplean mediciones visuales y las medidas mecánicas. 14 Ing. Ruben E Rollino


7


Indicaciones en Ensayos Superficiales – • Clasificación de indicaciones • • Indicaciones no relevantes

• • Indicaciones relevantes • a Indicaciones lineales evaluadas como fisuras de cráter • b Indicaciones lineales no evaluadas como fisuras de cráter • c Indicaciones redondeadas • • Imperfecciones en tubos y accesorios


15

Discontinuidades en Examinación por Partículas Magnéticas y Líquidos Penetrantes.

• Las indicaciones producidas por estos ensayos no son necesariamente siempre defectos.

• Las variaciones magnéticas y metalúrgicas en un caso y las

marcas de mecanizado entre otras y la condición superficial en el el otro, pueden producir indicaciones que son similares a aquéllas producidas por las discontinuidades pero que no son relevantes para la aceptabilidad.


16


8


Indicaciones relevantes y no relevantes • Cualquier indicación con una dimensión máxima de 1/16 de pulgada (2 mm) mm) o menos será clasificada como no relevante.

• Cualquier indicación mayor se considerará como relevante a menos que sea reexaminado por partícula magnética u otro END y se determine si es una discontinuidad real.

• Las indicaciones relevantes son aquéllas causadas por discontinuidades.

• Indicaciones lineales son aquéllas en los cuales la longitud es más de tres veces el ancho.

• Las indicaciones redondeadas son aquéllas en las cuales su longitud es menor a tres veces el ancho.


17

Criterios de Aceptación. • Las indicaciones relevantes serán inaceptables cuando • a. Indicaciones Lineales evaluadas como grietas de cráter o grietas grietas de estrella exceden 5/32 de pulgada (4 mm) mm) en longitud

• b. Las indicaciones lineales se evalúan como otro tipo de fisura. fisura. • c. Las indicaciones lineales se evalúan como IF y exceden 1 pulgada pulgada (25.4 mm) mm) en longitud total en 12 pulgadas (304.8 - mm) mm) u 8% de longitud de soldadura.

• Indicaciones redondeadas se evalúan igual que lo indicado para

radiografía. La máxima dimensión de la indicación es considerado considerado como su tamaño.


18


9


ENSAYO DE ULTRASONIDO • Se consideran indicaciones lineales a aquellas que tienen su dimensión dimensión en el sentido del largo de la soldadura mayor que en el sentido transversal .

• Se consideran indicaciones transversales a aquellas que tienen su su

dimensión en el sentido transversal a la soldadura mayor en el sentido sentido longitudinal.

• Indicaciones volumétricas se definen por sus tres dimensiones. • Todas las indicaciones que producen una respuesta mayor al nivel

indicado en la descripción del procedimiento que se utiliza referencia referencia deberán ser evaluadas y rechazadas si superan las dimensiones indicadas en los criterios de aceptación aplicables para este ensayo ensayo y que se describen el punto 9.6.2 de API 1104.

19


Normas de Aceptación Visuales para Socavado • El socavado se define como una ranura fundida en el metal base

adyacente a la cara o a la raíz de la soldadura y dejado sin rellenar rellenar por de metal de soldadura. • El socavado adyacente a la cara (EU) o paso de raíz (IU) será inaceptable cuando cualquiera de las de la siguiente tabla exista: exista: • Cuando se tengan dimensiones obtenidas por medios mecánicos y visuales visuales y radiográficos las obtenidas por medios mecánicos deben prevalecer prevalecer. Profundidad

Longitud

> 1/32 pulgadas (0.79 milímetros) o > 12.5 % del espesor de pared de tubería, (lo <)

No aceptable

> 1/50 pulgadas (0.4 milímetros) o 6% a12.5% 2 pulgadas (50.8 mm) en 12 in o 25% de la del espesor de pared de tubería, (lo <) soldadura (lo <) < 1/50 (0.4 milímetros) o 6% de espesor de pared de tubería,

Aceptable sin hacer caso a su longitud


20


10


Nota • DISCONTINUIDADES EN TUBERIAS O ACCESORIOS

• Las

discontinuidades descubiertas en longitudinales de accesorios de tubería, y otras

soldaduras

• discontinuidades en la tubería o en los accesorios

descubiertos por END deben informarse a la compañía. Su disposición para reparación o remoción será como sea dictado por la compañía.


21

Procedimientos de END • Los procedimientos de END son descriptos en la parte 11 de API 1104.


22


11

Soldadura en Oleoductos y Gasoductos Parte 5 Inspección-R2 Reparación • Defectos diferentes a Grietas realizadas en el pase/ pasada final pueden repararse sin previa autorización de la compañía.

• Defectos en la raiz y relleno requieren la autorización de la compañía. • Para reparaciones en un área reparada anteriormente, se usará un procedimiento • • • • • • • • • • • • •

similar al de reparación de grietas. La áreas reparadas deben ser ensayadas por radiografía o el mismo mismo método con que se descubrió el defecto. Soldaduras con grietas no aceptables deben eliminarse a menos que su reparación sea aprobada por la compañía. Pueden repararse grietas si: a. Longitud < a 8% de la longitud de la soldadura. b. Se cuenta con procedimiento de reparación que incluya: c. El método de exploración del defecto y su eliminación está aprobado. aprobado. Examinación de la excavación para confirmar eliminación del defecto. defecto. 3. Requerimientos de precalentamiento y temperatura entrepasadas. entrepasadas. 4. El procedimiento de soldadura y tipo de electrodos. 5. Requisitos de END entre pasadas si es requerido. 6. Los requisitos para el post tratamiento térmico. c. La reparación es supervisada por personal experimentado. d. La soldadura es hecha por un soldador calificado. e. La reparación es examinada por el mismo método que la detectó. detectó. 23 Ing. Ruben E Rollino

Soldadura Automática sin Material de Aporte.

• La parte 13 de API 1104 contiene los requerimientos

aplicables a soldadura automática sin material de aporte.


24


12

Soldadura en Oleoductos y Gasoductos-Parte 6– Soldaduras en servicio R2

Soldaduras en Servicio • El Apéndice B da los requerimientos aplicables a soldaduras en servicio

• Aplicable

a reparaciones, encamisado, etc.

construcción

de

derivaciones,

• Que se considera en servicio? Líneas que contienen petróleo

crudo , productos de petróleo y gases combustibles que pueden estar con presión y/o circulando.

• API RP 2200 contiene requerimientos aplicables a reparación de líneas cubiertas por ASME B31.4

• API RP 2201 contiene requerimientos aplicables a la ejecución de hot taps

1


Precauciones • La problemática principal de las soldaduras en servicio es: • No penetrar el tubo principal. • Fisuración por Hidrogeno Para las soldaduras de filete sobre el tubo principal, aplican los los requerimientos dados en el cuerpo principal de la norma, excepto en lo que se modifique en los requerimientos adicionales alternativos especificados en el apéndice B



2

1


Perforar • De acuerdo a API 1104 es improbable perforar el tubo si existe un un espesor de

pared de al menos 0.250 in. (6.4 mm) mm) o mayor y se utilizan electrodos de bajo hidrógeno (EXX18 tipo) y prácticas normales de soldadura.

• Soldar espesores menores puede ser rutina para algunas compañias pero requiere precauciones tales como limitar el aporte térmico.

• La aplicación exitosa de soldadura en servicio requiere lograr un un equilibrio entre seguridad y prevenir propiedades de material insatisfactoria. insatisfactoria.

• Por ejemplo soldar un tubo con menor espesor que el indicado puede puede requerir

reducir el calor aportado para evitar perforar, pero un bajo calor calor aportado puede producir una velocidad de enfriamiento excesiva que aumente aumente el riesgo de fisuración por H2 H2. Calor Aportado (kJ/in) = A*V*60/velocidad;(in/min)

• ASME B31.8 recomienda espesores mínimos en función del caudal y presión de gas.

• API RP 2200 y 2201 también contiene recomendaciones para hot taps y reparaciones


3

Fisuración por Hidrógeno • Para que la fisuración por Hidrógeno ocurra tres condiciones deben deben darse simultaneamente: simultaneamente:

• Hidrógeno en soldadura • Microestructura susceptible • Tensión en soldadura • Para prevenir la ocurrencia de fisuración por hidrógeno, hay que minimizar o eliminar al menos una de las tres causas.

• Se han realizado exitosamente soldaduras sobre líneas en servicio, servicio,

utilizando electrodos de bajo hidrógeno o procesos de bajo hidrógeno. hidrógeno.

• Los procedimientos más comunes utilizan suficiente aporte térmico térmico como para superar los efectos de enfriamiento del flujo del fluido. fluido.

• Precalentamiento cuando es aplicable y el uso de pase de revenido revenido también pueden ser útiles para reducir el riesgo de fisuración por por hidrógeno. Ing. Ruben E Rollino


4

2


Calificación de procedimiento • Los requerimientos dados para especificación y calificación de procedimiento procedimiento de soldadura son válidos excepto en lo modificado por el apéndice B

Especificación de procedimiento de soldadura. Identificar:

• Material base : Carbono equivalente al que aplica. Ceq. Puede ser

grupado. (adicional a identificación de la Fluencia mínima especificada) especificada)

• Condiciones de operación: (Fluido, caudal, etc) • Calor aportado (kJ/in) = V*A*60/Velocidad de sold x 1000 • Secuencia (revenido): Para procedimientos entendidos para superar el efecto de enfriamiento del fluido identificar la secuencia de deposición deposición requerida. Ing. Ruben E Rollino

5

Variables esenciales • Fluencia: No es variable esencial • Espesor no es una variable esencial • Condiciones de operación (> velocidad de enfriamiento) • Secuencia. Secuencia. (Con revenido a sin revenido)



6

3


Pasada de revenido: (Derivación y camisa)


7

Soldadura de prueba: • Los requerimientos de 5.7 son apropiados para soldadura en servicio de derivaciones y camisas.

• Las condiciones de operación en lo

referido a la remoción de calor (velocidad de enfriamiento) deben simularse cuando se realiza la soldadura de prueba.

• La

calificación de soldadores, también debe incluir las dificulades que se encontrarán para mantener la tmeperatura durante la soldadura y la secuencia a aplicar. Ing. Ruben E Rollino


8

4


Los requerimientos dados en 5.8 son apropiados para estas soldaduras, excepto que Las probetas deben extraerse de acuerdo a lo mostrado en figura Bla B-3 cantidad mínima es la indicada en tabla BB-1. La soldadura longitudinal de la camisa debe ensayarse de acuerdo a 5.6. Respaldo debe eliminarse y la probeta puede enderezarse a tº ambiente.

9


Tipo y cantidad de probetas de ensayo



10

5


Macro •

Macro: (Figura BB-4) debe ser inspecionada visualmete con luz suficiente para revelear revelear el estado de la soldadura (dispositivos ópticos o liquidos penetrantes penetrantes no son necesarios).

•

Requerimientos: Fusión completa en raiz y libre de fisuración. Catetos Catetos de los filetes deben tener al menos la dimensión especificada en la calificación calificación de procedimiento y la concavidad o convexidad no debería superar 1/16 in (1,6mm) y la profundidad de socavaduras no debería superar 1/32in (0,8mm)

•

Control de dureza según ASTM E 92, en dos de las cuatro macro. 5 indentaciones en zona de grano grueso de la ZAC. Requerimiento: Max. 350 HV10.


11

Plegado de Cara: Derivación y Camisa • • • •

No debe ensayarse hasta 24 horas despues de la soldadura. La soldadura debe eliminarse hasta que quede a ras del tubo principal. principal. Socavaduras no deben eliminarse. Luego del doblado no deben existir grietas de longitud mayor a 1/8in 1/8in (3mm) o medio espesor de pared nominal (lo <) en la zona de soldadura y ZAC. • Las grietas originadas en los exteremos de la probeta y no superen superen 1/4in (6mm) no se consideran a menos que existan evidencias de imperfecciones imperfecciones en la soldadura.

Figura B-5 Plegado cara



12

6


Calificación de soldadores • Calificación para aplicar el procedimiento especifico utilizado, de acuerdo a los requerimientos de 6.2 y lo modificado en los requerimientos adicionales alternativos del apéndice B.

• Diámetros calificados y variables: –

Soldadura de prueba ejecutada en diámetro < 12,75in (323.9mm): Califica para todos los diámetros < al de la prueba.

– Soldadura de prueba ejecutada en diámetro > 12,75in (323.9mm): Califica para todos los diámetros. – Un soldador con calificación múltiple y además una calificación para soldaduras en servicio de acuerdo a BB-3 esta calificado para soldaduras en servicios en todas las posiciones, todos los diámetros y todos los espesores dentro de los límites de variables variables indicados en 6.3. Ing. Ruben E Rollino

13

Soldadura de Prueba • Las condiciones de servicio referidas a la remoción de calor por parte del fluido debe´n ser simuladas durante la soldadura de prueba.

• Ademas de la ejecución de la soldadura para ensayos destructivos

según B.3.2, el soldador debería mostrar habilidad para cumplir con los aspectos del procedimientos dirigidos a evitar la formación de microestructuras susceptibles al agrietamiento y evitar perforar el tubo.

• Para procedimientos con control de calor aportado el soldador debe debe ser capaz de demostrar que puede mantener el calor aportado dentro del del rango especificado.

• Para procedimientos con secuencia de revenido, tiene que ser capaz capaz

de demostrar habilidad para realizar los pases de revenido dentro dentro de las tolerancias especificadas.



14

7


Soldador- en servicio Tipo y cantidad de probetas de ensayo

• Ensayos: de acuerdo a 6.4 y 6.5 (No por RX) y longitudinal según tabla B-2

• Para juntas a tope la cantidad de ensayos minimos es la indicada en la tabla BB-2 • Registros: las condiciones de operación para el cual el soldador está calificado debn ser identificadas. Pueden ser agrupadas. Ing. Ruben E Rollino

15

Prácticas sugeridas para soldaduras en servicio. • Los requerimientos de la sección 7 aplican salvo en lo modifico por los requerimientos adicionales alternativos del apéndice B.

• Antes de realizar soldaduras en servicio, el soldador debería considerar considerar los aspectos de seguridad. (Presión, caudal, espesores en el área área a soldar) Las áreas a ser soldadas deben inspecionarse para asegurar que no no existen imperfecciones que puedan afectar los trabajos y que el espesor es adecuado.

• Los soldadores deben estar familiarizados con las precauciones de de

seguridad aplicables a líneas en servicio con hidrocarburos y gases gases combustibles. API RP 2201 contiene guias adicionales.



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Alineación, Fijación y Secuencia • Camisas y Anillos de refuerzo: – La luz (gap) entre camisa o anillo de refuerzo y el tubo principal no debe ser excesiva. Pueden utilizarse dispositivos de presentación. – Puede depositarse soldadura sobre el tubo principal para disminuirla.

• Soldaduras longitudinales. – Si requieren penetración total la abertura de raiz debe ser suficiente – Puede utilizarse un respaldo para evitar la penetración de la soldadura en el tubo principal. – Esta penetración no es deseada, debido a que pueden desarrollarse fisuras por los esfuerzos existentes en el tubo principal

• Secuencia: – Secuencias sugeridas se muestran en figuras B-6 a B-11. – Para camisas que requieren filete circunferencial, debe ejecutarse primero la junta longitudinal. – La junta circunferencial de un extremo de la camisa debe completarse antes de iniciar la del otro extremo. – Para otr tipos de accesorios hay que utilizar secuencias que minimizen los esfuerzos residuales. Ing. Ruben E Rollino

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Inspección y Ensayo • Requerimientos de inspección y ensayos indicados en sección 8, también aplican a soldaduras de líneas en servicio, con algunas modificaciones.

• Las soldaduras en contacto con el tubo principal son susceptibles a fisuración bajo la pasada o fisuración por hidrógeno retardada.

• El método de examinación debe ser capaz de detectar este tipo de • • • • • •

imperfecciones. Partículas magnéticas y ultrasonido o una combinación de ambos son métodos adecuados. Para la determinación del tiempo que debe transcurrir entre la soldadura y el ensayo para la detección de fisuración por hidrógeno, debe considerarse la dependencia del tiempo de este tipo de fisuración. A mayor tiempo menor probabilidad de ocurrencia de fisuras posteriores a la examinación. La probabilidad de la ocurrencia de fisuración y la importancia del tiempo de demora para la examinación pueden minimizarse aplicando un procedimiento de soldadura conservativo. Criterios de aceptación: Aplica la sección 9. Remoción de defectos y reparación: Aplica sección 10. Debe considerarse el espesor minimo en función de las condiciones de operación. Ing. Ruben E Rollino


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Soldadura en Oleoductos y Gasoductos-API 1104 Rollino[1]

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