Elaboracion de procedimientos de soldadura WPS.“WPS: Welding Procedure Specification”El WPS es un documento que relaciona las variables a considerar en la realización de una soldadura específica, determina la ejecución de las pruebas de calificación tanto de proceso y procedimiento como del operario de soldadura. EL EPS involucra todas las VARIABLES ESCENCIALES (Son aquellas en las cuales un cambio, se considera que afecta las propiedades mecánicas de la soldadura y requieren de recalificación) , VARIABLES SUPLEMENTARIAS (Son aquellas que por requerimientos de otras secciones del código requieren pruebas de impacto . Cuando se especifica pruebas de impacto un cambio en una variable suplementaria requiere recalificación de WPS) y VARIABLES NO ESENCIALES ( Son aquellas en que un cambio no afecta las propiedades mecánicas de la soldadura y por lo tanto se puede hacer sin recalificar el WPS, pero se debe documentar el cambio. Recomendamos que las variables esenciales , suplementarias y no esenciales varían de un proceso a otro).

El ProcedimientoSe refiere a todas las condiciones presentes en la realización de una soldadura. El procedimiento se efectuará en un equipo previamente calibrado y calificado, se utilizarán los materiales recomendados en las especificaciones o referenciados con su “reporte certificado de ensayo de material CMRT”. y se efectuarán las soldaduras en las condiciones referenciadas en código, las cuales deben corresponder a las que se ejecutarán en el trabajo real de producción. Posteriormente se someterán los materiales utilizados en el procedimiento (cupones de prueba), a las pruebas (ensayos destructivos y no destructivos) exigidas por el código referenciado, para comprobar la conservación de sus propiedades físicas, su resistencia mecánica, doblado, resistencia al impacto, dureza y análisis químico.

La Calificacion del Procedimiento (PQR)Este documento corresponde al anexo del WPS, y en el van detallados todos los pasos que conllevan a la calificación de un proceso, procedimiento y operarios de soldadura. En el están relacionadas las diferentes pruebas o ensayos realizados y la certificación de aprobación o rechazo firmada por inspector certificado en soldadura. Cada WPS puede contener uno o varios PQR Para efectos contractuales y para efectuar soldaduras similares en el futuro, las pruebas realizadas son igualmente aplicables tanto para la soldadura por máquina como para la soldadura manual, y siempre es obligatoria cuando se trabaja conforme a códigos. Es obviamente inútil llevar a cabo para cada pequeña variación del material, espesor o método de soldadura un nuevo ensayo de procedimiento. Por consiguiente, los materiales se dividen en grupos que comprenden aleaciones con características similares de soldadura. Una prueba realizada sobre un metal de uno de los grupos designados se considera aplicable a todas las demás aleaciones dentro del mismo grupo. Con este principio, se dividen en grupos de espesor de chapa o lámina, procesos de soldadura y posiciones de soldadura (vertical, horizontal, vertical sobre cabeza y plana).

Por ejemplo, el código AWS D1.1 agrupa materiales de espesores mayores a 1/8”, mientras que AWS D1.3 agrupa todos los materiales delgados hasta un máximo de 3/16 “ de espesor. Como constancia de haber realizado pruebas de procedimiento se debe llevar el PQR consignando con el mayor detalle posible de las variables esenciales de soldadura, tales como la corriente, número de cordones, calibre y tipo del electrodo utilizado, y, en el caso de soldadura con máquina, las fijaciones o variables de la máquina. Estas pruebas de calificación se realizan bajo la supervisión de un inspector y/o ingeniero de soldadura.

Combinacion de ProcedimientosMás de un procedimiento teniendo diferentes variables esenciales y no esenciales, pueden ser usados en la junta de producción. Cada procedimiento puede incluir uno o una combinación de proceso de materiales de Relleno u otras variables. Cuando dos o más procedimientos que involucra diferentes procesos o diferentes variables son usados en una junta, se debe determinar el rango del metal base calificado y el rango de espesores del metal de soldadura calificado para cada procedimiento. El metal de soldadura depositado en cada proceso o procedimiento debe ser incluido en todas las pruebas ( tensión, dobles e impacto si aplica ).Cuando se califica un procedimiento o proceso separado solamente para depositar el paso de raíz, el cupón será de ½” de espesor de mínimo. El proceso para pase de raíz quedara calificado para 2t ( corto circuito) de la calificación del metal de soldadura con cualquier espesor máximo de metal base calificado por otros PQR’S usados para soportar el WPS.ro de soldadura.

Ejemplo: Procedimientos de Soldadura WPSCalificación del soldadorLas pruebas de calificación del soldador se aplican principalmente a la soldadura manual y los métodos de soldadura por procesos GMAW, GTAW, FCAW, SAW, PAW. En los que la capacidad del operario ejercerá influencia sobre el resultado final. La necesidad de probar la capacidad de los soldadores se aplica a un gran número de industrias en las que lacalidad de soldadura es de gran importancia, tales como la fabricación de recipientes a presión, tubería para industrias químicas y petroleras, estructuras de puentes y edificios, y para las industrias aeronáuticas y automotrices.Los soldadores que no han sido todavía calificados o los que se han calificado pero no han hecho contrato de soldadura por alrededor de seis meses, deben someterse a recalificación, igualmente los soldadores que sugieran dudas y/o errores en la aplicación.Los diversos códigos exigen para el operario pruebas de calificación y aún más, las compañías de seguros exigen pruebas de trabajos periódicos de los operarios. Los usuarios en general exigen pruebas de calificación del soldador antes de la fabricación. La calificación de los soldadores para determinados trabajos de gran responsabilidad también la requieren las compañías que realizan trabajos para entidades gubernamentales.

Control del producto soldadoEl primer paso para controlar la calidad del producto fabricado es asegurar que el soldador recibe el metal base a soldar con la debida calidad, exento de laminaciones en los bordes de soldadura y equipos en las condiciones óptimas de operación. El segundo paso es verificar el diseño de junta con las superficies de unión limpias. En términos más generales, las operaciones previas a la soldadura, se deben llevar a cabo conforme al WPS aplicable.

Control de materialesEs uno de los criterios más significativos que se deben tener en cuenta en los procesos de fabricación y va íntimamente relacionada con las especificaciones de procedimientos de soldadura, toda vez que de la idónea selección y verificación de los materiales base y materiales de aporte, dependerán las características y propiedades de las uniones soldadas, se requieren entonces documentos para identificar materiales y diagnosticar su trazabilidad en operación. Un documento que se debe solicitar al proveedor es el CMRT (certified material test record) reporte certificado de prueba del material, en caso de no poseerlo, se deben hacer los análisis y ensayos metalográficos y mecánicos para que estén ubicados en el estándar.

Pruebas durante la construcciónAquí la técnica de control de calidad depende de que el proceso sea principalmente manual, en cuyo caso las pruebas deben establecer la consistencia, calidad del trabajo del operario, la exactitud y consistencia de las calibraciones de la máquina. Siempre que la capacidad del operario sea un factor esencial, como en la soldadura manual, generalmente se efectúan placas de radiografía de las soldaduras durante la construcción. Por ejemplo, el código AWS D1.1 y AWS D1.3.para la calificación se requiere pruebas de doblez de cara, raíz y lado en materiales, mientras el código ASME sección IX requierepruebas radiográficas y pruebas de impacto sobre el depósito de soldadura para recipientes a utilizar a temperaturas inferiores a cero grados celsius.

Ensayos:El ensayo destructivo: Se realiza normalmente sobre placas de prueba que son cortadas para proporcionar las probetas requeridas. Las pruebas de control de calidad de rutina más frecuentemente realizadas sobre soldaduras a tope porfusión son las de tracción, plegado, impactos, rotura crítica (“nick-break”) y de dureza, y en las soldaduras por roldana y por puntos las pruebas son de tracción y corte.

El ensayo no destructivo: Es muy importante en el control de calidad. Las pruebas pueden ser: Por radiografía, ultrasonido, partículas magnéticas y tintas penetrantes. El examen de las soldaduras, ya sea destructivamente o no, depende de lossiguientes criterios de inspección: requerimientos de código, resistencia a la tracción desconocida, naturaleza del material desconocida, fallas en el procedimiento. Por ejemplo, los aceros de baja aleación están sujetos a agrietamiento en la soldadura o en la zona afectada por el calor, de modo que el examen debe procurar intentar localizar cualquier grieta que pueda aparecer. El método de examen debe, naturalmente, ser aplicable tanto al material como a la unión. En este caso, se descarta el método de partículas magnéticas que detecta grietas en la superficie en las soldaduras de aceros ferríticos pero

no es aplicable a los aceros austeníticos y metales noferrosos. Similarmente, la radiografía no es en generalmente apropiada para examinar las uniones soldadas en ángulo, y cuando se necesita su inspección debe emplearse otra técnica.

Por ultimo En los diferentes procesos de fabricación, es la unión de metales el más regulado, por ésta razón es de suma importancia tener procedimientos normalizados y amparados en códigos internacionales que involucren las múltiples variables que en el intervienen, partiendo del recurso humano, en éste caso los soldadores con todas sus competencias (conocimiento-habilidad-ética), siguiendo con las materias primas (material base y de aporte) y los equipos de soldadura (debidamente calibrados). El aseguramiento de la calidad es el componente más relevante, constituye la vía para optimizar la productividad y competitividad entorno a los diferentes productos y servicios, siempre que éstos se encuentren estandarizados.

8 Clasificación de procedimientos de soldadura y soldadores

8.1 Procedimientos de soldadura

La definición de AWS para un procedimiento de soldadura es: “los métodos y practicas detallados implícitos en la producción de una soldadura”.

Se usa un procedimiento de soldadura para hacer un registro de todos los elementos, variables y factores involucrados en la producción de una soldadura especifica. Los procedimientos de soldadura deben estar escritos siempre que ello sea necesario con la finalidad de:

·        Mantener las dimensiones controlando la distorsión

·        Reducir las tensiones residuales u localizadas

·        Minimizar los cambios metalúrgicos dañinos

·        Construir uniformemente un ensamble de soldadura del mismo modo

·        Ajustar a ciertas especificaciones y códigos

Los procedimientos de soldadura deben ser probados o calificados y deben comunicarse a aquellos que necesiten conocerlos. Esto incluye al diseñador, inspector de soldadura, supervisor de soldadura y en última instancia, pero no en menor grado, al soldador.

Una especificación del procedimiento de soldadura, conocida como WPS la cual constituye “un documento que proporciona en detalle las variables requeridas para una aplicaciones con objeto de garantizar que otros soldadores y operarios adecuadamente adiestrados pueden repetir el proceso”.

Las variables implícitas en la mayoría en la mayoría de las especificaciones se considera que constituyen variables esenciales. En algunos códigos también pueden utilizarse el termino variables no esenciales. Las variables esenciales son aquellos factores que deben registrarse y, si se alteran de cualquier modo, el procedimiento debe volverse a probar y a recalificar.

8.2 Calificación de procedimientos de soldadura.

Todos los códigos y las especificaciones de soldadura son semejantes en lo que se refiere a los procedimientos. En cada caso es necesario dejar por escrito el procedimiento de soldadura y después probarlo y calificarlo.

Las compañías desarrollan y califican los procedimientos de soldadura necesarios para fabricar sus productos que se construyen bajo un código. Los contratistas cuentan con procedimientos calificados en soldadura, que les permiten instalar productos bajo código.

Los tres códigos más utilizados amparan las calderas y recipientes a presión, puentes y edificios y la soldadura de tuberías de conducción a campo traviesa.

Calderas y recipientes a presión

Este código afirma lo siguiente a la responsabilidad: “cada fabricante o contratista es responsable de las soldaduras ejecutadas por su organización y debe llevar a cabo las pruebas para calificar los procedimientos de soldadura que use en la construcción de las partes soldadas fabricadas según este código, y el desempeño de los soldadores y operadores, quienes apliquen estos procedimientos de soldadura y calificación del empeño de los soldadores y operadores, quienes apliquen estos procedimientos”

Cada fabricante debe mantener un registro de los resultados obtenidos en los procedimientos de soldadura y calificación de los soldadores y de otros trabajadores.

El código ASME denomina Welding Producere Specification (WPS) al procedimiento de soldadura.

EL WPS da las directrices al trabajador o soldador para asegurar que se cumplan los requisitos del código. El WPS describe las variables esenciales y esenciales suplementarias para cada proceso de soldadura.

Hay tres tipos de variables esenciales para las especificaciones WPS. Las “variables esenciales” son aquellas en las que un cambio se considera que afecta las propiedades mecanicas de la unión soldada o de la construcción soldada. Las “variables esenciales suplementarias” son necesarias para metales en los que hay que hacer prueba de impacto. Las “variables no esenciales” son aquellas en las cuales un cambio puede efectuarse en el WPS sin recalificación.

Especificación del Procedimiento de Soldadura (WPS)

Variables que se encuentran en la Especificación del Procedimiento de Soldadura (WPS).

Uniones.

Se recomienda que se dibuje un esquema de los detalles de la forma y del area del diseño de la unión.

Metal base.

Para reducir el número necesario de WPS se asignan números P a los metales bases, dependiendo de características tales como composición, facilidad para soldar y propiedades mecánicas. Los mismos números P agrupan a distintos metales base que tienen características comparables.

Metales de Aporte.

Los electrodos y las varillas de soldadura se agrupan de acuerdo con sus características de uso, lo cual determina la capacidad de los soldadores para ejecutar soldaduras satisfactorias con determinado metal de aporte.

Posición.

La posición para soldar bisel o filete se debe describir con la terminología de la AWS. Si se usa la posición vertical hay que mencionar si el avance es hacia arriba o hacia abajo.

Precalentamiento.

Se debe dar la temperatura mínimo asa como máxima entre pasos.

Tratamiento térmico después de soldar.

Si se emplea tratamiento post soldadura hay que describirlo.

Gas (Atmosfera de protección).

Se debe identificar el gas de protección y si es una mezcla se describe.

Características eléctricas.

Se anota la corriente de soldadura y si es alterna (ca) o directa (cd).

Técnica.

Se describe la soldadura hecha con cordones rectos u oscilantes, según la técnica. También se anotara el método de limpieza después de soldar y entre pasos.

Registro de clasificación de procedimientos

Para respaldar al WPS es necesario probar y certificar los resultados de la soldadura. Esto se lleva a cabo realizando las soldaduras descritas en el WPS.

Para ello se usa el registro de calificación de procedimiento (PQR) que se define como un documento que proporciona las variables reales de soldadura, que se usaron para producir una soldadura aceptable de prueba y los resultados de las pruebas efectuadas en la soldadura con el fin de calificar una especificación de procedimiento de soldadura.

Soldadura Estructural.

No son tan complicados los requisitos del código estructural de la AWS D1.1 como los del código ASME Sección IX de recipientes a presión. Sin embargo “cada fabricante o contratista debe efectuarse de las pruebas necesarias de acuerdo a este código para calificar los procedimientos de soldadura.

La AWS permite el uso de procedimientos precalificados de soldadura los cuales se deben apegar en todos sus aspectos al código.

Por “precalificada” la AWS entiende que puede estar exenta de pruebas o calificaciones siempre que se apeguen en todos sus aspectos a los requisitos aplicables del código.

Tuberías a Campo Traviesa.

La norma API 1104 para soldar tuberías e instalaciones relacionadas pide la calificación de procedimiento y de soldador. La especificación del procedimiento incluye el proceso, el material del metal base, el tamaño del tubo, su diámetro y el espesor de pared, los detalles de unión, el tipo de metal base, el tamaño del tubo, su diámetro y el espesor de su pared, los detalles de la unión, el tipo de metal de aporte, tamaño y numero de pasos y las características eléctricas empleadas. Para soldadura, la posición para soldar, el tipo de fundente, etc.

8.3 Calificación de soldadores. La mayoría de los códigos y especificaciones requieren pruebas para que los soldadores y otros trabajadores tengan la habilidad necesaria para seguir con éxito el procedimiento de soldadura. Para esto es necesario que los soldadores hagan soldaduras específicas, que se prueban para demostrar que el soldador puede llevar  a cabo la soldadura con la calidad necesaria.

Registro de las pruebas de calificación de soldador.

Con los documentos WPS y PQR en orden, a continuación se examinara a los soldadores y trabajadores, de acuerdo con lo que se tenga que hacer. Hay que calificar a cada soldador y operador que tome parte en la fabricación o instalación de los productos amparados por el código ASME, AWS o API.

El soldador que prepara los especímenes del registro de calificación de procedimientos que pasan los requisitos del código está calificado personalmente dentro de sus variables de calificación. Todos los demás soldadores y trabajadores están calificados mediante pruebas específicas de soldadura, que están diseñadas para determinar su capacidad para ejecutar las soldaduras pedidas en el WPS y que se emplean en el trabajo. 

El registro de las pruebas de calificación del trabajador o soldador debe incluir las variables esenciales, el tipo de prueba y los resultados de ella, así como la calificación para cada trabajador o soldador. A cada soldador y trabajador se le asigna un número, letra o símbolo, con el fin de identificar el trabajo de cada persona.

Para calificar al soldador la norma AWS B2.1 usa una forma conocida como registro de calificación de prueba de desempeño. Sirve para anotar los resultados de las pruebas efectuadas a soldadores o trabajadores.

Establecimiento de los procedimientos de soldadura (W.P.S. - P.Q.R).Calificación de soldadores.

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA.

El procedimiento de soldadura o WPS (Welding Procedure Specification) es un documento que provee las

directrices para realizar la soldadura con base en los requerimientos del código, proporciona igualmente la

información necesaria para orientar al soldador u operador de soldadura y asegurar el cumplimiento de los

requerimientos del código. Describe las variables esenciales, no esenciales y cuando se requiera, las

variables suplementarias esenciales de cada procedimiento de soldadura. Debe estar firmado por el

Inspector de Soldadura. El Código AWS tiene una serie de procedimientos precalificados, por lo cual cuando

se va a soldar con base en este código es necesario únicamente cumplir con lo establecido en el código.

El Código ASME sección IX, Estándar para Calificación de Procedimientos de Soldadura, Soldadores y

Operadores de Soldadura, da los lineamientos para desarrollar el procedimiento de soldadura.

Diseño de la Junta.

Ver QW-402 del ASME IX, debe indicarse el tipo de junta, las tolerancias dimensionales, material de refuerzo

si aplica, y el tipo de material, si es una junta de bisel doble, el material de soldadura se considera refuerzo

para el lado posterior.

Metal base.

El punto de la norma que rige el metal base es QW-403, y se refiere a las piezas de metal a unir, ya sea tubo

o lámina, pueden ser del mismo tipo o de diferente tipo de material. El código divide los tipos de material en

Números P y Grupos .En el WPS debe detallarse como mínimo el Número P, el Grupo, el espesor o rango de

espesores, el diámetro si es tubería.

Metal de Aporte.

Ver QW-404 para el Metal de Aporte y QW-409 para las Características Eléctricas. es necesario especificar la

clasificación AWS del electrodo, la especificación SFA, el número A ó el análisis químico, en número F, límite

de depósito, diámetro, rango de amperaje y rango de voltaje, el tipo de corriente, la polaridad, el modo de

transferencia, Tamaño y tipo de la varilla de tungsteno, rango de velocidad del alambre. La información que

se suministra depende del proceso de soldadura, ya que hay condiciones que son únicas para cada proceso.

Posición.

Ver QW-405. Especifica la posición en que se calificará el procedimiento, y por ende a los soldadores,

especificando si es una junta en filete o a tope, y el sentido de progresión de la soldadura.

Precalentamiento y Temperatura entre Pases.

Se encuentra en QW-406. Esta temperatura está en función del tipo de material, y en el WPS debe

especificarse, en caso que se requiera, la temperatura mínima de precalentamiento, la máxima y la mínima

temperatura entre pases.

Tratamiento Térmico Post-soldadura.

Ver QW-407. Está en función del material y es necesario describir en el WPS el

rango de temperatura y el tiempo de mantenimiento de la misma. Debe tenerse en cuenta que el tiempo de

mantenimiento está en función del espesor.

Gases.

Ver QW-408. Si aplica, debe especificarse el tipo de gas, la mezcla en porcentaje y la rata de flujo de salida.

Técnica.

Ver QW-410. En este punto se debe indicar tipo de limpieza inicial y entre pases, tipo de depósito, tamaño

del orificio de salida de gas, tipo de oscilación, método de protección de la raíz, pases por lado, electrodo

múltiple o sencillo, rango de velocidad de avance, insertos consumibles.

Variables.

Durante el proceso de soldadura existen variables que se pueden modificar sin afectar la calificación del

procedimiento estas se denominan Variables No Esenciales. Las Variables esenciales son aquellas que si se

modifican, el procedimiento debe ser recalificado; estas variables están directamente relacionadas con el

proceso de soldadura seleccionado y se pueden consultar en QW-250.

CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA.

La Calificación del Procedimiento de Soldadura (PQR, Procedure Qualificatión Record) se realiza con base en

el WPS y se detallan los rangos de calificación y se anexan los ensayos mecánicos realizados a la muestra, ya

sea tensión, doblado, impacto o dureza. En el PQR se debe detallar además el nombre del soldador, su

estampa y su número de Identificación, El Inspector Responsable de realizar las Pruebas con su respectiva

firma, El Inspector Responsable de Diseñar el WPS, la fecha y el código bajo el cual se califico el

procedimiento.

CALIFICACIÓN DEL SOLDADOR.

La calificación del soldador con base en el procedimiento de soldadura (WPS) previamente calificado (PQR) y

aprobado.

La calificación del soldador consiste en una prueba de su habilidad para soldar y dependiendo de las

necesidades del proyecto, esta prueba se realiza en diferentes posiciones, 1G, 2G, 3G, 4G, 5G o 6G, para

soldadura a tope. La posición vertical con la progresión hacia abajo es calificada únicamente para API. La

soldadura en filete es calificada según AWS D1.1.

Existen variables esenciales y no esenciales para la calificación del soldador que se encuentran en el código

ASME IX Artículo III Welder Performance Qualifications. QW-300. La prueba del soldador deberá estar dirigida

por un inspector de soldadura calificado, y toda prueba a ser sometida a los ensayos, ya sean destructivos o

no, deberá haber pasado previamente la inspección visual, de acuerdo a los requerimientos de la norma. Una

vez el soldador sea probado y el material sea examinado, ya sea por ensayos mecánicos o radiografía, y

siempre y cuando los resultados sean satisfactorios, se deberá llenar la planilla de calificación del soldador,

indicando principalmente:

- Nombres completos del soldador

- Número de Cédula de Ciudadanía o Pasaporte

- Estampa. Rango de diámetros que cubre esta calificación.

- Rango de espesores

- Posición calificada

- Proceso

- Metal Base (número P)

- Metal de aporte (número F)

- Espesor del metal depositado

- Progresión de soldadura

- WPS y PQR sobre el cual se realizó la calificación.

- Tipo de ensayo que se realizó a la probeta y su resultado

- Fecha de calificación

- Inspector que condujo la prueba

- Aceptación por parte del cliente

Estos registros se deben guardar y la calificación del soldador caducan únicamente si pasa mas de seis

meses sin realizar una soldadura para la empresa.

Normas Y Estándares.

Las principales normas que rigen todo lo concerniente a los sistemas de tuberías y su instalación constituyen

las bases de muchas leyes relativas a la seguridad. La norma de mayor envergadura en esta aplicación es el

Código ASME para calderas y recipientes a presión, el cual en sus secciones I, II, III, VIII, IX y XI define

claramente los requerimientos mínimos que consolidad la optima instalación de un sistema. Enfatizando en

el planteamiento de tuberías a presión, se encuentran diferentes secciones separadas para este código que

enmarcan la implantación de estos sistemas:

Tuberías para Sistemas de Potencia..................................... B31.1

Tuberías para Gases Combustibles...... ................................ B31.2

Tuberías Plantas Químicas y Refinerías de Petróleo................ B31.3

Tuberías para transporte de petróleo líquido......................... B31.4

Tuberías para Refrigeración................................................ B31.5

Tuberías para transmisión y distribución de Gas.................... B31.8

Tuberías para Servicios en Edificios..................................... B31.9

Indudablemente existen muchas otras organizaciones que se han dedicado a resaltar los requerimientos en

las instalaciones de tuberías como tal. Entre ellas podemos mencionar El Instituto Americano de Petróleo

(API), La Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM), La Asociación Nacional de Protección Contra

Incendios (NFPA), El Instituto Nacional Americano de Normas (ANSI), etc.

A cotinuación se señalan algunas de las normas o estándares que son normalmente utilizadas en la industria

de la construcción:

American National Standards Institute (ANSI).

American Society of Mechanical Engineers (ASME) .

Instrument Society of America (ISA) .

Deutscher Normenausschuss (Comision Alemana de Normas DIN) .

American Estándar Association (ASA) .

Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN).

American Petroleum Institute (API) .

American Welding Society (AWS).

Factores que influencian la selección del proceso de soldadura.

El tipo de material a soldar.

Las dimensiones del material, espesor (sht) y forma.

La posición de soldadura que debe ser usada.

Nivel de calidad requerido.

WPS ASME

CALIFICACION Y PROCEDIMIENTO DE PLATINA Y TUBERIA SEGÚN ASME 

CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS

General ( Qw )

Cada fabricante debe preparar un procedimiento escrito.(WPS) con las indicaciones para ejecutar soldaduras de producción.Un WPS debe contener todas las variables esenciales, no esenciales y cuando se requieran  las variables esenciales suplementarias, para cada proceso de soldadura usado en el WPS. También debe figurar el PQR o calificación que le sirve de soporte. Se puede incluir otra información adicional que pueda ayudar a producir soldaduras de calidad. Cambios en el WPS: se pueden hacer cambios en las variables no esenciales sin recalificar el procedimiento, Pero documentando el cambio con una revisión con el WPS; Con respecto a las variables esenciales y esenciales suplementarias requieren rectificar el WPS o emitir un nuevo WPS en el que se consignen las nuevas variables, también se pueden calificar un nuevo PQR conteniendo las variables de cambio.

FORMATOS: El código da la libertad para los formatos pero exige que se listen las variables esenciales, no esenciales y suplementarias cuando apliquen, sin embargo en el apéndice A se dan unos formatos guías.

• VARIABLES ESENCIALES (QW)

Son aquellas en las cuales un cambio, se considera que afecta las propiedades mecánicas de la soldadura y requieren de recalificación.

• VARIABLES SUPLEMENTARIAS

Son aquellas que por requerimientos de otras secciones del código requieren pruebas de impacto. Cuando se especifica pruebas de impacto un cambio en una variable suplementaria requiere recalificación de WPS.

• VARIABLES NO ESENCIALES

Son aquellas en que un cambio no afecta las propiedades mecánicas de la soldadura y por lo tanto se puede hacer sin recalificar el WPS, pero se debe documentar el cambio. Recomendamos que las variables esenciales, suplementarias y no esenciales varían de un proceso a otro.

• LA CALIFICACION DEL PROCEDIMIENTO (PQR)

El PQR es el documento más importante para la sección IX. Un WPS no tiene ninguna validez para la sección IX si no tiene un PQR correctamente calificado en los soportes. Un WPS sin su calificación o PQR no pasa de ser una hoja sin valor alguno.

La persona que califica un PQR (soldador u operario), debe ser empleado en la organización que califica el PQR. El PQR es el documento que justifica o soporta el WPS los WPS. El WPS depende directamente del PQR.Cada WPS debe tener uno o más PQR”S de soporte para justificar que el WPS fue apropiadamente calificado, de igual manera un solo PQR puede soportar más de un WPS. Un PQR que ha sido calificado hace mucho tiempo, (después de 1962) es válido para soportar más de un WPS actual que se certifica para cumplir los requerimientos de la última sección del código. Sin embargo para evitar cuestionamientos o problemas futuros, es una buena idea actualizar el PQR para cumplir los requerimientos actuales del código, en estos casos se debe tener mucho cuidado porque las variables esenciales listadas en el PQR no pueden ser cambiadas; sin embargo es posible revisar el PQR (con la salvedad anterior), los cambios deben ser rectificados por el fabricante.

Un PQR documente que ocurrió durante la calificación indicando los datos reales en la misma. El PQR debe ser certificado por el fabricante que lo usara. Recordar que en el PQR solo se deben consignar las variables que fueron realmente medidas y observadas durante la prueba y no las que se emitieron. Por ejemplo si el amperaje y el voltaje no fueron medidos durante la prueba. El PQR debe contener:

a. Las variables esenciales para el proceso o procesos específicos que el fabricante utilizo para calificar la soldadura de prueba.b. El número y los resultados de las pruebas hechas en las probetas.

c. La certificación, incluyendo fecha. Esto no puede ser hecho por el laboratorio que hace las pruebas o cualquier entidad externa al fabricante. El laboratorio puede certificar los resultados de sus pruebas ( el fabricante no requiere presenciar los ensayos), sin embargo : el fabricante debe hacer certificación adicional de que las pruebas cumplen con la sección IX , y por lo tanto son aceptadas por la sección IX y el código. Un PQR debe contener todas las variables esenciales y cuando se requiera las suplementarias de cada proceso utilizado para soldar el cupón de prueba. Las variables no esenciales u otro tipo de variables pueden ser o no ser registradas a opinión del fabricante. Variables no monitoreadas durante la soldadura no deben ser registradas.El fabricante no debe subcontratar las funciones de certificación. Pero puede subcontratar las pruebas de tensión, doblaje o macroataque. Cuando se utilice más de un proceso o material de relleno se debe registrar el espesor aproximado del metal de soldadura depositado en cada proceso o en cada electrodo de material de relleno. Múltiples WPS “S pueden ser separados por un solo PQR; ejemplo: si un PQR calificado para posición 1G puede soportar WPS para posiciones 2G, 3G, 4G en lámina, y 1G, 2G, 5G, 6G en tubería conservando todas las variables esenciales. Un solo WPS puede cubrir varios cambios en las variables esenciales y ser soportado por los PQR existente para cada variable esencial. Ejemplo, un solo PQR puede cubrir un espesor desde 1/16 hasta 1 ¼” si existen dos PQR, uno desde 1 /16” hasta 3/16” y otro Desde 3/16 “hasta 1 ¼ “.

NUMEROS P Y GRUPOS G (QW)

Para reducir el número de procedimientos que requieren calificación se asignan números P a los materiales base dependiendo de sus características tales como composición química, soldabilidad, y propiedades mecánicas, donde lógicamente esto puede ser hecho. Para aceros o aleaciones de aceros, adicionalmente a los números P se asignan grupos números G.

Estos números clasifican los metales dentro de los números con el propósito de calificar procedimientos cuando se requieran pruebas de impacto. Esta clasificación en P, números subdivididos en grupos, números, no indiscriminadamente por un metal base por el cual fue hecha la calificación o por un metal base ubicado en el mismo número P. Sin considerar la compatibilidad casi de alivios térmicos posteriores a las soldaduras, diseño, propiedades mecánicas y requerimientos de servicios.

COMBINACION DE PROCEDIMIENTOS

a) Más de un procedimiento teniendo diferentes variables esenciales y no esenciales, pueden ser usados en la junta de producción. Cada procedimiento puede incluir uno o una combinación de proceso de materiales de Relleno u otras variables. Cuando dos o más procedimientos que involucra diferentes procesos o diferentes variables son usados en una junta, se debe determinar el rango del metal base calificado y el rango de espesores del metal de soldadura calificado para cada procedimiento. El metal de soldadura depositado en cada proceso o procedimiento debe ser incluido en todas las pruebas ``( tensión, dobles e impacto si aplica ).

b) Cuando se califica un procedimiento o proceso separado solamente para depositar el paso de raíz, el cupón será de ½” de espesor de mínimo. El proceso para pase de raíz quedara calificado para 2t (corto circuito) de la calificación del metal de soldadura con cualquier espesor máximo de metal base calificado por otros PQR’S usados para soportar el WPS.

PRUEBAS MECANICAS

 Las probetas requeridas para las pruebas mecánicas serán preparadas para tensión, 10 a 10.5 para doblez, 11 para impacto, y 12 a 12.1 para filetes.

ESPESORES PARA METALES BASES DISIMILES (QW 202.4)

Cuando se sueldan metales disimiles los espesores aprobados son:

A. El espesor de la parte delgada está regido por la tabla I.B. El espesor del metal más grueso estará igualmente dentro de los rangos de la tabla I, pero

cuando no se requiere limitación del máximo espesor de la soldadura de producción se deberá utilizar para prueba un espesor de ½” o más.

CALIFICACION DE SOLDADORES EN TUBERIA Y PLATINA (ASME)

CALIFICACION DE SOLDADORES

La calificación de soldadores está limitada por las variables esenciales que aplican para cada proceso. Recordemos que el soldador solo tiene variables esenciales. QW 300.2 Una premisa importante y básica de responsabilidad frente a la soldadura dice que el fabricante es responsable de la soldadura y por lo tanto no puede delegar a otra organización externa a su empresa la calificación de procedimientos y soldadores. Solamente se pueden subcontratar las pruebas de laboratorio (tensión, doblez, y de impacto). El propósito de este requisito es asegurar que el fabricante ha determinado que sus soldadores y operarios de soldadura, usando sus procesos, son capaces de desarrollar los mínimos requerimientos especificados para una soldadura aceptable. Esta responsabilidad no puede ser delegada a otra organización.

Pruebas (QW 301)

El objeto de las pruebas es determinar la habilidad de los soldadores y los operarios de soldadura, de hacer soldaduras sanas. Cada fabricante calificará cada soldador u operario para cada proceso de soldadura que utilizará en producción. La prueba será soldar un cupón bajo un WPS calificado, excepto que cuando se hace una calificación con un procedimiento calificado con alivio térmico, este puede ser omitido.

El soldador u operario que califica un WPS queda calificado pero solamente en los límites de su calificación y califica solamente la posición específica.

La prueba puede ser interrumpida en cualquier momento a criterio del supervisor, el soldador no está capacitado para continuar.

Cada soldador y operario debe tener una identificación (número, letra, o ambos), asignados por el fabricante, el cual será usado para identificar todas las soldaduras por él ejecutadas.

Tipo de Pruebas Requeridas (QW 302)

El tipo de número y probetas requeridas para pruebas vienen dados en las tablas 3, 4 , 5, 6, 7, y 8 (QW 452) y serán cortadas según las figuras 26, 27, y 28 para platina y 29, 30, y 31 para tubería.

QW 302.3 EN posición 1G y 2G de tubería se cortaran dos probetas omitiendo la del cuadrante superior derecho y del cuadrante inferior izquierdo. La probeta superior izquierda será doblada de cara.

Las pruebas hechas en posición 5G Y 6G, se deberán tomar 4 probetas como indican las figuras 32 y 33.

Inspección Visual (QW 302.4)

Para pruebas en platina, todas las superficies serán examinadas antes de cortar las probetas de doblar, se exceptúan las zonas de “descarte”. Los cupones en tubería deberán ser examinados en toda su circunferencia interna y externamente.

Límites de Posiciones y Diámetros Calificados (QW 303)

Soldadores a tope: Soldadores y operarios que pasen las pruebas requeridas para soldaduras en bisel, en las posiciones de la tabla 9, quedaran calificadas unas posiciones dadas en la misma tabla, para soldadura en bisel, para filetes en todos los espesores y para tuberías de cualquier diámetro dentro de los límites de las variables de soldadura y los límites de la tabla.

Soldadura de filetes: Soldaduras y operarios que pasen las pruebas requeridas para filete en las posiciones de prueba en la tabla 11, quedan calificados para soldar en las posiciones dadas en al misma tabla, pero solamente quedan calificados en los espesores de material, tamaños de filetes y diámetros de tubería mayores de 2 7/8 de diámetro externo y mayores dentro de las variables aplicadas.

Soldadores (QW 305)

Para ser calificado un soldador debe pasar las pruebas visual y mecánica. Alternativamente, soldadores con pruebas a tope usando SMAW, SAW, PAU, y GMAW (excepto corto circuito) o una combinación de estos procesos puede ser calificado por radiografía.

Un soldador calificado para soldar de acuerdo con un WPS queda también calificado para soldar con otro WPS calificado usando el mismo proceso dentro de los límites de las variables esenciales.

Adicionalmente las primeras 6” de soldaduras de producción ejecutadas con los procesos mencionados, pueden ser inspeccionadas para calificar el soldador u operario. Si el soldador u operario falla la prueba, toda la soldadura ejecutada por él quedará lógicamente descalificada. La soldadura deberá ser reparada por un soldador u operario calificado.

Operarios (QW 305)

Los operarios deberán igualmente cumplir con el punto 19.6 pero para prueba radiográfica, se escogerá un tramo dentro de los primeros tres pies de soldadura y todo lo demás citado en el punto 19.6 aplica para la calificación.

Si la radiografía no cumple para la calificación, toda la soldadura ejecutada por el operario deberá ser radiografiada y las reparaciones serán ejecutadas por una persona calificada y lógicamente el operario será descalificado

Combinación de Procesos (QW 306)

Cada soldador u operario puede calificarse en un proceso o combinación de procesos en uno o varios cupones de prueba.

Así mismo dos o varios soldadores pueden soldar un solo cupón de prueba usando el mismo proceso o varios procesos y procedimientos. Los límites de la calificación son los citados en las tablas anteriormente, además aplican las variables aplicables a cada proceso.

Si al prueba falla para un soldador, todas la prueba se considera rechazada y los soldadores involucrados en la prueba quedan rechazados o deberán repartir la prueba según se establece en otro parágrafo del código.

Recalificación o Renovación de la Calificación (QW 320)

Un soldador u operario que no pase la prueba puede ser recalificado durante las siguientes condiciones:

Calificación Inmediata con Pruebas mecánicas:

Cuando se falló en la prueba calificada por medios mecánicos se debe repetir con la misma calificación. En este caso el soldador u operario deberá repetir la prueba soldando dos cupones consecutivos para cada una de las posiciones que ha fallado. Todas las probetas deberán pasar la prueba.

Calificación Inmediata Usando Radiografías

Cuando la calificación por radiografía falla, al prueba deberá ser repetida por igual método.

a. Para soldadores u operarios, la recalificación será examinado dos cupones de 6” cada una en platina o dos tubos para ambos pasos completar 12” de soldadura a examinar. Si se prueban tubos se debe examinar la circunferencia total de los tubos, para diámetros pequeños, se debe completar las 12” de soldadura pero sin exceder 8 cupones. Recordar que se toma en el diámetro exterior del tubo.

b.b. A opción del fabricante para soldadores calificados por radiografía en producción y que fallen en la prueba, se radiografía un tramo adicional de 12” en la misma soldadura de producción, si pasa esta prueba y el soldador queda calificado y otro soldador calificado separa la parte que inicialmente fallo. Si el tramo usado para recalificación no cumple los estándares de radiografía, toda la soldadura deberá ser radiografiada y separada por un soldador calificado.

c. A opción del fabricante, el operario que falle la prueba radiografíca puede ser recalificado examinando por radiografía 6 pies de longitud adicionales de soldadura de la misma producción. Si la longitud adicional pasa la prueba, el operario queda calificado y el mismo u otro soldador deberá reparar el tramo que fallo inicialmente. Si la nueva prueba falla, toda la soldadura hecha por el operario deberá ser radiografiada y separada por un soldador u operario calificado.

d. La recalificación también puede hacerse cuando el soldador u operario recibe entrenamiento adicional.

Expiración y Renovación de la Calificación (QW 322)

La calificación de un soldador u operario puede verse afectada cuando una de las siguientes condiciones ocurra:a. Cuando no ha soldado durante un periodo de 6 meses o más, su calificación para el proceso que no ha utilizado expira.

b. Cuando existe una razón específica para dudar de la habilidad del soldador u operario para ejecutar soldaduras sanas, en ese caso la calificación puede ser revocada. Las calificaciones no cuestionadas permanecen inmodificables.

Renovación de la CalificaciónCuando la calificación expira por tiempo (6 meses), sin soldar la renovación puede hacerse para cualquier proceso soldando un solo cupón de cualquier lamina o tubo de cualquier material, espesor o diámetro y en cualquier posición, el cupón deberá pasar las pruebas requeridas y si ello ocurre el soldador u operario renovara las calificaciones previas para ese proceso en los materiales, espesores, diámetro, posiciones y todas las variables en que fue inicialmente calificado.

Variables de Soldadura Para Soldadores (QW 350)El soldador u operario solamente tiene variables esenciales y son aquellas que puedan afectar su habilidad para depositar soldaduras sanas. Cuando una de estas variables cambia, el soldador deberá ser recalificado. Cuando una combinación de procesos se requiere para hacer una soldadura, cada soldador deberá ser calificado para cada proceso en particular, que él requiera soldar en producción. Un soldador puede ser calificado en cada proceso en particular o con una combinación de procesos en un solo cupón. Los rangos del espesor del metal de soldadura depositado, dependen del espesor de soldadura depositada en cada proceso, excluyendo el refuerzo de soldadura.

Para cualquier soldadura de producción, el soldador no podrá depositar un espesor mayor que el permitido en su calificación, para cada proceso en el cual él fue calificado.

Variables de Soldadura Para Operarios (QW 350)Un operario debe ser recalificado cuando cambia alguna de las siguientes variables:

Soldadura Automáticaa. Un cambio en el proceso de soldadura.b. Un cambio de soldadura automática a soldadura con máquina, (es aquella que ejecuta la soldadura, bajo la constante de observación y el control del operario.

Soldadura con Maquinaa. Un cambio en el proceso.b. Un cambio de control visual directo a control visual remoto y viceversa.c. Adición de posiciones.d. La supresión de insertos.e. La supresión de respaldo. Soldadura por ambos lados es considerada soldadura con respaldo. Cambio de pase simple por lado a pases múltiples por lado pero no viceversa.