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115
ESMIELA Fmltad de Ingeniería Mecánica wm s “DISEnO DE UNIONES SOLDADAS EN COMPUERTAS DE ALTA PRESION PARA REPRESAS** PROYECTO DE GRADO Previo a la obtención del Título de: INGENIERO MECANICO Presentado por: José Joaquín Gabriel Loayza Navarrete Guayaquil - Ecuador 1990

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Page 1: PROYECTO DE GRADO Previo a la obtención del Título de ... · compuertas en su totalidad por fundici¿in, pero an&lisis posteriores demostraron que estas mismascompuertas podrian

ESMIELA

Fmltad d e I n g e n i e r í a M e c á n i c a

wms

“DISEnO DE UNIONES SOLDADAS EN COMPUERTAS

DE ALTA PRESION PARA REPRESAS**

PROYECTO DE GRADO

Previo a la obtención del Título de:

INGENIERO MECANICO

Presentado por:

José Joaquín Gabriel Loayza Navarrete

Guayaquil - Ecuador1990

Laboratorios CIB
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/ Illlll III 111111 III llI1 11111 lllll llll llllIMIcwAD<LL”ouL *D-l 0092*CIB

A G R A D E C I M I E N T CJ

Al Ing. Omar Serrano Y.,

Director del Proyecto, por 311

acertada ~llpetTif3i~l~ ;41

desarrollo del presente trabajo.

A la ESPOL por la formacibn

brindada. . '

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D E D I C A T O R I A

A Gianna Ntiíïez

A mi hermano menor

A Sonia N&varrete

Al Ing. Michael Derin

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SUBDECANO FACULTAD DE

INGENIERIA MECANICA

ING. OMAR SERRANO

DIRECTOR DEL PROYECTO

ING. EDUARDO ORCES

MIEMBRO DEL TRIBUNAL

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D E C L A R A C I O N E X P R E S A

"La responsabilidad por los hechos, ideas y doctrinas

expuestos en este Proyecto de Grado, me corresponden

exclusivamente; y, el patrimonio intelectual del mismo, a

la ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL".

(Reglamentq de Tdpico de Graduacibn)

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R E S U M E N

En este trabajo se describe el diseño de las uniones

soldadas en compuertas de alta presion para represas,

tomando como modelo las compuertas de la Presa Daule

Peripa.

Primero se hace una breve exposicidn de los objetivos,

normas y alcance del trabajo, luego se da una

descripciòn sobre los tipos de compuertas que se emplean

en estas represas y el tipo de material de que estàn

construidas. Se detalla las caracteristicas del proceso

de soldadura por arco sumergido, se calculan los

parametros de soldaduras y se selecciona los tipos de

uniones y.electrodos a usar. Se considera la presencia

de tensiones residuales por efecto del calor aplicado en

las soldaduras, para realizar el recocido adecuado que

eliminar& dichas tensiones. Se efectúa el diseño

propiamente dicho de las uniones soldadas, conociendo

las cargas y esfuerzos originados por efecto de la

presidn del agua sobre la viga de m&xima carga.

Para asegurar la calidad de las uniones soldadas es

necesario realizar la Homologacion y Calificaciòn tanto

del proceso de soldadura como de soldadores, según normas

establecidas por el cddigo ASMB en su seccidn IX.

Finalmente, se procede a recomendar los mlstodos de

inspeccidn no destructiva que seran. utilizados para

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VII.

comprobar la calidad de las uniones soldadas y establecer

SU acegtaclh 0 rechazo de acuerdo a los cOdigos

correspondientes.

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1 ND 1 CE G E N E R A L

PAG.

RESUMEN .......................................... VI.

INDICE GENERAL ................................... VIII.

INDICE DE FIGURAS ................................ X.

NOMENCLATURA ..................................... XIII.

INTRODUCCION ..................................... 16.

CAPITULO 1

CONSIDERACIONES GENERALES

1.1. OBJETIVO ,~.,.,...,,,...,,....,,,.,,..,,,,,,, 18.

1.2. NORMAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18.

1.3. ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19.

CAPITULO II

FUNDAMENTO -TEURICO

2.1. COMPUERTAS DE ALTA PRESION EN REPRESAS ..;... 20..

2.2. SELECCION DE MATERIALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.

2.3. SOLDADURA DE COMPUERTAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.

2.3.1. Proceso de soldadura empleado . . . . . . . . 22.

2.3.2. Tipos de juntas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26.

2.3.3. Electrodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.

2.4. TENSIONES RESIDUALES Y DISTORSION . . . . . . . . . . . 38.

2.5. RECOCIDO DE ELIMINACION DE TENSIONES . . . . . . . . 43.

2.6. DEFECTOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44.

2.7. INSPECCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45.

CAPITULO III

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DISEÑO DE LAS IJNIONES SOLDADAS

3.1. CARACTERISTICAS GENERALES ..,.,,,...,,.,..,,, 49.

3.2. CARGAS EXISTENTES a........................., 49.

3.3, ESFUERZOS EN VIGA DE CARGA MAXIMA .,.,...,.,, 55.

3.4. ESFUERZOS EN VIGA PARA PASO DEL VASTAGO ..,.. 56.

3.5. DISEÑO DE UNIONES SOLDADAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58.

3.6. CALCULO DE PARAMETROS DE SOLDADURAS . . . . . . . . . 62.

3.7. TRATAMIENTO TERMIGO DE ALIVIO DE TENSIONES . . 71.

3.8. ENDEREZADO POR CALOR ..,......,..,...,,,,.... 72.

3.9. MONTAJE EN TALLER ,.,r,,.......,.,.,,,,,..... 73.

3.10. INSTALACIUN Y ENSAYOS EN SITIO ..,...,...,,. 76.

CAPITULO IV

CALIFICACION

4.1. CALIFICACION Y HOMOLOGACION DE PROCEDIMIENTO

DE SOLDADURA . . . . ..<<........................ 77.

4.2. CALIFICACION Y HOMOLOGACIÓN DE SOLDADORES . . . 93..

CAPITULO V

INSPECCIONES DE SOLDADURAS

5.1. INSPECCION VISUAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99.

5.2. INSPECCION POR ULTRASONIDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99.

5.3. INSPECCION RADIOGRAFICA ..................... 105.

5.4. CRITERIOS DE ACEPTACION Y RECHAZO ........... 108.

CAPITULO VI

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.

BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.

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NO.

2.1.

2.2.

2.2.

2.4.

2.5.

2.6.

2. 7.

2.8.

2.9.

INDICE D E F 1 G U RA S

PAG.

COMPOSICION QUIMICA DEL ACERO ASTM A36 . . . . . . 22.

PISTOLA MANUAL PARA SOLDADURA POR ARCO

SUMERGIDO . ..em..............,............... 2 4.

ESQtJEMA DE SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO . . . . . 25.

TIPOS DE PREPARACIONES PARA UNIONES EN T .,.. 28.

UNION EN T A UNA SOLA PASADA . . . . . . . . . . . . . . . . 29.

SECCJENCIA A SEGUIR PARA EL DEPOSITO DE

VARIOS CORDONES ESTRECHOS . . . ..s...,s,,.e..,. 30.

POSICION DEL ELECTRODO EN SOLDADURA

EN ANGULO EXTERIOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.

DIAMETROS DE ELECTRODOS Y SEPARACION

PIEZA-PISTOLA PARA ARCO SUMERGIDO . . . . . . . . . . . 33.

ADECUADA INCLINACION DEL ELECTRODO Y PIEZA.

PARA MEJORAR LA PENETRACION . . . . . . . . . ..es.... 34.

2.10. DIAMETROS Y TOLERANCIAS DE ELECTRODOS

PARA ARCO SLJMERGIDU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37.

2.11. CONTRACCION TRANSVERSAL EN UNIONES

SOLDADAS EN T .,.............,................ 40.

2.12. FLEXION LONGITUDINAL EN UNIONES SOLDADAS

EN T .,..,..~~.........,.....,,.,.,.......... 41.

2.13. DISTORSION ANGULAR EN UNIONES SOLDADAS

EN T . . . . . . . . . . . . ..~~....~......,,,....,,~.,, 42.

2.14. DEFECTOS TIPICOS EN SOLDADURAS AL ARCO .ws.. 44.

3.1. VISTA SUPERIOR DEL RECINTO DE LA COMPUERTA . . 50.

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3.2. VISTA LATERAL WMi?UERTA, DIAGRAMA DE C!ARGAS

Y MOMENTOS ,,a s,,,,,.,,,,,,,, , 2 ,, ,,,,r s...,.,

3.3. VISTA'FRONTAL Y LATERAL DE LAS VIGAS T

DE LA C:OMPIJERTA .,,..,,.,.,,,......,......,.. 51.

53.

54.

55.

57.

59.

60.

61.

3.4. DIAGRAMA EN VIGAS T HORIZONTALES . . . . . . . . . . . .

3.5. CUADRO DE CARGAS, MW~ENTOS FLEC:TORES

Y CORTANTES DE LA VIGA PRINCIPAL . . . . . . . . . . . .

3;6. VISTA TRANSVERSAL DE UNION T CON PLANCHA .,.,

3.7, VISTA TRANSVERSAL DE LA VIGA DE PASO

DEL VASTAW ,,...,,.,,,.,...,...............,

3.8.a. UNION EN T WN PENETRAGION GOMFLETA Y

A UNA SOLA PASADA ,.,,.,,,,,,,,.,,,,,.. a...,.

3, 8.b. UNION EN ANGiJLO CX?N PENETRACION CWMPLETA

Y A UNA SOLA PASADA ,.....,,..,.,..,...,,....

3.8.~. UNIf)N A TOPE i:ON YENETRACION COMPLETA

Y A UNA SOLA PASADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.9. TEMPERATURA DE PREGALENTAMIENTO PARA - '

ACERO ESTRUCTURAL ASTM A36 , , , , e....., . > e . . . .

3.10. FIGURA DE DETERMINACION DEL AREA

TRANSVERSAL DEL CWRDON DE SOLDADURA .s o.....

3.11. PARAMETROS Y CVNDICIONES DE SOLDKDURA n s.,.,

3.12. ESTRUCTURA DE ALOJAMIENTO DE LA COMPUERTA

DE ALTA PRESIW .,,,,<,,,,...,,.,...,,...,,,.

4.1. UNIONES DE CHAPAS A TOPE , a,,...,,,...,....,.

4.2. UNIONES DE CHAPAS EN T . . . . . . . . . . . . . . ..sss...

5.1, ESQUEMA DE LA INWECCION ULTRASONICA EN -

VNIONES EN T a,.e..>s a e ,,,a <s.r,a.srn,s > s a...

5.2. ESQUEMA DE LA INSPECCION ULTRASONICA EN

62.

69.

70.

75.

83.

84.

lU0.

50,

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: : 4; NOMENCLATUHA:'.

A Area transversal de la sobremonta

AW Area transversal del Cordh de Soldadura

a Separacibn entre vigas

B Area transversal del metal base fundido.

b Altura desde el fondo de la pieza a la\'.1, discontinuidad

(7 . Calor especifico volum&trico

c4 !, Constante transversal experimental

C5 Constante experimental de flexibn

C Constante que depende del tamaño de la

soldadura

c m

D

Dl

Centímetro3

Pilucih

Flexiòn longitudinal

Dt

E

Em

Contraccih transversal

Voltaje del Arco

Modulo de Young

fl

f2

Eficiencia del metal base

Fraccidn del Hneto que es us'ado para derretir

el metal

gr G r a m o s

H Calor de Entrada

Hneto Calor neto emitido

1 Intensidad de corriente

Im

'K

Momento de Inercia

Conductividad tèrmica

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“JI

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T

Tm

To

TP

t

tw

V

Va

V e

X

Distancia fuente-película

Momento flector

Mega Pascal

Milimetros

Distancia horizontal del transductor al punto

de rebote de la onda en el fondo de la pieza.

Profundidad a la que se encuentra la

discontinuidad medida desde la superficie.

Calor total aplicado

Calor latente de fusidn

Calor suministrado

Velocidad de enfriamiento del corddn soldado

Hstancia medida en la pantalla del

osciloscopio.

Velocidad del arco

IJistancia horizontal de la discontinuidad al

transductor. . '

Segundos

Temperatura

Temperatura de fusion del metal base

Temperatura inicial

Temperatura maxiraa puntual

Espesor

Espesor del cordon depositado

Esfuerzo cortante

Veiocidad de subida de temperatura en horno

Velocidad de enfriamiento en horno

Tamano del filete

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Distancia Gmtroide-punto de interes

Grados centlgrados

Amulo de refraccisìn del transductor.

Distorsidn angular con restricciones

Distorsiòn angular sin restricciones

Esfuerzo Axial<. ;

Esfuerzo Cortante

Densidad

Coeficiente de Poissàn

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1 NTRCDUCC 1 CN

La compuerta de Alta Presiòn indicada en este tòpico toma

como modelo las compuertas construidas por la Compaiiía

BOETTICHER Y NAVARRO S.A. de Espalla para la Represa

Daule Peripa.

Represas y compuertas cumplen un rol importante en la

vida econdmica del Ecuador, y por tanto el diseño de la

misma deber& de ser el màs conveniente y economice

posible, dada la crisis que por lo general vive el

Ecuador.

Dicho disefio se basa en las consideraciones de presidn Y

caudal al-que deberan estar sometidas las mismas, ya cn=

se encontraran ubicadas en una cota 22.00, mientras que

el nivel maximo de la represa podra llegar hasta la cota

88.50, es decir que habra un cabezal de presion de 66.5

metros de agua que deber& soportar dichas compuertas.

Diseãos origínales consideraban la construccion de las

compuertas en su totalidad por fundici¿in, pero an&lisis

posteriores demostraron que estas mismas compuertas

podrian ser construidas en su gran rnayoría por soldadura

y a un valor rn&s econ&nico.

Existen dos tipos de compuertas: de alto y de bajo nivel.

En este proyecto se disefia únicamente las uniones

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soldadas de la compuerta de bajo nivel por ser est.a la

que soportar6 las m2kximas cargas, esta tendrã un peso

promedio de 5326 kg y dispone ademàs de un vc?stago de

1000 kg que servira para levantar y bajar la compuerta.

Es decir la compuerta tendrà un peso total de 6326 kg.

como promedio.

En este trabajo nos remitiremos ~610 al analisis de las

soldaduras que se usarkn en las uniones de las planchas y

en especial de las vigas en T, ya que serh estas las que

deberh de soportar y resistir los esfuerzos producidos

por la presih del agua.

Valores de presitin, momentos y esfuerzos generales,

fuer6n surf$nistrados por CEDEGE, los cuales serh usados

para las consideraciones de soldaduras.

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C A P 1 T II L 0 1

C O N S I D E R A C I O N E S G E N E R A L E S

1.1. OBJETIVO

El objetivo del siguiente trabajo, es establecer los

tipus de uniones I par&uJetrQs de .sQldadura >

y los procedimiento3 de calificacidn e inspecci.6~1

para la construccitin de la compuerta de Alta PresiOn

en represas, bas8ndono5 en el disefio de la compuerta

de Alta Presidn de la Presa Liaule Peripa.

1.2. NORMAS

Los c6digos y normas usados corresponden a:

- AWS : (Sociedad Americana de Soldadura).

Para la seleccifin del proceso de soldadura.

- ASTM : (Sociedad Americana ' de Ensayos y

Materiales). para el IfJaterial usado.

- ASME : (Sociedad Americana de Ingenieros

Mechicos). Para calificaciòn Y

hOrfJolc~gaci6rl de proceso y soldadores.

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1.3. ALCANCE

El trabajo estå referido en su mayor parte al disen

de las uniones soldadas. en especial de las uniones

en T I arx2quF3 tarnbièn nos referirnos al. proceso de

calificacibn a SegUirSe p a r a I.a se.leccil-,n del

proceso de soldadura y la calificacitin de los

soldadores que realizaràn dichas uniones soldadas.

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Ab,. . . .

.,. ,. ‘. C A P I T U L O I I8.f

F U N D A M E N T O T E O R I C O

1

,i, COMPUERTAS DE ALTA PRESION EN REPRESAS

Las compuertas de Alta Presion en represas son por

" lo general de dos tipos: una de gran tamano que se

encuentra ubicada en la parte mas cercana al fondo

de la represa llamada Compuerta de Bajo Nivel y otra

de menor tamaño ubicada mas arriba de la mitad del

nivel maximo que la*,represa pueda llegar Y que se

llama Compuerta de Alto Nivel.,' ,

Ambas compuertas son de vital importancia, la una,< .la llkmada de Bajo Nivel, tiene la funcion de

permitir el desalojo del.agua mas profunda y que porl �*

lo general es la que acumula el sedimento Y a la que

menos llegan los rayos solares, y la de Alto Nivel,

que sirve para desalojar el agua en la que habitan

los peces.

Ambas compuertas tendrhn en definitiva, de una u

otra manera la funciòn de desalojar el agua

,aimacenada a un caudal establecido y por lo tanto, ,.'.,,..ji+:;*i<.deber&n, ; soportar las grandes presiones a. las que z.':, .:.;'

. ,.6; ,': estarhn sometidas. '..< : ': @/'.

Ya que la compuerta de Bajo Nivel es la que

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, ::1 . --

soportar8 las m&xiInas presiones, es esta, a la que

nos referiremos en este traba,jo.

Las dimensiones que tzendr& esta compuerta seran de

3768 mm. de al tura por 2189 mm, de .ancho y u 11

eSpeSOr total de 348 mm. , dispondrá ademAs de 8

vigas en 1' horizontales que serviran de nervios, y

se usar;?n pla11d1as estabilizadoras cr>lor:ad,?S e11

posicibn vertical , 13s cuales reducir&1 lOS

esfuerzos que soportar&1 las vigas en T. En la

parte inferior la compuerta presentar4 un dobl&S c?

45 grados, ya que esta secci&n estar,? en contacto

con el flu.jo del agua, q.ue por su naturaleza ser23

laminar. Las superficies qu(3 servirdn de sello

serAn. de bronce, por sus cualidades amortigUantes, y

se hallara tanto en la parte inferior de la

compuerta, cmc a los ccatados de la mi>ha.

2.2. SELECCIc:JN UE MATERIALES

Segiin las Normas para construcc'ibn de estructura

sometidas a fuertes medios corrosivos, y dada la

calidad y seguridad que debe de presentar estas

compuertas, el material a seleccionarse para la

construccibn es el Acero Estructural A36 de la Norma

ASTM, cuya composiciòn química es la siguiente (1) :

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U.25

1) , 0 4

s 0 . 0 5

MI1 L0 8 1 0, ll 2- .-- --Fig. 2.1. ComposiciOn quimica dr;-.l Acero ASTM A1.76 (31

Las propiedades mec&1ìicas son:

ESFIIERZU MAXILAR., , . , , , . . . , . , , , , . , . . , 4(!(! - 550 Mpa.

ESFUERZO DE FLUENCIA ,..,..r..*r,.. 250 Mpa.

P a r a realizar 1UIEt s o l d a d u r a a satisfaccihn crìue

cumpla coll las cfindiciones de resistencia y economía

de traba jo se toma en consideraciCSn, E?l tipo de

proceso a utilizar, el tipo de junta a escogerse Y

la caracteristicas del electrodo a emplearse.

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El Proceso de Soldadura que resulta m,9s

WOIldmiCO Y rzlpido para este tipo de

compuerta es el proceso de soldadura por Arco

Sumergido, el cual permite soldar piezas del

espesor tratado ( 25 mm. > en una sola

pasada, ademas segùn las especificaciones

dadas por el Cdgido ASME (21, podemos

realizar 103 chaflanes de u Il 9010 lado,

dejando un ta13n de 3 mm, y sin la necesidad

de separacih~, lo cual nos permite terminar

la construccitin en menor tiempo,

En este procedimiento de soldadura, el calor

n e c e s a r i o para fundir el material base Y el

de aportacihn, lo produce un arco elhtrico.

que salta entre el extremo del hilo electrodo

Y las piezas a soldar. El 'mkterial de

aportaciõn es un hilo continuo , IUf s e

alialenta al~t~omati~~ameI~te l El arco salta en

el interior de una ,4ub,9 taI>cia granulada > que

recibe el nombre de funden'te Y que rodea el

ex t~remo del hilo y al bailo de f usiìsn,

prot,egithdolos de la contaminaci&n

atmosf&rica.

automhtica, tarnhi&n puede SOldarSe

semiautomaticarr1ente. En eSte caso, hay qu$

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ALIUEHTACION D E ALIUBKF

PARA APLICAC~W DEI P O L V O

l LIYEW7ACIOH Df POLVC?

ESCORIA SOLIDI

SDPOliTE DC FLUX

IFLCX)

?3

-HILO ElEZTRODO UFTA; l3ASt

CABLi D E Y.S.

SOPORTT ¡‘DR EL REVERSO

&. 2.3. Esquema de soldadura por arco sumergid~:~ (3)

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26. -

chapas de hasta 75 mm. de espesor en una

sola pasada. Normalmente para obtener buenos

resultados exige el empleo de soportes por el "@, -. i

reverso de la junta.

El Proceso de Soldadura por Arco Sumergido se

diferencia de los otros mgtodos en que la :'

soldadura puede ser hecha en un amplio rango

de corrientes de soldadura, voltajes y

velocidad de deposicidn, cada uno de los

CUaleS pueden s e r controlados

independientemente el uno del otro. Cada uno

de estos factores afectan en algtin grado la

forma del cardan depositado, la composicidn

quimica del metal soldado, y la actividad del

f llI~deI~te, asi como las propiedades mecbicas. '

de la uuidn ( 1 ) .

. TIPOS DE JtINTAS

Dentro de la seleccih del tipo de junta, se

considerar.% (3) :

a> Esfuerzos de traccih, compresih,

flexidn, fatiga e impacto.

bj Ca direccih de la carga en relacidn con

la junta.

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cj Espesor de las piezas 8 soldarse.

d) Costo de preparacihn de la junta. -

La cornpl~ertc* en S U parte media es tarA

sometida a esfuerzos de tipo compresivo

producidos a consecuencia del momento

flexionante generado por la presibn del

agua , El tipo de uni6n a usarse ser& en V

con un talan de 3 mm. y sin separaciòn, el

chafl8n tendra un Ángulo entre los 45 Y 60

grados, Este tipo de junta presenta una

buena resistencia a las cargas estàticas.

- Fara las uniones en Angula interior en T, las

piezas se disponen formando un hgulo de

aproximadamente 90 grados y de fhrma que el

borde de una de las piezas descanse sobre la

superficie de la otra. Es aplicable a

cualquier espesor y segrin sea &ste y según el

grado de penetraciòn que se quiera conseguir,

s e suelen adoptar los siguientes tipos de

preparaciones; Borde rec $0 , Simple chaflAn,

Doble chaflAn, Simple J y doble J. En nuestro

caso usaremos el simple chaflh por las

posibilidades de acceso del equip; de arco

submergido y porque est8 union procura una

mejor distribuciòn de tensiones, por lo que.

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Las uniones en àngulo interior se utilizan

con mucha frecuencia en la fabricacion a base

de chapas y perfiles laminados. Para que este

tipo de junta presente 11113 resistencia

adecuada ) es necesario que el borde de la

chapa vertical asiente perfectamente sobre la

horizontal. En ca s o contrario, disminuye

considerablemente la resistencia de la union.

Fig. 2.5. Union en T a una sola pasada (3)

SOLDADURA EN ANGULU INTERIUR EN VARIAS

PASADAS: Cuando se quiera conseguir una

junta de gran resistencia sera necesario

depositar un corddn muy grueso que resultar8

muy dificil de obtener en una sola pasada.

En estos casos, hay que recurrir a la

soldadura en varias pasadas, Y segun la

posicif3n de las piezas -y el espesor del

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cordon que se pretenda conseguir, podran

adoptarse las soluciones apuntadas en las

siguientes figuras.

r

Fig. 2. 6, ‘Secuencia a seguir para el,depositode varios cordones estrechos (3)

La primera es recomendable cuando las piezas

esten posicionadas favorablemente o siempre

que el Gordon no sea muy grueso, se deposita

un primer cordòn, como el utilizado en la

soldadura en una sola pasada, seguido de una

o mas capas depositadas con balanceo lateral

del electrodo. Cuando hay que depositar una.

gran cantidad de soldadura y las piezas no

es tzln posicionadas favorablemente, se

recurrir5 a la segunda soluci6n, que consiste

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en el depbito de varios cordones estrechos,

superpuestos y realizados en el orden

sefialado en la figura anterior. Sea cual sea

la solucihn que se adopte, se debe limpiar

siempre la escoria despues de cada pasada.

SOLl~AIHJRA EN ANGULCI EXTERIOR : SlLe emplea

para las secciones que terminan en esquina y

que se desea tengan un radio suave (3). Las

Posiciones del electrodo para realizar este

tipo de soldadura se observar& 6311 las

siguientes figuras.

ViSTA LC?E AAL

VISTA SuP~?Riol(

Fis. 2. 7, I?'osicidn del electrodo en soldaduraen c?ngulo exterior (1)

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DIAMETROS DE ELECTRODOS

( mm . )

2 > 2.5 > 3

4 > 4.5 > 5.5

MAXIMA SEPARACION

PIEZA-PISTOLA

( mm. 1

76

127

Fig. 2.8. Dic'metros de electrodos y separnci6npieza-pistola para arco sumergido (1)

c) INCLINACION DEL ELECTRODO; La inclinacidn

del electrodo, puede ser usada para

controlar la lc7ngitud de la x.317, de la

soldadura y el grado de penetìacidn de la

junta como se podrA ObSt3rVar e11 la3

siguientes figuras. .

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34. -

-

I

,/- ,/L-2 \ ’-’1

PI A1KklA PENfTRAció~

. ’

Fig. 2.9. Adecuada inclinacisn del electxodcl ypieza para me.jorar la penetracihn 13)

cl) TIPO DE JUNTA Y PHEP'ARACION DE BOHDES:

La3 uniones con una abertura de chaflan

insuficiente exigirh el empleo de

electrodos de gota relativamente caliente

Y con UI-I g r a n poder de penetracian,

mientras que para aquellas muy separadas,

ser5 necesario el empleo de electrodos de

penetracifin media y de gota màs fría. EI>

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35. -

11ni0nes en 1’ , el mayor txmai>o que deber8

Lener el filete para soldadura de una

sola pasada es de 8.5 mm. sin que se

produzcan mordeduras (1). La mås comtin

causa de porosidad es la falta de

limpieza en las .funtas antes de soldar.

CLASIFICACION DE ELECTEWDOS : Para soldadura

por a 1' c 0 sumergido la desiynacibn para la

clasificacibn SE@11 la AWS consiste del

prefijo "Ec:" > seguido por la identificaciòn

del metal soldado depositado. .

Para el material usado que es el acero

estructural ASTM A36, con 0.25 x de

carbono, los electrodos que proporcionarb

una mayor resistencia al cord&n soldado y que

selecci~Jnaremos para nuestro caso serh (4) :

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36 . .-

El AWS ECBGH con :

Estos electrodos seleccionados según el

chdigo ASME. depouitarh un cordõn de

.SolCJ.adLIra Coli la siguiente compo.~ici?~r~ :

El AWS ECB5 depositar& un B5 con :

El AWS ECBGH depositar& un B6H con :

- 0.25 % c ; 1.60 % Mn ; 0.030 % P

- 0.04 % s ; 0.80 % si ; 4.5/6.0 % Cr

- 0.4O/U.65 % Mo ; 0.30 % cu

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ductilidad y de capacidad de soldarse,

emplehdose ampliamente para soldar

recipieIlt,es su.jetos a presitin (5).

J,os tamafios normales de electrodos son (4):

IIAMETRO ESTANIJAR ( mm. )

1.6

2 , 0

2 .4

3.2

. 4.0

4.8

5.6

6.4

TOLERANCIAS ( mm. >

U-13

0.15

0.15

0.18

0.20

0.20

0.20 '

0.20

Fig. 2.10. Di&metros y tolerancias' de electrodospara arco sumergido (4)

TIPOS DE FUNDENTES : Cada electrodo posee U11

tipo de fundente que le permite obtener UIl

cordbn con las caracteristicas desgadas. Un

fundente deber& ser granular en naturaleza Y

capa z de fluir libremente a traves del tubo

de alimentacidn del fundente y podr& Ser

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138.-

almacenado al menos por seis meses s i n rlue

pierda sus propiedades luego de usarse.

consistira del prefijo "F" seguido por dos o

tres digi tos que representxm e l esfuerzo

tensil y las propiedad de impacto de la ',,,. -_,z. ?i

prueba hecha usando la combinacidn de' /, ,<:..::'it

electrcdo y fundente, Esto es seguido por

la clasificacihl del electrodo usado para

clasificar el fundente y un sufijo q11e

designa la composiciòn quimica del cord<jn

depositado (4).

.La siguiente nomenclatura detalla como se

especifica el tipo de fundente a,usarse, el.

tipo de electrodo y el tipo de metal soldado

a obtenerse :

F X X - E C X X X - X N

La N final es para materiales aplicados en la

industria nuclear.

4. TENSIONES RESIDUALES Y DISTORSIUN .

La resistencia de una junta soldada depende en gran

medida de lo bien que se controle la expansih 'y

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Fig. 2.11. Contraccil3n transversa1 enuniones soldadas en T (8).

b) FLEXXIUN LONGITUDINAL : Para es te tipo de

distorsih se emplea la ecuacih 2.2. (8).

EJ . Aw . d .L

nl = ----___-____---------~-~ .CE+ 2.2.)

Im

donde : Dl es la flexi0n longitudinal.

Aw es el hea transversal del cord6n.

C5 es la constante experimental de flexidn.

Im es el momento de inercia de la seccibn.

d es la distancia del centroide de la pieza

soldada al de la soldadura.

L es la longitud de la pieza soldada.

La siguiente figura esquematiza este tipo de

distorsidn ;

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41. -

CI DISTCJRSION ANGULAR : ParEi este tipc de

distorsión se emplea la ecuacibn 2.3. y 2.4 (8).

Em t3

L) q ----------_----------

a

12 ( 1-v )

--,--- (Ec. 2.3.)

fl= ---------------_-_________ (Ec, 2.4,)

( Fa . c ) + ( 2 . D >

donde : D es la rigidez del material.

u3 e,3 la d.istOrsi&n nngulaì COIi restriCCib31.

jh es la distorsidn angular sin ìestìiccidn:

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43.-

- Preparacidn adecuada de piezas Y bordes.

- Soldar con predeformacic3n contraria a la esperada.

- Aplicar el precalentamiento adecuado.

- Realizar el menor número de pasadas.

- Reducir al mínimo la aportacirjn de calor.

- Realizar el alivio de tensiones.

i. RECOCIDO DE ELIMINACION DE TENSIONES

El Recocido de eliminacian de tensiones eS Ll11

tratamiento tèrmico que se utiliza para eliminar las

tensiones internas desarrolladas durante el proceso

soldadura. Consiste en calentar la pieza a una

temperatura por debajo de la crítica, en el diagrama

de equilibrio Fe-C, aproximadamente 594 grados

centígrados (3) y luego enfriarla lentamente. El

recocido para eliminaciòn de tensionés sdlo se

aplica a piezas en las que se tema una rotura frîgil

Y siempre que no se disponga de otro procedimiento

para eliminar las fuerzas expansivas y de

contracci.611 que se presentan durante el soldeo.

Durante el Recocido, se recomienda, evitar el

contacto directo de la llama y que la pieza este

bien soportada. La temperatura del horno a utilizar

no sera superior a los 315 Q C en el Momento de

introducir la pieza y la velocidad de calentamiento

no serà superior a 2213 CJ C/hora. Durante el

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44.-

enfriamiento hasta alcanzar los 315 5- C la velocidad

de la misma no sera menor a 260 Q C/hora dividido

para el mhximo espesor,

DEFECTOLOGIA

La figuras mostradas a continuacion describen LOS

distintos tipos de defectos que aparecen en

soldadura. De todos ellos los mas graves son las

fisuras. Las burbujas pequenas o poros, no revisten

en general mayor gravedad, a menos que adopten

formas elongadas que puedan dar origen a

concentracion d e tensiones en los vertices

pudièndose entonces comportar como verdaderas

fisuras (9).

SoUPAD 0

Fig 2.14. Defectos típicos en soldaduras alarco (9)

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INCLUSIONES : It5on impurezas 0 sustancias

extrafias ocluidus en el baiio de fusión durante

el proceso de soldeo.. '

l"OROSIDADES ; consiste en la formacian de

pequei'ias hrhujas motivadas por la contaminaciòn

IN?;PEC:C:ION

Para revisar los cordones de soldaduras generalmente

se recurre a tres tipos de inspecciones: 'Inspecciòn

Visual. ~nspecci~~n por Ultrasonidos y La inspw32.i;jl-i

Padi.o.gr&fica.

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46 * -

a> INSPECCION VISUAL : Esta t&cnica, consi 9 te en

observar por medio de los sentidos de la vista,

si la soldadura no presenta fisuras apreciables,

ni alteraciones de su morfologia fuera de lo

aceptable.

b) PNSPECCIUN POR ULTRASONIIXS : La thnica de

ultrasonidos uti.liZa vibraciones (ondas) de alta

frecuencia, para localizar y medir defectos en

materiales. Es un mètodo muy sensible y permite

localizar f i.o;uras UIU 1' finas, tanto

superficiales, como subsuperficiales, asi como

otros defectos internos. Puede aplicarse a

r,ualqui.er tipo de junta y determina C?Okl

precisih la situaci6n y el tamarío de los.

defectos.

Se le envia un impulso vibratorio de alta

frecuencia a travès de una pieza mettilica saria y

continua, la seïíal se desplaza a lo largo de la

rflis~la, reflejandose al llegar al eXtrerfJ0. Tanto

el impulso conJ’=’ la seSa reflejada pueden

recogerse en la pantalla calibrada de un

osciloscopio.

Las discontinuidades o defectos de 6structura

interrimlpen la circulaci2n de la sefial y la

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48 * -

radiacidn pasa con mayor facilidad a travf5.s de

estas zonas menos densns, llegando a la pelicula

1con mas intensidad, y produciendo mancha5

oscuras que definen clar5lmEsnte la situacidn ,

forma y tamaño del defecto.

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ii D 1 S E $j te, U E LAS (7 N 10 N ES S 0 L LlA UA S

3.1. CARACTERISTICAS GENERALES

Las compuertas de bajo nivel tienen 3768 mm. de

al tura por 2183 mm. de ancho y 348 mm. de espesor,

est.ar,?n sometidas a una carga hidrostatica mgxima de

66.5 metros basado en un nivel màximo del agua en la

superficie del reservorio de 88.5 metros y una

elevacion de invert de 22.0 metros,

El conjunto de la compuerta consistir-à de un asiento

para la compuerta y su estructura o marco, de una

hoja de compuerta, de un v,?stago y una tuerca de

compuerta. . .

Las compuertas y blindaje seran fabricados por

soldadura con placas y perfiles de acero estructural

ASTM A36. Las superficies de contacto tendrãn un

acabado a maquina liso y continuo. Los asientos de

compuerta y marcos tendran juntas impermeables.

.2. CARGAS EXlSTENTES

Las siguientes figuras permitiran una mayor

comprensi~5n de lOS puntos de aplicacibn de las

cargas.

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/2 2 4 0 mm.

P------

3L

2 0 5 0 m m . ì

’ \1030 m m . {+

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51.-

En las siguientes figuras, se ha dividido por

Clmeros de abajo hacia arriba todos los puntos de

reaccion a las fuerzas de presi&n producidas por el

agua, Y en letras todos los tramos de separac?iGn

entre estos apoyos.

6

l

00\s

G

a-Sc!

- - f&

-7

-C

-5

-9

- 3

\ I -2CC

J , p 22,oo *

loar, s mm

0

Fig 3.3. Viska Frontal y Lateral de las vigas Tde la Compuerta

DATOS: - 9 puntos de concentraciòn de carga.

- 8 zonas de distrihucihn de carga.

*- Altura del forro 3,766 mts.

- Columna de agua en solera es de 66,50 mts.

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SECCIUN FORRO:

TRAMOS LUZ (mts.) CARGA (T/mZ)

0,43U 66,285O

0,460 65,840O

0,487 65,3665

U,492 64,8771)

0 , 502 64,380U

0,492 63,883O

0,465 63,4045

0,440 62,952O

APUYOS MOMENTO CARGA(T.Cm/cm lineal) (T/m lineal)

1 0, uoooo 11,144

2 1,33602 :32,04'7

3 1,1'7731 3 (1 , 412

4 í,32492 32,181

5 1,32435 32,1)45

6 1,36074 32,366

7 1,15487 29,674

8 1,32451 31,966

La siguiente figura es el diagrama de cargas,

momentos y reacciones que acttian en las vigas

horizontales en T.

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204q m m .

NOMEN’IOFLECTOR

CO AI-ANTE

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--IR

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.2

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3.3. ESFUERZOS EN LA VIGA DE CARGA MAXIMA

Para este cRlculo tomamos la viga B-Z que es la que

soportarà 10s maximos esfuerzos, de acuerdo con los

datos antes expuestos.

Fig. 3.6. Vista transversal de union T con plancha.

Im = 40428 cm4, Yl = 13.77 *cm.

A = L30,75 cm2. Y2 q 11.27 cm.

Y3 q 18.73 cm.

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Donde Im = Momento de Inercia transversal de la seccih

mostrada.

A = Area transversal de la seccidn mostrada.

Y = Distancia del centroide a los puntos de

interh.

Y = Distancia desde un extremo al punto de

interhs longitudinal de la viga.

y = 0 cm y = 51,2 cm y = 102,5 cm

M (kg.cm) - - - l-292.840 1'723.786 !w

V (kgf.1 33.651 16.826

El tkg/crn2 1 - - - t-1 440

(r2 (kg/cmZ) - - - (-1 360

G3 (kg/cmZzj - - - 599

60 (kg/cmZ) 553 277 .

62 fkg/cmZ) 501 25U

- - -

(-1 557

(-1 480

799

- - -

- - -

3.4. E:~FCJERZrjS EN LA VlGA PARA PASU DEL VASTAW

Para una mayor comprensiòn se detalla dos tipos de

figuras, la primera es la figura real del diseco, y

la segunda en una aproximaciòn bastante cercana de

la primera, que permite facilitar el proceso de

ca.lculcl.

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57. -

REAL A SUNCiON

Fig. 3.7. Vista transversal de la viga de'pasodel vastago

CALCULO APLICADO :

M . Y

u = ------------ (EC. 3 . 1 . )

lm

Im = 38.934 cm4

M = 1'677.578 kg.cm

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58. -. .

01 = 1'677.579 x 12,92 / 38.934 q - 557 kg/cm2

GZ = 1'677.579 X 10,42 / 38.934 = - 448 kg/cm2

03 = 1'677.579 x 1.9,58 / 38.934 = + 844 kg/cm2

3.5. DISEíSO UE UNIONES SOLDADAS

A continuaciòn se presentar& los tipos de uniones

soldadas mas comunes a emplearse en la construccifin

de la compuerta de alta presidn. Ademàs se

detallaran los principales parametros de soldadura a

cumplirse para obtener las mejores condiciones (1) :

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__--.-_ _-----_ -____ -.-.-._- --~.---.--,.- -----__I----.

ESPEx# PI41’:!!I;f!h In2 * ? / 7.ri

t.2_-.- _.-- ------_- ..-- - - - - - ---.-pfq$~~~La I f___-.-~-_--_--.-.- _-_- _- -- ;---_-_.c-----TAMM ELECJRVBII IFrl . ! 1 5,s

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1.

60.-

POSICION DE SOLDEO : FIana

SOLDi@ IL IDltD

SOLDADO DESDE

PROCES 0

: D!u3la

: un lado: s.n.ci.

í31BL

VOLTfiJE (volt < 1 / 37

1’ELOCIDAD DE APORTE fnnhin.) 1 569

CONSUtlO DE ELECTRODO (kg ./n m 1 1 0,38

CONSUNO DE FUNDENTE (kg ./n .) / 6,27 - 8.37

FI6. 3.8.b. Union en anguh con penekacim cmpI& y a lml da pasada

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-

POSICION BE SOLDEO : Plana

SOLDIIBILIBRB

SOLDABO DESDEPROCESO

: Buena

: ndNJs lados

: s.II.u.

I ~,smm.

. ’

ISPESOR PMNCM (ern, 1 25

Ylsnl?ns 1

CONSUNO I\E FUNDENTE Org , h .) 1 6,37 - 1,24

flC. 3.8.~. fhim a ?oye con peneimcian cmpleta y.& WI sola paaada

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CALCULO DE PARAMETROS DE SOLDADURAS

a) TEMPERATURA MINIMA DE PRECALENTAMIENTO: Para

determinar cual es la temperatura mínima

requerida de precalentamiento entre pasadas para

arco sumergido en acero A36 podemos valernos

la siguiente figura :

ESPESOR DE PIEZA

Hasta 19 mm.

De 19 a 38 mm.

De 38 a 63 mm.

T ( 0 C)

NINGUNA

21 c2 c

65 v C

de

Fig, 3.9. Temperatura de Precalentahiento paraacero estructural ASTM A36 (1)

Dado que todas las piezas tienen un espesor de

25 mm. la temperatura de precalentamiento sería

de 21 Q c, es decir no es, necesario hacer

precalentamiento.

b) CORRIENTE k' POLARIDAD : La polaridad positiva

es la màs conveniente utilizando un

generador de voltaje constante, con

alimentacion automGti.ca del electrodo, el cual

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63. -

permite man tener tan ta el voltaje como la

corriente seleccionada constante durante toda la

soldadura, la polaridad positiva es recomendada

para soldaduras donde la rapidez y profundidad

de penetracion son requeridas, tambi&n

proporcionan soldaduras que presentan mayor

resistencia a la porosidad. Los valores de

corriente presentados anteriormente produciran

soldaduras de calidad aceptable.

c) VOLTAJE APLICADO : Un voltaje demasiado alto

produce un Gordon m,4s ancho y profundo, consume

mas fundente , incrementa el aporte de aleaciones

desde el fundente reduciendo la ductilidad e

incrementando la presencia de fisuras,

produce una escúria difícil de remover, y una

soldadura de filete concava que es propensa a la

fisuracion (1). El voltaje bajo por el contrario

produce un arco firme, necesario para conseguir

una penetraciòn en uniones profundas y para

resistir las sopladuras ' por arco en

velocidades de trabajo altas. Lo mas

conveniente es seguir las especificaciones dadas

para las uniones soldadas en el capitulo

anterior.

d) CALOR UE ENTRADA DURANTE LA SOLDAIXJRA : Para el

c2dculo del calor de entrada podemos aplicar la

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64.-

siguiente ecuaci0n (1) :

E. 1 . 2,36

11 = ---_---------_--- (Ec. 3.2. j

s , 1 0 CJ u

Donde H = Calor de entrada en kilojoules/mm.

E = Voltaje del arco

1 = Corriente en amperios de soldadura

S = Velocidad del arco en mm./minuto

el CALOH NETO EMITIDO (1) :

Hneto = fl , H (Ec. 3.3.)

Donde : 0.8 ¿ fl < 1

fl es la eficiencia del métal base

f) DILUCION : Equivale a la relacien entre el metal

base fundido ( fi ) y el Brea de la seccidn

transversal del cordòn depositado ( A + R 1

(1).

B

IJ= ----------- . 1UIl (Ec. 3.4.)

A + E

43) CALOR TOTAL APLICADO : Equivale al calor

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65 . --

aplicado ymas el calor latente de fusien del

material (1).

Q = Qm + cL?f (EC. 3.5.)

Tambi&í existe otra relacidn que se cumple:

( Tm + 273 j=

Q = ---------------------- (EC. 3.6.)

3 u u (I 0 0

Donde Tm = Temperatura de fusien del metal..

L! = Calor total aplicado ( joules/mm3 1.

h) AREA DE LA SECCION TRANSVERSAL DEL C(iRl)ON DE

SOLIIADIIRA : Es igual a la sobremonta ( A ) mas

el metal fundido ( B j (1). " '

Aw = A + E (Ec. 3.7.)

Existe otra relacion que tambien se cumple (1) :

fl . f2 . H

Aw = --------------_- (Ec. 3.8.)

Q

13onde fZ = Fracdon del Hneto que es usado para

derretir el metal. .

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i) ECUACION DE TEMPERATURA MAXIMA i Tp ) (1):

1 4,13. J .C.t,Y 1

------- = __--__----_------_-- + ------- (Ec. 3.9. >

Tp - To Iineto Tm - To

Donde : Tp = Temperatura m&xima ( Cr C ) a una

distancia Y a partir del borde de la

línea de fusiòn dentro de la zona

afectada por el calor i ZAC ).

To = Temperatura inicial ( Q C ).

Tm q Temperatura de fusihn del metal base.

t = Espesor de la plancha.

YC = Calor específico volum&trico

( Joulesfmm3 UC )

Y = Distancia en mm. a partir del borde

la zona de fusien. . '

j) VELOCII!AD I)E ENFRIAMIENTO : Para saber Si St3

trata de plancha gruesa o delgada aplicamos la

siguiente ecuaci6r-i:

(Ec. 3.10.)

Donde : Vo es el factor relativo de egpesor.

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mm. , Tf2=550UC, To=3(.WC > y Hneto de la ecuaciòn

3.3 con fl=C).8, tenemos que

1

2 S

Vo = 42,z*/fj ------------

E , 1 . 60

(Ec. 3.11.)

Conociendo los valores de S, E, 1 para los tres

tipos de uniones a realizarse, podemos hallar Vo.

Los Valores de Vo para los tres tipos de uniones

soldadas se muestran a continuacidn:

Unic>n a Tope : Vo = 0,4181

Unidn en angula : Vo = 0,60

Unibn en T : Vo q 0.40

Se considera plancha delgada si Vo es'menor a 0,6

y plancha gruesa si es mayor que U,8 por lo tanto

nuestro caso es de plancha delgada, y la ecuacien

de velocidad de enfriamiento es :

R = 2-n-K yc: ----- ( Tc - ToJ3 (Ec. 3.12.)

Donde R q Velocidad de enfriamiento (QC / seg.)

en el centro del cordbn depositado, a

una temperatura de interes Tc.

K = Conductividad Termita.

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Tc q 550 -c.

To q Temperatura inicial en W.

t = espesor de la plancha.

Ir ) AREA TRANSVERSAL DEL CORDON DE SOLDADURA : Para

este c&lculo se utiliza la fig. 3.10, en la cual

con IOS valores de corriente y velocidad de

soldadura se determina el k-ea transversal del

cordbn. Adicionalmente esta àrea se la puede

calcular mediante la siguiente expresifin :

11. 55

-3AREA = 1122 10 --------. .

s O-TU3(Ec. 3.13.)

La fig. 3.11. presenta algunos de los valores de

las condiciones de soldadura para 10s tres tipos

de uniones presentes en la compuerta de alta

presibn.

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1

1000- ISOO

2000

VELOCiDAD

50 -

40 -

30 .

. '

ia

7

8

?

f

5

4

3

2

Page 63: PROYECTO DE GRADO Previo a la obtención del Título de ... · compuertas en su totalidad por fundici¿in, pero an&lisis posteriores demostraron que estas mismascompuertas podrian

Wm

-1

-rl.

MFm

-1

-----

ii

-4-i

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3.7. TRATAMIENTO TERMICO DE ALIVIO DE TENEilUNES

Luego de la Soldadura las piezas soldadas serAn

sometidas a tratamiento termico de alivio de

tensiones.

De acuerdo a informaci6n proporcionada por la

compahia fiscalizadora de las CX~rfJ~uertaS , e l

tr.%ta~fJie~itO termico se aplicara en un hrzrnrr cerrado,

las Piezas deberan estar correctamente soportadas y

se evitar& el contacto directo de la l.lama . LO.5

quemadores sergn regulados de forma que nc produz;c.rn

una oxidacicn excesiva en las superficies de la

piezas. Se colocar&-1 termopares en un extremo de la

pieza.y de alli cada 4,5 mts. de dicho extreme, si

son varias piezas, se colocaran termúpares en la

zona inferior, central y superior distribuidos cada

4,6 rnts. de pieza en el sentido longitudinal. La

temperatura del horno no sera superior a 315 YC en

el momento de introducir las piezas y la velocidad

de calentamiento ( Va j no sera slui+ricr a 2211 (W/hora

dividido por el rfJ&xirfJo espesor en pulgadas,

220 x 25

va 5 -_----_- W/hora. (SC.

t ( IfJ’IfJ . )

pero en

3.14.)

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72.-

donde : t = espesor màximo en mm.

La temperatura m,?xima estar& comprendida entre lo3

590 Q c y los 650 !2 C. La diferencia de temperatura

entre puntos distantes entre si 4,6 mts no exceder;?

los 140 Q C durante el calentamiento, y luego de

<. alcanzar la maxima temperatura, la diferencia no

ser& superior a 83 Q C.

El tiempo minimo de permanencia en el horno sera de

2,36 minutos por cada milímetro de espesor.

Hasta alcanzar los 315 QC, la velocidad màxima de

enfriamiento (Ve> sera menor a 260 QC/hora dividido

por el maximo espesor en pulgadas, pero en ningun

caso mayor de 260 QC/hora, y luego de los 315 OC

puede enfriarse al aire. . .

260 x 25

ve = ---------- QC/hora

t ( mm . >

(Ec. 3:15. >

Este procedimiento se aplicar& en &tqUellOS

componentes que hayan sufrido deformaciones al

soldar durante la fabricacidn.

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f ‘í :3 , --

cî) Calentar hasta color ligeramente rojo ( T i 600

P C ) llevando la boquilla del soplete entre 5 Y

10 mm. de la pieza, dependiendo de su espesor y

del tamailo de la boquilla.

b) Luego de que se consigan los 6UO 2 C en ese

pu11 to > continue calentando en forma de zig zng,

desplazando la boquilla hacia adelante en una

misma direccion, evitando los vaivenes, de forma

que siempre se tenga material fri.0 delante de la

lim,9 de calentamiento.

C) La linea de calentamiento tendr;? una anchura de

26 a 35 mm. para planchas de 25 mm, de espesor.

d) La velocidad de la boquilla debe ser constante y

el enfriado ser8 al aire. . '

el El Control de las temperaturas se harAn con

tizas tifrmicas o por pirdmetros de contacto.

,9. MONTAJE EN TALLER

Cada compuerta, incluyendo los marcos, bonete,

cubierta del bonete , l-10 j 8 de la compuerta,

revestimiento del conducto, extensidn del vãs tago I

indicador de la posicibn de la hoja de la compuerta,

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‘74.-

revisien y para garantizar que todas 13s partes

C~l.Z.311 COI1 precision y es IAIi alineadas

cOrrect43ment~e .

Cada compuerta se abrir8 y cerrara una o mas veces

según sea requerido para demostrar que la compuerta

funciona correctamente a satisfacciòn del ingeniero.

Mientras se monta para operacion en taller debera

mampararse los rflarcos de la compuerta de tal forma

que se pueda realizar el ensayo hidrosthtico o en

lugar de mampararse, se podràn juntar dos compuertas

en SUS caras aguas arriba y s e ensayaran las

compuertas en pares. Con las compuertas en la

posicion de cierre, se debera aplicar una presion

hidroStatlca de 0.7 kg/cm2 medida desde la linea de

piso del marco de la compuerta, en el lado aguas

arriba de la compuerta. En este ensayo; los sellos

de la compuerta deber.% ser lo suficientemente

hermeticos para que ningún chorro de agua salga de

ellos.

A continuaciòn mostramos la estructura que servir&

para alojar la compuerta de alta presion.

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‘76 . --

dst.xr& man tener en la posicidn abierta usando

maquinaria de operaci6n se hayan instalado Y el

Cont~rat~istJ-l est4e listo para realizar 10s ellSFlyOS

N 0 s t permitir5 el uso de aire corapriroidU para

ensayar Y hacer funcionar las compuertas, Hasta

que las compuertas estSn listas para entrar en

operacitin final, se deber8 proteger la compuerta y

los marcos de apoyo contra dai'ios por escombros

flotantes. usando recubrimientos de madera u otros

medios satisfactorios para el Ingeniero.

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CARI TUL 0 1 V

CALIFICACION

La Espccificaci6n del Procedimiento de soldadura (WI%) es

el documento que describe todos los requisitos y detalles

necesarios para la realizac.iCn de una unidn. Sometiendo

dicha unibn a los ensayos que se especifican en el

capítulo II y III del Cddigo ASME seccibn IX, ya sea que

se trate de calificacian u homologacian de proceso o de

calificaciòn u homologacicn de soldador, se confecciona

el registro correspondiente, el cual acredita que la

UIlidIl reune las propiedades requeridas o que el soldador

tienen la capacidad necesaria para realizarla.

4.1 CALIF-ICACIUN Y HOMOLOGACION UE PROCEDIMIENTO DE

SOLDAIIURA

Entre los datos o variables teneraus:

- DISEÑO JUNTA : Chaflàn, separacian, talon,

etc.

- MATERIALES BASE : Especificaciòn, propiedades,

ccmpesici%n, espe.sore.3. . .

- MATERIALES APORTE : Especificaciòn,

fundentes . . .

diknetros,

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‘78 . --

- POSICION : Tipo, ascendente,

descendente. . .

- TRATAMIENTOS : Pre Y/O post-calentamiento

entre: pasadas...

- GAS PROTECTOR : Tipo, mezcla, caudales...

- CARACTERISTICAS ELECTRICAS ; C.C. , c.a. ,

intensidades, velocidades.

- TECNICA SOLL)EO : Cordones estrechos, anchos,

extensi+n electrodo, NQ de

pasadas, velocidad soldeo...

En la especificacifin deben reseíiarSe tCdOS 10s datos

que se consideren necesarios c7 converíientes.

Lk? todos es tos factores, m1cJs influyen

fundamentalmente y otros no, segtin exigencias

requeridas a la unicin , c7 s&gùn s e trate de

homologaci¿?n de proceso, soldador u operador. Este

hecho da lugar a una primera clasificacien de las

variables en tres grupos :

VARIARLE ESENCIAL.- Afecta las propiedades mecanicas

o dificultad de realixacidn;

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'7!3,-

- Cambio de Froceso.

- Cambio de Fo~icic?n.

- Cambio de Material Base o Aporte.

- Cambio de tratamiento.

- Supresibn de soporte (baclring), etc. . .

VARIARLE NO ESENCIAL .- No afecta las propiedades

de la unidn o dificultad de realizacih :

- Tipo de Junta.

- MBtodo soporte.

- Mhtodo sensado, limpieza, etc...

VARIABLE ESENCIAL SUPLEMENTARIA .- Afecta tenacidad

de la. uniòn. Se consideran esenciales o no seaun se

requiera o no tenacidad respectivamente.

- Froceso.

- Calor suministrado.

- Tratamiento Thmico.

- Ascendente o descedênte. etc. . .

- Cambio de una variable esencial : requiere una

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-

VARIARLES ESENCIALES EN TENACIDAD FARA FROCEDIMIENTO

METAL HASE NUMERO P PARA IMPACTO

METAL DE APORTE ESPECIFICACIONES PE SFA USADO

FRECALENT. MAXIWO ENTREPASADAS

CARACT. ELECT. CORRIENTE Y VOLTAJE

VARIARLES

JUNTA

METAL DE APORTE

FOSICION

FRECALENT.

CARACT. ELECT.

NO ESENGIALES FARA PROCEDIMIENTO

DISEiW DE JUNTA

RESPALDO

SEFARACION DE RAIZ.

DIAMETRU

ESPECIFIC2!,CIONES DE SFA

DESIGNACION DEL FUNDENTE

FUSXCION EMPLEADA

EL EMFLEADO

RANGOS DE CORRIENTE Y VOLTAJE

Hay distintos tipos de variables que por su variedad

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8’2 . -

en grandes grupos para su mejor utilizaciGn. Estas

variables SO11 las relativas a materiales de base,

materiales de aportacibn, CON@OSiCih quirnica de

materiales depositados y posiciones de soldeo :

aj METALES UE BASE ; Divididos en los grupos P,

semejantes en cuanto a composicidn,

soldabilidad y propiedades mechicas. Dentro de

cada NQ F existen a veces subgrupos, G

utilizados en lOS casos de requisitos en

tenacidad. Refiriendonos exclusivamente a

nuestro caso Acero Estructural A36 :

F-l a F-ll : Aceros Normales Y aleados.

b) MATERIALES DE APORTE, ; Comprenden los grupos

F, con similar distribucidn a los . grupos Ir'.

Refirièndonos exclusivamente a nuestro caso para

Acero Estructural A36.

F-l a F-6 : Aceros Normales y aleados.

cj COMFOSICION MATERIAL DEFOSITADO : Forma los

grupos A, con un total de 12, distribuidos según

la composiciûn quimica del metal depositado.

A-l : acero dulce.

A-2 : aceros al carbono-molibdeno

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r3 3 . --'

A-3 : c?G^z'cJS al CarbCo~o-cromo

etc.,

Soldaduras de chapas 8 tope (G)

Soldaduras de chapas en T (F)

Seglln el tipo de unibn a realizarse:

PLANA ; 1G Y 1F

CORNISA (HORIZONTAL) ; 2G Y 2F

VERTICAL : 3G y 3F

TECHO (SOBRECAREZA) : 4C Y 4F

A- continuacidn mostramos las

detallan estas posiciones.

figuras que

.

3G

::ltFig. 4.1. UIiioHeS de chapas a tOPe (2)

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Fig. 4.2. Uniones de chapas en T (2)

Utilizaremos la posicih plana que es la rnjs

aconsejable para realizar los cordones de

soldaduras por arco sumergido y obtener la mayor

penetraciàn.

e) ENSAYOS : Son de distintos tipos, con

objetivns siguientes :

e.1.) TRACCION : Su objetivo es determinar

resistencia de las uniones.

los

la

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85, -

P0.2.) IXJBLADO : Doblados de cara y raiz. Se

utilizan para determinar la ductilidad de

la soldadura, asi como para el grado de

fusidn con el material base.

e.3.) TENACIDAD : Charpy y Caida de peso segtin

se requiera. Resistencia a la entalla.

e.4.)

e.5.)

e.6.)

ABATIMIENTO : Se emplea para determinar

grado de fusihn y calidad general

de la soldadura.

METALUGHAFICOS : Para determinar grado de

fusion, agrietamiento, tamafio y forma en

soldaduras de hgulo, fusibn en la raíz,

etc.

HADIUGE?AFIC(:)S : Para determinar faltas

de penetraciòn, inclusiones, poros, etc.

Utilizado para homologaci&n de soldadores

y operarios, fundamentalmente.

Para el caso de Homologacidn de procedimientos, las

variables fundamentales son aquellas que pueden

repercutir en las características mecànicas de la

union soldada. En general estas variables es 0 1-1

relativas a los materiales de base y aportacii;,n, los

CllElleS de ben estar perfectamente definidos Y

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clasificados seglin sus NQ P, FyAy l a

especificaci&n correspondiente. Tambi&1 Srs11

fundamentales los t~ratamient.os termicos, pre y

postcalentamiento, temperaturas entre pasadas. Por

e 1 mismo criterio, no son fundamentales el tipo de

junt*a , la posicion , las caracteristicas electricas 0

la tècnica de soldeo cuando no se exige resiliencia,

en cuyo c a s 0 estas tres ultimas Sllel~Il pFl,sar a

fundamentales. En cualquier caso, la homologacion

de un procedimiento es valida siempre q,ue no se

cambie alguna variable fundamental,

Para soldadura a tope, el campo cubierto por una

especificacidn de soldeo tambien estA delimitado de

acuerdo COn el C?3p0550r del material soldado

Y del material aportado. En general, los

espesores maximos homologados duplican al de

los materiales de base o de aportacitin que Se

emplearon en la homologaeion cuando esta se realizo

con ensayos de doblado longitudinal.

Si los ensayos de doblado utilizados fueron

transversales, la regla de duplicar el espesor sdlo

es vAlida hasta un maximo de 203 mm.

Para nuestro caso que se trata de piezas de espesor

igual a 25 mm. segun la norma, aquellos procesos

calificados para espesores de plancha mayor a 9,s

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8’7 . -

LaS prche tas a utilizar para homc71ugaciOn d e

pr~ceclilnif~nt.os SOH cua tiI-0 d e doblado y dos de

traccion. LOS cuatro dobados pueden ser dos de cara

y dos de raiz en el caso de dobladc transversales o

longitudinales, o bien los cuatro pueden SCl!-

dobladf>s laterales. A partir de 19 mm . es

obligat,ori0 utilizar cua-tro doblados laterales .

LOS res111 tacios obtenidos deber&> estar de acuerdo

CO11 10s datos y requisitos de la especificacibn de

so1de.o.

En las pàginas 8'3 y 30 se presenta un 6j&plo de las

especifica-iones del procedimiento de soldadura

(. WI%) realizado parti las uniones en 'I' de la

compuerta de alta presibn. En esta especificaci6n

se ha incluido todos los par&m&tros e informaci6n

correspondiente, tal como se presentt) anteriormente.

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nuestm3 caso debido a que no se obtuvo esta

informacibn de 10,s constructnres de las compuertas.

Tanto el fc7rmatc7 WPS nsi corno el PWR han SicicJ

traducidos 3r elaborados del cddi~o ASME seccicin IX.

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..--.---____ -.._ -.-.---- ---___ _.- ___._ --.-- --.---- -.-

~:owpaiiía:.E S I= E Soy’: JOS&, ‘5. LOAVZA N.---_------II---

blPS No* 49 ---_- _--_____ =r3/02/90Fecha: __-__ -__ PQR usado ND ts) 1

Revision No: --4 _.-. techa: 23/01/70- - - - - - -

‘roces0 soldad~wa(sf: S AW IiFO!S) : SEM’\AUTOMAT¡ CAht0~ñt .~.ñr;S;T&Gii~:~

.--.-.I-----_--.------l-.-- .____ ---

JUfW!S

Di seRo Junta: ____.__ _ __.____._ ._______II_____ -.-_MEDIA V R YSO

Rrs~aldo (Si): _____________. tIfo! : _____ 25. ._-_.

Wateriñl respaldo Clipo!:

rjitetalt-1i--j Hetal no f wden te

9,

---.-------..- _.___-- ----l__--__- ------__ .- .-.. --.------

KETAi JMSE

P No:- 13. GrnpG No : ã k” f?G: 4L- - - - fjR!pO tfG :

0

lipo d e Erpecificacibn g g r a d o _ _A 5lfi R3C _-_--_---

Rnhlisis Químico y Proy. Hecánicas 0257 C-004;5/?-QOS%S~oa %NNd.._...._^ .L .____ L..~~O~.. --.---.---d.--

‘Rango de espesor:

neta1 Ha5e: Hanrrra : .-2!3-5~ -__. -_____ Filete:-.--Xt%-C--

Rango Diá. Tnh: Ranwa: Filete:

ot.ro5: . ’- - -

- -

- -l!

F No: ----6..----- _._. -_-

fo No: ee-.?k.- ____.__ ___-._-_--

Tamaíio #et.al Apo~~te:_--~ 5 mm. 1+. .._ ..--.. .__ _ _

Meta! soldado depo5i t.arb:

Rango de eswior: ____.._ ?.X..?E.?!L+ .__-___

Ranura: --Y-Z0 --..J

filete: 95mm. I-----J----- -l

E:lectrodo Elvx (clase): _.--.-_ -----_. - l__.. -...- -._-

F’lux Noabre comerciaf* F-+o-EC OS- 8s. - ._-_ -.-..---. - _._.. ..-.-..---1

o t r o s :_..-.----.f - - -1

- - - - - ..-..._ . . _......_.......--- ----.-?..--- ----l- I-- .----- - .-.__._ _I__

Page 82: PROYECTO DE GRADO Previo a la obtención del Título de ... · compuertas en su totalidad por fundici¿in, pero an&lisis posteriores demostraron que estas mismascompuertas podrian

-POSICIONES

P o s i c i o n e s d e l Chaf Ián:4 5" 1 F

Soldadura briba: Majo: X

Posiciones de filetes: TOPE A 45”-----_

~R~~n~~~~~~IE~~~

Precalent. Tenp. Hin:-

Entrepasad. Tenp. Max:- bJo

T!’ii--

4!i

1

Rango Tewpratwa: 630’ C

Rango Tiewuo: _-- -_---

Vi?S Porcentaje Cnrwestos

GasCe (Mezcla) Uel.Flrrjo

ResFa d o

C0rrient.e IC o DC:pc P o l a r i d a d : 7

Aareraje (rango): 1050 Voltaje (rñngo~:3ã

TaMaño de electrodo y tipo : E C 8 5 - SJ Smm.Modo de transferencia Metálica: ARCO SUMFRGIDO

Velocidad de alinentacibn electrodo (rango): 2!6 mm /min

TEM ICA

Importación Recta u Oscilante:.. R E C T A

Tan350 de Orificio det Ga,: .------___Limpieza inicial 0 entrepasadas: PUL I DO ESP~ERILADO-,

Hé todo de -Respal do : N O

Oscilacih: 5 1~--

Hriltipies o siMples pacadas: 4 Y+AíM

kíltirle 0 sinple electrodo: i ELECTROOU -I_--

Velocidad de aporte (rango): I, 56

Capas

4Hetal Bportel

VelocidCorriente

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!! 1. . ---1r,____ ----_--__-------- __--

Honbre d e l a Cowattía: _____-___

PQR No: __

WPS No : 1_1__-____ _ ..- _____ ~--_

P r o c e s o s d e Soldeo:

í’ipvs (Hanaat, htvmatic., Seniautvnat.ic.I:--

~._-_.-.-I----~---

- -

Fecha:-

___-_--__--- - - -

.---___._-_ -_---_-_-__-

!JNION!X

i!i;el!v de1 Chflán lkadv.._. -__---_-- ________ -.--- -... --..-- ___--_--..--_--~

NETJX EASE j TRJ'ITANIENTO TEENICB P!TX!%DEO1

Especif . material : ._____-_.___ _---__ 1 lenyeratara:, - - - -

Tiro 0 Grado:!

_ Ilenpo: -_ - -

P No:- ñ 1’ No:-.. tlt.ros:

Espesores: - t - - - - - - - - - -

Dia%etro:- __ 1 cris

Otrwi:..-~l Porcentaje Coqws tos

ltias IHexxla) Uel .Flujv

----__-.--I_-i

- -l____I-i ResFaido!

. . _ _____-

I - I - - - - - 8 -- __----

flETitL BE ItPORTE[ C~~~CTEEIST~~~S E1ECTP,IQ\‘:

SFfi e5recificaclth:1 Lvrriente: -__--.--

-__--

lik!S clasif icacitín:i hlariòad: _______~_

b?prias:- Vo1 ta.jrs:Hetal apvrte f’ Nv*

----/. -__-l.--.--__l_

Rnálisis Hetal. soldñdv R N o :f Tanah Electrylo: _ .-

iatwfto M e t a l a p o r t e : .o t r o s : -

l- __.__ -_ L.- -Oh-os : __.__. -_l_- TECN rcnMetal Depositadv:--S _ _ _ _ _

Velocidad de aportación:---...---.-.--.- - - ----.-___---

Rportacibn Hecta 11 Fwilante:P~~C~~I,~NT~~I~~T~ kxilacidn:

Tenperatwa Precalent.awientv: / Hdltiples II sinples pasadas:

Tenperatura entrepasadas: Hdltiples 0 siwles electAtos:

Otros :1 wro5:_--___-.I_- -.._-__-- ___ -..-~-------.----L- !

, 1-- --------_--_-._- -_._ ---..- -~-_

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PQR No: /

Tipo de ensayo:

finálisis del depósito:

otros :

I.

I Reml tado aceptable (Si/NoI :

Tipo Y aspecto de la rotura:

Nonbre del Soldador:

E n s a y o d i r i g i d o p o r :

papa : _

Penetración #eta1 base (Si/f4o):

Resultado de la Hacroyraf ía:

R e l o j N o : Sello No:

r!o. del inforne del Laboratorio:

!

Certificanos qtte el contenido de este inforne es correcto y que las; soldadrrras lian

1 sido preparadas, soldadas y ensayadas de acuerdo con los requerinientos del c6diso

BSHE, SecciOn IX.

F e c h a : Firna:

Firna: - - inspector de: _

1 Rprobado p o r 80:Firma: I

I--_----. -

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!4.3 . -

4.2. CALIFICACION Y HUMOLOGACION DE SOLDADORES

La Calificacidn y Homologacidn de Soldadores Se:

encuentra detallada en el capitulo III del còdigo

ASME secciòn IX, dicha homologacifin del soldador se

llevara a cabo seglin la especificacibn de

soldadura correspondiente (WPS) > pudiendo

prescindirse del tratamiento postsoldeo si figura en

aquella.

Las variables fundamentales, son aquellos que pueden

dificultar la realizacidn de la soldadura. Los tipos

de variables para soldadores de acuerdo al chdigo

ASME seccidn íX empleando el arco sumergirlo .son (2):

--_-. ’

VARIABLES NO ESENCIALES PARA SOLDADC)RES-

TECNICA FILETE

METUDO DE LIMPIEZA

MET(JDC1 DE RESPALDO '

WClLACION

NUMERO DE PASADAS 2 TAMAW

SEPAHACION DEL ELECTRODO

MANUAL (J AUTOMATICA

-----___- ---- --.._-__-_._ ---- .---..----.----____-

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!j4.-

VARIABLES ESENCIALES EN TENACIDAD PARA SOLBABORES

TECNICA OSCILACION

NUMERO PE PASADAS, ESPESOR

Para la calificacidn del soldador por arco sumergido

se considera el espesor de plancha a calificar Y la

posicion a soldar como variables esenciales.

a) METALES UE BASE z A utilizar en las pruebas

sera el mismo de que estara hecha las compuertas

de alta presion, acero estructural ASTM A.36.

b) ESPESORES Y DIAMETRJX : Dado nuestro caso >

tratãndose de piezas de espesor de 25 mm, seg?in

la Norma, un soldador calificado para espesores

mayores 8 19 mm, homologa o califica para

espesores iguales o superiores a este.

CI LA HDMOLOGACION A TOPE EN CHAPA : Homologa en

angu10 para todos los espesores y gargantas de

soldadura.

d) LA CHAPA EN ANGULO : Homologa asimismo para

todos los espesores y gargantas. .

ej PROBETAS : A utilizar son un plegado de cara a

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otro de ralz, transversales o longitudinales, o

bien dos plegados laterales ipara e = 1U mm. ).

Para hom~logacibn exclusivamente en .3ngulo de

chapas, se raliza un macro de una secci6n Y u 11

ensayo de rotura por abatimiento continuo .

f) POSICIUN : Es otra variable fundamental para

el -890 de soldadores. Las POSiCiOIleS

cualificadas por una prueba determinada,

dependen de la posicihn de la prueba Y de que

sea realizada a tope 0 en hyulo.

#JET) LA HOMOLOGACION EN CHAE'A : En posiciones 1G y

2 ; ,i la chapa homologa para tuberia de diAmetro

mpyor a 73 mm. Fara otras posiciones, tambien la

chapa hrtmologa para tuberia pero sO10 a

partir de FzlU mm. de diametrcs. Eh pruebas en

AI~gulo , Cualquier posicibn homolûga parC3

diametros de tuberias mayores de 73 mm. Para

dihetros menore-ts-- > las pruebas hay que

realiZarlaS sobre el dihtitro de tubo a

homologar.

h j RAUIWRAFIA : Sr: utiliza para prescindir de

ensayos meckicos 0 macrogràficos. Esta puede

aplicarse realizando probetas a tope de lc>ngi.tud

rainima de ,soldadur.a de 152 mm. para examinar

por radiografía. Alternativamente, pueden

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!36, -

.

examinarse los primeros 153 milimetros de

pr0d11cciò11 de un soldador. Ji'11 estos casos los

reensayos se har8n radiografiando 1ongitudes

dobles respectivamente, y reparsndo cn cualquier

caso > las soldaduras rechazadas y la producciòn

completa del soldador rechazado, por medio de un

soldador calificado.

i) REENSAYOS Y RENOVACIONES PARA Si.ILDAD(LIRES Y

C)PERA~K.IFtES : Cuando un soldador h,9 fallado las

pruebas, puede ser reexaminado mediante la

realizacicn de dos pruebas adicionales parc7 cada

POSiCidIl fallada cada una de las cuales deberA

pasar todos los ensayos requeridos. Cuando la

hpmolog3ci6n se hizo por rndiogrnfla, las

prueba3 ser,?n heChOS por es te mismo

procedimiento. . '

La renovaciC3n de la homol~gacidn de un soldador

1-l operador se requiere en cualquiera de los dos

casos siguientes :

- Si el soldador u operador ha interrumpido su

actividad por WI período superior a 3 meses ,

except.0 cuando haya traba,jadr,, e 1-1 otrw

procesos de soldadura, este período >s P

extiende hasta 6 meses.

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!3’i . --

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Nonhre del Soldador:.- Chequeo No :

Usando UPS No : Rev:

ISello t~O:--...s 1

Fecha:

VariableValor f!ctua1 usado Ien calif icñción Rango Calificado

iProceso

Tipo de Proceso

- -

Respaldo (Metal, flux, etc.)

Material especificaciones

Espesor

CLafJán

1í t - . - - - - - - - - - - - a -

Ii

Filete

Metal aporte

Errec. No.

Cl ase

F No.

Hetal Soldado Pepositado

CJlaf 1 án

Filete- - - - - -

- - - - -Posicián

Tipo de Gas

Características elktricas

Corriente -Pal ari tlak -

IRES1ILThD’JS ENSIIYOS RE DOBLADO

Tipo y Fig. Ha. Reswl t adosII

RESULTADOS ENSIIYOS ~~DI~~~~~I~~~

Resultados Radiogrif icos:

RS1ILTADOS ENSAYOS NETAL SOLGRDO

Pruebas de Fractura (Describa localizacih, naturaleza y tamaño fisura):

Longitud y Porcentaje de Pefestos: nn. %.

Ensayos flacrográf ico-Pu5ión:-

Rpariencia garganta:- nn. x m. Concavidad/convexidad:- nn.

Ensayo dirigido por: Ensayo de Laboratorio No:-

Certificamos que el contenido de este inforne es correcto y que las soldaduras ?lansido preparadas soldadas y ensayadas de acuerdo con Jos requerinigntos del cbdlgoRSME, Sección Ik.

iFecha: Qrganizacio(n:

POP,*----___-_I_--_ l

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101. -

Fig. 5.2. Esquema de la inspeccibn ultrasbicaen uniones en àngulo (6)

PROCEDIMIENT(! DE BARRIDO FARA LA PETECCION INICIAL

DE DEFECTCJS; Este procedimiento consiste en barrer

la seccien completa con el eje del haz, empleando el

movimiento del transductor entre puntos A Y R que se

indican en la figuras anteriores. Durante este

movimiento dar al transductor una ligera rotacibn

como se muestra en la siguiente figura :- '

/\

/I /I\

\ 1 ‘/I

\ I /Yy-“/POTATiVA

I

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?.O% I -

Cua1ido sea posible, efectuar el barrido de la

soldadura desde todas sus c a r a s de unicìn . ES

necesario emplear una distancia de salto adicional

para barrer la totalidad del *sirea y marcar IOS

límites que atraviesa el punto de incidencia del

transductor sobre la superficie del material antes

df:: COIMIIZ~Y la iIispeccidI1, Desplace la sonda se:RU11

Se indica (311 la siguiente figura y marque las

Zweas de las que se obtienen sefiales de e c 0 s , para

investi~aci~~n p~st*erinl*,

- m - -

- - IANcbO DE1 7RhWSDUcToU

Fig. 5.4. Procedimiento de Barrido para soldaduras (6)

F'ROCELtIMIENT(I PARA LA LWALIZACION DE DEFECTOS :

Cualdo se registra unc? sefial del eco de un defecto

precedente de ?IrlB de las h-zas sospechosas

anteriormente marcada desplazar el transductor hacia

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1013. -

ade lante y atrAs 211 .31j~~LllQ,~ reCt,r>S 23 12? llHF.3 de 1.3

sc,sldadura hasta que se alcance la màxima amplitud de

seíial, Es import.nnte que el eje del haz se m.c\ntHiga

precisamente en BngUlO rec tu con respectJ,s 8 la

soldadura para asegurar precisibn de localieaci~~~n .

Ohs&rvese el alcance del defecto partiendo de la

posicibn de la sefial en la pantalla. Ybtengase

confirmaciòn de la existencia del defecto barriendo

asimismo desde 0 tras posiciones; es tn PUdiera

requerir Cl11 c a m b i o d e t~ransduct~c~r y e l U S O d e

mayores distancias de salta. La localizacidn de un

defecto puede deSpU*S C~lCUl~~~~ por relaci.cJnes

t,rigoIiom~t,ricas .sr;glin s e indica a CoI~tdIwacidn ;

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1.04. -

donde: r es la distancia medida en la pantalla del

oscil~scopic~.

s es la distancia horizontal de la

discontinuidad al transductor.

t es el espesor de la pieza.

n es la distancia horizontal del

transductor al punto de rebote de la onda

en el fondo de la placa , :J'

P es La profundidad a la que se encuentr.rt j

la discontinuidad medida desde la

superficie de la pieza. -;i‘ &";L

b es la altura desde el fondo de la pieza a

la discontinuidad.

. of. es el ángulo de refraccidn del

transductor, qUe para nuestro CBSD valdr&

6Ci gradQs. . '

s -- r , set-10 ( d ) (Ec. 5.1.)

r1 = t . tangente I H ) (Ec. 5.2.)

- 5 i 1-1 (. s < Zr-1 significa que la discontinuidad

se halla ubicada luego que la unda ha rebotado

en el fondo de la pieza. En este caso :.

p = t. ( l+ n j - s LEc. F: "'2 . J *1

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1(15.-

- Si s 3;. n significa que la discontinuidad se halla

811 txs clel rebote de la ond,? Con el fnnd9 de la

pieza. EIi este cas<> ;

p = r cose:lio i o( j ( Ec , 5.4.)

5.3. XNSE’ECCIc.)N Mli~Xi.,GIIAFXCA

Generalmente, las uniones soldadas son

radiografiadas US~~lclO 1111T3 direcci&n normal a la

superficie de la soldadura. Para uniones a tope el

ce11 t.ro del ~IX!CT es perpendicular a la superficie de

las piezas, pero para uniones en T el foco central

usualmente es lnrlinadc~ ,

Las uniones rili v , uniones en Angula , uni on68 de

ex t,erit>res y filetes > requiereI> dss ví"skas , cada

11118 p a r a l e l a a cada extremo * para iIMpWC!iOI1~3

correctas de fisuras o falta de fusiiln.

Cuando tenemos 100 7; de penetraci'6n en las uniones

SOldadaS en T de la compuerta de alta presiòn, es

recomendable usar un Angulc~ de incidencia focal de

15 2 cm la vertical, ya que esta permite detectar

me .j or las zonas de falta de fUSi? y penetracih

incmJpletà ( ll 1 I

Fara ias uniones soldadas en Angula de la compuerta

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Las rJigui.entes f i QU r a s , i l u s t r a n l a f o r m a c o m o

df- tiera realiZarse l a inspecci&ri radiografica para

uniones soldadas en ‘I’ y hgulo d e l a c o m p u e r t a d e

a l t a presiõn.

FOCO

/F O C O

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1. 07 . -

La forma de muchas soldadur.as prohibe seleccionnr

una direcciõn de exposiciòn paralela a la superficie

soldada, la cual es la mRs favorable para det~ectnr

fisuras internas 0 fallas de laminaci6n ( En estos

Cc?SOS > la inspeccidn ultrashnica resulta mas

aconsejable ),

Posiciones adecuadas para algunos tipos de uniones

soldadas son mostrados en la figuras siguientes :

PéL1.C v LA

FOCO

FOCO/

&. ’q$l

b-i.%. 5.7. UbicaCibn de la pelicula radiográfica *en uniones soldadas en T y &ngulo.

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En las uniones en hgulo según la facilidad de

radiografiar se puede COlOCZW la pelicula

radiogrhfica en la parte interior 0 exterior.

PARA lNPECCI!iN Vl:s;UAL : El criterio de aceptacirjn y

LfXh.ZtZp según el ctdigo ASMA seccic3n IX considera

que la seccihi transversal del metal soldado y la

5 0 n a afectad& por el r,aloIJ deber%ri ' presentar

completa fusitin y estar libres de fisuras, rI9 deber.5

haber mas de 3.2 rtm~ de diferencia entre las

longitudes de la raiz de los filetes, ni deberh

haber indicaciones lineales en 1s raíz que excedan

de 0 , 8 mm . tampoco se aceptar&-1 soldaduras CjUe

t~engan una cc,ncavidad o convexidad mayor que 1 , rj mm.

PARA INSI-'ECCION RADIWRAFICA : El criterio de

aceptacidn y rechazo segih el c&digcJ ASME ,seccic?n

VIII adopatad9 para espesores de 25 rm. cmm ~-,n el

caso de l.a mmpuerta es el siguiente :

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b) S i la indicacibn es de tipo redondeada, es

decir, CJUC? tienen una 10ngitud de 3 veces el

ancho Q menos, 10 mAxi.mo permisible serå de 5

mm. para espesores de 25 mm. Uiàmetr0.5 de

indicaciones redc)ndeadas menores a (1.8 mm no

ser%n tomadas en clAenta.

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1 1. !? . -

aceptacihn y rechazo seg?in el cbdigo ASME sei3cicm

VIII considera que todas las indicaciones que

produzcan una respuesta mayor de 20 por ciento de la

altura de referencia se investigaran en la medida en

que el operador pueda evaluar la forma, identidad y

situacidn de tales reflejos en t&rminos de normas de

aceptacidn dadas a continuaciòn;

- Discontinuidades LI011 inaceptables si la amplitud

excede los niveles de referencia, y la longitud de

las mismas superan los 8 mm. en espesores de

plancha de 25 mm .

- Y tampoco se aceptarán aquellas discontinuidades

que _ sean interpretadas como fisuras, falta de

fusifin, 0 penetraci6n incompleta.

S<llO aquellas discontinuidades clasificadas corfl~

rechazables necesitan registrarse en el informe de

la inspeccion y deberan anotarse asi, bajo el titulo

de "Evaluaci&n del Defecto"'. Todas las

discontinuidades rechazables deher&n indicarse sobre

la soldadura misma con una marca inmediatamente

encima de la discontinuidad y en toda su longitud 7

indichndose el tipo de discontinuidad y profundidad

en relacidn con la superficie de contacto' (6).

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RI BL 1 OGRAF 1 A

(1) THE LINwLN ELECTRIC CUMPANY, The Frocedure Handbook

r>f Are Welding, 12 th. Edicidn, 1973.

(,LI) Còdigo ASME, secciõn IX, 1986.

(3) JOSEPH W. GIACHINSI, WILLIAN WEEKS, Tknica y Prktica

de la Soldadura.

(4) COdigo ASME, seccidn II, 1986.

(5) SYDNEY H. AVNER, Introduccidn a la Metalurgia Fisica,

2 da. edicidn, 1981, Mexico.

.

(7) METALS HANDUOOK, Nondestructive inspection and

quality control , 8 th edicicsn > volumen 11 , 1976 B

(8) WELDING JOURNAL, Julio 1984,

(9) VII CURSO PANAMERICANO DE METALURGIA, 1986, ESPOL.

(10) Cbdigo ASME, sewictn VIII, 1986.

[ll) CONVAIR DIVISON, Nondestructive Testing,

Radiographic testing, 1967, San Diego, California.

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PLAMQS D E

L A S

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F CCHA tiOMBRE ESCALA

1 QmGO Feb. TO ESPOL-- -.-- ---.-_- - .___ __ .._._ - .._- 1: 26.5

DlfWO Feb.70 J. LOAYZA MA+CmAL

APRO%< Feb. 00 A S 7 M A 3 6 LAHIWA.skC-.. . .._. - -.~._- .___-_

VIS7-A F R O N T A L D E CDMPUERTA 1- - -

Observaciones

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?I

ic

0

r FECHA NOMBRE fiSCA A

OfSsRo F e b . 90E S P O L

1: 26.5DIBUJO feb .qO J. LOA’/ZA HATERIAL

APRO f&. (0 A S - f - M AS6COntiQn l

V I S T A P O S T E R I O R COMPUERlR

LAMINA

2

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F E C H A NOMBRE

QISSihI Feb.10 -ESPOL

VIRuT Fcb.qo J. LOAYZA MATERIAL *Af’ROW Feb. 40 hSTr\ A36

EscaLa

l:I7

!AMIUA

/cowttc ka

V I S T A L A T E R A L 1 3Observaciones

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---029vii

+ih

QQ14 12

FCCHA NoMeRe liSCAL&

WEWb feb.w . ESPUL

OJtNJO feb. 90 J, L(.l~yzA M A T E R I A L * 1:17

APROBO Gb. Qo ASJM ,436 LAMWAContrQnt

‘DETALLES VE VIGAS- T. 4ObfPrvarionts

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n60

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-~-..-__---.----$9L c s UU37OS 0

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POSICIO# DE!XNACION PESO fkg . 1 CfWIDnD

1 cHnPn DE I’ORRO25x2289x3864

MA~ERIRL

636 1694

2A36 lY2

3

4"

cHnrn55x140~3643 (60) 436 435

LHfiFfi55xl40x218Y (60) 1136 131

5 1/2 IFN-60@x2024 836 200

b 1/2 IFN-600x2024 136 200

7 1/2 IPN-600x2024 1136 800

8 1136 40

9 cHnFn- 5Rx290x500 836 51

10 CHnFB50x262~500 n36 40

ll836 13

1.2 CHnFII25x262~464 836 23

13 CHBPB25x263~480 836 73,5

14 CHILPII25x264~479 836 72

15 CHIFR25x264~465 036 71,4

16 CHBPA25x264~438 R36 67,5

17 cwn25x264~363

cutmnruun60x2189 (60x55)

1136

lllSI-304

---- ---__

105

18 61,5

_-.

1

1

2

1

1

1

4

1

1

2. .

1

1

3

3

3

3

7'

1

-J

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POsIcION

19

28

21

22

23

24

25

26

27

28

29

38

31

32

33

34

35

36

MBPB37xiiex2159 (45)

ItBPB37X119x3623 (451

:HAPII8dm337e

IHBPíI25X263X1963

WIPL71X78X17@ (75)

CHIIPA25x229x3.188

CHfiPB25x262~387

1/2 m-6etih2e24

CHbPA25aih2e24

CHftPA37x119~3823 (45

CHBPI25x264~416

CHBPII25x264~443

CHRPR25x264~465

CHAPB25X264X478

CH6PB25x57~234

CHIIPI\25x57~114

MATERIAL

íw-364

PESO (kg. 1

23

CANT IDAD

mu-394aI3

STM-B584-73leacion 932

SM-B584-73;leacion 932

R36

80

110

23,5

fi36 70

1136 23

1136 192

836 19

n36 2e0

p136 85

BST#-B584-73Aleacion 932

Á36

1163

38

636 45,6

836 48

R36 38

1

2

1

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2

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. ’1

1

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2

12

c136 674 32

1136 4,8 4

Page 115: PROYECTO DE GRADO Previo a la obtención del Título de ... · compuertas en su totalidad por fundici¿in, pero an&lisis posteriores demostraron que estas mismascompuertas podrian

l lI lII

1/ POSICIONPOSICION DESICNMION 1 HRTERIALDESICNMION 1 HRTERIAL PESO Urg .lPESO Urg .l CRNf IDdDCRNf IDdD

\

3737 CIMPACIMPA25X49X5725X49X57 836836 22 44

3838 LOCT I LELOCT I LETipo Ti-518Tipo Ti-518 136136

!! . .. . 5egr.5egr.

3939 PQ”5DoRPQ”5DoR WSTH-9138WSTH-9138 *.*. 4646I 24I 24 bleacion 675bleacion 675

4848 TOR. M-24x61TOR. M-24x61 RSTH-9133RSW-BI38 1313 4646fileacion 675fileacion 675

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11