api std 1104 2005 español
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Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
Sector Tuberías
ESTÁNDAR API 1104 VIGÉSIMA EDICIÓN, NOVIEMBRE 2005
“Este estándar ha sido traducido por la Pontificia Universidad Católica del Perú con el permiso del American Petroleum Institute (API). Esta versión traducida no reemplaza ni sustituye la versión en
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Copyright © 2005 American Petroleum Institute
PRÓLOGO
Este estándar fue preparado por un comité que incluye representantes del Instituto Americano de Petróleo, la Asociación Americana de Gases, la Asociación de Contratistas de Líneas de Tuberías, la Sociedad Americana de Soldadura, la Sociedad Americana para Ensayos no Destructivos, así como representantes de fabricantes de tuberías y personas asociadas con industrias relacionadas.
El propósito de este estándar es presentar los métodos para la producción de soldaduras de alta calidad a través del uso de soldadores calificados usando procedimientos de soldadura, materiales y equipos aprobados. El propósito es también presentar métodos de inspección para asegurar el apropiado análisis de la calidad de la soldadura a través del uso de técnicas calificadas y métodos y equipos aprobados. Se aplica tanto a soldaduras de nuevas construcciones como en servicio.
El uso de este estándar es enteramente voluntario y esta destinado a ser aplicado en soldadura de tuberías usadas en la compresión, bombeo, y transmisión de petróleo crudo, productos de petróleo, gases combustibles, dióxido de carbono y nitrógeno, y donde sea aplicable, a sistemas de distribución.
Este estándar representa los esfuerzos combinados de varios ingenieros responsables del diseño, construcción, y operación de líneas de tuberías de petróleo y gas, y el comité reconoce con mucho aprecio su incondicional y valiosa asistencia.
De tiempo en tiempo será necesario revisar este estándar para mantenerlo actualizado con el desarrollo tecnológico. El comité siempre está ansioso de mejorar este estándar y dará su entera consideración a todos los comentarios recibidos.
Un acto de apelación de cualquier estándar API debe ser dirigido directamente a API.
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Este documento fue producido bajo los procedimientos de estandarización API que aseguran una apropiada notificación y participación en el proceso de desarrollo y esta designado como un estándar API. Las preguntas respecto a la interpretación del contenido de este estándar o comentarios y preguntas respecto a los procedimientos bajo los cuales este estándar fue desarrollado deberían ser dirigidas por escrito al Director de Estándares, American Petroleum Institute, 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005. Pedidos de permiso para reproducir o traducir todo o una parte del material publicado aquí debería ser solicitado al director.
Generalmente, los estándares API son reexaminados y revisados, reafirmados o descontinuados al menos cada cinco años. Una única extensión de tiempo de dos años puede ser añadida a este ciclo de revisión. El estado de la publicación puede ser averiguado desde el Departamento de Estándares API, teléfono (202) 682-8000. Un catálogo de publicaciones API y materiales es publicado anualmente y actualizado trimestralmente por API, 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005
Las sugerencias de revisión son bienvenidas y deberán ser remitidas al Departamento de Estándares y Publicaciones, API, 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005, [email protected].
COMITÉ CONJUNTO API - AGA DE PRÁCTICAS DE SOLDADURA DE CAMPO EN TUBERÍAS PARA PETRÓLEO Y GAS
Robert Wright, Presidente
Marshall L. Farley, Vice-Presidente Gary G. Perkins, Secretario
American Petroleum Institute
Donald Drake Damodaran Raghu
Jim Ibarra Gary G. Perkins
American Gas Association
Marshall L. Farley Alan C. Holk
Perry N. Sheth Joseph Sieve
American Society for Nondestructive Testing
David L. Culbertson C.P. Woodruff, Jr. Scott M. Metzger
Tom Reeder
American Welding Society William A. Bruce Alan S. Beckett
Robert W. Gatlin Robert R. Wright
National Electrical Manufacturers Association
Ken Lee
Pipe Manufacturers Frank M. Christensen
Samar K. Saha Jessie E. Robbins
Robert Wise
Pipeline Contractors Association Brian Laing
Ronnie F. WIse Don W. Thorn Bill Marhofer
General Interest Group
Robert Huntley Wayne Klemcke
Joel Sprague Young Yi Wang
Members Emeritus John K. McCarron
Dale Wilson M. Jordan Hunter
E.L. Von Rosenberg R. B. Gwin
H. Charle Price
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 1
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas
1 Generalidades
1.1 ALCANCE
Este estándar cubre las soldaduras por arco y gas de uniones a tope, filete y socket de tuberías de acero al carbono y de baja aleación utilizadas en la compresión, bombeo y transporte de petróleo crudo, productos del petróleo, gases combustibles, dióxido de carbono, nitrógeno y, donde sea aplicable, cubre soldaduras en sistemas de distribución. Es aplicable tanto para construcciones nuevas como aquellas que se encuentran en servicio. La soldadura puede ser hecha por SMAW, SAW, GTAW, GMAW, FCAW, soldadura por arco plasma, soldadura oxiacetilénica o soldadura por chisporroteo o una combinación de estos procesos usando una técnica de soldadura manual, semi automática, mecanizada, o automática, o una combinación de estas técnicas. Las soldaduras pueden ser producidas en posición o mediante rotación, o a través de una combinación de éstas.
Este estándar también cubre los procedimientos para ensayos de radiografía, partículas magnéticas, líquidos penetrantes y ultrasonido, así como los estándares de aceptación a ser aplicados en la producción de soldaduras ensayadas destructivamente o inspeccionadas por los métodos de radiografía, partículas magnéticas, líquidos penetrantes, ultrasonido e inspección visual.
Los valores especificados en unidades pulgadas-libras o unidades SI han de ser considerados separadamente en el estándar. Cada sistema ha de ser usado independientemente uno del otro, sin combinar valores en ningún caso.
Otros procesos que aquellos descritos arriba serán considerados para incluirlos en este estándar. Las personas que deseen tener otros procesos incluidos deben presentar, como mínimo, la siguiente información para la consideración del comité:
a. Una descripción del proceso de soldadura.
b. Una propuesta de las variables esenciales.
c. Una especificación del procedimiento de soldadura (WPS - welding procedure specification).
d. Métodos de inspección de soldadura.
e. Tipos de imperfecciones de soldadura y sus límites de aceptación propuestos.
f. Procedimientos de reparación.
Se entiende que todo trabajo realizado de acuerdo con este estándar debe reunir o exceder los requerimientos de este estándar.
2 PUBLICACIONES DE REFERENCIA Los siguientes estándares, códigos y especificaciones
son citados en este estándar:
API
Spec 5L Specification for Line Pipe
RP 2201 Safe Hot Tapping Practices in the Petroleun & Petrochemical Industries
ASNT1
RP SNT-TC-1A Personnel Qualification and Certification in Nondestructive Testing
ACCP ASNT Central Certification Program.
ASTM2
E 164 Standard Practice for Ultrasonic Contact Examination of Weldments
E 165 Standard Test for Liquid Penetrant Examination
E 709 Standard Guide for Magnetic Particle Examination
E 747 Standard Practice for Design, Manufacture and Material Grouping Classification of Wire Image Quality Indicators (IQI) Used for Radiology
AWS3
A3.0 Welding, Terms and Definitions
A5.1 Covered Carbon Steel Arc Welding Electrodes
A5.2 Iron and Steel Oxyfuel Gas Welding Rods
1American Society for Nondestructive Testing, Inc., 1711 Arlingate Lane, P.O. Box 28518, Columbus, Ohio 43228-0518. www.asnt.org. 2 American Society for Testing and Materials, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohoken, Pennsylvania 19428-2959. www.astm.org. 3 American Welding Society, 550 N.W. LeJune Road, Miami, Florida 33126. www.aws.org.
2 Estándar API 1104
A5.5 Low Alloy Steel Covered Arc Welding Electrodes
A5.17 Carbon Steel Electrodes and Fluxes for Submerged Arc Welding
A5.18 Carbon Steel Filler Metals for Gas Shielded Arc Welding
A5.20 Carbon Steel Electrodes for Flux Cored Arc Welding
A5.28 Low Alloy Steel Filler Metals for Gas Shielded Arc Welding
A5.29 Low Alloy Steel Electrodes for Flux Cored Arc Welding
BSI4
BS 7448: Part 2 Fracture Mechanics Test Part 2, Meted for Determination of Ktc Critical CTOD and Critical J Values of Welds in Metallic Materials
ISO5
ISO 1027 Radiographic image quality indicators for non-destructive testing-Principles and Identification
NACE6
MRO175 Sulfide Stress Cracking Resistant Metallic Materials for Oil Field Equipment
3 Definición de Términos
3.1 GENERALIDADES
Los términos de soldadura usados en este estándar son definidos en AWS A3.0, con las adiciones y modificaciones mostradas en 3.2.
3.2 DEFINICIONES
3.2.1 Soldadura automática (automatic welding): Soldadura por arco con equipamiento que permite la operación total de soldadura sin otra manipulación del arco o electrodo o personal que la guíe o lleve y sin un
4British Standard Institution, British Standards House, 389 Chiswick High Road, London, W4 4AL, United Kindom. 5International Organization for Standardization (ISO), 1, rue de Varembé, Case postale 56, CH-1211 Geneva 20, Switzerland. www.iso.org 6NACE International, 1440 South Creek Drive, Houston, Texas 77084. www.nace.org
requerimiento de habilidad manual por parte del operador de soldadura.
3.2.2 Soldadura de ramal (branch weld): La soldadura completa de unión entre una tubería de ramificación o un accesorio de ramificación a una tubería principal.
3.2.3 Compañía (company): La compañía propietaria o la agencia de ingenieros encargada de la construcción. La compañía puede actuar a través de un inspector u otro representante autorizado.
3.2.4 Contratista (contractor): Incluye el contratista principal y cualquier subcontratista del trabajo cubierto por este estándar.
3.2.5 Defecto (defect): Una imperfección de suficiente magnitud como para ser rechazada de acuerdo a las estipulaciones de este estándar.
3.2.6 Imperfección (imperfection): Una discontinuidad o irregularidad que es detectable por métodos descritos en este estándar.
3.2.7 Indicación (indication): Evidencia obtenida por un ensayo no destructivo.
3.2.8 Concavidad interna (internal concavity): Un cordón que ha sido fundido adecuadamente y que ha penetrado completamente el espesor de la tubería a lo largo de ambos lados del bisel pero cuyo centro esta más abajo de la superficie interior de la pared de la tubería. La magnitud de la concavidad es la distancia perpendicular entre una extensión axial de la superficie de la pared de la tubería y el punto más bajo de la superficie del cordón soldado.
3.2.9. Soldadura Mecanizada (mechanized welding): Proceso en donde los parámetros y el llevado de la torcha son controlados mecánicamente o electrónicamente, pero pueden ser manualmente variados durante la soldadura manteniendo las condiciones de soldadura especificadas.
3.2.10 Soldadura en Posición (position welding): Soldadura en la cual el tubo o ensamble no está rotando mientras la soldadura está siendo depositada.
3.2.11 Soldador Calificado (qualified welder): Un soldador que ha demostrado tener la habilidad de producir soldaduras que cumplan los requerimientos de las secciones 5 ó 6.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 3
3.2.12 Procedimiento de Soldadura Calificado (qualified welding procedure): Un método detallado probado y analizado por el cual soldaduras sanas con apropiadas propiedades mecánicas pueden ser producidas.
3.2.13 Radiólogo (radiographer): Persona que realiza las operaciones de radiografiado.
3.2.14 Reparación (repair): Cualquier labor de soldadura que se realiza en una unión soldada terminada para corregir una falla en la soldadura que ha sido descubierta por inspección visual o END (ensayos no destructivos) y que se encuentra fuera de los límites de aceptación establecidos por este estándar.
3.2.15 Soldadura Rotada (roll welding): Soldadura en la cual la tubería o ensamble es rotado mientras el metal de soldadura es depositado en o cerca de la zona superior central de la tubería.
3.2.16 Cordón de raíz (root bead): El primer cordón que junta inicialmente dos secciones de tubería, una sección de tubería a un accesorio, o dos accesorios.
3.2.17 Soldadura Semiautomática (semiautomatic welding): Soldadura de arco con equipamiento que controla únicamente la alimentación del metal de aporte. El avance de la soldadura es controlado manualmente.
3.2.18 Debe (Shall): Término que indica un requerimiento mandatorio. El término debería (should) indica una recomendación práctica.
3.2.19 Soldadura (Weld): La unión soldada completa de dos secciones de tubería, una sección de tubería a una conexión (fitting), o dos conexiones.
3.2.20 Soldador (welder): Persona que realiza la soldadura.
4 Especificaciones
4.1 EQUIPAMIENTO
Los equipos de soldadura de gas o de arco deben ser de un tamaño y tipo adecuados para el trabajo y deben ser mantenidos en condiciones que aseguren soldaduras aceptables, continuidad de operación y seguridad del personal. El equipo de soldadura por arco debe ser operado dentro de los rangos de voltaje y amperaje mostrados en el procedimiento de soldadura calificado. El equipo de soldadura por gas debe ser operado con las características de flama y tamaño de boquillas mostrados en el procedimiento de soldadura calificado. Los equipos que no
cumplan estos requerimientos deben ser reparados o reemplazados.
4.2 MATERIALES
4.2.1 Tuberías y Conexiones
Este estándar es aplicable a las soldaduras de tuberías y conexiones que conforman las siguientes especificaciones:
a. API Specification 5L
b. Especificaciones ASTM aplicables.
Este estándar también se aplica para materiales con composición química y propiedades mecánicas que cumplen con una de las especificaciones listadas en los ítems a y b, aun cuando los materiales no estén manufacturados en concordancia con la especificación.
4.2.2 Metal de Aporte
4.2.2.1 Tipo y Tamaño
Todo metal de aporte debe estar en conformidad con alguna de las siguientes:
a. AWS A5.1
b. AWS A5.2
c. AWS A5.5
d. AWS A5.17
e. AWS A5.18
f. AWS A5.20
g. AWS A5.28
h. AWS A5.29
i. Metales de aporte que no cumplan las especificaciones arriba mencionadas pueden ser usados siempre que los procedimientos de soldadura involucrados en su uso sean calificados.
4.2.2.2 Almacenamiento y Manipulación de Metales de Aporte y Fundentes
Metales de aporte y fundentes deben ser almacenados y manipulados para evitar daño a éstos y a los envases en los cuales son colocados. Los metales de aporte y fundentes en envases abiertos deben ser protegidos del deterioro y los metales de aporte recubiertos deben ser protegidos de excesivos cambios de humedad. Metales de aporte y
4 Estándar API 1104 fundentes que muestren signos de daño o deterioro no deben ser usados.
4.2.3 Gases de Protección
4.2.3.1 Tipos
Las atmósferas para la protección del arco son de muchos tipos y pueden consistir de gases inertes, gases activos o una mezcla de gases inertes y activos. La pureza y sequedad de estas atmósferas tienen gran influencia en la soldadura y debería ser de valores adecuados para el proceso y el material a ser soldado. La atmósfera protectora a ser usada debe ser calificada para el material y el proceso de soldadura.
4.2.3.2 Almacenaje y Manipulación
Los gases de protección deben ser mantenidos en los recipientes en los cuales ellos son suministrados y los recipientes deben ser almacenados a salvo de temperaturas extremas. Los gases no deben ser mezclados en campo en sus recipientes. Gases de pureza cuestionable y aquellos en recipientes que muestren signos de daño no deben ser usados.
5 Calificación de Procedimientos de Soldadura para Juntas Conteniendo Materiales de Aporte.
5.1 CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTO.
Antes de empezar a soldar en producción, se debe establecer y calificar una detallada especificación del procedimiento de soldadura que demuestre que se pueden realizar soldaduras sanas (soundness) con apropiadas propiedades mecánicas (tales como resistencia, ductilidad y dureza). La calidad de la soldadura debe ser determinada por ensayos destructivos. Estos procedimientos deben seguirse fielmente, excepto donde un cambio sea específicamente autorizado por la compañía, como prevé 5.4.
5.2 REGISTRO
Los detalles de cada procedimiento calificado deben ser registrados. El registro debe mostrar los resultados completos de los ensayos de calificación del procedimiento. Se pueden emplear formatos similares a los mostrados en las figuras 1 y 2. El registro debe ser mantenido tanto tiempo como el procedimiento sea usado.
5.3 ESPECIFICACION DEL PROCEDIMIENTO.
5.3.1 Generalidades La especificación de procedimiento debe incluir la
información especificada en 5.3.2, donde sea aplicable.
5.3.2 Información Especificada.
5.3.2.1 Proceso
El proceso especificado o combinación de procesos usados deben ser identificados. Se debe especificar el uso de un proceso de soldadura manual, semiautomática, mecanizada, o automática, o una combinación de éstos.
5.3.2.2 Materiales de Tubería y Accesorios (Fitting)
Los materiales para los cuales el procedimiento es aplicado deben ser identificados. Materiales para tubos según la especificación API 5L, así como materiales que conforman las especificaciones ASTM aceptadas, pueden ser agrupados (ver 5.4.2.2), con tal que los ensayos de calificación sean hechos con el material que presente el mayor de los esfuerzos de fluencia mínimos especificados en el grupo.
5.3.2.3 Diámetros y Espesores de Pared
Los rangos de diámetro exterior y espesores de pared sobre los cuales el procedimiento es aplicable deben ser identificados. Algunos ejemplos de agrupaciones sugeridas son mostrados en 6.2.2, ítems d y e.
5.3.2.4 Diseño de Junta
La especificación debe incluir un esquema o esquemas de las juntas que muestren los ángulos de bisel, el tamaño del talón (root face), y la abertura de raíz o el espacio entre miembros contiguos. La forma y tamaño del filete soldado debe ser mostrado. Si una chapa de respaldo (backup) es usada, el tipo debe ser designado.
5.3.2.5 Metales de Aporte y Número de Cordones
Los tamaños y números de clasificación de los metales de aporte, el mínimo número y secuencia de cordones deben ser designados.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 5
Referencia: Estándar API 1104, 5.2 ESPECIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTO Nº _______
Para Soldado de Tubería y Accesorios Proceso Material Diámetro exterior de tubería y espesor de pared Diseño de Junta Metal de Aporte y Número de Cordones Características eléctricas o de llama Posición Dirección de soldadura Número de soldadores Tiempo entre pases Tipo de Utilaje de alineación Limpieza y/o Esmerilado Precalentamiento / Alivio de Tensiones Gas de Protección y Caudal Fundente de Protección Velocidad de Soldadura Composición del Gas Plasma Flujo de Caudal (gas plasma) Tamaño del orificio (gas plasma) Croquis y Tabulaciones (para ser adjuntados) Ensayado Soldador Aprobado Supervisor Admitido Ingeniero Jefe
Nota: Dimensiones son sólo como ejemplo.
Dimensión de los Electrodos y N° de Pases
N° de Pase
Electrodo Diámetro y
Tipo Voltaje
Amperaje y
Polaridad Velocidad
Figura 1 – Ejemplo de Formato de una Especificación de Procedimiento
Secuencia de cordones
Aproximadamente
Aproximadamente 1/8”
t
6 Estándar API 1104
REPORTE PARA CUPONES DE ENSAYO Fecha Ensayo No. Ubicación Ciudad Posición de Soldadura: Rotado Fijado Soldador Identificación Tiempo de Soldadura Hora del día Temperatura media Protección del viento Condiciones atmosféricas Voltaje Amperaje Tipo de Maquina de Soldar Tamaño de Maquina de Soldar Material de aporte Tamaño de sobremonta Tipo y Grado de tubería Espesor de pared Diámetro exterior Tipo de Utilaje de alineación
1 2 3 4 5 6 7
Cupón Ensayado
Dimensión inicial de la probeta
Área inicial de la probeta
Carga máxima
Resistencia a la tracción
Localización de la fractura
Procedimiento Ensayo Calificación Calificado
Soldador Ensayo Producción Descalificado
Resistencia máxima Resistencia mínima Resistencia media Comentarios sobre el ensayo de resistencia a la tracción 1. 2. 3. 4. Comentarios sobre el ensayo de doblado 1. 2. 3. 4. Comentarios sobre el ensayo de rotura por entalla 1. 2. 3. 4. Ensayado efectuado en Fecha Ensayado por Supervisor por Nota: Use la parte posterior para comentarios adicionales. Este formato puede usarse tanto para la calificación de procedimientos como de soldadores.
Figura 2 – Ejemplo de Reporte para Cupones de Ensayo
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 7
5.3.2.6 Características Eléctricas
La corriente y polaridad deben ser designadas así como el rango de voltaje y amperaje para cada electrodo, varilla o alambre.
5.3.2.7 Características de la llama
La especificación debe designar si la llama es neutra, carburante u oxidante. Se debe especificar el tamaño del orificio del tip de la antorcha para cada medida de varilla o alambre.
5.3.2.8 Posición
La especificación debe designar si la tubería estará fija o si es girada.
5.3.2.9 Dirección de Soldadura
La especificación debe designar si la soldadura es realizada en dirección ascendente o descendente.
5.3.2.10 Tiempo entre Pases
El máximo tiempo entre la culminación del cordón de raíz y el comienzo del segundo cordón, así como el máximo tiempo entre la culminación del segundo cordón y el comienzo de otros cordones deben ser designados.
5.3.2.11 Tipo y Remoción de Dispositivos de Alineación (Lineup Clamp)
La especificación debe indicar si el dispositivo de alineación es interno o externo, o si no se requiere ninguno. Si son usados, se debe indicar el mínimo porcentaje del cordón de raíz que debe ser completado antes de retirar el dispositivo.
5.3.2.12 Limpieza y/o Esmerilado (Grinding)
La especificación debe indicar si se usarán herramientas de potencia (eléctricas, neumáticas, etc.), manuales, o ambas, para los procesos de limpieza y esmerilado.
5.3.2.13 Pre y Post Calentamiento
Los métodos, temperatura, modo de control de la temperatura y rango de temperatura ambiental para tratamiento de pre y post calentamiento deben ser especificados (ver 7.11).
5.3.2.14 Gas de Protección (Shielding Gas) y Caudal de Flujo (Flow Rate)
La composición del gas de protección y el rango del caudal de flujo deben ser especificadas.
5.3.2.15 Fundente de Protección
El tipo de fundente de protección debe ser especificado.
5.3.2.16 Velocidad de Avance
El rango para la velocidad de avance en pulgadas (mm) por minuto debe ser especificado para cada pase.
5.4 VARIABLES ESENCIALES
5.4.1 Generalidades
Un procedimiento de soldadura debe ser restablecido como una nueva especificación de procedimiento y debe ser completamente recalificado cuando se cambia cualquiera de las variables esenciales listadas en 5.4.2. Otros cambios diferentes a aquellos mostrados en 5.4.2 pueden ser hechos en el procedimiento sin la necesidad de recalificación, siempre que la especificación modificada del procedimiento registre los cambios efectuados.
5.4.2 Cambios Que Requieren Recalificación
5.4.2.1 Proceso de Soldadura ó Método de Aplicación
Un cambio del proceso de soldadura o método de aplicación establecido en la especificación del procedimiento (ver 5.3.2.1) constituye una variable esencial.
5.4.2.2 Material Base
Un cambio en el material base constituye una variable esencial. Cuando se sueldan materiales de dos grupos
8 Estándar API 1104 diferentes de materiales, se debe emplear el procedimiento para el grupo de más alta resistencia. Para propósitos de este estándar, todos los materiales deben ser agrupados como sigue: a. Esfuerzo a la fluencia mínimo especificado menor o
igual a 42 000 psi (290 MPa). b. Esfuerzo a la fluencia mínimo especificado mayor a
42 000 psi (290 MPa) pero menor a 65 000 psi (448 MPa).
c. Para materiales con especificación de mínimo esfuerzo a la fluencia mayor o igual a 65 000 psi (448 MPa), cada grado debe recibir un ensayo de calificación separado.
Nota: Los grupos especificados en 5.4.2.2 no implican que materiales base o materiales de aporte de diferentes análisis químicos dentro de un grupo puedan ser indiscriminadamente sustituidos por un material que fue usado en el ensayo de calificación sin considerar la compatibilidad de los materiales base y metales de aporte desde el punto de vista de sus propiedades metalúrgicas y mecánicas y de los requerimientos de pre y post calentamiento.
5.4.2.3 Diseño de la Junta
Un cambio significativo en el diseño de la junta (por ejemplo de junta V a U) constituye una variable esencial. Cambios menores en el ángulo del bisel o el talón de la junta soldada no son variables esenciales.
5.4.2.4 Posición
Un cambio en la posición de rotación a fijo, o viceversa, constituye una variable esencial.
5.4.2.5 Espesor de Pared
Un cambio de un grupo de espesor de pared a otro constituye una variable esencial.
5.4.2.6 Metal de Aporte
Los siguientes cambios en metal de aporte constituyen una variable esencial: a. Un cambio de un grupo de metal de aporte a otro (ver
tabla 1). b. Para un material de tubería con una especificación
de mínimo esfuerzo a la fluencia mayor o igual a 65000 psi (448 MPa), un cambio en la clasificación AWS del metal de aporte (ver 5.4.2.2).
Cambios en un metal de aporte dentro de los grupos de metal de aporte pueden ser hechos dentro de los grupos de materiales especificado en 5.4.2.2. La compatibilidad del material base y el metal de aporte debería ser considerada desde el punto de vista de las propiedades mecánicas.
5.4.2.7 Características Eléctricas
Un cambio en la polaridad: de DC electrodo al positivo a DC electrodo al negativo o viceversa, o un cambio de corriente de DC a AC o viceversa, constituyen variables esenciales.
5.4.2.8 Tiempo entre Pases
Un incremento en el tiempo máximo entre la culminación del cordón de raíz y el inicio del segundo cordón constituye una variable esencial.
5.4.2.9 Dirección de Soldadura
Un cambio en la dirección de soldadura de vertical ascendente a vertical descendente, o viceversa, constituye una variable esencial.
5.4.2.10 Gas De Protección Y Caudal De Flujo
Un cambio de un gas de protección a otro o una mezcla de gases a otra constituye una variable esencial. Un incremento o disminución mayor en el rango de caudales de flujo para el gas de protección constituye también una variable esencial.
5.4.2.11 Fundente de Protección
Referirse a la Tabla 1, nota al pie “a”, para cambios en el fundente de protección que constituyen variables esenciales.
5.4.2.12 Velocidad de Avance
Un cambio en el rango de velocidades de avance constituye una variable esencial.
5.4.2.13 Precalentamiento
Una disminución en la temperatura mínima de precalentamiento especificada, constituye una variable esencial.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 9
Tabla 1 – Grupos de Metales de Aporte
Grupo Especificación AWS Electrodo Fundentec
1 A5.1 A5.5
E6010, E6011 E7010, E7011
2 A5.5 E8010, E8011 E9010
3 A5.1 o A5.5 A5.5
E7015, E7016, E7018 E8015, E8016, E8018
E9018
4a A5.17 EL8 EL8K EL12 EM5K
EM12K EM13K EM15K
P6XZ F6X0 F6X2 F7XZ F7X0 F7X2
5b A5.18 A5.18 A5.28 A5.28
ER70S-2 ER70S-6
ER80S-D2 ER90S-G
6 A5.2 RG60, RG65
7 A5.20 E61T-GSd
E71T-GSd
8 A5.29 E71T8-K6 9 A5.29 E91T8-G
Nota: Otros electrodos, Metales de aporte y Fundentes pueden ser usados pero requieren de procedimientos de calificación separados. a Cualquier combinación de fundente y electrodo en el grupo 4 puede ser usada para calificar un procedimiento. La combinación debe ser identificada por su número de clasificación AWS completo, tal como F7A0-EL12 o F6A2-EM12K. Únicamente sustituciones que resulten con el mismo número de clasificación AWS son permitidas sin recalificación. b Un gas de protección (ver 5.4.2.10) debe ser usado con los electrodos del grupo 5. c En la designación del fundente, la X puede ser cualquiera A o P para condición “as welded” (tal y como ha sido soldado) o Post-Weld Heat-Treated (sometido a un tratamiento térmico post-soldadura). d Para soldadura del pase de raíz únicamente.
5.4.2.14 Tratamiento Térmico Post-soldadura (PWHT)
La adición de un PWHT o un cambio en los rangos o valores especificados en el procedimiento deben, cada uno, ser considerados como una variable esencial.
5.5 SOLDADURA DE LAS PROBETAS DE ENSAYO – SOLDADURAS A TOPE
Para soldar las juntas que se van a emplear en los ensayos de calificación de soldaduras a tope, se deben unir dos niples de tubería, siguiendo todos los detalles especificados en el procedimiento.
5.6 ENSAYO DE JUNTAS SOLDADAS – SOLDADURAS A TOPE
5.6.1 Preparación
Para ensayar las juntas soldadas a tope, se deben cortar probetas o probetas de ensayo de la junta en las ubicaciones mostradas en la Figura 3. (Ver Sección 13 para requerimientos de ensayo para procedimientos de flash welding). El número mínimo de probetas de ensayo así como los ensayos a los cuales ellos deben ser sometidos son mostrados en la Tabla 2. Las probetas deben ser preparadas como muestra la figura 4, 5, 6 ó 7. Para tuberías de diámetro exterior menor a 2.375” (2 3/8”; 60.3 mm) se deben preparar dos cupones de soldadura para obtener el número requerido de probetas de ensayo. Las probetas deben ser enfriadas al aire (air cooled) hasta la temperatura ambiente antes de ser ensayados. Para tuberías cuyo diámetro exterior es menor o igual a 1.315” (1 5/16”; 33.4 mm) una probeta de sección completa puede sustituir a las cuatro probetas de sección reducida de rotura por entalla, (nick-break) y doblado de raíz (root-bend). La probeta de sección completa debe ser ensayada en concordancia con 5.6.2.2 y debe alcanzar los requerimientos de 5.6.2.3.
5.6.2 Ensayo de Tracción
5.6.2.1 Preparación Las probetas para el ensayo de tracción (ver Figura 4)
deben ser de aproximadamente 9” (230 mm) de longitud y aproximadamente 1” (25 mm) de ancho. Ellos pueden ser maquinados o cortados con oxígeno y no es necesaria otra preparación a menos que los lados estén con muescas o no sean paralelos. Si es necesario, las probetas deben ser maquinados hasta que los lados estén lisos y paralelos.
5.6.2.2 Método Las probetas de ensayo de tracción deben romperse
bajo carga de tracción usando un equipo capaz de medir la carga a la cual ocurra la falla. El esfuerzo de tracción debe ser calculado dividiendo la máxima carga de falla entre la sección transversal mínima de la probeta medida antes de aplicar la carga.
10 Estándar API 1104 5.6.2.3 Requerimientos
La resistencia a la tracción de la soldadura, incluyendo la zona de fusión de cada probeta, debe 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 debe ser aceptada como cumpliendo los requerimientos.
Tabla 2 – Tipo y Número de Probetas para Ensayo de Calificación de Procedimiento
Diámetro exterior de tubería Número de probetas
pulgadas milímetros Resistencia a la tracción
Rotura con entalla
Doblado de raíz
Doblado de cara
Doblado de lado Total
Espesor de pared <= 0.500” (12.7 mm) <2.375 <60.3 0b 2 2 0 0 4a
2.375-4.500 60.3-114.3 0b 2 2 0 0 4 >4.500-12.750 >114.3-323.9 2 2 2 2 0 8
>12.750 >323.9 4 4 4 4 0 16 Espesor de pared > 0.500” (12.7 mm)
<= 4.500 <= 114.3 0b 2 0 0 2 4 >4.500-12.750 >114.3-323.9 2 2 0 0 4 8
>12.750 >323.9 4 4 0 0 8 16 a Una probeta de rotura con entalla y una probeta de doblado de raíz deben ser tomadas de cada uno de los dos cupones, o para tuberías menores que o igual a 1.315” (33.4 mm) de diámetro, una probeta de sección completa para resistencia a la tracción debe ser tomada. b Para materiales con especificación de resistencia mínima a la fluencia mayor que 42,000 psi (290 MPa), un mínimo de un ensayo de tracción debe ser requerido.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 11
Tope superior de la tubería Rotura con entalla
Ver Nota 2 Doblado de raíz
Debajo de2.375”
(60.3mm)Tope superior de la tubería
Rotura por entalla
Doblado de raízo de lado
Rotura por entalla
Doblado de raíz o de lado
Mayor o igual que 2.375” (60.3 mm)pero menor o igual que 4.500” (114.3 mm);además, menor o igual que 4.500” (114.3 mm)cuando el espesor de pared es mayor que0.500” (12.7 mm)
Tope superior de la tubería
Rotura por entalla
Tracción
Doblado de raízo de lado
Doblado de carao de lado Tracción
Rotura por entalla
Doblado de raízo de lado
Doblado de carao de lado
Mayor que 4.500” (114.3 mm)
pero menor o igual a 12.750” (323.9 mm)
Tope superior de la tubería
Doblado de cara o de lado
Tracción
Doblado de raíz o de lado
Rotura por entalla
Doblado de cara o de lado
Tracción
Doblado de raíz o de lado
Rotura por entalla
Doblado de raíz o de lado
Rotura por entalla
Tracción
Doblado de cara o de lado
Doblado de cara o de lado
Tracción
Rotura por entalla
Doblado de raíz o de lado
Mayor que 12.750” (323.9 mm)
Notas: 1. Como opción de la compañía, las ubicaciones pueden ser rotadas, siempre que estén espaciadas igualmente
alrededor de la tubería; no obstante, las probetas no deben incluir la soldadura longitudinal. 2. Una probeta de tracción de sección completa puede ser usada para tubería con un diámetro exterior menor o
igual a 1.315 pulg. (33.4 mm).
Figura 3 - Ubicación de las Probetas de Ensayo de Soldaduras a Tope para Ensayos de Calificación de Procedimiento
12 Estándar API 1104
La probeta puede ser maquinada o cortada por oxígeno; los bordes deben ser lisos y paralelos
Aproximadamente9” (230 mm)
Aproximadamente1” (25 mm)
La sobremonta y el sobreespesor de raíz nodeben ser removidos
t
Figura 4 - Probeta de Ensayo de Tracción
Entalla cortada con sierra; la probeta puede ser maquinada o cortada por oxígeno; los bordes deben ser lisos y paralelos Aproximadamente 1/8”
(3 mm)
Aproximadamente 9” (230 mm)
Aproximadamente 1/8”(3 mm)
3/4” (19 mm) mín.
La sobremonta y el sobreespesor de raíz no deben ser removidos
t
Aproximadamente 1/8” (3 mm)
La entalla transversal no tiene que exceder 1/16” (1.6 mm) de profundidad
Probeta opcional para ensayo de rotura por entalla para soldadura automática y semiautomática
3/4” (19 mm) mín.
Figura 5 - Probeta de Ensayo de Rotura por Entalla
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 13
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 de sanidad de 5.6.3.3 la soldadura debe ser aceptada como cumpliendo los requerimientos.
Si la probeta rompe 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. 5.6.3 Ensayo de Rotura por Entalla (Nick-Break Test)
5.6.3.1 Preparación Las probetas para el ensayo de rotura con entalla (ver
figura 5) deben ser de aproximadamente 9” (230 mm) de longitud y 1” (25 mm) de ancho. Estas pueden ser maquinadas o cortadas con oxígeno. Estas deben ser entalladas con una sierra en cada lado del centro de la soldadura, y cada entalle debe ser de aproximadamente 1/8” (3 mm) de profundidad.
Las probetas de “nick-break” preparadas de este modo a partir de soldaduras hechas con algún proceso automático y semiautomático pueden fallar en la tubería (material base) en lugar de en la soldadura. Cuando experiencias de ensayo previas indican que pueden ser esperadas fallas a través de la tubería, el reforzamiento externo puede ser entallado a una altura no mayor que 1/16” (1.6 mm), medida desde la superficie original de la unión soldada.
Como opción de la compañía, las probetas de nick-break usadas para calificar un procedimiento usando un proceso de soldadura semiautomático o mecanizada,
pueden ser sujetas a un macro ataque previo a la realización de la entalla. 5.6.3.2 Método
Las probetas de nick-break deben ser rotas por tracción en una máquina de ensayos, o mediante golpe en la zona central de la probeta mientras los extremos se mantienen sujetos, o sujetando un extremo y golpeando el otro con un martillo. El área expuesta de la fractura debe ser al menos de ¾” (19 mm) de ancho. 5.6.3.3 Requerimientos
Las superficies de fractura expuestas de cada probeta de nick-break deben mostrar penetración y fusión completa. La mayor dimensión de cualquier porosidad (gas pocket) no debe exceder 1/16” (1.6 mm), y el área combinada (total) de todas las porosidades no debe exceder el 2% de la superficie expuesta. Las inclusiones de escoria (slag inclusions) no deben tener mas de 1/32” (0.8 mm) de profundidad y su longitud no debe ser mayor a 1/8” (3 mm) o la mitad del espesor nominal de pared. Debe haber al menos ½” (13 mm) de separación entre inclusiones de escoria adyacentes. Las dimensiones deberían ser medidas como se muestra en la Figura 8. Los ojos de pez (fish eyes) definidos en AWS A 3.0 no son causa de rechazo. 5.6.4 Ensayo de Doblado de Cara y Raíz 5.6.4.1 Preparación
Las probetas para el ensayo de doblez de cara y raíz (ver Figura 6) deben ser de aproximadamente 9” (230 mm) de longitud y 1” (25 mm) de ancho, y sus cantos longitudinales deben ser redondeados.
La probeta puede ser maquinada o cortada por
Radio en todas las esquinas 1/8” (3 mm) máx.
Aproximadamente 1” (25 mm)
Aproximadamente 9” (230 mm)
Espesor de pared
Soldadura
Nota: La sobremonta y sobreespesor de raíz deben ser removidos a ras con la superficie de la probeta. La probeta no debe ser alisada antes del ensayo.
Figura 6-Probetas de Doblado de Raíz y de Cara: Espesor de pared menor o igual a 0.500 pulg. (12.7 mm)
14 Estándar API 1104
Figura 8 - Dimensionamiento de las Imperfecciones en las Superficies de Soldadura Expuestas
Ver Nota 1
Espesor de pared
Aproximadamente 9” (230 mm)
Ver Nota 2 1/2” (13 mm)
Radio en todas las esquinas 1/8” (3 mm) máximo
Notas: 1. La sobremonta y sobreespesor de raíz deben ser removidos a ras con la superficie de la probeta. 2. Las probetas pueden ser cortadas por máquina a un ancho de ½ pulg. (13 mm), o pueden ser cortados poroxígeno a un ancho aproximado de ¾ pulg. (19 mm) y luego maquinados o esmerilados a un ancho de ½ pulg.(13 mm). Las superficies de corte deben ser lisas y paralelas.
Ancho de la probeta
Figura 7-Probeta de Doblado de Lado: Espesor de pared mayor a 0.500 pulg. (13 mm)
Profundidad
LongitudSeparación
Nota: Se muestra una probeta rota de ensayo de rotura por entalla; sin embargo, este método de dimensionamiento es aplicable también a las probetas rotas en ensayos de tracción y de soldaduras de filete.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 15
Estas probetas pueden ser cortadas mediante sierra o cortadas con oxígeno. Los pases de refuerzo y raíz deben ser removidos al ras con las superficies de la probeta. Estas superficies deben ser lisas y cualquier rayadura que exista debe ser ligera y transversal a la soldadura. 5.6.4.2 Método
Las probetas para ensayo de doblez de cara y raíz deben ser dobladas en una matriz para ensayo guiado similar a la que se muestra en la figura 9. Cada probeta debe ser ubicada en la matriz con la soldadura en el medio de la abertura. Probetas para doblado de cara deben ser ubicadas con la cara de la soldadura mirando hacia la abertura de la matriz, y del mismo modo, las probetas de doblado de raíz deben ser ubicados con la raíz de la soldadura mirando hacia la abertura de la matriz. El émbolo con el punzón debe ser forzado a ingresar dentro del espacio libre de la matriz hasta que la curvatura de la probeta sea aproximadamente en forma de U. 5.6.4.3 Requerimientos
El ensayo de doblez debe ser considerado aceptable si ninguna fisura 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 soldadura y la zona de fusión después del doblez. Fisuras que se originan durante el ensayo en el radio exterior del doblez a lo largo de los bordes de la probeta y que sean menores que ¼” (6 mm), medidos en cualquier dirección, no deben ser consideradas a menos que sean observadas imperfecciones evidentes. Cada probeta sujeto a ensayo de doblez debe satisfacer estos requerimientos. Es frecuente que los bordes de la probeta doblada se fisuren durante el ensayo, debido a la pérdida de continuidad, si la fisuración ha sido motivada por una discontinuidad, esta tiene que ser evaluada. 5.6.5 Ensayo de Doblado de Lado 5.6.5.1 Preparación
Las probetas para el ensayo de doblez de lado (ver Figura 7) deben ser de aproximadamente 9” (230 mm) de longitud y 1/2” (13 mm) de ancho, y sus cantos longitudinales deben ser redondeados. Estas deben ser cortadas por sierra, con oxígeno a aproximadamente ¾” (19 mm) de ancho y luego maquinadas o esmeriladas a ½” (13 mm) de ancho. Los lados deben ser suaves y paralelos. Los pases de refuerzo y raíz deben ser removidos a ras con las superficies de la probeta.
Nota: Esta figura no está dibujada a escala. Radio del punzón, A=1 ¾ pulg. (45 mm); radio de la matriz, B=2 5/16pulg. (60 mm); ancho de la matriz, C=2 pulg. (50 mm).
Figura 9-Dispositivo para Ensayo de Doblado
16 Estándar API 1104
Dos probetas de la entrepiernay dos a 90° de la entrepierna
Nota: Esta figura muestra la ubicación de las probetas de ensayo para juntas con un diámetro exterior mayor o igual a 2.375 pulg.(60.3 mm). Para juntas con un diámetro exterior menor que 2.375 pulg. (60.3 mm), las probetas deben ser cortadas de la misma ubicación general, pero dos probetas deben ser removidas de cada una de dos soldaduras de ensayo.
Figura 10-Ubicación de las Probetas para Ensayo de Rotura por Entalla: Calificación de Procedimiento y Soldador en Soldaduras de Filete
Puede ser entallado con sierra 1” (25 mm) aprox.
Aprox.45°
Corte por sierra
1” (25 mm) aprox.
Corte por flama
2” (50 mm) aprox.2” (50 mm) aprox.
1” (25 mm) aprox.
Corte por flama
Corte por sierra
Aprox. 30°bisel
Figura 11-Ubicación de las Probetas para Ensayo de Rotura por Entalla: Calificación de Procedimiento y de Soldador en Soldaduras de Filete, incluida la unión Size to Size, Branch
Connection en Ensayo de Calificación de Soldadores
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 17
5.6.5.2 Método Las probetas para ensayo de doblez de lado deben ser
dobladas en una plantilla para ensayo guiado similar al que se muestra en la figura 9. Cada probeta debe ser ubicada en la matriz con la soldadura en el medio de la abertura y con la cara de la soldadura perpendicular a la abertura de la matriz. El émbolo debe ser forzado dentro de la abertura hasta que la curvatura de la probeta sea aproximadamente en forma de U.
5.6.5.3 Requerimientos Cada probeta de doblado de lado debe satisfacer los
requerimientos del ensayo de cara y raíz especificados en 5.6.4.3.
5.7 SOLDADO DE JUNTAS DE ENSAYO – SOLDADURAS DE FILETE
Para el ensayo de soldadura de juntas soldadas en filete, se debe realizar un filete soldado de acuerdo a una de las configuraciones mostradas en la figura 10, siguiendo todos los detalles de la especificación del procedimiento.
5.8 ENSAYO DE JUNTAS SOLDADAS – SOLDADURAS DE FILETE
5.8.1 Preparación Para ensayar las juntas o uniones soldadas a filete, las
probetas de ensayo deben ser cortados de la unión soldada en la localización mostrada en la Figura 10. Al menos cuatro probetas deben ser tomadas y preparados como se muestra en la Figura 11. Las probetas pueden ser maquinadas o cortadas con oxígeno. Ellos deberían ser al menos de 1” (25 mm) de ancho y lo suficientemente largos como para que ellos puedan ser rotos en la soldadura. Para tuberías con diámetros exteriores menores que 2.375” (60.3 mm), puede ser necesario hacer dos probetas para obtener el número requerido de probetas de ensayo. Las probetas deben ser enfriadas al aire hasta la temperatura ambiente antes del ensayo.
5.8.2 Método
Las probetas de soldadura de filete deben ser rotas en la soldadura por cualquier método conveniente.
5.8.3 Requerimientos Las superficies expuestas de cada probeta de soldadura
de filete deben mostrar penetración y fusión completas y a) la mayor dimensión de cualquier porosidad no debe
exceder 1/16” (1.6 mm), b) el área conjunta de todas las porosidades no debe exceder el 2% del área de la superficie expuesta, c) Las inclusiones de escoria no deben tener mas de 1/32” (0.8 mm) de profundidad (depth) y no deben tener una longitud mayor de 1/8” (3 mm), o la mitad del espesor nominal de pared, eligiendo el menor valor de éstos, y d) debe haber al menos ½” (13 mm) de separación entre inclusiones de escoria adyacentes. Las dimensiones deberían ser medidas como lo muestra la Figura 8.
6 Calificación de Soldadores 6.1 GENERALIDADES
El propósito de los ensayos de calificación de soldadores es determinar la habilidad de éstos para ejecutar uniones soldadas sanas, sean estas a tope o en filete, usando un procedimiento previamente calificado. Antes que cualquier soldadura en producción sea llevada a cabo, los soldadores deben 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 extraído el número de probetas de ensayo establecido 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, al soldador debe proporcionársele tiempo suficiente para ajustar los equipos de soldadura a ser usados. El soldador debe usar la misma técnica de soldadura y proceder con la misma velocidad que él utilizará si pasa los ensayos y es aprobado para hacer la soldadura en producción. La calificación de soldadores debe ser conducida en presencia de un representante aceptado por la compañía.
Un soldador debe calificarse para soldar 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.
6.2 CALIFICACION SIMPLE
6.2.1 Generalidades Para calificación simple, un soldador debe hacer un
cupón usando un procedimiento calificado para juntar los niples o segmentos de niples. El soldador debe hacer una
18 Estándar API 1104 junta soldada en alguna posición fija o con rotación. Cuando el soldador es calificado en la posición fija, el eje de la tubería debe estar en el plano horizontal, en el plano vertical o inclinado con respecto al plano horizontal en un ángulo no mayor de 45º.
Un soldador que hace ensayos de calificación simple para conexiones de ramales, filetes u otras configuraciones similares debe seguir la especificación del procedimiento correspondiente a cada uno de ellos.
Cambios en las variables esenciales descritas en 6.2.2 requieren recalificación del soldador.
La soldadura debe ser aceptada si reúne los requerimientos de 6.4 y alguno de 6.5 ó 6.6.
6.2.2 Alcance Un soldador que ha completado satisfactoriamente la
calificación descrita en 6.2.1 debe ser calificado dentro de los límites de las variables esenciales descritos a continuación. Si alguna de las siguientes variables esenciales es cambiada, el soldador debe ser recalificado usando un nuevo procedimiento: a. Un cambio de un proceso de soldadura a otro proceso
o combinación de procesos, como sigue: 1. Un cambio de un proceso de soldadura a otro
diferente o 2. Un cambio en la combinación de procesos de
soldadura, a menos que el soldador haya sido calificado por separado con ensayos de calificación, usando cada uno de los procesos de soldadura que van a ser empleados para la combinación de procesos de soldadura.
b. Un cambio en la dirección de soldadura de vertical ascendente a vertical descendente o viceversa.
c. Un cambio en la clasificación del metal de aporte del grupo 1 o 2 al grupo 3, o del grupo 3 al grupo 1 o 2 (ver tabla 1).
d. Un cambio de un grupo de diámetro exterior a otro. Estos grupos son definidos como sigue:
1. Diámetro exterior menor que 2.375” (2 3/8”, 60.3 mm).
2. Diámetro exterior de 2.375” hasta 12.750” (323.9 mm).
3. Diámetro exterior mayor que 12.750” (323.9 mm). e. Un cambio de un grupo de espesor de pared a otro.
Estos grupos son definidos como sigue:
1. Tuberías de espesor de pared nominal menor que 0.188” (3/16”, 4.8 mm).
2. Tuberías de espesor de pared nominal de 0.188” hasta 0.750” (19.1 mm).
3. Tuberías de espesor de pared nominal mayor que 0.750” (19.1 mm).
f. Un cambio en la posición en la cual el soldador ha sido calificado (por ejemplo de rotada a fija o un cambio de posición vertical a horizontal o viceversa). Un soldador que pasó satisfactoriamente un ensayo de calificación de soldadura a tope en la posición fija con el eje inclinado a 45º del plano horizontal estará calificado para hacer juntas a tope y filetes de traslape (lap fillet) en todas las posiciones.
g. Un cambio en el diseño de la junta (por ejemplo, la eliminación de una placa de respaldo (backing strip) o un cambio de bisel V a U).
6.3 CALIFICACION MÚLTIPLE
6.3.1 Generalidades Para calificación múltiple, un soldador debe completar
satisfactoriamente las dos pruebas descritas a continuación, usando procedimientos calificados.
Para la primera prueba, el soldador debe hacer una junta a tope en posición fija con el eje de la tubería en un plano horizontal o inclinado de la horizontal en un ángulo no mayor a 45º. Esta soldadura a tope debe ser hecha en una tubería con un diámetro exterior de al menos 6.625” (6 5/8”, 168.3 mm) y con un espesor de pared de al menos 0.250” (6.4 mm) sin placa de respaldo. La soldadura debe ser aceptada si ésta cumple los requerimientos de 6.4 y alguno de 6.5 o 6.6. Las probetas pueden ser retiradas del cupón de las ubicaciones mostradas en la Figura 12, o pueden ser seleccionadas de las ubicaciones relativas indicadas también en la Figura 12 pero sin referencia a la parte superior de la tubería, o pueden ser seleccionadas de ubicaciones que estén separadas equidistantemente alrededor de la circunferencia entera de la tubería. La secuencia de los tipos de probetas adyacentes debe ser idéntica a la mostrada en la Figura 12 para varios diámetros de tubería.
Para la segunda prueba, el soldador debe trazar, cortar, ajustar y soldar una conexión de ramal de tamaño completo a una tubería. Este ensayo debe ser realizado con un diámetro de tubería de al menos 6.625” (168.3 mm) y con un espesor nominal de pared de al menos 0.250” (6.4 mm). Un agujero de tamaño completo debe ser cortado durante la prueba. La soldadura debe ser hecha con el eje de la tubería de prueba en posición horizontal y el eje de la tubería de ramal (branch-pipe) extendiéndose verticalmente hacia abajo. La soldadura terminada debe exhibir una apariencia ordenada, uniforme y bien acabada.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 19
Tope superior de la tubería Rotura con entalla
Ver Nota 2 Doblado de raíz
Debajo de2.375”
(60.3 mm)Tope superior de la tubería
Rotura por entalla
Doblado de raízo de lado
Rotura por entalla
Doblado de raíz o de lado
Mayor o igual que 2.375” (60.3 mm)pero menor o igual que 4.500” (114.3 mm);además, menor o igual que 4.500” (114.3 mm)cuando el espesor de pared es mayor que0.500” (12.7 mm)
Tope superior de la tubería
Doblado de cara o de lado
Tracción Rotura por entalla
Tracción
Doblado de raíz o de lado
Rotura por entalla
Doblado de raíz o de lado Rotura por entalla
Tracción
Doblado de cara o de lado
Tracción
Rotura por entalla
Mayor que 12.750” (323.9 mm)
Notas: 1. Como opción de la compañía, las ubicaciones pueden ser rotadas, siempre que estén espaciadas igualmente
alrededor de la tubería; no obstante, las probetas no deben incluir la soldadura longitudinal. 2. Una probeta de tracción de sección completa puede ser usada para tubería con un diámetro exterior menor o
igual a 1.315 pulg. (33.4 mm).
Figura 12 - Ubicación de las Probetas de Ensayo de Soldaduras a Tope para Ensayos de Calificación de Soldador
Tope superior de la tubería
Rotura por entalla
Tracción
Doblado de raízo de lado
Tracción
Rotura por entalla
pero menor o igual a 12.750” (323.9 mm)
Mayor que 4.500” (114.3 mm)
Tracción
20 Estándar API 1104 La soldadura debe exhibir penetración completa alrededor de la circunferencia entera. Los cordones de raíz completados no deben contener ningún quemón (desfonde) de más de 1/4“ (6 mm). La suma de las máximas dimensiones de descuelgue dispersos no reparados en cualquier longitud continua de soldadura de 12” (300 mm) no debe exceder ½” (13 mm).
Cuatro probetas para rotura con entalla (nick-break test) deben ser removidas de la soldadura en la ubicación mostrada en la Figura 10. Ellos deben ser preparados y ensayados de acuerdo con 5.8.1 y 5.8.2. Las superficies expuestas deben cumplir con los requerimientos de 5.8.3.
6.3.2 Alcance Un soldador que ha completado satisfactoriamente los
ensayos de calificación de soldaduras a tope descrita en 6.3.1 en tuberías con un diámetro mayor o igual a 12.750” (323.9 mm) y una soldadura conexión de ramal de tamaño completo en una tubería con un diámetro exterior mayor o igual a 12.750” (323.9 mm), debe estar calificado para soldaduras en toda posición, en todo espesor de pared, diseños y preparación de juntas, conexiones y en todos los diámetros de tuberías. Un soldador que ha completado satisfactoriamente los requerimientos de la soldadura a tope y la conexión de tubería descritos en 6.3.1 en una tubería con un diámetro exterior menor que 12.750” (323.9 mm) debe estar calificado para soldaduras en toda posición, en todo espesor de pared, diseños y preparación de juntas y en todo diámetro exterior de tuberías menor o igual al diámetro usado por él en los ensayos de calificación.
Si cualquiera de las siguientes variables esenciales es cambiada en una especificación del procedimiento, el soldador debe ser recalificado usando un nuevo procedimiento:
a. Un cambio de un proceso de soldadura a otro proceso o combinación de procesos, como:
1. Un cambio de un proceso de soldadura a otro diferente o
2. Un cambio en la combinación de procesos de soldadura, a menos que el soldador esté calificado por separado con ensayos de calificación, usando cada uno de los procesos de soldadura que son usados para la combinación de procesos de soldadura.
b. Un cambio en la dirección de soldadura de vertical ascendente a vertical descendente o viceversa.
c. Un cambio en la clasificación del metal de aporte del grupo 1 ó 2 al grupo 3, o del grupo 3 al grupo 1 ó 2 (ver Tabla 1).
6.4 INSPECCIÓN VISUAL
Para que un cordón de soldadura empleado en los ensayos de calificación pueda cumplir los requerimientos de inspección visual, la soldadura debe estar libre de fisuras, penetración inadecuada, y quemones (burn-through) debería presentar una apariencia uniforme y bien acabada. La profundidad de mordedura adyacente al cordón final en el exterior de la tubería no debe ser mayor que 1/32” (0.8 mm) o 12.5% del espesor de pared de la tubería, cualquiera que sea la menor, y no debe ser mayor que 2” (50 mm) de mordedura en cualquier longitud de soldadura continua de 12” (300 mm).
Cuando se emplea soldadura semiautomática o mecanizada, el ingreso del alambre de aporte en el interior de la tubería debe ser mantenido en un mínimo.
Fallos para conseguir los requerimientos de esta sub- sección debe ser motivo suficiente para eliminar ensayos adicionales.
6.5 ENSAYOS DESTRUCTIVOS
6.5.1 Muestreo de Soldaduras a Tope
Para ensayar soldaduras a tope, se deben cortar muestras de cada cupón. La Figura 12 muestra las localizaciones de las cuales se extraen las probetas si el cupón es de una soldadura circunferencial completa. Si los cupones consisten en segmentos de niple, se debe remover un número aproximadamente igual de probetas de cada segmento. El número total de probetas y los ensayos a los cuales deben ser sometidas es mostrado en la Tabla 3. Las probetas deben ser enfriadas al aire hasta la temperatura ambiente previo al ensayo. Para tuberías con un diámetro exterior menor o igual que 1.315” (33.4 mm) una probeta de tubería de sección completa puede sustituir a las probetas para doblado de raíz y rotura con entalla. La probeta de sección completa debe ser ensayada de acuerdo con 5.6.2.2 y debe cumplir los requerimientos de 6.5.3.
6.5.2 Procedimiento para Ensayos de Tracción, Rotura con Entalla y Doblado en Soldaduras a Tope
Las probetas deben estar preparadas para ensayos de tracción, rotura con entalla y doblado y los ensayos deben ser realizados tal como se describe en 5.6 Sin embargo, para los propósitos de calificación de soldadores, no es necesario calcular la resistencia a la tracción de los cupones. El ensayo de tracción puede incluso ser omitido en cuyo caso la probeta designada para el ensayo debe someterse a ensayo de rotura por entalla (nick-break test).
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 21
6.5.3 Requerimientos para el Ensayo de Tracción
en Soldaduras a Tope
Para el ensayo de tracción, si cualquiera de las probetas de sección reducida o de sección completa rompe en la soldadura o en el empalme de la soldadura y el metal base, y no satisface los requerimientos de sanidad descritos en 5.6.3.3, el soldador debe ser descalificado.
6.5.4 Requerimientos para el Ensayo de Rotura con Entalla en Soldaduras a Tope
Para el ensayo de rotura con entalla, si cualquier probeta muestra imperfecciones que excedan aquellas permitidas por 5.6.3.3, el soldador debe ser descalificado.
6.5.5 Requerimientos para el Ensayo de Doblado en Soldaduras a Tope
Para el ensayo de doblado, si cualquier probeta muestra imperfecciones que excedan aquellas permitidas por 5.6.4.3 o 5.6.5.3, el soldador debe ser descalificado.
Soldaduras en tuberías de acero de alta resistencia (high-test pipe) pueden no doblarse hasta completar la
forma de U. Estas soldaduras deben ser consideradas aceptables si las probetas que fisuran se terminan de romper (posteriormente) y sus superficies expuestas cumplen los requerimientos de 5.6.3.3.
Si uno de las probetas de doblado falla en conseguir estos requerimientos y en opinión de la compañía, la imperfección observada no es representativa de la soldadura, la probeta puede ser reemplazada por una adicional cortada adyacente a la que ha fallado. El soldador debe ser descalificado si la probeta adicional también muestra imperfecciones que exceden los límites especificados.
6.5.6 Muestreo de Soldaduras de Filete
Para ensayar soldaduras de filete, se deben cortar probetas de cada cupón. La Figura 10 muestra las ubicaciones de las cuales las probetas de ensayo van a ser extraídos si el cupón de ensayo es una soldadura circunferencial completa. Si los cupones de ensayo consisten en segmentos de niple, un número aproximadamente igual de probetas debe ser removido de cada segmento. Las probetas deben ser enfriadas al aire hasta la temperatura ambiente previo al ensayo.
Tabla 3 – Tipo y Número de Probetas de Soldadura a Tope por Soldador para Ensayo de Calificación de Soldador y para Ensayos Destructivos de Soldadura de Producción
Diámetro exterior de tubería Número de probetas
pulgadas milímetros Resistencia a la tracción
Rotura con entalla
Doblado de raíz
Doblado de cara
Doblado de lado Total
Espesor de pared <= 0.500” (12.7 mm) <2.375 <60.3 0 2 2 0 0 4a
2.375-4.500 60.3-114.3 0 2 2 0 0 4 >4.500-12.750 >114.3-323.9 2 2 2 0 0 6
>12.750 >323.9 4 4 2 2 0 12 Espesor de pared > 0.500” (12.7 mm)
<= 4.500 <= 114.3 0 2 0 0 2 4 >4.500-12.750 >114.3-323.9 2 2 0 0 2 6
>12.750 >323.9 4 4 0 0 4 12 a Para tuberías de diámetros exteriores menores que o iguales a 1.315” (33.4 mm), deben ser tomadas probetas de dos soldaduras o una de sección completa para resistencia a la tracción.
22 Estándar API 1104
6.5.7 Métodos de Ensayo y Requerimientos para
Soldaduras de Filete Las probetas de soldadura de filete deben ser
preparadas y el ensayo debe ser llevado a cabo de acuerdo a lo descrito en 5.8.
6.6 RADIOGRAFÍA – UNICAMENTE SOLDADURAS A TOPE
6.6.1 Generalidades
Como opción de la compañía, la calificación de juntas a tope puede ser examinada por radiografía en lugar de los ensayos especificados en 6.5 (ensayos destructivos).
6.6.2 Requerimientos de Inspección
Las radiografías deben ser hechas en cada una de los cupones de soldadura. El soldador deberá ser descalificado si cualquiera de los cupones de soldadura no cumple los requerimientos de 9.3 (ensayo radiográfico, criterios de aceptación END).
La inspección radiográfica no debe ser utilizada con el propósito de localizar áreas sanas o áreas que contengan imperfecciones y subsecuentemente hacer ensayos de dichas áreas para calificar o descalificar soldadores.
6.7 REENSAYES
Si en opinión mutua de la compañía y representantes del contratista, un soldador falla en el ensayo de calificación por condiciones inevitables o más allá de su control, el soldador puede obtener una segunda oportunidad para calificar. Ensayos adicionales no deben ser tomados hasta que el soldador se haya sometido a una prueba luego de un subsecuente entrenamiento aprobado por la compañía.
6.8 REGISTROS Un registro de los ensayos debe ser mantenido
específicamente para cada soldador y con los detalles de los resultados de cada ensayo. Un formato similar al mostrado en la figura 2 podría ser usado. (Este formato debería ser desarrollado para satisfacer las necesidades de la compañía individual pero debe estar suficientemente detallado para demostrar que los ensayos de calificación cumplen los requerimientos de este estándar). Una lista de soldadores calificados y los procedimientos para los cuales ellos están calificados debe ser mantenida. Un soldador
puede ser requerido para recalificación si surge algún cuestionamiento acerca de su competencia.
7 Diseño y Preparación de una Junta para Soldadura de Producción
7.1 GENERALIDADES
Las tuberías deben ser soldadas por soldadores calificados usando procedimientos calificados. Las superficies a ser soldadas deben estar lisas, uniformes y libres de laminaciones, escamas, escoria, grasa, pintura y otros materiales nocivos que puedan afectar adversamente a la soldadura. El diseño de la unión y la separación entre extremos de tubería deben estar de acuerdo con la especificación de procedimiento utilizada.
7.2 ALINEAMIENTO En el alineamiento de extremos colindantes debe
minimizarse el desalineado entre las superficies. Para extremos de tubería del mismo espesor nominal, el desalineamiento no debería exceder 1/8” (3 mm). Variaciones mayores son permisibles, siempre que sean causadas por variaciones en las dimensiones de los extremos de las tuberías dentro de las tolerancias especificadas en la compra, y dichas variaciones estén distribuidas esencialmente de manera uniforme alrededor de la circunferencia de la tubería. Los martilleos de la tubería para obtener un alineamiento conveniente deberán ser mantenidos en un mínimo.
7.3 USO DE DISPOSITIVOS DE ALINEAMIENTO PARA SOLDADURAS A TOPE
Los dispositivos de alineamiento (lineup clamp) deben ser usados para soldaduras a tope de acuerdo con la especificación de procedimiento. Cuando sea permitido retirar el dispositivo de alineamiento antes que el pase de raíz sea culminado, la parte completada del cordón debe estar distribuida en segmentos aproximadamente iguales y espaciados uniformemente alrededor de la circunferencia de la junta. Sin embargo, cuando un dispositivo de fijación interno es usado y las condiciones de trabajo son tales que hacen difícil prevenir movimientos de la tubería o si la soldadura es esforzada indebidamente, se debe completar el pase de raíz antes de liberar los dispositivos de alineamiento. Los segmentos de pase de raíz usados en conexión con dispositivos de alineamiento externos, deben estar uniformemente espaciados alrededor de la circunferencia de la tubería y deben sumar en total una longitud de al menos 50% de la circunferencia de la tubería antes de retirar el dispositivo de alineamiento.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 23
7.4 BISEL
7.4.1 Bisel efectuado en Taller Todo bisel de los extremos de tuberías, efectuados en
un taller, debe estar conforme al diseño de la junta usado en la especificación de procedimiento.
7.4.2 Bisel efectuado en Campo Los extremos de tubería deberían ser biselados en
campo por máquinas herramientas o máquinas de corte por oxígeno. Si es autorizado por la compañía, también puede ser usado corte con oxígeno manual. Los extremos biselados deben ser razonablemente lisos y uniformes, y las dimensiones deben estar de acuerdo con la especificación de procedimiento.
7.5 CONDICIONES CLIMÁTICAS La soldadura no debe ser hecha cuando la calidad de la
soldadura completada podría ser perjudicada por las condiciones ambientales reinantes, incluyendo (pero no limitados únicamente a) la humedad del aire, corrientes de arena o fuertes vientos. Se pueden usar protectores de viento cuando sea factible. La compañía debe decidir si las condiciones ambientales son adecuadas para soldar.
7.6 ESPACIO LIBRE Cuando la tubería es soldada sobre el suelo, el espacio
libre de trabajo alrededor de la tubería a soldar no debería ser menor que 16” (400 mm). Cuando la tubería es soldada en una zanja, el agujero de campana debe ser lo suficientemente largo como para permitir al soldador o soldadores un adecuado acceso a la junta.
7.7 LIMPIEZA ENTRE PASES Escamas y escoria debe ser removida de cada cordón y
del canal. Herramientas mecánicas deben ser usadas cuando se especifique en el procedimiento; de otra manera, la limpieza puede ser realizada con herramientas manuales o mecánicas.
Cuando se emplee soldadura semiautomática o mecanizada, las agrupaciones de porosidades superficiales, inicios de arco y puntos altos deben ser removidos por amolado antes que el metal soldado sea depositado sobre ellos. Cuando sea solicitado por la compañía, se deben retirar los depósitos frágiles antes que el metal soldado sea depositado sobre ellos.
7.8 SOLDADURAS DE POSICIÓN
7.8.1 Procedimiento
Toda soldadura de posición debe ser hecha con las partes a ser unidas aseguradas contra movimientos y con el adecuado espacio libre alrededor de la junta para permitir al soldador o soldadores espacio en el cual puedan trabajar.
7.8.2 Pases de Relleno y Acabado Para soldaduras en posición el número de pases de
relleno y acabado debe permitir una sección transversal de soldadura completa y sustancialmente uniforme alrededor de la circunferencia entera de la tubería. En ningún punto la sobremonta de la superficie debe caer por debajo de la superficie exterior de la tubería ni tampoco debería estar levantada por encima del metal base más de 1/16” (1.6 mm).
Dos pases no deben empezar en el mismo lugar. La cara del cordón final de soldadura debería ser aproximadamente 1/8” (3 mm) más ancha que el ancho del canal original. Una vez completada la soldadura esta debe ser rigurosamente escobillada y limpiada.
7.9 SOLDADURAS ROTADAS
7.9.1 Alineamiento
Como opción de la compañía, las soldaduras mediante rotación del tubo deben ser permitidas, siempre que el alineamiento sea mantenido, ya sea por el uso de patines o a través de un armazón estructural con un adecuado número de rodillos giratorios para prevenir holguras de las partes soportadas de la tubería.
7.9.2 Pases de Relleno y Acabado Para soldaduras rotadas el número de pases de relleno y
acabado debe permitir una sección transversal de soldadura completa y sustancialmente uniforme alrededor de la circunferencia entera de la tubería. En ningún punto la sobremonta de la unión soldada debe caer por debajo de la superficie exterior de la tubería ni tampoco debería estar por encima del metal base mas de 1/16” (1.6 mm).
La cara de la superficie externa debería ser aproximadamente 1/8” (3 mm) más ancha que el ancho del canal original.
Conforme la soldadura progrese, la tubería debe ser rotada para mantener la soldadura en o cerca del punto superior de la tubería. Una vez completada la soldadura debe ser rigurosamente escobillada y limpiada.
24 Estándar API 1104 7.10 IDENTIFICACIÓN DE SOLDADURAS
Cada soldador debe identificar su trabajo en la forma prescrita por la compañía.
7.11 TRATAMIENTO TÉRMICO DE PRE Y POST CALENTAMIENTO
La especificación de procedimiento debe indicar las prácticas de tratamientos térmicos de pre y post calentamiento a ser seguidos cuando los materiales o las condiciones climáticas hagan necesario ejecutar alguno o ambos tratamientos.
8 Inspección y Ensayo de Soldaduras de Producción
8.1 DERECHOS DE INSPECCIÓN
La compañía debe tener el derecho de inspeccionar todas las soldaduras por medios no destructivos o extrayendo soldaduras y sometiéndolas a ensayos mecánicos. La inspección puede ser hecha durante el proceso de soldadura o después que la soldadura ha sido completada. La frecuencia de inspección debe estar conforme a lo especificado por la compañía.
8.2 MÉTODOS DE INSPECCIÓN
Los ensayos no destructivos (END) pueden consistir en inspección radiográfica u otro método especificado por la compañía. El método usado debe producir indicaciones de imperfecciones que puedan ser interpretadas y evaluadas con precisión. Las soldaduras deben ser evaluadas en base a la sección 9 o al apéndice A, como una opción de la compañía. En este último caso, se requiere una inspección más completa con objeto de determinar el tamaño de la imperfección.
Los ensayos destructivos deben consistir en la remoción de uniones soldadas completas, el seccionamiento de las uniones en probetas, y la evaluación de estas. Las probetas deben ser preparadas cumpliendo los requerimientos establecidos en 6.5. La compañía debe tener el derecho de aceptar o rechazar cualquier soldadura que no consiga los requerimientos por el método por el cual fue inspeccionado. El soldador que ejecutó una soldadura que no ha cumplido con los requerimientos puede ser descalificado para trabajos ulteriores.
Los operadores de equipo de inspección no destructiva pueden ser requeridos para demostrar la capacidad del
procedimiento de inspección para la detección de defectos y la habilidad del operador para interpretar correctamente las indicaciones dadas por el equipo.
Métodos de ensayo de trepanación no deben ser usados
8.3 CALIFICACIÓN DE PERSONAL DE INSPECCIÓN
El personal de inspección de soldadura debe ser calificado por su experiencia y entrenamiento para llevar a cabo la tarea de inspección especificada. Sus calificaciones deben ser aceptables para la compañía.
La documentación de estas calificaciones debe ser retenida por la compañía y debe incluir, pero no estar limitado, a lo siguiente:
a. Educación y experiencia.
b. Entrenamiento.
c. Resultados de algunas examinaciones de calificación.
8.4 CERTIFICACIÓN DEL PERSONAL DE END
8.4.1 Procedimientos
El personal de END debe ser certificado como nivel I, II o III de acuerdo con las recomendaciones de ASNT (American Society for Nondestructive Testing), Práctica recomendada Nº SNT-TC-1A, ACCP o cualquier otro programa de certificación nacional reconocido que sea aceptable por la compañía para el método de ensayo usado. Únicamente personal de nivel II o III debe interpretar los resultados de los ensayos.
8.4.2 Registro
Un registro de certificados de personal de END debe ser mantenido por la compañía. El archivo debe incluir los resultados de los ensayos de certificación, la agencia y el personal que otorga la certificación y la fecha de certificación. El personal de END puede ser requerido para ser recertificado como opción de la compañía, o, si surgiera cualquier cuestionamiento surge acerca de su capacidad. El personal de END nivel I y II debe ser recertificado al menos cada 3 años. El personal de END nivel III debe ser recertificado al menos cada 5 años.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 25
9. Estándares de Aceptación para END
9.1 GENERALIDADES
Los estándares de aceptación presentados en esta sección se aplican para imperfecciones localizadas por los métodos de ensayo de radiografía, partículas magnéticas, líquidos penetrantes y ultrasonido. Ellos también pueden ser aplicados para inspección visual. Los END no deben ser usados para seleccionar soldaduras que están sujetas a ensayos destructivos en concordancia con 6.5.
9.2 ACEPTACIÓN O RECHAZO
Todo método de END está limitado a la información que pueda ser derivada de las indicaciones que ellos producen.
La compañía puede por lo tanto rechazar cualquier soldadura que parece satisfacer este estándar de aceptación si en su opinión la profundidad de una imperfección puede estar en detrimento de la soldadura.
9.3 ENSAYO RADIOGRÁFICO (RT)
Nota: todas las densidades referidas de 9.3.1 a 9.3.13 están basadas en imágenes negativas.
9.3.1 Penetración Inadecuada sin Desalineamiento (Inadecuate Penetration Without High-Low)(IP)
La penetración inadecuada (IP) es definida como el llenado incompleto de la raíz de la soldadura. Esta
condición es mostrada esquemáticamente en la Figura 13. IP debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. La longitud de una indicación individual IP excede de 1” (25 mm).
b. La suma de las longitudes de las indicaciones IP en una longitud de cordón continuo de 12” (300 mm) excede a 1” (25 mm).
c. La suma de las longitudes de las indicaciones IP exceden el 8% de longitud en cualquier soldadura con menos de 12” (300) de longitud de cordón.
9.3.2 Penetración Inadecuada Debido a Desalineamiento (Due High-Low)(IPD)
IPD es definido como la condición que existe cuando un canto de la raíz está descubierto porque la tubería adyacente o la preparación de junta están desalineadas. Esta condición es mostrada esquemáticamente en la Figura 14. IPD debe ser considerado un defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. La longitud de una indicación individual IPD excede de 2” (50 mm).
b. La suma de las longitudes de las indicaciones IP en una longitud de cordón continuo de 12” (300 mm) excede las 3” (75 mm).
Llenado incompleto en la raíz
Nota: Una o ambas caras de la raíz pueden estar rellenadas inadecuadamente en la superficie interior.
Figura 13-Penetración Inadecuada sin Desalineamiento (IP)
26 Estándar API 1104
9.3.3 Penetración Transversal Inadecuada (Interna) (Inadecuate Cross Penetration) (ICP)
ICP es definido como una imperfección sub superficial entre el primer pase interno y el primer pase externo que es causado por la penetración inadecuada de caras verticales. Esta condición es mostrada esquemáticamente en la Figura 15. ICP debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. La longitud de una indicación individual ICP excede a 2” (50 mm).
b. La suma de las longitudes de las indicaciones ICP en una longitud de cordón continuo de 12” (300 mm) excede a 2” (50 mm).
9.3.4 Fusión Incompleta (IF)
IF es definido como una imperfección superficial entre el metal de soldadura y el material base que está abierto a la superficie. Esta condición es mostrada esquemáticamente en la Figura 16. IF debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. La longitud de una indicación individual IF excede a 1” (25 mm).
b. La suma de las longitudes de las indicaciones IF en una longitud de cordón continuo de 12” (300 mm) excede 1” (25 mm).
c. La suma de las longitudes de las indicaciones IF exceden el 8% de longitud en cualquier soldadura con menos de 12” (300) de longitud de cordón..
9.3.5 Fusión Incompleta Ocasionada por Traslape Frío (Incomplete Fusion Due to Cold Lap) (IFD)
IFD es definido como una imperfección entre dos pases de soldadura adyacentes o entre el metal de soldadura y el metal base que no está abierto a la superficie. Esta condición es mostrada esquemáticamente en la Figura 17. IFD debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. La longitud de una indicación individual IFD excede a 2” (50 mm).
b. La suma de las longitudes de las indicaciones IFD en una longitud de cordón continuo de 12” (300 mm) excede a 2” (50 mm).
c. La suma de las longitudes de indicaciones IFD exceden el 8% de la longitud del cordón.
9.3.6 Concavidad Interna (Internal Concavity)(IC)
IC es definido en 3.2.8 y es mostrado esquemáticamente en la Figura 18. Cualquier longitud de IC es aceptable si la densidad de la imagen radiográfica en la IC no excede a la del material base más delgado. En áreas donde se excede la densidad del material base más delgado, se aplicará el criterio para quemones (burn-through) (ver 9.3.7).
9.3.7 Quemón (Burn-Through) (BT)
9.3.7.1 Un BT es definido como una porción del pase de raíz donde una excesiva penetración ha causado que el baño de soldadura penetre hacia el interior del tubo (provocando un agujero o perforación en el cordón)
9.3.7.2 Para tuberías con un diámetro exterior mayor o igual que 2.375” (60.3 mm), un BT debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Cuando la máxima dimensión excede a ¼” (6 mm) y la densidad de la imagen de BT excede la del material base adyacente más delgado.
b. Cuando la máxima dimensión excede al menor de los espesores de pared nominales de la unión soldada y la densidad en cualquier porción de la imagen de BT excede la del material base adyacente más delgado.
c. Cuando la suma de las máximas dimensiones de BTs separados, cuyas densidades en cualquier porción de imagen exceden la del material base adyacente más delgado, es mayor a ½” (13 mm) medido en una porción continua de cordón de soldadura de 12” (300 mm), o medido a lo largo del total de la longitud de soldadura, cualquiera sea la menor.
9.3.7.3 Para tuberías con un diámetro exterior menor que 2.375” (60.3 mm), un BT debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 27
a. Cuando la máxima dimensión excede ¼” (6 mm) y la
densidad en cualquier porción de la imagen de BT excede la del material base adyacente más delgado.
b. Cuando la máxima dimensión excede al menor de los espesores de pared nominales de la unión soldada y la densidad en cualquier porción de la imagen de BT excede la del material base adyacente más delgado.
c. Cuando esté presente más de un BT de cualquier tamaño y la densidad en cualquier porción de la imagen de BT exceda la del material base adyacente más delgado.
9.3.8 Inclusiones de Escoria (Slag Inclusions)
9.3.8.1 Una inclusión de escoria es definida como un sólido no metálico entrampado en el metal depositado o entre el metal base y el metal depositado. Inclusiones de escoria alargadas (ESIs) – ejemplo, líneas de escoria continuas o entrecortadas o huellas de vagón (wagon track) - son usualmente encontradas en la zona de fusión. Las inclusiones de escoria aisladas (isolated) (ISIs) son formadas irregularmente y pueden ser localizadas en cualquier lugar de la soldadura. Para propósitos de evaluación, cuando se mida el tamaño de una indicación radiográfica, la máxima dimensión de la indicación debe ser considerada como su longitud.
9.3.8.2 Para tuberías con un diámetro exterior mayor o igual que 2.375” (60.3 mm), una inclusión de escoria debe ser considerada defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. La longitud de una indicación ESI excede las 2” (50 mm).
Nota: Indicaciones ESI paralelas separadas por aproximadamente el ancho del pase de raíz (wagon track) deben ser consideradas como una sola indicación a menos que el ancho de cualquiera de ellas exceda 1/32” (0.8 mm). En tal caso, deben ser consideradas como indicaciones separadas.
b. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones ESI en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de soldadura excede a 2” (50 mm).
c. Cuando el ancho de una indicación ESI excede a 1/16” (1.6 mm).
d. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones ISI en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de soldadura excede a 1/2” (13 mm).
e. Cuando el ancho de una indicación ISI excede a 1/8” (3 mm).
f. Cuando más de cuatro indicaciones ISI con el máximo ancho de 1/8” (3 mm) están presentes en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de soldadura.
g. Cuando las longitudes sumadas de indicaciones ESI e ISI exceden el 8% de la longitud soldada.
9.3.8.3 Para tuberías con un diámetro exterior menor que 2.375” (60.3 mm), una inclusión de escoria debe ser considerada defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Cuando la longitud de una indicación ESI excede a tres veces al espesor nominal de pared más delgado de la junta.
Nota: Indicaciones ESI paralelas separadas por aproximadamente el ancho del cordón de raíz (wagon track) debe ser considerada una sola indicación a menos que el ancho de cualquiera de ellas exceda 1/32” (0.8 mm). En tal caso, deben ser consideradas como indicaciones separadas.
b. Cuando el ancho de una indicación ESI excede a 1/16” (1.6 mm)
c. Cuando las longitudes sumadas de indicaciones ISI excede dos veces al espesor de pared nominal más delgado de la unión soldada y el ancho excede a la mitad del espesor de pared nominal más delgado de la unión.
d. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones ESI e ISI exceden el 8% de la longitud soldada.
28 Estándar API 1104
Llenado incompleto en un lado de la raíz
Figura 14-Penetración Inadecuada debido a Desalineamiento (IPD)
Figura 15-Penetración Transversal Inadecuada (ICP)
No hay unión, la imperfección está asociada a la superficie
Figura 16-Fusión Incompleta en la Raíz del Cordón o en la parte superior de la Junta (IF)
Traslape frío entre cordones
Traslape frío entre el cordón de soldadura y el material base
Nota: El traslape frío mostrado no está asociado a la superficie
Figura 17-Fusión Incompleta debida a Traslape Frío (IFD)
El cordón de raíz funde en ambas superficies, pero el centro del pase de raíz está ligeramente bajo la superficie interior de la tubería.
Figura 18-Concavidad Interna (IC)
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 29
9.3.9 POROSIDAD (POROSITY)
9.3.9.1 La porosidad es definida como un gas atrapado por solidificación del metal soldado antes que el gas tenga la oportunidad de ascender a la superficie del baño fundido y escapar. Las porosidades son generalmente esféricas pero pueden ser elongadas o de forma irregular, tales como las porosidades alargadas (agujeros de gusano) (piping porosity or wormhole). Cuando el tamaño de una indicación radiográfica producida por un poro es medido, a la máxima dimensión de la indicación debe aplicarse el criterio mostrado en 9.3.9.2 hasta 9.3.9.4
9.3.9.2 Porosidades (P) individuales o dispersas (scattered) deben ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Cuando el tamaño de un poro individual excede 1/8” (3 mm).
b. Cuando el tamaño de un poro individual excede el 25 % de espesor de la pared nominal más delgada de la junta.
c. Cuando las porosidades distribuidas o dispersas exceden la concentración permitida por las figuras 19 o 20.
9.3.9.3 La porosidad agrupada (cluster porosity CP) que ocurra en cualquier pase excepto el final debe cumplir el criterio 9.3.9.2. La CP que ocurra en el pase final debe ser considerada un defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Cuando el diámetro del cluster excede ½” (13 mm).
b. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones CP en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de soldadura excede a 1/2” (13 mm).
9.3.9.4 Poro vermicular (hollow-bead porosity HB) es definido como una porosidad lineal alargada que ocurre en el pase de raíz. HB debe ser considerado un defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Cuando la longitud de una indicación HB individual excede ½” (13 mm).
b. Cuando la suma de las longitudes de indicaciones HB en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de soldadura excede a 2” (50 mm).
c. Cuando las indicaciones individuales de cada porosidad HB, mayor a ¼” (6 mm) de longitud, están separadas por menos de 2” (50 mm) de distancia.
d. Cuando las longitudes sumadas de indicaciones HB exceden el 8% de la longitud soldada.
9.3.10 Fisuras (Cracks)(C). Las fisuras deben ser consideradas defectos si alguna
de las siguientes condiciones existe:
a. Cuando la fisura de cualquier tamaño o localización dentro de la soldadura, no es una fisura de cráter (shallow crater crack) o una fisura estrella (star crack).
b. Cuando la fisura es una fisura de cráter o fisura de estrella con una longitud superior a 5/32” (4 mm).
Nota: las fisuras de cráter o de estrella están situadas en los puntos de parada de soldadura de pases y son el resultado de contracciones del metal soldado durante la solidificación.
9.3.11 Mordedura (Undercutting) La mordedura es definida como un canal fundido
dentro del material base adyacente a la base o raíz de la soldadura y que no es llenado por el metal de aporte. La mordedura adyacente al pase de acabado (EU) o al pase de raíz (IU) debe ser considerada como un defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Cuando la suma de las longitudes de indicaciones de mordeduras EU e IU, en cualquier combinación, en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) excede a 2” (50 mm).
b. Cuando la suma de las longitudes de indicaciones de mordeduras EU e IU, en cualquier combinación, excede un sexto de la longitud soldada.
Nota: Ver 9.7 para estándares de aceptación para mordedura cuando se emplean mediciones visuales y mecánicas.
30 Estándar API 1104
Variado
Grande
Mediano
Fino
Alineado (tres o más)
Figura 19-Distribución Máxima de las Porosidades: Espesor de Pared menor o igual a 0.500 pulg. (12.7 mm)
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 31
Variado
Grande
Mediano
Fino
Alineado (tres o más)
Figura 20-Distribución Máxima de las Porosidades: Espesor de Pared mayor que 0.500 pulg. (12.7 mm)
32 Estándar API 1104
9.3.12 Acumulación de Imperfecciones.
Excluyendo penetración incompleta IPD y mordedura, cualquier acumulación de imperfecciones (AI) debe ser considerada un defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones, en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de soldadura excede a 2” (50 mm).
b. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones excede el 8% de la longitud soldada.
9.3.13 Imperfecciones de Tubería o Accesorios (Fitting).
Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios por ensayo radiográfico (RT) deben ser reportadas a la compañía. Su disposición debe ser según las directivas de la compañía.
9.4 ENSAYO DE PARTICULAS MAGNETICAS (MT)
9.4.1 Clasificación de Indicaciones
9.4.1.1 Las indicaciones producidas por MT no son necesariamente imperfecciones. Variaciones magnéticas y metalúrgicas pueden producir indicaciones que son similares a aquellas que son producidas por imperfecciones pero que no son relevantes para el criterio de aceptación. El criterio mostrado en 9.4.1.2 y 9.4.1.3 es aplicable cuando las indicaciones son evaluadas.
9.4.1.2 Cualquier indicación con una dimensión máxima de 1/16” (1.6 mm) o menor, debe ser clasificada como no relevante. Cualquier indicación más larga que se crea no relevante, debe ser juzgada como relevante hasta que una reexaminación por MT u otra técnica no destructiva determine de un modo u otro si existe una real imperfección. La superficie puede ser pulida o acondicionada por otro método antes de reexaminarse. Después que una indicación sea determinada como no relevante, otra indicación no relevante del mismo tipo no necesita ser reexaminada.
9.4.1.3 Indicaciones relevantes son aquellas causadas por imperfecciones. Indicaciones lineales son aquellas cuya longitud es tres veces mayor a su ancho. Indicaciones
redondeadas son aquellas cuyo largo es tres veces su ancho o menor.
9.4.2 ESTÁNDAR DE ACEPTACIÓN Indicaciones relevantes deben ser consideradas
defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Indicaciones lineales evaluadas como fisuras de cráter o de inicio de cordón exceden los 5/32” (4 mm) en longitud.
b. Indicaciones lineales son evaluadas como fisuras diferentes que de cráter o de inicio de cordón.
c. Indicaciones lineales evaluadas como IF y que excedan 1” (25 mm) de su longitud total en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de soldadura o que excedan el 8% de la longitud soldada.
Indicaciones redondeadas deben ser evaluadas de acuerdo al criterio de 9.3.9.2 y 9.3.9.3, cuando sea aplicable. Para propósitos de evaluación, la máxima dimensión de una indicación redondeada debe ser considerada como su tamaño.
Nota: Cuando exista duda acerca del tipo de imperfección revelada por una indicación, la verificación puede ser obtenida usando otro método de ensayo no destructivo.
9.4.3 Imperfecciones De Tubería o Accesorios (Fitting)
Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios por MT deben ser reportadas a la compañía. Su disposición debe ser según las directivas de la compañía.
9.5 ENSAYO DE LIQUIDOS PENETRANTES (PT)
9.5.1 Clasificación de Indicaciones
9.5.1.1 Las indicaciones producidas por PT no son necesariamente imperfecciones. Marcas de maquinado, rayas y condiciones superficiales pueden producir indicaciones que son similares a aquellas que son producidas por imperfecciones pero que no son relevantes para aceptabilidad. El criterio mostrado en 9.5.1.2 y 9.5.1.3 es aplicable cuando las indicaciones son evaluadas.
9.5.1.2 Cualquier indicación con una dimensión máxima de 1/16” (2 mm) o menor, debe ser clasificada como no relevante. Cualquier indicación más larga que se crea no relevante, debe ser juzgada como relevante hasta
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 33
que una reexaminación por PT u otra técnica no destructiva determine si existe una imperfección. La superficie puede ser pulida o acondicionada por otro método antes de reexaminarse. Después que una indicación se ha determinado como no relevante, otra indicación no relevante del mismo tipo no necesita ser reexaminada.
9.5.1.3 Indicaciones relevantes son aquellas causadas por imperfecciones. Indicaciones lineales son aquellas cuya longitud es tres veces mayor a su ancho. Indicaciones redondeadas son aquellas cuyo largo es tres veces su ancho, o menor.
9.5.2 Estándar de Aceptación Indicaciones relevantes deben ser consideradas
defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Indicaciones lineales evaluadas como fisuras de cráter o de inicio de cordón exceden los 5/32” (4 mm)en longitud.
b. Indicaciones lineales son evaluadas como fisuras diferentes que de cráter o de inicio de cordón.
c. Indicaciones lineales evaluadas como IF y que excedan a 1” (25 mm) de su longitud total en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de soldadura o que excedan el 8% de la longitud soldada.
Indicaciones redondeadas deben ser evaluadas de acuerdo al criterio de 9.3.9.2 y 9.3.9.3, como sea aplicable. Para propósitos de evaluación, la máxima dimensión de una indicación redondeada será considerada como su tamaño.
Nota: Cuando exista duda acerca del tipo de imperfección revelada por una indicación, la verificación puede ser obtenida usando otro método de ensayo no destructivo.
9.5.3 Imperfecciones de Tubería o Accesorios (Fitting).
Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios por PT deben ser reportadas a la compañía. Su disposición debe ser según las directivas de la compañía.
9.6 ENSAYO DE ULTRASONIDO (UT)
9.6.1 Clasificación de Indicaciones
9.6.1.1 Las indicaciones producidas por UT no son necesariamente imperfecciones. Cambios en la geometría soldada debido a desalineamiento de extremos colindantes de tuberías, cambios en el perfil del reforzamiento soldado de los pases raíz ID y coronamiento OD, biseles internos y
modos de conversión de onda ultrasónica, pueden producir indicaciones geométricas que son similares a aquellas que son producidas por imperfecciones, pero que no son relevantes para aceptabilidad.
9.6.1.2 Indicaciones lineales son definidas como indicaciones cuya dimensión más grande está en la dirección longitudinal de la soldadura. Indicaciones lineales típicas pueden ser causadas por, pero no están limitadas a, los siguientes tipos de imperfecciones: IP, IPD, ICP, IF, IFD, ESI, C, EU, IU y HB.
9.6.1.3 Indicaciones transversales son definidas como indicaciones cuya dimensión más grande está en la dirección transversal a la soldadura. Indicaciones transversales típicas pueden ser causadas por, pero no están limitadas a, los siguientes tipos de imperfecciones: C, ISI, y fusión incompleta debida a IFD, arranques y paradas en los pases de soldadura.
9.6.1.4 Indicaciones volumétricas son definidas como indicaciones tridimensionales. Tales indicaciones pueden ser causadas por simples o múltiples inclusiones, vacíos o poros. Vacíos o poros parcialmente llenados o pequeñas inclusiones en arranque/parada de pases de soldadura pueden ser causa de indicaciones más largas en la dirección transversal que en la dirección longitudinal de la soldadura. Indicaciones volumétricas típicas pueden ser causadas por, pero no están limitadas a, los siguientes tipos de imperfecciones: IC, BT, ISI, P, CP.
9.6.1.5 Indicaciones relevantes son aquellas causadas por imperfecciones. Las indicaciones relevantes deben ser evaluadas con el nivel de evaluación mostrado en 11.4.7 para el estándar de aceptación mostrado en 9.6.2.
Nota: Cuando exista duda acerca del tipo de imperfección revelada por una indicación, la verificación puede ser obtenida usando otro método de ensayo no destructivo.
9.6.2 Estándar de Aceptación
9.6.2.1 Las indicaciones deben ser consideradas defectos si es que algunas de las siguientes condiciones existe.
a. Indicaciones determinadas como Fisuras (C).
b. Indicaciones individuales con una altura vertical (a través de la pared) mayor que un cuarto del espesor de pared.
34 Estándar API 1104 c. Indicaciones múltiples en la misma locación
circunferencial con una suma de dimensión vertical (a través de la pared) que excedan un medio del espesor de pared.
9.6.2.2 Indicaciones lineales superficiales (LS) (diferentes a fisuras) que son abiertas a la superficie de los ID u OD deben ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:
1. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones LS, en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de soldadura excede a 1” (25 mm).
2. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones LS exceden el 8% de la longitud soldada.
9.6.2.3 Indicaciones lineales ocultas (Lineal buried LB) (diferentes a fisuras) interpretadas como sub superficiales dentro de la soldadura y no en el ID u OD de la superficie conectada deben ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones LB, en cualquier tramo continuo de 12” (300 mm) de cordón de soldadura excede a 2” (50 mm).
b. Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones LB exceden el 8% de la longitud soldada
9.6.2.4 Indicaciones transversales (T) (diferentes a fisuras) deben ser consideradas volumétricas y evaluadas usando el criterio para indicaciones volumétricas. La letra T debe ser usada para designar todo reporte de indicaciones transversales.
9.6.2.5 Indicaciones volumétricas agrupadas (cluster VC) deben ser consideradas defectos cuando la máxima dimensión de la indicación VC excede ½” (13 mm).
9.6.2.6 Indicaciones volumétricas individuales (VI) deben ser consideradas defectos cuando la máxima dimensión de la indicación VI excede 1/8” (3 mm) en ambos ancho y longitud.
9.6.2.7 Indicaciones volumétricas de raíz (VR) interpretadas como abiertas a la superficie ID deberán ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:
a. La máxima dimensión de una indicación VR excede ¼” (6 mm) o el espesor nominal de pared, cualquiera que sea menor.
b. La longitud total de una indicación VR excede ½” (13 mm) en cualesquiera 12” (300 mm) continuas de longitud.
9.6.2.8 Cualquier acumulación de indicaciones relevantes (AR) debe ser considerada un defecto cuando alguna de las siguientes condiciones existe:
a. Las longitudes sumadas de indicaciones sobre los niveles de evaluación exceden a 2” (50 mm) en cualquiera 12” (300 mm) continuas de longitud soldada.
b. Las longitudes sumadas de indicaciones sobre los niveles de evaluación exceden el 8% de la longitud soldada.
9.6.3 Imperfecciones de Tubería o Accesorios (Fitting).
Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios por UT deben ser reportadas a la compañía. Su disposición debe ser según las directivas de la compañía.
9.7 ESTANDAR DE ACEPTACIÓN VISUAL PARA MORDEDURA
9.7.1 Generalidades
La mordedura es definida en 9.3.11. Los estándares de aceptación en 9.7.2 son un suplemento pero no reemplazan los requerimientos de inspección visual encontrados en otra parte de este estándar.
9.7.2 Estándar de Aceptación
Cuando medios de medida visuales o mecánicos se emplean para determinar la profundidad de mordeduras adyacentes a los pases de acabado o raíz no deben exceder las dimensiones mostradas en la tabla 4. Cuando ambas medidas, radiográfica y mecánica, están disponibles, la medida mecánica regirá.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 35
Tabla 4- Dimensión máxima de mordedura.
Profundidad Longitud
>0.031” (0.8 mm) o > 12.5% del espesor de pared de la tubería, cualquiera que sea menor. No aceptable
> 0.016” (0.4 mm) pero <= 0.031” (0.8mm) o > 6% pero <=12.5% del espesor de pared de la tubería, cualquiera sea menor.
2” (50 mm) en una longitud continua de soldadura de 12” (300 mm) o un sexto de longitud soldada, cualquiera sea menor.
<= 0.016” (0.4 mm) o <= 6% del espesor de pared de la tubería, cualquiera sea menor. Aceptable, sin importar su longitud
10 Reparación y Remoción de Defectos
10.1 AUTORIZACION PARA REPARAR
10.1.1 Fisuras Las soldaduras fisuradas deben ser removidas de la
línea a menos que sean permitidas por 9.3.10 o cuando la reparación es autorizada por la compañía. Las fisuras pueden ser reparadas siempre que la longitud de la fisura sea menor al 8% de la longitud de soldadura, y se use un procedimiento de reparación de soldadura calificado.
10.1.2 Otros Defectos Diferentes a Fisuras Defectos en la raíz y pases de aporte pueden ser
reparados con previa autorización de la compañía. Defectos en el pase superficial pueden ser reparados sin previa autorización de la compañía. Un procedimiento de reparación de soldadura calificado es requerido para ser empleado siempre que una reparación sea hecha a una soldadura usando un proceso diferente del empleado al realizar la soldadura original o cuando la reparación es hecha en un área previamente reparada.
10.2 PROCEDIMIENTO DE REPARACIÓN Cuando un procedimiento de reparación de soldadura
se requiera, el procedimiento debe ser establecido y calificado para demostrar que una soldadura con propiedades mecánicas satisfactorias y sanidad pueda ser producida. Esto debe ser determinado por ensayo destructivo y el tipo y número de dichos ensayos debe ser a criterio de la compañía. El criterio de reparación, como mínimo, debe incluir lo siguiente:
10.2.1 Método de exploración del defecto.
10.2.2 Método de remoción del defecto.
10.2.3 El canal de reparación debe ser examinado para confirmar la completa remoción del defecto.
10.2.4 Requerimientos de precalentamiento y tratamiento térmico interpases.
10.2.5 Proceso de soldadura y otra especificación de información contenida en 5.3.2.
10.2.6 Requerimientos para ensayos no destructivos entre pases.
10.3 CRITERIOS DE ACEPTACIÓN 10.3.1 Las áreas reparadas deben ser inspeccionadas por los mismos medios usados previamente. Si la compañía prefiere, se puede reinspeccionar toda la soldadura que contiene una reparación, en el mismo modo permitido para la inspección de una soldadura de producción (ver 8.1 y 8.2). Las reparaciones deben cumplir los estándares de aceptabilidad de la Sección 9.
10.4 SUPERVISIÓN
10.4.1 La reparación debe ser hecha bajo la supervisión de un técnico con experiencia en técnicas de reparación de soldaduras.
10.5 SOLDADOR
10.5.1 La soldadura debe ser hecha por un soldador calificado.
11 Procedimientos para Ensayos No Destructivos (END)
11.1 MÉTODOS DEL ENSAYO RADIOGRÁFICO.
11.1.1 Generalidades La sub-sección 11.1 presenta los requerimientos para
producir imágenes radiográficas en películas fotográficas (film) u otro medio a través del uso de rayos X o rayos gamma. Para la producción de imágenes debe establecerse y registrarse en un archivo un procedimiento detallado. Las
36 Estándar API 1104 películas radiográficas producidas con dicho procedimiento deben tener la densidad (ver 11.1.10), claridad y contraste requeridos por este estándar. Las imágenes producidas por otros sistemas deben tener los requisitos de sensibilidad para definir claramente los diámetros de alambre esenciales de los indicadores de calidad de imagen (IQI). Para evaluar imágenes deben usarse los siguientes criterios:
a. Una calidad de imagen aceptable que esté libre de niebla y de irregularidades de procesamiento (revelado) que puedan enmascarar la imagen de actuales imperfecciones.
b. El indicador de calidad de imagen (IQI) prescrito y el diámetro de alambre esencial.
c. Un sistema de identificación satisfactorio.
d. Una técnica y disposición (de radiografiado) aceptable.
e. Compatibilidad con estándares de aceptación.
Todos los requerimientos referidos a la calidad de las imágenes resultantes deben aplicarse igualmente para rayos X y rayos Gamma. El uso de la inspección radiográfica y la frecuencia de su uso debe ser una opción de la compañía.
La compañía y el contratista radiográfico deberían ponerse de acuerdo en el procedimiento o procedimientos de radiografía a ser usados previamente a la ejecución de radiografías de producción. La compañía debe solicitar al contratista el demostrar que los procedimientos propuestos producen imágenes aceptables y debe exigir además, que el contratista use dicho procedimiento(s) para la producción de radiografías.
11.1.2 Detalles del Procedimiento.
11.1.2.1 Generalidades Los detalles de cada procedimiento radiográfico deben
ser registrados. Una copia del registro debe ser suministrada a la compañía para su archivo. El registro puede estar en forma de escrito, de esquema, o ambos. Como mínimo cada procedimiento debe incluir los detalles aplicables listados en 11.1.2.2 y 11.1.2.3.
11.1.2.2 Película Radiográfica. Como mínimo, el procedimiento para radiografías con
películas debe incluir los siguientes detalles:
a. Fuente de radiación (Radiation source)- El tipo de fuente de radiación, el tamaño efectivo de la fuente (effective source) o punto focal (focal spot), y el rango de voltaje de los equipos de rayos X.
b. Pantallas intensificadoras (Intensifying screens)- El tipo y ubicación de las pantallas, y, si se usan pantallas de plomo (Pb), su espesor.
c. Película (Film) La marca o tipo de película, o ambos, y el número de películas en el porta-placas o envase de película. Para técnicas de multi-películas, debe especificarse la forma en la cual la película será visualizada.
d. Geometría de la exposición (Exposure geometry)- sea la exposición de una pared una imagen (single-wall exposure for single-wall Viewing SWE/SWV), doble pared una imagen (double-wall exposure for single-wall Viewing DWE/SWV), o doble pared doble imagen (double-wall exposure for double-wall Viewing DWE/DWV); la distancia de la fuente o punto focal a la película: las posiciones relativas de la película, soldadura, fuente, indicadores de calidad de imagen (IQI) y el intervalo o marcas de referencia; y el número de exposiciones requeridas para radiografiar una soldadura completa.
e. Condiciones de exposición (Exposure conditions)- sea miliamperios o curie-minutos, voltaje de los rayos X o el voltaje y amperaje de entrada, y el tiempo de exposición.
f. Procesado (Revelado) (Processing)- sea manual o automático; el tiempo y temperatura de revelado y el tiempo para parar el baño de parada o enjuague, fijado y lavado; y detalles del secado.
g. Materiales- El tipo y rango de espesores del material para el cual el procedimiento es conveniente.
h. Identificadores de calidad de Imagen (IQI)- El tipo de material, identificación del set ASTM o ISO, y diámetro del alambre esencial.
i. Blindaje radioactivo (Heat shields)- material, espesor y distancia desde el lado de la película de blindaje a la superficie de la tubería.
11.1.2.3 Otros Medios de Imagen Como mínimo, el procedimiento para radiografía
usando un medio de imagen diferente al de las películas debe incluir los siguientes detalles:
a. Fuente de radiación- el tipo de fuente de radiación, el tamaño de la fuente efectiva (effective source) o punto focal (focal spot), y el rango de voltaje de los equipos de rayos X.
b. El sistema de colección de imágenes utilizado.
c. El sistema de procesamiento de imágenes utilizado.
d. El sistema de visualización de imágenes utilizado.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 37
e. El sistema de almacenamiento de imágenes utilizado.
f. Geometría de una Exposición- sea que se use la técnica SWE/SWV, DWE/SWV o DWE/DWV (11.1.2.2 (d)); sea una imagen en movimiento o estática; la velocidad de barrido para una imagen en movimiento; la distancia de la fuente o punto focal a la superficie del formador de la imagen; la posición relativa de la superficie del formador de imágenes, soldadura, fuente, identificadores de calidad de imagen (IQI) y los intervalos o marcas de referencia; la cantidad de magnificación geométrica; la magnificación total usada para la visualización; y el número de imágenes requeridas para la radiografía de una soldadura completa.
g. Condiciones de exposición (Exposure conditions)- sea miliamperios o curie-minuto, voltaje de rayos X o el voltaje y amperaje de entrada, y cuando sea aplicable, el tiempo de exposición.
h. Materiales- El tipo y rango de espesores del material para el cual el procedimiento es conveniente.
i. identificadores de calidad de imagen (IQI)- el tipo de material, la identificación del set ASTM o ISO y diámetro del alambre esencial.
j. Blindaje radioactivo (Heat shields): Material, espesor y distancia del lado de la película de blindaje a la superficie de la tubería.
11.1.3 Geometría de la Exposición (Exposure Geometry)
11.1.3.1 Radiografía con Película (Film Radiography)
Cuando una fuente radiográfica está centrada (ubicada en el centro) en la tubería, para la exposición de una soldadura con junta a tope, es adecuada una exposición, para la inspección radiográfica de la unión soldada completa (SWE/SWV). Cuando la fuente radiográfica es colocada fuera (de la tubería), pero a una distancia no mayor de ½” (13 mm) de la superficie soldada, al menos tres exposiciones separadas 120º deben ser hechas para la inspección radiográfica de la soldadura completa (DWE/SWV). Cuando la fuente radiográfica es colocada fuera de la tubería a más de ½” (13 mm) de la superficie soldada, al menos cuatro exposiciones separadas 90º deben ser hechas para completar la inspección radiográfica de la soldadura (DWE/SWV). Cuando el diámetro exterior de la tubería que contiene la soldadura es 3.5” (88.9 mm) o menos, puede ser usado un procedimiento DWE/DWV. Cuando este procedimiento es usado y el haz de radiación está dispuesto en ángulo (con respecto a la perpendicular al
eje de la tubería) de tal forma que la soldadura del lado de la fuente y del lado de la película no se sobreponen en las áreas de la radiografía que se estén evaluando, al menos dos exposiciones separadas a 90º deben ser hechas para completar la inspección radiográfica de la soldadura. Cuando las porciones de la soldadura del lado de la fuente y del lado de la película están superpuestos, al menos tres exposiciones separadas 60º deben ser hechas para completar la inspección radiográfica de la soldadura.
Cuando se realicen radiografías de tubos de diámetros más pequeños, de espesores de pared más gruesos, exposiciones adicionales deberían ser hechas para minimizar la distorsión de imperfecciones de imágenes en los extremos de las radiografías.
La mínima distancia entre la fuente o punto focal y el lado de la fuente del objeto que sé esta radiografiando debe ser determinado por la siguiente fórmula (usando unidades constantes de medida):
D = St/k Donde:
D = distancia mínima, en pulgadas, entre la fuente o punto focal y el lado de la fuente del objeto radiografiado.
S = medida, en pulgadas, efectiva de la fuente o punto focal.
t = espesor de la soldadura, en pulgadas, incluyendo sobremonta, mas la distancia entre el lado de la película de la soldadura y la película.
k = factor de penumbra geométrica (geometric unsharpness factor).
Cuando t es determinado para procedimientos SWE/SWV y DWE/SWV, debe usarse los espesores de la pared y la sobremonta de soldadura. Cuando t es determinado para procedimientos DWE/DWV, debe usarse el diámetro exterior de la soldadura (esto es, el diámetro exterior de la tubería más dos veces la altura promedio de la corona soldada). k es 0.02” (0.5 mm) para materiales con un espesor igual o menor a 2” (50.8 mm).
11.1.3.2 Otros Medios de Imagen Para imágenes en movimiento, la geometría de la
exposición debe ser evaluada en la máxima velocidad de barrido a ser usada durante la inspección radiográfica de la soldadura completa.
11.1.4 Tipo de Indicadores de Calidad de Imagen (IQI)
38 Estándar API 1104
Los indicadores de calidad de imagen (IQI), deberán estar conforme a los requerimientos de ASTM E 747 o ISO 1027 alambre IQI. La compañía debe definir qué tipo de IQI (ASTM o ISO) será usado. Los IQI deben ser hechos de un material que es radiográficamente similar al material que se ha soldado.
11.1.5 Selección de Indicadores de Imagen (IQI) Los IQI consisten o en una serie de seis (6) alambres
para ASTM E747 tipo de alambre o una serie de siete (7) alambres para tipo alambre IQI, arreglados en orden creciente de diámetro. El diámetro de alambre esencial a ser usado, basado en el espesor de la soldadura es mostrado en la Tabla 5 para ASTM E747 tipos de alambre IQI y Tabla 6 para ISO tipo de alambre IQI. En la opción radiográfica del contratista, un diámetro de alambre IQI menor que los especificados arriba puede ser usado, siempre que la sensibilidad radiográfica requerida es obtenida.
Nota: Para propósitos de selección del IQI, el espesor de la soldadura deberá ser el espesor de pared nominal más la sobremonta de soldadura (interna más externa combinadas).
Las imágenes radiográficas del número de identificación de IQI y el juego de letras ASTM o ISO deben aparecer claramente. La imagen del diámetro de alambre esencial debe aparecer claramente transversal a toda el área de interés.
11.1.6 Ubicación de Indicadores de Calidad de Imagen (IQI)
11.1.6.1 Película Los IQI deben ser colocados como sigue.
a. Cuando una soldadura completa es radiografiada con una simple exposición usando una fuente dentro de la tubería, deben ser usados al menos cuatro IQI colocados en forma cruzada a la soldadura y espaciados uniformemente alrededor de la circunferencia. Para procedimientos DWE/DWV, un IQI debe ser ubicado en el lado de la fuente de la tubería y cruzado a la soldadura de manera que su imagen no este superpuesta sobre la imagen de la soldadura. Para procedimientos DWE/SWV o SWE/SWV que requieran múltiples exposiciones para completar la inspección de la soldadura, y donde la longitud de la película a ser interpretada es más larga de 5” (130 mm), dos IQI colocados en forma cruzada a la soldadura y ubicados en el lado de la película deben ser usados. Uno debe estar a 1” (25 mm) del final de la longitud de la película a ser interpretada y el otro debe estar en el centro de película. Cuando la longitud de la película a ser interpretada es 5” (130 mm) o menos, un IQI debe ser ubicado en el lado de la película cruzado a la soldadura y colocado en el centro de la longitud a ser interpretada. Cuando una soldadura reparada es radiografiada, un IQI adicional debe ser ubicado cruzado a cada área reparada
Tabla 5- Espesores de Soldadura versus Diámetros de Alambres tipo IQI según ASTM E 747
Espesor de Soldadura Diámetro de Alambre Esencial
Pulgadas Milímetros Pulgadas Milímetros
Juego de Penetrámetros
ASTM 0 – 2,50 0 – 6,4 0,008 0,20 A
> 0,250 – 0,375 > 6,4 – 9,5 0,010 0,25 A o B > 0,375 – 0,500 > 9,5 – 12,7 0,013 0,33 B > 0,500 – 0,750 > 12,7 – 1,91 0,016 0,41 B > 0,750 – 1,000 > 19,1 – 25,4 0,020 0,51 B > 1,000 – 2,000 > 25,4 – 50,8 0,025 0,64 B
Tabla 6- Espesores de soldadura versus Diámetros de Alambres tipo IQI según ISO
Espesor de Soldadura Diámetro de Alambre Esencial
Pulgadas Milímetros Pulgadas Milímetros
Identificación de Alambre
0 – 0,250 0 – 6,4 0,008 0,20 13 > 0,250 – 0,375 > 6,4 – 9,5 0,010 0,25 12 > 0,375 – 0,500 > 9,5 – 12,7 0,013 0,33 11 > 0,500 – 0,750 > 12,7 – 19,1 0,016 0,41 10 > 0,750 – 1,000 > 19,1 – 25,4 0,020 0,51 9 >1,000 – 2,000 > 25,4 – 50,8 0,025 0,64 8
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 39
b. Cuando no es práctico colocar una IQI en una soldadura debido a la configuración de la soldadura o tamaño, el IQI puede ser colocado en un bloque separado. Los bloques separados deben ser fabricados del mismo material o radiográficamente similar y pueden ser usados para facilitar el posicionamiento del IQI. EL espesor del material del bloque separado debe ser del mismo espesor que la soldadura
c. Blindaje radioactivo: Los IQI pueden ser ubicados sobre el blindaje en vez de estar en contacto con la tubería, con tal de que la aceptabilidad de cada colocación de IQI es demostrada previamente al ensayo de producción.
11.1.6.2 Otros Medios de Imagen
Para otros medios de imagen diferentes a las películas, la colocación de IQI debe ser similar a los requerimientos de 11.1.6.1. Los IQI pueden ser colocados sobre la superficie de la tubería o mantenidos en posición entre la superficie de la tubería y el formador de imagen por medio de un arreglo anexado al formador de imágenes o al dispositivo de barrido. La aceptabilidad de tal ubicación del IQI debe ser demostrada durante la calificación del procedimiento.
11.1.7 Producción de Radiografías
Únicamente radiólogos nivel II y III deben interpretar las imágenes radiográficas de la soldadura de producción. Los radiólogos deben reportar a la compañía todos los defectos observados en las imágenes a menos que la compañía requiera que todas las imperfecciones observadas sean reportadas. Los radiólogos deben indicar si la soldadura cumple o no los requerimientos de la sección 9. La compañía debe determinar la disposición final de las soldaduras.
11.1.8 Identificación de Imágenes
Las imágenes deben estar claramente identificadas mediante el uso de números de plomo, letras de plomo, marcas u otra identificación de manera que la propia soldadura y cualquier imperfección en ella puedan ser rápidamente y certeramente localizadas. La compañía puede especificar el procedimiento de identificación a ser usado. Cuando más de una imagen es usada para inspeccionar una soldadura, deben aparecer marcas de identificación en cada imagen, e imágenes adyacentes deben superponerse. La última marca de referencia de cada final de la imagen debe aparecer en la imagen
adyacente apropiada de forma que se establezca que ninguna parte de la soldadura ha sido omitida.
11.1.9 Almacenaje de Películas y Otros Medios de Imagen
11.1.9.1 Películas
Toda película no expuesta debe ser almacenada en un lugar limpio y seco donde las condiciones no afecten adversamente la emulsión. Si algún cuestionamiento surge acerca de las condiciones de las películas no expuestas, las láminas de la parte frontal y trasera de cada paquete o una longitud de película igual a la circunferencia de cada rollo original deben ser procesados de la manera normal sin exposición a la luz o radiación. Si la película procesada muestra niebla, la caja entera o rollo, del cual la película de ensayo se extrajo, debe ser descartada. A menos que ensayos adicionales prueben que la película sobrante en la caja o rollo esté libre de niebla de pre exposiciones que exceda una densidad trasmitida de 0.30 H&D para película de base trasparente ó 0.05 H&D de densidad reflejada para películas de base opaca.
Nota: H&D se refiere al método Hurter-Driffield de definir cuantitativamente el ennegrecimiento de la película.
11.1.9.2 Otros Medios de Imagen
Otros medios de imagen distintos al de las películas deben ser guardados en estricta concordancia con las recomendaciones del fabricante.
11.1.10 Densidad de la Película
11.1.10.1 Densidad de la Película
Excepto para pequeñas áreas localizadas causadas por configuraciones irregulares de soldadura, la densidad transmitida H&D en el área de interés de las películas de base transparente no debe ser menor que 1.8 ni mayor a 4.0. La densidad reflejada H&D en el área de interés de películas de base opaca no debe ser menor que 0.5 ni mayor a 1.5. Densidades H&D trasmitidas a través de pequeñas áreas localizadas pueden exceder estos límites, sin embargo la mínima densidad no deberá ser menor que 1.5 y la máxima densidad no deberá exceder a 4.2 Las densidades H&D reflejadas no deben ser menores que 0.25 y no deben exceder 1.8.
11.1.10.2 Equipo para Visualizar Películas
40 Estándar API 1104
El equipo para visualizar las películas (iluminador o negatoscopio) debe ser del tipo de alta intensidad variable y debe ser capaz de visualizar películas con densidades dentro del rango especificado en 11.1.10.1. Éste debe estar equipado para prevenir que luz proveniente de los alrededores del borde exterior de cada radiografía o a través de porciones de baja densidad de la radiografía interfieran con las interpretaciones.
11.1.10.3 Instalaciones para Visualizar las Películas
Las instalaciones para la visualización deben ser provistas de luces de fondo suavizadas a una intensidad que no cause problemas de reflexión, sombras o resplandores en la radiografía.
11.1.11 Procesamiento de Imágenes Cuando sea requerido por la compañía, la película u
otro medio de imagen debe ser procesada, manipulada, y almacenada de manera que las imágenes sean interpretables al menos tres años después que ellas han sido producidas.
11.1.12 Área de Procesamiento de Imágenes El área de procesamiento de imágenes y todos los
accesorios deben ser mantenidos limpios en todo momento.
11.1.13 Protección Radiológica Los radiólogos deben ser responsables de la protección
y monitoreo de cada persona trabajando con, o cerca de, fuentes radiográficas. La protección y monitoreo deben cumplir con las regulaciones federales, estatales y locales aplicadas.
11.2 MÉTODO DE ENSAYO POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS (MT)
Cuando un ensayo de MT es especificado por la compañía, debe ser establecido un procedimiento escrito detallado para el ensayo de MT que cumpla los requerimientos de ASTM E 709. La compañía y el contratista de END deben estar de acuerdo en el procedimiento o procedimientos de MT previos a la realización del ensayo de producción.
La compañía debe pedir al contratista que demuestre que los procedimientos propuestos producirán resultados aceptables y debe exigir al contratista que use dichos procedimientos para los ensayos de producción.
11.3 MÉTODO DE ENSAYO POR LÍQUIDOS PENETRANTES (PT)
Cuando un ensayo de PT es especificado por la compañía, debe ser establecido un procedimiento escrito detallado para el ensayo de PT que cumpla los requerimientos de ASTM E 165. La compañía y el contratista de END deben acordar en el procedimiento o procedimientos de PT previos a la realización del ensayo de producción.
La compañía debe pedir al contratista demostrar que los procedimientos propuestos producirán resultados aceptables y debe exigir al contratista que use dichos procedimientos para los ensayos de producción.
11.4 MÉTODO DE ENSAYO POR ULTRASONIDO (UT)
11.4.1 Generalidades
Cuando un ensayo UT es especificado por la compañía para la inspección de soldaduras circunferenciales con junta a tope, nuevas y/o en servicio, se deben aplicar los requerimientos de esta sección. Debe ser establecido y registrarse un procedimiento detallado para el uso de técnicas de ultrasonido individuales. El uso de UT y el alcance de su uso debe ser a opción de la compañía.
La compañía y el contratista de ultrasonido deberían acordar en el procedimiento de ultrasonido antes de realizar los ensayos de producción. La compañía debe solicitar al contratista que demuestre que el procedimiento propuesto produce resultados aceptables y precisos y debe exigir al contratista que use dichos procedimientos para los ensayos de producción.
Es aconsejable tomar precauciones cuando este método es aplicado a la inspección de soldaduras en servicio debido a potenciales imperfecciones en el material base y en la superficie que pueden interferir con el uso de la técnica ultrasónica.
Toda superficie a ser barrida ultrasónicamente debe estar en condición descubierta (sin recubrimiento). Para la construcción de nuevos proyectos, el retiro de la capa protectora (revelado longitudinal de tubería) en los extremos de la tubería, necesario para el barrido ultrasónico, debería ser especificado antes que la tubería sea recubierta. Las costuras de las tuberías deberían ser esmeriladas al ras de la superficie de la tubería la distancia necesaria para el examen ultrasónico.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 41
11.4.2 Detalles del Procedimiento
11.4.2.1 Generalidades
Los detalles de cada procedimiento de ultrasonido deben ser registrados. Una copia del registro debe ser suministrada a la compañía para su archivo. Los registros deben estar en forma escrita y de esquemas. Como mínimo, cada procedimiento debe incluir los detalles aplicables listados en 11.4.2.2.
11.4.2.2 Procedimiento del Ensayo de Ultrasonido
Como mínimo, el procedimiento para ensayo de ultrasonido debe incluir los siguientes detalles de aplicación específica:
a. Tipo de soldadura a ser ensayada, dimensiones de la preparación de junta y procesos de soldadura.
b. Tipo de material (ej., tamaño, grado, espesor, proceso de manufactura según especificación API 5L).
c. Preparación / condición de la superficie de barrido.
d. Etapa en la cual el examen va a ser realizado.
e. Instrumento / Sistema ultrasónico y transductores (probes) (ej. , manufactura, tipo, tamaño, etc.).
f. Manual o automático.
g. Acoplante.
h. Técnica de Ensayo:
1. Ángulos.
2. Frecuencias (MHz).
3. Temperaturas y rangos.
4. Patrones de barrido y velocidades.
5. Datos de referencia y marcas de ubicación (ej., cara de raíz y localización circunferencial).
i. Estándares de Referencia- esquemas detallados mostrando la vista de planta y las dimensiones de la sección transversal a inspeccionar de los bloques estándar de referencia de materiales de producción y todos los reflectores de referencia.
j. Requerimientos de calibración- los intervalos para los cuales la calibración del instrumento o sistema es requerido, la secuencia del arreglo de calibración previo a la inspección de soldadura, incluyendo todos los bloques de calibración estándares a ser usados, los reflectores de sensibilidad de referencia, el ajuste (seteo) del nivel de sensibilidad de referencia (por eje, DAC O TCG), y los intervalos para la verificación de los ajustes de calibración.
k. Nivel de barrido (scanning level)- la sensibilidad ajustada en decibeles (dB) a ser agregada a la sensibilidad de referencia por efecto de barrido.
l. Nivel de evaluación (evaluation level)- el nivel o altura de los ecos detectados durante el barrido a la cual es requerida una evaluación posterior, y el ajuste de sensibilidad a ser hecho antes de la evaluación para la aceptación o rechazo.
m. Registro de resultados- tipo de registro (ej. , esquema, impresión térmica, disco compacto, etc.) y si todas las reflexiones o únicamente las no aceptables serán registradas.
n. Reporte de la examinación ultrasónica- una muestra de reportes de la examinación.
11.4.3 Requerimientos del Personal del Ensayo Ultrasónico
Un NDT nivel III en el método de ensayo no destructivo debe desarrollar la técnica de aplicación y preparar y aprobar el procedimiento de ensayo. Únicamente personal calificado nivel II y III debe calibrar el equipo e interpretar los resultados de los ensayos. Personal nivel II o III en ultrasonido deben realizar los ensayos y evaluar los resultados para los criterios de aceptación o rechazo.
El personal de ensayo de ultrasonido debe realizar los exámenes de acuerdo con procedimientos calificados y aprobados (ver 11.4.4). El personal responsable de los ensayos debe ser capaz de determinar la aceptabilidad de juntas a tope circunferenciales de acuerdo con el criterio de aceptación listado en 9.6.
La compañía tiene la potestad, en cualquier momento, de solicitar al personal que demuestre su capacidad para trabajar a los requerimientos del procedimiento calificado.
11.4.4 Demostración del Procedimiento de Ensayo
Antes de la aprobación final escrita, la compañía debe solicitar al contratista que demuestre la aplicación del procedimiento y el sistema ultrasónico. Un reporte de la calificación del procedimiento debe ser generado y sus resultados documentados previamente a su uso en soldaduras actuales de campo. El proceso de calificación debe ser como sigue:
a. Soldaduras (mínimo dos por procedimiento de soldadura) que contienen defectos e imperfecciones aceptables deben ser preparadas de las muestras del material de la tubería de la producción actual, usando el procedimiento de soldadura aprobado. Pueden ser
42 Estándar API 1104
usadas uniones soldadas de la calificación de soldadores.
b. Deben ser hechas radiografías de las soldaduras y sus resultados documentados.
c. El procedimiento de ultrasonido debe ser aplicado, dentro de los rangos de temperatura detallados y los resultados documentados y comparados con las radiografías.
d. Resultados de las diferencias en la detección deben ser documentados (Diferencias en detectabilidad y resolución entre ultrasonido y radiografía pueden ser anotados). Si es requerido por la compañía, deben ser hechos ensayos destructivos de la muestra de soldadura para descubrir o confirmar los resultados.
e. El uso del procedimiento de ultrasonido en soldaduras de producción debe estar basado en la capacidad del método/técnica/sistema de ultrasonido implementado, para:
1) Ubicarse circunferencialmente.
2) Medir longitud.
3) Determinar la profundidad desde la superficie exterior, y
4) Ubicar, axialmente, (en la sección transversal de la soldadura) las imperfecciones y defectos en las muestras de ensayo.
Adicionalmente, el procedimiento debe determinar con precisión la aceptabilidad de la soldadura en concordancia con el criterio listado en 9.6 y 11.4.7.
11.4.5 Referencia Estándar de Sensibilidad API La sensibilidad del ensayo ultrasónico manual debe
estar basada en un nivel e referencia de dos o tres puntos (ej., Curva de Corrección Distancia Amplitud (DAC) o Curva de Corrección Ganancia Tiempo (TCG)) derivada de una muesca N10 hecha en una muestra de la tubería a ser inspeccionada (ver figuras 22A y 22B). El punto mas alto de la DAC/TCG no debe ser menor que 80% de la altura total de la pantalla.
El estándar de referencia debe también ser usado para determinar la velocidad actual del haz sónico, ángulo refractado y la distancia recorrida por el sonido en el material de la tubería a ser inspeccionada. Velocidad y ángulos de refracción desconocidos deben ser determinados cuando se van a inspeccionar soldaduras en tuberías de diferente especificación química, espesor de pared, diámetro, o de más de una tubería, fabricante de rolado o piezado. Esto puede ser determinado usando dos sondas del mismo ángulo y frecuencia con las sondas dirigidas una hacia la otra (ver Figura 22 C). Cuando se
observa una diferencia en la velocidad, ángulo nominal o camino del sonido (sound path distance) debe hacerse otro estándar de referencia del material de tubería distinto.
Para ensayo de ultrasonido automatizado y cuando es requerido por la compañía para ensayo de ultrasonido manual, deben ser maquinados agujeros de fondo plano (flat botton holes) en una muestra de la tubería a ser inspeccionada. Esta muestra debe ser usada como reflectores de calibración adicionalmente a la muesca N10 en las superficies interior y exterior. El diámetro de cada agujero de fondo plano debería ser aproximadamente igual al espesor de uno de los pases de soldadura (welding fill pass). La superficie plana de reflexión de cada agujero debe ser instalada en el mismo ángulo y posición que los de la preparación de la junta soldada para cada pase de relleno requerido por el procedimiento de soldadura. Adicionalmente, reflectores planares (planar reflectors) o agujeros de fondo plano deben ser instalados en la posición de la línea central de soldadura con sus superficies de reflexión plana verticales a la soldadura. Todos los reflectores deberían estar espaciados de manera tal que dos no estén dentro de la extensión del ancho del haz de una sonda, simultáneamente.
Para ensayos de otras construcciones diferentes a las nuevas, una muestra de tubería del mismo grado, espesor de pared, diámetro exterior que el de la tubería a ser inspeccionada debe ser usada para hacer el estándar de referencia. Una técnica de transferencia usando sondas del mismo ángulo nominal y frecuencia a ser usado para la inspección debe ser llevada a cabo para determinar la distancia actual de paso (salto) total (full skip distance), ángulo refractado actual y atenuación en el material a ser inspeccionado. (ver Figura 22 C).
11.4.6 Ensayo de Ultrasonido de Material Base. Después de completar la junta circunferencial soldada,
pero previo a su ensayo ultrasónico, debe realizarse un ensayo del material base con de onda de compresión, en ambos lados de la soldadura (a una mínima distancia = 1.25 X, la más grande distancia de salto superficial a ser usada). Todos los reflectores que interfieran parcial o completamente el haz deben ser anotados (datos de ubicación y distancia del borde de la soldadura) y registrado en el registro de examinación.
11.4.7 Nivel de Barrido y Evaluación.
11.4.7.1 Ensayo de Ultrasonido de Material Base. El ensayo manual de onda de compresión de material
base debe ser realizado con el segundo eco de fondo, de la pared, de la referencia estándar (Figura 22 A) ajustado al menos al 80% del total de la altura de la pantalla.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 43
Los ensayos de ultrasonido automatizados del material
base deben ser realizados usando el mismo método de calibración y nivel de evaluación que el usado para la onda de compresión manual, o una técnica diferente si ha demostrado ser igual a, o mejor que, el método manual.
11.4.7.2 Ensayo de Ultrasonido Manual de Soldaduras
El ensayo ultrasónico manual debe ser realizado con una sensibilidad de barrido de: la sensibilidad de referencia DAC/TCG más 6 dB mínimo. Toda indicación que exceda
50% de altura de pantalla de la DAC/TCG, debe ser evaluada.
La sensibilidad de evaluación para ensayo ultrasónico de soldadura manual debería ser de: la sensibilidad de referencia DAC/TCG mas 6 dB con un nivel de evaluación para toda indicación a 50 % de la altura en la pantalla de la DAC/TCG.
Después que la sensibilidad de referencia, sensibilidad de barrido, y la sensibilidad y niveles de evaluación han sido establecidos, ellos deben ser calificados, luego incorporados dentro del procedimiento final y en el reporte de calificación final.
Espesor de pared nominal de la tubería Profundidad de la entalla = 10% T, más o menos 10% de la profundidad de la entalla 2 pulg. (50 mm) mínima longitud 0.125 pulg. (3.2 mm) máximo ancho de la entalla 11.35T más 2 pulg. (50 mm) mínima longitud 3.1 pulg. (80 mm) mínimo ancho 1 pulg. (25 mm) mínima longitud de la entalla Radio exterior de la tubería Radio de la entalla interior = R1 menos 0.9T Radio de la entalla exterior = R1 menos 0.10T
Figura 22A-Bloque de Referencia para UT Manual
Vista de Lado del Bloque Entallado
Vista de extremo
Dimensiones:
44 Estándar API 1104
Con el transductor en la Posición A, maximizar (peak up) el eco de la entalla interior y ajustar la amplitud al menos a un 80% de laaltura total de la pantalla. Medir la distancia superficial desde la entalla interior al punto de salida del transductor. La distanciasuperficial dividida por la medida del espesor de pared es igual a la tangente del ángulo refractado.
Coloque los transductores en línea con la entalla exterior, con el segundo transductor ubicado en el doble de la distancia usada paraencontrar la entalla interior (Posición B). Verifique que el pico producido por la entalla exterior esté en o cerca de cero en la lectura dela profundidad en el equipo. Esto establecerá que los ajustes del ángulo refractado y de la velocidad son suficientemente exactos.
Figura 22B-Estableciendo la Distancia, el Ángulo Refractado y la Velocidad
Usando dos transductores de igual ángulo y frecuencia, uno transmitiendo y el otro recibiendo, maximizar (peak up) eleco recibido. Medir la distancia superficial entre los puntos de salida de los transductores. La mitad de la distanciasuperficial dividida por la medida del espesor de pared es igual a la tangente del ángulo refractado. Sin cambiar losinstrumentos ajustados, repetir este proceso en la tubería con velocidad, ángulo refractado y atenuación desconocidaspara determinar algunas diferencias.
Figura 22C-Procedimiento de Transferencia
11.4.7.3 Ensayo de Ultrasonido Automático de
Soldaduras. El Ensayo de Ultrasonido Automático de Soldaduras
debería ser realizado con una sensibilidad de barrido del 80% de la altura de la pantalla, de la sensibilidad de referencia más 4 dB cuando se use la técnica Pulso-eco. La sensibilidad de evaluación debería ser la misma que la sensibilidad de barrido.
Usando la técnica del pulso-eco automatizada, la altura en la pantalla del nivel de evaluación debería ser de 40% de la altura total de la pantalla.
Otras técnicas automatizadas, reflectores de referencia, sensibilidades de referencia, sensibilidad de barrido, sensibilidad de evaluación y niveles de evaluación pueden ser usadas si han demostrado ser equivalentes a la técnica pulso-eco para la detección y evaluación de imperfecciones de las soldaduras. 11.4.8 Ensayo de Ultrasonido de Producción.
Los técnicos ultrasónicos deben reportar a la compañía todo defecto a menos que la compañía requiera que todas
(en el nivel de evaluación y encima de él) las indicaciones observadas sean reportadas. La compañía debe determinar la disposición final de soldadura.
11.4.9 Identificación de las Indicaciones
Reportadas. El reporte de ensayo ultrasónico de las soldaduras
inspeccionadas debe incluir, número de la soldadura, ubicación de datos, longitud, profundidad de la superficie al diámetro exterior y clasificación del defecto (lineal, transversal o volumétrico) de todas las indicaciones reportadas.
12 Soldadura Automática con
Adiciones de Metal de Aporte 12.1 PROCESOS ACEPTABLES
La soldadura automática debe ser realizada usando uno o más de los siguientes procesos: a. Soldadura por arco sumergido(SAW). b. Soldadura por arco de metal y gas(GMAW).
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 45
c. Soldadura por arco de tungsteno y gas(GTAW). d. Soldadura por arco con electrodo de núcleo fundente
con o sin protección externa(FCAW). e. Soldadura por plasma(PAW). 12.2 CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO
Antes de empezar con la soldadura de producción, debe ser establecida y calificada una especificación detallada del procedimiento para demostrar que con él se pueden hacer soldaduras con adecuadas propiedades mecánicas (como resistencia, ductilidad y dureza) y sanidad. Dos trozos de tubería, junta completa o niples, deben ser unidos siguiendo todos los detalles de la especificación del procedimiento. La calidad de la soldadura debe ser determinada mediante ensayos destructivos y no destructivos y debe cumplir con los requerimientos de 5.6 y de la Sección 9, respectivamente. Estos procedimientos deben ser seguidos excepto cuando un cambio es específicamente autorizado por la compañía, como se tiene en cuenta en 12.5. 12.3 REGISTRO
Los detalles de cada procedimiento calificado deben ser registrados. Este registro debe mostrar los resultados completos de las pruebas de calificación del procedimiento. Deben ser usados formatos similares a los mostrados en las Figuras 1 y 2. Este registro debe mantenerse en tanto el procedimiento esté en uso. 12.4 ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO 12.4.1 Generalidades
La especificación del procedimiento debe incluir toda la información que sea pertinente para montar y mantener la apropiada operación del equipo, como se especifica en 12.4.2. 12.4.2 Información de la Especificación 12.4.2.1 Proceso
El proceso específico o la combinación de procesos usados debe ser identificado. 12.4.2.2 Materiales de Tubería y Accesorios
Los materiales para los cuales se aplican los procedimientos deben ser identificados. La especificación API 5L de tuberías, así como los materiales conforme a las especificaciones aceptables de ASTM, pueden ser agrupados (ver 5.4.2.2), siempre que la prueba de calificación sea hecha en el material con la más alta resistencia mínima a la fluencia especificada en el grupo.
12.4.2.3 Diámetros El rango de los diámetros exteriores sobre los cuales el
procedimiento es aplicable debe ser identificado. 12.4.2.4 Grupo de Espesor de Pared, Número y
Secuencia de Cordones El rango de espesores de pared sobre los cuales el
procedimiento es aplicable debe ser identificado, así como el rango de número de cordones requerido por el espesor y la máquina usada para cada cordón. 12.4.2.5 Diseño de la Junta
La especificación debe incluir un dibujo o dibujos de la junta que muestre el tipo de junta (ej. , V o U), el ángulo de bisel, y el tamaño del talón y la abertura de raíz. Si se está usando un respaldo, el tipo debe ser designado. 12.4.2.6 Metal de Aporte
El tamaño y el número de clasificación AWS del metal de aporte, si está disponible, debe ser designado. 12.4.2.7 Características Eléctricas
La corriente y polaridad deben ser designadas, y el rango de voltaje y amperaje para cada tamaño o tipo de electrodo usado debe ser especificado. 12.4.2.8 Posición
La especificación debe designar soldadura con rotación o soldadura fija. 12.4.2.9 Dirección de Soldadura
Sólo para soldadura fija, la especificación debe designar si la soldadura se realizará en dirección ascendente o descendente. 12.4.2.10 Tiempo entre Pases
El tiempo máximo entre la conclusión del cordón de raíz y el comienzo del segundo cordón, así como el tiempo máximo entre la conclusión del segundo cordón y el comienzo de los otros cordones, deben ser designados.
12.4.2.11 Tipo de Dispositivo de Alineamiento La especificación debe designar si el dispositivo de
alineamiento es interno o externo o si no se requiere ningún dispositivo.
46 Estándar API 1104 12.4.2.12 Limpieza
La especificación debe describir la limpieza de junta final y de interpases requerida.
12.4.2.13 Tratamiento de Precalentamiento Los métodos, el ancho a ser calentado, la mínima
temperatura al comienzo de la soldadura, y la mínima temperatura ambiente bajo la cual se requiere un tratamiento de precalentamiento deben ser especificados.
12.4.2.14 Tratamiento de Post calentamiento Los métodos, el ancho a ser calentado, la mínima y la
máxima temperatura, el tiempo a temperatura, y los métodos de control de temperatura para un tratamiento de post calentamiento deben ser especificados.
12.4.2.15 Gas de Protección y Caudal de Flujo La composición del gas de protección y el rango de
caudal de flujo deben ser designados.
12.4.2.16 Fundente Protector El número de clasificación AWS, si está disponible, o
el número de marca del fundente de protección deben ser designados.
12.4.2.17 Velocidad de Avance El rango de la velocidad de avance, en pulgadas
(milímetros) por minuto, debe ser especificado para cada pase.
12.4.2.18 Otros factores Otros factores importantes que puedan ser necesarios
para la apropiada operación del proceso o que puedan afectar la calidad del trabajo producido deben ser designados. Estos pueden incluir la ubicación y el ángulo del arco para soldadura por arco sumergido, la distancia del tubo de contacto a la pieza de trabajo, y el ancho y frecuencia de oscilación.
12. 5 VARIABLES ESENCIALES
12.5.1 Generalidades Un procedimiento de soldadura debe ser re-establecido
como una nueva especificación del procedimiento y debe ser completamente re-calificado cuando alguna de las
variables esenciales listadas en 12.5.2 es cambiada. Otros cambios a los listados en 12.5.2 pueden ser hechos en el procedimiento sin la necesidad de recalificación, siempre que la especificación del procedimiento sea revisada para mostrar los cambios.
12.5.2 Cambios que requieren Recalificación
12.5.2.1 Proceso de soldadura Un cambio del proceso de soldadura establecido en la
especificación del procedimiento constituye una variable esencial.
12.5.2.2 Material de la Tubería Un cambio en el material de la tubería constituye una
variable esencial. Para los propósitos de este estándar, todos los aceros al carbono deben ser agrupados de la siguiente manera:
a. Resistencia mínima a la fluencia especificada menor o igual a 42000 psi (290 MPa).
b. Resistencia mínima a la fluencia especificada mayor a 42000 psi (290 MPa) pero menor a 65000 psi (448 MPa).
c. Para aceros al carbono con una resistencia mínima a la fluencia mayor o igual a 65000 psi (448 MPa), cada grado debe recibir una prueba de calificación separada.
Nota: Los grupos especificados en 12.5.2.2 no implican que materiales base o metales de aporte de diferentes análisis dentro del grupo puedan ser indiscriminadamente sustituidos por un material que fue usado en la prueba de calificación sin consideración de la compatibilidad del material base y los metales de aporte desde el punto de vista las de propiedades metalúrgicas y mecánicas y requerimientos de tratamiento de pre y post calentamiento.
12.5.2.3 Diseño de Junta Un cambio mayor en el diseño de junta (por ejemplo,
de ranura en V a ranura en U) o cualquier cambio mas allá del rango establecido en la especificación del procedimiento para factores tales como espaciado, talón de raíz, y ángulo del bisel constituye una variable esencial.
12.5.2.4 Espesor de Pared Un cambio en el espesor de pared mas allá del rango
establecido en la especificación del procedimiento constituye una variable esencial.
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 47
12.5.2.5 Diámetro de la Tubería
Un cambio en el diámetro exterior de la tubería más allá del rango establecido en la especificación del procedimiento constituye una variable esencial.
12.5.2.6 Metal de Aporte
Los siguientes cambios en el metal de aporte constituyen una variable esencial:
a. Un cambio de un grupo de metal de aporte a otro (ver Tabla 1).
b. Para materiales de tuberías con una resistencia mínima a la fluencia mayor o igual a 65000 psi (448 MPa), un cambio en la clasificación AWS del metal de aporte.
Cambios en el metal de aporte pueden ser hechos dentro de los grupos especificados en 12.5.2.2, ítems a y b. La compatibilidad del material base y el metal de aporte debería ser considerada desde el punto de vista de las propiedades mecánicas.
12.5.2.7 Tamaño del Alambre de Metal de Aporte
Un cambio en el tamaño del alambre de metal de aporte constituye una variable esencial.
12.5.2.8 Tiempo entre Pases
Un incremento en el máximo tiempo entre la conclusión del cordón de raíz y el comienzo del segundo cordón constituye una variable esencial.
12.5.2.9 Dirección de Soldadura
Un cambio en la dirección de soldadura de vertical ascendente a vertical descendente, o viceversa, constituye una variable esencial.
12.5.2.10 Gas Protector y Caudal de Flujo Un cambio de un gas protector a otro o de una mezcla
de gases a otra constituye una variable esencial. Un incremento o decremento en el rango de caudal de flujo establecido para el gas protector también constituye una variable esencial.
12.5.2.11 Fundente Protector Referido a la Tabla 1, en la nota de pie “a”, para
cambios en el fundente protector que constituyen una variable esencial.
12.5.2.12 Velocidad de Avance Un cambio en el rango de velocidad de avance
constituye una variable esencial.
12.5.2.13 Requerimientos de Tratamiento de Pre y Post Calentamiento Térmico
Un cambio en los requerimientos del tratamiento de pre y post calentamiento térmico constituye una variable esencial.
12.5.2.14 Características Eléctricas Un cambio en las características eléctricas constituye
una variable esencial.
12.5.2.15 Diámetro del Orificio o Composición del Orificio de Gas
Para soldadura de arco plasma, un cambio en la composición nominal del orificio de gas o un cambio en el diámetro del orificio.
12.6 CALIFICACIÓN DEL EQUIPO DE SOLDADURA Y OPERADORES
Cada unidad de soldadura y cada operador debe ser calificado por la producción de una aceptable soldadura usando el procedimiento calificado de soldadura. La soldadura completa debe ser ensayada por métodos destructivos, métodos no destructivos, o ambos, y debe reunir los requerimientos de 6.4 hasta 6.7. Cada operador debe recibir adecuado entrenamiento en la operación del equipo antes de empezar la soldadura y debe estar minuciosamente familiarizado con el equipo que opera. Unidades de soldadura idénticas, adicional o de reemplazo, pueden ser calificadas por ensayos no destructivos en la producción de soldaduras. Si el procedimiento de soldadura involucra mas de una operación o de un operador, cada operador debe ser calificado en la unidad o unidades de soldadura que serán usadas en la producción de la soldadura.
12.7 REGISTRO DE LOS OPERADORES CALIFICADOS
Se debe hacer un registro de las pruebas requeridas en 12.6 y de los resultados detallados de cada ensayo. Debería usarse un formato similar al mostrado en la Figura 2. (Este formato debería ser desarrollado para adaptarse a las necesidades de la empresa pero debe ser lo suficientemente detallado para demostrar que la prueba de calificación cumple los requerimientos de este estándar.) Se debe
48 Estándar API 1104 mantener una lista de los operadores calificados y de los procedimientos para los cuales han calificado. Un operador puede ser requerido para una re-calificación si surge una duda acerca de su competencia.
12.8 INSPECCIÓN Y ENSAYOS DE LAS SOLDADURAS DE PRODUCCIÓN
Las soldaduras de producción deben ser inspeccionadas y ensayadas de acuerdo a la Sección 8.
12.9 ESTÁNDARES DE ACEPTACIÓN PARA LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVAS
Los estándares de aceptación para ensayos no destructivos deben estar de acuerdo con la Sección 9 o, según la opción de la compañía, el apéndice.
12.10 REPARACIÓN Y REMOCIÓN DE DEFECTOS La reparación y remoción de defectos debe estar de
acuerdo con la Sección 10.
12.11 PRUEBA RADIOGRÁFICA La prueba radiográfica debe estar de acuerdo con 11.1.
13 Soldadura Automática sin Adición de Metal de Aporte
13.1 PROCESOS ACEPTABLES La soldadura automática sin metal de aporte debe ser
hecha usando el proceso de soldadura a tope por chisporroteo.
13.2 PROCEDIMIENTO DE CALIFICACIÓN
13.2.1 Procedimiento Antes de empezar a soldar en producción, se debe
establecer y calificar una especificación de procedimiento detallado para demostrar que soldaduras con apropiadas
propiedades mecánicas (tales como resistencia, ductilidad y dureza) y sanidad, pueden ser hechas por el procedimiento. Por lo menos dos soldaduras deben ser hechas uniendo trozos de tubería, juntas completas, o por niples y siguiendo todos los detalles de especificación del procedimiento. La calidad de la soldadura debe ser determinada por ensayos destructivos y no destructivos y debe cumplir con los requerimientos 13.2.3 y 13.9. Estos procedimientos deben seguirse fielmente, excepto donde un cambio es específicamente autorizado por la compañía, de acuerdo con lo estipulado en 13.5.
13.2.2 Radiografía con Anterioridad a la Prueba Mecánica
Cada procedimiento de soldadura calificado debe cumplir los requerimientos 13.9 antes de ser sometida a pruebas mecánicas.
13.2.3 Prueba Mecánica de Uniones Soldadas a Tope
13.2.3.1 Generalidades Las probetas de ensayo deben cortarse de la junta de
soldadura como muestran las Figuras 23, 24, y 25. El mínimo número de las probetas y los ensayos a los que serán sometidas es mostrado en la Tabla 7. Estas probetas deben prepararse y ensayarse como lo especifica 13.2.3.2 a 13.2.3.4.
13.2.3.2 Ensayo de Tracción
13.2.3.2.1 Preparación Las probetas para el ensayo de tracción deben ser
preparadas de acuerdo con 5.6.2.1.
13.2.3.2.2 Método Las probetas para el ensayo de tracción deben ser
ensayadas de acuerdo con 5.6.2.2.
Tabla 7 – Tipo y Número de Probetas de Ensayo para Procedimientos de Calificación (Solo Soldaduras a Tope por Chisporroteo)
Número de Probetas Diámetro Exterior del Tubo Rotura con Entalla
Pulgadas Milímetros Ensayo Tracción Dos-Pulgadas Estándar Doblado de Lado Total >18-24 > 457-610 4 16 0 4 24 > 24-30 > 610-762 4 24 0 4 32
> 30 > 762 4 32 0 4 40
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 49
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Rotura por entalla
Tracción
Tracción Tracción
Tracción
Doblado de lado
Doblado de lado Doblado de lado
Doblado de lado
Nota: Todas las probetas de ensayo de rotura por entalla deben estar de acuerdo con la Figura 26
Figura 23-Ubicación de Probetas para Procedimiento de Calificación de Soldaduras a Tope por Chisporroteo. Diámetro exterior mayor que 18 pulg. (457 mm) y menor o igual a 24 pulg. (610 mm).
Tope superior de la tubería
50 Estándar API 1104
Tope superior de la tubería
3 Roturas por entalla 3 Roturas por entalla
3 Roturas por entalla 3 Roturas por entalla
Tracción
Tracción Tracción
Tracción
3 Roturas por entalla 3 Roturas por entalla
3 Roturas por entalla 3 Roturas por entalla
Doblado de lado
Doblado de lado Doblado de lado
Doblado de lado
Nota: Todas los probetas de ensayo de rotura con entalla deben estar de acuerdo con la Figura 26
Figura 24-Ubicación de Probetas para Procedimiento de Calificación de Soldaduras a Tope por Chisporroteo. Diámetro exterior mayor que 24 pulg. (610 mm) y menor o igual a 30 pulg. (762 mm).
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 51
Tope superior de la tubería4 Roturas por entalla 4 Roturas por entalla
4 Roturas por entalla 4 Roturas por entalla
Tracción
Tracción Tracción
Tracción
4 Roturas por entalla 4 Roturas por entalla
4 Roturas por entalla 4 Roturas por entalla
Doblado de lado
Doblado de lado Doblado de lado
Doblado de lado
Nota: Todas los probetas de ensayo de rotura por entalla deben estar de acuerdo con la Figura 26
Figura 25-Ubicación de Probetas para Procedimiento de Calificación en Soldaduras a Tope por Chisporroteo. Diámetro exterior mayor que 30 pulg. (762 mm).
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Aproximadamente 1/8” (3 mm)
Aproximadamente 9” (230 mm)
Aproximadamente 1/8” (3 mm)
La sobremonta no debería retirarse de cualquier lado del probeta
La muesca transversal no excederá de 1/16” (1.6 mm) en profundidad
Espesor de pared
Corte de la muesca por sierra; la probeta puede ser maquinada o cortada por oxigeno; los bordes deben ser lisos y paralelos.
La muesca transversal no excederá de 1/16” (1.6 mm) en profundidad
Figura 26 – Probeta del Ensayo de Rotura por Entalla de Dos Pulgadas
Aproximadamente 1/8” (3 mm)
Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas 53
13.2.3.2.3 Requerimientos
La resistencia a la tracción de la soldadura, incluyendo la zona de fusión de cada probeta, debe ser mayor o igual a la mínima resistencia a la tracción especificada del material de la tubería pero no necesita ser mayor o igual a la actual resistencia a la tracción del material. Si la probeta rompe fuera de la soldadura y zona de fusión (es decir, en el material base de la tubería) y consigue los requerimientos mínimos de resistencia a la tracción de la especificación, la soldadura debe ser aceptada como cumpliendo los requerimientos.
Si la probeta rompe en la soldadura o zona de fusión y el esfuerzo observado es mayor o igual al valor mínimo de resistencia a la tracción especificado del material de la tubería y la soldadura consigue los requerimientos de sanidad 13.2.3.3.3, ésa debe ser aceptada como cumpliendo los requerimientos.
13.2.3.3 Ensayo de Rotura por Entalla (Nick-Break)
13.2.3.3.1 Preparación
El número de las probetas para el ensayo de rotura con entalla de dos pulgadas se hará de acuerdo con la Tabla 8 y deben prepararse de acuerdo con la Figura 26. Los lados de la probeta deben ser macro atacados para localizar la línea de fusión. Los lados de la probeta deben muescarse a lo largo de la línea de fusión con una sierra; cada muesca debe ser aproximadamente de 1/8” (3 mm) de profundidad. Además, la soldadura del diámetro interior y exterior debe muescarse a una profundidad no mayor de 1/16” (1,6 mm), medido desde la superficie de soldadura.
13.2.3.3.2 Método
Las probetas deben ensayarse según 5.6.3.2.
13.2.3.3.3 Requerimientos
Las superficies expuestas de cada probeta de rotura con entalla deben mostrar penetración y fusión completas. Las inclusiones de escoria no deben exceder de 1/8” (3 mm) en longitud o anchura. Debe haber al menos 1/2” (13 mm) de metal de soldadura sano entre inclusiones de escoria adyacentes.
13.2.3.4 Ensayo de Doblado de Lado
13.2.3.4.1 Preparación
Las probetas deben ser preparadas según 5.6.5.1.
13.2.3.4.2 Método
Las probetas deben ser ensayadas según 5.6.5.2.
13.2.3.4.3 Requerimientos
Las probetas deben cumplir los requerimientos 5.6.4.3.
13.3 REGISTRO
Los detalles de cada procedimiento calificado deben ser registrados sobre un formato, incorporando como mínimo todos los ítems indicados en 13.4. Este registro debe mostrar los resultados completos de los ensayos del procedimiento calificado y debe ser mantenido todo el tiempo en que el procedimiento está en uso.
13.4 ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO
La especificación del procedimiento debe incluir toda la información que sea pertinente para establecer y mantener una apropiada operación del equipo como se indica en los siguientes ítems:
a. Proceso de soladura.
b. Material del tubo.
c. Espesor de pared del tubo y diámetro exterior.
d. Preparación del borde del tubo y del diámetro exterior.
e. Preparación del tubo, incluyendo el amolado de la costura longitudinal del tubo, si hubiera, y limpieza del borde del tubo para el contacto eléctrico.
f. Posición de soldadura.
g. Requerimientos de precalentamiento.
h. Requerimientos de limpieza e inspección de los contactos.
i. Rango de voltaje de soldadura, el cual debe ser registrado en una cinta continua de registro (strip chart).
54 Estándar API 1104 j. Rango de amperaje de soldadura, el cual debe ser
registrado en una cinta continua de registro (strip chart).
k. Rango de velocidad axial, el cual debe ser registrado en una cinta continua de registro (strip chart).
l. Los intervalos de tiempo en el ciclo de soldadura deben identificarse y registrarse en una cinta continua de registro (strip chart).
m. Rango de tiempo de presión (upset stroke), el cual deberá ser registrado en una cinta continua de registro (strip chart).
n. Tiempo de demora antes de la remoción de las grapas.
o. Método para retirar salpicadura interna.
p. Método para retirar salpicadura externa.
q. Los requerimientos para el tratamiento térmico post soldadura, incluyendo el tiempo de calentamiento, temperatura máxima, tiempo de permanencia, método para determinar la temperatura alrededor de la circunferencia, y la velocidad de enfriamiento.
13.5 VARIABLES ESENCIALES
13.5.1 Generalidades
Un procedimiento de soldadura debe ser reestablecido como una nueva especificación de procedimiento y debe ser completamente recalificado cuando alguna de las variables esenciales listadas en 13.5.2 es cambiada. Otros cambios que aquellos mostrados en 13.5.2 pueden ser realizados en el procedimiento sin necesidad de recalificación, siempre que la especificación del procedimiento sea corregida para mostrar los cambios.
13.5.2 Cambios que Requieren Recalificación
Un cambio en cualquiera de los ítems indicados en la siguiente lista, hasta la letra k, constituye una variable esencial:
a. Material del tubo.
b. Espesor de pared del tubo y diámetro externo.
c. Preparación de las dimensiones del tubo.
d. La posición de la soldadura.
e. Los requerimientos de precalentamiento.
f. Tolerancia de voltaje de soldadura.
g. Tolerancia de amperaje de soldadura.
h. Tolerancia de velocidad axial.
i. Los intervalos de tiempo en el ciclo de soldadura.
j. Tolerancia de tiempo de presión (Upset stroke).
k. Los requerimientos para el tratamiento térmico post soldadura.
13.6 CALIFICACIÓN DE EQUIPOS Y OPERADORES
Cada equipo de soldadura y cada operador debe ser calificado para la producción de una soldadura aceptable empleando un procedimiento de soldadura calificado. La soldadura completa debe ser ensayada por métodos de prueba mecánica y radiográfica, según 13.2. Cada operador debe haber recibido un entrenamiento adecuado en la operación del equipo con anterioridad al comienzo de soldar y debe estar completamente familiarizado con el equipo que opera.
13.7 REGISTRO Y CALIFICACIÓN DE OPERADORES
Debe hacerse un registro de los ensayos requeridas por 13.6 y de los resultados detallados de cada ensayo. Debería usarse un formato similar al mostrado en la Figura 2. (Este formato debería desarrollarse para adaptarse a las necesidades de la compañía pero debe ser suficientemente detallado para demostrar que el ensayo de calificación cumple los requerimientos de este estándar). Una lista de los operadores calificados y los procedimientos para los que son calificados, debe mantenerse. Puede requerirse que un operador sea recalificado si alguna duda surge sobre su competencia.
13.8 GARANTÍA DE CALIDAD DE LA SOLDADURA DE PRODUCCIÓN
13.8.1 Derechos de Inspección
La compañía debe tener el derecho de inspeccionar todas las soldaduras por ensayos no destructivos y por remoción de las soldaduras, y sometiéndolas a ensayos metalúrgicos o mecánicas, o ambos. La frecuencia de tales ensayos e inspecciones adicionales deberán ser especificadas por la compañía.
13.8.2 Rechazo Basado en Strip Chart
Durante la soldadura automática, el operador debe controlar los parámetros de procedimiento eléctricos y mecánicos de la máquina de soldar sobre un apropiado strip chart. Si cualquiera de los parámetros de soldadura se
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desvían más allá de la tolerancia especificada en la especificación del procedimiento, la soldadura no debe ser aceptada. Si el strip chart se encuentra que es inaceptable después de que la soldadura se haya completado, la junta debe ser rechazada y removida de la línea.
13.8.3 Rechazo Basado en Ensayos No Destructivos
Cada soldadura de producción debe ser inspeccionada visualmente y mediante radiografía después de remover las salpicaduras y del tratamiento de post calentamiento. Otros ensayos no destructivos pueden también ser requeridos por la compañía. Cada soldadura de producción debe cumplir los requerimientos 13.9.
13.8.4 Rechazo Basado en la Sobremonta
La altura del refuerzo en el diámetro interior no debe ser mayor de 1/16” (2 mm) por encima del material base. La altura del refuerzo en el diámetro exterior no debe ser mayor de 1/8” (3 mm) por encima del material base.
13.8.5 Rechazo Basado en el Tratamiento de Post Calentamiento
Como mínimo, cada soldadura a tope por chisporroteo debe ser calentada después de soldar a una temperatura arriba de Ac3, seguido por un enfriamiento controlado o por un enfriamiento en aire quieto. El ciclo de tratamiento de calentamiento se documentará usando un registro strip chart, y cualquier desviación más allá de los rangos especificados de tiempo de calentamiento, temperatura máxima, o velocidad de enfriamiento debe ser la causa para repetir el tratamiento.
13.9 ESTANDAR DE ACEPTACIÓN PARA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
13.9.1 Generalidades
Los estándares de aceptación dados en 13.9.2 son aplicables a la determinación del tamaño y tipo de
imperfecciones ubicados por radiografía u otro ensayo no destructivo. También pueden ser aplicadas a la inspección visual.
13.9.2 Defectos
ISIs deben ser considerados defectos si cualquier ISI aislado excede en 1/8” (3 mm), o la longitud sumada de ISIs en cualesquiera 12” (300 mm) de la longitud de soldadura excede en 1/2" (13 mm).
En soldaduras a tope por chisporroteo, fisuras, fusión incompleta, y porosidad detectada por ensayos no destructivos son considerados defectos.
13.10 REPARACIÓN Y REMOCIÓN DE DEFECTOS
13.10.1 Reparaciones Permitidas
Las reparaciones siguientes son permisibles:
a. Los defectos superficiales pueden retirarse por amolado, siempre que se conserve el espesor mínimo de pared.
b. Los defectos pueden ser removidos de la soldadura por amolado, rasqueteado, acanalado, o una combinación de estos métodos, seguido por una soldadura de reparación según la Sección 10.
La reparación por soldadura se permite únicamente por un acuerdo con la compañía.
13.10.2 Reparaciones No Permitidas
La reparación de porosidad encontrada en las soldaduras a tope no está permitida; sin embargo, la porosidad en una soldadura reparada con un proceso de soladura diferente es permitida dentro de los límites definidos en 9.3.8.2 o 9.3.8.3, cualquiera sea aplicable.
13.11 PROCEDIMIENTO RADIOGRÁFICO
Los ensayos de radiografía deben ser según 11.1.
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