especializacion en estudios de soldabilidad

Especialización en Estudios de soldabilidadEnsayos acreditados y pruebas de fabricación

Director Servicios TecnológicosRicardo Alvarez

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áreas I+D

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￭ FABRICACION A MEDIDA DE BLOQUES DE CALIBRACION PARA END.

Especialización en soldadura

Fabricación de bloques de demostración para TOFD: ASME V Apéndice IX-435Fabricación de bloques de cualificación para operadores TOFD: ASME V Apéndice L-470Soldadura con procesos automáticos y/o robotizados: soldadura de cupones con geometrías complejas y restauraciones de claddingGeneración de defectos planos tipo entalla de espesor 0.3 mm

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Pruebas de soldadura/PQR/Bloques calibracion TOFD

Referencias de >30 bloques a mayo 2015

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Bloques Calibracion TOFD

INTRO: -END: Métodos de evaluación se aplicados en piezas o equipos soldados de cierta responsabilidad, pretendiendo identificar posibles defectos en sus uniones soldadas y cuantifícalos para analizar si son o no aceptables.

-En recipientes a presión para la industria petroquímica o nuclear laevaluación de la defectología de las uniones soldadas es un requisitoobligado por los códigos de fabricación.

-Discontinuidades y su morfología limitan de forma considerable la vida enservicio de componentes, que pueden permanecer en servicio incluso hasta30 años. Líquidos penetrantes y partículas magnéticas+ ultrasonidos oradiografías

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Bloques Calibracion TOFD-En la mayor parte de estos equipamientos: Exigencia de que todas las uniones soldadas se evalúen completamente (análisis del 100% de las uniones) ,-Dosier con la evaluación en volumen de todas ellas. Registros: ensayos de radiografías, ya que las placas del ensayo sirven como propio “registro volumétrico de la fabricación”, no existiendo nada comparable para los ultrasonidos, hasta hace unos años.

Los propios códigos de fabricación e inspección, así como las especificaciones de cliente final, establecen la necesidad de hacer calibraciones de los equipos y homologaciones de los operarios de TOFD, PA relativamente más complejas que para otros ensayos no destructivos.

-El propio código ASME de fabricación de recipientes establece, en su sección V art 4 Apéndice IX-435, las indicaciones pertinentes para hacer las calibraciones, que indican la inducción de defectos realistas de tamaño controlado en zonas concretas de cupones de soldadura tipo que actúan como bloque patrón: Demostration block.

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ASME V-ART 4, MANDATORY APPENDIX IX PROCEDURE QUALIFICATION REQUIREMENTS FOR FLAW SIZING AND CATEGORIZATION

IX-410 SCOPE

Este apéndice indica criterios para la cualificación de los procedimientos de ultrasonidos cuando el tamaño de las entallas y su categoría se determinan en base a criterios de aceptación de mecánica de la fractura.

IX-435 DEMONSTRATION BLOCKS IX-435.1 General. Aplican párrafos del articulo 4: T-434.1.2, T-434.1.3, T-434.1.4, T-434.1.5, T-434.1.6, and T-434.1.7.

IX-435.2 Preparation.Se debe preparar un bloque de demostración mediante soldadura o HIP.

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IX-435.3 Thickness. El bloque de demostración debe ser al menos el 25% del espesor examinado.

IX-435.4 Weld joint configuration. La geometría del bloque de demostración debe ser representativa de las juntas en producción.

IX-435.5 Flaw Location.A no ser que se diga lo contrario, el bloque de demostración debe contener un mínimo de 3 defectos planos o 3 entallas por EDM orientadas para simular defectos paralelos a la dirección de soldadura. Las entallas deben localizarse en o adyacentes a las caras de la preparación de bordes de la siguiente manera:(a) Una entalla superficial en el lado/superficie exterior del bloque

(b) Una entalla superficial en el lado/superficie interior del bloque

(c) Una entalla subsuperficial/interior.

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-Cuando el plan de escaneo subdivide la soldadura en múltiples zonas de examen, se requiere un mínimo de 1 entalla es por cada zona.

IX-435.6 Flaw Size.

Los tamaños de las entallas dependen de los espesores de los bloques de demostración, y no deben ser mayores que los indicados en las secciones de código indicadas:

(a) el tamaño máximo para las entallas en materiales de espesor (25 mm) o (b) Una relación de aspecto de 0,25=a/l

IX-442 QUALIFICATION DATA El bloque de demostración debe ser escaneado y los datos de la cualificación deben guardarse para el procedimiento y estar disponibles para la propiedad o usuario del equipo.

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IX-480 EVALUATION IX-481 SIZE AND CATEGORY

Las entallas deben dimensionarse y caracterizarse de acuerdo con el procedimiento escrito.

IX-482 AUTOMATED AND SEMI-AUTOMATED ACCEPTANCE PERFORMANCE CRITERIA La aceptación de la ejecución, salvo requerimiento adicional, se define por la detección de todas las entallas en el bloque de demostración y(a) respuesta o longitud de imagen, superiores al criterio de evaluación del procedimiento.

(b) Las entallas serán detectadas siendo iguales o mayores que su tamaño real en altura y longitud.

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GP 05-01-01 Appendix C: Blind Testing Procedure, Pressure VesselsEspecificación EXXON para bloques ciegos.

-Identifica los requerimientos de ensayos de cualificación en los casos en los que los exámenes por ultrasonidos son usados en vez de radiografía.

-El objetivo de este documento es cualificar a los operadores de UT con el proposito de demostración de capacitación técnica a través de un ensayode procedimiento ciego (no hay información disponible de la localización de las entallas).

-Se necesita una empresa externa que construya un bloque con defectos, que sirva como muestra ciega para la demostración de capacidad técnicade operadores y técnicos en ultrasonidos.

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GP 05-01-01 Appendix C: Blind Testing Procedure, Pressure VesselsEspecificación EXXON para bloques ciegos.C–4. Procedure1) El material base debe ser enviado por el vessel Manufacturer a la

compañia que fabrica el bloque.

-Se acepta ASME SEC V: "P-Numbers. 1, 3, 4, and 5 materials are considered equivalent.“-For Time of Flight Deflection (TOFD, cladding is not required)-El bloque ciego debe ser como minimo el 25% del espesor en fabricación, ASME SEC VIII D2, Para. 7.5.5.1, y debe ser representativo de los detallesde soldadura (diseño de junta y geometria). El número de bloques debe sersuficiente para cubrir todo el rango de espesores de la obra y todos los detalles del equipo. .-El proceso de soldadura debe ser el mismo que el usado en la fabricacióndel recipiente a presión.

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a) El bloque ciego debe tener “defectos realistas” que simulen grietas o faltas de fusion. Las entallas anchas por mecanizado o taladroslaterales no son válidos.

3) La empresa que fabrica el bloque dará planos de detalle de la localización y tamaño de los defectos de acuerdo con ASME SEC VIII D2, Para. 7.5.5.1. Esta información no sera compartida con el Fabricantede recipientes a presión.

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-La fabricación de estos bloques es compleja, se trata de piezas únicas en muchos casos, y habitualmente supone que las caldererías inviertan una serie de recursos, personal y medios muy capacitados para la realización de estas pruebas. El coste de oportunidad es relativamente elevado.

-Bloques de demostración: puede hacerlos el fabricante,

-EWE/IWE/CWI-Mando taller-Soldador-Operador-Equipos soldadura ocupados varias jornadas-Realización de entallas fuera de calderería,-Transportes-END: RX+TOFD-Otros registros proceso, mediciones entallas,-Trabajo delicado

-Blind test han de hacerse fuera del fabricante por otra empresa.

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-Proyecto interno PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE BLOQUES PATRON PARA TOFD, PA

Objetivos principales del proyecto:-Conocimiento de los requerimientos de la fabricación de bloques: códigos/especificaciones.

-Capacitación para seguimiento de condiciones de soldadura: WPS empresas. Plantas pilotos de soldadura, soldadores, operadores, mandos.

-Puesta a punto el método de fabricación de entallas por procesos de mecanizado de arranque de viruta+electroerosión por penetración.

-Selección de materiales resistentes al calor para integrarlos en las geometrías mecanizadas.

-Puesta a punto de sistema de medición de las entallas y obtención de registros físicos de las dimensiones y morfología de los defectos inducidos.

-Selección de parámetros para el cierre de los defectos y restauración del resto de la unión por soldadura.

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-Proyecto interno PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE BLOQUES PATRON PARA TOFDFabricación en ITMA.Equipos manualesEquipos automáticosEquipos robotizadosGrupos de soldadura calibradosConsumibles almacenados Operadores, soldadores homologadosTrabajos de soldadura y mecanizado 100% en taller ITMA.

Biselado y saneado por arranque de viruta.Control de parámetros eléctricosControl de temperaturas entre pasadas.Postcalentamientos, PWHT,Direccion proyectos por IWE.

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-Proyecto interno PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE BLOQUES PATRON PARA TOFD Fabricación de entallas en

ITMAEspesores 0,3 mm.1,5x0,4x0,3 cupónAlta frecuencia.Fabricación de electrodos propia Rápido plazo de entregaAlta calidad

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-Proyecto interno PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE BLOQUES PATRON PARA TOFD Caracterizacion entallasMaterial Dimensiones entalla Tiempo curado Mediciones sobre

moldeObservaciones

Silicona de goma qinuo 15X15X0.5 mm 1 hora 13x16x0.4 Rotura decontramolde

Air Drying Polyurethane coating

15X15X0.5 mm 2 hora -- Rotura decontramolde

Silicona duplicast 15X15X0.5 mm 2 hora -- Rotura decontramolde

Alginato 15X15X0.5 mm 2 hora -- Rotura decontramolde

SILICONA XL-9220 15X15X0.5 mm 1 hora -- Rotura decontramolde

ESPUMA POLIURETANO 50-70 2 K

15X15X0.5 mm 1 hora -- No rellena todala entalla

MCSILICONE 15X15X0.5 mm 1 hora -- Rotura decontramolde

Plastilina endurecida 15X15X0.5 mm 3 horas -- No rellena todala entalla

Escayola 15X15X0.5 mm 1 hora -- Rotura decontramolde

Resina metalográfica frio VERDE OPACA 4071 TECHNOVIT

15X15X0.5 mm 6 horas -- No rellena todala entalla

Resina metalográfica frio BLANCA 4002 TECHNOVIT

15X15X0.5 mm 6 horas -- No rellena todala entalla

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-Proyecto interno PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE BLOQUES PATRON PARA TOFD Caracterizacion entallas

Entalla

X Y Z Alturanominalmm

Alturareal mm

Longitudnominal(mm)

Longitudreal (mm)

Anchonominal(mm)

Ancho real(mm)

1 180 -4,2 20,7 8,00 8,07 15,00 15,07 0,50 0,512 255 -3,5 0 5,50 5,52 16,00 16,08 0,50 0,523 311 0 22,9 4,00 4,05 10,00 10,09 0,50 0,514 380 -2 5,3 5,50 5,53 8,00 8,08 0,50 0,505 443 -4 9,4 6,00 6,03 15,00 15,09 0,50 0,506 445 4 7,4 4,00 4,,4 20,00 20,06 0,50 0,517 530 0 12,4 8,00 8,01 6,00 6,05 0,50 0,508 539 0 14,4 6,00 6,02 6,00 6,05 0,50 0,529 590 -3 16,4 2,00 2,03 15,00 15,08 0,50 0,5010 590 -3 21,4 3,00 3,03 12,00 12,07 0,50 0,5311 640 2 8,4 5,00 5,05 15,00 15,08 0,50 0,5112 661 2 15,4 4,00 4,06 12,00 12,09 0,50 0,52

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-Proyecto interno PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE BLOQUES PATRON PARA TOFD

Selección de materiales interior de entallas-Resistentes al calor-mantuvieran dimensiones-no degraden/contaminen soldadura o metal base-Diferentes soluciones materiales metálicos/no metálicos

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Calibration TOFD Blocks, Welding parameters for Grade 22V


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Caracterización final de bloques con RX+TOFDEliminate repair in the process that could affect the TOFD signal: welding and EDM in steps

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Demostration blocks: Realistic defectsIn off shore reseach project.

- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.1) Incomplete fusion in root,

Trials with induced defects of 2 mm, 1 mm, 0,5 mmTolerances: ±0,5 mm

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- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.2) Center Crack in root

Trials with induced defects of 5 mm, 4 mm, 3 mmTolerances: ±0,5 mmUsing arc corrections in GMAW-P or CMT-P

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- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.3) Center Crack in root + HAT crack in root

Trials with induced defects of craks in 5 mm, 4 mm, 3 mm , 2 mmTolerances: ±0,5 mmUsing stiffeners, cicles of rapid cooling, bend test.

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- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.4) Crack in HAZ root,Trials with induced defects of craks in 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm,Tolerances: ±0,5 mmUsing stiffeners, cicles of rapid cooling in Nitrogen, bend test.

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- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.5) Crack weld materialTrials with induced defects of craks in 7-2 mm.Tolerances: ±0,5 mmUsing stiffeners, cicles of rapid cooling in Nitrogen, bend test, special filler materials.

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- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.1) PorosityTrials with induced defects of craks in 0,3-2 mm.Tolerances: ±0,1 mmUsing special filler material, joint design Surface treatment, gas flows

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- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.1) Worm hole studyTrials with induced defects of craks in 1-6 mm.Tolerances: ±0,5 mmUsing special filler material, joint design Surface traetment, gas flows, high welding speed

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- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.1) Worm hole study in 1 bead+crack in center lineTrials with induced defects of craks in 1-6 mm.Tolerances: ±0,5 mmUsing special filler material, joint design Surface traetment, gas flows, high welding speed

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- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.1) Slug inclusion

Trials with induced defects of slugs in 1-2 mm.Tolerances: ±0,5 mmUsing special, high welding speed welding parameters,

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- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.1) Metallic inclusions; GTAW SUPERDUPLEX

Trials with induced defects of metallic inclusions in <0,5-2 mm.Tolerances: ±0,5 mmUsing special welding parameters,

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- Welding defects in Tubular joints: Mock ups with realistic defects are necesary.

Excesive penetration and breakthought

Excesive penetration and induced breakthrougt. ±2 mm

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