leccion 3.2

LECCION 3.2

OPERACIÓN A BAJA TEMPERATURA EN LOS ACEROS AL CARBON Y BAJAMENTE ALEADOS

REGLAS DE IMPACTO

Las reglas acerca de la operación a baja temperatura en los acero al carbono y bajamente aleados se encuentran en los siguientes parágrafos: UG-20 UCS-66 (Metales base) UCS-67 (Materiales de soldadura) UCS-68 (Diseño)

RESUMEN UG-20(f)

P 1 Gr. 1,2

A ≤ ½”

B,C,D ≤ 1”

SI

SI

FIN

NO

NO

NO SIT ≥ -20° F

T ≤ 650°F

SI

SI

CargasCiclicas

NO

NOSI CargasImpacto

CargasCiclicas

Gradientes

Prueba Hidrost.

NO

NO

NO

SI

SI

SI

MDMT -20°F

NO

Para los aceros al carbón y bajamente aleados, siempre se tiene que asumir que la prueba de impacto es requerida.

Una vez esto ha sido asumido, las excepciones pueden ser determinadas.

Reglas para la Prueba de Impacto

La prueba de impacto no es obligatoria para materiales P-1 grupos 1 o 2 si:

1-) EXCEPCION UG-20(f)


El espesor nominal es- < ½ pulgada para materiales listados en la

curva A de la Fig. UCS-66 (Pagina 47)- - < 1 pulgada para materiales listados en

las curvas B, C o D de la Fig. UCS-66


La temperatura de diseño no es mayor de 650°F ni más fría que -20°F (temperaturas de operación ocasionales menores de –20°F son aceptables sí son debidas a las estaciones).


Las cargas de choque, térmicas o cíclicas no son un factor que controle el diseño. (ver UG-22)


El recipiente completo deberá ser probado hidrostáticamente de acuerdo a UG-99(b), (c), o 27-4

El espesor a ser usado en la Excepción de UG-20(f) y para poder entrar en la Excepción de la Fig. UCS-66 se determina por las definiciones en UCS-66(a)(1-3)

Espesor Gobernante para la Prueba de Impacto

El espesor definido en UCS-66(a) cae en cuatro categorías. Estas son:

Fundiciones Materiales diferentes a fundiciones que son pegados por soldadura a tope

Materiales diferentes a fundiciones que son pegados por uniones de esquina

Partes no-soldadas diferentes a fundiciones tales como tapas planas atornilladas

ESPESOR GOBERNANTE (PAG. 51 – 53)


UCS-66(a)(1)

Partes Soldadas:

(a) – juntas a tope - el espesor nominal de la junta soldada más gruesa


UCS-66(a)(1) Partes Soldadas:

(b) – juntas de esquina – la más delgada de las partes unidas


UCS-66(a)(1) Partes Soldadas:

(c) – tapas planas - el máximo entre la más delgada de las dos partes o t/4

ESPESOR GOBERNANTE

PARTES SOLDADAS CON SOLDADURA DE FILETE

ESPESOR GOBERNANTE

BOQUILLAS AUTOREFORZADAS


UCS-66(a)(2)

El espesor gobernante para las fundiciones es el mayor espesor nominal de la fundición

A no ser que de otra manera sea exceptuado, la prueba de impacto es requerida para la combinación de la mínima temperatura de diseño del metal y el espesor que caiga por debajo de la curva asignada para ese material.

2-) EXCEPCION - UCS-66 Materiales


Si la combinación temperatura – espesor esta sobre o arriba de la curva apropiada, la prueba de impacto del material base no es requerida.


Ítems tales como:cuerpos y cabezasboquillasentradas de hombreparches de refuerzobridasplacas tubularestapas planasanexos esenciales para la integridad estructural del recipiente soldados a la parte de presión


Deberán ser evaluados individualmente para determinar si requieren o no prueba de impacto

Indiferente de la especificación del material, la prueba de impacto siempre será requerida:

Cuando el espesor gobernante de cualquier junta soldada exceda 4 pulgadas (100 mm) y la MDMT<120°F (50°C), un material con prueba de impacto tiene que ser usado.

2-) EXCEPCION - UCS-66

2-) EXCEPCION - UCS-66 (a)

Para cualquier componente que exceda 6” de espesor gobernante pegado por tornillos si la mínima temperatura de diseño es menor de 120°F.

Basados en la especificación del material, la prueba de impacto puede no ser requerida si:

Una combinación de la mínima temperatura de diseño del metal y el espesor esta arriba de la curva aplicable en la Fig. UCS-66.

El espesor a ser usado en la Figura es determinado por las definiciones en UCS-66(a), 1-3. En la condición nueva.

2- Excepción - Figura UCS-66

UCS-66(b) permite el uso de la Fig. UCS-66.1 para poder reducir adicionalmente la temperatura encontrada en la Fig. UCS-66.

3- Excepción - UCS-66(b), Reducción

UCS-66(b), Reducción

La mínima temperatura de diseño del metal no puede ser menor de –55°F (-48°C), a no ser que la relación entre el esfuerzo actual en tensión y el esfuerzo admisible sea menor que 0.35, en cuyo caso, la prueba de impacto no es requerida y la temperatura de –55°F (-48°C) no es aplicable.

La prueba de impacto es requerida para todos los materiales que estén a menos de –55°F (-48°C) a no ser que la relación entre los esfuerzos actuales y los esfuerzos admisibles sea 0.35 o menos, en cuyo caso la prueba de impacto no es requerida hasta temperaturas tan bajas como –155°F (-105°C).

UCS-66(b), Reducción

4-Excepción - UCS-66(c),

Establece que las bridas de acero ferritico ASME-B-16.5 o ASME –B-16.47, o bridas de cuello largo usadas a temperaturas de diseño del metal mayor o igual que –20°F (-29°C), no requieren pruebas de impacto. Esta excepción puede también aplicar para los accesorios ANSI-B-16.11.

Permite una excepción de la prueba de impacto para los materiales menores de 0.10 pulgadas de espesor y para las tuercas siempre y cuando ninguno de estos sea usado por debajo de –55°F.

5 Excepción UCS-66(d),

6 - Excepción - UCS-66(d),

Para componentes hechos a partir de tubos o tuberías de 4 NPS (DN 100)o menor diametro de material P-1 la prueba de impacto no se requiere para MDMT > -155°F (-105°C) si:

UCS-66(d), Excepción

Resistencia a la CedenciaMínima Especificada, Ksi (MPa) (SMYS) Espesor, pulg. (mm)

20 a 35 (140 a 240) 0.237 (6.0) 36 a 45 (250 a 310) 0.125 (3.2) 46 (320) y mayores 0.100 (2.5)

Las marcas del fabricante en los materiales requeridas por la especificación del material no deberán ser estampadas con letra de golpe en laminas de menos de ¼” (6 mm) de espesor, a no ser que las excepciones sean cumplidas.

UCS-66(e)

UCS-66(f)

A no ser que específicamente este exceptuado por la Fig. UCS-66, los materiales que tengan una resistencia mínima especificada a la cedencia mayor de 65 ksi (450MPa) tienen que tener prueba de impacto.

Los materiales que tienen prueba de impacto por requisito de la especificación de materiales efectuado por el fabricante del material no necesitan ser re-probados por el Fabricante del recipiente o de la parte, para una MDMT no mas fría de 5°F (3°C) que la temperatura requerida para la prueba de impacto en la especificación de materiales.

UCS-66(g)

UCS-66(h)

La prueba de impacto no es requerida para los anillos de respaldo que permanezcan en la junta, si el material es de la Curva A de la Figura UCS-66 y el espesor no excede ¼” (6 mm), cuando la MDMT no es mas fría que -20° F (-29°C).

UCS-66(i)

Para componentes que tengan pruebas de impacto, se podrá usar la figura UCS-66.1 para usar estos materiales a un MDMT mas frió que la temperatura de prueba de impacto, siempre y cuando la relación definida en la figura UCS-66.1 sea menor de 1 y el MDMT ≥-155° F (-105°C).

UCS-66(j)

Cuando el metal base este exceptuado de prueba de impacto de acuerdo a UCS-66(g) o por la Figura UCS-66 Curvas C o D, la MDMT mas baja será -20°F (-29°C) si no se cumplen los requisitos de UCS-67(a)(2)

(a)

Soldaduras Hechas Con Metal de Aporte – el metal soldado debe ser probado con impacto por UG-84 cuando:

(1) - cualquiera de los metales base tenga que ser probado con impacto

UCS-67 Pruebas de Impacto a los Procedimientos de Soldadura

(2) - se estén uniendo materiales con prueba de impacto (Tabla UG-84.3) o metales base de

las curvas C o D, y –55°F (-48°C) < MDMT< -20°F (-29°C),

(a no ser que los consumibles de soldadura hayan sido clasificados por pruebas de impacto a una temperatura no mas tibia que el MDMT de acuerdo a la especificación

SFA aplicable).

UCS-67(a) Pruebas de Impacto a los Procedimientos de Soldadura

UCS-67(a) Pruebas de Impacto a los Procedimientos de Soldadura

(3) - se estén uniendo materiales cuya especificación requiera prueba de impacto [UCS-66(g)] para MDMT < -55°F (-48°C)

Soldaduras Hechas Sin El Uso de Metal de Aporte – tienen que ser probadas con impacto cuando:

El espesor en la soldadura > ½“ (13 mm) para todas las MDMT El espesor en la soldadura > 5/16" (8 mm) y la MDMT < +50°F (+10°C)

NOTA: Esto no incluye materiales para Tubos y Tubería ERW.

UCS-67(b)

La zona afectada por el calor de la soldadura HAZ debe ser probada con impacto cuando:

(1) el metal base requiera prueba de impacto(2) las soldaduras tengan un pase individual > ½“ (13 mm) de espesor, y la MDMT < +70°F (+20°C)(3) se estén uniendo materiales con prueba de impacto [UCS-66(g)] para una MDMT < -55°F (-48°C)

UCS-67(c)

Pruebas de impacto a la Producción del recipiente de acuerdo con UG-84(i) pueden ser obviadas para cualquiera de las siguientes condiciones:

(1) metales de soldadura que estén uniendo metales base que estén exceptuados de prueba de impacto por UCS-66 y la MDMT>-20°F (-29°C)

UCS-67(d)

(2) metales de soldadura definidos en UCS-67(a)(2) [Curvas C/D o especificaciones con prueba de impacto y – 55°F (-48°C)

<MDMT< -20°F (-29°C)] o [especificación con prueba de impacto y MDMT< -55°F (-48°C)]

UCS-67(d)

UCS-67(d)

(3) La HAZ en aceros exceptuados de prueba de impacto por UCS-66 excepto cuando aplique UCS-67(c)(3), especificaciones con prueba de impacto y MDMT<-55°F (-48°C)

UCS-68 Diseño

UCS-68(a)

Las juntas soldadas deberán cumplir con los requisitos de UW-2(b) cuando la MDMT< -55° F (-48°C), a no ser que la relación coincidente definida en la Figura UCS 66.1 sea menor de 0.35

UCS-68 Diseño

UCS-68(b)

Las juntas soldadas deberán ser PWHT cuando la MDMT < -55° F (-48°C), y la relación coincidente definida en la Figura UCS 66.1 sea mayor de 0.35, excepto en los materiales No. P-1 con prueba de impacto a una temperatura no más tibia que la MDMT con un Cv mínimo en el metal base y en las uniones soldadas de 25 ft-lb (34 J) en vez de la mostrada en la Figura UG-84.1 y:

UCS-68 Diseño

Las Categorías A y B son del Tipo 1 y radiografiadas 100%Las soldaduras de filete en las partes de no presión a partes de presión ligeramente cargadas (25% del máximo esfuerzo admisible) no excedan de 3/8” (10 mm) medidos en los pies y sean examinadas con PT o MT.

Ultima excepción UCS-68 Diseño

UCS-68(c)

Permite una reducción en la temperatura de 30°F (17°C) para la mínima temperatura de diseño del metal cuando el PWHT sea efectuado y este no sea requerido por otra parte del Código. Esto es aplicable únicamente a materiales P1.

Ultima excepción UCS-68 Diseño

UCS-68(c)

La temperatura mínima permisible puede resultar en una temperatura menor a -55ºF (-48ºC) al aplicar esta excepción.

VALORES DE ESFUERZO

Los valores de esfuerzo admisible a ser usados en el diseño a la MDMT no deberán exceder de aquellos dados en la Sección II, Parte D, Tabla 1A para las temperaturas de 100° F.

leccion 3.2

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