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SOLDADURAS DE LINEAS DE TUBERIAS TUBERIAS A PRESIÓN Y SISTEMAS DE TUBERIAS

PROCEDIMIENTOS PROCEDIMIENTOS Y TECNICAS

Preparado por: Ing. William Mendoza C.I.V: 202574, CAWI/AWS Nº 98080574

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Contenido Introducción…………………………………………………………………………………………………………………. 4 Vertical Descendente vs. Vertical Ascendente……………………………………………………………… .4 Soldadura de Líneas de Tubería a Campo Traviesa – Vertical Descendente …………………… 4 Preparación de la Junta……………………………………………………………………………………………… J unta………………………………………………………………………………………………… … .4 Limpieza del Extremo de la Tubería……………………………………………………………………………… .5 Soldadura del Pase de Raíz…………………………………………………………………………………………… .6 Fijar de la corriente en máquinas Lincoln accionadas por motor………………………………… motor………………………………… .7 Control de Fallas del Pase Pas e de Raíz………………………………………………………………………………… .8 Técnicas de la Soldadura para el Pase e n Caliente……………………………………………………… ..9 Técnicas de la Soldadur a del Pase de Relleno y Acabado……………………………………………… Ac abado……………………………………………… .9 Fijación de la Corriente: de pases en caliente, de relleno, extractor y acabado…………..10 Prevención del Agrietamiento…………………………………………………………………………………… .11 Técnicas para soldar tubos de alta resistencia resistencia X60, X65, X70, X80…………………………….. 12 Procedimientos en Posición Vertical Progresión Descendente…………………………………….13 Procedimiento del cordón recto alterno en posición vertical descendente………………… 14 Consumo del Electrodo…………………………………………………………………………… Electrodo……………………………………………………………………………………………… ………………… .14 Procedimientos de Soldadura Para Tubos de Pared Delgada……………………………………….15 Consumo de electrodos en juntas tipo campana y esp iga, vertical descendente………..16 Extremo Doble…………………………………………………………………………………………………………….17 A lo largo del derecho del paso……………………………………………………………………………………17 Extremo doble estacionario………………………………………………………………………………………..18 Selección del Fundente y el Electrod o………………………………………………………………………….18 Electrodo……………………………………………………………………………………………………………………..18 Acero de Tubería API…………………………………………………………………………………………………..19 Definiciones…………………………………………………………………………………………………………………19 Contenido de carbono y manganes o……………………………………………………………………………20 Requerimientos Requerimientos químicos para el análisi análisi s térmico………………………………………………………20 Tubos con alto contenido de silicio ………………………………………………………………………………20 Tubos X56, X60, X65, X70, X80…………………………………………………………………………………….. X80…………… ……………………………………………………………………….. 20 Consumibles para Soldaduras Soldaduras de Tuberías…………………………………………………………………. 21 Consumibles para Tubos de Alta Resistencia Re sistencia ……………………………………………………………….. 23 Consumibles para el Proceso SMAW…………………………………………………………………………..23 Procedimiento en posición vertical, progresión desc . Para elect. Tipo LHD………………….25 Consumibles para el Proceso FCAW…………………………………………………………………………….26 Consumibles para el Proceso GMAW…………………………………………………………………………. 27 Resúmen……………………………………………………………………………………………………………………..28 Electrodos para Soldar Tuberías………………………………………………………………………………….28 Electrodos para tuberías de acero suave………………………………………………………………………28 Electrodos de bajo hidrógeno para soldar tuberías……………………………………………………… 30 Propiedades Mecánicas ……………………………………………………………………………………………… .32 Tuberías en Planta………………………………………………………………………………………………………33 Posición vertical en progresión ascendente………………………………………………………………… ascend ente………………………………………………………………… 33 Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 2

Preparación del extremo del tubo sin anillo de respaldo……………………………………………..33 Preparación del Extremo del Tubo con Anillo de Respaldo …………………………………………33 Combinación de Cordones con E6010, E7010, E8010, E9010 y de Bajo Hidrógeno ……..34 Eje del Tubo Horizontal y Vertical ………………………………………………………………………………. 35 Sin anillos de Respaldo………………………………………………………………………………………………..3 Respaldo………………………………………………………………………………………………..35 5 Con Anillo de Respaldo……………………………………………………………………………………………….3 Respaldo…… ………………………………………………………………………………………….35 5 Pases de relleno……………………………………………………………………………………… relleno………………………………………………………………………………………………………….36 ………………….36 Procedimientos en Posición Vertical Ascendente ………………………………………………………. 36 Horizontal)………………………………………………………………. …………………. 37 Junta Horizontal – (Eje del Tubo Horizontal)…………………………………………… Junta a Tope Horizontal - (Eje del Tubo Vertical) ……………………………………………………..37 Líneas de Tuberías a Campo Traviesa ………………………………………………………………………….38 Calificación de Procedimientos y Operadores ……………………………………………………………..38 Requerimientos Requerimientos del Ensayo de Tracción ……………………………………………………………………….39 Requerimientos Requerimientos de Ensayo de Rotura por Entalla (Nick-Break Test) …………………………….40 Requerimientos Requerimientos del Ensayo de Doblez de Cara de Raíz y de lado ………………………………… 41 Líneas de tuberías a Campo Traviesa Calificación Calificación de Soldadores…………………………………41 Tubos de Aceros al Carbono especificaci ón ASTM………………………………………………………..42 Tubos de Aceros al Carbono y de Baja Aleación espe cificación ASTM…………………………..43 Tubos de Aceros al Carbono y de Baja Aleación especificación ASTM, Cont.…………………44


Introducción Este folleto en una guía para soldar tuberías con el proceso de soldadura por arco con electrodos revestidos (SMAW) y tubos de extremo doble usando soldadura automática. La Lincoln suministra electrodos, fuentes de energía, alimentadores de alambre automático y semiautomático, alambre y fundente para el proceso por arco sumergido (SAW), los cuales son estándares industriales industriales para la construcción de líneas líneas de tuberías alrededor del mundo. El proceso por arco con electrodo tubular y fundente interno (FCAW) esta siendo usado alrededor del mundo para producir soldaduras de líneas de tuberías de alta calidad, confiable, y de bajo costo.

Soldadura en Posición Vertical Descendente vs Vertical Ascendente La soldadura vertical descendente con electrodos celulósicos es normalmente realizada con altas intensidades de corriente y altas velocidades de avance. Los electrodos celulósicos tienen tienen un revestimiento revestimiento delgado que contiene una gran cantidad de de celulosa orgánica (C 6H10O5). Cuando el electrodo se quema, el revestimiento forma una cobertura de gas protectora para el metal fundido. fundido. Debido al material material orgánico y el contenido de humedad de estos electrodos, tienen una fuerza de arco muy vigorosa pero al mismo tiempo el metal de la soldadura se enfría muy rápidamente. Este método de soldadura es rápido y económico, consecuentemente la mayoría de las línea de tuberías a campo traviesa son soldadas con la progresión verticalmente hacia abajo. Las propiedades de resistencia al impacto, las cuales son muy buenas pueden ser presentadas con electrodos celulósicos modernos. La soldadura vertical ascendente con cualquier electrodo celulósico o electrodo de bajo hidrógeno es realizada con corrientes bajas relativamente y bajas velocidades de avance, los cuales producen juntas con cordones grandes, pero relativamente pocos. Con electrodos de bajo hidrógeno en posición vertical ascendente, las soldaduras pueden ser hechas virtualmente libres de escorias atrapadas y porosidades. Estas soldaduras son las más apropiadas apropiadas en presentar requerimientos requerimientos radiográficos estrictos estrictos para alta presión, alta temperatura o tuberías de baja temperatura. Debido al depósito de bajo hidrógeno, estos electrodos tienen una ventaja para tubos de alta resistencia susceptibles a agrietamientos

Líneas de Tuberías a Campo Traviesa Soldadura Vertical Descendente Preparación de la Junta Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 4

La preparación de la junta por lo general usada en líneas de tuberías a campo traviesa esta basada en el Código API-1104. Como se muestra en la figura de abajo, la situación normal es un “pequeño land, pequeño gap ”, el significado de land (cara de la raíz) en la tubería deberá deberá ser esmerilado aproximadamente aproximadamente el espesor espesor de un [1 /16” (1.6 mm) ]. La abertura entre los tubos y el significado de gap (abertura de raíz) deberá ser la misma distancia, si es posible. posible. Se usa un ángulo incluido incluido de 60º.

Limpieza del Extremo de la Tubería El tubo raramente será recibido en una condición apropiada para soldar. Generalmente, existirá cualquier capa de oxido o aceite, o algún revestimiento para prevenir la corrosión. Esto podría incluir pinturas, primer, varnishes, epóxicos, papel alquitrán, o cualquier variedad de substancias orgánicas, todas de las cuales son indeseables para la soldadura. La limpieza es crítica para prevenir los defectos que conducen a las soldaduras rechazadas y reparaciones costosas, así que estos revestimientos deben ser siempre eliminados. Lo siguiente son guías para minimizar los defectos de soldaduras relacionados a la contaminación superficial: La humedad y la condensación siempre deben ser eliminadas antes de soldar. Los extremos del tubo deben estar limpios, tanto el interior como el exterior, al menos 1” (25 mm) más allá del borde del bisel.

Un medio recomendado para la limpieza del tubo es con un esmeril de eje recto para trabajo pesado con una rueda de goma expandida y manga recubierta de carburos. También puede ser efectivo un chorro de arena, así como también un disco de esmerilar abrasivo. Dependiendo del tamaño del tubo, puede ser usada una lima media caña para remover cualquier rebaba creada cuando la cara de la raíz es esmerilada en el extremo del tubo.


Soldadura del Pase de de Raíz (Cordón (Cordón Recto) Antes de empezar a soldar el tubo, deberá ser revisado el procedimiento para asegurar que el electrodo a ser usado es apropiado. Esto incluye el diámetro y la clasificación del electrodo. El consumible de la soldadura deberá ser seleccionado de manera que sea para correctamente compatible (o por encima) de la resistencia del tubo. Cualquier electrodo Fleetweld 5P o Fleetweld Fleetweld 5P+ (E6010) deberá ser usado para cordones rectos y pasadas en caliente cuando la dureza del pase de raíz sea una preocupación, aún si otros consumibles de mayor resistencia van a ser usados para la soldadura de relleno y acabado. Esta raíz “mas blanda” b landa” aumenta la resistencia a ciertos tipos de agrietamientos

de la soldadura. Un número de factores determinará determinará cuantos cuantos soldadores serán necesarios necesarios para soldar el el pase de raíz. En cualquier caso, es mejor tener soldadores: (1) Soldar opuesto uno al otro ó (2) eventualmente separados alrededor del tubo. Esto minimizará la cantidad de distorsión en el tubo y evitará que se cierre o se abra la abertura de la raíz. Si es posible, también es deseable no terminar una soldadura exactamente en la base del tubo (en la posición 6 en punto según el reloj) debido a que el empalme puede ser más difícil. Similarmente, es mejor evitar iniciar la soldadura exactamente en el tope del tubo (en la posición de las 12 en punto punto según el reloj). Como una regla general, para un electrodo de 5/32” [4 mm] de diámetro, el tiempo de soldadura para un electrodo electrodo deberá ser de aproximadamente aproximadamente de 1 minuto y la longitud longitud de soldadura deberá deberá ser aproximadamente la misma como la longitud longitud del electrodo electrodo consumido. Esto produciría una velocidad de avance de aproximadamente 12” por

minutos, pero es extremadamente sensible a la preparación de la junta y condiciones exactas de soldaduras. El pase de raíz es soldado con la técnica de arrastre. La punta del electrodo se mantiene en contacto con ambos bordes de la raíz del tubo y arrastrado alrededor de la circunferencia del tubo, avanzando verticalmente hacia abajo. El electrodo inicialmente deberá ser mantenido más o menos perpendicular al tubo. Si existe existe un un montaje montaje apropiado y es usada una corriente apropiada, un pequeño “Key hole” (Hueco de llave , ver figura abajo) será visto siguiendo detrás del electrodo. Si el Key hole no es observado, significa que la soldadura no esta penetrando a través del lado interno del tubo. Los correctivos para esto serian: Usar corrientes mayores Aplicar más presión en el electrodo con voltajes más bajos y que fluya un arco mas frío (dependiendo del tipo de máquina de soldar). Usar una ángulo de empuje ( aunque esto no es siempre s iempre aconsejable) Usar velocidades de avance menores. Si el Keyhole llega a ser demasiado grande y difícil de controlar, el remedio debería ser: Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 6

Disminuir la intensidad de corriente Avanzar más rápido hasta que el tamaño del keyhole disminuya. Usar más de un ángulo de arrastre mientras se usa velocidades de avance mayor hasta que el keyhole sea más manejable. Aplicar menos presión en el electrodo cuando se forme un keyhole más grande. Disminuir la corriente requerida en la medida que el tamaño del keyhole aumenta. Si el tamaño del hueco es demasiado estrecho, no es inusual empujar tan duro sobre el electrodo que uno de 5/32” (4mm) se puede doblar.

Algunas veces, debido a las condiciones magnéticas el arco tenderá a desviarse a un lado de la junta. Esto se llama Soplo de Arco. Existen dos soluciones para esto mientras se suelda: 1) Poner la presión sobre el electrodo del lado opuesto a la tendencia del arco a desviarse. Esto causará que el revestimiento se queme mas aún, y se iguale la fusión e igualmente el empalme. 2) Mientras continúa la soldadura, dirigir el electrodo en contra de la dirección del soplo del arco. Este es el método menos deseable debido a que puede conducir a defectos de socavación interna.

Fijar la Corriente con Máquinas Soldadoras Lincoln Accionadas por Motor. Las recomendaciones siguientes son basadas en las siguientes suposiciones: La soldadura se realiza en posición vertical descendente (5G o 6G). El pase de raíz se realiza con un electrodo de 5/32” (4 mm) de diámetro.

Se usa un electrodo celulósico (EXX10). El pase de raíz es soldado so ldado con una polaridad inversa (CD+). El pase en caliente se realiza con un electrodo de 5/32” (4 mm) de diámetro.


El pase de relleno se realiza con un electrodo de diámetro mayor de 3/16”

(5 mm). La junta ha sido cuidadosamente preparada para las especificaciones API (car a de la raíz 1/16”, abertura de raíz 1/16” y ángulo incluido 60º). El ensamblaje de la junta raramente será perfecto, así que las siguientes recomendaciones deberán ser usadas SOLAMENTE como un punto de partida. Las destrezas del soldador, las característica de sus maquinas de soldar y las condiciones condiciones de la junta, todas contribuirán a las variaciones de los puntos fijados recomendados. Los parámetros dados en la la pagina 10 son SOLAMENTE deseados como puntos de de partida. Para la soldadura del pase de raíz, el control de la la intensidad de corriente corriente debería ser fijada tan alta como sea necesaria, mientras que el voltaje en circuito abierto (O.C.V) es fijado tan bajo como sea posible, aunque que permita aún que que el arco encienda encienda sin tocar. En la práctica, esto no es obvio mirando el dial de la máquina como llevar a cabo esto. En cada caso listado antes, con el ensamblaje apropiado, la corriente con un electrodo de 5/32”(4 mm) de diámetro estará alrededor de 130 amperios. Desde este punto, la corriente deberá ser cambiada de acuerdo a la destreza y necesidades del soldador individual. En los Estados Unidos, la soldadura del pase de raíz es por lo general hecha con polaridad inversa (CD+). En localizaciones Internacionales a menudo la polaridad directa (CD -) es usada. Con la polaridad negativa el electrodo se funde más rápido que con la polaridad positiva, sin embargo la velocidad de avance debería ser más rápida y la socavación interna y los defectos de los cordones cóncavos son menos probables. La polaridad directa (CD -) también es aconsejable para tubos de pared delgada para prevenir la quemada a través.

Control de fallas del pase de raíz r aíz PARA REDUCIR ESTOS DEFECTOS Huellas de carretas Socavación interna Falta de fusión Agrietamiento Cordones huecos

CAMBIAR ESTAS VARIABLES EN LA DIRECCION MOSTRADA Corriente

Abertura Cara de de raíz raíz disminuir aumentar disminuir

Desalineamiento

Bisel

Polaridad

disminuir

aumentar

disminuir aumentar

disminuir

disminuir

efectos errático CD -

aumentar aumentar disminuir

disminuir

aumentar

CD +

disminuir

disminuir

aumentar

CD -

disminuir

aumentar

CD -

disminuir

efectos disminuir erráticos disminuir aumentar disminuir


Técnicas de Soldadura Soldadura para para el Pases en Caliente Caliente Después que el pase de raíz sea soldado, el cordón de raíz es generalmente muy convexo en el exterior del tubo. El procedimiento normal es esmerilar el pase de raíz para eliminar la convexidad excesiva. Normalmente, la soldadura completa no es esmerilada, más bien solo lo suficiente para evitar las “Huellas de Carreta” (ver figura abajo). Estas son líneas líneas de escorias que se forman de cada lado de la la región convexa convexa al no ser fundidos los bordes del pase de raíz cuando se deposita el segundo pase (pasada en caliente). El propósito de la pasada en caliente es principalmente fundir las “huellas de carreta”.

Idealmente, esto se lleva a cabo dejando la junta libre de socavación y también se lleva a cabo esto rellenando algo algo de la junta. Para hacer esto, se usa normalmente una una alta intensidad de corriente. Se usa normalmente con electrodos celulósicos de 5/32” (4 mm), una intensidad de corriente de 160 – 200, pero usando valores de corrientes

mayores, el electrodo puede sobrecalentarse. También pueden ser usados electrodos de diámetros mayores (3/16”), con intensidades de corriente de alrededor de 180

amperios. Electrodos de diámetros mayores tienen la tendencia a rellenar más que excavar.

Técnicas Para Soldar Pases de Relleno y Acabado El, procedimiento exacto para soldar los pases de relleno y acabado es dependiente de las características del tubo (espesor de la pared, temperatura, y posición), la destreza del soldador, así como también las características de la máquina de soldar. Con electrodos revestidos en el proceso SMAW, la idea es normalmente rellenar la junta tan rápidamente como sea posible. Cuando se suelda verticalmente hacia abajo, pueden ser usadas corrientes mayores que soldando verticalmente hacia arriba, así la velocidad de fusión del electrodo electrodo es mayor mayor y la junta puede ser ser rellenada en menor tiempo. Adicionalmente, la practica usual es usar electrodos de diámetros mayores para los pases de relleno que aquellos aquellos que habían sido usados para los pases de raíz y en caliente [electrodos de 3/16” (5 mm) cuando los electrodos de 5/32” (4mm) fueron usado para pases de raíz y en caliente].


En aplicaciones críticas para servicios de baja temperatura, puede ser necesario para maximizar las propiedades de tenacidad al impacto de una soldadura. En este caso, una técnica es dividir dividir las capas en 2 pases tan pronto pronto como sea posible. El objetivo es es para par a alinear las zonas recalentadas de grano fino a lo largo de la línea central de soldadura, donde las muestras de ensayos son tomadas. Los pases de relleno continuarían hasta que la junta sea rellenada a ras o ligeramente por debajo a ras con el tubo. Si los bordes biselados de la junta son visibles, el pase(s) de acabado pueden ser soldados soldados más fácilmente. El pase de acabado sería soldado con menores intensidades de corrientes que los pases de relleno [tan bajo como 140 amperios con un diámetro de electro do de 3/16” (5 mm).

Fijar la Corriente para Soldar: Pase en Caliente, Pase de Relleno, “Stripper Pass” (Pase Extractor) y Pase de Acabado (Cover Pass) El propósito del pase en caliente caliente es para fundir y sacar a flote las “huellas de carreta”

dejadas después del pase de raíz. La corriente por lo tanto, sería lo suficientemente alta para fundir la escoria, pero no tan alta como para fundir y abrir un hueco a través del pase de raíz. El pase de raíz debería estar completamente limpio antes de soldar el pase en caliente. Esto típicamente se hace con un disco de esmeril, el cual no solo limpia la escoria, sino también aplana el contorno del cordón antes que el pase en caliente sea soldado. Si esta operación de esmerilado no se hace, habrá un mayor chance de que puedan ocurrir escorias atrapadas atrapadas en las huellas huellas de carretas. El pase en caliente debería ser iniciado tan pronto como sea posible después de que el pase de raíz sea terminado, siempre dentro de 5 minutos. La corriente típica para los rangos del pase en caliente desde 160 hasta 200 amperios con cualquier electrodos de 5/32” (4 mm) o 3/162 (5 mm) de diámetro. La velocidad de

avance de la soldadura aumenta con el aumento de la corriente, así como la capacidad para limpiar las huellas de carretas. El riesgo de fundir a través, especialmente en el tope y en la base del tubo también aumenta y la longitud útil del electrodo disminuye. Con altas intensidades de corrientes, el electrodo puede sobrecalentarse y encenderse. En este punto, aún si un recorte largo de electrodo permanece encendido, la soldadura debería detenerse y electrodo debería ser desechado. Con bajas intensidades de corrientes, existe poco riesgo de fundir a través, pero la soldadura progresa más lenta y se debe tener mas cuidado para asegurar que las huellas de carretas sean eliminadas. Para los pases después después del pase pase de raíz, el reóstato en la maquina no se ajusta generalmente. La intensidad de corriente deberá ser ajustada mediante el ajuste del control fino. Típicamente esto se hace con un control remoto. Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 10

Con la máquina de soldar modelo SAE – 400, el regulador de la izquierda (selector de trabajo) debería ser aumentado para hacer el pase en caliente. Usando la Commander 300, el pase en caliente podría ser realizado con el regulador máximo en 230 y el control aumentado de 7 a 8. Loa pases de relleno por lo general se realizan con electrodos de 3/16” (5 mm) de

diámetro. Dependiendo del espesor de la pared, temperatura entre pasadas, etc., la intensidad de corriente podría estar entre 160 y 200 amperios, el cual no requiere cambiar la regulación de la máquina del pase en caliente. Un movimiento ondulado leve de lado a lado debería ser usado cuando se suelda el pase de relleno. Esto permite que el cordón solidifique de manera apropiada con las paredes laterales y ayude a rellenar la ranura. La intensidad de corriente usada en los pases extractores (stripper passes) dependen de cuyos diámetros de electrodos van a ser usados. El propósito de un pase extractor es rellenar la junta a ras. Pueden ser usadas en lugar de altas velocidades de avance, menores intensidades de corrientes. Antes de soldar el pase de acabado, La porciones cóncavas de la soldadura deberían ser soldadas a ras con el pase relleno, comúnmente requerido solamente en las posiciones según el reloj de 2 a 5 en punto. Se pueden usar cualquier diámetro de electrodo de 5/32” (4 mm) ó 3/16” (5 mm).

Los pases de acabado son frecuentemente realizados con intensidades de corrientes menores que los pases de relleno. Con 150 amperios y un electrodo 3/16” (5 mm) de diámetro, es posible depositar un cordón uniforme en todo todo alrededor del tubo.

Prevención del agrietamiento La buena práctica de de la soldadura es esencial para prevenir el agrietamiento agrietamiento de la soldadura, el cual incluye el calentamiento cuando sea necesario. Las técnicas de soldaduras descritas en este manual minimizaran los defectos que pudieran causar el agrietamiento. Depositando el pase en caliente de manera oportuna es provechoso, así como también depositando un pase de raíz tan grande como sea posible. El requerimiento para el precalentamiento varía considerablemente dependiendo del grado del acero del tubo. La tendencia a las grietas aumenta con la resistencia del tubo, espesor del tubo, contenido de carbono y aleación, así como también la disminución de la temperatura ambiente. En la soldadura de tubos de baja resistencia en ambiente caliente, no debe requerirse los requerimientos de precalentamiento, (aunque se recomienda para la eliminación eliminación de la humedad). humedad). En En tubos de pared gruesa y de alta alta resistencia que van a ser ser soldados en ambiente frío pueden requerir requerir precalentamiento Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 11

de hasta 350 ºF (117 ºC). Los requerimientos de precalentamiento específicos pueden ser determinados para cada situación.

Técnicas para Soldar Tubos de Alta Resistencia (X60, X65, X70, y X80). Estas recomendaciones son sugeridas para ayudar a producir soldaduras libres de grietas con un mínimo de defectos en tubos de alta resistencia. Preparación de la junta y alineamiento deben ser cuidadosamente controlado. Las condiciones de desalineamiento deberán ser mantenidas al mínimo. Tubos X80 de pared delgada [de hasta 3/8” (10 mm)] pueden ser soldados con

Shield-Arc 90. Soldaduras Soldaduras de tubos X70 con cualquiera Shield-Arc Shield-Arc 80 o Shield-Arc 70+. Tubos X60 y X65 pueden ser soldados con Fleetweld 5P+, Shield – Arc HYP, Shield – Arc HYP+, Shield – Arc 70+ o Shield – Arc 80. Precalentar el tubo frío hasta al menos 70ºF (21ºC). El grado exacto del precalentamiento depende del acero del tubo. Pero precalentar hasta 350ºF (177ºC) no sería poco razonable para tubos X80. Una abrazadera del ensamblaje interno no debería ser eliminada hasta que el pase de raíz completo sea terminado. Menos defectos serán observados si los reinicios y paradas (en los cráter) son esmerilados, con las paradas desgastadas para un borde biselado. No iniciar las soldaduras del pase de raíz exactamente en la cima del tubo (posición según el reloj a las 12 en punto) o en el extremo opuesto exactamente exactamente en la base (en la posición posición según el reloj a las 6). 6). Detener la soldadura soldadura en la posición según el reloj a las 6 en punto puede contribuir a problemas de quemada a través, de empalmes o rechupes. Cuando se termina un electrodo en el pase de raíz, un rápido retiro (mover el electrodo en forma d e látigo) puede reducir el tamaño del “keyhole” que permanece, haciendo el empalme mas fácil. Desde que se usa comúnmente la polaridad inversa (CD+) mediante operadores de USA para la soldadura del pase de raíz, cambiar a polaridad directa (CD-) cuando ocurre la quemada a través, persisten la socavación socav ación interna y los defectos de los cordones cóncavos. El cambio de polaridad es una variable esencial en el Código API 1104 cuando se requiere una calificación de procedimiento. procedimiento. La excesiva velocidad en cualquier pase de raíz o en caliente causará defectos. Iniciar y completar el pase en caliente inmediatamente después de la culminación del pase de raíz. Si la temperatura del tubo ha caído por debajo de la temperatura entre pasadas prescritas, se debe recalentar la junta completa.


Procedimientos en Posición Vertical Descendente (E6010, E7010, E8010, ó E9010) CD+ Se usan a menudo corrientes de hasta 200 amperios en los pases en caliente y de relleno

Pero causan rotura prematura del revestimiento y perdida grande g rande de colillas.

Usar electrodos de diametro de 1/8” (3.2 mm) para el cordón recto cuando la abertura de raíz sea demasiado pequeña para permitir usar del tamaÑ o de 5/32” (4 mm) o

donde el nivel de silicio causa un Keyhole mayor que el tamaño normal. Pueden ser requeridos los pases de extracción extracción (stripper passes) en la posición de 2 a 5 según el reloj. ESPESOR DE PARED DEL TUBO ¼” 5/16” 3/8” ½”

NÚMERO DE PASE 3 4 5 7

El número de pases puede variar dependiendo del soldador, del diámetro del electrodo y del procedimiento.


Procedimiento de Cordón Recto Alterno en Posición Vertical Descendente (E6010, E7010, E8010 ó E9010) CD -

(1) La soldadura del pase de raíz con diámetro del electrodo de 3/16” (5 mm) requiere más destreza del del soldador. Las tolerancias de la cara cara de raíz y de la abertura de raíz del tubo son más críticas cuando se usa electrodo de diámetro de 3/16” (5 mm) para las aplicaciones del cordón recto. La principal ventaja es el costo de los consumibles para diámetros de 3/16” (5 m m). Su uso no

suministrará ningún aumento significante en la velocidad del arco sobre el diámetro de 5/32” (4 mm).

Líneas de Tuberías a Campo Traviesa Vertical Descendente – Consumo de Electrodo ESPESOR DE PARED 5/16”

3/8”

½”

5/8”

¾”

(1)

ELECTRODOS REQUERIDOS POR JUNTA - LIBRAS Diámetro del Tubo 6”

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48

5/32

3/16

Tot.

5/32

3/16

Tot.

5/32

3/16

Tot.

5/32

3/16

Tot.

5/32

.34 .45 .56 .67 .73 .84 .94 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1

.54 .71 .88 1.0 1.1 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.1 2.3 2.5 2.6 2.8 2.9 3.1 3.3

.88 1.2 1.4 1.7 1.8 2.1 2.4 2.6 3.0 3.3 3.5 3.8 4.1 4.3 4.6 4.8 5.1 5.4

.34 .45 .56 .67 .73 .84 .94 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

.86 1.1 1.4 1.7 1.8 2.1 2.3 2.6 2.9 3.1 3.4 3.7 3.9 4.2 4.4 4.7 5.0 5.2 5.5 5.7 6.0 6.3

1.2 1.6 2.0 2.4 2.5 2.9 3.2 3.7 4.1 4.4 4.8 5.2 5.5 5.9 6.2 6.6 7.0 7.3 7.7 8.0 8.4 8.8

.45 .56 .67 .73 .84 .94 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

2.2 2.7 3.2 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.6 9.1 9.6 10.1 10.6 11.1 11.6 12.1

2.7 3.3 3.9 4.2 4.8 5.4 6.1 6.7 7.3 7.9 8.5 9.1 9.7 10.3 11.0 11.6 12.2 12.8 13.4 14.0 14.6

.73 .84 .94 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

5.7 6.6 7.3 8.1 8.9 9.7 10.5 11.3 12.1 13.0 13.0 14.6 15.4 16.2 17.0 17.8 18.6 19.4

6.4 7.3 8.2 9.2 10.1 11.0 11.9 11.9 12.8 12.8 13.6 13.6 14.7 14.7 15.6 16.5 17.4 18.3 19.2 20.1 21.0 21.9

.73 .84 .94 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

3/16

Tot.

8.3 9.4 10.6 11.8 13.0 14.2 15.3 16.5 17.7 18.9 20.1 21.3 22.4 23.6 24.8 26.0 27.2 28.3

9.0 10.2 11.5 12.9 14.2 15.5 16.7 18.0 19.3 20.6 21.9 23.2 24.4 25.7 27.0 28.3 29.6 30.8


(1)

“Las figuras de electrodos requeridos” en la la tabla incluyen colillas de cuatro

pulgadas de longitud. Estas figuras variarán con las prácticas prácticas de diferentes pérdidas de colillas. Las cantidades requeridas para el diámetro de 5/32” variarán basadas en las velocidades

de avance del pase de raíz y pase en caliente. Las bajas velocidades de avance pueden incrementar estas cantidades cantidades por hasta un 50%. 50%.

Procedimientos de Soldaduras de Tubos de Pared Delgada Posición Vertical Descendente Descendente en Juntas a Tope CD +

Se recomienda Fleetweld 5P+ (E6010). Sin embargo, el Fleetweld 5P (E6010), Shield-Arc 85 (E7010-A1) o Shield Arc HYP+ (E7010-G) pueden ser usados, suministrando el mismo diámetro que se usa.

En algunos casos los electrodos de 5/32” (4 mm) de diámetro pueden ser usados para el primer pase en materi al de ¼” de espesor, aunque se recomienda 1/8” (3 mm). Para la soldadura del pase de raíz, ver el procedimiento de soldadura vertical descendente descendente alterno pagina 14.


ESPESOR DE PARED Diámetro nom. del tubo

1/8”

3/16”

¼”

(1)

ELECTRODOS REQUERIDOS POR JUNTA – LIBRAS

4”

4-1/2” 6”

6-5/8” 8 8-5/8 10 10-3/4 12-3/4 14 16 20 24 28 32 36

3/32 .071 .080 .106 .118 .142 .153 .178 .191 .223 .248 .284 .355 -----

1/8 .092 .102 .138 .152 .184 .198 .230 .247 .289 .323 .369 .461 -----

Total .163 .182 .244 .270 .326 .351 .408 .438 .512 .571 .653 .816 -----

1/8 .196 .221 .294 .325 .392 .422 .490 .526 .615 .686 .784 .980 1.177 1.372 1.568 1.764

5/32 .146 .164 .219 .242 .292 .314 .365 .392 .458 .520 .593 .741 .890 1.040 1.186 1.338

Total .342 .385 .513 .567 .684 .736 .855 .918 1.073 1.206 1.377 1.721 2.067 2.412 2.754 3.102

1/8 .232 .261 .348 .384 .464 .500 .581 .623 .727 .812 .929 1.161 1.393 1.624 1.858 2.089

5/32 .177 .199 .268 .293 .354 .382 .442 .475 .552 .615 .703 .879 1.062 1.230 1.406 1.582

(1)

Incluye colillas de cuatro pulgadas de longitud. Estas figuras variarán con las prácticas de diferentes pérdidas de colillas. Las cantidades cantidades requeridas requeridas para electrodos de diámetros menores pueden variar hasta en un 50%. Basadas en tamaños tamaños y velocidades de avance del pase de raíz. Los pases de acabado mas gruesos aumentarán los requerimientos requerimientos del electrodo electrodo total total por hasta de un 50%.

Consumo de Electrodos de Juntas Tipo Campana y Espiga. Vertical Descendente Use una progresión recta o técnica de latigazo corto. Esta última es mejor para ensamblajes pobres pobres y también para controlar el el charco en la posición de 5 a 7 según el reloj. Use un pase. Si las porciones de soldaduras son poco profundas aplicar un segundo pase.


Total .409 .460 .616 .677 .818 .882 1.023 1.098 1.279 1.427 1.632 2.040 2.455 2.854 3.264 3.671

ESPESOR DE PARED

ELECTRODO REQUERIDO POR JUNTA, (Libs.) DIÁMETRO DEL TUBO

CALIBRE 14 13 12 --10

DECIMAL

FRACCIÓN

4”

0.075” 0.090” 0.105” 0.125”

5/64” 3/32” 7/64” 1/8” 9/64”

0.041 0.053 0.078 0.095 0.100

0.135·

ESPESOR DE PARED

Nº DE PASES

5/64” 3/32” 7/64” 1/8” 9/64”

1 1 1 1 1

4-1/2” 0.046 0.059 0.088 0.107 0.113

ELECTRODO Y DIÁMETRO Fleetweld 5P+, 1 /8” Fleetweld 5P+,1/8 Fleetweld 5P+, 5/32” Fleetweld 5P+, 5/32” Fleetweld 5P+, 5/32”

6”

0.062 0.078 0.114 0.142 0.150

6-3/8” 0.068 0.088 0.129 0.157 0.166

RANGO DE CORRIENTE CD+ 80-100 80-100 120 - 130 120 - 130 130 - 140

Extremo Doble El extremo doble es la soldadura por arco sumergido (SAW) automática de dos longitudes de tubos tubos en una longitud mayor. Es práctico donde el terreno permite el recorrido de las estaciones de la soldadura automática y las longitudes dobles del tubo. Los métodos de soldadura automática sueldan sueldan juntas más rápido de lo posible posible que con el proceso de electrodos revestidos. Pero reduce los costos de soldadura, pero, más importante, aumenta los miles de tubos que pueden estar instalados cada día. El doble extremo también incrementa la velocidad de tendido de la tubería debido a que el proceso por arco sumergido hace consistentemente las soldaduras de alta resistencia de calidad a prueba de radiografía. Son requeridos pocos recortes.

A lo Largo del Derecho de Paso El doble extremo a lo largo del derecho de paso utiliza estaciones de soldaduras automáticas portátiles las cuales son movidas frecuentemente en la medida que la línea progresa. Elimina la necesidad de transportar dobles longitudes de tuberías a largas distancias. Soldadura del pase de raíz con electrodos revestidos o procesos semi-automáticos y la usual abrazadera de alineación interna. Para evitar el agrietamiento, el cordón recto debería tener un mínimo de 3/16” (5 mm) de garganta e, idealmente, el primer condón

automático debería ser iniciado inmediatamente después de la culminación del cordón Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 17

recto. Los otros cordones son soldados mediante el giro del tubo por debajo de un cabezal de soldadura automática.

Extremo Doble Estacionario Las máquinas soldadoras automáticas de extremo doble estacionario trabajan en puntos distribuidos de la tubería. La sección del del tubo de doble longitud es transportada hacia el tendido de la tubería. Cuando es conveniente, las máquinas soldadoras automáticas son trasladadas a la estación de distribución del próximo tubo. tubo. Se usa tanto el equipo de la estación dos y tres. Con el equipo de la estación tres, solamente se suelda el primer pase en la primera estación. Los otros cordones externos son soldados en la segunda estación. Con el equipo de la estación dos, Todos los cordones externos son soldados en la primera estación. El cordón interno es siempre soldado al final de la estación.

Nota:

La compañía Lincoln Electric recomienda firmemente que para elementos soldados deseados para gas agrio, crudo agrio, u otras aplicaciones aplicaciones de servicios servicios críticos que el cliente verifica verifica tanto el nivel de dureza y variación de la dureza de la soldadura, soldadura, zona afectada por el calor, y plancha base están dentro de los los límites aceptables.

Selección del Fundente y del Electrodo Debido a las características de alta dilución de este tipo de soldadura, las propiedades mecánicas de la soldadura soldadura son altamente altamente dependientes dependientes de la química del tubo. Todos los materiales y procedimientos procedimientos de soldadura deberán ser probados probados en el acero del tubo real bajo condiciones condiciones de campo para determinar determinar la utilidad. El fundente neutro, neutro, Flux 860 (F6A2) es el fundente más recomendado, recomendado, dependiendo de los requerimientos del trabajo y condiciones de soldadura. El fundente Flux882 (F7A6) puede ser usado en algunos tubos con menores contenidos de carbono.

Electrodos El electrodo L-60 es la selección más popular con el fundente fundente Flux860 Flux860 (F6A2) es, o sea combinación Flux 860 /L-60 (F6A2-EL12). La dureza más baja, preferido para tubos que transportan gas agrio o crudo agrio. El electrodo L-61, dureza intermedia, apariencia del cordón mejorada mejorada por encima del L-60. El electrodo L-50, el de mayor dureza de los electrodos de acero suave. Apariencia del cordón mejorada por encima del L-61. Resistencia al impacto mejorada vs. L-60 a -20ºF (29ºC) en tubos de 3/4” (19 mm) de espesor de p ared o mayor.


El electrodo LA-75, similar al L-50 en cuanto a dureza. La mejor apariencia. La resistencia al impacto mas alta a -50ºF (- 45ºC) en espesores de aproximadamente ¾” (19 mm) ó mayor. Los depósitos contienen contienen aproximadamente aproximadamente el 1% de Níquel. Níquel. La combinación combinación Flux 860 860 /L-60 (F6A2-EL12) presentará presentará los requerimientos de de fluencia fluencia mínima y producirá baja dureza y buena buena resistencia al impacto a -20ºF (-29ºC) (-29ºC) en tubos de aceros X42 hasta X60. La combinación Flux 860 /L-60 (F6A2-EL12) también presentará los requerimientos de fluencia mínima y produce baja dureza y buena resistencia al impacto en la mayoría de los tubos de acero X65 y algunos X70, dependiendo de la química del material base, espesor de pared y procedimientos. pr ocedimientos. Si la resistencia resistencia es demasiado baja con L-60, puede ser necesario usar L-61 ó L-50. En algunos tipos de aceros, L-61(EM12K) ó L-50 (EM13K) con Fundente Flux860 (F7A2), puede ser requerido requerimientos de resistencia al impacto mínimo. La matriz de dureza de la soldadura soldadura y resistencia a la tracción tracción deberá ser mayor con L-61(EM12K) o L-50 (EM13K) que con L-60 (EL12). Con procedimientos de extremo doble por arco simple, el L-70 (EA1-A2) no producirá resistencias al impacto impacto mayores que L-60(EL12) L-60(EL12) y resultará en una dureza de la matriz de soldadura mayor. Debido a las grandes variaciones posibles en la química de la soldadura, todos los consumibles deberán deberán ser probados en los aceros aceros de tubos actuales actuales para verificar aquellos requerimientos que serán cumplidos.

Aceros de Tuberías API La siguiente información es una revisión parcial de la 38va edición (Mayo 1990) de la especificación API 5L. Para los detalles específicos específicos más recientes, obtener obtener una copia de la estándar API 5L.

Definiciones El acero mas común usado en tuberías de líneas a campo traviesa para combustible y gas es la serie API-5LX. Significa S ignifica que estas designaciones de tuberías es como sigue: 5L: Especificación para tuberías de líneas. X: Designación del grado para tuberías de líneas de alta resistencia. Los dos números siguientes a la “X” son los dos primeros dos dígitos de la resistencia

mínima a la fluencia. Por ejemplo X-60 tiene una resistencia mínima a la fluencia de 60.000 psi (414 MPa)

Contenido de Carbono y Manganeso Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 19

Cuando el contenido de carbono y manganeso en la tubería es próximo al máximo permitido por las especificaciones, es difícil la soldadura sin agrietamientos, particularmente en ambientes fríos. Por la tanto, el tubo es comúnmente hecho usando aceros de contenido de carbono carbono y manganeso menor. Las altas propiedades propiedades mecánicas son obtenidas mediante la expansión en frío del tubo. Cuando el análisis del tubo esta próximo al máximo, siguen las técnicas bajo “Prevención de grietas” en la pág. 10.

Requerimientos Químicos para el Análisis Térmico Procesos de manufactura: Horno Eléctrico, Chimenea abierta, Oxigeno básico, o Bessemer- básico desoxidado muerto. Soldado

Grado Gr ado

Max. % de Max. % de Max. % de Max. % de Carbono Manganeso Fósforo Azufre

NoX-42 expandido

0.28

1.25

0.04

0.05

NoX-46, X-52 expandido

0.30

1.35

0.04

0.05

FrioX-42, X-46, X- 0.28 expandido 52

1.25

0.04

0.05

NoX-56(1), X-60(1) 0.26 1.35 0.04 0.05 expandido ó FrioX-65(1) 2.26 1.40 0.04 0.05 (1) expandido X-70 0.23 1.60 0.04 0.05 X-80 0.18 1.80 0.03 0.018 (1) También puede contener pequeñas cantidades de: Niobio, Titanio y Vanadio.

Tubo con Alto Contenido de Silicio Porosidad del tipo picadura (pinhole) (pinhole) algunas veces puede ser encontrado encontrado cuando se suelda tubos 5LX que contienen contienen alto porcentaje de de silicio (hasta (hasta el 0.35%). 0.35%). Usar corrientes en el extremo mas bajo del rango de corriente o electrodos de diámetros menores para minimizar este problema.

Tubos X56, X60, X65, X70, y X80 Dado que estos aceros del tubo tienen un análisis diferente ver nota de pie especificada (1), arriba, y no existe límite superior en la resistencia, el tubo con una resistencia a la tracción de 100.000 psi (689 MPa), algunas veces llega a estar en el trabajo. Realizar Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 20

soldaduras libres de grietas en este acero requiere de atención cuidadosa para las “técnicas para Soldar tubos de Alta Resistencia” discutidas en la página 12. El control de la temperatura de precalentamiento y entre pasadas son recomendados para controlar las propiedades mecánicas óptimas, resistencia a las grietas y durezas. Esto es de particular importancia en soldaduras de pases múltiples y planchas gruesas. Las condiciones del trabajo, Códigos predominantes, altas restricciones, nivel de aleación y otras consideraciones consideraciones también también pueden requerir control de precalentamiento precalentamiento y temperatura entre pasadas.

Nota:

La compañía Lincoln Electric recomienda firmemente que para elementos soldados deseados para gas agrio, crudo agrio, u otras aplicaciones aplicaciones de servicios críticos que el cliente verifica verifica tanto el nivel de dureza y variación de la dureza de la soldadura, soldadura, zona afectada por el calor, y plancha base están dentro de los los límites aceptables. GRADOS DE TUBO - FLUENCIA MÍNIMA – TENSIÓN MÍNIMA Grado del tubo Fluencia Mínima Tensión Mínima Psi MPa Psi MPa X42 42.000 290 60.000 414

(2)

X46

46.000

317

63.000

434

X52

52.000

358

66.000

455

X56

56.000

386

71.000

489

X60

60.000

414

75.000

517

X65

65.000

448

77.000

531

X70

70.000

483

82.000

565

X80

80.000

552

90.000(2)

620

120.000 Máximo.

Consumibles para la Soldadura de Tuberías Actualmente, existen cuatro categorías de consumibles disponibles para soldar tubos de diversos niveles de resistencias. SMAW: Soldadura por Arco con Electrodos Revestidos (Shielded Metal Arc Welding):  Electrodos Celulósicos  Electrodos de bajo hidrógeno, vertical ascendente  Electrodos de bajo hidrógeno, vertical descendente FCAW: Soldadura por Arco con Electrodo Tubular y Fundente Interno (Flux Cored Arc Welding): Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 21

Electrodos Auto-protegido (Innershield)  Electrodos protegidos por gas (Outershield) GMAW: Soldadura por Arco con Electrodo Contínuo (alambre), desnudo y protección de gas (Gas Metal Arc Welding):  Electrodos alambre sólido  Soldadura de pase de raíz con suministro de energía con modo transferencia de tensión superficial STT (Surface Tensión Transfer) 

SAW: Soldadura por Arco Sumergido (Submerged Arc Welding)  Electrodos de alambre sólido con fundente para doble extremo Para cualquier grado de tubo, existen posibilidades para ambos procesos y consumibles que se van a usar. La tabla de abajo muestra diversas selecciones de electrodos para diferentes resistencias de de soldaduras. Estos son para pases de relleno y acabado. Comúnmente los electrodos de menor resistencia son usados para los pases de raíz y en caliente. Electrodos Fleetweld 5P (E6010) Fleetweld 5P+ (E6010 Shield-Arc HYP (E7010-G) Shield-Arc HYP+(E7010 P1) Shield-Arc 85 (E7010-A1) Shield-Arc 70+(E8010-G) Shield-Arc 80(E8010-G) Shield-Arc 90(E8010-G) Lincoln 16P (E7016) Lincoln 18P (E8018-G) Lincoln LH D-80 (E8018-G) Lincoln LH D-90(E9018-G) Lincoln LH D-100 (E10018-G) NR-207, 207-H NR-208-H SuperArc- L-50 SuperArc- L-56 SuperArc- LA-75 SuperArc- LA-90 SuperArc- LA-100

X52 y Menores √ √ √ √ √

√

√ √ √

X56 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √

X60

√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √

X65

√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √

X70

√ √ √ √ √ √ √ √ √

√ √ √

X80

√ √ √ √ √

√ √


Consumibles para Tubos de Alta Resistencia Los requerimientos mecánicos del tubo X80 son un are resistencia a la fluencia de al menos 80.000 psi (551 MPa), resistencia a la tracción ultima mínima de 90.000 psi (620 MPa), y una resistencia a la tracción ultima máxima de 120 psi (827 MPa). Los requerimientos de propiedades mecánicas de la soldadura no están claramente claramente definidos. El API-1104 requiere que cuando sean ensayadas, con un ensayo de tracción transversal, cualquiera de los dos casos: (1) El metal de soldadura excede la resistencia a la tracción mínima especificada del tubo ( con el refuerzo del pase de raíz y del pase de acabado intacto), ó (2) El material del tubo rompe primero. Debido a que el refuerzo es dejado intacto, el metal de soldadura no necesariamente requiere ser más fuerte que el tubo. Un nivel de ductilidad en el metal de soldadura es requerido para aprobar un ensayo de doblez guiado, pero no existe requerimientos explícitos explícitos para el ensayo de tracción. Grado del tubo

Resistencia a fluencia mínima

la Resistencia a tracción mínima

la Resistencia última a la tracción máxima

Psi

MPa

Psi

MPa

Psi

MPa

X42 X46

42.000 46.000

289 317

60.000 63.000

413 434

-----

-----

X52 X56

52.000 56.000

358 386

66.000 71.000

455 489

-----

-----

X60 X65

60.000 65.000

413 448

75.000 77.000

517 530

-----

-----

X70 X80

70.000 80.000

482 551

82.000 90.000

565 620

120.000

827

Consumibles Lincoln para Tubos X80, Proceso Pr oceso SMAW La siguiente es una lista, mediante mediante el proceso, de electrodos Lincoln el cual presentará presentará los requerimientos de resistencias para tubos X80. Para un pase de raíz convencional, con electrodo de bajo hidrógeno básico en progresión vertical ascendente, se recomienda el electrodo Lincoln 16P. Los subsidiarios europeos también tienen el Conarc 49C y Kryo 1 para soldar el pase de raíz. Ninguno de estos presenta los requerimientos r equerimientos de resistencias para un tubo de X80. Dependiendo D ependiendo del procedimiento, los electrodos del pase de raíz de compatibilidad inferior Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 23

(undermatched) son usados para tomar la ventaja de la ductilidad mayor (generalmente). Los electrodos de compatibilidad superior (overmatched) son usados para los pases de relleno y acabado.

Electrodo Lincoln 16P Resistencia a la fluencia: Resistencia a la tracción: Alargamiento: Dureza: (Rb): CVN a -20ºF (-29ºC): CVN a -50ºF (-45ºC):

71.200 psi (491 MPa) 90.900 psi. (627MPa) 22% 88 48 pies.libs. (65 Joules) 36 pies.libs. (49 Joules)

Los pases de relleno y acabado pueden ser soldados en posición vertical, progresión ascendente con electrodos Lincoln 18P que cumplen con los requerimientos requerimientos de resistencias. El electrodo Jet-LH 8018-C3 MR generalmente presenta los criterios especificados, sin embargo, el contenido de Níquel es aproximadamente 1%, y puede exceder el límite a menudo impuesto para servicio agrio.

Electrodo Lincoln 18P Resistencia a la fluencia: Resistencia a la tracción: Alargamiento: CVN a -20ºF (-29ºC): CVN a -50ºF (-45ºC):

88.700 psi (611 MPa) 99.000 psi. (682MPa) 28% 83 pies.libs. (112 Joules) 57 pies.libs. (77 Joules)

La soldadura en posición vertical, progresión descendente de tubos X80 puede ser hecha con electrodo Lincoln LH-D90, el cual presenta la clasificación del electrodo E9018-G. Alguna información tomada de la soldadura en posición vertical, progresión descendente realizada en tubos tubos aplanados X80.

Electrodo Lincoln LH-D90 Resistencia a la fluencia: Resistencia a la tracción: Alargamiento: CVN a -50ºF (-45ºC):

87.800 psi (605 MPa) 97.000 psi. (669MPa) 26% 62 pies.libs. (84 Joules)

Electrodo Lincoln LH-D100 Resistencia a la fluencia:

87.000 psi (600 MPa)


Resistencia a la tracción: Alargamiento: CVN a -50ºF (-45ºC):

98.500 psi. (679MPa) 24% 62 pies.libs. (84 Joules)

Procedimientos en Posición Vertical, Progresión Progresi ón Descendente para Electrodos del Tipo LHD Para evitar la porosidad al iniciar la soldadura, el ángulo del electrodo debe ser mantenido perpendicular al tubo cuando se enciende el arco. El electrodo debería ser golpeado suavemente contra el tubo en el extremo de atrás (base) del cráter y mantenerlo cerca del tubo. Mantener el electrodo en la misma posición con el arco muy corto. Cuando el arco se establezca, avance el electrodo. Deberá mantenerse un arco corto (1/8”), en vez de arrastrar el electrodo. Cuando el electrodo es arrastrado, resultará en un cordón convexo, especialmente en la mitad de la base del tubo. Con un arco corto, el cordón será más aplanado. Este electrodo no es recomendado para soldar el pase de raíz. El electrodo no penetra lo suficientemente para proveer aún un pequeño grado de desalineamiento (condición de high/low). Cuando se usa una preparación de la junta con un ángulo incluido de 60º, la secuencia de soldadura normal incluiría dos pases con electrodo de 1/8” (3.2 mm) de diámet ro. Después de eso, uno o dos capas con movimiento ondulado debería ser realizadas con un electrodo de 5/32” (4 mm) de diámetro. Un procedimiento ondulado separado normalmente seria usado después de eso. Las corrientes aproximadas para este electrodo son 140 amperios para electrodos de 1/8”(3.2 mm) de diámetro, 170 amperios para un electrodo de 5/32” (4 mm) de diámetro, y 190 amperios para un electrodo de 3/16” (5 mm) de diámetro. Independientemente de lo que la fijación de la corriente recomendada podría ser, el electrodo trabaja mejor cuando usa la corriente más alta posible sin sobrecalentarlo. Cuando se usa la corriente optima, el electrodo inmediatamente brilla con color naranja después de detener el arco, pero no se sobrecalienta o se daña cuando permanece a una colilla de 3”

Un ángulo de arrastre es normalmente usado mientras se suelda verticalmente hacia abajo. Este ángulo puede ser de 30º en la posición 3 según el reloj de las, aunque el ángulo del electrodo exacto dependerá de la corriente usada y la capacidad del tubo a enfriar el charco de soldadura.


En la base de un tubo, el ángulo del electrodo tendería a inclinarse perpendicular hacia el tubo, y después de la posición posición 5 según el reloj, se puede usar un ángulo de empuje empuje leve. Con un ángulo de empuje en la base, la tendencia de formas de cordón convexos puede ser superada. Con un ángulo de empuje de 10º y un pequeño movimiento ondulado tipo “herradura”, es posible posible mantener un perfil de cordón aplanado.

Una cantidad limitada de movimientos de vaivén pueden ser usados con electrodos del tipo LHD. Con tal que las condiciones de precalentamiento, temperatura entre pasadas, y espesor de pared lo permitan, un movimiento movimiento de de vaivén de hasta un diámetro diámetro de electrodo puede ser usado razonablemente. Un movimiento de vaivén mas ancho que un diámetro del electrodo electrodo puede conducir a las incrustaciones de escorias. La Lincoln Electric tiene tiene un electrodo celulósico en cual presenta presenta los requerimientos de niveles de resistencias del tubo X80. Aunque los electrodos celulósicos no son considerados generalmente para este nivel de resistencia, los tubos de pared delgada que han sido soldados con este problema sin problemas. El electrodo Shield-Arc 90 tiene una clasificación AWS E9010-G, el cual tiene consigo el requerimiento requerimiento de una resistencia a la fluencia mínima de 78.000 psi (538 MPa) y una resistencia a la tracción mínima de 90.000 psi (620 MPa). El resultado resultado típico AWS AWS resulta para el electrodo Shield-Arc Shield-Arc 90 lista la siguiente información para el diámetro 3/16” (5 mm).

Electrodo Shield-Arc 90 Resistencia a la fluencia: Resistencia a la tracción: Alargamiento: CVN a -20ºF(-29ºC): CVN a -50ºF (-45ºC):

84.000 psi (580 MPa) 94.400 psi. (679 MPa) 26% 72 pies.libs. (97 joules) 46 pies.libs. (62 Joules)

Consumibles FCAW (Auto protegido) El electrodo Innershield NR- 208-H fue rediseñado recientemente para que cumpliera con los requerimientos requerimientos de resistencias del tubo X80. X80. Los resultados típicos arrojaron las siguientes propiedades:

Electrodo Innershield NR-208-H Resistencia a la fluencia: Resistencia a la tracción: Alargamiento:

81.070 psi (559 MPa) 94.100 psi. (650 MPa) 27%


CVN a -20ºF(-29ºC): CVN a -50ºF (-45ºC):

53 pies.libs. (72 joules) 52 pies.libs. (70 Joules)

El electrodo NR-208-H típicamente tiene un contenido de Níquel de aproximadamente 0.85%. La resistencia resistencia a la fluencia del NR-208-H puede alcanzar tan alto como 100.000 psi (684 MPa).

Consumibles FCAW – Protegido con Gas Un electrodo tubular con fundente interno, protegido con gas, el cual podría ser concebible usar para soldar un tubo X80 sería el electrodo 91k2-H protegido con gas externamente. Las propiedades típicas de la plancha AWS.

Electrodo 91K2-H con Protección de Gas Externa Resistencia a la fluencia: Resistencia a la tracción: Alargamiento: CVN a -60ºF (-51ºC):

88.400 psi (609 MPa) 95.500 psi. (658 MPa) 27% 60 pies.libs. (81 Joules)

Mezcla de gas de 75% de Argón/25% de CO 2 fue usada.

Consumibles Proceso GMAW Existen dos posibilidades en la línea de productos Lincoln Electric de presentar los requerimientos de niveles de resistencias con el electrodo GMAW. El electrodo LA-100 es un ER100S-G cuyas propiedades típicas en una plancha AWS que usa gas de protección de 98% de Argón/2% oxigeno oxigeno son como sigue:

LA-90 (ER80S-D2) Resistencia a la fluencia: Resistencia a la tracción: Alargamiento: Dureza: (Rb): CVN a -60ºF (-51ºC):

83.000 psi (572 MPa) 95.000 psi. (655MPa) 27% 93 102 pies.libs. (138 Joules)

El contenido de manganeso del metal depositado esta sobre el 1%, y el de Níquel esta en el rango del 1.9%. La otra posibilidad de conocer el requerimiento de resistencia sería el LA-90, un electrodo ER80S-D2 y el ER90S-D2. Dependiendo del gas de protección usado, el Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 27

diámetro del alambre, y el procedimiento normal, este electrodo presentaría los requerimientos de resistencias. Las propiedades típicas para este producto, tomadas de una plancha de ensayo soldada con un electrodo de 1/16” (1.6 mm) de diámetro con gas de protección de 95% de Argón y 5% oxigeno, son como com o sigue:

LA-100 (MIL-100S.1) Resistencia a la fluencia: Resistencia a la tracción: Alargamiento: Dureza: (Rb): CVN a -60ºF (-51ºC):

108.000 psi (744 MPa) 116.000 psi. (800 MPa) 21% 101 110 pies.libs. (149 Joules)

Para la soldadura del pase de raíz, cualquiera cualquiera de estos electrodos pudiera ser soldado con suministro de energía de modo de transferencia transferencia por tensión superficial STT. Ya que este suministro de energía es usado solamente par a el pase de raíz, ninguna información de la propiedad mecánica esta disponible. Un gas de protección de CO 2 para este proceso es estándar para baja salpicadura y bajo calor.

Resumen Muchas alternativas alternativas son disponibles para para soldar el el tubo X80, dependiendo de los requerimientos exactos exactos para un proyecto; Los niveles niveles de hidrógeno, requerimientos requerimientos de la composición (en particular Níquel), dureza, nivel de automatización requerida, disponibilidad de la maquinaria, grado súper compatible, y cualquier número de otros factores pueden determinar determinar la conveniencia conveniencia de un producto sobre otro.

Electrodos para Soldar Tuberías Tuberías Electrodos para Tubos de Acero Suave S uave Fleetweld 5P (E6010) Electrodo básico de fuera de posición. Usado para soldar tubos de acero suave ASTM y X42 hasta X52. La mejor selección para tubos pintado, oxidado y sucio.

Fleetweld 5P+ (E6010)


Similar al Fleetweld 5P, con ventajas adicionales de encendido encendido rápido, fácil remoción de escorias apariencia final final mejorada. Recomendado para la soldadura de tubos X42 hasta X52 en todas las posiciones.

Shield-Arc 85 (E7010-A1) Usados para aceros de tubos con ½ Molibdeno y tubos de grados X42 hasta X56. Estos electrodos pueden soldar soldar en posición vertical ascendente ascendente o vertical descendente.

Shield-Arc HYP+ (E7010-P1) Diseñado para suministrar características de soldadura mejorada para soldadura de pase de raíz en posición vertical descendente, descendente, pase en caliente o pase de acabado de tubos de alta alta resistencia, tubos API 5L, grados X52 hasta X65.

Shield-Arc HYP+ (E7010-G) Específicamente hecho para soldar todos los pases en posición vertical descendente en tubos 5L o 5LX, grados X52 hasta X65. Características de fácil operación, huellas de carretas y cavidades mínimas y casi ninguna tendencia de huecos en pases de relleno y acabado.

Shield-Arc 70+ (E8010-G) Muy buen electrodo electrodo para pases de raíz, en caliente, relleno relleno y acabado. Principalmente para posición vertical, progresión descendente, pero también puede ser usado para la posición vertical progresión ascendente. Excelente baño de fusión en el pase de acabado, arco concentrado estable.

Shield-Arc 80 (E8010-G) De características y apariencia de cordón similar similar de la soldadura con el electrodo electrodo Shield-Arc 70+ (E8010-G), con propiedades de resistencia al impacto a bajas temperaturas mucho mejores. Excelente capacidad de amontonamiento, permitiendo menores velocidades de avance a altas intensidades de corrientes, permitiendo así relleno de juntas más rápidas

Shield-Arc 90 (E8010-G) Específicamente diseñado para soldar tubos X80. Similar al Shield-Arc 80 con may or


Resistencia. Puede ser usado para pases de raíz y en caliente, y para pases de relleno y acabado en tubos de hasta 3/8” (9.5 mm). Con apropiadas precauciones, los tubos de pared mas gruesas también pueden ser soldados sin agrietamientos.

Electrodo de Bajo Hidrógeno para Soldar Tuberías Lincoln 16P (E7016) Específicamente diseñado para soldaduras de tubos en posición vertical, progresión ascendente. El revestimiento delgado del tamaño de 3/32” (2 .4 mm) permite su uso para soldaduras de pases de raíz. Puede ser usados en grados desde X52 hasta X65. A causa de su única característica de quemarse completamente, es recomendado para soldar juntas con aberturas.

Lincoln 18P (E8018G) Son electrodos de bajo hidrógeno diseñados principalmente para soldadura de pases de relleno y acabado en posición vertical, progresión ascendente de líneas de tuberías de alta resistencia, hasta incluyendo el grado X80. X 80.

LH-D80, LH-D90 & LH-D100 (E8018-G, E9018-G & E10018-G) Estos electrodos de bajo hidrógeno son diseñados para soldadura en posición vertical, progresión descendente descendente en tubos de de alta resistencia e incluyendo hasta el grado X80. Tienen significativamente mayores velocidades velocidades de deposición que los electrodos celulósicos en progresión descendente.

Jet-LH 8018-C3 MR (E8018-C3) Produce un depósito de 1% de Níquel Níquel para soldar tubos tubos aleados de baja baja temperaturas temperaturas que requieren buena disminución de resistencia resistencia al impacto a -60ºF (51ºC).

Jet-LH 8018-C1 MR (E8018-C1) Capaz de producir producir un depósito depósito de 2-1/4% de Níquel con tenacidad al impacto de 20 libras-pies a -75ºF(-59ºC) para soldadura de tubos para amonio líquido, propano y otros gases.

Jetweld LH-90 MR (E8018-B2)


Produce un depósito de 1.1/4”% de Cr, ½% Mo, comúnmente requerido para altas

temperaturas, en tubos a altas presiones.

Jetweld LH-100M1 MR (MIL-10018-M1) Los niveles de resistencia a la fluencia de 82-110.000 82- 110.000 psi (565-758 MPa). Excelente disminución en la tenacidad al impacto a -60ºF (-51ºC).

Jetweld LH-110M MR (E11018-M) Los niveles de resistencia a la tracción de 110-128.000psi (758-882 MPa)

Jet-LH 8018-B2 MR (E8018-B2) Capaz de producir un depósito 1-1/4% de Cr, y 1% de Mo cuando las temperaturas de diseño exceden 850ºF (454ºC).

Jet-LH 9018-B3 MR (E9018-B3) Capaz de producir un depósito de 2-1/4% de Cr, 1% de Mo cuando la temperatura de diseño excede 850ºF (454ºC).


Propiedades Mecánicas Soldadas y Ensayadas en Concordancia Concordancia con las Especificac E specificaciones iones Apropiadas AWS, MIL. Electrodo

Clasificació n AWS

ASI SOLDADO Resistencia a la Tracción fluencia psi

(MPa)

Resistencia a la psi

(MPa)

% de alargamiento

Resist. Psi

Alivio de tensiones @ 1150 ºF (621ºC) a la tracción (MPa)

Resist. a la fluencia Psi (MPa)

% de Alargamiemto

Fleetweld 5P

E6010

60-76.000

(414-524)

48-65.000

(331-448)

22-33

60-69000

(414-476)

48-61.000

(331-421)

28-36

Fleetweld 5P +

E6010

60-86.000

(414-593)

48-76.000

(331-524)

22-33

67-78000

(461-538)

51-67.000

(351-461)

30-34

Shield-Arc 85

E7010-A1

70-78.000

(443-538)

57-71.000

(393-489)

22-30

70-84000

(483-579)

57-74.000

(393-512)

22-30

Shield-Arc HYP

E7010-G

70-86.000

(483-593)

60-74.000

(414-512)

22-30

80-82000

(552-565)

72-76.000

(496-524)

24-27

Shield-Arc HYP +

E7010-P1

77-86.000

(531-593)

63-41.000

(439-482)

Shield-Arc 80

E8010-G

80-94.000

(552-648)

67-83.000

(462-572)

19-26

-------

---------

--------

-------

------

Shield-Arc 70+

E8010-G

80-97.000

(552-669)

67-82.000

(462-565)

19-31

80-88000

(552-607)

65-78000

(448-538)

29-31

Shield-Arc 90

E9010-G

90-100.000

(620-689)

77-88.000

(531-607)

17-26

-------

-------

---------

---------

------

89.600

(618)

-----

---------

--------

-------

-------

------

ELECTRODOS ELECTRODOS DE BAJO HIDRÓGENO LH-D80

E8010-G

76.800

(530)

28

Jet-LH 8018-C3 MR Jet-LH 8081-C1 MR LH-D80 LH-D90

E8018-C3

80-94.000

(551-648)

68-80.000

(469-552) (469-552)

24-30

75-84000

(517-579)

66-73000

(455-503)

24-32

E8018-C1

80-95.000

(551-655)

67-81.000

(462-558) (462-558)

19-25

80-96000

(552-662)

66-81000

(455-558)

19-32

E8018-G E9018-G

89.000 99.000

LH-D100 Jetweld LH -90 MR Jetweld LH -100 M1 MR Jet- LH -8018-B2 MR Jetweld LH -110 M MR Jet-LH 9018-B3 MR Lincoln-16P

E10018-G E8018-B2

106.000 97-107.000

(731) (669-738)

98.500 84-97.000

(679) (579-669)

-----17-24

MILE10018-M1 E8018-B2

(969-800)

82-110.000

(565-758)

20-24

(772-834)

100107.000 98-109.000

(689-738)

17-24

(676-751)

20-24

E7016

101116.000 112121.000 110128.000 136147.000 85-90.000

(586-621)

Lincoln-18P

E8018-G

99-105

(683-727)

E11018-M E9018-B3

(1) (2)

(618) (682)

(758-882)

76.800 89.000

(530) (614)

28 29

15-22 7490078.000 8870097.200

(517-538)

28-30

612-650

28

------------------------90107000 99(2) 111000 93(1) 103000 110(2) 120000 100(1) 114000

-------------------

-----------------

---------------

---------620-738)

--------(1) 77-95000

(683-765)

88-104000

(641-710)

81-93000

(758-827)

95-107000

(689-786)

86-100000

---------

-------(531-655)

---17-24

(607-717)

20-26

(558-641)

25-28

(2)

(655-738)

20-26

(1)

(593-689)

21-25

((2)

(1)

Alivio de esfuerzos @ 1275ºF (691ºC) Alivio de esfuerzos @ 1125ºF (607ºC).

NOTA: Las propiedades mecánicas obtenidas con cada tipo de electrodo también dependen sobre (1) La química del tubo (2) El procedimiento de soldadura y (3) la velocidad de enfriamiento. Dado que estos factores varían entre las aplicaciones actuales y condiciones de ensayos, las propiedades mecánicas también pueden variar.


(2)

(2)

TUBERÍA EN PLANTA Posición Vertical en Progresión Ascendente Limpieza del del Extremo de la Tubería El tubo puede ser cubierto con una variedad de revestimientos, los cuales incluyen primers, epóxicos, alquitrán, papel, varnish, óxidos, cascarillas de fundición, f undición, humedad, humedad, o contaminantes orgánicos. La falta de reconocimiento y la limpieza apropiada en estas juntas pueden contribuir a soldaduras rechazadas y reparaciones costosas. La limpieza de las juntas es especialmente importante en soldadura de tubos. Seguir estas guías para minimizar los defectos de la soldadura tales como el cordón hueco en el pase de raíz: La humedad y la condensación de cualquier tipo puede ser eliminada antes de soldar. Limpiar ambos extremos del tubo en las superficies internas y externas. El área a limpiar debería extenderse al menos 1” (25 mm) desde el extremo extremo del bisel en

ambas superficies internas y externas. Un método recomendado para la limpieza del tubo es el uso de un esmeril de eje recto para trabajo pesado con una rueda de expansión de goma y una manga cubierta de carburo. El eje pequeño y peso total reducido permite el fácil acceso para ambas superficies del tubo internas y externas.

Preparación del Extremo del Tubo sin Anillo de Respaldo Los requerimientos dimensionales para soldar verticalmente hacia arriba son mostrados abajo. Debe mantenerse una abertura de 1/8” (3.2 mm) de manera precisa en todo

alrededor de la junta. Cuando no se usa anillo de respaldo se recomienda un electrodo Fleetweld 5P o Fleetweld 5P+ para el pase de raíz. raíz .


Preparación del Extremo del Tubo con Anillo de Respaldo El tubo aleado es a menudo soldado verticalmente hacia arriba usando electrodo de bajo hidrógeno. Cuando se usa un electrodo de bajo hidrógeno para el primer pase, puede ser usado un anillo de respaldo. respaldo. Con el anillo anillo de respaldo, los extremos extremos del tubo son hechos con un borde en bisel. La abertura debería ser aproximadamente aproximadamente la misma que el diámetro del electrodo con el revestimiento y debe ser consistente en todo alrededor de la junta.

Combinación de Cordones con E6010, E7010, E8010, E9010 y de Bajo Hidrógeno. Cuando se van a usar electrodos de bajo hidrógeno, hidrógeno, un pase de raíz ra íz con E6010 puede ser necesario o ventajoso. Esto por lo general se presenta cuando se usa un accesorio especial con abertura reducida reducida o donde un anillo anillo de respaldo es no deseable. deseable. El pase de raíz con E6010- E9010 es necesario para suministrar la penetración adecuada para alcanzar la raíz de la junta. Mediante la aplicación de cordones recto con E6010-E9010 verticalmente hacia abajo, el primer pase de de soldadura puede ser aplicado aplicado a mayores velocidades. La abertura menor también reduce la cantidad de electrodos requeridos para completar la soldadura.

Eje del Tubo – Horizontal y Vertical Primer pase Las secciones son alineadas y punteadas en la posición con al menos cuatro puntos de soldaduras. El pase de raíz es realizado desde la base hasta el tope, un lado a la vez.

Sin Anillo de Respaldo


Cuando no se usa anillo de respaldo, la penetración puede ser completa en ambos bordes y puede existir alguna acumulación en el lado interno de la junta. Este cordón debería tener una superficie uniforme y debería ser de al menos 1/16” (1.6 mm) cuando

se empieza un electrodo nuevo durante el pase de raíz, se debe tener especial cuidado para mantener un cordón interno sin interrupciones. Con el eje del tubo vertical, algunos Códigos requieren requieren un movimiento ondulado ancho completo para cubrir el pase de acabado. Este movimiento ondulado se ilustra abajo:

Con Anillo de Respaldo El pase de raíz debe penetrar en ambas caras de la raíz de ambos tubos y dentro del anillo de respaldo para soldar ambas secciones y el anillo en una pieza integral.

HORIZONTAL

VERTICAL

Pases de Relleno Limpiar cada pase antes de iniciar el próximo pase. Nunca empiece un cordón en el mismo punto donde donde se inició el cordón previo. previo. Use suficiente suficiente calor para asegurar la la fusión completa con la pared del tubo y el cordón adyacente. Los pases de acabado deberán ser de aproximadamente 1/16” (1.6 (1.6 mm) mayores que las paredes del tubo y 3.2 mm). Para pases de acabado solaparán la ranura original por 1/16” a 1/8” (1.6 a 3.2

horizontales, deberá ser ejercido un cuidado cuidado en particular para evitar evitar la socavación en en Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 35

la parte superior del pase de soldadura. Deberá usarse menores intensidades de corriente y un arco corto para minimizar la socavación.

Procedimientos en Posición Vertical Ascendente As cendente Junta Vertical – (Eje del Tubo Horizontal), E6010, E7010, E8010, o E9010: CD+, Electrodos de Bajo Hidrógeno: CD+, sin anillo de Respaldo

ESPESOR DE PARED pulgadas ¼” 5/16” 3/8” ½” 5/8” ¾” 1”

( mm) (6,4 mm) (7,9 mm) (9,5 mm) (12,7 mm) (15,9 mm) (19,0 mm) (25,4mm)

NUMERO DE PASES(1) 2 2 3 3 4 6 7

Junta Horizontal – (Eje del Tubo Horizontal), E6010, E7010, o E9010: CD+, con Anillo de Respaldo


ESPESOR DE PARED pulgadas 3/8” ½” 5/8” ¾” 1”

( mm) (9,5 mm) (12,7 mm) (15,9 mm) (19,0 mm) (25,4mm)

NUMERO DE PASES(1) 3 4 5 7 10

Junta a Tope Horizontal - (Eje del Tubo Vertical) Usando Electrodos EXX10 y una Combinación Combinación de EXX10 y EXX18, sin Anillo de Respaldo


NUMERO DE PASES(1)

ESPESOR DE PARED pulgadas

( mm) (6,4 mm) (7,9 mm) (9,5 mm) (12,7 mm) (15,9 mm) (19,0 mm) (25,4mm)

¼” 5/16” 3/8” ½” 5/8” ¾” 1”

2 3 4 -------------

1 El número de pases puede variar dependiendo de las técnicas del operador.

ESPESOR DE PARED 3/8”(9.5 mm)

1/2”(12.7 mm)

3/4”(19.05 mm)

5/8”(15.87mm)

1”(25.4 mm)

(1)

ELECTRODOS REQUERIDOS POR JUNTA - LIBRAS Diámetro del Tubo 6”(154.4 mm) 8”(203.2 mm) 12”(304.8 mm) 16”(406.4 mm) 20”(508 mm) 24”(609.6 mm) 28”(711.2 mm) 30”(812.8 mm) 32”(914.4 mm) 40”(1016 mm) 48”(1219 mm) 60”(1522 mm)

3/32

0.51 0.70 1.0 1.4 1.7 2.0 2.4. 2.7 3.1 3.4 4.1 ----

Tot.

1/8”

1.34 1.8 2.7 3.6 4.5 5.4 6.2 7.2 8.0 8.0 8.9 8.9 14.7

1.85 2.5 3.7 5.0 6.2 7.4 8.6 9.9 11.1 12.3 18.8

3/32 ”

0.51 0.70 1.0 1.4 1.7 2.0 2.4 2.7 3.1 3.4 4.1 5.1

1/8”

2.31 3.1 4.7 6.1 7.7 9.3 10.8 12.4 13.9 15.4 18.5 23.2

Tot.

2.82 3.8 5.7 7.5 9.4 11.3 13.2 15.1 17.0 18.8 22.6 28.3

3/32”

0.70 1.0 1.4 1.7 2.0 2.4 2.7 3.1 3.4 4.1 5.1

1/8”

4.7 7.1 9.8 11.7 14.2 16.5 19.0 21.6 23.5 28.3 45.4

Tot.

5.4 8.1 11.2 13.4 16.2 18.9 21.7 24.7 26.9 32.4 50.5

3/32 ”

1.0 1.4 1.7 2.0 2.4 2.7 3.1 3.4 4.1 5.1

1/8” y 5/32”

Tot.

9.9 13.1 16.4 19.8 23.0 26.5 29.6 32.8 39.5 49.4

10.9 14.5 18.1 21.8 25.4 29.2 32.7 36.2 43.6 54.5

3/32”

1/8” y

Tot.

5/32”

1.0 1.4 1.7 2.0 2.4 2.7 3.1 3.4 4.1 5.1

Líneas de Tuberías a Campo Traviesa Calificación Calificación de Procedimientos y Operadores Operadores Los requerimientos requerimientos para la calificación de procedimiento y operadores operadores son completamente similares. Los siguientes requerimientos requerimientos de procedimientos fueron tomados del Estándar Estándar para Soldadura de Líneas Tuberías y Facilidades Relacionadas API-1104, Edición 20TH, 2010. En resumen a los requerimientos de la calificación, este estándar incluye la preparación e inspección de la junta. La especificación API Spec 5L para líneas de tuberías suministra estándares para tuberías de acero.


16.7 22.1 27.6 33.4 38.8 44.5 49.9 55.3 66.6 83.2

17.7 23.5 29.3 35.4 41.2 47.2 53.0 58.7 70.7 88.3

Ubicación de las Muestras:

5.6.2.3 Requerimientos Requerimientos del Ensayo de Tracción Tracción La resistencia a la tracción de la soldadura, que incluye la zona de fusión de cada probeta, deberá ser mayor o igual a la resistencia mínima a la tracción especificada del material de la tubería pero no necesita ser mayor o igual a la resistencia a la tracción real del material. Si la probeta rompe fuera de la soldadura y de la zona de fusión (es decir en el material base de la tubería) y alcanza los requerimientos de resistencia mínima a la tracción de la especificación, la soldadura deberá ser aceptada como cumpliendo los requerimientos. Si la probeta rompe en la soldadura o zona de fusión y la resistencia observada es mayor o igual al valor mínimo de resistencia a la tracción especificado del material de la tubería y alcanza los requerimientos requerimientos de sanidad de 5.6.3.3 la soldadura deberá ser aceptada aceptada como cumpliendo los requerimientos. Si la probeta rompe por debajo del valor mínimo de resistencia a la tracción especificado del material de la tubería, la soldadura debe ser rechazada y un nuevo cupón debe ser hecho. Prohibida la reproducción de este material por cualquier vía, [email protected] [email protected],, 0416-3332202 Página 39

5.6.3.3 Requerimientos Requerimientos de Ensayo de de Rotura por Entalla (NickBreak Test). Las superficies de fractura expuestas de de cada probeta probeta de Nick-break deberán deberán mostrar penetración y fusión completa. La mayor dimensión de cualquier porosidad (gas pocket) no deberá exceder 1/16” (1.6 mm), y el área combinada (total) de todas las porosidades no deberán exceder el 2% de la superficie expuesta. Las inclusiones de escoria (slag inclusions) no deberán tener mas de 1/32” (0.8 mm) de profundidad y su longitud no mitad del espesor nominal de pared. Deberá haber al debe ser mayor a 1/8” (3 mm) o la mitad menos ½” (13 mm) de separación entre inclusiones de escoria adyacentes. Las dimensiones deberían ser medidas como se muestra en la Figura 8, según el Código API. Los ojos de pez (fish eyes) definidos en AWS A 3.0 no son causa de rechazo.


5.6.4.3 Requerimientos Requerimientos del Ensayo de de Doblez de Cara, Cara, de Raíz y de lado. El ensayo de doblez debe ser considerado aceptable si ninguna grieta u otra imperfección excede al menor valor entre 1/8” (3 mm) y la mitad del espesor nominal de pared, sea cual fuere la dirección de la discontinuidad que éste presente en la soldadura o entre la la soldadura y la zona de fusión después del del doblez. Las grietas que se originan durante el ensayo en el radio exterior del doblez a lo largo de los bordes de la probeta durante el ensayo y que sean menores que ¼” (6 mm), medidos en cualquier dirección, no deberán ser consideradas a menos que sean observadas imperfecciones evidentes. Cada probeta probeta sujeta sujeta a ensayo de doblez doblez deberá deberá satisfacer estos requerimientos. Nota: Esta figura no está dibujada a escala. Radio del punzón, A=1- ¾ pulg. (60 mm); ancho de la matriz, C=2 pulg. (50 mm).

Matriz para el ensayo de doblez

Líneas de Tuberías a Campo Campo Traviesa Traviesa Calificación de Soldadores 6.1 GENERALIDADES El propósito de los ensayos de calificación de soldadores es determinar la habilidad de éstos para ejecutar soldaduras de filetes o de ranuras sanas, usando un procedimiento previamente calificado. Antes de que cualquier soldadura en producción sea llevada a cabo, los soldadores deberán ser calificados de acuerdo a los requerimientos aplicables en 6.2 a 6.8. Es la intención de este estándar que un soldador que complete satisfactoriamente el procedimiento de ensayo de calificación sea un soldador calificado, siempre que se hayan hayan extraído el número número de probetas de ensayo requeridas por 6.5, se hayan ensayado y finalmente se haya cumplido con los criterios de aceptación de 5.6 para cada soldador.


Antes de empezar los ensayos de calificación, calificación, al soldador soldador deberá proporcionársele tiempo suficiente para ajustar los equipos de soldadura a ser usados. El soldador deberá usar la misma técnica de soldadura y proceder con la misma velocidad que él utilizará si pasa el ensayo y es aprobado para hacer la soldadura en producción. La calificación de soldadores deberá ser conducida en presencia de un representante aceptado por la compañía. Un soldador deberá deberá calificarse para soldar soldar cumpliendo cumpliendo una prueba en segmentos de niples de tubería o en niples de tubería completos, como se especifica en 6.2.1. Cuando se usan segmentos de niples de tubería, ellos deben ser posicionados para producir posiciones típicas: plana (flat), vertical y sobrecabeza (overhead). Las variables esenciales asociadas con el procedimiento y la calificación de soldadores no son idénticas. Las variables esenciales para la calificación de soldadores son especificadas en 6.2.2 y 6.3.2.

Tubos de Aceros al Carbono ESPECIFICACIÓN ASTM

Electrodos Sugeridos

A53

A134

A179

A214

A523

A106

A135

A192

A226

A587

A120

A139

A211

A252

A589

(1) LH – 75, o LH-78


Tubos de Aceros al Carbono y de Baja Aleación Especificación ASTM

Descripción

Grados

Electrodos Sugeridos

A105 A161

Accesorios a alta temperaturas temperaturas Tubos de acero al carbono calmado Tubos de acero acero al C-Mo calmado calmado

I.II Bajo carbono T1

A178

Tubos para calderas

A

LH-78 (1) Excalibur E7018-1, LH-78. SA-85 Excalibur E7018-1, LH-78 (1) Excalibur E7018-1, LH-78.

Accesorios a alta temperaturas, etc.

C F1

A199 A200 A209

Tubos de intercambiadores intercambiadores de calor Tubos calmados para refinerías Tubos de calderas al C-Mo

F2,F11,F12 T11 T11 T1, T1a, Tb

A210

Tubos de calderas de acero al carbono

A181 182

A1 C T2 T11, T12, T17

A216

Accesorios de fundición a alta temp.

WC1, WC4, WC6

Accesorios de fundición a alta temp. A234

Dispositivo de soldadura forjadas

A250 A333 y A334

Tubos al carbono molibdeno Tubos a baja temperatura

A334

Tubería a baja temperatura

A335 A350

Accesorios a baja temperaturas

A369

Tubos a alta temperatura temperatura

A381

Tuberías a alta presión

WPB, WPC WP1 WP11, WP12 T1, T1a, Tb 1y 6 7 1y 6 7 P1 P2, P11, P12 LF1, LF2

Excalibur E7018-1, LH-78. SA-85, LH -7018-A1, LH – 8018-B2 LH –90, LH – 8018 – B2 LH – 8018 – B2 LH – 8018 – B2 SA-85, Excalibur E7018-1, LH-78 (1), 60XX, 70XX, SA-85 Excalibur E7018-1, LH-78 LH –90, LH – 8018 –B2 LH –90, LH – 8018 –B2 Excalibur E7018-1 SA-85, LH-7081-A1 LH –90, LH – 8018 – B2 (1) LH-78 LH-7081-A1, SA- 85, LH –90, LH – 8018 –B2 85, 85P, LH-75, ó LH-78 Excalibur E7018-1, LH-78 LH-7081-A1 LH – 8018-C1 LH-75, LH-78, ú 8018-C3 LH – 8018-C1 85, 85P, LH-75, LH-78 ú 8018-C3 LH-90 ó 8018-C3 Excalibur Excalibu r E7018-1, LH-78. LH – 8018-C3 Ver A335 y A182

Y35,Y42,Y46, Y35,Y42,Y 46, Y52,Y56 Y60, Y65

(1), LH-75,ó LH-78, HYP, 85 85P, LH-75, ó LH-78 HYP


Tubos de Aceros al Carbono y de Baja Aleación (Cont.) Especificación ASTM

Descripción

Grados

A405 A420 A423

Tubos a alta temperatura temperatura Accesorios a baja temperaturas Tubos de baja aleación

P24 WPL-6 1 2

A426 A498 A500 A501 A524

Tubos de fundición a alta temperatura Tubos condensadores condensadores Tubería estructural Tubería estructural Tubería de acero al carbono sin costura

A556 A557 A587

Tubos de calent. de aliment. de agua

A595 A618 A660 A692 A694 A696 A699

A, B, C y D I y II A2 B2 y B6

Tubería de acero al bajo carbonoIndustria química Tubería estructural Tubería estructural Tubos de fundición a alta temperatura Tubos de baja aleación aleación sin costura costura Forjados de acero al carbono y aleados Barras de acero al carbono

A707

Planchas de acero al carbono y baja aleación, formas y barras Bridas de acero al carbono y aleadas

A714

Tubos de baja aleación

A727 Forjas de acero al carbono con tenacidad con muesca

AYB Todos WCA, WCB y WCC Todos

L1, L2, L3, L4, L5, L6

I, II, III IV V VI

Electrodos Sugeridos LH-90 LH-75, LH-78, ú 8018-C3 LH-75, LH-78 8018-C3 Ver A335 Ver A199, A 213 y A334 LH-75,ó LH-78 LH-75,ó LH-78 85P, LH-75, ó LH-78 ú 8018-C3 (1) LH-75, ó LH-78 LH-75, ó LH-78 (1) LH-75, ó LH-78 LH-75,ó LH-78 LH-75, ó LH-78 LH-75, ó LH-78 (1) LH-75, ó LH-78 LH-75, ó LH-78 ú 8018-C3 Excalibur E7018-1, LH-78. LH-8018-C3 Excalibur E7018-1, LH-78 LH-90, LH110M MR Excalibur E7018-1, LH-78 LH-8018-C3 LH-8018-C1 Excalibur E7018-1, LH-78 LH-8018-C3 LH-8018-C1 LH-8018-C3 Excalibur E7018-1, LH-78



SOLDADURAS DE LINEAS DE TUBERIAS A PRESIÓN Y SISTEMAS DE TUBERIAS.pdf

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