api 1104 norma peruana

NORMA TECNICA NTP 399.800PERUANA 2005

Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales - INDECOPI Calle de La Prosa 138, San Borja (Lima 41) Apartado 145 Lima, Perú

SOLDADURA DE TUBERÁAS E INSTALACIONES RELACIONADAS WELDING OF PIPELINES AND RELATED FACILITIES

2005-09-08 1ª Edición

R.0074-2005/INDECOPI-CRT.Publicada el 2005-09-22 Precio basado en 155 páginas

I.C.S.: 25.160.40 ESTA NORMA ES RECOMENDABLE

Descriptores: Soldadura, tuberías, instalaciones relacionadas

ÍNDICE página

INDICE i

PREFACIO ii

1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÎN 1

2. REFERENCIAS NORMATIVAS 2

3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES 4

4. REQUISITOS 6

5. CALIFICACIÎN DE PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA PARA 8

SOLDADURAS CONTENIENDO MATERIALES DE APORTE

6. CALIFICACIÎN DE SOLDADORES 31

7. DISEÑO Y PREPARACIÎN DE UNA JUNTA PARA SOLDADURA 41

DE PRODUCCIÎN

8. INSPECCIÎN Y ENSAYO DE SOLDADURAS DE PRODUCCIÎN 45

9. EST‰NDARES DE ACEPTACIÎN PARA ENSAYOS NO 47

DESTRUCTIVOS (END)

10. REPARACIÎN Y REMOCIÎN DE DEFECTOS 65

11. PROCEDIMIENTOS PARA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) 67

12. SOLDADURA AUTOM‰TICA CON ADICIONES DE METAL DE 89

APORTE

13. SOLDADURA AUTOM‰TICA SIN ADICION DE METAL DE 98

APORTE

14. ANTECEDENTE

111 ANEXOS

112 137

ANEXO A

ANEXO B

i A. RESEÑA HISTÓRICA

1. A.1 La presente Norma Técnica Peruana fue elaborada por el Comité Técnico de Normalización de Soldadura, mediante el sistema 2 u ordinario, durante los meses de abril y diciembre del 2003, utilizando como antecedente a la norma API 1104:1999 Welding of Pipelines and Related Facilities. 2. A.2 El Comité Técnico de Normalización de Soldadura presentó a la Comisión de reglamentos técnicos y comerciales -CRT-, con fecha 2005-03-03, el PNTP 399.800:2005 para su revisión y aprobación, siendo sometido a la etapa de Discusión Pública el 2005-07-08. No habiéndose presentado observaciones fue oficializado como Norma Técnica Peruana NTP 399.800:2005 SOLDADURA DE TUBERÍAS E INSTALACIONES RELACIONADAS, 1ª Edición, el 22 de septiembre del 2005. 3. A.3 La presente Norma Técnica Peruana presenta cambios editoriales referidos principalmente a terminología empleada propia del idioma español y ha sido estructurada de acuerdo a las guías peruanas GP 001:1995 y GP 002:1995.

B. INSTITUCIONES QUE PARTICIPARON EN LA ELABORACIÓN DE LA NORMA TÉCNICA PERUANA

SECRETARÁA SENATI - Servicio Nacional de Adiestramiento Técnico Industrial

PRESIDENTE Jorge Merzthal Toranzo - EXSA

SECRETARIO Carlos Fosca Pastor - PUCP

ENTIDAD REPRESENTANTE

FIMA S.A. Klaus Ramberg

HAUG S.A. Eduardo Castro

SIMA Juan de Dios Quispe FAMIA INDUSTRIAL INDURA S.A.

EXSA S.A. SOUTHERN PERÓ

PETROPERÓ

Germanischer Lloyd

Asociación Cultural Johannes Gutemberg SENATI

Pontificia Universidad Católica del Perú Jhonny Figueroa Tello Luis Ordóñez Javier Matos

Guillermo Nazario

Roger Estrada Víctor Hernández

Jack Teves Guillermo Canta

Raúl Gómez

Alex Ortecho

Rigoberto Carrión Oscar Holguín

Paul Lean Sifuentes Anibal Rozas Gallegos Raúl Hurtado Espejo Jesús Ruiz Saavedra

---oooOooo---

SOLDADURA DE TUBERÁAS E INSTALACIONES RELACIONADAS

1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta Norma Técnica Peruana establece los requisitos de las soldaduras por arco y gas de uniones a tope, filete y socket de tuberías de acero al carbono y de baja aleación utilizadas en la compresión, bombeo y transporte de petróleo crudo, productos del petróleo, gases combustibles, dióxido de carbono y nitrógeno, y donde sea aplicable; asimismo esta norma cubre soldaduras en sistemas de distribución. Es aplicable tanto para construcciones nuevas como aquellas que se encuentran en servicio. La soldadura puede ser soldadura por arco manual con electrodo revestido (SMAW), soldadura por arco sumergido (SAW), soldadura por arco bajo gas protector con electrodo no consumible de tungsteno (GTAW), soldadura por arco con protección de gas (GMAW), soldadura por arco con electrodo de núcleo fúndente (FCAW), soldadura por arco plasma, soldadura oxiacetilénica o soldadura por chisporroteo o una combinación de estos procesos usando una técnica de soldadura manual, semi automática, automática, o una combinación de estas técnicas. Las soldaduras pueden ser producidas en posición o mediante rotación, o a través de una combinación de éstas.

Esta NTP también establece los procedimientos para ensayos de radiografía, partículas magnéticas, líquidos penetrantes y ultrasonido, así como los estándares de aceptación a ser aplicados en la producción de soldaduras ensayadas destructivamente o inspeccionadas por los métodos de radiografía, partículas magnéticas, líquidos penetrantes, ultrasonido e inspección visual.

Los valores especificados en unidades SI o unidades pulgadas - libras (inch-pound) han de ser considerados separadamente en la NTP. Cada sistema ha de ser usado independientemente uno del otro, sin combinar valores en ningún caso.

Otros procesos que aquellos descritos arriba serán considerados para incluirlos en esta NTP. Las personas que deseen tener otros procesos incluidos deben presentar, como mínimo, la siguiente información para la consideración del comité:

a) Una descripción del proceso de soldadura. b) Una propuesta de las variables esenciales. c) Un WPS (welding procedure specification). Una especificación del procedimiento de soldadura. d) Métodos de inspección de soldadura. e) Tipos de imperfecciones de soldadura y sus límites de aceptación propuestos. f) Procedimientos de reparación.

Se entiende que todo trabajo realizado de acuerdo con esta NTP debe reunir o exceder los requerimientos de esta NTP.

2. REFERENCIAS NORMATIVAS

Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto, constituyen requisitos de esta Norma Técnica Peruana. Las ediciones indicadas estaban en vigencia en el momento de esta publicación. Como toda Norma está sujeta a revisión, se recomienda a aquellos que realicen acuerdos en base a ellas, que analicen la conveniencia de usar las ediciones recientes de las normas citadas seguidamente. El Organismo Peruano de Normalización posee, en todo momento, la información de las Normas Técnicas Peruanas en vigencia.

Normas Técnicas de Asociación

2.1 API Spec 5L Specification for Line Pipe 2.2 ASNT1 RP SNT-TC-1A Personnel Qualification and Certification in Nondestructive Testing ACCP ASNT Central Certification Program

1American Society for Nondestructive Testing, Inc., 1711 Arlingate Lane, P.O. Box 28518, Columbus, Ohio 43228-0518. 2.3 ASTM2 E 164

2.4 ASTM E 165

2.5 ASTM E 709

2.6 ASTM E 747

2.7 ASTM E 1025

2.8 AWS3 A3.0

2.9 AWS A5.1

2.10 AWS A5.2

2.11 AWS A5.5

2.12 AWS A5.17

2.13 AWS A5.18

Standard Practice for Ultrasonic Contact Examination of Weldments Standard Test for Liquid Penetrant Examination

Standard Guide for Magnetic Particle Examination

Standard Practice for Design, Manufacture and Material Grouping Classification of Wire Image Quality Indicators (IQI) Used for Radiology

Standard Practice for Design, Manufacture and Material Grouping Classification of Hole-Type Image Quality Indicators (IQI) Used for Radiology

Welding, Terms and Definitions

Covered Carbon Steel Arc Welding Electrodes

Iron and Steel Oxyfuel Gas Welding Rods

Low Alloy Steel Covered Arc Welding Electrodes

Carbon Steel Electrodes and Fluxes for Submerged Arc Welding

Carbon Steel Filler Metals for Gas Shielded Arc Welding

2 American Society for Testing and Materials, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohoken, Pennsylvania19428-2959.3 American Welding Society, 550 N.W. LeJune Road, Miami, Florida 33126.

2.14 AWS A5.20 Carbon Steel Electrodes for Flux Cored Arc

Welding

2.15 AWS A5.28 Low Alloy Steel Filler Metals for G as Shielded

Arc Welding

1. 2.16 AWS A5.29 Low Alloy Steel Electrodes for Flux Cored Arc Welding 2. 2.17 BSI4BS 7448: Part 2 Fracture Mechanics Toughness Tests Part 2, Method for Determination of Ktc Critical CTOD and Critical J Values of Welds in Metallic Materials 3. 2.18 NACE5 MRO175 Sulfide Stress Cracking Resistant Metallic Materials for Oil Field Equipment

3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES

Para los propósitos de esta Norma Técnica Peruana se aplican los términos y definiciones establecidos en AWS A3.0, con las adiciones y modificaciones siguientes:

3.1 soldadura automática: Soldadura por arco con equipamiento que permite la operación total de soldadura sin otra manipulación del arco, electrodo o personal que la guíe o lleve y sin un requerimiento de habilidad manual por parte del operador de soldadura. 3.2 compañía: La compañía propietaria o la agencia de ingenieros encargada de la construcción. La compañía puede actuar a través de un inspector u otro representante autorizado.

4 British Standard Institution, British Standards House, 389 Chiswick High Road, London, W4 4AL, UnitedKindom.5 NACE International, 1440 South Creek Drive, Houston, Texas 77084.

3.3 contratista: Incluye el contratista principal y cualquier subcontratista del trabajo cubierto por este estándar. 3.4 defecto: Una imperfección de suficiente magnitud como para ser rechazada de acuerdo a las estipulaciones de este estándar. 3.5 imperfección: Una discontinuidad o irregularidad que es detectable por métodos descritos en este estándar. 3.6 indicación: Evidencia obtenida por un ensayo no destructivo (END). 3.7 concavidad interna: Un cordón que ha sido fundido adecuadamente y que ha penetrado completamente el espesor de la tubería a lo largo de ambos lados del bisel pero cuyo centro esta más abajo de la superficie interior de la pared de la tubería. La magnitud

de la concavidad es la distancia perpendicular entre una extensión axial de la superficie de la pared de la tubería y el punto más bajo de la superficie del cordón soldado. 3.8 soldadura en posición: Soldadura en la cual el tubo o ensamble está sujeto estacionariamente. 3.9 soldador calificado: Un soldador que ha demostrado tener la habilidad de producir soldaduras que cumplan los requerimientos de las secciones 5 ó 6.

3.10 procedimiento de soldadura calificado: Un método detallado probado y analizado por el cual soldaduras sanas con apropiadas propiedades mecánicas pueden ser producidas. 3.11 radiólogo: Persona que realiza las operaciones de radiografiado. 3.12 reparación: Cualquier labor de soldadura que se realiza en una unión soldada terminada para corregir una falla en la soldadura que ha sido descubierta por inspección visual o END (ensayos no destructivos) y que se encuentra fuera de los límites de aceptación establecidos por este estándar. 3.13 soldadura rotada: Soldadura en la cual la tubería o ensamble es rotado mientras el metal de soldadura es depositado en o cerca de la zona superior central de la tubería. 3.14 cordón de raíz: El primer cordón que junta inicialmente dos secciones de tubería, una sección de tubería a una conexión, o dos conexiones. 3.15 soldadura semiautomática: Soldadura de arco con equipamiento que controla únicamente la alimentación del metal de aporte. El avance de la soldadura es controlado manualmente. 3.16 debe: Término que indica un requerimiento mandatorio. El término debería (should) indica una recomendación práctica. 3.17 Soldadura: La unión soldada completa de dos secciones de tubería, una sección de tubería a una conexión (fitting), o dos conexiones. 3.18 Soldador: Persona que realiza la soldadura.

4. REQUISITOS 4.1 Equipamiento

Los equipos de soldadura de gas o de arco deben ser de un tamaño y tipo adecuados para el trabajo y deben ser mantenidos en condiciones que aseguren soldaduras aceptables, continuidad de operación y seguridad del personal. El equipo de soldadura por arco debe ser operado dentro de los rangos de voltaje y amperaje mostrados en el procedimiento de soldadura calificado. El equipo de soldadura por gas debe ser operado con las características de flama y tamaño de boquilla mostrados en el procedimiento de soldadura calificado. Los equipos que no cumplan estos requerimientos deben ser reparados o reemplazados.

4.2 Materiales

4.2.1 Tuberías y conexiones Esta NTP es aplicable a las soldaduras de tuberías y conexiones que conforman las siguientes especificaciones:

a) API Specification 5L.

b) Especificaciones ASTM aplicables.

Esta NTP también se aplica para materiales con composición química y propiedades mecánicas que cumplen con una de las especificaciones listadas en los ítems a y b, aún cuando los materiales no estén manufacturados en concordancia con la especificación.

4.2.2 Metal de aporte

4.2.2.1 Tipo y tamaño

Todo metal de aporte debe estar en conformidad con alguna de las siguientes especificaciones:

a) AWS A5.1 b) AWS A5.2 c) AWS A5.5 d) AWS A5.17 e) AWS A5.18 f) AWS A5.20 g) AWS A5.28 h) AWS A5.29

Metales de aporte que no cumplan las especificaciones arriba mencionadas pueden ser usados siempre que los procedimientos de soldadura involucrados en su uso sean calificados. 4.2.2.2 Almacenamiento y manipulación de metales de aporte y fundentes

Metales de aporte y fundentes deben ser almacenados y manipulados para evitar daño a éstos y a los envases en los cuales son colocados. Los metales de aporte y fundentes en envases abiertos deben ser protegidos del deterioro y los metales de aporte recubiertos deben ser protegidos de excesivos cambios de humedad. Metales de aporte y fundentes que muestren signos de daño o deterioro no deben ser usados.

4.2.3 Gases de protección

4.2.3.1 Tipos

Las atmósferas para la protección del arco son de muchos tipos y pueden consistir de gases inertes, gases activos o una mezcla de gases inertes y activos. La pureza y sequedad de estas atmósferas tienen gran influencia en la soldadura y debería ser de valores adecuados para el proceso y el material a ser soldado. La atmósfera protectora a ser usada debe ser calificada para el material y el proceso de soldadura.

4.2.3.2 Almacenaje y manipulación

Los gases de protección deben ser mantenidos en los recipientes en los cuales ellos son suministrados y los recipientes deben ser almacenados a salvo de temperaturas extremas. Los gases en sus recipientes no deben ser mezclados en campo (field-intermixed). Gases de pureza cuestionable y aquellos en recipientes que muestren signos de daño no deben ser usados.

1. 5. CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA PARA JUNTAS CONTENIENDO MATERIALES DE APORTE 2. 5.1 Calificación de procedimiento

Antes de empezar a soldar en producción, se debe establecer y calificar una detallada especificación del procedimiento de soldadura que demuestre que se pueden realizar soldaduras sanas con apropiadas propiedades mecánicas (tales como resistencia, ductilidad y dureza). La calidad de la soldadura debe ser determinada por ensayos destructivos. Estos procedimientos deben seguirse fielmente, excepto donde un cambio sea específicamente autorizado por la compañía, como prevé 5.4.

5.2 Registro

Los detalles de cada procedimiento calificado deben ser registrados. El registro debe mostrar los resultados completos de los ensayos de calificación del procedimiento. Se pueden emplear formatos similares a los mostrados en las Figuras 1 y 2. El registro debe ser mantenido tanto tiempo como el procedimiento sea usado.

5.3 Especificación del procedimiento

5.3.1 Generalidades

La especificación de procedimiento debe incluir la información especificada en 5.3.2, donde sea aplicable.

5.3.2 Información especificada

5.3.2.1 Proceso

El proceso especificado o combinación de procesos usados deben ser identificados. Se debe especificar el uso de un proceso de soldadura manual, semiautomática o automática, o una combinación de éstos.

5.3.2.2 Materiales de tubería y accesorios

Los materiales para los cuales el procedimiento es aplicado deben ser identificados. Materiales para tubos según la especificación API 5L, así como materiales que conforman las especificaciones ASTM aceptadas, pueden ser agrupados (véase 5.4.2.2), con tal que los ensayos de calificación sean hechos con el material que presente el mayor de los esfuerzos de fluencia mínimos especificados en el grupo. 5.3.2.3 Diámetros y espesores de pared

Los rangos de diámetro exterior y espesores de pared sobre los cuales el procedimiento es aplicable deben ser identificados. Algunos ejemplos de agrupaciones sugeridas son mostrados en 6.2.2, ítems d y e.

5.3.2.4 Diseño de junta

La especificación debe incluir un esquema o esquemas de las juntas que muestren los ángulos de bisel, el tamaño del talón, y la abertura de raíz o el espacio entre miembros contiguos. La forma y tamaño del filete soldado debe ser mostrado. Si una chapa de respaldo es usada, el tipo debe ser designado.

5.3.2.5 Metales de aporte y número de cordones

Los tamaños y números de clasificación de los metales de aporte, el mínimo número y secuencia de cordones deben ser designados.

5.3.2.6 Características eléctricas

La corriente y polaridad deben ser designadas, así como el rango de voltaje y amperaje para cada electrodo, varilla o alambre deben ser mostrados.

5.3.2.7 Características de la llama

La especificación debe designar si la llama es neutra, carburante u oxidante. Se debe especificar el tamaño del orificio de la boquilla de la antorcha para cada medida de varilla o alambre.

5.3.2.8 Posición

La especificación debe designar si la tubería estará fija o si es girada. 5.3.2.9 Dirección de soldadura

La especificación debe designar si la soldadura es realizada en dirección ascendente o descendente.

5.3.2.10 Tiempo entre pases

El máximo tiempo entre la culminación del cordón de raíz y el comienzo del segundo cordón, así como el máximo tiempo entre la culminación del segundo cordón y el comienzo de otros cordones deben ser designados.

5.3.2.11 Tipo y remoción de dispositivos de alineación

La especificación debe indicar si el dispositivo de alineación es interno o externo, o si no se requiere ninguno. Si son usados, se debe indicar el mínimo porcentaje del cordón de raíz que debe ser completado antes de retirar el dispositivo.

5.3.2.12 Limpieza y/o esmerilado

La especificación debe indicar si se usarán herramientas de potencia (eléctricas,

neumáticas, etc.), manuales, o ambas, para los procesos de limpieza y esmerilado.

REPORTE DE ENSAYO DE CUPÓN Fecha Ensayo No__________________________________ Ubicación_______________________________________________________________________________________ Ciudad Posición de Soldadura: Rotado Fijado Soldador Identificación ________________________________ Tiempo de Soldadura Hora del día ________________________________ Temperatura media Protección del viento __________________________ Condiciones atmosféricas____________________________________________________________________________ Voltaje Amperaje____________________________________ Tipo de Maquina de Soldar Tamaño de Maquina de Soldar ___________________ Material de aporte _________________________________________________________________________________ Tamaño de sobremonta ______________________________________________________________________________ Tipo y Grado de tubería _____________________________________________________________________________ Espesor de pared Diámetro exterior______________________________ Tipo de Utilaje de alineación _________________________________________________________________________

1 2 3 4 5 6 7

Cupón Ensayado

Dimensión inicial de la probeta

‰rea inicial de la probeta

Carga máxima

Resistencia a la tracción

Localización de la fractura

Procedimiento Ensayo Calificación Calificado Soldador Ensayo Producción Descalificado Resistencia máxima Resistencia mínima _______________ Resistencia media _________ Comentarios sobre el ensayo de resistencia a la tracción__________________________________________________ 1. _____________________________________________________________________________________________ 2. _____________________________________________________________________________________________ 3. _____________________________________________________________________________________________ 4. _____________________________________________________________________________________________ Comentarios sobre el ensayo de doblado ______________________________________________________________ 1. _____________________________________________________________________________________________ 2. _____________________________________________________________________________________________ 3. _____________________________________________________________________________________________ 4. _____________________________________________________________________________________________ Comentarios sobre el ensayo de rotura por entalla _______________________________________________________ 1. _____________________________________________________________________________________________ 2. _____________________________________________________________________________________________ 3. _____________________________________________________________________________________________ 4. _____________________________________________________________________________________________ Ensayado efectuado en Fecha _____________________________________ Ensayado por Supervisado por ______________________________ NOTA: Use la parte posterior para comentarios adicionales. Este formato puede usarse tanto para la calificación de procedimientos como de soldadores.

FIGURA 2 – Ejemplo de reporte para ensayo de cupones 5.3.2.13 Pre y post calentamiento

Los métodos, temperatura, modo de control de la temperatura y rango de temperatura ambiental para tratamiento de pre y post - calentamiento deben ser especificados (véase

7.11).

5.3.2.14 Gas de protección y caudal de flujo

La composición del gas de protección y el rango del caudal de flujo deben ser especificadas.

5.3.2.15 Fundente de protección

El tipo de fundente de protección debe ser especificado.

5.3.2.16 Velocidad de avance

El rango para la velocidad de avance en pulgadas por minuto debe ser especificado para cada pase.

5.4 Variables esenciales

5.4.1 Generalidades

Un procedimiento de soldadura debe ser restablecido como una nueva especificación de procedimiento y debe ser completamente recalificado cuando se cambia cualquiera de las variables esenciales listadas en 5.4.2. Otros cambios diferentes a aquellos mostrados en 5.4.2 pueden ser hechos en el procedimiento sin la necesidad de recalificación, siempre que la especificación modificada del procedimiento registre los cambios efectuados. 5.4.2 Cambios en las variables que requieren recalificación

5.4.2.1 Proceso de soldadura ó método de aplicación

Un cambio del proceso de soldadura o método de aplicación establecido en la especificación del procedimiento (véase 5.3.2.1) constituye una variable esencial.

5.4.2.2 Material base

Un cambio en el material base constituye una variable esencial. Cuando se sueldan materiales de dos grupos diferentes de materiales, se debe emplear el procedimiento para el grupo de más alta resistencia mecánica. Para propósitos de este estándar, todos los materiales deben ser agrupados como sigue:

a) Esfuerzo a la fluencia mínimo especificado menor o igual a 42 000 psi (290 MPa).

b) Esfuerzo a la fluencia mínimo especificado mayor a 42 000 psi (290 MPa) pero menor a 65 000 psi (448 MPa).

c) Para materiales con un esfuerzo a la fluencia mínimo especificado mayor o igual a 65 000 psi (448 MPa), cada grado debe recibir un ensayo de calificación separado.

NOTA: Los grupos especificados en 5.4.2.2 no implican que materiales base o materiales de aporte de diferentes análisis químicos dentro de un grupo puedan ser indiscriminadamente sustituidos por un material que fue usado en el ensayo de calificación sin considerar la compatibilidad de los materiales base y metales de aporte desde el punto de vista de sus propiedades metalúrgicas y mecánicas y de los requerimientos de pre y post calentamiento.

5.4.2.3 Diseño de la junta

Un cambio significativo en el diseño de la junta (por ejemplo de junta V a U) constituye una variable esencial. Cambios menores en el ángulo del bisel o el talón de la junta soldada no son variables esenciales. 5.4.2.4 Posición

Un cambio en la posición de rotada a fijo, o viceversa, constituye una variable esencial.

5.4.2.5 Espesor de pared

Un cambio de un grupo de espesor de pared a otro constituye una variable esencial.

5.4.2.6 Metal de aporte

Los siguientes cambios en metal de aporte constituyen una variable esencial:

a) Un cambio de un grupo de metal de aporte a otro (véase Tabla 1).

b) Para un material de tubería con un esfuerzo a la fluencia mínimo especificado mayor o igual a 65000 psi (448 MPa), un cambio en la clasificación AWS del metal de aporte (véase 5.4.2.2).

Cambios en un metal de aporte dentro de los grupos de metal de aporte pueden ser hechos dentro de los grupos de materiales especificado en 5.4.2.2. La compatibilidad del material base y el metal de aporte debería ser considerada desde el punto de vista de las propiedades mecánicas.


Un cambio en la polaridad: de DC electrodo al positivo a DC electrodo al negativo o viceversa, o un cambio de corriente de DC a AC o viceversa, constituyen variables esenciales.


Un incremento en el tiempo máximo entre la culminación del cordón de raíz y el inicio del segundo cordón constituye una variable esencial. 5.4.2.9 Dirección de soldadura

Un cambio en la dirección de soldadura de vertical ascendente a vertical descendente, o viceversa, constituye una variable esencial.


Un cambio de un gas de protección a otro o una mezcla de gases a otra constituye una variable esencial. Un incremento o disminución mayor en el rango de caudales de flujo para el gas de protección constituye también una variable esencial.

5.4.2.11 Fundente de protección

Referirse a la Tabla 1, nota al pie “a”, para cambios en el fundente de protección que constituyen variables esenciales.


Un cambio en el rango de velocidades de avance constituye una variable esencial.

5.4.2.13 Precalentamiento

Una disminución en la temperatura mínima de precalentamiento especificada, constituye una variable esencial.

TABLA 1 – Grupos de metales de aporte

Grupo Especificación AWS Electrodo Fundentec

1 A5.1 A5.5 E6010, E6011 E7010, E7011

2 A5.5 E8010, E8011 E9010

3 A5.1 o A5.5 A5.5

4a A5.17 EL8 EL8K EL12 EM5K EM12K EM13K EM15K

P6XZ F6X0 F6X2 F7XZ F7X0 F7X2

5b A5.18 A5.18 A5.28 A5.28

ER70S-2 ER70S-6 ER80S-D2 ER90S-G

6 A5.2 RG60, RG65

7 A5.20 E61T-GSd E71T-GSd

8 A5.29 E71T8-K6 9 A5.29 E91T8-G

NOTA: Otros electrodos, metales de aporte y fundentes pueden ser usados pero requieren de procedimientos de calificación separados.

a) Cualquier combinación de fundente y electrodo en el grupo 4 puede ser usada para calificar un procedimiento. La combinación debe ser identificada por su número de clasificación AWS completo, tal como F7A0-EL12 o F6A2-EM12K. Ónicamente sustituciones que resulten con el mismo número de clasificación AWS son permitidas sin recalificación. b) Un gas de protección (véase5.4.2.10) debe ser usado con los electrodos del grupo 5. c) En la designación del fundente, la X puede ser cualquiera A o P para condición —As Welded“ (tal y como ha sido soldado) o —Post-Weld Heat-Treated“ (sometido a un tratamiento térmico post-soldadura). d) Para soldadura del pase de raíz únicamente.

5.4.2.14 Tratamiento térmico post-soldadura (PWHT)

La adición de un PWHT o un cambio en los rangos o valores especificados en el procedimiento deben, cada uno, ser considerados como una variable esencial. 5.5 Soldadura de las probetas de ensayo – soldaduras a tope

Para soldar las juntas que se van a emplear en los ensayos de calificación de soldaduras a tope, se deben unir dos niples * de tubería, siguiendo todos los detalles especificados en el procedimiento.

5.6 Ensayo de juntas soldadas – soldaduras a tope

5.6.1 Preparación

Para ensayar las juntas soldadas a tope, se deben cortar probetas de ensayo de la junta en las ubicaciones mostradas en la Figura 3. (véase capítulo 13 para requerimientos de ensayo para procedimientos de soladura por chisporroteo). El número mínimo de probetas de ensayo así como los ensayos a los cuales ellos deben ser sometidos son mostrados en la Tabla 2. Las probetas deben ser preparadas como muestra la Figura 4, 5, 6 ó 7. Para tuberías de diámetro exterior menor a 2,375 pulg (60,3 mm) se deben preparar dos cupones de soldadura para obtener el número requerido de probetas de ensayo. Las probetas deben ser enfriadas al aire hasta la temperatura ambiente antes de ser ensayados. Para tuberías cuyo diámetro exterior es menor o igual a 1,315 pulg (33,4 mm) una probeta de sección completa puede sustituir a las cuatro probetas de sección reducida de rotura por entalla y doblado de raíz. La probeta de sección completa debe ser ensayada en concordancia con 5.6.2.2 y debe alcanzar los requerimientos de 5.6.2.3.

5.6.2 Ensayo de tracción

5.6.2.1 Preparación

Las probetas para el ensayo de tracción (véase Figura 4) deben ser de aproximadamente 9 pulg (230 mm) de longitud y aproximadamente 1 pulg (25 mm) de ancho. Ellas pueden ser maquinadas o cortadas con oxígeno y no es necesaria otra preparación a menos que los lados estén con muescas o no sean paralelos. Si es necesario, las probetas deben ser maquinadas hasta que los lados estén lisos y paralelos.

(*)Niple: Porción de tubería de corta longitud que se emplea como elemento conector.

5.6.2.2 Método

Las probetas de ensayo de tracción deben romperse bajo carga de tracción usando un equipo capaz de medir la carga a la cual ocurra la falla. El esfuerzo de tracción debe ser calculado dividiendo la máxima carga de falla entre la sección transversal mínima de la probeta medida antes de aplicar la carga.

5.6.2.3 Requerimientos

La resistencia a la tracción de la soldadura, incluyendo la zona de fusión de cada probeta, debe ser mayor o igual a la resistencia mínima a la tracción especificada del material de la tubería pero no necesita ser mayor o igual a la resistencia a la tracción real del material. Si la probeta se rompe fuera de la soldadura y de la zona de fusión (es decir en el material base de la tubería) y alcanza los requerimientos de resistencia mínima a la tracción de la especificación, la soldadura debe ser aceptada como cumpliendo los requerimientos.

Si la probeta se rompe en la soldadura o zona de fusión y la resistencia observada es mayor o igual al valor mínimo de resistencia a la tracción especificado del material de la tubería y alcanza los requerimientos de sanidad de 5.6.3.3 la soldadura debe ser aceptada como cumpliendo los requerimientos.

Si la probeta se rompe debajo del valor mínimo de resistencia a la tracción especificado del material de la tubería, la soldadura debe ser rechazada y un nuevo cupón* debe ser hecho.

Si la probeta rompe en la soldadura o zona de fusión y la resistencia observada es mayor o igual al valor mínimo de resistencia a la tracción especificado del material de la tubería y alcanza los requerimientos de sanidad de 5.6.3.3 la soldadura debe ser aceptada como cumpliendo los requerimientos.

Si la probeta rompe debajo del valor mínimo de resistencia a la tracción especificado del material de la tubería, la soldadura debe ser rechazada y un nuevo cupón debe ser hecho.

(*) Cupón: Pieza soldada de la cual serán extraídas las probetas de ensayo.

5.6.3 Ensayo de rotura por entalla


Las probetas para el ensayo de rotura por entalla (véase Figura 5) deben ser de aproximadamente 9 pulg (230 mm) de longitud y 1 pulg (25 mm) de ancho. Estas pueden ser maquinadas o cortadas con oxígeno. Estas deben ser entalladas con una sierra en cada lado del centro de la soldadura, y cada entalle debe ser de aproximadamente 1/8 pulg (3 mm) de profundidad.

Las probetas de rotura por entalla preparadas de este modo a partir de soldaduras hechas con algún proceso automático y semiautomático pueden fallar en la tubería (material base) en lugar de en la soldadura. Cuando experiencias de ensayo previas indican que fallas a través de la tubería pueden ser esperadas, el reforzamiento externo puede ser entallado a una altura no mayor que 1/16 pulg (1,6 mm), medida desde la superficie original de la unión soldada.

Como opción de la compañía, las probetas de rotura por entalla usadas para calificar un procedimiento usando un proceso de soldadura semiautomático o automático, pueden ser sujetas a un macro ataque previo a la realización de la entalla.

TABLA 2 – Tipo y número de probetas para ensayo de calificación de procedimiento

Diámetro exterior de tubería Número de probetas

Pulgadas Milímetros Resistencia

a la tracción

Rotura con

entalla

Doblado de raíz

Doblado de cara

Doblado de lado Total

Espesor de pared <= 0,500 pulg (12,7 mm) <2,375 <60,3 0b 2 2 0 0 4a

2,375-4,500

60,3-114,3 0b 2 2 0 0 4

>4,500-12,750

>114,3-323,9 2 2 2 2 0 8

>12,750 >323,9 4 4 4 4 0 16 Espesor de pared > 0,500 pulg (12,7 mm)

<= 4,500 <= 114,3 0b 2 0 0 2 4 >4,500-12,750

>114,3-323,9 2 2 0 0 4 8

>12,750 >323,9 4 4 0 0 8 16

a

Una probeta de rotura con entalla y una probeta de doblado de raíz deben ser tomadas de cada uno de los dos cupones, o para tuberías menores que o igual a 1,315 pulg (33,4 mm) de diámetro, una probeta

de sección completa para resistencia a la tracción debe ser tomada. b

Para materiales con especificación de resistencia mínima a la fluencia mayor que 42 000 psi (290 MPa), un mínimo de un ensayo de tracción debe ser requerido.

Tope superior de la tubería Rotura con entalla

Debajo

de

2,375

pulg

(60,3

mm)

Tope

superior

de

la

tube

ría

D

o

b

l

a

d

o

d

e

r

a

í

z

o de lado Doblado de raíz Véase Nota 2

Rotura por entalla Tope superior de la tubería Doblado de cara Tracción

o de lado

Rotura por entalla Doblado de raíz o

de lado Rotura por entalla

Doblado de raíz Mayor que 4,500 pulg (114,3 mm)

o de lado

Mayor o igual que 2,375 pulg (60,3 mm)pero menor o igual que 4,500 pulg (114,3 mm); pero menor o igual a

además, menor o igual que 4,500 pulg (114,3 12,750 pulg (323,9 mm)

mm) cuando el espesor de pared es mayor que

Doblado de raíz

0,500 pulg (12,7 mm)

o de lado

Rotura por entalla Doblado de cara

Tracción

o de lado

Tope superior de la tubería Doblado de raíz o de lado

Doblado de cara o de lado Rotura por entalla Tracción

Tracción Doblado de raíz o de lado Doblado de cara o de lado Rotura por entalla

Mayor que 12,750 pulg (323,9 mm)

Doblado de cara o de lado

Doblado de raíz o de lado Rotura por entalla Rotura por entalla

Tracción Tracción

Doblado de cara o de lado Doblado de raíz o de lado

NOTAS: 1. 1. Como opción de la compañía, las ubicaciones pueden ser rotadas, siempre que estén espaciadas igualmente alrededor de la tubería; no obstante, las probetas no deben incluir la soldadura longitudinal. 2. 2. Una probeta de tracción de sección completa puede ser usada para tubería con un diámetro exterior menor o igual a 1,315 pulg (33,4 mm).

FIGURA 3 - Ubicación de las probetas de ensayo de soldaduras a tope para ensayos de calificación de procedimiento

La probeta puede ser maquinada o cortada por oxígeno; los bordes deben ser lisos y paralelos

Aproximadamente 1 pulg (25 mm)

Aproximadamente 9 pulg (230 mm) Espesor de pared

La sobremonta y el sobreespesor de raíz no

deben ser removidos FIGURA 4 - Probeta de ensayo de tracción

Entalla cortada con sierra; la probeta puede ser maquinada o cortada por oxígeno; los bordes deben ser Aproximadamente 1/8

pulg lisos y paralelos (3 mm)

3/4 pulg (19 mm) mín.

Aproximadamente 1/8 pulg (3 mm)

Aproximadamente 9 pulg (230 mm)

Espesor de pared La sobremonta y elsobreespesor de raíz nodeben ser removidos


3/4 pulg (19 mm) mín.

La entalla transversal no tiene que exceder 1/16 pulg (1,6 mm) de profundidad Probeta opcional para ensayo de rotura por entalla para soldadura automática y semiautomática

FIGURA 5 - Probeta de ensayo de rotura por entalla 5.6.3.2 Método

Las probetas de rotura por entalla deben ser rotas por tracción en una máquina de ensayos, o mediante golpe en la zona central de la probeta mientras los extremos se mantienen sujetos, o sujetando un extremo y golpeando el otro con un martillo. El área expuesta de la fractura debe ser al menos de ½ pulg (19 mm) de ancho.

5.6.3.3 Requerimientos

Las superficies de fractura expuestas de cada probeta de rotura por entalla deben mostrar penetración y fusión completa. La mayor dimensión de cualquier porosidad no debe exceder 1/16 pulg (1,6 mm), y el área combinada (total) de todas las porosidades no debe exceder el 2 % de la superficie expuesta. Las inclusiones de escoria no deben tener mas de 1/32 pulg (0,8 mm) de profundidad y su longitud no debe ser mayor a 1/8 pulg (3 mm) o la mitad del espesor nominal de pared. Debe haber al menos ² pulg (13 mm) de separación entre inclusiones de escoria adyacentes. Las dimensiones deberían ser medidas como se muestra en la Figura 8. Los ojos de pez definidos en AWS A 3.0 no son causa de rechazo.

5.6.4 Ensayo de doblado de cara y raíz


Las probetas para el ensayo de doblez de cara y raíz (véase Figura 6) deben ser de aproximadamente 9 pulg (230 mm) de longitud y 1 pulg (25 mm) de ancho, y sus cantos longitudinales deben ser redondeados.

Estas probetas pueden ser cortadas mediante sierra o cortadas con oxígeno. Los pases de refuerzo y raíz deben ser removidos al ras con las superficies de la probeta. Estas superficies deben ser lisas y cualquier rayadura que exista debe ser ligera y transversal a la soldadura.

Radio en todas las esquinas La probeta puede ser maquinada o cortada por 1/8 pulg (3 mm) máx. oxígeno

Aproximadamente 1

pulg (25 mm) Aproximadamente 9 pulg (230 mm) Soldadura

Espesor de pared

NOTA: La sobremonta y sobreespesor de raíz deben ser removidos a ras con la superficie de la probeta. La probeta no debe ser alisada antes del ensayo. La probeta no debe ser aplanada antes del ensayo

FIGURA 6 - Probetas de doblado de raíz y de cara: espesor de pared menor o igual a 0,500 pulg (12,7 mm)

Véase Nota 1

Espesor de pared

Aproximadamente 9 pulg (230 mm) Radio en todas las esquinas 1/8 pulg (3 mm) máximo

Ancho de

Véase Nota 2 1/2 pulg (13 mm) la probeta

Espesor de pared

NOTAS: 1. 1. La sobremonta y sobreespesor de raíz deben ser removidos a ras con la superficie de la probeta. 2. 2. Las probetas pueden ser cortadas mecánicamente a un ancho de ² pulg (13 mm), o pueden ser cortados por oxígeno a un ancho aproximado de ½ pulg (19 mm) y luego maquinados o esmerilados a un ancho de ² pulg (13 mm). Las superficies de corte deben ser lisas y paralelas.

FIGURA 7 - Probeta de doblado de lado: Espesor de pared mayor a 0,500 pulg (13 mm)

que ³ pulg (6 mm), medidos en cualquier dirección, no deben ser consideradas a menos que sean observadas imperfecciones evidentes. Cada probeta sujeto a ensayo de doblez debe satisfacer estos requerimientos.

5.6.5 Ensayo de doblado de lado


Las probetas para el ensayo de doblez de lado (véase Figura 7) deben ser de aproximadamente 9 pulg (230 mm) de longitud y ² pulg (13 mm) de ancho, y sus cantos longitudinales deben ser redondeados. Estas deben ser cortadas mecánicamente (Ejm: sierra) o mediante oxígeno a aproximadamente ½ pulg (19 mm) de ancho y luego maquinadas o esmeriladas a ² pulg (13 mm) de ancho. Los lados deben ser suaves y paralelos. Los pases de refuerzo y raíz deben ser removidos a ras con las superficies de la probeta.

NOTA: Esta figura no está dibujada a escala. Radio del punzón, A=1 3/4 pulg (45 mm); radio de la matriz, B=2 5/16 pulg (60 mm); ancho de la matriz, C=2 pulg (50 mm).

FIGURA 9-Dispositivo para ensayo de doblado Cuatro probetas mutuamente perpendiculares

NOTA: Esta Figura muestra la ubicación de las probetas de ensayo para juntas con un diámetro exterior mayor o igual a 2,375 pulg (60,3 mm). Para juntas con un diámetro exterior menor que 2,375 pulg (60,3 mm), las probetas deben ser cortadas de la misma ubicación general, pero dos probetas deben ser removidas de cada una de dos soldaduras de ensayo.

1 pulg (25 mm)Puede ser entallado con sierra aprox.

Corte por sierra

Aprox. 45° 1 pulg (25 mm) aprox.

Corte por Corte por

flama sierra

Aprox.

1 pulg (25 mm) 30° bisel Corte por flama

aprox.

2 pulg 2 pulg (50 mm) aprox.

(50 mm) aprox.

FIGURA 11 - Ubicación de las probetas para ensayo de rotura por entalla: Calificación de procedimiento y de soldador en soldaduras de filete, incluida la unión de diámetros similares, conexión de Ramal en ensayo de calificación de soldadores 5.6.5.2 Método

5.6.5.2.1 Preparación

Las probetas para ensayo de doblez de lado deben ser dobladas en una plantilla para ensayo guiado similar al que se muestra en la Figura 9. Cada probeta debe ser ubicada en la matriz con la soldadura en el medio de la abertura y con la cara de la soldadura perpendicular a la abertura de la matriz. El émbolo debe ser forzado dentro de la abertura hasta que la curvatura de la probeta sea

Rotura con entalla

aproximadamente en forma de U.

5.6.5.2.2 Requerimientos

Cada probeta de doblado de lado debe satisfacer los requerimientos del ensayo de cara y raíz especificados en 5.6.4.3.

5.7 Soldado de juntas de ensayo – soldaduras de filete

Para el ensayo de soldadura de juntas soldadas en filete, se debe realizar un filete soldado de acuerdo a una de las configuraciones mostradas en la Figura 10, siguiendo todos los detalles de la especificación del procedimiento.

5.8 Ensayo de juntas soldadas – soldaduras de filete

5.8.1 Preparación

Para ensayar las juntas o uniones soldadas a filete, las probetas de ensayo deben ser cortados de la unión soldada en la localización mostrada en la Figura 10. Al menos cuatro probetas deben ser tomadas y preparados como se muestra en la Figura 11. Las probetas pueden ser cortadas mecánicamente o cortadas con oxígeno. Estás deberían ser de al menos 1 pulg (25 mm) de ancho y lo suficientemente largas como para que puedan ser rotas en la soldadura. Para tuberías con diámetros exteriores menores a 2,375 pulg (60,3 mm), puede ser necesario hacer dos cupones para obtener el número requerido de probetas de ensayo. Las probetas deben ser enfriadas al aire hasta la temperatura ambiente antes del ensayo. 5.8.2 Método

Las probetas de soldadura de filete deben ser rotas en la

soldadura por cualquier método conveniente.

5.8.3 Requerimientos

Las superficies expuestas de cada probeta de soldadura de filete deben mostrar penetración y fusión completas y a) la mayor dimensión de cualquier porosidad no debe exceder 1/16 pulg (1,6 mm), b) el área conjunta de todas las porosidades no debe exceder el 2 % del área de la superficie expuesta, c) Las inclusiones de escoria no deben tener mas de 1/32 pulg (0,8 mm) de profundidad (depth) y no deben tener una longitud mayor de 1/8 pulg (3 mm), o la mitad del espesor nominal de pared, eligiendo el menor valor de éstos, y d) debe haber al menos ² pulg (13 mm) de separación entre inclusiones de escoria adyacentes. Las dimensiones deberían ser medidas como se muestra en la Figura 8.

1. 6. CALIFICACIÓN DE SOLDADORES 2. 6.1 Generalidades

El propósito de los ensayos de calificación de soldadores es determinar la habilidad de éstos para ejecutar uniones soldadas sanas, sean estas a tope o en filete, usando un procedimiento previamente calificado. Antes que cualquier soldadura en producción sea llevada a cabo, los soldadores deben ser calificados de acuerdo a los requerimientos aplicables en 6.2 a 6.8. Es la intención de este estándar que un soldador que complete satisfactoriamente el procedimiento de ensayo de calificación sea un soldador calificado, siempre que se hayan extraído el número de probetas de ensayo establecido por 6.5, se hayan ensayado y finalmente se haya cumplido con los criterios de aceptación de 5.6 para cada soldador.

Antes de empezar los ensayos de calificación, al soldador debe proporcionársele tiempo suficiente para ajustar los equipos de soldadura a ser usados. El soldador debe usar la misma técnica de soldadura y proceder con la misma velocidad que él utilizará si pasa

los ensayos y es aprobado para hacer la soldadura en producción. La calificación de soldadores debe ser conducida en presencia de un representante aceptado por la compañía. Un soldador debe calificarse para soldar cumpliendo una prueba en segmentos de niples de tubería o en niples de tubería completos, como se especifica en 6.2.1. Cuando se usan segmentos de niples de tubería, ellos deben ser posicionados para producir posiciones típicas: plana, vertical y sobrecabeza.

Las variables esenciales asociadas con el procedimiento y la calificación de soldadores no son idénticas. Las variables esenciales para la calificación de soldadores son especificadas en 6.2.2 y 6.3.2.

6.2 Calificación simple

6.2.1 Generalidades

Para calificación simple, un soldador debe hacer un cupón usando un procedimiento calificado para juntar los niples o segmentos de niples. El soldador debe hacer una junta soldada en alguna posición fija o rotada. Cuando el soldador es calificado en la posición fija, el eje de la tubería debe estar en el plano horizontal, en el plano vertical o em el plano inclinado con respecto al plano horizontal en un ángulo no mayor de 45º.

Un soldador que hace ensayos de calificación simple para conexiones de ramales, filetes u otras configuraciones similares debe seguir la especificación del procedimiento correspondiente a cada uno de ellos.

Cambios en las variables esenciales descritas en 6.2.2 requieren recalificación del soldador. La soldadura debe ser aceptada si reúne los requerimientos de 6.4 y alguno de 6.5 ó 6.6.

6.2.2 Alcance

Un soldador que ha completado satisfactoriamente la calificación descrita en 6.2.1 debe ser calificado dentro de los límites de las variables esenciales descritos a continuación. Si alguna de las siguientes variables esenciales es cambiada, el soldador debe ser recalificado usando un nuevo procedimiento:

a) Un cambio de un proceso de soldadura a otro proceso o combinación de procesos, como sigue:

1) Un cambio de un proceso de soldadura a otro proceso de soladura diferente o 2) Un cambio en la combinación de procesos de soldadura, a menos que el soldador haya sido calificado por separado con ensayos de calificación, usando cada uno de los procesos de soldadura que van a ser empleados para la combinación de procesos de soldadura.

b) Un cambio en la dirección de soldadura de vertical ascendente a vertical descendente o viceversa.

c) Un cambio en la clasificación del metal de aporte del grupo 1 o 2 al grupo 3, o del grupo 3 al grupo 1 o 2 (véase Tabla 1).

d) Un cambio de un grupo de diámetro exterior a otro.

Estos grupos son definidos como sigue:

1) Diámetro exterior menor que 2,375 pulg (60,3 mm). 2) Diámetro exterior de 2,375 pulg (60,3 mm) hasta 12,750 pulg (323,9 mm). 3) Diámetro exterior mayor que 12,750 pulg (323,9 mm).

e) Un cambio de un grupo de espesor de pared a otro. Estos grupos son definidos como sigue:

1) Tuberías de espesor de pared nominal menor que 0,188 pulg (4,8 mm). 2) Tuberías de espesor de pared nominal de 0,188

pulg (4,8 mm)hasta 0,750 pulg (19,1 mm). 3) Tuberías de espesor de pared nominal mayor que 0,750 pulg (19,1 mm).

f) Un cambio en la posición en la cual el soldador ha sido calificado (por ejemplo de rotada a fija o un cambio de posición vertical a horizontal o viceversa). Un soldador que pasó satisfactoriamente un ensayo de calificación de soldadura a tope en la posición fija con el eje inclinado a 45º del plano horizontal estará calificado para hacer juntas a tope y filetes de traslape en todas las posiciones.

g) Un cambio en el diseño de la junta (por ejemplo, la eliminación de una placa de respaldo o un cambio de bisel V a U). 6.3 Calificación múltiple

6.3.1 Generalidades

Para calificación múltiple, un soldador debe completar satisfactoriamente las dos pruebas descritas a continuación, usando procedimientos calificados.

Para la primera prueba, el soldador debe hacer una junta a tope en posición fija con el eje de la tubería en un plano horizontal o inclinado de la horizontal en un ángulo no mayor a 45º. Esta soldadura a tope debe ser hecha en una tubería con un diámetro exterior de al menos 6,625 pulg (6 5/8 pulg, 168,3 mm) y con un espesor de pared de al menos 0,250 pulg (6,4 mm) sin placa de respaldo. La soldadura debe ser aceptada si ésta cumple los requerimientos de 6.4 y alguno de 6.5 o 6.6. Las probetas pueden ser retiradas del cupón de las ubicaciones mostradas en la Figura 12, o pueden ser seleccionadas de las ubicaciones relativas indicadas también en la Figura 12 pero sin referencia a la parte superior de la tubería, o pueden ser seleccionadas de ubicaciones que estén separadas equidistantemente alrededor de la circunferencia entera de la tubería. La secuencia de los tipos de probetas adyacentes debe ser idéntica a la mostrada en la Figura 12 para varios

diámetros de tubería.

Para la segunda prueba, el soldador debe trazar, cortar, ajustar y soldar una conexión de ramal de tamaño completo a una tubería. Este ensayo debe ser realizado con un diámetro de tubería de al menos 6,625 pulg (168,3 mm) y con un espesor nominal de pared de al menos 0,250 pulg (6,4 mm). Un agujero de tamaño completo debe ser cortado durante la prueba. La soldadura debe ser hecha con el eje de la tubería de prueba en posición horizontal y el eje de la tubería del ramal extendiéndose verticalmente hacia abajo. La soldadura terminada debe exhibir una apariencia pulida y uniforme.

La soldadura debe exhibir penetración completa alrededor de la circunferencia entera. Los cordones de raíz completados no deben contener ningún desfonde (lo cual es atravesar el material con el calor producido por la soldadura) de más de ³ pulg (6 mm). La suma de las máximas dimensiones de desfonde dispersos no reparados en cualquier longitud continua de soldadura de 12 pulg (300 mm) no debe exceder ² pulg (13 mm).

Tope superior de la tubería

Debajo de 2,375 pulg

Doblado de raíz (60,3 mm) Tope superior de la tubería o de lado

Doblado de raíz Véase Nota 2 Rotura por entalla

Doblado de cara o de lado Tope superior de la tubería

Tracción

Doblado de raíz Rotura por entalla

o

de lado Rotura por entalla

Doblado de raíz Mayor que 4,500 pulg(114,3 mm)

o de lado Mayor o igual que 2,375 pulg (60,3 mm) peromenor o igual que 4,500 pulg (114,3 mm);además, menor o igual que 4,500 pulg (114,3 pero menor o igual a

mm) cuando el espesor de pared es mayor que 12,750 pulg (323,9 mm)

0,500 pulg (12,7 mm)

Doblado de raíz Rotura por entalla o de lado

Tracción de cara ado Tope superior de la tubería

Doblado de raíz o de lado Tracción

Rotura por entalla Rotura por entalla

Tracción Doblado de cara o de lado

Mayor que 12,750 pulg (323,9 mm)

Doblado de cara o de lado Tracción Rotura por entalla Rotura por entalla

Tracción Doblado de raíz o de lado

NOTA: Como opción de la compañía, las ubicaciones pueden ser rotadas, siempre que estén espaciadas igualmente alrededor de la tubería; no obstante, las probetas no deben incluir la soldadura longitudinal. Una probeta de tracción de sección completa puede ser usada para tubería con un diámetro exterior menor o igual a 1,315 pulg (33,4 mm).

FIGURA 12 - Ubicación de las probetas de ensayo de soldaduras a tope para ensayos de calificación de soldador

Cuatro probetas para rotura con entalla deben ser removidas de la soldadura en la ubicación mostrada en la Figura 10. Estas deben ser preparadas y ensayadas de acuerdo con 5.8.1 y 5.8.2. Las superficies expuestas deben cumplir con los requerimientos de 5.8.3.

6.3.2 Alcance

Un soldador que ha completado satisfactoriamente los ensayos de calificación de soldaduras a tope descrita en 6.3.1 en tuberías con un diámetro igual o mayor que 12,750 pulg (323,9 mm) y una soldadura de conexión de ramal de tamaño completo en una tubería con un diámetro exterior mayor o igual a 12,750 pulg (323,9 mm), debe estar calificado para soldaduras en toda posición, en todo espesor de pared, diseños y preparación de juntas, conexiones y en todos los diámetros de tuberías. Un soldador que ha completado satisfactoriamente los requerimientos de la soldadura a tope y la conexión de tubería descritos en 6.3.1 en una tubería con un diámetro exterior menor que 12,750 pulg (323,9 mm) debe estar calificado para soldaduras en toda posición, en todo espesor de pared, diseños y preparación de juntas y en todo diámetro exterior de tuberías menor o igual al diámetro usado por él en los ensayos de calificación.

Si cualquiera de las siguientes variables esenciales es cambiada en una especificación del

procedimiento, el soldador debe ser recalificado usando un nuevo procedimiento:

a) Un cambio de un proceso de soldadura a otro proceso o combinación de procesos, como:

1) Un cambio de un proceso de soldadura a otro proceso de soldadura diferente o;

2) Un cambio en la combinación de procesos de soldadura, a menos que el soldador esté calificado por separado con ensayos de calificación, usando cada uno de los procesos de soldadura que son usados para la combinación de procesos de soldadura.

b) Un cambio en la dirección de soldadura de vertical ascendente a vertical descendente o viceversa.

c) Un cambio en la clasificación del metal de aporte del grupo 1 ó 2 al grupo 3, o del grupo 3 al grupo 1 ó 2 (véase Tabla 1).

6.4 Inspección visual

Para que un cordón de soldadura empleado en los ensayos de calificación pueda cumplir los requerimientos de inspección visual, la soldadura debe estar libre de fisuras, penetración inadecuada, y desfondes y debe presentar una apariencia uniforme y bien acabada. La profundidad de sacavación adyacente al cordón final en el exterior de la tubería no debe ser mayor que 1/32 pulg (0,8 mm) o 12,5 % del espesor de pared de la tubería, cualquiera que sea la menor, y no debe ser mayor que 2 pulg (50 mm) de socavación en cualquier longitud de soldadura continua de 12 pulg (300 mm).

Cuando se emplea soldadura automática o semiautomática, el ingreso del alambre de aporte en el interior de la tubería debe ser mantenido en un mínimo.

Fallas para cumplir los requerimientos de esta sub - sección deben ser motivo suficiente para suspender ensayos adicionales.

6.5 Ensayos destructivos

6.5.1 Muestreo de soldaduras a tope

Para ensayar soldaduras a tope, se deben cortar muestras de cada cupón. La Figura 12

muestra las localizaciones de las cuales se extraen las probetas si el cupón es de una soldadura circunferencial completa. Si los cupones consisten en segmentos de niple, se debe remover un número aproximadamente igual de probetas de cada segmento. El número total de probetas y los ensayos a los cuales deben ser sometidas es mostrado en la Tabla 3. Las probetas deben ser enfriadas al aire hasta la temperatura ambiente previo al ensayo. Para tuberías con un diámetro exterior menor o igual que 1,315 pulg (33,4 mm) una probeta de tubería de sección completa puede sustituir a las probetas para doblado de raíz y rotura con entalla. La probeta de sección completa debe ser ensayada de acuerdo con 5.6.2.2 y debe cumplir los requerimientos de 6.5.3. 6.5.2 Procedimiento de ensayos de tracción, rotura con entalla y doblado para soldaduras a tope

Las probetas deben estar preparadas para ensayos de tracción, rotura con entalla y doblado y los ensayos deben ser realizados tal como se describe en 5.6. Sin embargo, para los propósitos de calificación de soldadores, no es necesario calcular la resistencia a la tracción de los cupones. El ensayo de tracción puede incluso ser omitido en cuyo caso la probeta designada para el ensayo debe someterse a ensayo de rotura por entalla (nick-break test).

6.5.3 Requerimientos del ensayo de tracción para soldaduras a tope

Para el ensayo de tracción, si cualquiera de las probetas de sección reducida o de sección completa rompe en la soldadura o en el empalme entre la soldadura y el metal base, y no satisface los requerimientos de sanidad descritos en 5.6.3.3, el soldador debe ser descalificado.

6.5.4 Requerimientos del ensayo de rotura con entalla para soldaduras a tope

Para el ensayo de rotura con entalla, si cualquier probeta muestra imperfecciones que excedan aquellas permitidas por 5.6.3.3, el soldador debe ser descalificado.

6.5.5 Requerimientos del ensayo de doblado para soldaduras a tope

Para el ensayo de doblado, si cualquier probeta muestra imperfecciones que excedan aquellas permitidas por 5.6.4.3 o 5.6.5.3, el soldador debe ser descalificado.

Soldaduras en tuberías de acero de alta resistencia pueden no doblarse hasta completar la

forma de U. Estas soldaduras deben ser consideradas aceptables si las probetas que fisuran se terminan de romper (posteriormente) y sus superficies expuestas cumplen los requerimientos de 5.6.3.3.

Si una de las probetas de doblado falla en cumplir estos requerimientos y en opinión de la compañía, la imperfección observada no es representativa de la soldadura, la probeta puede ser reemplazada por una adicional cortada adyacente a la que ha fallado. El soldador debe ser descalificado si la probeta adicional también muestra imperfecciones que exceden los límites especificados.

6.5.6 Muestreo de soldaduras de filete

Para ensayar soldaduras de filete, se deben cortar probetas de cada cupón. La Figura 10 muestra las ubicaciones de las cuales las probetas de ensayo van a ser extraídos si el cupón de ensayo es una soldadura circunferencial completa. Si los cupones de ensayo consisten en segmentos de niple, un número aproximadamente igual de probetas debe ser removido de cada segmento. Las probetas deben ser enfriadas al aire hasta la temperatura ambiente previo al ensayo.

TABLA 3 - Tipo y número de probetas de soldadura a tope por soldador para ensayo de calificación de soldador y para ensayos destructivos de soldadura de producción

Diámetro exterior de

tubería Número de probetas

Espesor de pared <= 0,500 pulg (12,7 mm)

<2,375 <60,3 0 2 2 0 0 4a

2,375-4,500 60,3-114,3 0 2 2 0 0 4

>4,500-12,750 >114,3-323,9 2 2 2 0 0 6

>12,750 >323,9 4 4 2 2 0 12

Espesor de pared > 0,500 pulg (12,7 mm)

<= 4,500 <= 114,3 0 2 0 0 2 4

>4,500-12,750 >114,3- 2 2 0 0 2 6

323,9 >12,750 >323,9 4 4 0 0 4 12

a

Para tuberías de diámetros exteriores menores que o iguales a 1,315 pulg (33,4 mm), deben ser tomadas probetas de dos soldaduras o una de sección completa para resistencia a la tracción. 6.5.7 Métodos de ensayo y requerimientos para soldaduras de filete

Las probetas de soldadura de filete deben ser preparadas y el ensayo debe ser llevado a cabo de acuerdo a lo descrito en 5.8.

6.6 Radiografía – únicamente soldaduras a tope

6.6.1 Generalidades

Como opción de la compañía, la calificación de juntas a tope puede ser examinada por radiografía en lugar de los ensayos especificados en 6.5 (ensayos destructivos).

6.6.2 Requerimientos de inspección

Las radiografías deben ser hechas en cada uno de los cupones de soldadura. El soldador deberá ser descalificado si cualquiera de los cupones de soldadura no cumple los requerimientos de 9.3 (ensayo radiográfico, criterios de aceptación END).

La inspección radiográfica no debe ser utilizada con el propósito de localizar áreas sanas o áreas que contengan imperfecciones y subsecuentemente hacer ensayos de dichas áreas para calificar o descalificar soldadores.

6.7 Reensayos

Si en opinión mutua de la compañía y representantes del contratista, un soldador falla en el ensayo de calificación por condiciones inevitables o más allá de su control, el soldador puede obtener una segunda oportunidad para calificar. Ensayos adicionales no deben ser tomados hasta que el soldador se haya sometido a una prueba luego de un subsecuente entrenamiento aprobado por la compañía. 6.8 Registros

Un registro de los ensayos debe ser mantenido específicamente para cada soldador y con los detalles de los resultados de cada ensayo. Un formato similar al mostrado en la Figura 2 podría ser usado (este formato debería ser desarrollado para satisfacer las necesidades de la compañía individual pero debe estar suficientemente detallado para demostrar que los ensayos de calificación cumplen los requerimientos de este estándar). Una lista de soldadores calificados y los procedimientos para los cuales ellos están calificados debe ser mantenida. Un soldador puede ser requerido para recalificación si surge algún cuestionamiento acerca de su competencia.

1. 7. DISEÑO Y PREPARACIÓN DE UNA JUNTA PARA SOLDADURA DE PRODUCCIÓN 2. 7.1 Generalidades

Las tuberías deben ser soldadas por soldadores calificados usando procedimientos calificados. Las superficies a ser soldadas deben estar lisas, uniformes y libres de laminaciones, escamas, escoria, grasa, pintura y otros materiales nocivos que puedan afectar adversamente a la soldadura. El diseño de la unión y la separación entre extremos de tubería deben estar de acuerdo con la especificación de procedimiento utilizada.

7.2 Alineamiento

En el alineamiento de extremos colindantes debe minimizarse el desalineado entre las superficies. Para extremos de tubería del mismo espesor nominal, el desalineamiento no debería exceder 1/8 pulg (3 mm). Variaciones mayores son permisibles, siempre que sean causadas por variaciones en las dimensiones de los extremos de las tuberías dentro de las tolerancias especificadas en la compra, y dichas variaciones estén distribuidas esencialmente de manera uniforme alrededor de la circunferencia de la tubería. Los martilleos de la tubería para obtener un alineamiento conveniente deberán ser mantenidos en un mínimo. 7.3 Uso de dispositivos de alineamiento para soldaduras a tope

Los dispositivos de alineamiento deben ser usados para soldaduras a tope de acuerdo con la especificación de procedimiento. Cuando sea permitido retirar el dispositivo de alineamiento antes que el pase de raíz sea culminado, la parte completada del cordón debe estar distribuida en segmentos aproximadamente iguales y espaciados uniformemente alrededor de la circunferencia de la junta. Sin embargo, cuando un dispositivo de fijación interno es usado y las condiciones de trabajo son tales que hacen difícil prevenir movimientos de la tubería o si la soldadura es esforzada indebidamente, se debe completar el pase de raíz antes de liberar los dispositivos de alineamiento. Los segmentos de pase de raíz usados en conexión con dispositivos de alineamiento externos, deben estar uniformemente espaciados alrededor de la circunferencia de la tubería y

deben sumar en total una longitud de al menos 50 % de la circunferencia de la tubería antes de retirar el dispositivo de alineamiento.

7.4 Bisel

7.4.1 Bisel efectuado en taller

Todo bisel de los extremos de tuberías, efectuados en un taller, debe estar conforme al diseño de la junta usado en la especificación de procedimiento.

7.4.2 Bisel efectuado en campo

Los extremos de tubería deberían ser biselados en campo por máquinas herramientas o máquinas de corte por oxígeno. Si es autorizado por la compañía, también puede ser usado corte con oxígeno manual. Los extremos biselados deben ser razonablemente lisos y uniformes, y las dimensiones deben estar de acuerdo con la especificación de procedimiento.

7.5 Condiciones climáticas

La soldadura no debe ser hecha cuando la calidad de la soldadura terminada podría ser perjudicada por las condiciones ambientales reinantes, incluyendo (pero no limitados únicamente a) la humedad del aire, corrientes de arena o fuertes vientos. Se pueden usar protectores de viento cuando sea factible. La compañía debe decidir si las condiciones ambientales son adecuadas para soldar.

7.6 Espacio libre

Cuando la tubería es soldada sobre el suelo, el espacio libre de trabajo alrededor de la tubería a soldar no debería ser menor que 16 pulg (400 mm). Cuando la tubería es soldada en una zanja, el agujero de campana debe ser lo suficientemente largo como para permitir al soldador o soldadores un adecuado acceso a la junta.

7.7 Limpieza entre pases

Escamas y escoria debe ser removida de cada cordón y del canal. Herramientas mecánicas deben ser usadas cuando se especifique en el procedimiento; de otra manera, la limpieza puede ser realizada con herramientas manuales o mecánicas.

Cuando se emplee soldadura automática o semiautomática, las agrupaciones de porosidades superficiales, inicios de arco y puntos altos deben ser removidos por amolado antes que el metal soldado sea depositado sobre ellos. Cuando sea solicitado por la compañía, se deben retirar los depósitos frágiles antes que el metal soldado sea depositado sobre ellos.

7.8 Soldaduras de posición

7.8.1 Procedimiento

Toda soldadura de posición debe ser hecha con las partes a ser unidas aseguradas contra movimientos y con el adecuado espacio libre alrededor de la junta para permitir al soldador o soldadores espacio en el cual puedan trabajar.

7.8.2 Pases de relleno y acabado

Para soldaduras en posición el número de pases de relleno y acabado debe permitir una sección transversal de soldadura completa y sustancialmente uniforme alrededor de la circunferencia entera de la tubería. En ningún punto la sobremonta de la superficie debe caer por debajo de la superficie exterior de la tubería ni tampoco debería estar levantada por encima del metal base más de 1/16 pulg (1,6 mm).

Dos pases no deben empezar en el mismo lugar. La cara del cordón final de soldadura debería ser aproximadamente 1/8 pulg (3 mm) más ancha que el ancho del canal original. Una vez completada la soldadura esta debe ser rigurosamente escobillada y limpiada.

7.9 Soldaduras rotadas

7.9.1 Alineamiento

Como opción de la compañía, las soldaduras mediante rotación del tubo deben ser permitidas, siempre que el alineamiento sea mantenido, ya sea por el uso de patines o a

través de un armazón estructural con un adecuado número de rodillos giratorios para prevenir holguras de las partes soportadas de la tubería.

7.9.2 Pases de relleno y acabado

Para soldaduras rotadas el número de pases de relleno y acabado debe permitir una sección transversal de soldadura completa y sustancialmente uniforme alrededor de la circunferencia entera de la tubería. En ningún punto la sobremonta de la unión soldada debe caer por debajo de la superficie exterior de la tubería ni tampoco debería estar por encima del metal base mas de 1/16 pulg (1,6 mm).

La cara de la superficie externa debería ser aproximadamente 1/8 pulg (3 mm) más ancha que el ancho del canal original.

Conforme la soldadura progrese, la tubería debe ser rotada para mantener la soldadura en o cerca del punto superior de la tubería. Una vez completada la soldadura debe ser rigurosamente escobillada y limpiada. 7.10 Identificación de soldaduras

Cada soldador debe identificar su trabajo en la forma prescrita por la compañía.

7.11 Tratamiento térmico de pre y post calentamiento

La especificación de procedimiento debe indicar las prácticas de tratamientos térmicos de pre y post calentamiento a ser seguidos cuando los materiales o las condiciones climáticas hagan necesario ejecutar alguno o ambos tratamientos.

1. 8. INSPECCIÓN Y ENSAYO DE SOLDADURAS DE PRODUCCIÓN 2. 8.1 Derechos de inspección

La compañía debe tener el derecho de inspeccionar todas las soldaduras por medios no destructivos o extrayendo soldaduras y sometiéndolas a ensayos mecánicos. La inspección puede ser hecha durante el proceso de soldadura o después que la soldadura ha sido completada. La frecuencia de inspección debe estar conforme a lo especificado por la compañía.

8.2 Métodos de inspección

Los ensayos no destructivos (END) pueden consistir en inspección radiográfica u otro método especificado por la compañía. El método usado debe producir indicaciones de imperfecciones que puedan ser interpretadas y evaluadas con precisión. Las soldaduras deben ser evaluadas en base al capítulo 9 o al anexo A, como una opción de la compañía. En este último caso, se requiere una inspección más completa con objeto de determinar el tamaño de la imperfección.

Los ensayos destructivos deben consistir en la remoción de uniones soldadas completas, el seccionamiento de las uniones en probetas, y la evaluación de estas. Las probetas deben ser preparadas cumpliendo los requerimientos establecidos en 6.5. La compañía debe tener el derecho de aceptar o rechazar cualquier soldadura que no consiga los requerimientos por el método por el cual fue inspeccionado. El soldador que ejecutó una soldadura que no ha cumplido con los requerimientos puede ser descalificado para trabajos posteriores.

Los operadores de equipo de inspección no destructiva pueden ser requeridos para demostrar la capacidad del procedimiento de inspección para la detección de defectos y la habilidad del operador para interpretar correctamente las indicaciones dadas por el equipo.

Métodos de ensayo de trepanación no deben ser usados

Calificación de personal de inspección

El personal de inspección de soldadura debe ser calificado por su experiencia y entrenamiento para llevar a cabo la tarea de inspección especificada. Sus calificaciones deben ser aceptables para la compañía.

La documentación de estas calificaciones debe ser retenida por la compañía y debe incluir, pero no estar limitado, a lo siguiente:

a) Educación y experiencia.

b) Entrenamiento.

c) Resultados de algunas examinaciones de calificación.

8.4 Certificación del personal de ensayos no destructivos (END)

8.4.1 Procedimientos

El personal de ensayos no destructivos (END) debe ser certificado como nivel I, II o III de acuerdo con las recomendaciones de ASNT (American Society for Nondestructive Testing), Práctica recomendada Nº SNT-TC-1A, ACCP o cualquier otro programa de certificación nacional reconocido que sea aceptable por la compañía para el método de ensayo usado. Ónicamente personal de nivel II o III debe interpretar los resultados de los ensayos. 8.4.2 Registro

Un registro de certificados de personal de ensayos no destructivos (END) debe ser mantenido por la compañía. El archivo debe incluir los resultados de los ensayos de certificación, la agencia, el personal que otorga la certificación y la fecha de certificación. El personal de END puede ser requerido para ser recertificado como opción de la compañía, o, si surgiera cualquier cuestionamiento acerca de su capacidad. El personal de END nivel I y II debe ser recertificado al menos cada 3 años. El personal de END nivel III debe ser recertificado al menos cada 5 años.

1. 9. ESTÁNDARES DE ACEPTACIÓN PARA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) 2. 9.1 Generalidades

Los estándares de aceptación presentados en esta sección se aplican para imperfecciones localizadas por los métodos de ensayo de radiografía, partículas magnéticas, líquidos penetrantes y ultrasonido. Ellos también pueden ser aplicados para inspección visual. Los END no deben ser usados para seleccionar soldaduras que están sujetas a ensayos destructivos en concordancia con 8.1.

9.2 Aceptación o rechazo

Todo método de ensayos no destructivos (END) está limitado a la información que pueda ser derivada de las indicaciones que ellos producen.

La compañía puede por lo tanto rechazar cualquier soldadura que parece satisfacer este

estándar de aceptación si en su opinión la profundidad de una imperfección puede estar en perjuicio de la soldadura.

9.3 Ensayo radiográfico (RT)

NOTA: todas las densidades referidas de 9.3.1 a 9.3.13 están basadas en imágenes negativas.

9.3.3 Penetración transversal inadecuada (ICP)

La penetración transversal inadecuada ICP es definida como una imperfección sub superficial entre el primer pase interno y el primer pase externo que es causado por la penetración inadecuada de las caras verticales. Esta condición es mostrada esquemáticamente en la Figura 15. ICP debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) La longitud de una indicación individual ICP excede a 2 pulg (50 mm).

b) La suma de las longitudes de las indicaciones ICP en una longitud de cordón continuo de 12 pulg (300 mm) excede a 2 pulg (50 mm).

9.3.4 Fusión incompleta (IF)

La fusión incompleta (IF) es definido como una imperfección superficial entre el metal de soldadura y el material base que está abierto a la superficie. Esta condición es mostrada esquemáticamente en la Figura 16. IF debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) La longitud de una indicación individual IF excede a 1 pulg (25 mm).

b) La suma de las longitudes de las indicaciones IF en una longitud de cordón continuo de 12 pulg (300 mm) excede 1 pulg (25 mm).

c) La suma de las longitudes de las indicaciones IF exceden el 8 % de longitud en cualquier soldadura con menos de 12 pulg (300) de longitud de cordón.

9.3.5 Fusión incompleta debida a traslape (IFD)

La fusión incompleta debida a traslape frío (IFD) es definida como una imperfección entre dos pases de soldadura adyacentes o entre el metal de soldadura y el metal base que no está abierto a la superficie. Esta condición es mostrada esquemáticamente en la Figura 17. IFD debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) La longitud de una indicación individual IFD excede a 2 pulg (50 mm). b) La suma de las longitudes de las indicaciones IFD en una longitud de cordón continuo de 12 pulg (300 mm) excede a 2 pulg (50 mm).

c) La suma de las longitudes de indicaciones IFD exceden el 8% de la longitud del cordón.

9.3.6 Concavidad interna (IC)

La concavidad interna (IC) es definido en 3.2.7 y es mostrado esquemáticamente en la Figura 18. Cualquier longitud de IC es aceptable si la densidad de la imagen radiográfica en la IC no excede a la del material base más delgado. En áreas donde se excede la densidad del material base más delgado, se aplicará el criterio para desfonde (véase 9.3.7).

9.3.7 Desfonde (BT)

1. 9.3.7.1 Un desfonde (BT) es definido como una porción del pase de raíz donde una excesiva penetración ha causado que el baño de soldadura penetre hacia el interior del tubo (provocando un agujero o perforación en el cordón). 2. 9.3.7.2 Para tuberías con un diámetro exterior mayor o igual que 2,375 pulg (60,3 mm), un BT debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando la máxima dimensión excede a ³ pulg (6 mm) y la densidad de la imagen de BT excede la del material base adyacente más delgado.

b) Cuando la máxima dimensión excede al menor de los espesores de pared nominales de la unión soldada y la densidad de la imagen de BT excede a la del material base adyacente más delgado.

c) Cuando la suma de las máximas dimensiones de BTs separados, cuyas densidades de imagen exceden a la del material base adyacente más delgado, es mayor a ² pulg (13 mm) medido en una porción continua de cordón de soldadura de 12 pulg (300 mm), o medido a lo largo del total de la longitud de soldadura, cualquiera sea la menor.

9.3.7.3 Para tuberías con un diámetro exterior menor que 2,375 pulg (60,3 mm), un BT debe ser considerado defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando la máxima dimensión excede ³ pulg (6 mm) y la densidad de la imagen de BT excede a la del material base adyacente más delgado.

b) Cuando la máxima dimensión excede al menor de los espesores de pared nominales de la unión soldada y la densidad de la imagen de BT excede a la del material base adyacente más delgado.

c) Cuando esté presente más de un BT de cualquier tamaño y la densidad de más de una de las imágenes exceda la del material base adyacente más delgado.

9.3.8 Inclusiones de escoria

1. 9.3.8.1 Una inclusión de escoria es definida como un sólido no metálico entrampado en el metal depositado o entre el metal base y el metal depositado. Inclusiones de escoria alargadas (ESIs) œ ejemplo, líneas de escoria continuas o entrecortadas o huellas de vagón * - son usualmente encontradas en la zona de fusión. Las inclusiones de escoria aisladas (ISIs) son formadas irregularmente y pueden ser localizadas en cualquier lugar de la soldadura. Para propósitos de evaluación, cuando se mida el tamaño de una indicación radiográfica, la máxima dimensión de la indicación debe ser considerada como su longitud. 2. 9.3.8.2 Para tuberías con un diámetro exterior mayor o igual que 2,375 pulg (60,3 mm), una inclusión de escoria debe ser considerada defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) La longitud de una indicación ESI excede las 2 pulg (50 mm).

NOTA: Indicaciones ESI paralelas separadas por aproximadamente el ancho del pase de raíz (huellas de vagón) deben ser consideradas como una sola indicación a menos que el ancho de cualquiera de ellas exceda 1/32 pulg (0,8 mm). En tal caso, deben ser consideradas como indicaciones separadas.

b) Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones ESI en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) de cordón de soldadura excede a 2 pulg (50 mm).

c) Cuando el ancho de una indicación ESI excede a 1/16 pulg (1,6 mm).

(*) Huellas de vagón: inclusiones de escoria alargada paralelas, separadas por aproximadamente el ancho del pase de raíz.

d) Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones ISI en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) de cordón de soldadura excede a 1/2 pulg (13 mm).

e) Cuando el ancho de una indicación ISI excede a 1/8 pulg (3 mm).

f) Cuando más de cuatro indicaciones ISI con el máximo ancho de 1/8 pulg (3 mm) están presentes en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) de cordón de soldadura.

g) Cuando las longitudes sumadas de indicaciones ESI e ISI exceden el 8 % de la longitud soldada.

9.3.8.3 Para tuberías con un diámetro exterior menor que 2,375 pulg (60,3 mm), una

inclusión de escoria debe ser considerada defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando la longitud de una indicación ESI excede a tres veces al espesor nominal de pared más delgado de la junta.

NOTA: Indicaciones ESI paralelas separadas por aproximadamente el ancho del cordón de raíz (huellas de vagón) debe ser considerada una sola indicación a menos que el ancho de cualquiera de ellas exceda 1/32 pulg (0,8 mm). En tal caso, deben ser consideradas como indicaciones separadas.

b) Cuando el ancho de una indicación ESI excede a 1/16 pulg (1,6 mm)

c) Cuando las longitudes sumadas de indicaciones ISI excede dos veces al espesor de pared nominal más delgado de la unión soldada y el ancho excede a la mitad del espesor de pared nominal más delgado de la unión

d) Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones ESI e ISI exceden el 8 % de la longitud soldada.

Llenado incompleto en un lado de la raíz

FIGURA 14 - Penetración inadecuada debido a desalineamiento (IPD)

FIGURA 15 - Penetración transversal inadecuada (ICP)

No hay unión, laimperfección estáasociada a la superficie

FIGURA 16 -Fusión incompleta en la raíz del cordón o en la parte superior de la junta (IF)

Traslape frío entre Traslape frío entre el cordón de cordones

soldadura y el material base NOTA: El traslape frío mostrado no está asociado a la superficie

FIGURA 17 - Fusión incompleta debida a traslape frío (IFD)

El cordón de raíz funde en ambas superficies, pero el centro del pase de raíz está ligeramente bajo la superficie interior de la tubería.

FIGURA 18 - Concavidad interna (IC) 9.3.9 Porosidad (porosity)

9.3.9.1 La porosidad es definida como un gas atrapado por solidificación del metal soldado antes de que el gas tenga la oportunidad de ascender a la superficie del baño fundido y escapar. Las porosidades son generalmente esféricas pero pueden ser elongadas o de forma irregular, tales como las porosidades alargadas (agujeros de gusano). Cuando el tamaño de una indicación radiográfica producida por un poro es medido, a la máxima dimensión de la indicación debe aplicarse el criterio mostrado en 9.3.9.2 hasta 9.3.9.4.

9.3.9.2 Porosidades (P) individuales o dispersas deben ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando el tamaño de un poro individual excede 1/8 pulg (3 mm).

b) Cuando el tamaño de un poro individual excede el 25 % de espesor de la pared nominal más delgada de la junta.

c) Cuando las porosidades distribuidas o dispersas exceden la concentración permitida por las Figuras 19 ó 20.

9.3.9.3 La porosidad agrupada (CP) que ocurra en cualquier pase excepto el final debe cumplir el criterio 9.3.9.2. La CP que ocurra en el pase final debe ser considerada un defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando el diámetro del cluster excede ² pulg (13 mm).

b) Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones CP en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) de cordón de soldadura excede a 1/2 pulg (13 mm).

c) Cuando un poro individual cerca de una porosidad agrupada (CP) excede en

tamaño a 1/16 pulg (2 mm).

9.3.9.4 Poro vermicular (HB) es definido como una porosidad lineal alargada que ocurre en el pase de raíz. HB debe ser considerado un defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando la longitud de una indicación HB individual excede ² pulg (13 mm).

b) Cuando la suma de las longitudes de indicaciones HB en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) de cordón de soldadura excede a 2 pulg (50 mm).

c) Cuando las indicaciones individuales de cada porosidad HB, mayor a ³ pulg (6 mm) de longitud, están separadas por menos de 2 pulg (50 mm) de distancia.

d) Cuando las longitudes sumadas de indicaciones HB exceden el 8 % de la longitud soldada.

9.3.10 Fisuras (C)

Las fisuras (C) deben ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando la fisura de cualquier tamaño o localización dentro de la soldadura, no es una fisura de cráter o una fisura de estrella.

b) Cuando la fisura es una fisura de cráter o fisura de estrella con una longitud superior a 5/32 pulg (4 mm).

NOTA: las fisuras de cráter o de estrella están situadas en los puntos de parada de la soldadura de pases y son el resultado de las contracciones del metal soldado durante la solidificación.

9.3.11 Socavación

La socavación es definida como un canal fundido dentro del material base adyacente a la base o raíz de la soldadura y que no es llenado por el metal de aporte. La socavación adyacente al pase de acabado (EU) o al pase de raíz (IU) debe ser considerada como un defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando la suma de las longitudes de indicaciones de socavaciones EU e IU, en cualquier combinación, en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) excede a

2 pulg (50 mm). b) Cuando la suma de las longitudes de indicaciones de socavaciones EU e IU, en cualquier combinación, excede un sexto de la longitud soldada.

NOTA: Véase 9.7 para estándares de aceptación para socavaciones cuando se emplean mediciones visuales y mecánicas.

Variado

Grande

Mediano

Fino

Alineado (tres o más)

NOTA: El tamaño del gas atrapado no está dibujado a escala; para dimensiones, referirse a 9.3.9.

FIGURA 19 - Distribución máxima de las porosidades: espesor de pared menor o igual a 0,500 pulg (12,7 mm)

Variado

Grande

Mediano

Fino

Alineado (tres o más)

NOTA: El tamaño del gas atrapado no está dibujado a escala; para dimensiones, referirse a 9.3.9.

FIGURA 20 - Distribución máxima de las porosidades: espesor de pared mayor que 0,500 pulg (12,7 mm)

9.3.12 Acumulación de imperfecciones (AI)

Excluyendo penetración incompleta debida a desalinenamiento y socavación, cualquier acumulación de imperfecciones (AI) debe ser considerada un defecto si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones, en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) de cordón de soldadura excede a 2 pulg (50 mm).

b) Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones excede el 8 % de la longitud soldada.

9.3.13 Imperfecciones de tubería o accesorios

Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios por ensayo radiográfico (RT) deben ser reportadas a la compañía. Su disposición debe ser según las directivas de la compañía.

9.4 Ensayo de partículas magnéticas (MT)

9.4.1 Clasificación de indicaciones

1. 9.4.1.1 Las indicaciones producidas por MT no son necesariamente imperfecciones. Variaciones magnéticas y metalúrgicas pueden producir indicaciones que son similares a aquellas que son producidas por imperfecciones pero que no son relevantes para el criterio de aceptación. El criterio mostrado en 9.4.1.2 y 9.4.1.3 es aplicable cuando las indicaciones son evaluadas. 2. 9.4.1.2 Cualquier indicación con una dimensión máxima de 1/16 pulg (1,6 mm) o menor, debe ser clasificada como no relevante. Cualquier indicación más larga que se crea no relevante, debe ser juzgada como relevante hasta que una reexaminación por MT u otra técnica no destructiva determine de un modo u otro si existe realmente una imperfección. La superficie puede ser pulida o acondicionada por otro método antes de reexaminarse. Después que una indicación sea determinada como no relevante, otra indicación no relevante del mismo tipo no necesita ser reexaminada. 3. 9.4.1.3 Indicaciones relevantes son aquellas causadas por imperfecciones. Indicaciones lineales son aquellas cuya longitud es tres veces mayor a su ancho. Indicaciones redondeadas son aquellas cuyo largo es tres veces su ancho o menor.

9.4.2 Estándar de aceptación

Indicaciones relevantes deben ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Indicaciones lineales evaluadas como fisuras de cráter o de inicio de cordón exceden los 5/32 pulg (4 mm) en longitud.

b) Indicaciones lineales son evaluadas como fisuras diferentes que de cráter o de inicio de cordón.

c) Indicaciones lineales evaluadas como IF y que excedan 1 pulg (25 mm) de su longitud total en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) de cordón de soldadura o que excedan el 8 % de la longitud soldada.

Indicaciones redondeadas deben ser evaluadas de acuerdo al criterio de 9.3.9.2 y 9.3.9.3, cuando sea aplicable. Para propósitos de evaluación, la máxima dimensión de una indicación redondeada debe ser considerada como su tamaño.

NOTA: Cuando exista duda acerca del tipo de imperfección revelada por una indicación, la verificación puede ser obtenida usando otro método de ensayo no destructivo.

1. 9.4.3 Imperfecciones de tubería o accesorios 2. 9.5 Ensayo de líquidos penetrantes (PT)

Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios por MT deben ser reportadas a la compañía. Su disposición debe ser según las directivas de la compañía. 9.5.1 Clasificación de indicaciones

1. 9.5.1.1 Las indicaciones producidas por PT no son necesariamente imperfecciones. Marcas de maquinado, rayas y condiciones superficiales pueden producir indicaciones que son similares a aquellas que son producidas por imperfecciones pero que no son relevantes para la aceptabilidad. El criterio mostrado en 9.5.1.2 y 9.5.1.3 es aplicable cuando las indicaciones son evaluadas. 2. 9.5.1.2 Cualquier indicación con una dimensión máxima de 1/16 pulg (2 mm) o menor, debe ser clasificada como no relevante. Cualquier indicación más larga que se crea no relevante, debe ser juzgada como relevante hasta que una reexaminación por PT u otra técnica no destructiva determine si existe una imperfección. La superficie puede ser pulida

o acondicionada por otro método antes de reexaminarse. Después que una indicación se ha determinado como no relevante, otra indicación no relevante del mismo tipo no necesita ser reexaminada.

9.5.1.3 Indicaciones relevantes son aquellas causadas por imperfecciones. Indicaciones lineales son aquellas cuya longitud es tres veces mayor a su ancho. Indicaciones redondeadas son aquellas cuyo largo es tres veces su ancho, o menor.


Indicaciones relevantes deben ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Indicaciones lineales evaluadas como fisuras de cráter o de estrella exceden los 5/32 pulg (4 mm)en longitud.

b) Indicaciones lineales son evaluadas como fisuras diferentes que de cráter o de estrella.

c) Indicaciones lineales evaluadas como IF y que excedan a 1 pulg (25 mm) en su longitud total en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) de cordón de soldadura o que excedan el 8 % de la longitud soldada.

Indicaciones redondeadas deben ser evaluadas de acuerdo al criterio de 9.3.9.2 y 9.3.9.3, cuando sea aplicable. Para propósitos de evaluación, la máxima dimensión de una indicación redondeada será considerada como su tamaño.


9.5.3 Imperfecciones de tubería o accesorios (Fitting)

Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios por PT deben ser reportadas a la compañía. Su disposición debe ser según las directivas de la compañía.

9.6 Ensayo de ultrasonido (UT)

9.6.1 Clasificación de indicaciones

1. 9.6.1.1 Las indicaciones producidas por UT no son necesariamente imperfecciones. Cambios en la geometría soldadura debido a desalineamientos de extremos colindantes de tuberías, cambios en el perfil del sobre espesor de la raíz ID* de los pases de acabado OD* y coronamiento OD**, biseles internos y modos de conversión de onda ultrasónica, pueden producir indicaciones geométricas que son similares a aquellas que son producidas por las imperfecciones, pero que no son relevantes para la aceptabilidad. 2. 9.6.1.2 Indicaciones lineales son definidas como indicaciones cuya dimensión más grande está en la dirección longitudinal de la soldadura. Indicaciones lineales típicas pueden ser causadas por, pero no están limitadas a, los siguientes tipos de imperfecciones: penetración inadecuada sin desalineamiento, penetración inadecuada a desalienamiento, penetración transversal inadecuada, fusión incompleta, fusión incompleta debida a traslape frío, inclusiones de escoria alargada, fisuras, socavación adyacente al pase de acabado, socavación socavada al pase de raíz y poro vernicular.

(*) ID: diámetro interior.

(**) OD: diámetro exterior..

1. 9.6.1.3 Indicaciones transversales son definidas como indicaciones cuya dimensión más grande está en la dirección transversal a la soldadura. Indicaciones transversales típicas pueden ser causadas por, pero no están limitadas a, los siguientes

tipos de imperfecciones: fisuras, inclusiones de escoria aisladas, y fusión incompleta debida a traslape frío, arranques y paradas en los pases de soldadura. 2. 9.6.1.4 Indicaciones volumétricas son definidas como indicaciones tridimensionales. Tales indicaciones pueden ser causadas por simples o múltiples inclusiones, vacíos o poros. Vacíos o poros parcialmente llenados o pequeñas inclusiones en arranque/parada de pases de soldadura pueden ser causa de indicaciones más largas en la dirección transversal que en la dirección longitudinal de la soldadura. Indicaciones volumétricas típicas pueden ser causadas por, pero no están limitadas a, los siguientes tipos de imperfecciones: concavidad interna, desfonde, inclusiones de escoria aisladas, porosidad y porosidad agrupada. 3. 9.6.1.5 Indicaciones relevantes son aquellas causadas por imperfecciones. Las indicaciones relevantes deben ser evaluadas con el nivel de evaluación mostrado en 11.4.7 para el estándar de aceptación mostrado en 9.6.2.



1. 9.6.2.1 Indicaciones determinadas como fisuras deben ser consideradas defectos. 2. 9.6.2.2 Indicaciones lineales superficiales (LS) (diferentes a fisuras) que son interpretadas como abiertas a la superficie de los ID u OD deben ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones LS, en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) de cordón de soldadura excede a 1 pulg (25 mm).

b) Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones LS exceden el 8 % de la longitud soldada.

9.6.2.3 Indicaciones lineales ocultas (LB) (diferentes a fisuras) interpretadas como sub superficiales dentro de la soldadura y no conectadas a la superficie de los ID u OD deben ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones LB, en cualquier tramo continuo de 12 pulg (300 mm) de cordón de soldadura excede a 2 pulg (50 mm).

b) Cuando la suma de las longitudes de las indicaciones LB exceden el 8 % de la longitud soldado.

1. 9.6.2.4 Indicaciones transversales (T) (diferentes a fisuras) deben ser consideradas volumétricas y evaluadas usando el criterio para indicaciones volumétricas. La letra T debe ser usada para designar todo reporte de indicaciones transversales. 2. 9.6.2.5 Indicaciones volumétricas agrupadas (cluster VC) deben ser consideradas

defectos cuando la máxima dimensión de la indicación VC excede ² pulg (13 mm). 3. 9.6.2.6 Indicaciones volumétricas individuales (VI) deben ser consideradas defectos cuando la máxima dimensión de la indicación VI excede ³ pulg (6 mm) en ambos ancho y longitud. 4. 9.6.2.7 Indicaciones volumétricas de raíz (VR) interpretadas como abiertas a la superficie ID deben ser consideradas defectos si alguna de las siguientes condiciones existe:

a) La máxima dimensión de una indicación VR excede ³ pulg (6 mm).

b) La longitud total de las indicaciones VR excede ² pulg (13 mm) en cualesquiera 12 pulg (300 mm) continuas de longitud.

9.6.2.8 Cualquier acumulación de indicaciones relevantes (AR) debe ser considerada un defecto cuando alguna de las siguientes condiciones existe:

a) Las longitudes sumadas de indicaciones sobre los niveles de evaluación exceden a 2 pulg (50 mm) en cualesquiera 12 pulg (300 mm) continuas de longitud soldada.

b) Las longitudes sumadas de indicaciones sobre los niveles de evaluación exceden el 8 % de la longitud soldada.

9.6.3 Imperfecciones de tubería o accesorios

Imperfecciones detectadas en las tuberías o accesorios por UT deben ser reportadas a la compañía. Su disposición debe ser según las directivas de la compañía.

9.7 Estándar de aceptación visual para socavación

9.7.1 Generalidades

La socavación es definida en 9.3.11. Los estándares de aceptación en 9.7.2 son un suplemento pero no reemplazan los requerimientos de inspección visual encontrados en otra parte de este estándar.


Cuando medios de medida visuales o mecánicos se emplean para determinar la profundidad, las socavaciones adyacentes a los pases de acabado o raíz no deben exceder

las dimensiones mostradas en la Tabla 4. Cuando ambas medidas, radiográfica y mecánica, están disponibles, la medida mecánica regirá.

TABLA 4 - Dimensión máxima de socavación

Profundidad Longitud > 1/32 pulg (0,8 mm) o > 12,5 % del espesor de pared de la tubería, cualquiera No aceptable que sea menor.

> 1/64 pulg (0,4 mm) o > 6 % -12,5 % del espesor de pared de la tubería, cualquiera sea menor.

2 pulg (50 mm) en una longitud continua de soldadura de 12 pulg (300 mm) o un sexto de longitud soldada, cualquiera sea menor.

<= 1/64 pulg (0,4 mm) o <= 6 % del espesor de pared de la tubería, cualquiera sea menor.

Aceptable, sin importar su longitud

10. REPARACIÓN Y REMOCIÓN DE DEFECTOS

Autorización para reparar

10.1.1 Fisuras

Las soldaduras fisuradas deben ser removidas de la línea a menos que sean permitidas por 9.3.10 o cuando la reparación es autorizada por la compañía. Las fisuras pueden ser reparadas siempre que la longitud de la fisura sea menor al 8 % de la longitud de soldadura, y se use un procedimiento de reparación de soldadura calificado.

10.1.2 Otros defectos diferentes a fisuras

Defectos en la raíz y pases de relleno pueden ser reparados con previa autorización de la compañía. Defectos en el pase de acabado pueden ser reparados sin previa autorización de la compañía. Un procedimiento de reparación de soldadura calificado es requerido para ser empleado siempre que una reparación sea hecha a una soldadura usando un proceso diferente del empleado al realizar la soldadura original o cuando la reparación es hecha en un área previamente reparada. 10.2 Procedimiento de reparación

Cuando un procedimiento de reparación de soldadura se requiera, el procedimiento debe ser establecido y calificado para demostrar que una soldadura con propiedades

mecánicas satisfactorias y sanidad pueda ser producida. Esto debe ser determinado por ensayo destructivo y el tipo y número de dichos ensayos debe ser a criterio de la compañía. El criterio de reparación, como mínimo, debe incluir lo siguiente:

1. 10.2.1 Método de exploración del defecto. 2. 10.2.2 Método de remoción del defecto. 3. 10.2.3 El canal de reparación debe ser examinado para confirmar la completa remoción del defecto. 4. 10.2.4 Requerimientos de precalentamiento y tratamiento térmico interpases. 5. 10.2.5 Proceso de soldadura y otra especificación de información contenida en 6. 5.3.2.

10.2.6 Requerimientos para ensayos no destructivos entre pases.

10.3 Criterios de aceptación

10.3.1 Las áreas reparadas deben ser inspeccionadas por los mismos medios usados previamente. Si la compañía prefiere, se puede reinspeccionar toda la soldadura que contiene una reparación, en el mismo modo permitido para la inspección de una soldadura de producción (véase 8.1 y 8.2). Las reparaciones deben cumplir los estándares de aceptabilidad del capítulo 9. 10.4 Supervisión

10.4.1 La reparación debe ser hecha bajo la supervisión de un técnico con experiencia en técnicas de reparación de soldaduras.

10.5 Soldador

10.5.1 La soldadura debe ser hecha por un soldador calificado.

1. 11. PROCEDIMIENTOS PARA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END) 2. 11.1 Métodos del ensayo radiográfico

11.1.1 Generalidades

El apartado 11.1 presenta los requerimientos para producir imágenes radiográficas en películas fotográficas u otro medio a través del uso de rayos X o rayos gamma. Para la

producción de imágenes debe establecerse y registrarse en un archivo un procedimiento detallado. Las películas radiográficas producidas con dicho procedimiento deben tener la densidad (véase 11.1.10), claridad y contraste requeridos por este estándar. Las imágenes producidas por otros sistemas deben tener los requisitos de sensibilidad para definir claramente los agujeros o los diámetros de alambre esenciales de los penetrámetros adecuados. Para evaluar imágenes deben usarse los siguientes criterios:

a) Una calidad de imagen aceptable que esté libre de niebla y de irregularidades de procesamiento (revelado) que puedan enmascarar la imagen de imperfecciones reales.

b) El penetrámetro* prescrito y el agujero o diámetro de alambre esencial.

c) Un sistema de identificación satisfactorio.

d) Una técnica y disposición (de radiografiado) aceptable.

(*) Penetrámetro: Indicador de la calidad de imagen radiográfica.

e) Compatibilidad con estándares de aceptación.

Todos los requerimientos referidos a la calidad de las imágenes resultantes deben aplicarse igualmente para rayos X y rayos Gamma. El uso de la inspección radiográfica y la frecuencia de su uso debe ser una opción de la compañía.

La compañía y el contratista radiográfico deberían ponerse de acuerdo en el procedimiento o procedimientos de radiografía a ser usados previamente a la ejecución de las radiografías de producción. La compañía debe solicitar al contratista el demostrar que los procedimientos propuestos producen imágenes aceptables y debe exigir además, que el contratista use dicho(s) procedimiento(s) para la producción de radiografías.

11.1.2 Detalles del procedimiento

11.1.2.1 Generalidades

Los detalles de cada procedimiento radiográfico deben ser registrados. Una copia del registro debe ser suministrada a la compañía para su archivo. El registro puede estar en forma de escrito, de esquema, o ambos. Como mínimo cada procedimiento debe incluir los detalles aplicables listados en 11.1.2.2 y 11.1.2.3.

11.1.2.2 Película radiográfica

Como mínimo, el procedimiento para radiografías con películas debe incluir los siguientes detalles:

a) Fuente de radiación: El tipo de fuente de radiación, el tamaño efectivo de la fuente o punto focal, y el rango de voltaje de los equipos de rayos X.

b) Pantallas intensificadoras: El tipo y ubicación de las pantallas, y, si se usan pantallas de plomo (Pb), su espesor.

c) Película: La marca o tipo de película, o ambos, y el número de placas en el porta-placas o envase de película. Para técnicas de multi-películas, debe especificarse la forma en la cual la película será visualizada. d) Geometría de la exposición: sea la exposición de una pared una imagen (SWE/SWV), doble pared una imagen (DWE/SWV), o doble pared doble imagen (DWE/DWV); la distancia de la fuente o punto focal a la película; las posiciones relativas de la película, soldadura, fuente, penetrámetros y el intervalo o marcas de referencia; y el número de exposiciones requeridas para radiografiar una soldadura completa.

e) Condiciones de exposición: sea miliamperios o curie-minutos, voltaje de los rayos X o el voltaje y amperaje de entrada, y el tiempo de exposición. f) Procesado (Revelado): Sea manual o automático; el tiempo y temperatura de revelado y el tiempo para el baño de parada o enjuague, fijado y lavado; y detalles del secado.

g) Materiales: El tipo y rango de espesores del material para el cual el procedimiento es conveniente.

h) Penetrámetros: Para penetrámetros tipo agujero; el tipo, material, número de identificación y agujero esencial y espesor y material de la laina. Para penetrámetros tipo alambre: el tipo de material, letra de identificación del set ASTM, y diámetro del alambre esencial.

i) Blindaje radioactivo: Material, espesor y distancia desde el lado de la película de blindaje a la superficie de la tubería.

11.1.2.3 Otros medios de imagen

Como mínimo, el procedimiento para radiografía usando un medio de imagen diferente al de las películas debe incluir los siguientes detalles:

a) Fuente de radiación- el tipo de fuente de radiación, el tamaño efectivo de la fuente o punto focal, y el rango de voltaje de los equipos de rayos X.

b) El sistema de colección de imágenes utilizado.

c) El sistema de procesamiento de imágenes utilizado.

d) El sistema de visualización de imágenes utilizado.

e) El sistema de almacenamiento de imágenes utilizado.

f) Geometría de la Exposición: sea que se use la técnica SWE/SWV, DWE/SWV o DWE/DWV (11.1.2.2 (d)); sea una imagen en movimiento o estática; la velocidad de barrido para una imagen en movimiento; la distancia de la fuente o punto focal a la superficie del formador de la imagen; la posición relativa de la superficie del formador de imágenes, soldadura, fuente, penetrámetros y los intervalos o marcas de referencia; la cantidad de magnificación geométrica; la magnificación total usada para la visualización; y el número de imágenes requeridas para la radiografía de una soldadura completa.

g) Condiciones de exposición: sea miliamperios o curie-minuto, voltaje de rayos X o el voltaje y amperaje de entrada, y cuando sea aplicable, el tiempo de exposición.

h) Materiales: El tipo y rango de espesores del material para el cual el procedimiento es conveniente.

i) Penetrámetros: Para penetrámetros tipo agujero; el tipo, material, número de identificación y agujero esencial y espesor y material de la laina. Para penetrámetros tipo alambre: el tipo, material, letra de identificación del set ASTM, y diámetro del alambre esencial.

j) Blindaje radioactivo: Material, espesor y distancia del lado de la película de blindaje a la superficie de la tubería.

11.1.3 Geometría de la exposición

11.1.3.1 Radiografía con película

Cuando una fuente radiográfica está centrada (ubicada en el centro) en la tubería, para la exposición de una soldadura con junta a tope, es adecuada una exposición, para la inspección radiográfica de la unión soldada completa (SWE/SWV). Cuando la fuente radiográfica es colocada fuera (de la tubería), pero a una distancia no mayor de ² pulg (13 mm) de la superficie soldada, al menos tres exposiciones separadas 120º deben ser hechas

para la inspección radiográfica de la soldadura completa (DWE/SWV). Cuando la fuente radiográfica es colocada fuera de la tubería a más de ² pulg (13 mm) de la superficie soldada, al menos cuatro exposiciones separadas 90º deben ser hechas para completar la inspección radiográfica de la soldadura completa (DWE/SWV). Cuando el diámetro exterior de la tubería que contiene la soldadura es 3,5 pulg (88,9 mm) o menos, puede ser usado un procedimiento DWE/DWV. Cuando este procedimiento es usado y el haz de radiación está dispuesto en ángulo (con respecto a la perpendicular al eje de la tubería) de tal forma que la soldadura del lado de la fuente y del lado de la película no se sobreponen en las áreas de la radiografía que se estén evaluando, al menos dos exposiciones separadas a 90º deben ser hechas para completar la inspección radiográfica de la soldadura completa. Cuando las porciones de la soldadura del lado de la fuente y del lado de la película están superpuestas, al menos tres exposiciones separadas 60º deben ser hechas para completar la inspección radiográfica de la soldadura completa.

Cuando se realicen radiografías de tubos de diámetros más pequeños, de espesores de pared más gruesos, exposiciones adicionales deberían ser hechas para minimizar la distorsión de imperfecciones de imágenes en los extremos de las radiografías.

La mínima distancia entre la fuente o punto focal y el lado de la fuente del objeto que sé esta radiografiando debe ser determinado por la siguiente fórmula (usando unidades constantes de medida):

D = St / k

Donde:

D = distancia mínima, en pulgadas, entre la fuente o punto focal y el lado de la fuente del objeto radiografiado. S = medida, en pulgadas, efectiva de la fuente

o punto focal. t = espesor de la soldadura, en pulgadas, incluyendo sobremonta, mas la distancia

entre el lado de la película de la soldadura y la película.k = factor de penumbra geométrica.

Cuando t es determinado para procedimientos SWE/SWV y DWE/SWV, debe usarse los espesores de la pared y su sobremonta de soldadura. Cuando t es determinado para procedimientos DWE/DWV, debe usarse el diámetro exterior de la soldadura (esto es, el diámetro exterior de la tubería más dos veces la altura promedio de la sobremonta de soldadura). Normalmente, k es 0,02 pulg (0,5 mm) para materiales con un espesor igual o menor a 2 pulg (50,8 mm).

La aceptación final de la geometría de la exposición debe estar basada en la habilidad para ver la imagen del penetrámetro prescrito y el agujero o diámetro del alambre esencial. 11.1.3.2 Otros medios de imagen

La aceptación final de la geometría de la exposición debe estar basada en la habilidad para ver la imagen del penetrámetro prescrito y el agujero o diámetro del alambre esencial. Para imágenes en movimiento, la geometría de la exposición debe ser evaluada en la máxima velocidad de barrido a ser usada durante la inspección radiográfica de la soldadura completa. 11.1.4 Tipo de penetrámetros

Los penetrámetros deberán estar conforme a los requerimientos de ASTM E 1025 o de la Figura 21 para penetrámetros tipo agujero, o de ASTM E 747 para penetrámetros tipo alambre. La compañía debe determinar el conjunto de requerimientos a ser usados. Los penetrámetros deben ser hechos de un material que es radiográficamente similar al material que se ha soldado.

11.1.5 Selección de penetrámetros

11.1.5.1 Penetrámetros tipo agujero

El máximo espesor de los penetrámetros tipo agujero a ser usados, basado en el espesor de pared de la tubería o la soldadura, y su número de identificación, son mostrados en la Tabla 5 para penetrámetros ASTM E 1025 y en la Tabla 6 para los penetrámetros de la Figura 21. Si la selección del penetrámetro está basada en el espesor de soldadura, lainas de un material radiográficamente similar al de la tubería y con un espesor equivalente al promedio de la concentración de soldadura deben ser colocadas debajo del penetrámetro. Si la selección del penetrámetro está basado en el espesor de pared de la tubería, no se necesitan usar lainas. A opción del contratista de radiografías, pueden ser usados penetrámetros más delgados que aquellos especificados anteriormente, siempre que la sensibilidad radiográfica requerida sea obtenida.

Las imágenes radiográficas del contorno de penetrámetros tipo agujero, números de identificación del penetrámetro, y agujero esencial, deben aparecer todos claramente. Los agujeros esenciales para ambos penetrámetros, los de ASTM E 1025 y los de la Figura 21, deben ser los agujeros 2T. Para los penetrámetros de la Figura 21, el agujero 2T no necesita ser menor de 1/16 pulg (1,6 mm) en diámetro. 11.1.5.2 Penetrámetros tipo alambre

El diámetro de alambre esencial a ser usado, basado en el espesor de la soldadura, es mostrado en la Tabla 7 para penetrámetros de alambre ASTM E 747. A opción del contratista de radiografías, pueden ser usados penetrámetros de diámetro de alambre más pequeños, siempre que la sensibilidad radiográfica requerida sea obtenida.

Las imágenes radiográficas del número de identificación del penetrámetro tipo alambre y la letra del set ASTM deben aparecer claramente. La imagen del diámetro de alambre esencial debe aparecer claramente transversal a toda el área de interés.

11.1.6 Ubicación de penetrámetros

11.1.6.1 Película

Excepto como se prevé en el ítem c, más abajo, los penetrámetros deben ser colocados en contacto con la tubería.

a) Penetrámetros tipo agujero: Cuando una soldadura completa es radiografiada con una simple exposición usando una fuente dentro de la tubería, deben ser usados al menos cuatro penetrámetros colocados paralelamente a la soldadura y espaciados uniformemente alrededor de la circunferencia. Para procedimientos DWE/DWV, un penetrámetro debe ser ubicado en el lado de la fuente de la tubería y adyacente a la soldadura de manera que su imagen no este superpuesta sobre la imagen de la soldadura. Para procedimientos DWE/SWV o SWE/SWV que requieran múltiples exposiciones para completar la inspección de la soldadura, y donde la longitud de la película a ser interpretada es más larga de 5 pulg (130 mm), dos penetrámetros colocados paralelos a la soldadura y ubicados en el lado de la película deben ser usados. Uno debe estar a 1 pulg (25 mm) del final de la longitud de la película a ser interpretada y el otro debe estar en el centro de película. Cuando la longitud de la película a ser interpretada es 5 pulg (130 mm) o menos, un penetrámetro debe ser ubicado en el lado de la película paralelo a la soldadura y colocado en el centro de la longitud a ser interpretada. Cuando una soldadura reparada es radiografiada, al menos un penetrámetro debe ser ubicado adyacente a cada área reparada.

TABLA 5 - Espesores de tubería versus espesores de penetrámetros ASTM E 1025

Espesor de pared o espesor de soldadura

Máximo espesor de penetrámetro

Número de identificación

Pulgadas Milímetros Pulgadas Milímetros 0 œ 0,250>

0 œ 6,4 > 6,4 œ 9,5 >

0,0125 0,0150

0,32 0,38

12 15 17 20 25 30

0,250 œ 0,375 > 0,375 œ 0,500 > 0,500 œ 0,750 > 0,750 œ 1,000 >1,000 œ 2,000

9,5 œ 12,7 > 12,7 œ 19,1 > 19,1 œ 25,4 > 25,4 œ 50,8

0,0175 0,0200 0,0250 0,0300

0,44 0,51 0,64 0,76

TABLA 6 - Espesores de tubería versus espesores de penetrámetros a

Espesor de soldadura Máximo espesor de penetrámetro

Número de Identificación

Pulgadas Milímetros Pulgadas Milímetros

0 œ 2,50 > 0,250 œ 0,375 > 0,375 œ 0,500 > 0,500 œ 0,625 > 0,625 œ 0,750 > 0,750 œ 0,875 > 0,875 œ 1,000 > 1,000 œ 1,250 > 1,250 œ 1,500 > 1,500 œ 2,000

0 œ 6,4 > 6,4 œ 9,5 > 9,5 œ 12,7 > 12,7 œ 15,9 > 15,9 œ 19,1 > 19,1 œ 22,2 > 22,2 œ 25,4 > 25,4 œ 31,8 > 31,8 œ 38,1 > 38,1 œ 50,8

0,0050 0,0075 0,0100 0,0125 0,0150 0,0175 0,0200 0,0250 0,0300 0,0350

0,13 0,19 0,25 0,32 0,38 0,44 0,51 0,64 0,76 0,89

5 7 10 12 15 17 20 25 30 35

a: ver figura 21. Número de

identificación

NOTAS: 1. 1. T = espesor del penetrámetro; Diámetro A=2T, Diámetro B=T; Diámetro C=4T. 2. 2. El agujero no necesita ser menor a 1/16 pulg (1,6 mm) en diámetro. 3. 3. Los agujeros deben ser redondos y taladrados perpendiculares a la superficie. Los bordes deben estar libres de rebabas pero no deben ser achaflanados.

4. 4. Cada penetrámetro debe tener un número principal de identificación. 5. 5. Las tolerancias para el espesor del penetrámetro y el diámetro del agujero deben ser de ± 10 % o la mitad del espesor incrementado entre los tamaños del penetrámetro, el que sea más pequeño.

FIGURA 21 – Penetrámetro estándar

TABLA 7 - Espesores de tubería versus diámetros de alambres de penetrámetros ASTM E 747

Espesor de pared o espesor de

Diámetro de alambre

soldadura esencial Letra del set ASTM

Pulgadas Milímetros Pulgadas Milímetros

0 œ 2,50 0 œ 6,4 0,008 0,20 A > 0,250 œ 0,375

> 6,4 œ 9,5 0,010 0,25 A o B

> 0,375 œ 0,500 > 9,5 œ 12,7 0,013 0,33 B

> 0,500 œ 0,750

> 12,7 œ 1,91 0,016 0,41 B

> 0,750 œ 1,000

> 19,1 œ 25,4 0,020 0,51 B

> 1,000 œ 2,000

> 25,4 œ 50,8 0,025 0,64 B

b) Penetrámetros tipo alambre: El número y ubicación de los penetrámetros tipo alambre debe ser el mismo que el descrito para los penatrámetros tipo agujero excepto que los alambres deben ser colocados transversalmente a la soldadura y perpendiculares a la longitud de la soldadura.

c) Blindaje radioactivo: Los penetrámetros pueden ser ubicados sobre el blindaje en vez de estar en contacto con la tubería, con tal de que la aceptabilidad de cada colocación de penetrámetro sea demostrada previamente al ensayo de producción.


Para otros medios de imagen diferentes a las películas, la colocación de penetrámetros debe ser similar a los requerimientos de 11.1.6.1. Los penetrámetros pueden ser colocados sobre la superficie de la tubería o mantenidos en posición entre la superficie de

la tubería y el formador de imagen por medio de un arreglo anexado al formador de imágenes o al dispositivo de barrido. La aceptabilidad de tal ubicación del penetrámetro debe ser calificada previamente a la producción de radiografías usando penetrámetros colocados en contacto con la tubería simultáneamente con, y adyacente a, aquellos colocados o ubicados por un arreglo sobre la superficie de la tubería.

11.1.7 Producción de radiografías

Ónicamente radiólogos nivel II y III deben interpretar las imágenes radiográficas de la soldadura de producción. Los radiólogos deben reportar a la compañía todos los defectos observados en las imágenes a menos que la compañía requiera que todas las imperfecciones observadas sean reportadas. Los radiólogos deben indicar si la soldadura cumple o no los requerimientos del capítulo 9. La compañía debe determinar la disposición final de las soldaduras.

11.1.8 Identificación de imágenes

Las imágenes deben estar claramente identificadas mediante el uso de números de plomo, letras de plomo, marcas u otra identificación de manera que la propia soldadura y cualquier imperfección en ella puedan ser rápidamente y certeramente localizadas. La compañía puede especificar el procedimiento de identificación a ser usado. Cuando más de una imagen es usada para inspeccionar una soldadura, deben aparecer marcas de identificación en cada imagen, e imágenes adyacentes deben superponerse. La última marca de referencia de cada final de la imagen debe aparecer en la imagen adyacente apropiada, de forma que se establezca que ninguna parte de la soldadura ha sido omitida.

11.1.9 Almacenaje de películas y otros medios de imagen

11.1.9.1 Películas

Toda película no expuesta debe ser almacenada en un lugar limpio y seco donde las condiciones no afecten adversamente la emulsión. Si algún cuestionamiento surge acerca de las condiciones de las películas no expuestas, las láminas de la parte frontal y trasera de cada paquete o una longitud de película igual a la circunferencia de cada rollo original deben ser procesados de la manera normal sin exposición a la luz o radiación. Si la película procesada muestra niebla, la caja entera o rollo, del cual la película de ensayo se extrajo, debe ser descartada. A menos que ensayos adicionales prueben que la película sobrante en la caja o rollo esté libre de niebla de pre exposiciones que exceda una densidad trasmitida de 0.30 H&D para película de base trasparente ó 0,05 H&D de

densidad reflejada para películas de base opaca.

NOTA: H&D se refiere al método Hurter-Driffield de definir cuantitativamente el ennegrecimiento de la película.


Otros medios de imagen distintos al de las películas deben ser guardados en estricta concordancia con las recomendaciones del fabricante.

11.1.10 Densidad de la película

11.1.10.1 Densidad de la película

Excepto para pequeñas áreas localizadas causadas por configuraciones irregulares de soldadura, la densidad transmitida H&D en el área de interés de las películas de base transparente no debe ser menor que 1,8 ni mayor a 4,0. La densidad reflejada H&D en el área de interés de películas de base opaca no debe ser menor que 0,5 ni mayor a 1,5. Densidades H&D trasmitidas a través de pequeñas áreas localizadas pueden exceder estos límites, sin embargo la mínima densidad no deberá ser menor que 1,5 y la máxima densidad no deberá exceder a 4,2 Las densidades H&D reflejadas no deben ser menores que 0,25 y no deben exceder 1,8.

11.1.10.2 Equipo para visualizar películas

El equipo para visualizar las películas (iluminador o negatoscopio) debe ser del tipo de alta intensidad variable y debe ser capaz de visualizar películas con densidades dentro del rango especificado en 11.1.10.1. Éste debe estar equipado para prevenir que luz proveniente de los alrededores del borde exterior de cada radiografía o a través de porciones de baja densidad de la radiografía interfieran con las interpretaciones.

11.1.10.3 Instalaciones para visualizar las películas

Las instalaciones para la visualización deben ser provistas de luces de fondo suavizadas a una intensidad que no cause problemas de reflexión, sombras o resplandores en la radiografía.

11.1.11 Procesamiento de imágenes

Cuando sea requerido por la compañía, la película u otro medio de imagen debe ser procesada, manipulada, y almacenada de manera que las imágenes sean interpretables al menos tres años después que ellas han sido producidas.

11.1.12 Área de procesamiento de imágenes

El área de procesamiento de imágenes y todos los accesorios deben ser mantenidos limpios en todo momento.

11.1.13 Protección radiológica

Los radiólogos deben ser responsables de la protección y monitoreo de cada persona trabajando con, o cerca de, fuentes radiográficas. La protección y monitoreo deben cumplir con las regulaciones nacionales aplicadas. 11.2 Método de ensayo por partículas magnéticas (MT)

Cuando un ensayo de MT es especificado por la compañía, debe ser establecido un procedimiento escrito detallado para el ensayo de MT que cumpla los requerimientos de ASTM E 709. La compañía y el contratista de END deben estar de acuerdo en el procedimiento o procedimientos de MT previos a la realización del ensayo de producción.

La compañía debe pedir al contratista que demuestre que los procedimientos propuestos producirán resultados aceptables y debe exigir al contratista que use dichos procedimientos para los ensayos de producción.

11.3 Método de ensayo por líquidos penetrantes (PT)

Cuando un ensayo de PT es especificado por la compañía, debe ser establecido un procedimiento escrito detallado para el ensayo de PT que cumpla los requerimientos de ASTM E 165. La compañía y el contratista de END deben estar de acuerdo en el procedimiento o procedimientos de PT previos a la realización del ensayo de producción.

La compañía debe pedir al contratista demostrar que los procedimientos propuestos

producirán resultados aceptables y debe exigir al contratista que use dichos procedimientos para los ensayos de producción.

11.4 Método de ensayo por ultrasonido (UT)


Cuando un ensayo UT es especificado por la compañía para la inspección de soldaduras circunferenciales con junta a tope, nuevas y/o en servicio, se deben aplicar los requerimientos de esta sección. Debe ser establecido y registrarse un procedimiento detallado para el uso de técnicas de ultrasonido individuales. El uso de UT y el alcance de su uso debe ser a opción de la compañía.

La compañía y el contratista de ultrasonido deberían estar de acuerdo en el procedimiento de ultrasonido antes de realizar los ensayos de producción. La compañía debe solicitar al contratista que demuestre que el procedimiento propuesto produce resultados aceptables y precisos y debe exigir al contratista que use dichos procedimientos para los ensayos de producción.

Es aconsejable tomar precauciones cuando este método es aplicado a la inspección de soldaduras en servicio debido a potenciales imperfecciones en el material base y en la superficie que pueden interferir con el uso de la técnica ultrasónica.

Toda superficie a ser barrida ultrasónicamente debe estar en condición descubierta (sin recubrimiento). Para la construcción de nuevos proyectos, el retiro de la capa protectora (revelado longitudinal de tubería) en los extremos de la tubería, necesario para el barrido ultrasónico, debería ser especificado antes que la tubería sea recubierta. Las costuras de las tuberías deberían ser esmeriladas al ras de la superficie de la tubería la distancia necesaria para el examen ultrasónico.

11.4.2 Detalles del procedimiento


Los detalles de cada procedimiento de ultrasonido deben ser registrados. Una copia del registro debe ser suministrada a la compañía para su archivo. Los registros deben estar en forma escrita y de esquemas. Como mínimo, cada procedimiento debe incluir los detalles

aplicables listados en 11.4.2.2.

11.4.2.2 Procedimiento del ensayo de ultrasonido

Como mínimo, el procedimiento para ensayo de ultrasonido debe incluir los siguientes detalles de aplicación específica:

a) Tipo de soldadura a ser ensayada, dimensiones de la preparación de junta y procesos de soldadura.

b) Tipo de material (ejm. tamaño, grado, espesor, proceso de manufactura según especificación API 5L).

c) Preparación / condición de la superficie de barrido. d) Etapa en la cual el examen va a ser realizado.

e) Instrumento / Sistema ultrasónico y transductores (ej. manufactura, tipo, tamaño, etc.).

f) Manual o automático.

g) Acoplante.

h) Técnica de ensayo:

1) ‰ngulos. 2) Frecuencias (MHz). 3) Temperaturas y rangos. 4) Patrones de barrido y velocidades. 5) Datos de referencia y marcas de ubicación (ejm., cara de raíz y

localización

circunferencial).

i) Estándares de Referencia - esquemas detallados mostrando la vista de planta y las dimensiones de la sección transversal a inspeccionar de los bloques estándar de referencia de materiales de producción y todos los reflectores de referencia.

j) Requerimientos de calibración - los intervalos para los cuales la calibración del instrumento o sistema es requerido, la secuencia del arreglo de calibración previo a la inspección de soldadura, incluyendo todos los bloques de calibración estándares a ser usados, los reflectores de sensibilidad de referencia, el ajuste del nivel de sensibilidad de referencia (por ejemplo DAC O TCG), y los intervalos para la verificación de los ajustes de calibración.

k) Nivel de barrido - la sensibilidad ajustada en decibeles (dB) ha de ser agregada a la sensibilidad de referencia por efecto de barrido.

l) Nivel de evaluación - el nivel o altura de los ecos detectados durante el barrido al cual es requerida una evaluación posterior, y el ajuste de sensibilidad a ser hecho antes de la evaluación para la aceptación o rechazo.

m) Registro de resultados- tipo de registro (ejm. esquema, impresión térmica, disco compacto, etc.) y si todas las reflexiones o únicamente las no aceptables serán registradas.

n) Reporte de la examinación ultrasónica- una muestra de reportes de la examinación. 11.4.3 Requerimientos del personal del ensayo ultrasónico

Un personal nivel III en el método de ensayo no destructivo debe desarrollar la técnica de aplicación y preparar y aprobar el procedimiento de ensayo. Ónicamente personal calificado nivel II y III debe calibrar el equipo e interpretar los resultados de los ensayos. Personal nivel II o III en ultrasonido deben realizar los ensayos y evaluar los resultados para los criterios de aceptación o rechazo.

El personal de ensayo de ultrasonido debe realizar los exámenes de acuerdo con procedimientos calificados y aprobados (véase 11.4.4). El personal responsable de los ensayos debe ser capaz de determinar la aceptabilidad de juntas a tope circunferenciales de acuerdo con el criterio de aceptación listado en 9.6.

La compañía tiene la potestad, en cualquier momento, de solicitar al personal que demuestre su capacidad para trabajar con los requerimientos del procedimiento calificado.

11.4.4 Calificación del procedimiento de ensayo

Antes de la aprobación final escrita, la compañía debe solicitar al contratista que demuestre la aplicación del procedimiento y el sistema ultrasónico. Un reporte de la calificación del procedimiento debe ser generado y sus resultados documentados previamente a su uso en soldaduras reales de campo. El proceso de calificación debe ser como sigue:

a) Soldaduras (mínimo dos por procedimiento de soldadura) que contienen defectos e imperfecciones aceptables deben ser preparadas de las muestras del material de la tubería de la producción real, usando el procedimiento de soldadura aprobado.

Pueden ser usadas uniones soldadas de la calificación de soldadores.

b) Deben ser hechas radiografías de las soldaduras y sus resultados documentados.

c) El procedimiento de ultrasonido debe ser aplicado, dentro de los rangos de temperatura detallados y los resultados documentados y comparados con las radiografías.

d) Resultados de las diferencias en la detección deben ser documentados (Diferencias en detectabilidad y resolución entre ultrasonido y radiografía pueden ser anotados). Si es requerido por la compañía, deben ser hechos ensayos destructivos de la muestra de soldadura para descubrir o confirmar los resultados.

e) El uso del procedimiento de ultrasonido en soldaduras de producción debe estar basado en la capacidad del método/técnica/sistema de ultrasonido implementado, para:

1) Ubicarse circunferencialmente.

2) Medir longitud.

3) Determinar la profundidad desde la superficie OD, y

4) Ubicar, axialmente (en la sección transversal de la soldadura), las imperfecciones y defectos en las muestras de ensayo.

Adicionalmente, el procedimiento debe determinar con precisión la aceptabilidad de la soldadura en concordancia con el criterio listado en 9.6 y 11.4.7.

11.4.5 Referencia estándar de sensibilidad API

La sensibilidad del ensayo de ultrasonido manual debe estar basada en un nivel de referencia de dos o tres puntos (ej. Curva de Corrección Distancia Amplitud (DAC) o Curva de Corrección Ganancia Tiempo (TCG)) derivada de una muesca N10 hecha en una muestra de la tubería a ser inspeccionada (véase Figuras 22A y 22B). El punto mas alto de la DAC/TCG no debe ser menor que 80 % de la altura total de la pantalla.

El estándar de referencia debe también ser usado para determinar la velocidad real del haz sónico, ángulo refractado y la distancia recorrida por el sonido en el material de la tubería a ser inspeccionada. Velocidad y ángulos de refracción desconocidos deben ser determinados cuando se van a inspeccionar soldaduras en tuberías de diferente especificación química, espesor de pared, diámetro, o de más de una tubería, fabricante

de rolado o piezado. Esto puede ser determinado usando dos sondas del mismo ángulo y frecuencia con las sondas dirigidas una hacia la otra (véase Figura 22 C). Cuando se observa una diferencia en la velocidad, ángulo nominal o camino del sonido debe hacerse otro estándar de referencia del material de tubería distinto.

Para ensayo de ultrasonido automatizado y cuando es requerido por la compañía para ensayo de ultrasonido manual, deben ser maquinados agujeros de fondo plano en una muestra de la tubería a ser inspeccionada. Esta muestra debe ser usada como reflectores de calibración adicionalmente a la muesca N10 en las superficies interior y exterior. El diámetro de cada agujero de fondo plano debería ser aproximadamente igual al espesor de uno de los pases de soldadura. La superficie plana de reflexión de cada agujero debe ser instalada en el mismo ángulo y posición que los de la preparación de la junta soldada para cada pase de relleno requerido por el procedimiento de soldadura. Adicionalmente, reflectores planares o agujeros de fondo plano deben ser instalados en la posición de la línea central de soldadura con sus superficies de reflexión plana verticales a la soldadura. Todos los reflectores deberían estar espaciados de manera tal que dos no estén dentro de la extensión del ancho del haz de una sonda, simultáneamente.

Para ensayos de otras construcciones diferentes a las nuevas, una muestra de tubería del mismo grado, espesor de pared y diámetro exterior que el de la tubería a ser inspeccionada debe ser usada para hacer el estándar de referencia. Una técnica de transferencia usando sondas del mismo ángulo nominal y frecuencia a ser usado para la inspección debe ser llevada a cabo para determinar la distancia real de paso (salto) total, ángulo refractado real y atenuación en el material a ser inspeccionado (véase Figura 22C).

11.4.6 Ensayo de ultrasonido de material base

Después de completar la junta circunferencial soldada, pero previo a su ensayo ultrasónico, debe realizarse un ensayo del material base con de onda de compresión, en ambos lados de la soldadura (a una distancia mínima = 1,25*X, la más grande distancia de salto superficial a ser usada). Todos los reflectores que interfieran parcial o completamente el haz deben ser anotados (datos de ubicación y distancia del borde de la soldadura) y registrado en el registro de examinación.

11.4.7 Nivel de barrido y evaluación

11.4.7.1 Ensayo de ultrasonido de material base

El ensayo manual de onda de compresión del material base debe ser realizado con el segundo eco de fondo, de la pared, de la referencia estándar (Figura 22 A) ajustado al menos al 80 % del total de la altura de la pantalla.

Los ensayos de ultrasonido automatizados del material base deben ser realizados usando el mismo método de calibración y nivel de evaluación que el usado para la onda de compresión manual, o una técnica diferente si ha demostrado ser igual a, o mejor que, el método manual.

11.4.7.2 Ensayo de ultrasonido manual de soldaduras

El ensayo de ultrasonido manual de soldadura debe ser realizado con una sensibilidad de barrido de la sensibilidad de referencia DAC/TCG más 6 dB como mínimo. Toda indicación que exceda 50 % de la altura en la pantalla de la DAC/TCG, debe ser evaluada.

La sensibilidad de evaluación para ensayo ultrasónico de soldadura manual debería ser de la sensibilidad de referencia DAC/TCG más 6 dB con un nivel de evaluación para toda indicación a 50 % de la altura en la pantalla de la DAC/TCG.

Después que la sensibilidad de referencia, sensibilidad de barrido, la sensibilidad de evaluación y niveles de evaluación han sido establecidos, ellos deben ser calificados, luego incorporados dentro del procedimiento final y en el reporte de calificación final.

Vista de lado del bloque entallado

Vista de extremo

Dimensiones:

Espesor de pared nominal de la tubería Profundidad de la entalla = 10 % T, más o menos 10 % de la profundidad de la entalla 2 pulg (50 mm) mínima longitud 0,125 pulg (3,2 mm) máximo ancho de la entalla 11,35T más 2 pulg (50 mm) mínima longitud 3,1 pulg (80 mm) mínimo ancho 1 pulg (25 mm) mínima longitud de la entalla Radio exterior de la tubería Radio de la entalla interior = R1 menos 0,9T Radio de la entalla exterior = R1 menos 0,10T

FIGURA 22A - Bloque de referencia para UT manual Con el transductor en la Posición A, maximizar (peak up) el eco de la entalla interior y ajustar la amplitud al menos a un 80 % de la altura total de la pantalla. Medir la distancia superficial desde la entalla interior al punto de salida del transductor. La distancia superficial dividida por la medida del espesor de pared es igual a la tangente del ángulo refractado. Coloque los transductores en línea con la entalla exterior, con el segundo transductor ubicado en el doble de la distancia usada para encontrar la entalla interior (Posición B). Verifique que el pico producido por la entalla exterior esté en o cerca de cero en la lectura de la profundidad en el equipo. Esto establecerá que los ajustes del ángulo refractado y de la velocidad son suficientemente exactos.

FIGURA 22B - Estableciendo la distancia, el ángulo refractado y la velocidad

Usando dos transductores de igual ángulo y frecuencia, uno transmitiendo y el otro recibiendo, maximizar (peak up) el eco recibido. Medir la distancia superficial entre los puntos de salida de los transductores. La mitad de la distancia superficial dividida por la medida del espesor de pared es igual a la tangente del ángulo refractado. Sin cambiar los instrumentos ajustados, repetir este proceso en la tubería con velocidad, ángulo refractado y atenuación desconocidas para determinar algunas diferencias.

FIGURA 22C - Procedimiento de transferencia 11.4.7.3 Ensayo de ultrasonido automático de soldaduras

El ensayo de ultrasonido automático de soldaduras debería ser realizado con una sensibilidad de barrido del 80 % de la altura de la pantalla, de la sensibilidad de referencia más 4 dB cuando se use la técnica pulso-eco. La sensibilidad de evaluación debería ser la misma que la sensibilidad de barrido.

Usando la técnica del pulso-eco automatizada, la altura en la pantalla del nivel de evaluación debería ser de 40 % de la altura total de la pantalla.

Otras técnicas automatizadas, reflectores de referencia, sensibilidades de referencia, sensibilidad de barrido, sensibilidad de evaluación y niveles de evaluación pueden ser usadas si han demostrado ser equivalentes a la técnica pulso-eco para la detección y evaluación de imperfecciones de las soldaduras.

11.4.8 Ensayo de ultrasonido de producción

Los técnicos ultrasónicos deben reportar a la compañía todo defecto a menos que la compañía requiera que todas (en el nivel de evaluación y encima de él) las indicaciones observadas sean reportadas. La compañía debe determinar la disposición final de soldadura.

11.4.9 Identificación de las indicaciones reportadas

El reporte de ensayo ultrasónico de las soldaduras inspeccionadas debe incluir el número de la soldadura, ubicación de datos, longitud, profundidad desde la superficie del diámetro exterior y clasificación del defecto (lineal, transversal o volumétrico) de todas las indicaciones reportadas. 1. 12. SOLDADURA AUTOMÁTICA CON ADICIONES DE METAL DE APORTE 2. 12.1 Procesos aceptables

La soldadura automática debe ser realizada usando uno o más de los siguientes procesos:

a) soldadura por arco sumergido (SAW).

b) soldadura por arco con protección de gas (GMAW).

c) soldadura por arco bajo gas protector con electrodo no consumible de tungsteno (GTAW).

d) soldadura por arco con electrodo de núcleo fúndente (FCAW).

e) soldadura por plasma (PAW).

12.2 Calificación del procedimiento

Antes de empezar con la soldadura de producción, debe ser establecida y calificada una especificación detallada del procedimiento para demostrar que con él se pueden hacer soldaduras con adecuadas propiedades mecánicas (como resistencia, ductilidad y dureza) y sanidad. Dos trozos de tubería, junta completa o niples, deben ser unidos siguiendo todos los detalles de la especificación del procedimiento. La calidad de la soldadura debe ser determinada mediante ensayos destructivos y no destructivos y debe cumplir con los requerimientos de 5.6 y del capítulo 9, respectivamente. Estos procedimientos deben ser seguidos excepto cuando un cambio es específicamente autorizado por la compañía, como se tiene en cuenta en 12.5.

12.3 Registro

Los detalles de cada procedimiento calificado deben ser registrados. Este registro debe mostrar los resultados completos de las pruebas de calificación del procedimiento. Deben ser usados formatos similares a los mostrados en las Figuras 1 y 2. Este registro debe mantenerse en tanto el procedimiento esté en uso.

Especificación del procedimiento


La especificación del procedimiento debe incluir toda la información que sea pertinente para montar y mantener la apropiada operación del equipo, como se especifica en 12.4.2.

12.4.2 Información de la especificación

12.4.2.1 Proceso

El proceso específico o la combinación de procesos usados debe ser identificado.

12.4.2.2 Materiales de tubería y accesorios

Los materiales para los cuales se aplican los procedimientos deben ser identificados. La especificación API 5L de tuberías, así como los materiales conforme a las especificaciones aceptables de ASTM, pueden ser agrupados (véase 5.4.2.2), siempre que la prueba de calificación sea hecha en el material con la más alta resistencia mínima a la fluencia especificada en el grupo.

12.4.2.3 Diámetros

El rango de los diámetros exteriores sobre los cuales el procedimiento es aplicable debe ser identificado.

12.4.2.4 Grupo de espesor de pared, número y secuencia de cordones

El rango de espesores de pared sobre los cuales el procedimiento es aplicable debe ser identificado, así como el rango de número de cordones requerido por el espesor y la máquina usada para cada cordón. 12.4.2.5 Diseño de la junta

La especificación debe incluir un dibujo o dibujos de la junta que muestre el tipo de junta (ejm., V o U), el ángulo de bisel, el tamaño del talón y la abertura de raíz. Si se está usando un respaldo, el tipo debe ser designado.


El tamaño y el número de clasificación AWS del metal de aporte, si está disponible, debe ser designado.


La corriente y polaridad deben ser designadas, y el rango de voltaje y amperaje para cada tamaño o tipo de electrodo usado debe ser especificado.

12.4.2.8 Posición

La especificación debe designar soldadura rotada o soldadura fija.

12.4.2.9 Dirección de soldadura

Sólo para soldadura fija, la especificación debe designar si la soldadura se realizará en dirección ascendente o descendente.


El tiempo máximo entre la conclusión del cordón de raíz y el comienzo del segundo cordón, así como el tiempo máximo entre la conclusión del segundo cordón y el comienzo de los otros cordones, deben ser designados. 12.4.2.11 Tipo de dispositivo de alineamiento

La especificación debe designar si el dispositivo de alineamiento es interno o externo o si no se requiere ningún dispositivo.

12.4.2.12 Limpieza

La especificación debe describir la limpieza de la junta final y de interpases requerida.

12.4.2.13 Tratamiento de precalentamiento

Los métodos, el ancho a ser calentado, la mínima temperatura al comienzo de la soldadura, y la mínima temperatura ambiente bajo la cual se requiere un tratamiento de precalentamiento deben ser especificados.

12.4.2.14 Tratamiento de post calentamiento

Los métodos, el ancho a ser calentado, la mínima y la máxima temperatura, el tiempo a temperatura, y los métodos de control de temperatura para un tratamiento de post calentamiento deben ser especificados.


La composición del gas de protección y el rango de caudal de flujo deben ser designados.

12.4.2.16 Fundente protector

El número de clasificación AWS, si está disponible, o el número de marca del fundente de protección deben ser designados. 12.4.2.17 Velocidad de avance

El rango de la velocidad de avance, en pulgadas (milímetros) por minuto, debe ser especificado para cada pase.

12.4.2.18 Otros factores

Otros factores importantes que puedan ser necesarios para la apropiada operación del proceso o que puedan afectar la calidad del trabajo producido deben ser designados. Estos pueden incluir la ubicación y el ángulo del arco para soldadura por arco sumergido, la distancia del tubo de contacto a la pieza de trabajo, y el ancho y la frecuencia de oscilación.

Variables esenciales


Un procedimiento de soldadura debe ser re-establecido como una nueva especificación del procedimiento y debe ser completamente re-calificado cuando alguna de las variables esenciales listadas en 12.5.2 es cambiada. Otros cambios a los listados en 12.5.2 pueden ser hechos en el procedimiento sin la necesidad de recalificación, siempre que la especificación del procedimiento sea revisada para mostrar los cambios.

12.5.2 Cambios que requieren recalificación

12.5.2.1 Proceso de soldadura

Un cambio del proceso de soldadura establecido en la especificación del procedimiento constituye una variable esencial. 12.5.2.2 Material de la tubería

Un cambio en el material de la tubería constituye una variable esencial. Para los propósitos de esta NTP, todos los aceros al carbono deben ser agrupados de la siguiente manera:

a) Resistencia mínima a la fluencia especificada menor o igual a 42000 psi (290 MPa).

b) Resistencia mínima a la fluencia especificada mayor a 42000 psi (290 MPa) pero menor a 65000 psi (448 MPa).

c) Para aceros al carbono con una resistencia mínima a la fluencia especificada mayor o igual a 65000 psi (448 MPa), cada grado debe recibir una prueba de calificación separada.

NOTA: Los grupos especificados en 12.5.2.2 no implican que materiales base o metales de

aporte de diferentes análisis dentro del grupo puedan ser indiscriminadamente sustituidos por un material que fue usado en la prueba de calificación sin consideración de la compatibilidad del material base y los metales de aporte desde el punto de vista las de propiedades metalúrgicas y mecánicas y requerimientos de tratamiento de pre y post calentamiento.

12.5.2.3 Diseño de junta

Un cambio mayor en el diseño de junta (por ejemplo, de ranura en V a ranura en U) o cualquier cambio más allá del rango establecido en la especificación del procedimiento para factores tales como espaciado, talón de raíz y ángulo del bisel constituye una variable esencial.

12.5.2.4 Espesor de pared

Un cambio en el espesor de pared más allá del rango establecido en la especificación del procedimiento constituye una variable esencial. 12.5.2.5 Diámetro de la tubería

Un cambio en el diámetro exterior de la tubería más allá del rango establecido en la especificación del procedimiento constituye una variable esencial.


Los siguientes cambios en el metal de aporte constituyen una variable esencial:

a) Un cambio de un grupo de metal de aporte a otro (véase Tabla 1).

b) Para materiales de tuberías con una resistencia mínima a la fluencia especificada mayor o igual a 65000 psi (448 MPa), un cambio en la clasificación AWS del metal de aporte (véase 5.4.22).

Cambios en el metal de aporte pueden ser hechos dentro de los grupos especificados en 12.5.2.2, ítems a y b. La compatibilidad del material base y el metal de aporte debería ser considerada desde el punto de vista de las propiedades mecánicas.

12.5.2.7 Tamaño del alambre de metal de aporte

Un cambio en el tamaño del alambre de metal de aporte constituye una variable esencial.


Un incremento en el máximo tiempo entre la conclusión del cordón de raíz y el comienzo del segundo cordón constituye una variable esencial.

12.5.2.9 Dirección de soldadura

Un cambio en la dirección de soldadura de vertical ascendente a vertical descendente, o viceversa, constituye una variable esencial. 12.5.2.10 Gas protector y caudal de flujo

Un cambio de un gas protector a otro o de una mezcla de gases a otra constituye una variable esencial. Un incremento o decremento en el rango de caudal de flujo establecido para el gas protector también constituye una variable esencial.

12.5.2.11 Fundente protector

Referido a la Tabla 1, en la nota de pie —a“, para cambios en el fundente protector que constituyen una variable esencial.


Un cambio en el rango de la velocidad de avance constituye una variable esencial.

12.5.2.13 Requerimientos de pre y post calentamiento

Un cambio en los requerimientos de pre y post calentamiento constituye una variable esencial.


Un cambio en las características eléctricas constituye una variable esencial.

12.5.2.15 Diámetro del orificio o composición del gas del orifico

Para soldadura de arco plasma, un cambio en la composición nominal del de gas del orificio o un cambio en el diámetro del orificio. 12.6 Calificación del equipo de soldadura y operadores

Cada unidad de soldadura y cada operador debe ser calificado por la producción de una soldadura aceptable usando el procedimiento calificado de soldadura. La soldadura completa debe ser ensayada por métodos destructivos, métodos no destructivos, o ambos, y debe reunir los requerimientos de 6.4 hasta 6.7. Cada operador debe recibir adecuado entrenamiento en la operación del equipo antes de empezar la soldadura y debe estar minuciosamente familiarizado con el equipo que opera. Unidades de soldadura idénticas, adicional o de reemplazo, pueden ser calificadas por ensayos no destructivos en la producción de soldaduras. Si el procedimiento de soldadura involucra mas de una operación o de un operador, cada operador debe ser calificado en la unidad o unidades de soldadura que serán usadas en la producción de la soldadura.

12.7 Registro de los operadores calificados

Se debe hacer un registro de las pruebas requeridas en 12.6 y de los resultados detallados de cada ensayo. Debería usarse un formato similar al mostrado en la Figura 2 (Este formato debería ser desarrollado para adaptarse a las necesidades de la empresa pero debe ser lo suficientemente detallado para demostrar que la prueba de calificación cumple los requerimientos de este estándar). Se debe mantener una lista de los operadores calificados y de los procedimientos para los cuales han calificado. Un operador puede ser requerido para una re-calificación si alguna duda surge acerca de su competencia.

12.8 Inspección y ensayos de las soldaduras de producción

Las soldaduras de producción deben ser inspeccionadas y ensayadas de acuerdo al capítulo 8.

12.9 Estándares de aceptación para los ensayos no destructivas

Los estándares de aceptación para ensayos no destructivos deben estar de acuerdo con el capítulo 9 o, según la opción de la compañía, el anexo A. 12.10 Reparación y remoción de defectos

La reparación y remoción de defectos debe estar de acuerdo con el capítulo 10.

12.11 Ensayo radiográfico

El ensayo radiográfico debe estar de acuerdo con 11.1.

1. 13. SOLDADURA AUTOMÁTICA SIN ADICIÓN DE METAL DE APORTE 2. 13.1 Procesos aceptables

La soldadura automática sin metal de aporte debe ser hecha usando el proceso de soldadura a tope por chisporroteo.

13.2 Procedimiento de calificación

13.2.1 Procedimiento

Antes de empezar a soldar en producción, se debe establecer y calificar una especificación de procedimiento detallado para demostrar que soldaduras con apropiadas propiedades mecánicas (tales como resistencia, ductilidad y dureza) y sanidad, pueden ser hechas por el procedimiento. Por lo menos dos soldaduras deben ser hechas uniendo trozos de tubería, juntas completas, o por niples y siguiendo todos los detalles de la especificación del procedimiento. La calidad de la soldadura debe ser determinada por ensayos destructivos y no destructivos y debe cumplir con los requerimientos 13.2.3 y 13.9. Estos procedimientos deben seguirse fielmente, excepto donde un cambio es específicamente autorizado por la compañía, de acuerdo con lo estipulado en 13.5. 13.2.2 Radiografía con anterioridad a la prueba mecánica

Cada procedimiento de soldadura calificado debe cumplir los requerimientos establecidos en 13.9 antes de ser sometida a pruebas mecánicas.

13.2.3 Prueba mecánica de uniones soldadas a tope


Las probetas de ensayo deben cortarse de la junta de soldadura como muestran las Figuras 23, 24, y 25. El mínimo número de las probetas y los ensayos a los que serán sometidas es mostrado en la Tabla 8. Estas probetas deben prepararse y ensayarse como lo especifica 13.2.3.2 a 13.2.3.4.

13.2.3.2 Ensayo de tracción

1. 13.2.3.2.1 Preparación 2. 13.2.3.2.2 Método

Las probetas para el ensayo de tracción deben ser preparadas de acuerdo con 5.6.2.1.

Las probetas para el ensayo de tracción deben ser ensayadas de acuerdo con 5.6.2.2.

TABLA 8 - Tipo y número de probetas de ensayo para procedimientos de calificación (solo soldaduras a tope por chisporroteo)

Diámetro Exterior del Número de probetas

Tubo Resistencia a

Rotura con

Entalla Doblado de lado

Total Pulgadas Milímetros la tracción Dos-Pulgadas Estándar

>18-24 > 457-610 4 16 0 4 24 > 24-30 > 610-762 4 24 0 4 32 > 30 > 762 4 32 0 4 40


La resistencia a la tracción de la soldadura, incluyendo la zona de fusión de cada probeta, debe ser mayor o igual a la mínima resistencia a la tracción especificada del material de la tubería pero no necesita ser mayor o igual a la resistencia a la tracción real del material. Si la probeta rompe fuera de la soldadura y zona de fusión (es decir, en el material base de la tubería) y consigue los requerimientos mínimos de resistencia a la tracción de la especificación, la soldadura debe ser aceptada como cumpliendo los requerimientos.

Si la probeta rompe en la soldadura o zona de fusión y el esfuerzo observado es mayor o igual al valor mínimo de resistencia a la tracción especificado del material de la tubería y la soldadura consigue los requerimientos de sanidad 13.2.3.3.3, ésa debe ser aceptada como cumpliendo los requerimientos.

13.2.3.3 Ensayo de rotura por entalla


El número de las probetas para el ensayo de rotura por entalla de dos pulgadas se hará de acuerdo con la Tabla 8 y deben prepararse de acuerdo con la Figura 26. Los lados de la probeta deben ser macro atacados para localizar la línea de fusión. Los lados de la probeta deben muescarse a lo largo de la línea de fusión con una sierra; cada muesca debe ser aproximadamente de 1/8 pulg (3 mm) de profundidad. Además, la soldadura del diámetro interior y exterior debe muescarse a una profundidad no mayor de 1/16 pulg (1,6 mm), medido desde la superficie de soldadura.

13.2.3.3.2 Método

Las probetas deben ensayarse según 5.6.3.2.


Las superficies expuestas de cada probeta de rotura por entalla deben mostrar penetración y fusión completas. Las inclusiones de escoria no deben exceder de 1/8 pulg (3 mm) en longitud o anchura. Debe haber al menos 1/2 pulg (13 mm) de metal de soldadura sano entre inclusiones de escoria adyacentes.

13.2.3.4 Ensayo de doblado de lado


Las probetas de doblado de lado deben ser preparadas según 5.6.5.1.

13.2.3.4.2 Método

Las probetas de doblado de lado deben ser ensayadas según 5.6.5.2.


Las probetas de doblado de lado deben cumplir con los requerimientos según 5.6.4.3.

13.3 Registro

Los detalles de cada procedimiento calificado deben ser registrados sobre un formato, incorporando como mínimo todos los ítems indicados en 13.4. Este registro debe mostrar los resultados completos de los ensayos del procedimiento calificado y debe ser mantenido todo el tiempo en que el procedimiento está en uso.

13.4 Especificación del procedimiento

La especificación del procedimiento debe incluir toda la información que sea pertinente para establecer y mantener una apropiada operación del equipo como se indica en los siguientes ítems:

a) Proceso de soladura. b) Material del tubo.

c) Espesor de pared del tubo y diámetro exterior.

d) Preparación del borde del tubo y del diámetro exterior.

e) Preparación del tubo, incluyendo el amolado de la costura longitudinal del

tubo, si hubiera, y limpieza del borde del tubo para el contacto eléctrico.

f) Posición de soldadura.

g) Requerimientos de precalentamiento.

h) Requerimientos de limpieza e inspección de los contactos.

i) Rango de voltaje de soldadura, el cual debe ser registrado en una cinta

continua de registro.

j) Rango de amperaje de soldadura, el cual debe ser registrado en una cinta


k) Rango de velocidad axial, la cual debe ser registrado en una cinta continua

de registro.

l) Los intervalos de tiempo en el ciclo de soldadura deben identificarse y

registrarse en una cinta continua de registro.

m) Rango de tiempo de presión, el cual deberá ser registrado en una cinta


n) Tiempo de demora antes de la remoción de las grapas.

o) Método para retirar salpicadura interna.

p) Método para retirar salpicadura externa.

q) Los requerimientos para el tratamiento térmico post soldadura, incluyendo

el tiempo de calentamiento, temperatura máxima, tiempo de permanencia, método para determinar la temperatura alrededor de la circunferencia, y la velocidad de enfriamiento.

Variables esenciales


Un procedimiento de soldadura debe ser reestablecido como una nueva especificación de procedimiento y debe ser completamente recalificado cuando alguna de las variables esenciales listadas en 13.5.2 es cambiada. Otros cambios que aquellos mostrados en 13.5.2 pueden ser realizados en el procedimiento sin necesidad de recalificación, siempre que la especificación del procedimiento sea corregida para mostrar los cambios.

13.5.2 Cambios que requieren recalificación

Un cambio en cualquiera de los ítems indicados en la siguiente lista, hasta la letra k, constituye una variable esencial:

a) Material del tubo.

b) Espesor de pared del tubo y diámetro externo.

c) Dimensiones de la preparación del tubo.

d) La posición de la soldadura.

e) Los requerimientos de precalentamiento.

f) Tolerancia del voltaje de soldadura.

g) Tolerancia del amperaje de soldadura.

h) Tolerancia de la velocidad axial.

i) Los intervalos de tiempo en el ciclo de soldadura.

j) Tolerancia de tiempo de presión.

k) Los requerimientos para el tratamiento térmico post soldadura.

13.6 Calificación de equipos y operadores

Cada equipo de soldadura y cada operador debe ser calificado para la producción de una soldadura aceptable empleando un procedimiento de soldadura calificado. La soldadura completa debe ser ensayada por métodos de prueba mecánica y radiográfica, según 13.2. Cada operador debe haber recibido un entrenamiento adecuado en la operación del equipo con anterioridad al inicio de la soldadura y debe estar completamente familiarizado con el equipo que opera.

13.7 Registro y calificación de operadores

Debe hacerse un registro de los ensayos requeridos por 13.6 y de los resultados detallados de cada ensayo. Debería usarse un formato similar al mostrado en la Figura 2. (Este formato debería desarrollarse para adaptarse a las necesidades de la compañía pero debe

ser suficientemente detallado para demostrar que el ensayo de calificación cumple los requerimientos de esta NTP). Una lista de los operadores calificados y los procedimientos para los que son calificados, debe mantenerse. Puede requerirse que un operador sea recalificado si alguna duda surge sobre su competencia.

13.8 Garantía de calidad de la soldadura de producción

13.8.1 Derechos de inspección

La compañía debe tener el derecho de inspeccionar todas las soldaduras por ensayos no destructivos y por remoción de las soldaduras, y sometiéndolas a ensayos metalúrgicos o mecánicas, o ambos. La frecuencia de tales ensayos e inspecciones adicionales deben ser especificadas por la compañía.

13.8.2 Rechazo basado en el registro gráfico

Durante la soldadura automática, el operador debe controlar los parámetros de procedimiento eléctricos y mecánicos de la máquina de soldar sobre un apropiado registro gráfico. Si cualquiera de los parámetros de soldadura se desvían más allá de la tolerancia especificada en la especificación del procedimiento, la soldadura no debe ser aceptada. Si el registro gráfico es encontrado como inaceptable después de que la soldadura se haya completado, la junta debe ser rechazada y removida de la línea. 13.8.3 Rechazo basado en ensayos no destructivos

Cada soldadura de producción debe ser inspeccionada visualmente y mediante radiografía después de remover las salpicaduras y del tratamiento de post calentamiento. Otros ensayos no destructivos pueden también ser requeridos por la compañía. Cada soldadura de producción debe cumplir los requerimientos 13.9.

13.8.4 Rechazo basado en la sobremonta

La altura del refuerzo en el diámetro interior no debe ser mayor de 1/16 pulg (2 mm) por encima del material base. La altura del refuerzo en el diámetro exterior no debe ser mayor de 1/8 pulg (3 mm) por encima del material base.

13.8.5 Rechazo basado en el tratamiento de post calentamiento

Como mínimo, cada soldadura a tope por chisporroteo debe ser calentada después de soldar a una temperatura arriba de Ac3*, seguido por un enfriamiento controlado o por un enfriamiento en aire quieto. El ciclo de tratamiento térmico se documentará usando un registro gráfico, y cualquier desviación más allá de los rangos especificados de tiempo de calentamiento, temperatura máxima, o velocidad de enfriamiento debe ser causa para repetir el tratamiento.

Estándar de aceptación para ensayos no destructivos


Los estándares de aceptación dados en 13.9.2 son aplicables a la determinación del tamaño y tipo de imperfecciones ubicados por radiografía u otro ensayo no destructivo. También pueden ser aplicadas a la inspección visual.

(*)Ac3=Linea de transformación austenítica del acero.

13.9.2 Defectos

ISIs deben ser considerados defectos si cualquier ISI* aislado que excede de 1/8 pulg (3 mm), o la longitud sumada de ISIs en cualesquiera 12 pulg (300 mm) de la longitud de soldadura excede de ² pulg (13 mm).

En soldaduras a tope por chisporroteo, fisuras, fusión incompleta y porosidad detectada por ensayos no destructivos son considerados defectos.

13.10 Reparación y remoción de defectos

13.10.1 Reparaciones permitidas

Las reparaciones siguientes son permisibles:

a) Los defectos superficiales pueden retirarse por amolado, siempre que se conserve el espesor mínimo de pared.

b) Los defectos pueden ser removidos de la soldadura por amolado, rasqueteado, acanalado, o una combinación de estos métodos, seguido por una soldadura de reparación según el capítulo 10.

La reparación por soldadura se permite únicamente por un acuerdo con la compañía.

13.10.2 Reparaciones no permitidas

La reparación de porosidad encontrada en las soldaduras a tope no está permitida; sin embargo, la porosidad en una soldadura reparada con un proceso de soldadura diferente es permitida dentro de los límites definidos en 9.3.8.2 o 9.3.8.3, cualquiera sea aplicable.

(*) ISI: Inclusiones de escoria aisladas. 13.11 Procedimiento radiográfico

Los ensayos de radiografía deben ser según 11.1.

TOPE SUPERIOR DE LA TUBERIA

Rotura por entalla Rotura por entalla Rotura por entalla Rotura por entalla

Tracción Tracción

Doblado de lado Doblado de lado Rotura por entalla Rotura por entalla




Doblado de lado Doblado de lado

Tracción Tracción



NOTA: Todas las probetas de ensayo de rotura por entalla deben estar de acuerdo con la Figura 26.

FIGURA 23 - Ubicación de probetas para procedimiento de calificación de soldaduras a tope por chisporroteo. Diámetro exterior mayor que 18 pulg (457 mm)

y menor o igual a 24 pulg (610 mm)

Corte de la muesca por sierra; la probeta puede ser Aproximadamente 1/8 maquinada o cortada por oxigeno; los bordes deben pulg (3 mm) ser lisos y paralelos

Aproximadamente 1/8 pulg (3 mm) Aproximadamente 9 pulg (230 mm)

Espesor de pared

La muesca transversal noLa sobremonta no debería excederá de 1/16 pulg (1,6 mm)

retirarse de cualquier lado de la en profundidad

probeta

La muesca transversal noexcederá de 1/16 pulg (1,6 mm)en profundidad


FIGURA 26 – Probeta del ensayo de rotura por entalla de 2 pulg 14. ANTECEDENTE

API 1104 Welding of Pipelines and Related Facilities 19th Edition.

ANEXO A

(INFORMATIVO)

EST‰NDARES ALTERNATIVOS DE ACEPTACIÎNPARA CORDONES DE SOLDADURA

CIRCUNFERENCIALES

Generalidades

Los estándares de aceptación dados en el capítulo 9 están basados en criterios empíricos para ejecución y confieren una importancia primordial al tamaño (longitud) de las imperfecciones. Tales criterios han provisto un excelente registro de confiabilidad durante su empleo en servicio por muchos años en líneas de tuberías. El uso del análisis empleando la mecánica de fractura y criterios de —adecuación al servicio“ es un método alternativo para determinar normas de aceptación e incorporar la evaluación del nivel de influencia del tamaño (altura y longitud) de la imperfección. El criterio de —adecuación al servicio“ proporciona tamaños de imperfecciones permisibles más generosos, pero solamente cuando se llevan a cabo ensayos adicionales para la calificación de los procedimientos de soldadura, análisis de esfuerzos y actividades de inspección. Este apéndice presenta el requerimiento mínimo para permitir el uso de normas alternativas de aceptación. Este anexo no evita el uso del capítulo 9 para la determinación de los límites de aceptación de imperfecciones en toda unión soldada ni impone restricción alguna en deformaciones permisibles, dado que esto ha sido cubierto por otros estándares y regulaciones. El uso de este anexo para la evaluación de cada una de las imperfecciones, incluyendo las fisuras circunferenciales, es una alternativa completamente optativa para la compañia.

Usualmente no es práctico calificar los cordones de soldadura individualmente mediante los criterios de aceptación alternativos, después que un defecto ha sido detectado según el capítulo 9, debido a que se hace necesario el empleo de ensayos mecánicos destructivos para establecer el mínimo nivel de tenacidad a la fractura requerido para el procedimiento de soldadura en consideración. Este anexo solamente cubre el análisis de cordones de soldadura circunferenciales entre tubos de igual espesor de pared nominal. Se excluyen de estas recomendaciones: las soldaduras en estaciones de bombas o compresores, los accesorios y válvulas en la línea de tubería principal y las soldaduras de reparación. Uniones soldadas sujetas a deformaciones axiales de más de 0,5 % tampoco están cubiertas por este anexo. Los criterios de aceptación alternativos de este estándar están restringidos a secciones de tubería para las cuales la inspección no destructiva es esencialmente aplicada en cordones de soldadura circunferenciales. Los criterios de adecuación al servicio pueden ser aplicados a cualquier cordón de soldadura circunferencial de líneas de tuberías que no haya sido excluido y que cumpla los requerimientos adicionales de este anexo.

En este anexo, el uso de la frase: —límites de aceptación de imperfecciones“ y otras frases conteniendo la palabra —imperfección“ no implican una condición defectuosa ni la pérdida de la integridad estructural de la unión soldada. Todas las uniones soldadas contienen ciertas características morfológicas descritas como imperfecciones, discontinuidades o defectos. El propósito fundamental de este anexo es establecer, sobre la base de un análisis técnico, el efecto de varios tipos, tamaños y formas de tales imperfecciones sobre la conveniencia de uso de la junta soldada completa para un servicio específico.

NOTA: este anexo contiene solamente valores expresados en unidades: pulgadas -libra; sin embargo, es aceptable realizar evaluaciones con todos los valores expresados en unidades SI.

A.2 REQUERIMIENTOS ADICIONALES PARA ANÁLISIS DE ESFUERZOS

A.2.1 Esfuerzos axiales de diseño

Para usar este anexo, la compañía debe realizar un análisis de esfuerzos que le permita determinar los máximos esfuerzos axiales de diseño para la tubería. El esfuerzo axial total actuando sobre una discontinuidad o imperfección incluye también esfuerzos residuales provenientes del proceso de soldadura, los cuales, en el caso de soldaduras que no hayan sido sometidas a alivio de tensiones, pueden alcanzar el límite de fluencia del material. La suma de los esfuerzos de tracción aplicados y los esfuerzos residuales pueden exceder el límite de fluencia y es más convenientemente expresarlo como un porcentaje de deformación. Para los criterios de aceptación de este anexo se ha empleado un límite elástico para una deformación residual de 0,2 %. La máxima deformación axial a ser usada para una tubería en particular debe ser determinada por análisis de esfuerzos y documentada por la compañía. A.2.2 Esfuerzos cíclicos

A.2.2.1 Análisis

El análisis de esfuerzos cíclicos debe incluir la determinación del espectro de fatiga predicho al cual la tubería estará expuesta a lo largo de su vida de diseño. Este espectro debe incluir, pero no está limitado a, los esfuerzos impuestos por el ensayo hidrostático, esfuerzos de instalación, y donde sea aplicable, esfuerzos térmicos, sísmicos y esfuerzos por hundimiento. El espectro debería consistir de varios niveles de esfuerzos axiales cíclicos y del número de ciclos correspondientes a cada nivel de esfuerzos. Si los niveles de esfuerzos varían de ciclo en ciclo, se debería emplear un método de conteo como el método —rainflow“ para determinar la cuenta de los niveles de esfuerzos cíclicos y número de ciclos.

NOTA: Para ver un ejemplo del método —rainflow“ revise el texto de N. E. Dowling, —Fatigue Failure Predictions for Complicated Stress-Strain Histories“, Journal of Materials, March 1972, Volume 7, Number 1, pp. 71-87.

La severidad del espectro de carga S*, debería ser calculada a partir de la siguiente fórmula:

S∗= Ν1 (∆σ1)3 + Ν2 (∆σ2 )3+ ... Νi (∆σi )3+..... + Νκ(∆σk)3 (A-1)

Donde: S* = severidad del espectro, Ni = número de ciclos en el —i-ésimo“ nivel de esfuerzos cíclicos. ∆σi = rango de esfuerzos cíclicos en kips (libras por pulgada cuadrada)

Subíndice k = número de niveles de esfuerzos cíclicos, Subíndice i = rango de incrementos de 1 a k.

El tamaño permisible de las imperfecciones mostrado en la Figura A-5 es aplicable cuando S* ≤ 4 x 107. Si S* > 4 x 107, este anexo no debe ser usado. A.2.2.2 Efectos del ambiente sobre la fatiga

El crecimiento de las imperfecciones de la soldadura debido a la fatiga es una función de la intensidad de los esfuerzos, el número de ciclos de carga, el tamaño de las imperfecciones y las condiciones ambientales en la punta de la grieta. En ausencia de elementos contaminantes, las grasas, el petróleo u otros hidrocarburos no son considerados más perjudiciales que el aire. Sin embargo, agua, salmuera y soluciones acuosas que contienen CO2 ó H2S pueden incrementar la velocidad de crecimiento de la grieta por fatiga. Es normal que pequeñas cantidades de estos componentes estén presentes en ambientes no corrosivos de tuberías. Cuando la concentración tanto de CO2

como de H2S supera determinados límites históricos observados en tuberías no corrosivas, este anexo no debe ser usado, a menos que exista evidencia que los niveles propuestos de contaminantes no aceleren la velocidad de crecimiento de la grieta por fatiga. El efecto del ambiente en el crecimiento de grietas por fatiga en la superficie exterior de la tubería, en cordones de soldadura circunferenciales, es mitigado normalmente por recubrimientos externos y por protección catódica, y por consiguiente, no limita el uso de este anexo.

A.2.3 Fisuración por carga sostenida

Ciertos ambientes pueden favorecer el crecimiento de imperfecciones en servicio bajo

carga constante o inducir la fragilización del material en las zonas aledañas a la imperfección al punto que otras imperfecciones inactivas se vuelvan críticas. Estos ambientes contienen típicamente H2S pero también pueden contener hidróxidos fuertes, nitratos o carbonatos. Cuando estas sustancias están presentes dentro de la tubería se debe establecer un nivel mínimo de esfuerzos admisibles y este anexo no debe ser usado si los esfuerzos calculados exceden este valor admisible. Con respecto al servicio en condiciones ambientales conteniendo H2S, la definición de tales condiciones debe ser aquellas establecidas en la norma NACE MR0175. Asimismo, se ha comprobado en un pequeño número de casos que la exposición de tuberías a suelos conteniendo carbonatos y nitratos produce corrosión bajo tensión (stress corrosion cracking). La fisuración es normalmente axial y está asociada a esfuerzos circunferenciales más que a esfuerzos axiales. No hay evidencia de fallas de tuberías originadas por corrosión bajo tensión en soldadura circunferencial (girth weld).

La frecuencia y severidad de la corrosión bajo tensión puede ser mitigada por el uso de apropiados recubrimientos y por protección catódica. El uso de este anexo no está excluido cuando se previene la exposición a estos ambientes agresivos mediante recubrimientos adecuadamente seleccionados. A.2.4 Carga dinámica

El análisis de esfuerzos debe incluir consideraciones de carga dinámica potencial en cordones de soldadura circunferenciales, tales como cargas originadas por el cierre de válvulas check. Este anexo no se aplica a soldaduras sometidas a velocidades de

-1

deformación mayores a 10-3 s (que correspondería a una velocidad de aplicación de esfuerzos del orden de 30 kips por pulgada cuadrada por segundo para el acero).

A.3 PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA

A.3.1 Generalidades

Los controles de las variables necesarias para asegurar un nivel aceptable de tenacidad a la fractura en un procedimiento de soldadura son más exigentes que aquellos que se ejecutan cuando no están presentes exigencias mínimas de tenacidad en la unión soldada. La calificación del procedimiento de soldadura empleando este anexo debe estar en concordancia con los capítulos 5 ó 12 de esta NTP, con las siguientes excepciones y requerimientos adicionales:

a) El ensayo CTOD (Crack-tip-opening displacement) debe ser realizado de acuerdo con A.3.3.

b) La probeta para el ensayo de tracción, empleado para calificar el procedimiento de soldadura no debe fallar en la soldadura.

Cualquier cambio en las variables esenciales especificadas a continuación debe requerir recalificación del procedimiento de soldadura:

a) Un cambio en el proceso de soldadura o método de aplicación.

b) Un cambio en el grado del material del tubo, o del fabricante del mismo, o un cambio básico en la composición química o el procesamiento del acero realizado por el fabricante.

c) Un cambio importante en el diseño de la junta (ej. cambiar de una junta tipo U a una tipo V). Cambios menores en el ángulo del bisel o en la posición del canal de la junta (welding groove) no son variables esenciales.

d) Un cambio en la posición de rotada a fija, o viceversa.

e) Un cambio en el espesor de pared nominal calificado superior a ± 0,125 pulgadas.

f) Un cambio en el tamaño o tipo del metal de aporte incluyendo un cambio en el fabricante, así se encuentre el material dentro de una clasificación AWS.

g) Un incremento en el tiempo entre la culminación del pase de raíz y el inicio de la segunda pasada.

h) Un cambio en la dirección (ej. de vertical descendente a vertical ascendente, o viceversa).

i) Un cambio de un gas de protección a otro o de una mezcla de gases a otra mezcla diferente.

j) Un aumento o disminución en el caudal de flujo del gas de protección.

NOTA: Ambos valores, tanto el valor alto como el bajo del caudal de flujo de gas, deben ser establecidos durante el ensayo de calificación del procedimiento de soldadura. Se requerirán ensayos mecánicos completos incluyendo el ensayo CTOD, para ambas condiciones, excepto para el ensayo CTOD de la zona afectada por el calor de la unión, el cual se efectuará para una sola condición de velocidad de flujo de gas.

k) Un cambio en el fundente de protección, incluyendo un cambio en el fabricante, dentro de una clasificación AWS.

l) Un aumento o disminución en el calor de aporte (heat input) de cualquier depósito más allá del rango realmente calificado en el ensayo de calificación del procedimiento de soldadura. El calor de aporte puede ser calculado a partir de la siguiente ecuación:

J = 60VA/S

Donde:

J = calor de aporte (en joules por pulgada), V = voltaje, A = amperaje, S = velocidad de soldeo (en pulgadas por minuto).

NOTA: Ambos valores, tanto el alto como el bajo calor de aporte, deben ser establecidos durante el ensayo de calificación del procedimiento de soldadura. Se requerirán ensayos mecánicos completos incluyendo el ensayo CTOD.

m) Un cambio en el tipo de corriente (AC o DC) o un cambio en la polaridad.

n) Un cambio en los requerimientos para el tratamiento de pre calentamiento.

o) Un cambio en los requerimientos para el tratamiento de post calentamiento,

o la adición u omisión de un requerimiento para el tratamiento post calentamiento.

p) Para procedimientos automáticos, un cambio en el diámetro exterior del tubo.

A.3.2 Ensayo de tenacidad a la fractura

Para usar el criterio alternativo de aceptación de uniones soldadas circunferenciales, la tenacidad a la fractura de la unión soldada debe ser determinada experimentalmente mediante ensayo. El método aplicable para el ensayo de tenacidad a la fractura es el método CTOD. Para los propósitos de este anexo se considerará como aceptable uno de los dos niveles mínimos de tenacidad a la fractura: 0,005 pulg o 0,010 pulg.

Los ensayos CTOD deben ser realizados de acuerdo a la norma BS 7448: Parte 2, que se incluye en este anexo. La probeta de ensayo preferida (B x 2B) debe ser usada. Como se muestra en la Figura A-1, la probeta debería ser orientada de modo que su longitud sea paralela al eje del tubo y su ancho esté en la dirección circunferencial; es decir, que la línea del vértice de la grieta esté orientada en la dirección del espesor. El espesor de la probeta (véase Figura A-2) debería ser igual al espesor del tubo menos la cantidad mínima necesaria de material que ha de ser eliminado por esmerilado para producir una probeta con la sección transversal rectangular de acuerdo a lo prescrito y con un acabado superficial a partir de un segmento curvo del tubo (la sobremonta del cordón de soldadura debe ser removida). La probeta debería ser atacada después de la preparación inicial a fin de revelar el depósito de soldadura y la geometría de la zona afectada por el calor. Para ensayos del metal depositado, el entalle así como el vértice de la fisura generada por fatiga deben ser localizados completamente dentro del depósito; además, para

preparaciones típicas de cordones de soldadura circunferenciales de tuberías, el entalle y el vértice de la grieta deberían estar ubicados dentro de la unión soldada (véase Figura A-3).

Para cada ensayo CTOD en la zona afectada por el calor, se debería llevar a cabo una inspección de microdureza en la probeta misma o en una sección transversal del cupón del cual se extrajo la probeta, en una región inmediata a la probeta (véase Figura A-4). El objetivo de esta inspección es localizar el área de mayor dureza (descartando lecturas aisladas anómalas). Esta área estará localizada normalmente en la región de la zona afectada por el calor inmediatamente adyacente a la línea de fusión en la última pasada. El entalle y el vértice de la fisura por fatiga deberían ser colocados de modo que ellos atraviesen el área de mayor dureza, sin considerar el hecho de que la mayoría del frente de la grieta por fatiga no estará usualmente localizado en la zona afectada por el calor.

Después del ensayo se debería prestar atención especial a los criterios de validez de 12.4.1 de la norma BS 7448: Parte 2; estos criterios tienen que ver con la geometría del frente de la fisura por fatiga. Para este anexo, el valor apropiado de CTOD debe ser δc, δu, o δm. (estos valores son términos mutuamente excluyentes definidos por la norma BS 7448: Parte 2, que describe tres posibles y mutuamente excluyentes resultados del ensayo. El valor de δi [CTOD en la iniciación del crecimiento estable de la grieta] no tiene ningún significado con relación a este anexo y no es necesario que sea medido). Si se emplea el valor δm, se debería tener cuidado al medir el punto de primer alcance de la carga máxima. Se debe considerar un posible efecto de estallido de la fisura al controlar el ensayo si es que se produce una caída repentina de la carga. El reporte del ensayo debe incluir todos los puntos especificados en el capítulo 13 de la norma BS 7448: Parte 2. Se debería prestar particular atención para reportar la posición de la probeta de ensayo en la calificación de la soldadura y para poder distinguir si el valor CTOD reportado representa a δc, δu, o δm. El reporte del ensayo debe incluir también una copia legible de la curva de carga-desplazamiento y un registro de aparición de superficies de fractura; este último requerimiento puede ser satisfecho a través de una fotografía nítida de una o de ambas superficies de fractura o por la conservación de una o las dos superficies de fractura (adecuadamente preservadas e identificadas) para su observación directa.

FIGURA A-1 - Ubicación de las probetas para el ensayo CTOD

FIGURA A-2 - Ubicación de la probeta para el ensayo CTOD respecto a la pared del tubo

NOTAS: 1. 1. Además de todas las otras limitaciones, la altura no debe exceder la mitad del espesor de la pared. 2. 2. Para imperfecciones interactuantes, la longitud y la altura de la imperfección deben ser determinadaspor la Figura A-6.

3. 3. Para las imperfecciones superficiales, la altura permisible de la imperfección, a*, está sujeta a larestricción de la NOTA 1.

4. 4. Para las imperfecciones sub superficiales, la altura permisible de la imperfección, 2a*, está sujeta a larestricción de la NOTA 1.El estado de una imperfección sub superficial es determinado por la Figura A-6, Caso 4.

5. 5. Los límites de longitud de la imperfección se dan en la Tabla A-3.

6. 6. La máxima tensión axial aplicada permitida se puede limitar por otros estándares y regulaciones.

7. 7. Cada una de las curvas considera una deformación residual de 0,002 pulg por pulg.

FIGURA A-5 - Criterio alternativo de aceptación para imperfecciones planas circunferenciales A.3.3 Ensayo CTOD para calificación del procedimiento

El ensayo CTOD para la calificación del procedimiento debe ser llevado a cabo tal como se describe líneas abajo y debe ajustarse a los detalles del ensayo especificados en A.3.2. Para cada procedimiento de soldadura, tanto el depósito de soldadura como la zona afectada por el calor deben ser ensayadas y cada uno de estos ensayos debe satisfacer los requerimientos de tenacidad a la fractura antes de que el criterio de adecuación al servicio pueda ser empleado. Cada ensayo (del depósito de soldadura o zona afectada por el calor) debe consistir al menos de tres probetas validadas y ensayadas a la temperatura de servicio más baja anticipada o incluso debajo de ella.

Las tres probetas deben corresponder a cada una de las posiciones nominales en el cupón de soldadura (localizadas a las 12:00, a las 3:00 y a las 6:00 h, en sentido horario) y deberían ser marcadas de forma clara y permanente para identificar su posición original. Si solamente uno de las tres probetas cae por debajo de los requerimientos de tenacidad de fractura, se podrá ensayar un segundo grupo de tres probetas. Cinco de los seis ensayos validados deben cumplir los requerimientos de tenacidad a la fractura para el ensayo completo (depósito de soldadura o zona afectada por el calor) para que los resultados se consideren exitosos.

La falla de una simple probeta que no cumpla los requerimientos de CTOD requiere el ensayo de un segundo grupo de probetas para el depósito de soldadura o de la zona afectada por el calor; no se requiere volver a ensayar nuevamente aquella zona del cordón cuyos resultados fueron satisfactorios en el primer grupo de probetas. Los ensayos en el depósito de soldadura y en la zona afectada por el calor deben cumplir satisfactoriamente los requerimientos de la tenacidad a la fractura para que el procedimiento de soldadura deba ser calificado de acuerdo a los criterios alternativos de aceptación.

Las probetas que sean maquinadas incorrectamente, que no cumplan con los criterios de curvatura del frente de fisura por fatiga, o que sobre la fractura exhiban substanciales imperfecciones de soldadura adyacentes al frente de la grieta, se consideraran y definirán como probetas invalidadas. Las probetas invalidadas deben ser desechadas y reemplazadas por nuevas probetas sobre la base de un reemplazo uno a uno.

El procedimiento de soldadura puede ser calificado para cumplir un requerimiento mínimo de tenacidad a la fractura de 0,005 pulg ó 0,010 pulg y de esta manera ser considerado aplicable para ser usado con el criterio de aceptación. Un intento fallido de calificación para un mínimo CTOD de 0,010 pulg puede calificar todavía para un nivel CTOD de 0,005 pulg. A.4 CALIFICACIÓN DE SOLDADORES

Los soldadores deben ser calificados de acuerdo al capítulo 6. Para soldadura automática, la unidad de soldadura y cada operador deberán ser calificados de acuerdo a 12.6.

A.5 INSPECCIÓN Y LÍMITES DE ACEPTACIÓN

A.5.1 Imperfecciones planas

La longitud y altura de una imperfección, así como su profundidad bajo la superficie deben ser establecidas a través de adecuadas técnicas de inspección no destructiva, o justificadas de otra forma, antes que se tome alguna decisión de aceptación o rechazo. Las radiografías convencionales, tal como se describen en 11.1, son adecuadas para medir imperfecciones pero es insuficiente para determinar la altura, especialmente en imperfecciones planas tales como grietas, falta de fusión, socavación, y algunos tipos de falta de penetración. Se consideran técnicas aceptables: el empleo de ultrasonido, técnicas de radiografía empleando densitómetros o estándares de referencia visual, técnicas de imagen acústica, limitaciones inherentes de tamaño de imperfecciones debido a la geometría de la junta, o cualquier otra técnica capaz de determinar la altura de las imperfecciones, teniendo en cuenta que la precisión de la técnica haya sido establecida y que cualquier inexactitud potencial sea incluida en la medida realizada; es decir, la determinación de la altura de la imperfección debe ser conservadora.

TABLA A-1 - Límites de aceptación para imperfecciones volumétricas interiores Tipo de imperfección

Altura o ancho Longitud

Porosidada < t/4 o 0,25 pulg < t/4 o 0,25 pulg

Escoria < t/4 o 0,25 pulg 4t Desfonde no reparada t/4 2t

a Limitada a 3 % del área proyectada.

NOTA: Los límites simplificados dados en esta tabla pueden ser aplicados para niveles mínimos de CTOD de 0,005 pulg o 0,010 pulg, pero únicamente dentro de los lineamientos de éste anexo. Alternativamente, la compañía puede elegir tratar estas imperfecciones como imperfecciones planas y usar la Figura A-5. Esta tabla no debe ser usada con las imperfecciones volumétricas conectadas (figura A-6, caso 1) o con las imperfecciones de superficies interactuantes (Figura A-6, Casos 3 y 4), los cuales deben ser evaluados con ayuda de la Figura A-5.

Se acepta el uso de radiografía convencional (véase 11.1) para identificar imperfecciones que luego empleen otros medios para medir la altura de las mismas. Los límites de aceptación de imperfecciones planas circunferenciales se muestran en la Figura A-5. Las imperfecciones planas transversales a la soldadura circuferencial, tales como fisuras transversales, deben ser reparadas o removidas.

A.5.2 Imperfecciones volumétricas

Las imperfecciones volumétricas (tridimensionales) tales como escorias ó porosidades, contenidas en materiales con alta tenacidad a la fractura son mucho menos probables de provocar fallas que las imperfecciones planas, y pueden ser evaluadas empleando el mismo método usado para imperfecciones planas o mediante el método simplificado en la Tabla A-1. Las imperfecciones volumétricas conectadas a la superficie deberán ser tratadas como imperfecciones planas y ser evaluadas de acuerdo al criterio de la Figura A-5.

A.5.3 Quemadura o golpe de arco

La quemadura o golpe puede ocurrir en superficies internas o externas del tubo como resultado de encendidos de arco inadvertidos o inapropiadas conexiones a tierra. Ellas aparecen generalmente como una picadura o cavidad visible a simple vista o como un área densa en la radiografía. La cavidad puede estar rodeada por una zona endurecida que puede presentar una menor tenacidad que la del material base o del depósito de soldadura. Los límites de aceptación para quemaduras de arco que no han sido reparadas se indican en la Tabla A-2 y están basados en la premisa de que la zona afectada por el calor (ZAC) tendrá una tenacidad —nula“ pero que cualquier imperfección plana originada dentro de la ZAC esté embotada en el extremo de la zona. Información substancial indica que la profundidad total de la quemadura de arco, incluyendo la ZAC, es menor que la mitad del ancho de la región quemada.

Quemaduras de arco que contienen grietas visibles a simple vista o a través de

radiografías convencionales no son cubiertas por este anexo y deben ser reparadas o removidas.

A.5.4 Interacción de imperfecciones

Si las imperfecciones adyacentes están lo suficientemente juntas, ellas pueden ser consideradas como una sola imperfección más grande. La Figura A-6 debe ser empleada para determinar si existen o no interacciones. Si ello ocurre, el tamaño de la imperfección efectiva mostrado en la Figura A-6 debe ser calculado y la aceptabilidad de la imperfección efectiva deberá ser evaluada mediante el criterio de aceptación aplicable. Si se indica la necesidad de reparación, cualquier interacción de imperfecciones debe ser reparada de acuerdo con A-8.

A.6 REGISTRO

Un representante de la compañía debe registrar a través de un formato adecuado el tipo, la localización y las dimensiones de todas las imperfecciones aceptadas de acuerdo con este anexo. Este registro debe ser completado con las radiografías u otros registros de ensayos no destructivos realizados a la tubería.

A.7 EJEMPLO

A.7.1 Descripción

Considere un proyecto de tubería de 36 pulgadas de diámetro exterior y 0,812 pulgadas de espesor de pared. El tubo es de un acero API 5L-65. Las soldaduras circunferenciales de campo de tubo a tubo han de ser hechas mediante el proceso GMAW automatizado e inspeccionados 100 % mediante ensayos no destructivos (END). El procedimiento de soldadura ha sido calificado teniendo en cuenta como criterio de aceptación un valor CTOD de 0,010 pulg de acuerdo a este anexo. El análisis de esfuerzos ha permitido estimar la deformación axial máxima aplicada de 0,002 pulg por pulg. Ninguna de las restricciones de A.2.2 a A.2.4. ha sido violada. La compañía ha decidido emplear una técnica END capaz de determinar la altura de las imperfecciones y tiene suficiente documentación para demostrar que las imperfecciones no serán mayores en 0,050 pulgadas que los resultados indicados en el reporte de inspección. La compañía ha elegido aplicar esta técnica END solamente a imperfecciones que no pasan el criterio de aceptación establecido en el capítulo 9 y que emplean radiografía convencional para determinar la conformidad con los criterios de dicho capítulo.

A.7.2 Cálculos y criterio de aceptación

Los pasos para calcular las dimensiones permitidas de imperfecciones planas se muestran en los epígrafes A.7.2.1 hasta A.7.2.9. A.7.2.1 Paso 1

Se ha debido recabar la siguiente información pertinente:

a) El diámetro exterior del tubo, D, es 36 pulgadas. b) El espesor de pared del tubo, t, es 0,812 pulgadas. c) El mínimo CTOD calificado es 0,010 pulgadas. d) La deformación axial máxima aplicada, εa, es 0,002 pulgadas/ pulgada. e) El error permitido para la inspección es de 0,050 pulgadas.

A.7.2.2 Paso 2

Se emplea la Figura A-5 para determinar a*. Para εa = 0,002 pulg y CTOD = 0,010 pulg, resulta un valor a* = 0,36 pulg.

A.7.2.3 Paso 3

Se determina la altura —tentativa“ de la imperfección superficial admisible (aall,s,t) (véase Figura A-5, Nota 3) y la altura enterrada de la imperfección permisible (2a all,b,t ) (véase Figura A-5, Nota 4).

Para imperfecciones superficiales

a all,s,t = a* = 0,36 pulg

Para imperfecciones enterradas: 2a all,b,t = 2a* = 0,72

pulg TABLA A-2 - Límites de aceptación para quemaduras de arco no reparadas

Dimensiones Límite de medidas aceptación

Ancho < t ó 5/16 pulgadas

Longitud (en todas direcciones)

< t ó 5/16 pulgadas

Profundidad (al fondo del cráter) 1/16 pulgada

NOTA: los límites dados en esta tabla se aplican para los valores mínimos de CTOD de 0,005 pulg ó 0,010 pulg, pero solamente dentro de los lineamientos de este anexo.

A.7.2.4 Paso 4

Los tamaños tentativos de imperfección admisibles son

comparados con la Figura A-5, Nota 1, para determinar el

tamaño máximo de imperfección permisible: amax = 0,5t =

0,406 pulg Para imperfecciones superficiales,

aall,s,t ≤amax

por lo tanto, aall,s = aall,s,t = 0,360 pulg Para

imperfecc

iones

internas,

2a all,b,t >

amax por

consiguie

nte, 2a all,b

= amax =

0,406

pulg. A.7.2.5 Paso 5

De acuerdo a la Figura A-5, Nota 5, se consulta la Tabla A-3 para determinar los límites de la longitud de imperfección admisible. Las dimensiones de las imperfecciones relevantes son computadas como sigue: Para a/t = 0,25,

a1 = 0,25t = 0,203 pulg2c1 = 0,4D = 14,4 pulg2c2 = 4t = 3,25 pulg

A.7.2.6 Paso 6

La relación D/t es registrada y comparada para su conformidad con la Tabla A-3, Nota 2,

de la siguiente manera:

D/t = 36/0,812 = 44,3 >

17 Por consiguiente, 2c2 es mantenido invariable.

A.7.2.7 Paso 7

La altura límite a1 para imperfecciones poco profundas, es comparada con el tamaño máximo de imperfección admisible para determinar si las imperfecciones mayores al 25 % del espesor de pared del tubo son permitidas.

Para imperfecciones superficiales, a1 < aall,s 2c 2,s = 2c2 = 3,25 pulg

Para imperfecciones internas:

a1 < 2aall,b

2c2,b = 2c2 = 3,25 pulg

NOTA: Si el tamaño admisible de una imperfección superficial o interna ha sido menor que a1, el valor correspondiente de 2c2 debería ser igual a cero y el valor respectivo de a1 se reduciría al valor de all correspondiente determinado en A.7.2.4.

TABLA A-3 - Límites en la longitud de imperfecciones Relación de altura a

Longitud de imperfección

espesor de pared admisible, 2c

0 < a/t < 0,25 0,4 D 0,25 < a/t < 0,50 4t (véase Nota 2)

0,50 < a/t 0

NOTAS: 1. 1. Los límites dados en esta Tabla se aplican para los valores mínimos de CTOD de 0,005 pulg ó 0,010 pulg, pero solamente dentro del ámbito de este anexo. 2. 2. Este valor es aplicable cuando D/t es mayor que 17. Figura A-7 es aplicable cuando D/t es menor ó igual a 17.

A.7.2.8 Paso 8

Se elabora una tabla de dimensiones de imperfecciones admisibles de acuerdo a la Tabla A-3. La Tabla A-4 representa un ejemplo de dicha tabla, usando las dimensiones admisibles y la notación de este ejemplo.

A.7.2.9 Paso 9

Las dimensiones aceptables para imperfecciones planas son determinadas a partir de las dimensiones admisibles substrayendo la tolerancia de error de la inspección de cada valor de profundidad y altura:

aacc = aall œ [tolerancia de error de la inspección] La Tabla A-5 muestra las dimensiones aceptables para imperfecciones planas

correspondientes a este ejemplo.

A.7.3 Evaluación de imperfecciones

La Tabla A-1 muestra los límites aceptables para porosidad, escoria y quemaduras de arco no reparadas. Como se indica en la nota de la tabla, la compañía podría elegir tratar estas imperfecciones como imperfecciones planas y usar los mismos criterios de aceptación. En este ejemplo la compañía eligió no considerarlos de esa forma y empleó los tamaños determinados en la Tabla A-1. Los criterios de aceptación resultantes están dados en la Tabla A-6. El factor de precisión de la inspección no ha sido incluido en este caso debido a que el tamaño de las imperfecciones admisibles es ya más pequeño que el tamaño de imperfecciones tolerables (desde el punto de vista de tenacidad a la fractura) para imperfecciones planas.

La Tabla A-6 incluye también criterios de aceptación para quemadura de arco determinados a partir de la Tabla A-2.

El inspector se lleva copias de la Tabla A-6 y de la Figura A-6 al lugar de trabajo y lleva a cabo los siguientes pasos para cada imperfección localizada en la placa radiográfica:

a) El inspector determina el tipo de imperfección y longitud a partir de la radiografía.

b) El inspector compara el tipo y longitud con el criterio de aceptación del capítulo 9. Si las imperfecciones son aceptables, no se requerirá la reparación o remoción de las imperfecciones.

c) Si las imperfecciones no cumplen con el criterio de aceptación del capítulo 9, el inspector determina la altura de la imperfección (y la proximidad a la superficie, en el caso de las imperfecciones internas) con el empleo de una técnica auxiliar de inspección. (Si la técnica auxiliar permite medir también la longitud de la imperfección, la compañía puede decidir, en este momento, mejorar la estimación de la longitud de la imperfección).

d) El inspector compara las imperfecciones con la Figura A-6 para determinar si existen interacciones y si las imperfecciones internas nominales podrían ser tratadas como tales o como imperfecciones superficiales. Si existen interacciones e) El inspector compara las dimensiones de las imperfecciones con la Tabla A6 para determinar la aceptación final. Si las imperfecciones son aceptables, no se requerirán reparaciones ni rebajes en el cordón. Pero el empleo de la Tabla A.6 requiere que el tipo, ubicación y las dimensiones de las imperfecciones sean

registradas y archivadas. Si las imperfecciones no son aceptables, entonces será necesario reparar o remover las imperfecciones.

TABLA A-5 - Dimensiones aceptables de imperfecciones planas para el

ejemplo tratado en el anexo Imperfecciones superficiales

Imperfecciones internas

Altura medida Longitud admisible

Altura medida Longitud admisible

(pulg) (pulg) (pulg) (pulg) 0 - 0,153 14,40 0 - 0,153 14,40

0,154 - 0,310 3,25 0,154 - 0,356 3,25 > 0,310 0,00 > 0,356 0,00

TABLA A-6 - Ejemplo de

criterio alternativo de

aceptación Tipo de Rango de alturas Longitud

imperfección (pulg) aceptable (pulg)

Imperfecciones 0 - 0,153 14,400 planas superficiales 0,154 - 0,310 3,250 Imperfecciones 0 - 0,153 14,400 planas internas 0,154 - 0,356 3,250 Porosidada 0,203a 0,203a

Escoria 0,203b 3,250 Desfonde no reparado 0,203b 1,620

Quemadura de arco no reparada 1/16b 5/16c

a Tamaño aceptable para todas las dimensiones b Altura aceptable c Ancho y longitud aceptables

A.8 REPARACIÓN

Cualquier imperfección que no sea aceptable bajo los criterios de este anexo debe ser reparada o removida de acuerdo a los capítulos 9 y 10.

A.9 NOMENCLATURA DEL ANEXO

a = máxima altura de una imperfección superficial o la mitad de la altura de una imperfección enterrada medida en una dirección radial (véase Figura A-8). a* =

tamaño de imperfección de referencia (véase Figura A-5). aacc = tamaño aceptable de imperfección plana = aall œ [error tolerado para la inspección] aall = tamaño de

imperfección admisible. amax= tamaño máximo de imperfección admisible ae = tamaño de imperfección efectiva (véase Figura A-6). ab = tamaño de imperfección interna. as = tamaño de imperfección superficial. at = tamaño de imperfección tentativo a1 = altura límite de imperfección poco profunda o sub superficial. B = espesor de la probeta CTOD. 2c1 = longitud máxima de imperfección poco profunda o sub superficial. 2c2 = longitud máxima de imperfección profunda. D = diámetro exterior de tubo. d = profundidad de una imperfección interna bajo la superficie libre más cercana (véase

Figuras A-6 y A-8). J = calor de aporte (heat input). S* = severidad del espectro de fatiga t = espesor de pared nominal del tubo. δ = desplazamiento de la apertura del borde de la fisura (Crack-tip opening

displacement —CTOD“), en pulgadas δc = CTOD en cualquier condición de fractura inestable o estallido de fisura sin evidencia de un crecimiento lento de la grieta. δu = CTOD en cualquier condición de fractura inestable o estallido de fisura con evidencia de crecimiento lento de la fisura. δm = CTOD cuando se alcanza por primera vez a carga máxima.

FIGURA A-8 - Nomenclatura para dimensiones de imperfecciones superficiales y internas

ANEXO B (INFORMATIVO)

SOLDADURAS EN SERVICIO

GENERALIDADES

Este anexo cubre las prácticas de soldadura recomendadas para realizar reparaciones o instalar accesorios en líneas o sistemas de tuberías que están en servicio. Para propósitos de este anexo, las líneas en servicio y sistemas de tuberías son definidas como aquellas que contienen petróleo crudo, productos de petróleo o gases combustibles que pueden ser presurizados y/o conducidos. Este anexo no cubre líneas y sistemas de tuberías que han sido completamente aisladas y sacadas de servicio o no han sido puestas en servicio.

Hay dos puntos básicos sobre soldadura de tuberías en servicio. El primer punto es acerca de evitar —falla por desfonde“, donde el arco de soldadura causa rajadura en la pared de la tubería. El segundo punto es la fisuración por hidrógeno, donde las soldaduras en servicio han sido hechas con una velocidad de enfriamiento rápida como resultado del flujo contenido que ayuda a la evacuación de calor por la pared de la tubería.

La falla por desfonde es poco probable si el espesor de pared es de 0,25 pulg (6,4 mm) o mayor, empleando electrodos de bajo hidrógeno (tipo EXX18) y prácticas de soldadura normales. La soldadura de líneas de servicio en espesores de pared más delgados es posible y es considerada como rutina por muchas compañías; sin embargo, precauciones especiales, tales como el uso de procedimientos que limitan el calor de aporte, son frecuentemente especificados.

Para que ocurra la fisuración por hidrógeno deben cumplirse tres condiciones simultáneamente. Estas condiciones son: hidrógeno en la soldadura, el desarrollo de una estructura susceptible a la fisuración y esfuerzos de tracción actuando en la soldadura. Para prevenir la fisuración por hidrogeno, al menos una de estas tres condiciones necesarias para su ocurrencia debe ser eliminada o minimizada. En soldaduras hechas sobre líneas en servicio, se han logrado resultados exitosos usando electrodos o procesos de bajo hidrógeno y como bajos niveles de hidrógeno no pueden siempre ser garantizados, se usan procedimientos que minimicen la formación de microestructuras susceptibles a la fisuración. El procedimiento más común usa un suficientemente alto nivel de calor de aporte para superar el efecto de la disipación. Muchos métodos para predecir el calor de aporte han sido hechos, incluyendo un modelo computarizado de análisis térmico1. Aunque estos u otros métodos probados sean usados en la predicción del calor de aporte requerido para una

aplicación de soldadura en servicio dada, estos no son un sustituto de la calificación de procedimiento (apartado B.2). El

precalentamiento, donde sea aplicable, y/o el uso de una secuencia de deposición de pases, puede también reducir el riesgo de una

fisuración por hidrógeno. Para algunas condiciones de operación de líneas, la facilidad para evacuar calor por la pared de la tubería

obliga a realizar dificultosos precalentamientos. Ejemplos de típicas secuencias de deposición de pases son mostrados.

En la Figura B-1. Para minimizar el esfuerzo actuante en la soldadura, debería también darse una apropiada disposición para minimizar la concentración de esfuerzos en la raíz de la soldadura.

Soldadura de ramal Soldadura de cubierta metalica

NOTAS: 1. 1. Una capa de metal de soldadura, —enmantequillado“, es depositado primero usando cordones rectos. 2. 2. Mayores niveles de calor de aporte son usados para los siguientes pases, los cuales refinarán y recocerán la ZAC de la primera capa.

FIGURA B-1 - Ejemplo de secuencia típica de deposición de cordones

La aplicación exitosa de soldadura en servicio debe lograr un balance entre seguridad por un lado y prevención de propiedades de materiales no satisfactorios por el otro. Por ejemplo, si la pared de la tubería es delgada (menor que 0,250 pulg (6,4 mm)), puede ser necesario limitar el calor aportado para minimizar el riesgo de falla por desfonde; sin embargo un bajo nivel de calor de aporte puede ser insuficiente para superar la evacuación de calor por parte de la pared de la tubería resultando en una excesiva velocidad de enfriamiento con los consecuentes riesgos de fragilización por hidrógeno. Luego un compromiso debe ser alcanzado. Cuando el máximo calor aportado admisible para evitar falla por desfonde es insuficiente para proveer una adecuada protección contra fisuración

1—Investigation and Prediction of Cooling Rates During Pipeline Maintenance Welding, and User´s Manual for Battelle´s Hot Tap Thermal-Analysis Models,“ API Order No. D12750“ por hidrógeno, precauciones alternativas (como una secuencia de deposición de pases) deben ser usados.

La mayoría de este anexo previene la fisuración por hidrógeno en soldaduras de servicio. Si el espesor de pared de la tubería es menor que 0,250 pulg (6,4 mm), el riesgo de falla por desfonde debería ser considerado. El modelo computarizado de análisis térmico previamente mencionado u otro método preventivo debería ser usado para determinar el límite de calor aportado para determinada aplicación. Consideraciones adicionales deberían también ser dadas para soldaduras en servicio en líneas y sistemas de tuberías que contienen productos que pueden llegar a ser explosivamente inestables después de la aplicación de calor, o que contengan productos que afectarían el material de la tubería por proporcionar susceptibilidad a ignición, corrosión bajo tensión, o fragilización. Guías adicionales pueden ser encontradas en la práctica recomendada API 2201.

Los requerimientos para soldadura de filete en el cuerpo principal del estándar API 1104 deberían ser aplicados en soldaduras de servicio que hagan contacto con los soportes transportadores de tubería, excepto para los requerimientos alternativos/adicionales especificados abajo.

B.2 CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA EN SERVICIO

Los requerimientos de los procesos de soldadura de filete del capítulo 5 deberían ser aplicados a soldaduras en servicio, excepto para los requerimientos

alternativos/adicionales especificados abajo.

B.2.1 Especificación de procedimiento

B.2.1.1 Información de la especificación

B.2.1.1.1 Materiales de tuberías y accesorios

Para soldaduras en servicio, el carbono equivalente del material2 para el cual el procedimiento se aplica debería ser identificado incluyendo la mínima resistencia a la fluencia especificada. Los niveles de carbón equivalente pueden agruparse.

2 CEIIW = %C + %Mn/6 + (%Cu + %Ni)/15 + (%Cr + %Mo + %V)/5. B.2.1.1.2 Condiciones de operación de tubería en línea

Para soldaduras en servicio, las condiciones de operación de las líneas (los contenidos de la tubería, velocidad de flujo, etc.) para el cual el procedimiento aplica deberían ser identificados. Las condiciones pueden agruparse.

B.2.1.1.3 Rango de calor de aporte

Para procedimientos destinados a superar el efecto del flujo de los contenidos usando un alto nivel de calor de aporte3 (procedimientos de control del calor aportado), el rango requerido de calor de aporte debería ser especificado.

B.2.1.1.4 Secuencia del depósito de cordones de soldadura

Para procedimientos destinados a superar el efecto del flujo de los contenidos empleando una secuencia de deposición de cordones de soldadura (procedimientos de cordones), los requerimientos de la secuencia de los cordones de soldadura deberían ser especificados.

B.2.2 Variables esenciales

B.2.2.1 Cambios que requieren recalificación

B.2.2.1.1 Materiales de tuberías y accesorios

Para soldaduras de filete en servicio, la mínima resistencia a la fluencia especificada no es una variable esencial.

3 Calor Aportado (kJ/pulg) = (Amperios x Voltios x 60) / (Velocidad de soldadura [pulg/min] x 1000) ó Calor de aporte (kJ/mm) = (Amperios x Voltios) / (Velocidad de soldadura [mm/seg] x 1000). B.2.2.1.2 Condiciones de operación en línea de tubería

Para soldaduras en servicio, un aumento en la severidad de las condiciones de operación de la tubería en línea (desde el punto de vista de la velocidad de enfriamiento de la soldadura) sobre el grupo calificado constituye un variable esencial.

B.2.2.1.3 Espesor de pared de la tubería

Para soldaduras de servicio en filete, el espesor de pared de la tubería no es una variable esencial.

B.2.2.1.4 Secuencia del depósito de cordones de soldadura

Un cambio en la secuencia del depósito de soldadura constituye una variable esencial.

B.2.3 Soldaduras de juntas de ensayo

Los requerimientos del apartado 5.7 para las soldaduras de ramal y de cubiertas metálicas son apropiados para las soldaduras en servicio. Las condiciones de operación de las tuberías en línea que afectan la capacidad del flujo contenido para remover el calor de la pared de la tubería debería simularse mientras son ensayadas las uniones.

NOTA: Llenando la sección de prueba con agua y permitiendo un flujo de agua a través de la sección a prueba mientras el ensayo de la junta está siendo hecha ha mostrado condiciones

equivalentes térmicas o más severas que cualquier aplicación de soldadura típica en servicio (véase Figura B-2). Los procedimientos calificados bajo estas condiciones son, por lo tanto, apropiados para cualquier servicio de aplicación típica. Los otros medios (ej., petróleo) pueden ser empleados para simular condiciones térmicas menos severas.

B.2.4 PRUEBA DE UNIONES SOLDADAS

B.2.4.1 Preparación

Los requerimientos del apartado 5.8 son apropiados para soldaduras en servicio, excepto cuando las probetas de ensayo deberían ser cortadas de las uniones en las ubicaciones mostradas en la Figura B-3 y el mínimo número de probetas y los ensayos a las que ellas han de ser sometidas se muestran en la Tabla B-1.

B.2.4.2 Soldaduras de costura longitudinal

Las soldaduras de costuras longitudinales de cubierta metálica completa deberían probarse según el apartado 5.6. El material de respaldo, si se usa, debería ser removido y las probetas pueden ser acondicionados a la temperatura ambiente antes de ensayar.

B.2.4.3 Soldaduras de ramal y cubierta metálica

Las soldaduras de ramal y cubierta metálica deberían probarse en conformidad con el apartado 5.8, a excepción de ensayos de probetas adicionales indicados en el apartado B.2.4.1.

B.2.4.4 Ensayo de macrografías de soldaduras de ramal y cubierta metálica

B.2.4.4.1 Preparación

Las macrografías de las probetas de ensayo (véase Figura B-4) deberían ser por lo menos 1/2 pulg (13 mm) de ancho. Pueden ser cortados por mecanizado o corte por oxigeno, a sobre medida, y luego mecanizados por un proceso no térmico para remover por lo menos 1/4 pulg (6 mm) del lado(s) que será preparado. Para cada macrografía de la probeta de ensayo, por lo menos una cara deberá acabarse a por lo menos 600 grit* y ser atacado con un reactivo apropiado, tal como persulfato de amonio o ácido hidroclórico diluido, para dar una clara definición de la estructura de soldadura.

B.2.4.4.2 Examen visual

La sección transversal de la soldadura será visualmente examinada con la luz suficiente para que dé a conocer los detalles de la integridad de la soldadura. El uso de dispositivos ópticos o de tintes penetrantes no es necesario.

(*) 600 grit: partículas abrasivas menores a 1/600 pulg. B.2.4.4.3 Ensayo de dureza

Dos de las cuatro probetas de ensayo de macrografía deberían ser preparados para ensayos de dureza según ASTM E92. Un mínimo de cinco indentaciones debería hacerse usando un indentador Vickers y una carga de 10-kg en la zona afectada por el calor(ZAC) del pie de soldadura de cada espécimen.

B.2.4.4.4 Requerimientos

Un examen visual de la sección de transversal de la soldadura debería mostrar fusión completa en la raíz y estar libre de fisuras. El depósito de soldadura debería tener longitudes de la pierna de soldadura por lo menos igual a las longitudes especificadas en el procedimiento de calificación y no debería desviarse en la concavidad o convexidad por más de 1/16 pulg (1,6 mm). La profundidad de la socavación no debería exceder 1/32 pulg (0,8 mm) o 12 1/2 % del espesor de pared de la tubería, cualquiera sea menor. Los procedimientos que producen dureza en la ZAC mayores de 350 HV deberían evaluarse con relación al riesgo de fisuración por hidrógeno.

B.2.4.5 Ensayo de doblado de cara en soldaduras de ramal y cubierta metálica

B.2.4.5.1 Preparación

Las probetas de doblado (véase Figura B-5) deberían ser aproximadamente de 9 pulg (230 mm) de largo y de 1 pulg (25 mm) de ancho. Pueden ser cortados mediante mecanizado, o por corte por oxigeno sobredimensionado y mecanizado por un proceso no-térmico para remover al menos 1/8 pulg (3 mm) de cada lado. Los lados deberían ser lisos y paralelos, y los bordes largos redondeados. Los ramales, cubiertas metálicas y los refuerzos deberían ser removidos a ras de la superficie, pero no debajo de la superficie la probeta de ensayo. Cualquier socavación no debería removerse.

NOTA: En lugar de tomar las probetas para el doblado de cara separadas, la porción sobrante del ensayo de rotura por entalla pueden usarse.

B.2.4.5.2 Método

Las probetas de doblado de cara no deberían ensayarse antes de 24 horas después de la soldadura. Las probetas de doblado de cara deberían doblarse en una curva orientada parecida a la mostrada en la Figura 9. Cada espécimen debería colocarse con el ancho de la soldadura en el medio. La cara de la soldadura debería ponerse hacia la abertura de la matriz. El punzón debería forzarse dentro de la abertura hasta que la curvatura del espécimen sea aproximadamente en forma de U.

B.2.4.5.3 Requerimiento

El ensayo de doblado de cara debería considerarse aceptable si, después del doblado, no presentan fisuras u otras imperfecciones que excedan a 1/8 pulg (3 mm) o la mitad del espesor nominal de pared (el que sea menor), en cualquier dirección en el metal de soldadura o en la zona afectada por el calor. Las grietas que se originan en el radio exterior a lo largo de los lados de la probeta durante el ensayo y que son menores que ³ pulg (6 mm), medidos en cualquier dirección, no deberían ser considerados a menos que sean observadas imperfecciones evidentes.

B.3 CALIFICACIÓN EN SERVICIO DE SOLDADORES

Para soldadura en servicio, el soldador debería estar calificado para aplicar el procedimiento específico que esta siendo usado de acuerdo a los requerimientos del apartado 6.2, excepto para los requerimientos alternativos o adicionales especificados abajo.

B.3.1 Soldadura del cupón de ensayo

Para soldadura en-servicio, las condiciones de operación de las tuberías que afectan la capacidad del flujo contenido para remover el calor de la pared de la tubería deberían ser simuladas mientras las juntas de ensayo están siendo hechas.

NOTA: Llenar la sección del cupón con agua y permitir que el agua fluya a través de ella mientras la junta esta siendo hecha permite producir las condiciones térmicas equivalentes a una típica o una más severa aplicación de soldadura en servicio (véase Figura B-2). Los soldadores calificados bajo estas condiciones están también calificados para cualquier aplicación típica en servicio. Se puede utilizar otro medio ( p. ej. aceite de motor) para simular condiciones térmicas menos severas.

Para procedimientos de control del calor aportado, el soldador debería ser capaz de demostrar habilidad para mantener un nivel de calor aportado dentro del rango

especificado. Para procedimientos de cordones revenidos, el soldador debería ser capaz de demostrar un apropiado posicionamiento del cordón.

B3.2 Ensayos de la soldadura

La soldadura debe ser ensayada y considerada como aceptable si reúne los requerimientos de 6.4 y 6.5.

B3.3 Registro

Se debe identificar las condiciones de operación de la línea de tuberías (contenido de la tubería, flujo, etc.) para las cuales es calificado el soldador. Las condiciones pueden ser agrupadas.

PRÁCTICAS SUGERIDAS DE SOLDADURA EN SERVICIO

Los requerimientos para soldadura de producción del capítulo 7 deberían ser aplicados a las soldaduras en servicio, excepto para los requerimientos alternativos/adicionales especificados abajo.

Antes de soldar en una línea de tuberías en servicio o en un sistema de tuberías, los soldadores deberían considerar aspectos que afecten la seguridad, tales como la presión de operación, las condiciones de flujo y el espesor de pared en la zona de soldadura. Las áreas a ser soldadas deberían ser inspeccionadas para asegurar que no hay imperfecciones y el espesor de pared es el adecuado. Todos los soldadores que realicen trabajos de reparación deberían estar familiarizados con las precauciones de seguridad asociadas con el corte y soldadura de tuberías que contengan o hayan contenido petróleo crudo, productos del petróleo o gases combustibles. Una guía adicional se puede encontrar en el documento Prácticas Recomendadas API 2201.

B4.1 Alineamiento

B.4.1.1 Montaje

Para soldaduras de cubierta metálica y soporte, la abertura entre la cubierta metálica o el soporte y la tubería de transporte no debería ser excesiva. Los dispositivos de alineamiento deberían ser usados para obtener un apropiado montaje. Cuando sea necesario, el metal de soldadura acumulado en la tubería de transporte puede ser utilizado para minimizar la abertura.

Soldadura de cubierta metálica Soldadura de ramal

NOTA: T = tracción; RB = doblado de raíz, FB = doblado de cara; NB = rotura por entalla; SB = doblado de lado; MT = ensayo de macrografía.

FIGURA B-3 - Ubicación de las probetas de ensayo - ensayo de calificación deprocedimiento de soldaduras en servicio

Remover hasta la superficie

Espesor de (véase Nota 2) Espesor pared de pared

SOLDADURA DE RAMAL SOLDADURA DE CUBIERTA METÁLICA Probeta de ensayo (véase Nota 3)

Véase Nota 1

Aproximadamente 1pulg (25 mm)

Aprox. 9 pulg (230 mm)

Máx. R de todos los

RAMALES / CUBIERTA METÁLICA bordes 1/8 pulg (3 mm) REMOVIDAS

NOTAS: 1. 1. Las probetas de ensayo pueden ser cortadas por mecanizado o corte por oxigeno sobredimensionado y mecanizadas (véase B.2.4.5.1). 2. 2. Los refuerzos en ramales y cubiertas metálicas deberían ser removidos de la superficie del espécimen de ensayo. Los ensayos de los ramales soldados son mostrados en la dirección axial; probetas en otra dirección son curvadas. Las probetas de ensayo no deberían ser aplanadas antes del ensayo. 3. 3. Cuando el espesor del ensayo es mayor que 0,500 pulg (12,7 mm), pueden ser reducidos a 0,500 pulg (12,7 mm) por maquinado de la cara interior. 4. 4. En el caso de tomar un espécimen separado para el ensayo de doblado de cara, la porción restante del ensayo por entalla puede ser usado.

FIGURA B-5 - Probeta de ensayo de doblado de cara

B.4.1.2 Abertura de raíz – soldaduras costura longitudinal

Para soldaduras longitudinales a tope de cubierta metálica completa, cuando se requiere un 100 % de penetración, la abertura de raíz (el espacio entre los bordes) debería ser la suficiente. Estas juntas deberían ser montadas con un anillo de soporte de acero ordinario o una cinta adecuada para prevenir penetración de la soldadura dentro de la tubería de transporte.

NOTA: La penetración de la soldadura a tope longitudinal dentro de la tubería de transporte es indeseable ya que cualquier fisura que pudiera desarrollarse es expuesta al esfuerzo circunferencial de la tubería de transporte.

B.4.2 Secuencia de soldadura

Secuencias de soldadura sugeridas para cubierta metálica y ramal son mostradas en la Figura B-6 a la B-11.

B.5 INSPECCIÓN Y ENSAYO DE SOLDADURAS EN SERVICIO

Los requerimientos para inspección y ensayo del capítulo 8 deberían ser aplicados a las soldaduras en servicio, excepto para los requerimientos alternativos/adicionales especificados abajo.

Dado que las soldaduras en servicio en contacto con la tubería de transporte son particularmente susceptibles a fisuración diferida por hidrógeno o bajo el cordón, debería utilizarse un método de inspección capaz de detectar estas fisuras, particularmente en la garganta de la soldadura de la tubería de transporte.

NOTA: Los ensayos de partículas magnéticas, ensayo de ultrasonido, o una combinación de ambos, usando procedimientos debidamente desarrollados, calificados y aprobados, tienen que mostrar ser efectivos detectando fisuras por hidrógeno en la garganta de las soldaduras de cubierta metálica, soporte y ramal sobre la tubería de transporte.

B.6 ESTÁNDARES DE ACEPTABILIDAD: ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (INCLUIDA LA INSPECCIÓN VISUAL)

Los ensayos de aceptabilidad del capítulo 9 para imperfecciones localizadas por ensayos no destructivos deberían aplicarse a las soldaduras en servicio.

B.7 REPARACIÓN Y REMOCIÓN DE DEFECTOS

Los requerimientos del capítulo 10 para la reparación y remoción de defectos deberían aplicarse en las soldaduras en servicio. Debería tenerse cuidado durante la remoción de defectos para asegurar que el espesor de pared no se ha reducido a un espesor menor al aceptable para la presión de operación de la tubería transportadora.

NOTA: Esta es la secuencia de soldadura sugerida; se pueden seguir otras a decisión de la compañía.

FIGURA B-7 - Soporte de refuerzo

Diseño alternativo

NOTA: Esta es la secuencia de soldadura sugerida; a decisión de la compañía se pueden seguir otras y las soldaduras circunferenciales 3 y 4 no necesitan ser hechas.

FIGURA B-8 - Cubierta completa NOTAS: 1. 1. Ésta es la secuencia de soldadura sugerida; se pueden seguir otras a decisión de la compañía. 2. 2. En operación, la conexión está a la presión de la línea de tuberías.

FIGURA B-9 - Cubierta metálica envolvente en forma de T

Diseño alternativo

NOTA: Esta es la secuencia de soldadura sugerida; a decisión de la compañía se pueden seguir otras y las soldaduras circunferenciales 3 y 4 no necesitan ser hechas.

FIGURA B-10 - Cubierta metálica y soporte envolvente

api 1104 norma peruana

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