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Prácticas de Soldaduras de Mantención para Líneas de Cañerías PRÁCTICA RECOMENDADA API 1107 TERCERA EDICIÓN, ABRIL 1991
Instituto Americano del Petróleo 1220 L Street, Northwest Washington, D.C. 20005
Traducción : Ana María Buchholz Müller Fecha : Julio 1999
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Fecha de Publicación: Marzo 1993 Práctitica ca Reco Recome mend ndad ada a Publicación Publicación Afectada Afectada: Prác
API API
Práctic ica a de 1107 1107,, Práct
Soldaduras de Mantención para Líneas de Cañerías , Tercera Edición, Abril 1991
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Cambiar Cambiar la designación del actual párrafo párrafo 2.6.2.2, 2.6.2.2, Criterio de Aceptación, a 2.6.2.3. Criterio de Aceptación; agregar el nuevo Párrafo Párrafo 2.6.2.2, 2.6.2.2, Método Método de ensayo. Párrafo 2.6.2.2, 2.6.2.2, Método de ensayo, debe decir lo siguiente:
2.6.2.2 Método de Ensayo Las probetas probetas para evaluar evaluar la resistencia resistencia a la tracción tracción deben quebrarse bajo carga de tracción, usando equipo capaz de medir la carga carga bajo la cual cual ocurre la falla. falla. La resistenci resistencia a a la tracción debe ser calculada dividiendo la carga máxima en la fall falla a por por el área área tran transve svers rsal al más más pequ pequeña eña de la probe probeta ta,, según la medida antes de aplicar la carga.
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Prácticas de Soldaduras de Mantención para Líneas de Cañerías Departamento de Transporte PRÁCTICA RECOMENDADA API 1107 TERCERA EDICIÓN, ABRIL 1991
Instituto Americano del Petróleo
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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NOTAS ESPECIALES 1. Las publica publicacion ciones es API se refieren refieren necesari necesariame amente nte a problem problemas as de natural naturaleza eza general. Con respecto a circunstancias particulares, se debe revisar las leyes y regulaciones locales, estatales y federales. 2. API API no se com comprom promet ete e a sati satisf sfac acer er las obli obliga gaci cion ones es de empl emplea eado dore res, s, fabricantes fabricantes o proveedores proveedores respecto respecto a advertir, advertir, entrenar entrenar y equipar en forma forma apropiada a sus empleados, y a otras personas expuestas, con relación a los ries riesgo goss para para su salu salud, d, su segu seguri rida dad d y las las prec precau auci cion ones es que que se debe deben n considerar, considerar, como tampoco tampoco se compromete a asumir las obligaciones obligaciones de estas personas bajo las leyes locales, estatales o federales. 3. La inform informac ació ión n que conci conciern erne e a los los rieg riegos os para la salu salud d y la seguri seguridad dad,, las las aprop apropiad iadas as preca precauc ucio iones nes con resp respect ecto o a mate materi rial ales es en part partic icul ular ar y las las condiciones, debe ser obtenida del empleador, del fabricante, o del proveedor del material en particular, o de la hoja técnica de seguridad del material. 4. Ninguna Ninguna información información contenid contenida a en las publicacio publicaciones nes API debe debe ser interpretada interpretada como garantía de algún derecho, por implicancia o por otra forma, de la fabricación, venta o utilización de algún método, aparato o producto cubierto por patente patente Tampoco se debe debe considerar considerar que lo contenido contenido en la publicación publicación debe debe ser ser int interpr erpret etad ado o com como
un segu seguro ro
que que exim exima a a algui lguien en de su
responsabilidad por la infracción de la patente. 5.
Por lo general, las Normas API son revisadas, reafirmadas, o retiradas, al menos cada cinco años. A veces se agrega una extensión de hasta dos años al ciclo de revisión. Esta publicación perderá vigencia cinco años después de su fech fecha a de publ public icac ació ión n como como Norm Norma a oper operat ativ iva a API, API, o cuan cuando do se ha garantizado una extensión, después de una re-publicación. El estado de la publicación puede ser confirmado por el departamento de autoría API [teléfono (202)-682-8000]. Anual Anualme ment nte e se public publica a un catálo catálogo go de publi publicac cacion iones es
y
materiales API, el cual es actualizado en forma trimestral por API, 1220 L Street, N.W., Washington, D.C.. 20005. Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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PRÓLOGO Esta práctica recomendada ha sido preparada por un comité con representantes del Instituto Americano del Petróleo, la Asociación Americana del Gas, la Asociaciones de Contratistas de Cañerías, la Sociedad Americana de Soldaduras, la Sociedad Americana de Ensayos No Destructivos, y los fabricantes de cañerías e individuos asociados a las las indu indust stria riass rela relaci cion onad adas as y prese present nta a méto método doss para para produ produci cir r soldaduras de mantención de alta calidad en sistemas de cañerías. Estos métodos requieren que las soldaduras sean realizadas por soldadores soldadores calificados calificados que utilicen utilicen procedimien procedimientos tos de soldadura, soldadura, mate materi rial ales es y equi equipos pos aprob aprobad ados. os. Esta Esta práct práctic ica a recom recomend endad ada a también presenta métodos para la inspección de estas soldaduras. El uso de esta práctica recomendada es voluntario, y su aplicación está destinada a la soldadura de mantención con gas y a la soldadura al arco de cañerías sometidas a presión, bombeo y transmisión de crudo, productos del petróleo y fuel gases gases.. Tambi También én está está desti destina nada da a ser ser apli aplica cada da,, cuan cuando do corres correspo pond nda, a, en los los sistemas de distribución de estos productos. Esta Esta práct práctic ica a recom recomen enda dada da repres represen enta ta la combi combinac nació ión n de los los esfue esfuerzo rzoss de muchos ingenieros ingenieros que son responsables responsables por el diseño, construcción construcción y operación operación de cañe cañerí rías as de petr petról óleo eo y gas, gas, y el comi comité té agra agrade dece ce su sinc sincer era a y vali valios osa a asistencia. Las publicaciones API pueden ser usadas por quién lo desee. El Instituto ha hecho todos los esfuerzos necesarios para asegurar la precisión y confiabilidad de los dato datoss cont conten enid idos os en ella ellas; s; sin sin emba embarg rgo, o, el Inst Instit itut uto o no hac hace ning inguna una representación o garantía en conexión con esta publicación y desconoce por medio medio de la la present presente e cualqu cualquier ier respo responsa nsabil bilidad idad por
pérdid pérdidas as o daños daños
que
resulten de su uso o por la violación de cualquier regulación federal, estatal o municipal con la cual esta publicación entre en conflicto.
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Se invita a presentar sugerencias de revisión, las cuales deben ser sometidas al director del Departamento de Transporte, Instituto Americano del Petróleo, 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005.
Comité Asociado API-AGA para las Prácticas de Soldaduras en Terreno de las Líneas de Gas y de Petróleo E.L. Von Rosenberg, Presidente Dale Wilson, Vice-Presidente Frank Orr, Secretario
Instituto Americano del Petróleo John K. McCarron Chuck Royer E.L Von Rosenberg Dale Wilson
Asociación Americana de Gas Alan S. Beckett Marshall L. Farley Alan C. Holk Frank Orr
Asociación de Contratistas de Cañerías Frank E. Everett,lll R. Pendarvis H. Charles Price R. David Sheehan, Jr.
Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos Jerry E. Hinkel
Fabricantes de Cañerías Walter F. Domis Martin A. Francis Douglas S. Traver
Sociedad Americana para Ensayos No Destructivos David L. Culbertson Jack N. Gibbs Gene Lambert Scott Metzger Robert R. Wright
Sociedad Americana de Soldaduras R.B. Gwin George K. Hickox George K. Sosnin
Miembros Eméritos T.A. Ferguson R.B. Gwin M.J. Hunter J.T. Wootan
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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CONTENIDOS SECCIÓN 1 – GENERAL 1.1 Campo de Aplicación 1.2 Definición de Términos 1.2.1
General
1.2.2
Definiciones
1.3 Equipos 1.4 Materiales 1.4.1
Cañerías, Fittings y Materiales de Reparaciones
1.4.2 Metal de Aporte 1.4.3 Gases Protectores 1.5 Publicaciones Referidas
SECCIÓN 2- CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA 2.1 Calificación del Procedimiento 2.2 Registros 2.3 Especificación del Procedimiento 2.4 Variables Esenciales 2.5 Soldadura de Prueba API 1107 con Camisa en 45° 2.6 Ensayos de Calificación de Procedimientos 2.6.1 Preparación 2.6.2 Ensayos a la Tracción 2.6.3 Ensayos de Entalle 2.6.4 Ensayos de Doblado de Raíz y Cara 2.6.5 Ensayos de Doblado Lateral - Soldadura de Garganta Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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2.6.6 Ensayos Macro - Soldaduras de Filete
SECCIÓN 3 –CALIFICACIÓN DE SOLDADORES 3.1 Propósito 3.2 Soldadura de Prueba API 1107 con Camisa en 45° 3.3 Variables Esenciales para la Calificación de Soldadores 3.4 Exámenes Visuales 3.5 Pruebas de Calificación de Desempeño – Ensayos Destructivos 3.5.1 Muestreo de Soldaduras de Ensayos 3.5.2 Procedimientos para Ensayos a la Tracción, de Entalle, de Doblado 3.5.3 Procedimientos para Ensayos y Criterios de Aceptación de Ensayos – Soldaduras de Filete 3.6 Repetición de Ensayos 3.7 Registros de Soldadores Calificados
SECCIÓN 4 – SUGERENCIA DE PRÁCTICAS DE SOLDADURAS DE MANTENCIÓN 4.1General 4.2 Alineación 4.2.1 Desalineamiento (offset) 4.2.2 Abertura de Raíz (Fittings de perímetro completo) 4.3 Biseles 4.4 Condiciones de Clima 4.5 Margen de Seguridad ( Clearance) 4.6 Limpieza 4.7 Secuencia de Soldadura
SECCIÓN 5 – INSPECCIÓN Y ENSAYO DE SOLDADURAS DE MANTENCIÓN 5.1 El Derecho de Inspección 5.2 Inspección Visual Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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5.3 Ensayos No Destructivos 5.4 Certificación del Personal para Ensayos No-destructivos 5.4.1 Procedimiento para la Certificación del Personal para Ensayos No Destructivos 5.4.2 Registro del Personal Certificado para Ensayos No Destructivos 5.5 Derecho al Rechazo 5.6 Calificación de Inspectores de Soldaduras
SECCIÓN 6 – ESTÁNDARES DE ACEPTACIÓN: ENSAYOS NO-DESTRUCTIVOS (INCLUYENDO LOS VISUALES) 6.1 Introducción 6.2 Limitaciones de los Métodos de Ensayo 6.3 Fusión Incompleta 6.4 Porosidad 6.5 Grietas 6.6 Socavación (Undercutting)
SECCIÓN 7 – REPARACIÓN O REMOCIÓN DE DEFECTOS 7.1 Autorización de Reparaciones usando Soldadura 7.2 Remoción y Preparación para la Reparación de Defectos 7.3 Pruebas en Reparaciones 7.4 Procedimiento para la Reparación de Fisuras
FIGURAS 1- Prueba API 1107 con Camisa en 45° para la Calificación del Procedimiento 2- Ubicación de los Probetas para Ensayo – Ensayo de Calificación de Procedimientos para Soldaduras de Mantención 3- Probeta para Ensayo a la Tracción – Soldaduras de Garganta 4- Probetas para Ensayos de Entalle – Soldaduras de Garganta Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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5- Probetas para Ensayo de Entalle – Soldaduras de Filete 6- Dimensionamiento de Discontinuidades en las Probetas de Soldaduras 7- Probetas de Ensayos de Doblado de Raíz y de Cara – Soldaduras de Garganta 8- Máquina para doblar Probetas (jig) 9- Probeta para Ensayo de Doblado Lateral – Soldaduras de Garganta 10- Probeta para Ensayo Macro – Soldaduras de Filete 11- Prueba API 11º7 con Camisa en 45° para Calificación de Soldadores 12- Ubicación de Probetas de Ensayo – Ensayo de Calificación de Soldadores de Mantención 13- Poncho de Refuerzo (Reinforcing pad) 14- Poncho de Refuerzo (Reinforcing saddle) 15. Camisa Soldada 16- Camisa - T 17- Camisa Soldada y Poncho de Refuerzo 18- Camisa Soldada 19- Distribución Máxima de Poros: Espesores de Pared inferiores o iguales a ½ pulg. (12.7milímetros.) 20- Distribución Máxima de Poros: Espesores de Pared superiores a 1/2pulg. (12.7milímetros)
TABLAS 1- Grupos de Metal de Aporte 2- Tipo y Número de Probetas de Ensayo – Prueba de Calificación de Procedimientos 3- Tipo y Número de Probetas de Ensayo – Prueba de Calificación de Soldadores 4- Limites de la Socavación
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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PRÁCTICAS DE SOLDADURAS DE MANTENCIÓN EN CAÑERÍAS SECCIÓN 1 – GENERAL 1.1 Campo de Aplicación La recomendación de este práctica abarca las prácticas de soldaduras de mantención que pueden ser utilizadas en reparaciones e instalaciones de accesorios en sistemas de cañerías que están, o han estado, sometidas a presión, bombeo y transmisión de crudo, productos del petróleo, fuel gases y, cuando corresponda, al efectuar reparaciones en los sistemas de cañerías para la distribución de estos productos. La soldadura puede ser realizada con soldadura con arco manual con electrodos revestidos (SMAW), con soldadura por gas inerte (TIG), con soldadura por arco bajo gas protector con electrodo no consumible (GTAW), con soldadura al arco con núcleo fundente (FCAW) o con soldadura con oxiacetileno usando una técnica de soldadura manual, o semiautomática, o una combinación de las técnicas mencionadas. La práctica recomendada no excluye el uso de otros métodos, además de la soldadura, para instalar accesorios o hacer reparaciones. Nota: El campo de aplicación de este documento se limita a las operaciones de soldaduras necesarias y a las actividades de soldaduras asociadas necesarias para Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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la preparación de materiales para la soldadura y para la inspección de las soldaduras realizadas.
1.2 Definición de Términos 1.2.1 GENERAL Muchos de los términos usados en esta práctica recomendada están definidos en AWS A3.0. En 1.2.2. se proporcionan algunas adiciones y modificaciones de estas definiciones.
1.2.2 DEFINICIONES 1.2.2.1 Compañía se refiere a la compañía dueña de la agencia de ingeniería a cargo. La compañía puede actuar a través de un inspector o de otros representantes autorizados.
1.2.2.2 El término contratista incluye al contratista principal y a cualquier subcontratista involucrado en un trabajo al que se refiera esta recomendación de práctica.
1.2.2.3 Soldadura se refiere a la soldadura terminada. 1.2.2.4 Un procedimiento de soldadura calificado corresponde a un método detallado, que ha sido probado y demostrado, por medio del cual se pueden producir soldaduras adecuadas con propiedades mecánicas y apariencia apropiadas.
1.2.2.5 Un soldador es una persona que realiza la soldadura. 1.2.2.6 Un soldador calificado es un soldador que ha demostrado su habilidad para producir soldaduras que satisfacen los requerimientos de las Secciones 2 o 3.
1.2.2.7 El cordón raíz es el primer cordón en la soldadura.
1.3 Equipo Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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El equipo para soldar, ya sea con gas o con arco, debe ser del tipo y tamaño adecuado para el trabajo y debe ser mantenido adecuadamente para asegurar, tanto soldaduras aceptables, como la continuidad de la operación y la seguridad del personal. El equipo para soldar con arco debe ser operado dentro de los rangos de amperaje y voltaje dados en el procedimiento de soldaduras calificadas; el equipo para soldar con gas debe ser operado de acuerdo a las características de la llama en los tamaños de los extremos (tips) dados en los procedimientos de soldaduras calificadas. Cualquier equipo que no cumpla con los requisitos del procedimiento de soldadura calificada debe ser reparado o reemplazado.
1.4 Materiales 1.4.1 CAÑERÍAS, FITTINGS Y MATERIALES PARA REPARACIONES Esta práctica recomendada se aplica a la soldadura de cañerías de acero, fittings y materiales para reparaciones que cumpla con las siguientes especificaciones y estándares: a) Especificación API 5L. b) Especificación API 5LS c) Especificación API 5LX d) Estándares ASTM1 correspondientes
Esta práctica recomendada también es pertinente para materiales con propiedades químicas y mecánicas que cumplan con las especificaciones de los itemes a) - c) mencionados, incluso si los materiales no han sido fabricados en concordancia con esas especificaciones.
1.4.2 METAL DE APORTE 1.4.2.1 Tipo y Tamaño Todos los metales de aporte deben cumplir con alguna de las siguientes especificaciones: AWS A5.1, AWS A5.2, AWS A5.5, AWS A5.18, AWS A5.20 o Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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AWS A5.29. Si los metales de aporte no han sido fabricados de acuerdo a alguna de estas especificaciones, se consideran aceptables en la medida que sus propiedades químicas y mecánicas cumplan con una de las especificaciones.
1.4.2.2. Almacenamiento y Manipulación de los Metales de Aporte. Los metales de aporte deben ser almacenados y manipulados cuidadosamente para evitar su daño, así como los envases en los que son despachados. Los metales de aporte en envases abiertos deben ser protegidos del deterioro. Los metales de aporte revestidos, especialmente los electrodos de bajo hidrógeno, deben ser protegidos de los excesivos cambios de humedad, siguiendo estrictamente las recomendaciones del fabricante del electrodo.
1.4.3 GASES PROTECTORES 1.4.3.1 Tipos Se pueden usar varios tipos de atmósferas para proteger un arco; éstas pueden consistir en gases inertes, gases activos, o una mezcla de gases inertes y activos. La pureza y sequedad de estas atmósferas influencian considerablemente la soldadura, por lo que su valor debe el ser apropiado para el proceso y los metales base. El tipo de atmósfera protectora seleccionada debe calificar para el material y el proceso de soldadura.
1.4.3.2 Almacenamiento y Manipulación de Gases Protectores Los gases protectores deben ser mantenidos en sus envases originales y éstos deben ser protegidos de las temperaturas extremas. Los gases no deben ser mezclados en sus envases cuando están en terreno y no se deben usar gases de pureza cuestionable o provenientes de envases con signos de daño.
1.5 Publicaciones Referidas Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Esta práctica recomendada cita las ediciones más recientes de las siguientes normas, códigos y especificaciones. API Esp. 5L
Especificación para Líneas
Esp. 5LS
Especificación para Línea con Soldadura Espiral.
Esp. 5LX
Especificación para Línea de Alta Presión
Norma 1104
Soldadura de Líneas e Instalaciones Relacionadas
ASNT2 SNT-TC-1 A
Práctica Recomendada
AWS3 A3.0
Términos y Definiciones de Soldaduras Estándar
A5.1
Especificaciones para Electrodos Revestidos para Soldaduras al Arco en Aceros al Carbono
A5.2
Especificaciones para Varillas de Acero al Carbono de baja Aleación para Soldaduras con Gas Oxyfuel
A5.5
Especificaciones para Electrodos Revestidos para Soldadura al Arco en Aceros de baja Aleación
A5.18
Especificaciones para Metales de Aporte de Acero al Carbono para Soldaduras al Arco con Gas Protector.
A5.20
Especificaciones para Electrodos de Acero al Carbono para Soldaduras al Arco con Núcleo Fundente
A5.28
Especificaciones para Metales de Aporte de Acero de Baja Aleación para Soldadura al Arco con Gas Protector.
A5.29
Especificaciones para Electrodos de Acero de Baja Aleación para Soldadura al Arco con Núcleo Fundente
Notas: 2 Sociedad Americana para Ensayos No destructivos, 4153 Arlingate Plaza, caller #28518, Ohio 43228-0518 3 Sociedad Americana de Soldaduras, 550 N.W leJeune Road, P.O Box 351040, Miami, FL 33135 Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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SECCIÓN 2 – CALIFICACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURAS 2.1 Calificación del Procedimiento Se debe establecer y calificar una detallada especificación del procedimiento antes de comenzar la soldadura de mantención. Para la calificación se debe demostrar que el procedimiento puede producir soldaduras adecuadas y con apropiadas propiedades mecánicas. La calidad de las soldaduras debe ser determinada por medio de ensayos destructivos. Se deben seguir los procedimientos, a menos que la compañía autorice específicamente una modificación (ver 2.4). Los procedimientos de soldadura de tope perimetrales deben estar en conformidad con la Norma API 1104.
2.2 Registros Se deben registrar los detalles de cada procedimiento calificado. Los registros deben mostrar los resultados completos de la prueba de calificación del procedimiento. Se deben mantener estos registros mientras el procedimiento se encuentre vigente.
2.3 Especificación del Procedimiento La especificación del procedimiento debe incluir lo siguiente: a. Proceso. Identificar el proceso de soldadura utilizado y si corresponde a uno manual, semiautomático o a una combinación de ellos. b. Cañería, fitting y materiales de reparaciones. Identificar los materiales en los que se aplica el procedimiento, tomando en consideración los equivalentes del carbono. Los materiales pueden ser agrupados (ver 2.4, ítem b) siempre que la
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prueba de calificación se realice en el material del grupo que posea el mayor límite de elasticidad mínimo especificado. c. Grupos por diámetros – grupos por espesores de los materiales. Identificar los rangos de diámetros y espesores de materiales sobre los que se aplica el procedimiento. Los grupos por diámetros pueden ser los siguientes: 1. Inferiores a 2 3/8 pulgadas (60.3 milímetros) 2. De 2 3/8 pulgadas (60.3 milímetros) hasta 12 ¾ pulgadas (323.8 milímetros) 3. Superiores a 12 ¾ pulgada (323.8 milímetros) En 3.3, ítem e, se pueden encontrar los grupos según espesores sugeridos. d. Condiciones operativas de la línea de cañerías. Identificar las condiciones operativas de la
línea (contenidos de líquido o gas, presión, flujo y
temperatura) bajo las que se aplica el procedimiento. e. Diseño de la unión. Para una soldadura de garganta, proporcionar un dibujo del ángulo del bisel, el tamaño de la cara raíz y la abertura raíz o el espacio entre los elementos adyacentes. Mostrar la forma y tamaño de las soldaduras de filete. Designar el tipo de respaldo, en caso de usar alguno. f. Metal de aporte y número de cordones. Designar los tamaños y el número de clasificación del metal de aporte y la secuencia de los cordones. g. Características eléctricas. Designar la corriente y la polaridad; mostrar el rango de voltaje y amperaje para cada electrodo, varilla y alambre. h. Características de la llama. Designar si la llama es neutra, carburante u oxidante; para cada tamaño de varilla o alambre, designar el tamaño de cada orificio en el extremo (tip) de la boquilla. i. Dirección de la soldadura. Mostrar si la soldadura es ascendente o descendente. j. Limpieza y esmerilado. Mostrar el uso de herramientas mecánicas o manuales. Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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k. Gas protector y tasa de flujo. Designar la composición del gas y el rango de la tasa del flujo l. Velocidad del avance. Mostrar el rango en pulgadas por minuto para cada paso. m. Precalentamiento y postcalentamiento. Especificar los métodos la temperatura, los métodos de control de la temperatura, el rango de temperatura ambiente.
2.4 Variables Esenciales Cada vez que se realiza cualquiera de los cambios siguientes en un procedimiento de soldadura, el procedimiento debe ser re-establecido con una nueva especificación del procedimiento, y la especificación debe ser re-calificada por completo. Se pueden hacer cambios distintos de los mencionados a continuación, y no es necesario realizar una re-calificación si se revisa la especificación del procedimiento para mostrar los cambios. a. Cambio en el proceso de soldadura o método de aplicación. Un cambio del proceso de soldadura establecido 2.3, ítem a. b. Cambio en la cañería, fitting y materiales de reparaciones. Para esta práctica recomendada se deben agrupar todos los aceros al carbón según se indica a continuación (ver nota): 1. Límite de elasticidad mínima específica inferior, o igual, a 42.000 libras por pulgada cuadrada (289,58 megapascales) 2. Límite de elasticidad mínima especificada superior a 42.000 libras por pulgada cuadrada (289,58 megapascales) pero inferior a 65.000 libras por pulgada cuadrada (448.16 megapascales). 3. Límite de elasticidad mínima especificada superior; o igual, a 65.000 libras por pulgada cuadrada (448,16 megapascales). Para este grupo, cada grado requiere una prueba de calificación separada. c. Cambio en el diseño de la unión. Los cambios incluyen lo siguiente: 1. Un cambio mayor en las dimensiones de la unión. En el caso de las soldaduras de garganta, un cambio mayor en las dimensiones de la unión Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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incluiría un cambio de una garganta V a una garganta U, o de extremos biselados a extremos no biselados. 2. Un cambio de soldaduras de paso múltiple a paso único. d. Cambio en la posición. Un cambio en la posición de la cañería, o accesorios, con relación a la usada durante la calificación del procedimiento. A menos que se haya usado la prueba API 1107 con camisa en 45°, mostrado en la Figura 1 para el procedimiento de calificación. e. Cambio en el espesor del material (ver nota). Un cambio de un grupo de espesores a otro. (Ver 3.3, ítem e) f. Cambio en el metal de aporte. Un cambio en el tamaño del electrodo en más de un tamaño nominal, o un cambio en el grupo de clasificación. En la Tabla 1 se proporcionan los grupos de metales de aporte. g. Cambio en la dirección. Un cambio de descendente vertical a ascendente vertical o viceversa. h. Cambio en el gas protector. Un cambio de un gas a otro o de una mezcla a una diferente. i. Cambio en la tasa de flujo del gas protector. Un aumento o disminución en la tasa del flujo del gas protector desde un rango establecido en la especificación del procedimiento. j. Cambio en la velocidad de avance. Un cambio en la velocidad por sobre o bajo el rango establecido en la especificación del procedimiento. Nota: Este agrupamiento de materiales y espesores no implica que todos los materiales y espesores dentro del grupo puedan ser sustituidos en forma indiscriminada por los materiales y espesores usados en la prueba de calificación. La compatibilidad de los materiales base y de los metales de aporte debe ser considerada junto con los efectos de los contenidos de las cañerías en las propiedades físicas de la soldadura.
2.5 Soldadura de Prueba API 1107 con Camisa en 45° La prueba API
1107 con Camisa en 45° para la calificación de un
procedimiento de soldadura de mantención se prepara siguiendo todos los Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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detalles de la especificación del procedimiento. En la Figura 1 se sugiere una prueba API 1107 con Camisa en 45° para la calificación del procedimiento. Se deben tomar en consideración los efectos del enfriamiento causado por las condiciones operativas de la línea durante la soldadura (por ejemplo, presión, temperatura, velocidad de flujo, densidad del fluido), sobre las propiedades mecánicas
y
metalúrgicas
de
las soldaduras
de
mantención. Las
consideraciones durante la prueba pueden incluir la circulación de fluido al interior de la cañería de la prueba y el enfriamiento previo del material de la prueba.
2.6
Ensayos de Calificación del Procedimiento 2.6.1 PREPARACIÓN Las probetas de ensayo según API 1107 deben ser con Camisa en 45° . La Figura 2 muestra las ubicaciones sugeridas en donde se deben cortar las probetas de la prueba API 1107 con Camisa en 45° mostrada en la Figura 1. En la Tabla 2 aparece la lista del número mínimo de probetas y ensayos a las que deben ser sometidos.
Nota: Esta posición de ensayo califica el procedimiento para todas las posiciones. Los ensayos pueden ser realizados en otras posiciones que califican el procedimiento para esa posición solamente. Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Figura 1 – Prueba API 1107 con Camisa en 45°
Tabla 1 - Grupos de Metales de Aporte Grupoa
Especificaciónb AWS
1
Electrodo____________
A5.1
E6010, E6011
A5.5
E7010, E7011
2
A5.5
E8010, E8011
3
A5.1 o A5.5
E7015, E7016, E7018
A5.5
E8015, E8016, E8018
4
A5.18
ER705-2
5
A5.18
ER705-6
6
A5.28
ER805-D2
7
A5.2
RG60
A5.2
RG65
A5.20
E60T-7 O E60T-8
8
E70T-1 hasta E70T-6 ETOT-G
Notas : 1. AWS : Sociedad Americana de Soldaduras 2. Se pueden usar otros electrodos y metales de aporte, pero requieren una calificación de procedimiento separada. 3. Se debe usar un gas protector (ver 2.4, ítem h) con los electrodos en los Grupos 4,5 y 6 y con algunos de los del Grupo 8 de la especificación AWS referida. a Ver 2.4, ítem f. b ver 1.4.2.1
2.6.2
ENSAYOS A LA TRACCIÓN 2.6.2.1
Preparación
Para los ensayos a la tracción, las probetas de las soldaduras de garganta (ver Figura 3) deben tener aproximadamente 1 pulgada (25milímetros) de ancho y al menos 6 pulgadas (152 milímetros) de largo. Pueden ser cortadas a máquina o con oxígeno y, en caso necesario, las probetas deben ser maquinadas de manera que las paredes estén suaves y paralelas. Las Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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probetas deben ser rebajadas a temperatura ambiental antes del ensayo, y el material de respaldo puede ser retirado antes del rebajado.
2.6.2.2
Criterio de Aceptación
La resistencia a la tracción de la soldadura, incluyendo la zona de fusión en cada probeta, debe ser superior, o igual, a la resistencia a la tracción mínima especificada para el material base; pero la resistencia a la tracción de la soldadura no tiene que ser superior o igual a la resistencia a la tracción real del material base. Si la probeta se quiebra fuera de la soldadura y de la zona de fusión (es decir, en el material base) pero satisface los requerimientos de resistencia a la tracción mínimos especificados, se debe aceptar la soldadura. Si la probeta se quiebra en la soldadura o en la zona de fusión, si la resistencia observada es superior o igual a la resistencia a la tracción mínima del material base y si satisface los requerimientos del ensayo de entalle (ver 2.6.3.3.) también se debe aceptar la soldadura. Sin embargo, si la probeta se quiebra por debajo de la resistencia a la tracción mínima especificada, la soldadura debe ser descartada y se debe realizar otra ensayo.
2.6.3 ENSAYOS DE ENTALLE 2.6.3.1
Preparación
Las probetas para los ensayos de entalle deben tener aproximadamente 1 pulgada (25.4 milímetros) de ancho y, al menos, 6 pulgadas (152 milímetros) de largo, y las soldaduras deben estar localizadas aproximadamente en el centro de cada probeta. Las probetas de soldaduras de garganta deben ser preparadas como se muestra en la Figura 4 mientras que las probetas de las soldaduras de filete deben ser preparados como se muestra en la Figura 5. Las probetas deben ser cortadas en forma mecánica o con oxígeno y se les debe hacer un entalle a cada lado de 1/8 de pulgada (3.17 milímetros) de profundidad. Se debe usar una herramienta de corte manual o mecánica para las entalles. No se debe usar el corte térmico. Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Las probetas preparadas para
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ensayos de
entalle
hechas con ciertos
procesos de soldadura pueden fallar a través del material de la cañería en vez de la soldadura. En caso de que la experiencia previa muestre que se puede esperar que se presenten fallas por el material de las cañerías, se debe hacer el entalle con un máximo de 1/16 pulgada (1.59 milímetros) de profundidad en el refuerzo externo, medido desde la superficie original de la soldadura. Como se ha explicado anteriormente, los
entalles deben ser realizados con
herramientas de corte mecánicas o manuales. Según decisión de la compañía, las probetas para el ensayo de entalle pueden ser atacadas con líquidos antes de ser cortadas.
2.6.3.2. Método de Ensayo Se puede quebrar una probeta de ensayo de entalle traccionándola en una máquina de tracción, apoyando sus extremos y golpeando el centro o apoyando un extremo y golpeando el otro extremo con un martillo. La probeta puede ser rebajada a temperatura ambiente antes de ser quebrada. El área expuesta de la fractura debe tener, al menos, ¾ pulgada (19 milímetros) de ancho.
2.6.3.3.
Criterio de Aceptación
Las superficies expuestas de cada probeta para el ensayo de entalle deben mostrar una penetración y fusión completa. La dimensión máxima de cualquier poro no debe exceder 1/16 pulgadas (0.79 milímetros) y las áreas combinadas de todos los poros no deben exceder el 2 por ciento del área superficial expuesta. Las imperfecciones por escoria no deben exceder una profundidad de 1/32 pulgada (0.79 milímetros) o una longitud de 1/8 pulgada (3.17 milímetros), o la mitad del espesor nominal de la pared, cualquiera que sea inferior. Debe haber, al menos, ½ pulgada (12.7 milímetros) de metal de soldadura apropiado entre las imperfecciones causadas por escoria. Las dimensiones se deben medir como se indica en la Figura 6. Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Nota: T=Tracción; RB=doblado de raíz; FB= doblado de cara; NB= ensayo de entalle; SB= doblado de lado; MT= ensayo macro
Figura 2 – Ubicación de los Probetas para Ensayo – Ensayo de Calificación del Procedimiento de Soldadura de Mantención.
2.6.4 ENSAYOS DE DOBLADO DE CARA Y DE LADO 2.6.4.1
Preparación
Las probetas para los ensayos de doblado de cara y de lado (mostrados en la Figura 7) deben ser de aproximadamente 1 pulgada (25.4 milímetros) de ancho y, al menos, 6 pulgadas (152 milímetros) de largo, los bordes longitudinales deben estar levemente redondeados. Las probetas deben ser cortadas en forma mecánica o con oxígeno, y los refuerzos de los cordones de raíz y de remate deben ser retirados a nivel con las superficies de las probetas. Estas superficies deben ser suaves; cualquier ralladura existente debe ser leve y transversal a la soldadura. La probeta puede ser rebajada a temperatura ambiente antes del ensayo.
2.6.4.2
Método de Ensayo
Las probetas deben ser dobladas en una máquina para doblar probetas similar a la que se muestra en la Figura 8. Cada probeta se coloca en la máquina con la soldadura centrada en la máquina de doblado. Las probetas para el doblado de lado deben ser colocadas con la superficie de la soldadura dirigida hacia la brecha, y las probetas de doblado de raíz deben ser colocadas con la raíz de la soldadura dirigida hacia la brecha. El pistón hidráulico es empujado en la brecha hasta que la probeta toma la forma aproximada de una U.
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Tabla 2 – Tipo y Número de Probetas para Ensayo – Ensayo de Calificación del Procedimiento Número de Probetas________________________ Espesor De Pared <1/2 pulg
Tipo de Doblado Soldadura Tracción Entalle de Raíz Garganta 2 2 2 4a
Filete >1/2 pulg
Garganta
Doblado de Doblado Ensayo Cara de Lado Macro Total 2 8
2
Filete
2 4a
4
8
4
8 4
8
Según criterio del diseño, estas probetas deben ser sometidas a ensayo macro (ver 2.6.6) antes de ser sometidas al ensayo de entalle. a
2.6.4.3
Criterio de Aceptación
Después del doblado, el resultado de la prueba de doblado será considerado aceptable si, en cualquier dirección, no hay grietas u otros defectos que excedan 1/8 de pulgada (3.17 milímetros), o la mitad del espesor nominal de la pared, cualquiera sea inferior. Las fisuras que se originan en el radio externo del doblado a lo largo de la probeta durante el ensayo y que sean inferiores a ¼ pulgada (6.35 milímetros), medidos en cualquier dirección, no deben ser considerados, a menos que reflejen defectos obvios. Cada probeta sujeta al ensayo de doblado debe satisfacer estos requisitos.
2.6.5 ENSAYOS DE DOBLADO DE LADO – SOLDADURAS EN GARGANTAS 2.6.5.1
Preparación
Las probetas para los ensayos de doblado de lado (ver Figura 9) deben tener aproximadamente ½ pulgada (12.7 milímetros) de ancho y, al menos, 6 pulgadas (152 milímetros) de largo y los bordes longitudinales deben estar levemente redondeados. Las probetas deben ser cortadas con máquina u Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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oxígeno en un ancho aproximado de ¾ milímetro (19 milímetros) y deben ser rebajadas a temperatura ambiente. Después del rebajado, las probetas deben ser maquinadas o esmeriladas para que queden suaves y paralelas. Los cordones de refuerzo y la raíz deben ser retirados a ras de las superficies de las probetas. Notas : 1. La probeta debe ser cortada con máquina u oxígeno. Sus bordes deben estar paralelos y suaves. 2. Los cordones de refuerzo y de raíz no se deben retirar de la probeta. 3. La probeta puede ser rebajada a temperatura ambiente. 4. El material de respaldo puede ser retirado antes del rebajado
Figura 3 – Probeta para Ensayo de Tracción – Soldaduras de Gargantas
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Ver Notas 1,2 y 3
PROBETA ESTANDAR Ver Nota 4
PROBETA OPCIONAL Notas: 1. La probeta debe ser cortada con máquina u oxígeno. Sus bordes deben estar paralelos y suaves. 2. Los cordones de refuerzo y de raíz no se deben retirar de la probeta. 3. El entalle debe ser cortado con una fresa u sierra 4. Los lados deben ser cortados según se muestra en la probeta opcional y el gorro debe ser soldado. El corte lateral no debe exceder 1/16 pulgada (1.59 milímetros) de profundidad.
Figura 4 – Probetas para Ensayo de Entalle – Soldaduras de Garganta
2.6.5.2
Método de Ensayo
Las probetas deben ser dobladas en una máquina para doblar probetas similar a la que se muestra en la Figura 8. Cada probeta se coloca en el molde con la soldadura centrada y la cara de la soldadura en 90 grados con la brecha. El pistón hidráulico es empujado en la brecha hasta que la probeta tome una forma aproximada a una U.
2.6.5.3
Criterio de Aceptación
Cada probeta debe satisfacer los criterios de aceptación del
ensayo de
doblado superficial y de raíz. (ver 2.6.4.3)
2.6.6 ENSAYOS MACRO – SOLDADURAS DE FILETE 2.6.6.1
Preparación
Las probetas para el ensayo macro (ver Figura 10) deben tener, al menos, 1 pulgada (25 milímetros) de ancho y deben tener la longitud suficiente para asegurar que las soldaduras puedan ser examinadas. Para cada probeta, al Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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menos una cara de cada sección transversal debe ser limada para conseguir una superficie suave y debe ser atacada con un químico (etchant) apropiado, tal como
persulfato de amonio o ácido clorhídrico, para darle una clara
definición a la estructura de la soldadura. En vez de tomar probetas especiales para el examen macro, se pueden utilizar las probetas del ensayo de entalle. Las probetas del ensayo de entalle usadas con este propósito deben ser examinadas antes de ser entalladas.
2.6.6.2
Método de Examen
La sección transversal de la soldadura debe ser examinada visualmente utilizando iluminación suficiente para revelar los detalles de su solidez. No es necesario el uso de dispositivos ópticos o de materiales con penetración de colorantes.
2.6.6.3. Criterio de Aceptación El examen visual de la sección transversal de la soldadura debe mostrar la completa fusión en la raíz y la ausencia de fisuras. Las soldaduras de filete deben tener longitudes de hipotenusa al menos iguales a las longitudes requeridas por la especificación del procedimiento y no deben tener un desvío cóncavo o convexo superior a 1/16 pulgada (1.59 milímetros). La profundidad de la socavación no debe exceder 1/32 pulgada (0.79 milímetros) o el 12 1/2 por ciento del espesor de la pared de la cañería, cualquiera sea menor.
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Ver Notas 1 y 2
PROBETA ESTANDAR
Ver Nota 3
PROBETA OPCIONAL 2
Notas: 1. La probeta puede ser cortada en 1/8 pulgada (3.17 milímetros) de profundidad. 2. El corte debe ser realizado con una fresa o sierra. 3. El corte transversal no debe exceder 1/16 pulgada (1.59 milímetros) de profundidad.
Figura 5 – Probetas para Ensayo de Entalle – Soldaduras de Filete
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Figura 6 – Dimensionamiento de las Discontinuidades en las Probetas de Soldaduras
Notas: 1. La probeta puede ser cortada con máquina u oxígeno 2. El refuerzo de la soldadura debe ser removido de ambas caras a nivel con la superficie de la probeta 3. La probeta puede ser rebajada a temperatura ambiente antes del ensayo.
Figura 7 – Probetas para Ensayo de Doblado de Cara y Doblado de Raíz – Soldaduras de Garganta
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Notas: 1. Radio del pistón hidráulico: A=1 3/4 pulgadas (44.45 milímetros); radio del molde: B=2 5/16 pulgadas (58.74 milímetros); ancho del molde: C= 2 pulgadas (50.8 milímetros) 2. La Figura no está a escala
Figura 8 – Máquina para doblar Probetas
Espesor de Pared Notas: 1. El refuerzo de la soldadura debe ser retirado de ambas caras a nivel con la superficie de la probeta 2.La probeta puede ser cortada a máquina de ½ pulgada (12.7 milímetros) de ancho, o puede ser cortada con oxígeno de aproximadamente ¾ pulgada (19 milímetros) de ancho y, a continuación, ser maquinada o esmerilada para suavizar a un ancho de 1/2 pulgada (12.7 milímetros). Las superficies cortadas deben ser suaves y paralelas. 3. La probeta puede ser rebajada a temperatura ambiental
Figura 9 – Probeta para Ensayo de Doblado de Lado -Soldaduras de Garganta
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Nota: Suavizar y usar ataque químico en al menos una de las caras de la sección transversal de la probeta para dar una clara definición a la estructura de la soldadura
Figura 10 – Probeta para Ensayo Macro – Soldaduras de Filete
SECCIÓN 3 – CALIFICACIÓN DE SOLDADORES 2.1PROPÓSITO La prueba de calificación de soldadores tiene el objetivo de determinar la habilidad del soldador para realizar soldaduras adecuadas usando un procedimiento de soldadura previamente calificado. Antes de la realización de cualquier soldadura de mantención, el soldador debe ser calificado conforme a los requerimientos correspondientes desde 3.1 a 3.6 de la Norma API 1104 o desde 3.2 a 3.5 de esta práctica recomendada. La calificación de un soldador para soldaduras a tope periféricas (cañerías) debe ser conforme a la Norma API 1104. Un soldador que realiza en forma exitosa una prueba API 1107 con camisa en 45° para una prueba de calificación de procedimiento, está calificado para ese procedimiento dentro del rango de variables que gobiernan la calificación de un soldador. Antes de iniciar los ensayos de calificación, el soldador debe contar con un tiempo razonable para ajustar el equipo de soldadura usado en la prueba. El soldador debe usar la misma técnica y proceder a la misma velocidad que utilizará al pasar la prueba y tener autorización para soldar. La calificación del soldador debe realizarse en presencia de algún representante de la compañía.
3.2 Soldadura de Prueba API 1107 con Camisa en 45° Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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El soldador postulante a calificar en conformidad con esta práctica recomendada debe realizar una prueba API 1107 con camisa en 45° similar a la mostrada en las Figuras 1 u 11. Las variables esenciales asociadas con la calificación del procedimiento de
soldadura de
mantención y con la
calificación del soldador no son las mismas. La calificación del soldador es una función de ciertas variables esenciales que son presentadas en 3.3.
3.3
Variables esenciales para la Calificación del Soldador Si se presenta cualquiera de las siguientes variables esenciales, se debe recalificar al soldador en uso del nuevo procedimiento.
Nota: Esta posición de prueba califica al soldador para todas las posiciones. Las pruebas pueden ser realizadas en otras posiciones que califican al soldador para una posición en particular.
Figura 11 – Prueba API 1107 con Camisa en 45° para Calificación de Soldadores a. Un cambio de un proceso de soldadura, o combinación de procesos, a cualquier otro proceso, o combinación de procesos. b. Un cambio en la dirección de la soldadura desde vertical ascendente a vertical descendente o viceversa. Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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c. Un cambio en la clasificación del metal de aporte desde el Grupo 1 o Grupo 2 al Grupo 3, o desde el Grupo 3 al Grupo 1 o Grupo 2. (ver Tabla 1) d. Un cambio en el grupo de diámetros. Un soldador calificado en una cañería de diámetro exterior inferior a 12 3/4 pulgadas (323.8 milímetros) debe ser calificado para todos los diámetros inferiores o iguales al diámetro usado en la prueba de calificación. Un soldador calificado en cañerías con un diámetro externo superior o igual a 12 ¾ pulgadas (323.8 milímetros) debe ser calificado para todo diámetro de cañerías. e. Un cambio en el espesor nominal de la pared del material. Algunos de los grupos de espesor sugeridos son los siguientes: 1. Inferior a 3/16 pulgadas (4.78 milímetros) 2. De 3/16 pulgadas hasta ¾ pulgada (4.76 milímetros hasta 19.05 milímetros) 3. Superior a ¾ pulgadas (19.05 milímetros)
3.4 Examen Visual La soldadura debe presentar un aspecto técnico nítido. La profundidad de la socavación adyacente al cordón final en el exterior de la cañería no debe exceder 1/32 pulgada (0.79 milímetros) o en 12 ½ por ciento del espesor de la pared de la cañería, cualquiera sea menor, no debe haber una socavación perimetral superior a 2 pulgadas (50.8 milímetros) en cualquier tramo de soldadura de 12 pulgadas (304.8 milímetros) de perímetro o en 1/6
de la extensión de la soldadura, cualquiera sea menor. Si no se
cumplen estos requisitos, se debe eliminar cualquier prueba adicional.
3.5 Pruebas de Calificación de Desempeño –
Ensayos
Destructivos 3.5.1 MUESTREO DE SOLDADURAS PARA ENSAYO
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Se debe cortar las probetas de los lugares en la prueba API 1107 con camisa en 45°, mostrada en la Figura 12. En la tabla 3 se entrega el tipo y número mínimo de probetas. Antes del ensayo, las probetas para ensayo deben ser enfriadas con aire a temperatura ambiente.
3.5.2
PROCEDIMIENTOS PARA
ENSAYOS A LA TRACCIÓN, DE
ENTALLE Y DE DOBLADO. Las probetas para los ensayos a la tracción, de entalle y de doblado para las pruebas de calificación del procedimiento deben ser preparadas, y los ensayos deben ser realizados, conforme a lo descrito en 2.6.2 hasta 2.6.5. Se pueden omitir los ensayos a la tracción; en caso de ser omitidos, las probetas designadas para los ensayos deben ser sometidas a los ensayos de entalle.
3.5.2.1 Criterios de Aceptación para Ensayos a la Tracción – Soldaduras de Garganta. Cada probeta para ensayo a la tracción debe satisfacer el criterio de aceptación para los ensayos a la tracción proporcionados en 2.6.2.2. Si alguna soldadura no satisface estos criterios, el soldador es descalificado.
3.5.2.2.
Criterios de Aceptación para el Ensayo de Entalle
El soldador es descalificado cuando cualquier probeta para el ensayo de entalle muestra defectos que excedan los permitidos por los criterios de aceptación proporcionados en 2.6.3.3.
Nota: T= tracción; RB= doblado de raíz; FB= doblado de cara; NB= entalle, SB= doblado de lado
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Figura 12 – Ubicación de los Probetas para Ensayo - Prueba de calificación del Soldador de Mantención Tabla 3 – Tipo y Número de Probetas para Ensayo - Prueba de Calificación de Soldadores____________________________________________ Número de Probetas________________________ Espesor De Pared <1/2 pulg
Tipo de Doblado Soldadura Tracción Entalle de Raíz Garganta 1 1 1 4a
Filete >1/2 pulg
Garganta
1
Filete a
Doblado de Doblado Cara de Lado 1
1 4a
Total 4 4
2
4 4
Según criterio del diseñados, estas probetas deben ser sometidas al ensayo macro (ver 2.6.6)
antes de ser sometidas al ensayo de entalle.
3.5.2.2 Criterios de Aceptación para el Ensayo de Doblado – Soldaduras de Garganta El soldador debe ser descalificado si cualquiera de las probetas del ensayo de doblado muestra defectos que excedan los permitidos por los criterios de aceptación para los ensayos de doblado de raíz y de cara proporcionados en 2.6.4.3, o para los ensayos de doblado de lado proporcionadas en 2.6.5.3. Sin embargo, se debe considerar que una soldadura en una cañería de alta presión (high-test) (api Especificación 5L, Grados X42 y superiores) puede no doblarse en forma U completa. Se considera aceptable una soldadura en una cañería de alta presión si la probeta agrietada se quiebra y su superficie expuesta satisface los criterios de aceptación del ensayo de entalle en 2.6.3.3. Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Si la probeta para el ensayo de doblado no satisface estos criterios y, en opinión del representante de la compañía, no es representativa de la soldadura, la probeta de ensayo de doblado puede ser reemplazada por una probeta adicional cortada en un lugar adyacente a la que falló. Se debe descalificar al soldador si la probeta adicional también muestra defectos que excedan los límites especificados.
3.5.3 PROCEDIMIENTOS PARA ENSAYOS DE MACRO Y CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DE ENSAYOS – SOLDADURAS DE FILETE Las probetas para el ensayo macro deben ser preparadas y examinadas según se describe en 2.6.6.1 y 2.6.6.2. El soldador debe ser descalificado si cualquier probeta para ensayo macro no cumple con estos criterios.
3.6 Repetición del Ensayo El soldador puede tener una segunda oportunidad para su calificación si, en opinión de la compañía, la reprobación del primer ensayo se debió a condiciones inevitables o condiciones fuera de su control. No es necesario realizar repeticiones del
ensayo hasta que el soldador demuestre, en forma aceptable para la
compañía, haber realizado algún entrenamiento adicional en soldaduras.
3.7 Registros de Soldadores Calificados Se debe llevar un registro de las
pruebas aplicadas a cada soldador y los
resultados detallados de cada prueba. Se debe desarrollar este registro para satisfacer las necesidades de la compañía individual y debe ser suficientemente detallado para demostrar que la prueba de calificación incluye los variados requisitos indicados por esta práctica recomendada. Se debe mantener una lista de soldadores calificados y de los procedimientos en los que califican. Se puede solicitar la re-calificación de un soldador en caso de duda sobre su habilidad. Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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SECCIÓN 4 – SUGERENCIA DE PRÁCTICAS DE SOLDADURAS DE MANTENCIÓN
4.1
General La soldadura de cañerías debe ser realizada por soldadores calificados usando procedimientos calificados para que la soldadura sea considerada conforme a esta práctica recomendada.
Las superficies a ser soldadas deben ser suaves y
uniformes, además deben estar libres de laminaciones, desgarros, escamas, escoria, grasa, pintura y otros materiales nocivos que puedan afectar en forma negativa la soldadura. El diseño de la unión debe estar en conformidad con el procedimiento de soldadura usado. Los soldadores deben considerar aspectos que afectan la seguridad, tales como la presión operativa, las condiciones del flujo y el espesor de la pared en la ubicación de la soldadura, antes de soldar un sistema de cañerías que está siendo, o ha sido, usado para la compresión, bombeo, transmisión o la distribución del crudo, de productos del petróleo o fuel gases. Todos los soldadores que realizan trabajos de reparación deben estar familiarizados con las precauciones de seguridad asociadas con el corte y el soldado de cañerías que contienen, o han contenido, petróleo líquido o fuel gases. Se debe dar especial consideración a la soldadura de filete usada para unir una camisa a una cañería, debido a que la soldadura de filete es propensa a presentar una penetración excesiva, o fisuras retardadas por el hidrógeno. Con soldaduras en sistemas de cañerías presurizadas y con flujos, se ha tenido éxito usando procesos de soldaduras de bajo hidrógeno o electrodos con una entrada de calor que disminuye la tasa del enfriamiento. El uso de electrodos de bajo hidrógeno Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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requiere que se ponga especial atención a los requisitos sobre el cuidado y la manipulación del electrodo. El proceso de agrietamiento está relacionado con el hidrógeno absorbido por la soldadura caliente. Se necesita una lenta velocidad de enfriamiento para permitir la difusión y eliminación del hidrógeno. Se debe dar la atención adecuada al ensamble (fit up) y al factor equivalente del carbono y a la composición química tanto de la camisa como de la cañería.
4.2
Alineamiento 4.2.1 Desalineamiento (offset) El desalineamiento entre los bordes adyacentes para las soldaduras de garganta no debe exceder 1/16 pulgadas (1.59 milímetros). Para obtener este alineamiento se pueden utilizar dispositivos, o las superficies desalineadas pueden ser niveladas con metal de soldadura.
4.2.2 Abertura raíz (fittings de perímetro completo) La abertura raíz, es decir, el espacio entre las superficies adyacentes, debe ser suficiente para permitir un 100 por ciento de penetración. Las uniones paralelas al eje de la cañería pueden tener una cinta, que puede ser un respaldo de acero dulce, para evitar que el metal de la soldadura se fusione con la superficie de la cañería.
4.3 Biseles Los bordes de las partes que van a ser unidas pueden ser biseladas por medio de una herramienta mecánica o pueden ser cortadas con un proceso de corte con oxígeno. Los bordes biselados deben ser suaves y uniformes, con dimensiones conforme a las especificaciones del procedimiento.
4.4 Condiciones Climáticas
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No se deben realizar soldaduras cuando la calidad de la soldadura completa se va a ver perjudicada por las condiciones climáticas prevalecientes. Las condiciones de clima que causan deterioro incluyen, pero no se limitan, a humedad, arena (arrastrada por el viento) y fuertes vientos. Se pueden usar cortavientos cuando sea necesario. El representante de la compañía decide si las condiciones climáticas son apropiadas para el proceso de soldado.
4.5 Margen de Seguridad (Clearance) Cuando se usan casetas cerradas, éstas deben tener el tamaño suficiente para proporcionar al soldador o soldadores, un acceso expedito al trabajo.
4.6 Limpieza Se debe retirar toda escoria, escama y salpicadura de soldadura de cada cordón de soldadura y del metal base adyacente.
4.7 Secuencia de Soldado Las Figuras 13 hasta la 18 muestran las secuencias de soldadura sugeridas.
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Nota: Esta es la secuencia de soldadura sugerida, se pueden aplicar otras a discreción de la Compañía.
Figura 13 – Refuerzo
Nota: Esta es una sugerencia de secuencia de soldadura; a discreción de la compañía se pueden utilizar otras.
Figura 14 – Poncho de Refuerzo
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Nota:
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Esta es una sugerencia de secuencia de soldadura: a discreción de la compañía se pueden usar otras y no realizar las soldaduras periféricas 3 y 4.
Figura 15 – Camisa Soldada
Esta es la secuencia de soldadura sugerida, se pueden aplicar otras a discreción de la Compañía. 2. Durante la operación, el fitting está a la presión de la cañería
Notas: 1.
Figura 16 – Camisa T
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Nota: Esta es una sugerencia de secuencia de soldadura: a discreción de la compañía se pueden usar otras y no realizar las soldaduras periféricas 3 y 4.
Figura 17 – Camisa Soldada y Poncho de Refuerzo
Nota: Esta es la secuencia de soldadura sugerida, se pueden aplicar otras a discreción de la compañía.
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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Figura 18 – Poncho de Refuerzo
SECCIÓN 5 – INSPECCIÓN Y ENSAYOS DE SOLDADURAS DE MANTENCIÓN
5.1 Derecho de Inspección La compañía tiene el derecho de inspeccionar todas las soldaduras con métodos de ensayo visuales y no destructivos. La inspección puede realizarse durante y después de la finalización de la soldadura. La frecuencia de estas inspecciones debe ser especificada por la compañía.
5.2 Inspección Visual Todas las soldaduras deben ser inspeccionadas en relación a su conformidad geométrica según la especificación del procedimiento y su conformidad con la Sección 6.
5.3 Ensayos No Destructivos Cuando la compañía determina el grado de inspección y los métodos usados, debe considerar el tamaño, el grado, la tensión operativa, la ubicación de la cañería, el fluido que será transportado y las limitaciones inherentes a los métodos de ensayos no destructivos. Se pueden usar uno o más métodos de ensayo no destructivos, además de la inspección visual.
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Los ensayos no destructivos deben ser realizados en conformidad con la Sección 8 de la Norma API 1104. Las soldaduras deben satisfacer los estándares proporcionados en la Sección 6 de esta práctica recomendada.
5.4. Certificación del Personal para Ensayos No Destructivos 5.4.1 PROCEDIMIENTOS PARA LA CERTIFICACIÓN DEL PERSONAL PARA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Para usar este método de ensayo, el personal para ensayos no destructivos debe ser certificado de acuerdo con las recomendaciones de ASNT SNT-TC-1A, y solamente el personal de Nivel ll o Nivel lll debe interpretar los resultados de los ensayos.
5.4.2 REGISTRO DEL PERSONAL CERTIFICADO PARA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS La compañía debe
mantener un registro del personal para
ensayos no
destructivos y este registro debe incluir los resultados de los
ensayos de
certificación, la agencia y la persona que garantiza la certificación y la fecha de la certificación. Se puede re-certificar al personal para ensayos no destructivos cuando existan dudas respecto de su habilidad. Asimismo, según criterio de la compañía, el personal puede requerir re-certificación al comienzo de un proyecto o de un programa de construcción. En todo caso, se debe requerir una recertificación al menos cada tres años.
5.5
Derecho al Rechazo
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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La compañía tiene el derecho de aceptar o rechazar cualquier soldadura que no satisfaga los requisitos de los métodos usados para su inspección. El soldador responsable de la soldadura rechazada puede ser descalificado para trabajos futuros, según criterio de la compañía.
5.6 Calificación de Inspectores de Soldaduras Los inspectores serán calificados sobre la base de su experiencia y su entrenamiento con relación a la tarea de inspección específica que realizan. Sus calificaciones deben ser aceptables para la compañía y la documentación de estas calificaciones debe ser retenida por la compañía y debe incluir, pero no necesariamente estar limitada a lo siguiente: a. Educación y experiencia b. Entrenamiento c. Resultados de todos los exámenes de calificación
SECCIÓN 6 – ESTÁNDARES DE ACEPTACIÓN: ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (INCLUYENDO EL VISUAL) 6.1 Introducción Estos estándares de aceptación se aplican a la determinación del tamaño y tipo de defectos localizados por ensayos no destructivos y visuales. Así como las soldaduras a tope perimetrales y longitudinales deben satisfacer los estándares de aceptación presentados en la API 1104, las soldaduras de filete deben satisfacer los estándares de aceptación presentados en esta sección.
6.2 Limitaciones de los Métodos para Ensayos Dado que los métodos para ensayos no destructivos dan una indicación limitada, la compañía puede rechazar soldaduras que parecen satisfacer los estándares de Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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aceptación si, en su opinión, la profundidad de la discontinuidad puede ser perjudicial para la soldadura.
6.3 Fusión Incompleta La fusión incompleta (IF) se define como una discontinuidad entre el metal de la soldadura y el metal base que está abierto a la superficie externa. La fusión incompleta es inaceptable en presencia de cualquiera de las siguientes condiciones: a. La longitud de una indicación individual de una fusión incompleta excede 1 pulgada (25.4 milímetros) b. La longitud total de las indicaciones de una fusión incompleta en cualquier tramo de soldadura continua de 12 pulgadas (304.8 milímetros) excede 1 pulgada (25.4 milímetros). c. La longitud total de las indicaciones de una fusión incompleta excede el 8% de la longitud de la soldadura en cualquier soldadura inferior a 12 pulgadas (304.8 milímetros).
6.4 Porosidad La porosidad (P), incluyendo la porosidad superficial, es causada por gas atrapado por el metal de soldadura en solidificación. Generalmente es esférico, pero puede tener forma alargada, o irregular. La porosidad superficial que se presenta en cualquier paso de soldadura y que, en opinión de la compañía, es excesiva, será removida antes de la aplicación de los pasos adicionales. Al medir el tamaño de las indicaciones radiográficas producidas por la porosidad, la dimensión máxima debe ser aplicable a este estándar.
6.4.1 La porosidad en inaceptable en cualquiera de las siguientes condiciones: a. El tamaño de un poro individual excede 1/8 pulgada (3.17 milímetros) Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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b. EL tamaño de un poro individual excede el 25% del más delgado de los espesores nominales de las paredes unidas. c. La distribución de la porosidad dispersa excede las concentraciones permitidas por la Figura 19 o 20.
6.4.2 La porosidad múltiple (CP) presente en cualquiera de los pasos, excepto el final, debe cumplir con los requisitos de 6.4.1. No se debe aceptar la porosidad múltiple en el paso final en presencia de cualquiera de las siguientes condiciones: a. El diámetro de la porosidad múltiple excede ½ pulgada (12.7 milímetros) b. La longitud total acumulada de la porosidad múltiple en cualquier longitud continua de soldadura de 12 pulgadas (304.8 milímetros) que exceda ½ pulgada (12.7 milímetros) c. Cualquier poro individual en una porosidad múltiple que exceda 1/16 pulgada (1.59 milímetros)
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6.5 Grietas Las grietas superficiales tipo cráter o grietas en forma de estrella de poca profundidad que estén localizadas en el punto final de los cordones de soldadura, y que sean el resultado de contracciones del metal de soldadura durante su solidificación, no son consideradas defectos dañinos, a menos que su longitud exceda ½ pulgada (3.97 milímetros). A excepción de estas grietas superficiales tipo cráter de poca profundidad, no se debe aceptar ninguna soldadura con grietas, independientemente del tamaño o ubicación de éstas.
6.6 Socavación (Undercutting) La socavación consiste en una ranura fundida en el metal base adyacente al borde o a la raíz de la soldadura y que no se llena con el metal de la soldadura. La socavación adyacente al cordón superior, o al de raíz, no debe exceder los límites especificados en la Tabla 4. Tabla 4 - Límites de la Socavación. Profundidad Sobre 1/32 pulgadas (0.79 milímetros) o Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
Longitud________________ No aceptable 49
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sobre 12 1/2 por ciento del espesor de la pared de la cañería de menor espesor. Sobre 1/64 pulgadas (0.4 milímetros) hasta
Dos pulgadas (50.8 milímetros) en una soldadura
1/32 pulgada (0.79 milímetros) o sobre 6 por
continua de 12 pulgadas (304.8 milímetros) o 1/6
ciento a 12 ½ por ciento del espesor de la
de la longitud de la soldadura de la cañería de
pared de la cañería de menor espesor.
menor espesor
1/64 pulgada (0.4 milímetros) o 6 por ciento
Aceptable, independientemente de su longitud
del espesor de la pared de menor espesor
SECCIÓN 7 – REPARACIÓN O REMOCIÓN DE DEFECTOS 7.1 Autorización de Reparaciones usando Soldaduras Los defectos no pueden ser reparados sin la autorización previa de la compañía.
7.2 Remoción y Preparación para la Reparación de Defectos En forma previa a cualquier reparación, se deben remover completamente los defectos del metal, así como la escoria y escamado. Si la condición lo requiere, se debe realizar un precalentamiento.
7.3 Ensayos para las Reparaciones Las áreas reparadas deben ser re-inspeccionadas utilizando el mismo método usado previamente. También se pueden usar métodos de inspección adicionales.
7.4 Procedimiento para la Reparación de Fisuras Con la autorización de la compañía, se pueden reparar las fisuras que se encuentren en, o adyacentes a, las soldaduras cuando existen las siguientes condiciones: a. la fisura es inferior al 8 por ciento de la longitud de la soldadura Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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b. se ha desarrollado y documentado un procedimiento de reparación completo. El procedimiento de reparación debe incluir lo siguiente: 1.método de exploración del área de la fisura 2.método para la remoción de la fisura 3.requisito de precalentamiento y de temperatura de transición 4.procedimiento de soldadura y tipo de electrodo 5.tratamiento de post-calentamiento, cuando se requiera. c. la reparación se realiza bajo la supervisión de un técnico experimentado en técnicas de soldaduras de reparación. d. la soldadura es realizada por un soldador calificado. e. la garganta recién preparada es examinada por medio de una inspección por partículas magnéticas o por líquidos penetrantes para asegurar la completa remoción de la fisura. Otras fisuras
son eliminadas removiendo la sección de la cañería
que las
contiene.
Traducción : Ana María Buchholz Müller : Julio 1999 Fecha
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