soldadura de tuberÍa en proceso tig -...

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

FASCÍCULO DE APRENDIZAJE

CÓDIGO: 89001610

Técnico Operativo

SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG

METALMECÁNICA


ÍNDICE

CONTENIDO N° PÁG.TAREA N° 1: UNIONES DE TUBERÍAS EN POSICIÓN PLANA 1G. 9OPERACIONES:Preparar equipo de soldadura. 10Habilitar tubería. 11Fijar tubería. 12Verificar biseles y luz en la raíz. 13Efectuar pase de rapiz en posición plana 1G. 14Efectuar pase de relleno en posición plana 1G. 15Efectuar pase de acabado en poisición plana 1G. 16INFORMACIÓN TECNOLÓGICA:1. SOLDADURA DE TUBOS FERROSOS. 171.1. Definición de tubería. 171.2. Clasificación, estándares, códigos y diferencias entre tubería y flux (tubing). 191.3. Códigos y estándares involucrados en la definición de un sistema detuberías.1.4. Definición de diámetros (IPS y NPS), longitudes y tipos de terminalespara tuberías.1.5. Definición de tubos de pared delgada. 231.6. Definición de tubos de acero inoxidable. 241.7. Definición de tubos de norma europea. 241.8. Materiales para tubería. 241.9. Hojas técnicas de tuberías de acero. 261.10. Soldadura de tubería ferrosa. 302. PREPARACIÓN DE JUNTAS Y APUNTALADO. 352.1. Procedimiento. 353. TÉCNICAS PARA SOLDAR BRIDA CON TUBO EN ÁNGULO INTERIOR. 393.1. Bridas soldables. Clasificación y uso. 393.2. Procedimiento para soldar una brida. 433.3. Tablas de algunas bridas normalizadas. 454. PARTE QW SOLDADURA. 485. PROCESO DE CALIFICACIÓN DE LA SOLDADURA SEGÚN ASME IX. 64TAREA N° 2: UNIONES DE TUBERÍAS EN POSICIÓN HORIZONTAL 2G. 77OPERACIONES:Efectuar pase de raíz en posición horizontal 2G. 78Efectuar pase de relleno en posición horizontal 2G. 79Efectuar pase de acabado en posicion horizontal 2G. 80INFORMACIÓN TECNOLÓGICA:6. TÉCNICAS PARA SOLDAR TUBOS EN POSICIÓN 2G. 816.1. Preparación de juntas y apuntalado-Procedimiento. 817. CLASIFICACIÓN DE LAS TUBERÍAS SEGÚN ASME IX. 837.1. Materiales. 837.2. ASME USA también API 5L. 1007.3. Catálogo de aceros API 5L comerciales. 101

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG CONTENIDO N° PÁG.8. MWPS. PARTES SEGÚN ASME. 1058.1. QW 100.1. 1058.2. QW 100.2. 1068.3. QW 100.3. 1068.4. QW 101 Alcance. 1068.5. QW 102 Términos y Definiciones. 1068.6. QW 103 Responsabil idad. 1078.7. QW 110 Orientación de Soldaduras. 1078.8. QW 120 Posiciones de prueba para soldaduras en ranura. 1108.9. QW 130 Posiciones de pruebas para soldaduras con fi lete. 114TAREA N° 3: UNIONES DE TUBERÍA EN POSICIÓN VERTICAL 5G. 117OPERACIONES:Efectuar pase de raíz en posición vertical 5 G. 118Efectuar pase de relleno en posición vertical 5 G. 119Efectuar pase de acabado en posición vertical 5 G. 120INFORMACIÓN TECNOLÓGICA:9. TÉCNICAS PARA SOLDAR TUBOS EN POSICIÓN 5G. 1219.1. Preparación de la junta. 1219.2. Limpieza del extremo de la tubería. 1229.3. Soldadura del pase de raíz. 12310. CLASIFICACIÓN DE TUBERÍAS SEGÚN SU DIÁMETRO. NORMA ASME IX. 12511. CALIFICACIÓN DEL SOLDADOR SEGÚN ASME IX. 12812. PQR. PARTES SEGÚN ASME IX. 143TAREA N° 4: UNIONES DE TUBERÍA EN POSICIÓN SOBRECABEZA 6G. 146OPERACIONES:Efectuar pase de raíz en posición sobrecabeza 6 G. 147Efectuar pase de relleno en posición sobrecabeza 6 G. 148Efectuar pase de acabado en posición sobrecabeza 6 G. 149INFORMACIÓN TECNOLÓGICA:13. TÉCNICAS PARA SOLDAR TUBOS EN POSICIÓN 6G. 15013.1. Soldadura en posición vertical descendente V.S. vertical ascendente. 15013.2. Preparación de la junta. 15113.3. Limpieza del extremo de la tubería. 15113.4. Soldadura del pase de raíz (cordón recto). 15213.5. Soldar la corriente con máquinas soldadoras Lincoln accionadas por motor. 15413.6. Técnicas de soldadura para el pase en caliente. 15613.7. Técnicas para soldar pases de relleno y acabado. 15713.8. Fijar la corriente para soldar: pase en caliente, pase de relleno, "stripperpass" (pase extractor) y pase de acabado (cover pass).

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CONTENIDO N° PÁG.13.9. Prevención del agretamiento. 16013.10. Técnicas para soldar tubos de alta resistencia (X60, X65, X70 y X80). 16013.11. Procedimientos en posición vertical decendente (E6010, E7010, E8010 ó E9010) CD+.13.12. Procedimiento de cordón recto alterno en posición vertical descendente (E6010, E7010, E8010 ó E9010) CD-.14. CLASIFICACIÓN DE LAS TUBERÍAS SEGÚN SU ESPESOR . NORMA ASME IX. 16414.1. Materiales. 16414.2. Tabla de espesores de cédulas de tuberías. 16515. DISCONTINUIDADES E LAS TUBERÍAS SEGÚN ASME IX. 16615.1. Generalidades. 16615.2. Fisuras. 16915.3. Falta de fusión. 17815.4. Falta de penetración. 18215.5. Las inclusiones de escoria. 18415.6. Porosidad. 18815.7. Socavación. 19315.8. Socavación de cordón (underfil l). 19515.9. Solapado. 19715.10. Convexidad. 19815.11. Sobrespesor de soldadura. 20015.12. Corte de arco. 20315.13. Salpicaduras. 20415.14. Laminación. 20615.15. Desgarramiento laminar. 20915.16. Grietas y pliegues de laminación. 21115.17. Dimensional. 21316. WPQR. PARTES SEGÚN ASME IX. 213BIBLIOGRAFÍA 215

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N° ORDEN DE EJECUCIÓN HERRAMIENTAS/INSTRUMENTOS 01 02 03 04 05 06 07

Preparar equipo de soldadura Habilitar tubería. Fijar tubería. Verificar biseles y luz en la raíz. Efectuar pase de raíz en posición plana 1G. Efectuar pase de relleno en posición plana 1G. Efectuar pase de acabado en posición plana 1G.

Cincel. Martillo pica escoria. Escobilla. Tenaza. Equipo de soldadura.

01 02 Tubería de 8” x 4” Schedule 80

PZA. CANT. DENOMINACION-NORMA/DIMENSIONES MATERIAL OBSERVACIONES

TAREA N° 1: UNIONES DE TUBERÍA EN POSICIÓN

PLANA 1G

HT. 01 SE. REF.

TIEMPO: HOJA: 1 /2

SOLDADOR TUBERO ESCALA: S.E. AÑO: 2014

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG OPERACIONES: PREPARAR EQUIPO DE SOLDADURA. Es una operación donde se pone a punto el equipo de soldadura para el proceso. PROCESO DE EJECUCION: 1° Paso: Conecte el equipo. a) Conecte el cable de trabajo. b) Conecte la pinza de trabajo. c) Conecte la antorcha. 2° Paso: Regule los parámetros. a) Regule el control de velocidad de

alambre.

b) Regule el amperaje.

c) Encienda el equipo.

d) Regule el gas protector.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG HABILITAR TUBERIA. Esta operación es previa a la unión de dos tuberías, consiste en el trazado, corte y biselado de los bordes a soldar, teniendo en cuenta los planos donde nos indican las dimensiones de la junta. Esta operación es básica y es de aplicación constante en las uniones de las tuberías por soldadura. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso: Trace la tubería. 2° Paso: Corte la tubería. a) Utilice el oxicorte. b) Regule la flama

convenientemente. SEGURIDAD. Utilice los EPP. Apropiados según ANSI Z 49.1 3° Paso: Bisele la tubería. a) Esmerile el bisel de acuerdo al

plano de diseño. b) Elimine todas las rebabas. c) Proteja la junta.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG FIJAR TUBERIA. Operación que consiste en realizar el ensamblaje de las tuberías a ser soldadas. Utilizando puentes internos de platinas según el diámetros de la tubería. Esta operación se realiza constantemente en el montaje de líneas de tuberías de transporte como oleoductos, gasoductos, minero ductos, etc. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1° Paso: Apuntale tuberías. a) Apuntalar 03 puentes a las tuberías

dejando una luz en el lado donde pasará la raíz, (el puente lleva una V en el centro).

b) Los puentes deben de quedar

apuntalados equidistantes uno del otro.

2º Paso: Monte tubería. a) Monte tubería en el soporte y/o

dispositivo de sujeción.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG VERIFICAR BISELES Y LUZ DE RAÍZ. Es una operación que consiste en realizar constantemente el control de calidad a las uniones o juntas que se van a soldar para que estén acorde a los planos de diseños. Es una operación constante en la fabricación de líneas de tuberías tanto para la industria minera petrolera o transporte de gases. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso: Mida el ángulo del bisel. a) Utilice instrumentos certificados.

PRECAUCION: Elimine rebabas o escorias. 2° Paso: Verifique la forma del bisel. 3° Paso: Controle la luz de la abertura de raíz. a) La separación debe ser de

acuerdo al procedimiento.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG EFECTUAR PASE DE RAÍZ EN POSICIÓN PLANA 1G. Es una operación que consiste en soldar el primer pase llamado pase de raíz en rotando la tubería realizando una soldadura en posición plana. Esta operación generalmente se realiza en los talleres. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso: Suelde la raíz. a) Regule el amperaje al parámetro

deseado. b) Al finalizar el cordón haga una

entrada con el esmeril usando disco de corte de 1/8”.

c) Limpie mecánicamente en cada empalme.

SEGURIDAD: Utilice los EPP apropiados para la operación. 2° Paso: Verifique la penetración de la raíz. a) Compare los requerimientos

deseados del código que está utilizando.

b) Golpes de arco no están permitidos.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG EFECTUAR PASE DE RELLENO EN POSICIÓN PLANA 1G. Esta operación consiste en realizar la segunda pasada o pase de relleno sobre el pase de raíz previo a un esmerilado o blanqueado. Esta operación es usual en la soldadura de tuberías y su empleo es cotidiano PROCESO DE EJECUCION. 1° Paso: Suelde pase de relleno. a) Utilice electrodos de acuerdo al

procedimiento. b) Regule su amperaje. c) Funda bien los extremos de la

soldadura. d) Utilice una progresión en Zigzag. 2° Paso: Verifique sanidad de la soldadura y realice limpieza mecánica de la soldadura.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG EFECTUAR PASE DE ACABADO EN POSICION PLANA 1G. Esta operación consiste en dar el tercer pase llamado de acabado, este es el pase final para unir juntas de tuberías y su uso es común en las soldaduras de tuberías. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso: suelde el pase de acabado. a) Regule el amperaje adecuado. b) Tenga presente los

requerimientos con que se va a evaluar la soldadura

2° Paso: Verifique la sanidad de la soldadura. a) Evalué la soldadura de acuerdo a

los requerimientos del código.

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.

1. SOLDADURA DE TUBOS FERROSOS.

1.1. DEFINICIÓN DE TUBERIA.

Se puede llamar tubería a cualquier cuerpo hueco, el cual puede al realizarse un corte transversal presentar una silueta con cualquier forma geométrica; puede seguir cualquier dirección (regular o irregular) sobre su eje longitudinal; además puede conducir entre sus paredes a sólidos, líquidos, gases, vapores, o mezclas de los anteriores. Resulta obvio observar que la práctica común nos obliga a trabajar con cuerpos cilíndricos, de trayectoria recta (o por lo menos regular); dejando las demás formas y trayectorias para tuberías especiales (tubos aleados, serpentines, corrugados, perforados, etc.).

Tubería formando un serpentín.

Tubo aleado

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A través de la historia se han usado diferentes tipos de materiales para conducir líquidos (agua generalmente o drenaje): • Canales de piedra o cerámica. • Tubos de piedra o cerámica. • Tubos de cobre o bronce, • Tubos de fierro fundido o de acero. Siempre buscando el material que no contaminara el líquido o gas trasportado con un precio accesible. A partir de la revolución industrial los materiales más comunes en usar fueron los de fierro, cobre y aleaciones diversas. Cabe mencionar el cambio de denominación que sufre una tubería al cambiar el fluido que conduce: Al manejar líquidos se le llamara tubería. Cuando maneja gases o vapores comúnmente a baja presión y velocidad se les llama ductos. Si conduce sólidos en caída por gravedad se les nombra como tiros.

Ductería.

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1.2. CLASIFICACIÓN, ESTÁNDARES, CÓDIGOS Y DIFERENCIAS ENTRE

TUBERÍA Y FLUX (TUBING).

De acuerdo a su método de fabricación las tuberías se clasifican en: Tubería sin costura y con costura. A continuación se muestra un diagrama de cómo se manufacturan ambas tuberías.

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Diagrama de fabricación de tuberías.

Tomando como tema principal de clasificación las dimensiones estándar y su uso, las tuberías que se manufacturan en forma común se pueden clasificar en: Tubería común (pipe) y tubo calibrado (tubing). El tubo calibrado o flux (tubing en inglés) cuyo principal uso está en la transferencia de calor (intercambiadores de calor), generalmente es de costo más elevado; se especifica por su diámetro exterior (que es igual al nominal), y su grosor de pared en calibre AWG o milésimas de pulgada.

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Este tubo se fabrica con costura. La tubería común se identifica por su diámetro nominal definido como NPS (nominal pipe size o tamaño nominal de tubo) el cual no es igual al diámetro exterior, sino a un diámetro definido por convención a principios del siglo XX. Por su cedula (modo indirecto de indicar grosor). Esta tubería puede ser construida con costura y sin ella. Tuberías no estándar se pueden mandar construir bajo diseño indicando su diámetro y grosor de pared. 1.3. CÓDIGOS Y ESTÁNDARES INVOLUCRADOS EN LA DEFINICIÓN DE

UN SISTEMA DE TUBERÍAS. El tamaño (diámetro) de la tubería se identifica por su nominal pipe size “NPS”( tamaño nominal de tubo en inglés ). Para soportar diferentes presiones, la tubería en un diámetro dado puede ser ofertada con diferentes grosores; los cuales pueden ser definidos por las siguientes fuentes: ANSI “American National Standards Instituto” (Instituto Nacional Americano de Estándares), el cual anteriormente se llamaba ASA “American Standards Asociation”: Esta norma lo define por su número de cedula. El número de cedula está dado por las fórmulas: t = PD_____ = PD__ 2 (SE + Py) 2SE Donde: t = grosor mínimo de pared de diseño, pulgadas. P = presión de diseño, psi. D = diámetro exterior de tubería, pulgadas. S = esfuerzo permisible, psi. E = factor de eficiencia de la soldadura de junta. y = factor adimensional que varía con la temperatura. Adicional al grosor de tubería que resulta de la formula anterior se deben adicionar los siguientes grosores probables:

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• Grosor debido al progresivo deterioro o adelgazamiento debido a la

corrosión, erosión o debilitamiento. • Grosor debido al retiro de material para procesos de junta como: roscado,

ranurado y suave. • Grosor debido a fortalecer el material debido a vibración o esfuerzos

externos adicionales.

ASME

“American Society of Mechanical Engineers “(Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos) y ASTM “American

Society for Testing and Materials “(Sociedad Americana para pruebas y materiales). Estas sociedades designan las tuberías por el peso de manufactura como: STD (Standard- común en inglés), XS (extra strong- extra fuerte), y XXS (doublé extra

strong - doble extra fuerte).

API “American Petroleum Institute“(Instituto Americano del petróleo) los define con sus normas 5L y 5LX.

La descripción de una tubería basada en su peso de manufactura, fue el primer medio para especificarla; pero ha sido siendo sustituida por el número de cedula, aunque aún se sigue haciendo hincapié en el peso de manufactura. Un compendio de los tres puntos anteriores se resumieron por la norma ANSI B36.10-1970, para tuberías de fierro IPS (iron pipe size), y sus grosores designados como: STD, XS y XXS. Pero la tubería de fierro ha sido completamente sustituida por la de acero. Antes que el esquema del número de cedula predominara al ser publicado por el ASA (ANSI) en 1935, los IPS fueron modificados para ajustarse a la tubería de acero, decreciendo ligeramente su grosor de pared (manteniendo como estándar su diámetro exterior constante) de manera que los pesos por pie son iguales para las tuberías de fierro ó acero. 1.4. DEFINICIÓN DE DIÁMETROS (IPS Y NPS), LONGITUDES Y TIPOS DE

TERMINALES PARA TUBERÍAS. Resumiendo lo anteriormente explicado para la definición de diámetros de tuberías estándar se llega a los siguientes puntos: a) La tubería se definirá por su NPS.

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b) Para la definición del NPS, se define un diámetro nominal cuyo símbolo es Ø el cual se colocará después del número en pulgadas (6” Ø como ejemplo).

c) Cada NPS mantiene un diámetro exterior que se mantiene constante,

independiente de la cedula.

El diámetro exterior no es igual al diámetro nominal en tuberías de diámetro menor a 14 pulgadas, un tubo de ½” Ø tiene un diámetro exterior de 0.84 pulgadas. De 14 “Ø en adelante, el diámetro nominal es igual al diámetro exterior.

d) Para indicar el grosor de tubería se usa de preferencia la clasificación por

número de cedula; o en su falta la clasificación por peso de manufactura (std, xs, xxs).

Los manufactureros ofrecen tuberías en un rango de 1/8” Ø hasta 44” Ø. Los diámetros normales son: ½”, ¾”, 1”, 1¼”, 1½”, 2”, 3”, 4”, 6”, 8”, 10”, 12”, 14”, 16”, 18”, 20” y 24” ( pulgadas ). Los diámetros de 2½”, 3½”, 5” son de obtención más difícil en el mercado. Las tuberías de 1/8”, ¼” y 3/8” se usan comúnmente en líneas de instrumentos, estaciones de servicio, líneas hidráulicas, líneas auxiliares de equipo o venas de calentamiento. La tubería recta se suministra en tramos de 17 a 25 pies alrededor de 6 metros. Es difícil el suministro de tramos de longitud mayor. Los extremos de los tramos pueden venir a corte plano ó biselado indistintamente, y solo bajo estricta especificación se entregan con un solo acabado en los extremos, ó con terminales roscadas. Solo en casos muy especiales se entrega con ranura para acoplamiento con empaque redondo (o-ring). 1.5. DEFINICIÓN DE TUBOS DE PARED DELGADA. Es una designación comercialmente aceptada correspondiente a las Cedulas 10 y 10S (ANSI B36.10) comúnmente usada para tubería de acero inoxidable o de aleaciones.

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1.6. DEFINICIÓN DE TUBOS DE ACERO INOXIDABLE. Se establece en el ANSI B36.19-1965 (revisada en 1971) un rango de tamaños de pared delgada para acero inoxidable, identificados como cedulas 5S y 10S. 1.7. DEFINICIÓN DE TUBOS DE NORMA EUROPEA. Este curso se enfoca fundamentalmente en las tuberías de norma americana, eso en principio nos hace reconsiderar que todos y cada uno de los países tienen sus códigos y normas que legislan sobre los equipos e instalaciones que trabajan en ellos. Tarde o temprano y debido a la globalización que existe a escala mundial se tiene que hacer labores de correlación entre los diferentes estándares, esto en si no es demasiado difícil ya que todos parten de los mismos parámetros de diseño, y solo se trata de hacerlos coincidir entre ellos. A nivel mundial y debido a que son los principales proveedores de equipo industrial, las normas de tubería que se comparan son:

NORMA PAÍS API. ASME/ASTM USA. EN COMUNIDAD EUROPEA. BS REINO UNIDO DIN ALEMANIA. NBM BÉLGICA. AFNOR FRANCIA. UNI ITALIA. JIS JAPÓN.

Todos los países europeos están tratando de llegar a una sola norma común, por lo cual se reducen los códigos que existirán en el futuro. 1.8. MATERIALES PARA TUBERÍAS. 1.8.1. SELECCIÓN DE ACUERDO A SUS PROPIEDADES MECÁNICAS Y

QUÍMICAS. Todo fluido a ser conducido por una tubería tiene un material idóneo que soporte sus propiedades de resistencia química bajo las condiciones de presión, temperatura, viscosidad, etc.

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Todas las compañías manufactureras de tuberías, y de equipos y accesorios relacionados con ellas tienen tablas de resistencia química que sugieren materiales adecuados a cada fluido. Es enteramente razonable la designación de un material de tubería idóneo, pero muchas veces se dificulta su uso desde el punto de vista económico. Por lo que debe haber un compromiso entre la corrosión, erosión y contaminación de producto contra el costo. También se debe tomar en cuenta las propiedades de este material para las solicitudes bajo los esfuerzos mecánicos que va a recibir, así como las facilidades de soldadura y montaje. Diferentes pueden ser los puntos de vista y parámetros para clasificar los materiales de tuberías: comportamiento químico, mecánico, dureza, rugosidad, resistencia a la fatiga, a la vibración, conductividad térmica, etc. De acuerdo a nuestra experiencia nosotros clasificamos a las tuberías en: • Tuberías hechas con materiales ferrosos. • Tuberías hechas con materiales no ferrosos. • Tuberías hechas con materiales no metálicos. 1.8.2. TUBERÍAS DE MATERIALES FERROSOS. Debido a que desde la revolución industrial los materiales de fierro (fierro fundido, acero y sus aleaciones) han probado ser los materiales que dan mejores condiciones de resistencia química y mecánica contra el costo, en la actualidad son los materiales más comunes de tubería. Ha habido diferentes esfuerzos para normalizarlos por lo que lo enlistaremos a continuación:

NPS Nominal Pipe Size.- Nos indica el diámetro nominal de la tubería

AISI/SAE American Iron & Steel Institute / Society of Automotive Engineers.- Los cuales usan un numero de cuatro dígitos, en los cuales los dos primeros dígitos indican la concentración de carbono y los siguientes dos dígitos el elemento de aleación.

UNS Unified Numbering System.- Debido a la globalización mundial fue necesario llegar a un número de clasificación mundial.

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ASME/ASTM American Society of Mechanical Engineers / American Society for testing and materials.- Las cuales estudian sus propiedades mecánicas y las pruebas que se les deberán realizar.

1.9. HOJAS TÉCNICAS DE TUBERÍAS DE ACERO.

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1.10. SOLDADURA DE TUBERÍA FERROSA. Aquí presentamos algunos casos de unión de tuberías mediante la soldadura: 1.10.1. La unión por cordón de soldadura a tope es generalmente tratándose de acero al carbón, el medio más económico a prueba de fugas para unir tuberías, pero estas virtudes se ven opacadas por su nula facilidad de desarme.

1.10.2. La unión de tuberías por soldaduras a enchufe tiene varios casos: uniones baja presión para cobre con soldadura fundida. En el caso de uniones de soldaduras a enchufe de acero forjado se trata de una familia de accesorios de alta presión cuyos rangos están en: 2 000, 3 000, 6 000 y 9 000 psig.

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1.10.3. COMPONENTES PARA SISTEMAS DE TUBERÍAS SOLDADAS A TOPE. 1.10.3.1. Ventajas. Es el método de unión preferido para tramos muy largos, se realiza con un equipo muy accesible y sus juntas son a prueba de fugas. 1.10.3.2. Dónde se usa. Es un método universal de unión de tuberías. Limitada solo por accesorios que por su naturaleza, no se puedan soldar. 1.10.3.3. Desventajas. Al soldarse las uniones y accesorios, se impide que se puedan desarmar; el metal de la soldadura puede obstruir o ser atacado por el fluido del proceso. 1.10.3.4. Cómo se realiza. En el extremo de la tubería se realiza un chaflán que tiene un perfil definido (según norma), los accesorios están similarmente achaflanados por los manufactureros; las dos partes son apropiadamente presentadas, alineadas, fijadas con puntos de soldadura, y entonces se suelda con un cordón continuo de soldadura. 1.10.3.5. Accesorios para sistemas soldados a Tope. Tablas. Codos. Realizan el cambio de dirección de una tubería en 45° ó 90°. Normalmente de usan codos de radio largo (lo cual indica que su radio de curvatura es 1.5 veces su diámetro nominal para tubos de ¾”Ø y más grandes)

También se pueden obtener codos de radio corto, cuyo radio de curvatura es igual al diámetro nominal.

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Retorno. Cambia la dirección de flujo 90°, de uso común en la fabricación de serpentines o Venteos.

Curvas. Se realizan con tubería recta; los radios comunes de curvatura son de 3 a 5 veces el diámetro nominal, codos de radio más largo se pueden realizar doblando en caliente. Solo las tuberías sin costura o soldadas por resistencia eléctrica, son apropiadas para doblarse.

Reducciones. Realizan la unión entre dos tuberías de diferente diámetro; se pueden obtener en dos formas: concéntrica (coinciden los centros de tubería) y excéntrica (coinciden las paredes de tubería). La reducción excéntrica se usa cuando es necesario mantener el fondo o el tope de una tubería a un nivel dado.

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Swage soldable. Se usa para reducir el diámetro de una tubería cuando existen grandes reducciones; un swage realiza el cambio de diámetro en una forma más abrupta que una reducción: Se encuentran regularmente en forma concéntrica y excéntrica; existen swages tipo vénturi que permiten el flujo menos abrupto.

Codos de gajos. Los codos de gajos o segmentados, no son propiamente accesorios, ya que se fabrican en campo a partir de la propiatubería. El uso de codos de gajos para realizar cambios de dirección, se restringe a situaciones de emergencia por falta de materia o a líneas de baja presión de 10” en adelante, si la caída de presión es despreciable; en estos casos el uso de codos estándar sería mas caro. Se debe usar con cautela, ya que un codo de dos gajos a 90° tiene seis veces la caída de presión que uno común, y uno de tres gajos el doble.

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Injerto (Stub-in). Es un término que indica soldar una tubería directamente a la pared de la tubería principal (cabezal); es el método más general y menos caro de soldar un ramal (tubería secundaria) a cabezales arriba de 51 mm (2”)Ø; un injerto debe reforzarse convenientemente en la unión. No se debe realizar en tuberías menores a 51 mm Ø, porque puede entrar material de la soldadura y restringir el flujo.

Tees rectas o reductoras soldables. Se emplean para sacar ramales a 90° de la trayectoria del cabezal; las rectas tienen la salida del ramal, de igual diámetro que las demás, y son fácilmente obtenibles; las tees reductoras son de más difícil obtención y frecuentemente se adquieren solo bajo pedido.

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2. PREPARACIÓN DE JUNTAS Y APUNTALADO. 2.1. PROCEDIMIENTO. 1) Consulte su tabla para determinar los ajustes de la máquina de soldar

llámese amperaje regule en un parámetro de apuntalado. 2) Haga los necesarios ajustes de operación en la máquina de soldar. 3) Coloque una pieza de tubo de desperdicio sobre la mesa de soldar. 4) Ajuste el alambre electrodo a una separación de aproximadamente ¼” 5) Baje su careta de protección, y haga una soldadura de prueba. Inspeccione

la soldadura, y haga los ajustes necesarios. 6) Coloque un tramo corto de tubo, o niple en posición vertical, con la ranura

hacia arriba, sobre la mesa de trabajo, ver figura. 7) Tome un trozo de electrodo de acero dulce, de 3/32" de diámetro, y de

suficiente longitud, y dóblelo para formar una V, como se ilustra en la figura anterior.

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8) Coloque el electrodo doblado de acero dulce transversalmente al tubo, de manera que el alambre toque el niple de tubería en cuatro puntos.

9) Coloque el segundo niple de tubería, con la ranura hacia abajo, encima del

primer niple, ver figura anterior. 10) Baje su careta de protección y una con puntos de soldadura los dos niples

en cuatro lugares separados por espacios iguales. Nota: Las soldaduras de puntos deben tener entre ¾ y 1" de longitud. 11) Coloque los niples unidos por puntos de soldadura en posición horizontal

(5G) fija, y apriete las prensas de sujeción del dispositivo de colocación. 12) Comience a soldarla pasada del fondo en posición vertical y hacia abajo, y

continúe hasta que llegue a la posición que indica las 6 horas en un reloj. a. Si tiene que detenerse antes de llegar a la posición indicada en la pasada

del fondo, pare en una de las soldaduras de puntos, ver figura. La detención, en cualquier otro punto, de la soldadura del fondo puede ocasionar contracción, agrietamiento, cavidades o formación de cráteres.

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b. Si tiene que detenerse en la ranura abierta mientras está haciendo la pasada del fondo, lleve el pocillo de metal fundido de la soldadura hacia arriba hasta la mitad del bisel del tubo, ver figura.

c. Antes de continuar soldando, limpie a cincel o con esmeril el cordón y el área

circundante, hasta quitar toda la escoria y las incrustaciones. d. Para reiniciar la soldadura, utilice la técnica de "liga'. e. Cuando llegue a la posición de sobrecabeza puede necesitar aumentar el

ángulo de arrastre del aplicador (soplete) y volver a aplicar el movimiento de ondeado angosto.

13) Gire el tubo 180°, regrese a la posición de las 12 del reloj, y repita los

pasos 12 y 13 hasta que haya completado el cordón de fondo en toda la periferia.

14) Usando anteojos de seguridad y un cepillo, una rasqueta, un cincel y/o un

esmeril, quite toda la escoria de la superficie de la pasada de fondo. 15) Consulte su tabla para las situaciones de soldadura recomendadas, y en

caso necesario vuelva a ajustar la máquina de soldar. 16) Baje su careta de protección y usando un ligero ángulo de inclinación hacia

atrás en el soplete (de 15 a 20°), inicie la pasada de rellenado. a. Para asegurar un buen contorno del cordón y una buena liga en la orilla,

manipule el soplete de un lado al otro, al ancho exacto de la pasada de fondo, ver figura.

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b. Una regla importante para la soldadura de rellenado y de cubierta consiste en mantener el arco por delante del pocillo de metal fundido.

La formación de defectos "en frío" es común y ocurre casi con seguridad si se reduce la velocidad de la soldadura, en un intento por depositar más metal en una pasada dada.

Mantenga delgado el cordón. La falta de observación de esta regla es la razón por la que algunos soldadores no pueden cumplir con las normas de calidad de la ASME relativas a la técnica de pendiente hacia abajo.

c. Para evitar un engrosamiento excesivo, cuando se hace el cordón de

rellenado, detenga la pasada de rellenado en la posición de las 5 horas del reloj en un lado del tubo, y en la posición de las 7 en el otro lado.

17) Estudie las figuras siguientes y repita los pasos 15 al 16 para la pasada de

cubierta.

18) Repita los pasos 6 al 17, hasta que pueda producir soldaduras aceptables.

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3. TÉCNICAS PARA SOLDAR BRIDA CON TUBO EN ÁNGULO INTERIOR.

3.1. BRIDAS SOLDABLES. CLASIFICACIÓN Y USOS. Es el medio más versátil para unir tuberías y sus accesorios, equipos y recipientes, debido a su facilidad de montaje. Debido a su forma de unión a tuberías y accesorios, se pueden encontrar en el mercado los siguientes tipos de bridas: 3.1.1. BRIDA DE CUELLO SOLDABLE (WELDING NECK FLANGE). Existe en su forma estándar y larga; las regulares se usan para unirlas a tuberías o accesorios solados a tope; presentan dificultad para alinearlas a la tubería, pero se consideran muy apropiadas para condiciones severas de temperatura ó esfuerzos grandes de corte, impacto o vibración. Las bridas de cuello largo se usan principalmente como parte de equipos o boquillas de tanques. Se debe poner especial atención al requerirla al diámetro interior de la brida, para que coincida con el diámetro interior de la tubería o accesorio ( el diámetro interior cambia con respecto a la cedula ).

3.1.2. BRIDA DESLIZABLE (SLIP-ON FLANGE). Según se muestra en la figura necesita dos cordones de soldadura para colocarse, la soldadura interior tiene gran oportunidad de estar sujeta a corrosión. Tiene poca resistencia al impacto y vibración, es más fácil de alinearla que la de cuello soldable; además existe la posibilidad de que la hendidura que ocasiona la unión, aumente las perdidas por fricción al crear remolinos. Es más barata que la de cuello soldable, pero cuesta más colocarla. Se ha calculado que los esfuerzos que soporta bajo presión interna, son apenas un tercio que los correspondientes a la de cuello soldable. Del final del tubo a la cara de la brida se debe dejar el grueso del tubo más 1.5 mm.

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3.1.3. BRIDA ENCHUFABLE (SOCKET WELD FLANGE). La brida tiene un hueco donde se inserta la tubería con un tope (a diferencia de la deslizable). Se suelda por la parte exterior de la brida; este tipo de brida se usa para altas presiones, por lo que frecuentemente se suelda por la parte interior, esmerilando la soldadura para proveer un diámetro interior liso, sin bolsas ni bordes; cuando se coloca la soldadura interior su resistencia estática se iguala a la deslizante, pero su resistencia a la fatiga es 50% menor.

3.1.4. BRIDA ROSCADA (SCREWED FLANGE). Estándar o reductora, se usa para conectar sistemas roscados a un equipo bridado, usada principalmente a presiones medias y en diámetros no mayores a 38 mm Ø. Se debe sellar con un cordón de soldadura cuando la presión exceda a 500 psi. ó la temperatura de 320°C.

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3.1.5. BRIDA LOCA (LAP-JOINT FLANGE). Usada siempre con su pareja inseparable la punta abocinada (stub end), es una manera económica de unir tuberías a materiales caros como aleaciones y aceros inoxidables, ya que la brida es de acero al carbón, y solo el stub end debe ser del material de la tubería. Es útil de donde es necesario hacer corresponder sus barrenos con los de una brida compañera, como en el caso de boquillas de tanques, en donde es necesario evitar el excesivo esfuerzo flexionante en las juntas. No debe usarse en tuberías de diámetro grande, ni en tuberías de pared muy delgada.

Como parte inseparable de la brida loca se encuentra el stub end. Este accesorio varia con respecto a la cedula de la tubería a la que se va a soldar, así como el material de la que está construida (no es aconsejable unir materiales diferentes).

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Se clasifica también por el largo del cuello: corto y largo; así como del radio de curvatura de la unió en el cuello; tipo A, tipo B y tipo C.

3.1.6. BRIDA CIEGA (BLIND FLANGE). Se usa para cerrar el extreme de una tubería bridada, la cual se espera alguna vez se amplié, o necesite limpieza periódica.

3.1.7. BRIDA REDUCTORA. Apropiada para reducir diámetros de tubería. Puede estar la reducción concéntrica a la tubería o excéntrica apañada a la parte superior o inferior. No debe ser usada ya que la transición puede ser demasiado abrupta y crear acumulación de materiales en el recoveco, así como turbulencias indeseadas como es el caso de las succiones de bombas. Pueden conseguirse de cuello soldable pero las comunes son deslizantes.

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3.1.8. BRIDA EXPANSORA. En forma similar a una de cuello soldable soldada una reducción pero en una forma más compacta, aumenta el diámetro nominal ella misma en un paso. En estos días de muy difícil adquisición, por lo que es preferible hacerla en campo, en tiempos pasados útil para conectar válvulas, compresores y bombas ahorrando espacio.

3.2. PROCEDIMIENTO PARA SOLDAR UNA BRIDA. 1) Consulte su tabla para regular su amperaje correcto de soldeo. 2) Revisar el procedimiento de soldadura para verificar el tipo de electrodo a

ser usado 3) Regule correctamente el amperaje según su tabla de espesores y diámetro

del electrodo 4) Fije su tubería en la mesa de trabajo o soportes de tubería 5) Elija la brida correcta para ser soldada a la tubería 6) Utilice nivel de burbuja para cuadrar correctamente su brida. 7) Apuntale la brida a la tubería.

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8) Suelde la brida a la tubería y verifique la altura de su cateto según norma y/o código.

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3.3. TABLAS DE ALGUNAS BRIDAS NORMALIZADAS.

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4. PARTE QW SOLDADURA. Nota: Se mantiene la codificación de la norma para su hábito. ARTÍCULO I REQUERIMIENTOS GENERALES DE SOLDADURA. QW-100 GENERAL. La Sección IX del Código de Calderas y Recipientes Sujetos a Presión de la ASME se relaciona con la calificación de soldadores, operarios de soldadura, soldadores para soldadura fuerte y operarios de soldadura fuerte, y los procedimientos que ellos emplean al soldar o al hacer soldadura fuerte de acuerdo con el Código de Calderas y Recipientes Sujetos a Presión de la ASME y con el Código para Tubería de Presión ASME B31. Está dividido en dos partes: la Parte QW da requerimientos para soldar y la Parte QB contiene requerimientos para soldadura fuerte. QW-100.1 El propósito de la Especificación del Procedimiento de Soldar (WPS) y del Registro de Calificación del Procedimiento (PQR) es determinar que el conjunto de partes soldadas propuesto para construcción sea capaz de proveer las propiedades requeridas para su aplicación destinada. Se presupone que el soldador o el operario de soldadura que efectúa la prueba de calificación del procedimiento de soldar es un trabajador experimentado. Esto es, la prueba de calificación del procedimiento de soldar establece las propiedades del conjunto soldado, no la experiencia del soldador o del operario de soldadura. Además de este requerimiento general, se requieren consideraciones especiales para tenacidad de muesca por parte de otras Secciones del Código. Brevemente, una WPS relaciona las variables, tanto esenciales como no esenciales, y los órdenes aceptables de estas variables, al usar la WPS. La WPS se destina a proveer dirección para el soldador/operario de soldadura. El PQR relaciona lo que se usó al calificar la WPS y los resultados de las pruebas. QW-100.2 En calificación de habilidad, el criterio básico establecido es determinar la capacidad del soldador para depositar metal de soldadura sano. El propósito de la prueba de calificación de habilidad para el operario de soldadura es determinar la capacidad mecánica del operador de soldadura para operar el equipo de soldar.

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QW-100.3 Las Especificaciones de Procedimientos de Soldar (WPS) escritas y calificadas de acuerdo con las reglas de esta Sección, y los soldadores y operarios de soldadura de equipo de soldar automático y de máquina también calificados de acuerdo con estas reglas pueden ser usados en cualquier construcción hecha en conformidad con los requerimientos del Código de Calderas y Recipientes Sujetos a Presión de la ASME o del Código para Tubería de Presión ASME B31. Sin embargo, otras Secciones del Código establecen las condiciones según las cuales los requerimientos de la Sección IX son obligatorios, en todo o en parte, y dan requerimientos adicionales. El lector es advertido de tomar estas provisiones en consideración al usar esta Sección. Las Especificaciones de Procedimiento de Soldar, los Registros de Calificación de Procedimiento, y la Calificación de habilidad de Soldador/Operario de Soldadura hechos de acuerdo con los requerimientos de la Edición de 1962 o de cualquier Edición posterior de la Sección IX se pueden usar en cualquier construcción hecha en conformidad con el Código de Calderas y Recipientes Sujetos a Presión de la ASME o del código para Tubería de Presión ASME B31. Las Especificaciones de Procedimiento de Soldar, los Registros de Calificación de Procedimiento, y la Calificación de la Habilidad de Soldador/Operario de Soldadura hechos de acuerdo con los requerimientos de las ediciones de la Sección IX antes de 1962, en los cuales se reúnen todos los requerimientos de la Edición de 1962 o de Ediciones posteriores, también se pueden usar. Las Especificaciones de Procedimiento de Soldar y los registros de calificación de habilidad de soldador/operario de soldadura que reúnen los requerimientos anteriores no necesitan ser enmendadas para incluir variables algunas requeridas por Ediciones y Suplementos (Addenda) posteriores. Las calificaciones de nuevas Especificaciones de Procedimiento de Soldar o de Soldadores/Operarios de soldadura y la recalificación de Especificaciones de Procedimiento de Soldar o de soldadores/operarios de soldadura existentes estarán de acuerdo con la Edición en curso (vea Prefacio) y Suplementos de Sección IX. QW-101 Alcance. Las reglas de esta sección se aplican a la preparación de especificaciones de procedimientos de soldar y a la calificación de procedimientos de soldar, de

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soldadores y de operarios de soldadura para todos los tipos de procesos de soldar manuales y de máquina permitidos en esta sección. Estas reglas también pueden ser aplicadas, hasta el grado que ellas sean aplicables, a otros procesos de soldar manuales o de máquina permitidos en otras secciones. QW-102 Términos y Definiciones. Algunos de los términos más comunes relacionados con soldadura están definidos en QW-492. Estos están en conformidad esencial con las definiciones de la American Welding Society (Sociedad Americana de Soldadura) dados en su documento A3.0-80, Terms and Definition. En donde la palabra tubo (pipe, en inglés) es designada, tubo de flus (tube, en inglés) también será aplicable. QW-103 Responsabilidad. QW-103.1 Soldadura Cada fabricante1 o contratista1 es responsable de la soldadura hecha por su organización y conducirá las pruebas requeridas en esta sección para calificar los procedimientos de soldar que él use en la construcción de conjuntos soldados hechos en conformidad con este código, y la habilidad de soldadores y operarios de soldadura que apliquen estos procedimientos. QW-103.2 Registros. Cada fabricante o contratista mantendrá un registro de todos los resultados obtenidos en procedimiento de soldar y en calificaciones de habilidad de soldadores y de operarios de soldadura. Estos registros serán certificados por el fabricante o contratista y estarán accesibles para el Inspector Autorizado. Refiérase a Formas recomendadas en el Apéndice A No Obligatorio. QW-110 ORIENTACION DE SOLDADURAS. Las orientaciones de soldaduras se ilustran en QW-461.1 ó QW-461.2. 1 En dondequiera que estas palabras sean usadas en la Sección IX, ellas pueden incluir instalador o ensamblador. QW-120 POSICIONES DE PRUEBA PARA SOLDADURAS EN RANURA. Se pueden hacer soldaduras en ranura en muestras de pruebas orientadas en cualquiera de las posiciones de QW-461.3 ó QW-461.4 y que se describen en los párrafos siguientes, excepto que, durante la soldadura, se permiten una desviación angular de ± 15 grados a partir de los planos horizontales y vertical

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especificados, y una desviación de ± 5 grados a partir del plano inclinado especificado. QW-121 Posiciones de Placa. QW-121.1 Posición Plana 1G. Placa en un plano horizontal con el metal de soldadura depositado por arriba. Refiérase a QW-461.3(a). QW-121.2 Posición Horizontal 2G. Placa en un plano vertical con el eje de la soldadura horizontal. Refiérase a QW-461.3(b). QW-121.3 Posición Vertical 3G. Placa en un plano vertical con el eje de la soldadura vertical. Refiérase a QW-461.3(c). QW-121.4 Posición Sobrecabeza 4G. Placa en un plano horizontal con el metal de soldadura depositado por debajo. Refiérase a QW-461.3(d). QW-122 Posiciones de Tubo. QW-122.1 Posición Plana 1G. Tubo con su eje horizontal y rodado durante la soldadura de modo que el metal de soldadura se deposite por arriba. Refiérase a QW-461.4(a). QW-122.2 Posición Horizontal 2G, Tubo con su eje vertical y el eje de la soldadura en un plano horizontal. El tubo no será girado durante la soldadura. Refiérase a QW- 461.4(b). QW-122.3 Posición Múltiple 5G. Tubo con su eje horizontal y con la ranura de soldar en un plano vertical. La soldadura se hará sin girar el tubo. Refiérase a QW-46.4(c). QW-122.4 Posición Múltiple 6G. Tubo con su eje inclinado a 45 grados respecto a la horizontal. La soldadura se hará sin girar el tubo. Refiérase a QW-461.4(d). QW-123 Posiciones de Prueba para Soldaduras de Husillos. QW-123.1 Soldadura de Husillos. Las soldaduras de husillos se pueden hacer en muestras de prueba orientadas en cualquiera de las posiciones que se describen en QW-121 para placa y en QW-122 para tubo (con exclusión de QW-122.1). En todos los casos, el husillo estará perpendicular a la superficie de la placa o tubo. Vea QW-461.7 y QW-461.8 QW-130 POSICIONES DE PRUEBAS PARA SOLDADURAS CON FILETE.

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Las soldaduras con filete se pueden hacer en muestras de pruebas orientadas en cualquiera de las posiciones de QW-461.5 ó QW-461.6, y como se describen en los párrafos siguientes, excepto que se permite, durante la soldadura, una desviación angular de ± 15 grados a partir de los planos horizontal y vertical especificados. QW-131 Posición de Placa. QW-131.1 Posición Plana 1F. Placas colocadas de tal modo que la soldadura es depositada con su eje horizontal y su garganta vertical. Refiérase a QW- 461.5(a). QW-131.2 Posición Horizontal 2F. Placas colocadas de tal modo que la soldadura es depositada con su eje horizontal en el lado superior de la superficie horizontal y contra la superficie vertical. Refiérase a QW-461.5(b). QW-131.3 Posición Vertical 3F. Placas colocadas de tal modo que la soldadura es depositada con su eje vertical. Refiérase a QW-461.5(c). QW-131.4 Posición Sobrecabeza 4F. Placas colocadas de tal modo que la soldadura es depositada con su eje horizontal en el lado de abajo de la superficie horizontal y contra la superficie vertical. Refiérase a QW- 461.5(d). QW-132 Posiciones de Tubo. QW-132.1 Posición Plana 1F. Tubo con su eje inclinado a 45 grados respecto a la horizontal y girado durante la soldadura de modo que el metal de soldadura es depositado por arriba y en el punto de deposición el eje de la soldadura es horizontal y la garganta vertical. Refiérase a QW-461.6(a). QW-132.2 Posiciones Horizontales 2F y 2FR. (a) Posición 2F. Tubo con su eje vertical de modo que la soldadura es depositada sobre el lado superior de la superficie horizontal y contra la superficie vertical. El eje de la soldadura estará horizontal y el tubo no es girado durante la soldadura. Refiérase a QW-461.6(b). (b) Posición 2FR. Tubo con su eje horizontal y el eje de la soldadura depositada en el plano vertical. El tubo es girado durante la soldadura. Refiérase a QW-461-6(c). QW-132.3 Posición Sobrecabeza 4F. Tubo con su eje vertical de modo que la soldadura es depositada sobre el lado de abajo de la superficie horizontal y contra la superficie vertical. El eje de la soldadura estará horizontal y el tubo no es girado durante la soldadura. Refiérase a QW-461.6(d).

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QW-132.4 Posición Múltiple 5F. Tubo con su eje horizontal y el eje de la soldadura depositada en el plano vertical. El tubo no es para ser girado durante la soldadura. Refiérase a QW-461.6(e). QW-140 TIPO Y PROPOSITOS DE PRUEBAS Y EXÁMENES. QW-141 Pruebas Mecánicas. Las pruebas mecánicas usadas en calificación de procedimiento de habilidad son como sigue: QW-141.1 Pruebas de Tensión. Las pruebas de tensión que se describen en QW-150 se usan para determinar la resistencia última de juntas de soldadura en ranura. QW-141.2 Pruebas de Doblez Guiado. Las pruebas de dobles guiado que se describen en QW-160 se usan para determinar el grado de solidez y ductilidad de juntas de soldadura en ranura. QW-141.3 Pruebas de Soldadura con Filete. Las pruebas que se describen en QW-180 se usan para determinar el tamaño, el contorno y el grado de solidez de soldaduras con filete. QW-141.4 Pruebas de Tenacidad de Muesca. Las pruebas que se describen en QW-171 y QW-172 se usan para determinar la tenacidad de muesca del conjunto soldado. QW-141.5 Prueba de Soldadura de Husillos. Las pruebas de doblez de desviación, de martillado, de torsión, o de tensión que se muestran en QW-466.4, QW- 466.5, y QW-466.6, y un macro examen efectuado de acuerdo con QW-202.5, respectivamente, se usan para determinar aceptabilidad de soldadura de husillos. QW-142 Exámenes Especiales para Soldadores. El examen radiográfico puede servir en lugar de pruebas mecánicas de QW-141 para calificación de habilidad para soldadura en ranura como se permite en QW-304 para demostrar la capacidad de soldadores para hacer soldaduras sanas. QW-143 Examen para Operarios de Soldadura. Un examen de una soldadura por radiografía puede servir en lugar de pruebas mecánicas de QW-141 para calificación de habilidad para soldadura en ranura como se permite en QW-305 para demostrar la capacidad de operarios de soldadura para hacer soldaduras sanas.

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QW-144 Examen Visual. El examen visual que se describe en QW-194 se usa para determinar que las superficies de soldadura finales reúnen las condiciones de calidad especificadas. QW-150 PRUEBAS DE TENSIÓN. QW-151 Especímenes. Los especímenes prueba de tensión conformarán con uno de los tipos ilustrados en QW-462.1 y reunirán los requerimientos de QW-153. QW-151.1 Sección Reducida — Placa. Los especímenes de sección reducida que conforman con los requerimientos dados en QW-462-1 (a) se pueden usar para pruebas de tensión en todos los espesores de placa. (a) Para espesores hasta de 1” inclusive, se usará un espécimen de espesor completo por cada prueba de tensión requerida. (b) Para espesor de placa mayor de 1”, se pueden usar especímenes de espesor completo o especímenes múltiples, siempre y cuando se cumpla con QW-151.1 (c) y QW-151.1 (d). (c) Cuando se usen especímenes múltiples, en vez de especímenes de espesor completo, cada juego representará una prueba de tensión simple del espesor completo de placa. Colectivamente, todos los especímenes requeridos para representar el espesor completo de la soldadura en una ubicación comprenderán un juego. (d) Cuando especímenes múltiples son necesarios, el espesor entero será cortado mecánicamente en un número mínimo de tiras aproximadamente iguales de un tamaño que se pueda probar en el equipo disponible. Cada espécimen del juego será probado y reunirá los requerimientos de QW-153. QW-151.2 Sección Reducida — Tubo. Los especímenes de sección reducida que conformen con los requerimientos dados en QW-462.1 (b) se pueden usar para pruebas de tensión en todos los espesores de tubo que tienen un diámetro exterior mayor de 3 pulg. (a) Para espesores hasta de 1” inclusive, se usará un espécimen de espesor completo para cada prueba de tensión requerida. (b) Para espesores de tubo mayor que 1”, se pueden usar especímenes de espesor completo o especímenes múltiples, siempre y cuando se cumpla con QW-151.2 (c) y QW-151.2 (d).

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(c) Cuando se usen especímenes múltiples, en vez de especímenes de espesor completo, cada juego representará una prueba de tensión simple del espesor completo de tubo. Colectivamente, todos los especímenes requeridos para representar el espesor completo de la soldadura en una ubicación comprenderán un juego. (d) Cuando especímenes múltiples son necesarios, el espesor entero será cortado mecánicamente en un número mínimo de tiras aproximadamente iguales de un tamaño que se pueda probar en el equipo disponible. Cada espécimen del juego será probado y reunirá los requerimientos de QW-153. Para tubo que tenga diámetro exterior de 3 pulg. o menos, se pueden usar especímenes de sección reducida que conformen con los requerimientos dados en QW-462.1 (c) para pruebas de tensión. QW-151.3 Especímenes Torneados. Los especímenes torneados que conformen con los requerimientos dados en QW-462.1 (d) se pueden usar para pruebas de tensión. (a) Para espesores hasta de 1” inclusive, un espécimen torneado simple se puede usar para cada prueba de tensión requerida, el cual será un espécimen de diámetro más grande de QW-162.1 (d) posible para espesor de muestra de prueba [(según nota (a) de QW- 462.1 (d).] (b) Para espesores de más de 1”, se cortarán especímenes múltiples a través del espesor completo de la soldadura con sus centros paralelos a la superficie del metal y a no más de 1 pulg. aparte. Los centros de los especímenes adyacentes a las superficies de metal no excederán de 5/8” desde la superficie. (c) Cuando se usen especímenes múltiples, cada juego representará una prueba de tensión requerida simple. Colectivamente, todos los especímenes requeridos para representar el espesor completo de la soldadura en una ubicación comprenderán un juego. (d) Cada espécimen del juego será probado y reunirá los requerimientos de QW-153. QW-151.4 Especímenes de Sección Completa para Tubo. Los especímenes de tensión que conforman con las dimensiones dadas en QW-462.1 (e) se pueden usar para probar tubo con un diámetro exterior de 3 pulg. o menos. QW-152 Procedimiento de Prueba de Tensión. El espécimen de prueba de tensión se llevará a la ruptura sometido a carga de tensión. La resistencia de tensión se calculará con dividir la carga total de

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rotura por el área de sección recta más pequeña del espécimen según se calculó por mediciones reales hechas antes que la carga sea aplicada. QW-153 Criterios de Aceptación — Pruebas de Tensión. QW-153.1 Resistencia de Tensión. Excepto para los materiales de No. P-2X y No. P-35, los valores mínimos se proporcionan debajo del encabezado de columna "Tensión Mínima Especificada, klb/pulg²” de QW/QB- 422. Para pasar la prueba de tensión, el espécimen tendrá una resistencia de tensión que no sea menor que: (a) La mínima resistencia de tensión especificada del metal base; o (b) La mínima resistencia de tensión especificada del más débil de los dos, si se usan metales base de resistencias de tensión mínima diferentes; o (c) La mínima resistencia de tensión especificada del metal de soldadura cuando la Sección aplicable da disposiciones para el uso de metal de soldadura que tiene resistencia a temperatura ambiente inferior que el metal base; (d) Si el espécimen se rompe en el metal base afuera de la soldadura o de la línea de fusión la prueba será aceptada como que satisface los requerimientos, siempre y cuando la resistencia no esté más del 5% abajo de la mínima resistencia de tensión especificada del metal base. QW-153.1.1 Requerimientos Adicionales para Metales Base Específicos (a) Para materiales de Alclad de Aluminio de 0.499” y menos, la resistencia de tensión mínima especificada es para especímenes de espesor pleno que incluye el revestimiento. Para materiales de Alclad de Aluminio de 0.5” y mayores, la resistencia de tensión mínima especificada es tanto para especímenes de espesor pleno que incluye el revestimiento coma para especímenes tomados del núcleo. (b) Para cobre y aleaciones con base de cobre en cualquier otra condición que recocida o como se funde, el valor de aceptación para la prueba de tensión de la calificación del procedimiento de soldar es aquel dado por el metal base en la condición recocida. (c) Todos los valores de tensión mínima especificada de No. P-23, que proporciona QW/QB-422, no son designados en los documentos de SB respectivos y son los valores de aceptación para calificaciones que usan metal base con revenido T4 o T6 y probados en la condición de como se suelda.

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QW-160 PRUEBAS DE DOBLEZ GUIADO. QW-161 Especímenes. Se prepararán especímenes para prueba de doblez guiado mediante el corte de placa o tubo de prueba para formar especímenes de sección recta aproximadamente rectangular. Las superficies de corte se designarán los lados del espécimen. Las otras dos superficies serán llamadas las superficies de cara y de raíz, la superficie de cara teniendo el mayor ancho de soldadura. El espesor de espécimen y el radio de doblez se muestran en QW-466.1, QW-466.2 y QW-466.3. Los especímenes de doblez guiado son de cinco tipos, lo que depende de si el eje de la soldadura es transversal o paralelo al eje longitudinal del espécimen, y de cual superficie (de lado, de cara, o de raíz) es el lado (exterior) convexo del espécimen de doblez. Los cinco tipos se definen como sigue. QW-161.1 Doblez Transversal Lateral. La soldadura es transversal al eje longitudinal del espécimen, el cual se dobla de modo que una de las superficies laterales se vuelve la superficie convexa del espécimen de doblez. Los especímenes de prueba transversal de doblez lateral conformarán con las dimensiones mostradas en QW- 462.2. Los especímenes de espesor de metal base de más de 1 ½”se pueden cortar en tiras aproximadamente iguales entre ¾” y 1 ½” de ancho para pruebas, o los especímenes pueden ser doblados al ancho completo (vea requerimientos sobre ancho de dispositivo en QW- 466). Si se usan especímenes múltiples, se hará un juego completo para cada prueba requerida. Cada espécimen será probado y reunirá los requerimientos de QW-163. QW-161.2 Doblez Transversal de Cara. La soldadura es transversal al eje longitudinal del espécimen, el cual es doblado de modo que la superficie de cara se vuelve la superficie convexa del espécimen doblado. Los especímenes para prueba de doblez transversal de cara conformarán con las dimensiones mostradas en QW- 462.3 (a). Para dobleces transversales de cara de subtamaño, vea QW-161.4. QW-161.3 Dobleces Transversales de Raíz. La soldadura es transversal al eje longitudinal del espécimen, el cual es doblado de modo que la superficie de raíz se vuelve la superficie convexa del espécimen doblado. Los especímenes para prueba de doblez transversal de raíz conformarán con las dimensiones mostradas en QW- 462.3(a). Para dobleces transversales de raíz de subtamaño, vea QW-161.4.

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QW-161.4 Dobleces Transversales de Cara y de Raíz de Subtamaño. Vea Nota (2) de QW-462.3(a). QW-161.5 Pruebas Longitudinales de Doblez. Las pruebas longitudinales de doblez se pueden usar en vez de las pruebas transversales de doblez laterales, de cara, y de raíz para probar combinaciones de metal de soldadura o de metal base que difieren marcadamente en propiedades de doblez entre: (a) los dos metales base; o (b) el metal de soldadura y el metal base. QW-161.6 Doblez Longitudinal de Cara. La soldadura es paralela al eje longitudinal del espécimen, el cual se dobla de modo que la superficie de la cara se vuelve la superficie convexa del espécimen de doblez. Los especímenes de prueba longitudinal de doblez de cara conformarán con las dimensiones de QW-462.3(b). QW-161.7 Prueba Longitudinal de Raíz. La soldadura es paralela al eje longitudinal del espécimen, el cual se dobla de modo que la superficie de raíz se vuelve el lado convexo del espécimen de doblez. Los especímenes de prueba longitudinal de doblez de raíz conformarán con las dimensiones de QW-462.3(b). QW-162 Procedimiento de Prueba de Doblez Guiado. QW-162.1 Dispositivos. Los especímenes de prueba de doblez guiado se doblarán en dispositivos de prueba que estén esencialmente de acuerdo con QW-466. Al usar los dispositivos ilustrados en QW-466.1 ó QW-466.2, el lado del espécimen volteado hacia el espacio abierto del dispositivo será la cara para especímenes de doblez de cara, la raíz para especímenes de doblez de raíz, y el lado con los defectos mayores, si existen, para especímenes de doblez lateral. El espécimen será obligado a entrar en el dado mediante la aplicación de carga sobre del émbolo hasta que la curvatura del espécimen sea tal que un alambre de 1/8” de diámetro no sea capaz de ser insertado entre el espécimen y el dado de QW-466.1, o que el espécimen sea expulsado por abajo si se usa el tipo de rodillos de dispositivo (QW-466.2). Al usar el dispositivo de envolver alrededor (QW- 466.3), el lado del espécimen vuelto hacia el rodillo será la cara para especímenes de doblez de cara, la raíz para especímenes de doblez de raíz, y el lado con los defectos mayores, si existen, para especímenes de doblez de lado.

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Cuando se van a doblar especímenes más anchos que 1 ½”, como se permite en QW-462.2, el mandril de dispositivo de prueba debe ser al menos ¼” más ancho que el ancho del espécimen. QW-163 Criterios de Aceptación — Pruebas de doblez. La soldadura y la zona afectada por el calor de un espécimen de doblez transversal de soldadura, estará completamente dentro de la porción doblada del espécimen después de la prueba. Los especímenes de doblez guiado nada habrán de tener de defectos abiertos en la soldadura o en la zona afectada por el calor que excedan de 1/8”, medido en cualquier dirección sobre la superficie convexa del espécimen después del doblado. Los defectos abiertos que ocurran en las esquinas del espécimen durante la prueba no se tomarán en cuenta a menos que haya evidencia precisa de que ellos resultan por falta de fusión, inclusiones de escoria u otros defectos internos. Para revestimiento de sobrecapa de soldadura resistente a corrosión, nada de defecto abierto que exceda de 1/16”, medido en cualquier dirección, será permitido en el revestimiento; y nada de defectos abiertos, que excedan de 1/8”, se permitirán en la línea de ligazón. QW-170 PRUEBAS DE TENACIDAD DE MUESCA. QW-171 Pruebas de Tenacidad de Muesca — Muesca V de Charpy. QW-171.1 General. Se harán pruebas de impacto de muesca V de Charpy cuando otras Secciones las requieran. Los procedimientos y aparatos de prueba conformarán con los requerimientos de SA-370. QW-171.2 Aceptación - Los criterios de aceptación estarán de acuerdo con aquella Sección que especifica requerimientos de impacto. QW-171.3 Ubicación y Orientación de Espécimen de Prueba. El espécimen de prueba de impacto y la ubicación y orientación de muesca estarán dados en la Sección que requiere tales pruebas. Al calificar tubo en la posición 5G ó 6G, los especímenes de tenacidad de muesca serán removidos de la porción sombreada de QW-463.1(f). QW-172 Pruebas de Tenacidad de Muesca — Peso de Gota.

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QW-172.1 General. Se harán pruebas de peso de gota cuando otras Secciones las requieran. Los procedimientos y aparatos de prueba conformarán con los requerimientos de la Especificación E 208 de ASTM. QW-172.2 Aceptación. Los criterios de aceptación estarán de acuerdo con aquella Sección que requiere pruebas de peso de gota. QW-172.3 Ubicación y Orientación de Espécimen de Prueba. El espécimen de prueba de peso de gota, la ubicación iniciadora de grieta y la orientación estarán dados en la Sección que requiere tales pruebas. Al calificar tubo en la posición 5G ó 6G, los especímenes de tenacidad de muesca serán removidos de la porción sombreada de QW-463.1(f). QW-180 PRUEBAS DE SOLDADURA CON FILETE. QW-181 Especímenes para Calificación de Procedimiento y de Habilidad. QW-181.1 Procedimiento. Las dimensiones y la preparación de la muestra de prueba de soldadura con filete para calificación de procedimiento que se requiere en QW-202 conformará con los requerimientos de QW- 462.4(a) ó QW-462.4(d). La muestra de prueba para placa con placa será cortada transversalmente para proveer cinco secciones de especímenes de prueba, cada uno de 2” de largo aproximadamente. Para tubo con placa o para tubo con tubo, la muestra de prueba será cortada transversalmente para proveer cuatro secciones de especímenes de prueba aproximadamente iguales. Los especímenes de prueba se someterán a macroexamen según los requerimientos de QW-183. QW-181.1.1 Modelos a Escala de Conjunto de Producción. Se pueden usar modelos a escala de conjunto de producción en lugar de QW-181.1. Los modelos para placa con forma se cortarán transversalmente para proveer cinco especímenes de prueba aproximadamente iguales que no excedan de aproximadamente 2” de longitud. Para modelos de tubo con forma, el modelo se cortará transversalmente para proveer cuatro especímenes de prueba aproximadamente iguales. Para modelos pequeños, se pueden requerir modelos múltiples para obtener el número requerido de especímenes de prueba. Los especímenes de prueba se someterán a macroexamen según los requerimientos de QW-183. QW-181.2 Habilidad. Las dimensiones y la preparación de la muestra de prueba de soldadura con filete para calificación de habilidad conformarán con

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los requerimientos de QW-462.4(b). o QW-462.4(c). La muestra de prueba para placa con placa será cortada transversalmente para proveer una sección central de aproximadamente 4” de largo y dos secciones extremas, cada una de aproximadamente 1” de largo. Para tubo con placa o para tubo con tubo, la muestra de prueba se cortará para proveer dos especímenes de prueba de secciones de cuarto opuesto uno al otro. Uno de los especímenes de prueba se sujetará a prueba de fractura de acuerdo con QW-182 y el otro se sujetará a macro examen según los requerimientos de QW-184. Al calificar tubo con placa o tubo con tubo en la posición 5F, los especímenes de prueba serán removidos como se indica en QW-463.2(h). QW-181.2.1 Modelos a Escala de Conjuntos de Producción. Se pueden usar modelos a escala de montaje de producción en lugar de los requerimientos de muestra de prueba para soldadura con filete de QW-181.2. (a) Placa con forma (1) El modelo para placa con forma se cortara transversalmente para proveer tres especímenes de prueba aproximadamente iguales que no excedan de aproximadamente 2” de longitud. El espécimen de prueba que contiene el inicio y el final de la soldadura se someterá a la prueba de fractura de acuerdo con QW- 182. Un extremo cortado de uno de los especímenes de prueba restantes se someterá a macroexamen de acuerdo con QW-184. (b) Tubo con forma (1) El modelo para tubo con forma se cortará transversalmente para proveer dos secciones de cuarto aproximadamente opuestas una con otra. El espécimen de prueba que contiene el inicio y el final de la soldadura se someterá a la prueba de fractura de acuerdo con QW-182. Un extremo cortado de la otra sección de cuarto se someterá a macroexamen de acuerdo con QW-184. Al calificar tubo con forma en la posición 5F, el espécimen de fractura se removerá de la sección inferior de 90° del modelo a escala. QW-182 Pruebas de Fractura. El vástago de la sección del centro del espécimen de 4” para habilidad de QW-462.4(b) o el vástago de la sección de cuarto de QW-462.4(c), que sea aplicable, recibirá carga lateralmente de tal manera que la raíz de la soldadura esté en tensión. La carga será aumentada uniformemente hasta que el espécimen sufra fractura o se doble plano sobre sí mismo.

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Si el espécimen sufre fractura, la superficie con fractura no mostrará ninguna evidencia de grietas o de fusión incompleta de raíz, y la suma de las longitudes de inclusiones y de porosidad visible en la superficie de fractura no excederá de 3/8” en QW-462.4(b) ó 10% de la sección de cuarto de QW-462.4(c). QW-183 Macroexamen — Especímenes de Procedimiento Una cara de cada sección recta de los cinco especímenes de prueba de QW-462.4(a) o cuatro especímenes de prueba de QW-462.4(d), como sea aplicable, se alisará y grabará con un grabador conveniente (vea QW-470) para dar una definición clara del metal de soldadura y zona afectada por el calor. El examen de las secciones rectas incluirá sólo un lado del espécimen de prueba en el área en donde la placa o tubo se divide en secciones, o sea, que no se usarán caras adyacentes en el corte. Para pasar la prueba: El examen visual de las secciones rectas del metal de soldadura y de la zona afectada por el calor mostrará fusión completa y libre de grietas; y habrá no más de 1/8” de diferencia en la longitud de las piernas del filete. QW-184 Macroexamen — Especímenes de Habilidad. El extremo cortado de una de las secciones de placa de extremo, de aproximadamente 1” de largo en QW- 462.4(b) o el extremo cortado de una de las secciones de cuarto de tubo de QW-462.4(c), como sea aplicable, será alisado y grabado con un grabador conveniente (vea QW- 470) para dar una definición clara del metal de soldadura y de la zona afectada por el calor. Para pasar la prueba: El examen visual de la sección recta del metal de soldadura y de la zona afectada por el calor mostrará fusión completa y libre de grieta, excepto que serán aceptables las indicaciones en la raíz que no excedan de 1/32”; y la soldadura no tendrá una concavidad o convexidad mayor que 1/16”; y habrá no más de 1/8” de diferencia en las longitudes de las piernas del filete. QW-190 OTROS ENSAYOS Y PRUEBAS. QW-191 Examen Radiográfico. QW-191.1 El examen radiográfico de QW-142 para soldadores y de QW-143 para operarios de soldadura reunirá los requerimientos del Artículo 2, Sección V. Se habrán de satisfacer las normas de aceptación de QW- 191.2

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QW-191.2 Criterios de Aceptación Radiográficos. QW-191.2.1 Terminología. Indicaciones Lineales. Grietas, fusión incompleta, penetración inadecuada, y escoria son representadas en la radiografía como indicaciones lineales en las cuales la longitud es más que tres veces el ancho. Indicaciones Redondeadas. Porosidad e inclusiones tales como escoria o tungsteno son representadas en la radiografía como indicaciones redondeadas con una longitud de tres veces el ancho o menos. Estas indicaciones pueden ser circulares, elípticas, o de forma irregular; pueden tener colas; y pueden variar en densidad. QW-191.2.2 Normas de Aceptación. Las pruebas de habilidad para soldadores y operarios de soldadura mediante radiografía de soldaduras en conjuntos de prueba serán juzgadas inaceptables cuando la radiografía exhibe imperfecciones cualesquiera en exceso de los límites especificados abajo. (a) Indicaciones Lineales. (1) Cualquier tipo de grieta o zona de fusión o penetración incompleta; (2) Cualquier inclusión de escoria alargada la cual tenga una longitud mayor que: (a) 1/8” para t hasta de 3/8”, inclusive (b) 1/3 t para t de más de 3/8 hasta 2 ¼”, inclusive (c) ¾” para t de más de 2 ¼”. (3) Cualquier grupo de inclusiones de escoria en línea que tengan una longitud agregada mayor que t en una longitud de 12t, excepto cuando la distancia entre las imperfecciones sucesivas excede de 6L en donde L es la longitud de la imperfección más larga el grupo. (b) Indicaciones Redondeadas. (1) La dimensión máxima permisible para indicaciones redondeadas será el 20% de t ó 1/8”, cualquiera que sea lo menor. (2) Para soldaduras en material con menos de 1/8” de espesor, el número máximo de indicaciones redondeadas aceptables no excederá de 12 en una longitud de 6” de soldadura. Un número de más pocas en forma proporcional

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de indicaciones redondeadas será permitido en soldaduras de menos de 6” de longitud. (3) Para soldaduras en material con espesor de 1/8” o mayor, las gráficas de Apéndice I representan los tipos aceptables máximos, de indicaciones redondeadas ilustradas en configuraciones en forma típica agrupadas, surtidas, y dispersas al azar. Las indicaciones redondeadas de menos de 1/32” de diámetro máximo no se tomarán en consideración en las pruebas de aceptación radiográficas de soldadores y de operarios de soldadura en estas series de espesores de material. QW-191.2.3 Soldaduras de Producción. La norma para aceptación para operarios de soldaduras quienes califican en soldaduras de producción será aquella especificada en la Sección de Código que provee la referencia. La norma de aceptación para soldadores que califican en soldaduras de producción como se permite por QW-304.1 será según QW-191.2.2. QW-191.3 Registro de Pruebas. Los resultados de pruebas para habilidad de soldadores y de operarios de soldadura mediante radiografía serán registrados de acuerdo con QW-301.4. 5. PROCESO DE CALIFICACIÓN DE LA SOLDADURA SEGÚN ASME IX. CALIFICACIONES DE PROCEDIMIENTOS DE SOLDAR. QW-200 GENERAL. QW-200.1 Cada fabricante y contratista preparará Especificaciones de Procedimiento de Soldar escritas las cuales se definen como sigue: (a) Especificación de Procedimiento de Soldar (WPS). Una WPS es un procedimiento de soldadura calificado y escrito preparado para proveer dirección para hacer soldaduras de producción en conformidad con requerimientos de Código. La WPS u otros documentos se puede usar para proveer dirección al soldador o al operario de soldadura para asegurar cumplimiento con los requerimientos del Código. (b) Contenido de la WPS. La WPS terminada describirá todas la variables esenciales, no esenciales, y, cuando se requiera, las variables esenciales suplementarias para cada uno de los procesos de soldadura usados en la WPS. Estas variables están en listas en QW-250 a QW-280 y se definen en el Artículo IV, Datos de Soldadura.

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La WPS proveerá referencia de Registro(s) de Calificación de Procedimiento (PQR) que da(n) el apoyo descrito(s) en QW-200.2. El fabricante o contratista puede incluir cualquiera otra información en la WPS que pueda ser útil al hacer un conjunto soldado de Código. (c) Cambios a la WPS. Se pueden hacer cambios en las variables no esenciales de una WPS para adaptarse a requerimientos de producción sin recalificación siempre y cuando tales cambios se documenten con respecto a las variables esenciales, no esenciales, y, cuando se requiera, las variables esenciales suplementarias para cada proceso. Esto se puede hacer por enmienda a la WPS o mediante el uso de una WPS nueva. Los cambios en variables esenciales o en variables esenciales suplementarias (cuando se requieren) requieren recalificación de la WPS (PQRs nuevos o adicionales para apoyar el cambio en variables esenciales o en variables esenciales suplementarias). (d) Formato de WPS. La información requerida para estar en la WPS puede estar en cualquier formato, escrito o tabular, para adaptarse a las necesidades de cada fabricante o contratista, mientras se incluya o provea referencia de todas las variables esenciales, no esenciales, y, cuando se requiera, variables esenciales suplementarias delineadas en QW-250 hasta QW-280. La Forma QW-482 (vea Apéndice B No obligatorio) se ha provisto como una guía para la WPS. Esta forma incluye los datos requeridos para los procesos SMAW, SAW, GMAW y GTAW. Es sólo una guía y no da relación de todos los datos requeridos para otros procesos. También pone en lista algunas variables que no se aplican a todos los procesos (p. ej., poniendo en lista gas de protección el cual no se requiere para SAW). Esta guía no se presta fácilmente para especificación de procedimiento con procesos múltiples (p. ej., raíz de GTAW con relleno de SMAW). (e) Disponibilidad de la WPS. Una WPS que se use para soldadura de producción de Código habrá de estar disponible para referencia y análisis por el Inspector Autorizado (AI) en el sitio de fabricación. QW-200.2 Se requerirá a cada fabricante o contratista que prepare un registro de calificación de procedimiento el cual se define como sigue: (a) Registro de Calificación de Procedimiento (PQR). Un PQR es un registro de los datos de soldadura usados para soldar una muestra de prueba. EL PQR es

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un registro de variables registradas durante la soldadura de las muestras de prueba. Contiene también los resultados de las pruebas de los especímenes probados. Las variables registradas caen normalmente dentro de una serie pequeña de las variables reales que se usarán en soldadura de producción. (b) Contenido del PQR. El PQR terminado documentará todas las variables esenciales, y, cuando se requiere, las variables esenciales suplementarias de QW- 250 hasta QW-280 para cada proceso de soldadura usado durante la soldadura de la muestra de prueba. Las variables no esenciales y otras variables usadas durante la soldadura de la muestra de prueba pueden ser registradas a opción del fabricante o del contratista. Todas las variables, si se registran, serán variables reales (con inclusión de las variaciones) usadas durante la soldadura de la muestra de prueba. Si las variables no son reguladas durante la soldadura, no serán registradas. No se intenta que la variación plena o el extremo de una variación dada de las variables que se van a usar en producción se use durante la calificación, a menos que sea requerido por causa de una variable esencial específica o, cuando se requiera, de una variable esencial suplementaria. El PQR será certificado en cuanto a exactitud por el fabricante o el contratista. El fabricante o contratista no puede subcontratar la función de certificación. Esta certificación se destina a ser la verificación del fabricante o del contratista de que la información dentro del PQR es un registro verdadero de las variables que fueron usadas durante la soldadura de la muestra de prueba y de los resultados de pruebas consecuentes de tensión, de doblez, o de macro (como sea requerido) están en cumplimiento con la Sección IX. Cuando más de un proceso de soldadura o de metal de aporte sea usado para soldar una muestra de prueba, el espesor aproximado de metal de soldadura de depósito de cada proceso de soldar y de metal de aporte serán registrados. (c) Cambios al PQR. No se permiten cambios al PQR excepto como se describe abajo. Es un registro de lo que sucedió durante una prueba de soldadura particular. Las correcciones de redacción o de agregados al PQR sí son permitidas. Un ejemplo de corrección de redacción es un Número P, un Número F, o un Número A incorrecto que fue asignado a un metal base o a un metal de aporte particular. Un ejemplo de un agregado sería un cambio que resulta por un cambio del Código. Por ejemplo, la Sección IX puede asignar un nuevo Número F a un metal de aporte o adoptar un nuevo metal de aporte con un Número F establecido. Esto puede permitir, lo que depende de los requerimientos particulares de construcción de Código, que un fabricante o contratista use otros metales de aporte que caen dentro de ese Número F particular donde, antes de la revisión de Código, el fabricante o contratista estaba limitado a la clasificación particular de electrodo que se usó durante la

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calificación. Se puede incorporar información adicional dentro de un PQR en una fecha posterior siempre y cuando la información sea confirmada como siendo parte de la condición de calificación original por registro de laboratorio o datos similares. Todos los cambios a un PQR requieren recertificación (con inclusión de la fecha) por el fabricante o el contratista. (d) Formato del PQR. La Forma QW-483 (vea Apéndice B No Obligatorio) se ha provisto como una guía para el PQR. La información requerida para estar en el PQR puede estar en cualquier formato para adaptarse a las necesidades de cada fabricante o contratista, mientras que se incluya toda variable esencial y cuando se requiera, toda variable esencial suplementaria, requerida por QW- 250 hasta QW-280. Se dará relación también del tipo de pruebas, del tipo de pruebas, de número de pruebas, y de los resultados de las pruebas en el PQR. La guía QW-483 no se presta fácilmente para cubrir combinaciones de procesos de soldadura o más de un metal de aporte de Número F en una muestra de prueba. Se pueden anexar o proveer referencia de croquis o de información para registrar las variables requeridas. (e) Disponibilidad del PQR. Los PQRs que se usen para apoyar las WPSs estarán disponibles, a su solicitud, para análisis por parte del Inspector Autorizado (AI). El PQR no necesita estar disponible para el soldador o el operario de soldadura. (f) Múltiples WPSes Con Un PQR/Múltiples PQRs Con Una WPS. Se pueden preparar varias WPSes a partir de los datos de un simple PQR (p. ej., un PQR de placa 1G puede apoyar WPSes para las posiciones F, V, H y O en placa o tubo dentro de todas las otras variables esenciales). Una WPS simple puede cubrir varios cambios de variables esenciales mientras exista un PQR que apoye para cada variable esencial y, cuando se requiera, la variable esencial suplementaria (p. ej., una WPS simple puede cubrir una serie de espesores desde 1/16 hasta 11/4” si existen PQRs para ambas series de espesores, tanto la de 1/16” hasta y que incluya a 3/16” como la de 3/16” hasta y que incluya a 11/4”). QW-200.3 Para reducir el número de calificaciones de procedimiento requeridas, se asignan Números P a metales base dependientes de las características tales como composición, soldabilidad, y propiedades mecánicas, en donde esto se pueda hacer lógicamente; y para acero y aleaciones de acero (QW-422.1 hasta QW- 422.11 inclusive), se asignan Números de Grupo adicionalmente a Números P. Estos Números de Grupo

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Clasifican los metales dentro de Números P para el propósito de calificación de procedimiento en donde se especifican requerimientos de tenacidad de muesca. Las asignaciones no implican que los metales base se pueden substituir indiscriminadamente para un metal base que se usó en la prueba de calificación sin consideración de la compatibilidad desde el punto de vista de propiedades metalúrgicas, tratamiento térmico posterior a soldadura, diseño, propiedades mecánicas y requerimientos de servicio. En donde la tenacidad de muesca es una consideración, se presupone que los metales base reúnen los requerimientos específicos. En general, los requerimientos de tenacidad de muesca son obligatorios para todos los metales templados y revenidos de No. P-11, para aplicaciones de baja temperatura de otros metales que se aplican a la Sección VIII y para varias clases de construcción requeridas por la Sección III. Los criterios de aceptación para las pruebas de tenacidad de muesca son como se establecen en las otras Secciones del Código. Para ciertos materiales permitidos por el Código B31 de ASME/ANSI para Tubería de Presión o por Casos de Código selectos del Código ASME para Calderas Y Recipientes Sujetos a Presión pero no incluidos en las Especificaciones de Materiales (Sección II) del Código ASME para Calderas y Recipientes Sujetos a Presión, se asignan agrupamientos de Número S en el Apéndice QW- 422. Estos agrupamientos son similares a los agrupamientos de Número P de QW-422. Se dan límites para calificación en QW-420.2. QW-200.4 Combinación de Procedimientos de Soldar (a) Más de un procedimiento que tenga diferentes variables esenciales o no esenciales se puede usar en una junta de Producción simple. Cada procedimiento puede incluir uno o una combinación de procesos, metales de aporte, u otras variables. Cuando dos o más procedimientos que comprenden procesos diferentes u otras variables esenciales se usen en una junta, se usará QW-451 para determinar la variación de espesor de metal base calificada y el máximo de espesor de metal de soldadura depositado calificado para cada proceso o procedimiento. En forma alterna, la calificación para depósito de raíz sólo se puede hacer de acuerdo con QW-200.4 (b). El metal de soldadura depositado de cada proceso o procedimiento estará incluido en los especímenes de tensión y de doblez y en el espécimen de tenacidad de muesca (cuando se requiera). Uno o más procesos o procedimientos pueden ser eliminados de un procedimiento calificado combinado.

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Cada proceso o procedimiento tal se puede usar en forma separada siempre y cuando: (1) se apliquen las restantes variables esenciales, no esenciales y variables esenciales suplementarias; (2) se apliquen los límites de espesor de metal base y de metal de soldadura depositado de QW-451. (b) Para los procesos GTAW, SMAW, GMAW, PAW, y SAW, o para combinaciones de estos procesos, un PQR para un proceso que registre una muestra de prueba que fue al menos ½ pulg. de espesor se puede combinar con uno o más de otros PQRs que registren otro proceso de soldar y cualquier espesor mayor de metal base. En este caso, el proceso registrado en el primer PQR se puede usar para depositar las capas de raíz empleando el (los) proceso(s) registrado(s) en ese PQR hasta 2t (para el tipo de corto circuito de GMAW, vea QW- 404.32) en espesor en metal base del espesor máximo calificado mediante el (los) otro(s) PQRs usado(s) para soportar la WPS. Se aplicarán los requerimientos de la Nota (1) de QW-451.1 y QW-451.2 QW-201 Responsabilidad de Fabricante o de Contratista. Cada fabricante o contratista dará una relación de los parámetros aplicables a la soldadura que él efectúe en construcción de conjuntos soldados hechos de acuerdo con este Código. Estos parámetros estarán puestos en lista en un documento conocido como una Especificación de Procedimiento de Soldar (WPS). Cada fabricante o contratista calificará la WPS mediante la soldadura de muestras de prueba y la prueba de los especímenes (como se requiere en este Código), y el registro de los datos de soldadura y los resultados de las pruebas en un documento conocido como un Registro de Calificación de Procedimiento (PQR). Los soldadores y los operarios de soldadura que se empleen para producir conjuntos soldados que se van a probar para calificación de procedimientos, estarán sometidos a la supervisión y control plenos del fabricante o contratista durante la producción de estos conjuntos soldados de prueba. No es permisible para el fabricante o contratista el hacer que otro organización efectúe la soldadura de los conjuntos de prueba. Es permisible, con todo, el subcontratar cualquiera o todo aquello del trabajo de preparación del metal de prueba para soldar y el trabajo subsecuente en la preparación de especímenes de prueba a partir del conjunto soldado terminado, la ejecución de examen no destructivo y las pruebas mecánicas, siempre y cuando el fabricante o contratista acepte la responsabilidad para todo trabajo tal. El Código reconoce a un fabricante o contratista como la organización la cual tiene control operacional responsable de la producción de los conjuntos soldados que se van a hacer de acuerdo con este Código. Si en una

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organización existe control operacional efectivo de calificación de procedimiento de soldar para dos o más compañías de nombres diferentes, las compañías comprendidas describirán en su sistema de Control de Calidad/Programa de Aseguramiento de Calidad, el control operacional de calificaciones de procedimiento. En este caso no se requieren calificaciones de procedimiento de soldar separadas, siempre y cuando se reúnan todos los otros requerimientos de la Sección IX. Una WPS puede requerir el apoyo de más de un PQR, mientras que en forma alterna, un PQR puede apoyar a varias WPSes. El fabricante o contratista certificará que él ha calificado cada Especificación de Procedimiento de Soldar, que ha efectuado la prueba de calificación de procedimiento, y que lo ha documentado con el Registro de Calificación de Procedimiento (PQR) que es necesario. QW-201.1 El Código reconoce que los fabricantes o contratistas pueden mantener control operacional efectivo de PQRs y WPSes con diferente posesión que la que existía durante la calificación del procedimiento original. Cuando un fabricante o contratista o parte de un fabricante o contratista es adquirido por nuevo(s) propietario(s), los PQRs y las WPSes pueden ser usados por el (los) nuevo(s) propietario(s) sin recalificación siempre que se satisfaga todo lo siguiente: (a) el (los) nuevo(s) propietario(s) toma(n) la responsabilidad para las WPSes y los PQRs; (b) las WPSs reflejan el nombre del (de los) nuevo(s) propietario(s); (c) el Sistema de Control de Calidad/Programa de Aseguramiento de Calidad refleja la fuente de los PQRs como siendo provenientes del primer fabricante o contratista. QW-202 Tipo de Pruebas Requeridas. QW-202.1 Pruebas Mecánicas. El tipo y número de especímenes de prueba los cuales serán probados para calificar un procedimiento de soldadura en ranura están dados en QW-451, y serán removidos de una manera similar a aquello que se muestra en QW-463. Si cualquier espécimen de prueba requerido por QW-451 falla en reunir los criterios de aceptación aplicables, la muestra de prueba se considerará como fallada y se soldará una nueva muestra de prueba. En donde la calificación es para soldaduras con filete solamente, los requerimientos están dados en QW-202.2 (c) y (d); y donde la

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calificación es para soldaduras de husillo solamente, los requerimientos se dan en QW-202.5. QW-202.2 Soldaduras en Ranura y Con Filete. (a) Calificación para Soldaduras en Ranura de Penetración Plena. Las muestras de prueba de soldadura en ranura calificarán las series de espesor tanto de metal base, como de metal de soldadura depositado que se van a usar en producción. Los límites de calificación estarán de acuerdo con QW-451. La calificación de WPS para soldaduras en ranura se hará en soldaduras en ranura con el uso de especímenes de tensión y de doblez guiado. Las pruebas de tenacidad de muesca se harán cuando otra(s) Sección(es) de Código las requieran. La WPS será calificada para uso con soldaduras en ranura no más allá de la serie de variables esenciales de las listas. (b) Calificación para Soldaduras en Ranura de Penetración Parcial. Las soldaduras en ranura de penetración parcial serán calificadas de acuerdo con los requerimientos de QW-451 para espesor, tanto de metal base como de metal de soldadura depositado, excepto que nada necesita haber de límite superior en el espesor de metal base siempre que la calificación fue hecha en metal base que tiene un espesor de 11/2 pulg. o más. (c) Calificación para Soldaduras Con Filete (Excepto para Metales de No. P-11 que Excluyan Nos. de Grupo 1 y 2 de No. P-11A). La calificación de WPS para soldaduras con filete se puede hacer en muestras de prueba de soldadura en ranura usando especímenes de prueba especificados en (a) o (b) de arriba. Los procedimientos de soldadura con filete así calificados, se pueden usar para soldar todos los espesores de metal base para todos los tamaños de soldaduras con filete y todos los diámetros de tubo de cédula o tubo de flus de acuerdo con QW-451.4. Las soldaduras con filete, no para retención de presión, que se definen en otras secciones del Código, pueden en forma alterna ser calificadas con soldaduras con filete solamente. Las pruebas se harán de acuerdo con QW-180. Los límites de calificación estarán de acuerdo con QW-451.3. (d) Calificación para Soldaduras Con Filete en Metales del No. P-11 (Con exclusión de Nos. de Grupo 1 y 2 de No. P-11A). La calificación de WPS para todas las soldaduras con filete (con inclusión de soldaduras no para retención de presión) serán en: (1) pruebas de soldadura en ranura de acuerdo con (a) o (b) anteriores; y (2) pruebas de soldadura con filete de acuerdo con QW-180. QW-202.3 Reparación y Acumulación de Soldadura. La WPS calificada en soldaduras en ranura será aplicable para reparaciones de soldadura para

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soldaduras en ranura y con filete y para acumulación de soldadura sometida a las provisiones siguientes. (a) Nada hay de limitación en el espesor de metal base o de metal de soldadura depositado para soldaduras con filete. (b) Para soldaduras diferentes a soldaduras con filete, el orden de espesores para metal base y para metal de soldadura depositado para cada proceso de soldar estará de acuerdo con QW-451, excepto que nada necesita haber de límite superior en el espesor de metal base siempre que la calificación fue hecha en metal base que tiene un espesor de 11/2 pulg. o más. QW-202.4 Espesores Disímiles de Metal Base. La WPS calificada en soldaduras en ranura será aplicable para soldaduras de producción entre espesores disímiles de metal base siempre y cuando: (a) el espesor del miembro más delgado estará dentro de la serie permitida por QW-451; (b) el espesor del miembro más grueso será como sigue: (1) Para metal de No. P-8, No. P-41, No. P-42, No. P-43, No. P-44, No. P-45, No. P-46, No. P-51, No. P-52, No. P-53, No. P-61 y No. P-62 en que la tenacidad de muesca no es un requerimiento, nada habrá de limitación en el espesor máximo del miembro de producción más grueso en juntas de materiales de No. P similar siempre y cuando se hizo calificación en metal base que tiene un espesor de 1/4 pulg. o mayor. (2) Para todo otro metal, el espesor del miembro más grueso estará dentro de la serie permitida por QW-451, excepto que se necesita no haber limitación en el espesor máximo del miembro de producción más grueso siempre y cuando la calificación se hizo en metal base que tiene un espesor de 11/2 pulg. o más. Más de un PQR puede ser requerido para calificar para algunas combinaciones de espesor disímil. QW-202.5 Soldadura de Husillos. Las pruebas de calificación para soldaduras de husillos se harán de acuerdo con QW-192. Las pruebas de calificación de procedimiento calificarán los procedimientos de soldar para uso con la serie de variables esenciales de QW-261. Para husillos soldados a metales diferentes de No. P-1, se harán cinco soldaduras adicionales y sujetas a un macroexamen, excepto que esto no se requiere para husillos utilizados para superficies de calefacción extendidas.

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QW-203 Límites de Posiciones Calificadas para Procedimientos. A menos que de otra manera sea requerido específicamente por las variables de soldadura (QW-250), una calificación en cualquier posición califica el procedimiento para todas las posiciones. El proceso de soldar y los electrodos deben ser convenientes para uso en las posiciones permitidas en la WPS. Un soldador u operario de soldadura que hace y que pasa la prueba de calificación de WPS se califica para la posición probada. Vea QW-301.2. QW-210 PREPARACION DE MUESTRA DE PRUEBA. QW-211 Metal Base. Los metales base pueden estar formados ya sea de placa, tubo, u otras formas de producto. La calificación en placa también califica para soldadura de tubo e inversamente. Las dimensiones de la muestra de prueba será suficiente para proveer los especímenes de prueba requeridos. QW-212 Tipo y Dimensiones de Soldaduras en Ranura. Excepto como sea provisto de otro modo en QW-250, el tipo y las dimensiones de la ranura de soldar no son variables esenciales. QW-213 Metales Base del No. P-11. Para recipientes o partes de recipientes construidos de metales base del No. P-11, las ranuras para soldadura para espesor de menos de 5/8 pulg. se prepararán mediante procesos térmicos, cuando tales procesos se van a emplear durante la fabricación. Esta preparación de ranura incluirá también cincelado posterior, ranurado posterior o remoción de metal de soldadura no sana mediante procesos térmicos, cuando estos procesos se van a emplear durante la fabricación. QW-214 Sobrecapa de Metal de Soldadura Resistente a Corrosión. QW-214.1 El tamaño de muestras de prueba, los límites de calificación, los examenes y pruebas requeridas, y los especímenes de prueba serán como se especifica en QW-453. QW-214.2 Las variables esenciales serán como se especifican en QW-250 para el proceso de soldar aplicable. QW-215 Soldadura de Haz de Electrones y Soldadura de Haz Láser. QW-215.1 La muestra de prueba para calificación de WPS será preparada con la geometría de junta que duplique aquella que se va a usar en producción. Si la soldadura de producción es para incluir una sobresolapa (completando la soldadura por volver a soldar sobre el área de inicio de la soldadura, como para

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una soldadura circunferencial), tal sobresolapa estará incluida en la muestra de prueba de calificación de la WPS. QW-215.2. Se aplicarán los requerimientos de pruebas mecánicas de QW-451. QW-215.3. Las variables esenciales serán como se especifica en QW-260 y QW-264 para el proceso de soldar aplicable. QW-216 Sobrecapa de Metal de Soldadura para Revestimiento Duro. La Soldadura por Soplete a Gas Oxígeno y Combustible (OFW) y la Soldadura con Arco de Plasma (PAW) se refieren ambas a un Método de Pulverización con Fusión de revestimiento duro. Los requerimientos siguientes se aplican independientemente de cual proceso de revestimiento duro sea utilizado. QW-216.1 El tamaño de las muestras de prueba, los límites de calificación, los exámenes y pruebas requeridas, y los especímenes de prueba serán como se especifica en QW-453. QW-216.2 Las variables esenciales serán como se especifican en QW-250 para el proceso de soldar aplicable. QW-216.3. La Soldadura por Soplete a Oxígeno y Gas Combustible (OFW) y la Soldadura con Arco de Plasma (PAW) se refieren ambas a un Método de Pulverización con Fusión de revestimiento duro. Las muestras de prueba para estos métodos se prepararán de acuerdo con QW-216.1 y QW-216.2. QW-216.4 Si se va a usar un depósito de soldadura debajo de una capa de metal de soldadura para revestimiento duro, un metal base con un número P asignado y con un análisis químico que nominalmente empate el análisis químico del depósito de soldadura se puede poner en substitución para calificar el PQR. QW-217 Unión de Compuesto (Metales revestidos). La WPS para soldaduras en ranura de metal revestido será calificada como es provisto en (a) de abajo cuando cualquier parte del espesor de revestimiento, que es permitido por la Sección de Código que provee referencia, es incluido en los cálculos de diseño. Ya sea (a) o (b) de abajo se pueden usar cuando el espesor de revestimiento no es incluido en los cálculos de diseño. (a) Las variables esenciales y no esenciales de QW- 250 se aplicarán para cada proceso de soldar usado en producción. La muestra de prueba para calificación de procedimiento se hará usando lo mismo en No. P de metal base, en revestimiento, y en proceso de soldar, y en combinación de metal de aporte que lo que se va a usar en soldadura de producción. Para metal no incluido en

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QW- 422, el metal usado en la placa de prueba compuesta estará dentro de la serie de composición química que aquella que se va a usar en producción. La serie de espesores calificada para el metal base y el (los) metal(es) de aporte se basará en el espesor real de muestra de prueba para cada uno como se aplique a QW-451, excepto que el espesor mínimo de metal de aporte que une la porción revestida del conjunto soldado se basará en un análisis químico efectuado de acuerdo con QW-453. Se harán las pruebas de tensión y de doblez requeridas en QW-451 para soldaduras en ranura, y ellas contendrán el espesor pleno de revestimiento a través de la sección reducida del espécimen. La línea de ligazón entre el revestimiento original y el metal base será desconsiderada al evaluar pruebas de doblez lateral si el revestimiento fue aplicado por un proceso diferente de soldadura de fusión. (b) Las variables esenciales y no esenciales de QW- 250 se aplicarán para cada proceso de soldadura usado en producción para unir la porción de metal base del conjunto soldado. Los PQRs que apoyan a esta porción de la WPS no necesitan estar basados en muestras de prueba hechas con metal revestido. Para la porción de sobrecapa resistente a corrosión de la soldadura, se aplicarán las variables esenciales de QW-251.4 y la muestra de prueba y las pruebas serán de acuerdo con QW-453. La WPS limitará la profundidad de la ranura, la cual recibirá la sobrecapa resistente a la corrosión para asegurar el desarrollo de la resistencia plena de la soldadura subyacente en el metal base. QW-218 Forros Aplicados. QW-218.1 Las WPSes para unir forros aplicados se calificarán de acuerdo con QW-202.2(a), (b), o (c). QW-218.2 Como una posibilidad respecto a lo de arriba, cada proceso que se va a usar en unir forros aplicados al metal base se calificarán en una muestra de prueba, en la forma y el arreglo que se va a usar en construcción, usando materiales que estén dentro del orden de composición química del metal que se va a usar para la placa base, el forro, y el metal de soldadura. Se aplicarán las variables esenciales de QW-250 excepto aquellas respecto de espesor de metal base o de espesor de metal de soldadura. Se harán pruebas de calificación para cada posición que se va a usar en soldadura de producción de acuerdo con QW-461.9, excepto que la calificación en la progresión hacia arriba, de posición vertical, calificará para todas las posiciones. Una sección transversal por cada posición probada será seccionada, pulida, y grabada para mostrar claramente la demarcación entre el metal base y el metal de soldadura. Con objeto de ser aceptable, cada espécimen exhibirá fusión completa del metal de soldadura con el metal base y libre de grietas.

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QW-218.3 Cuando se requiere análisis químico del depósito de soldadura en cuanto a elemento cualquiera, se ejecutará un análisis químico según QW-453. Nota 9 para aquellos elementos. QW-250 VARIABLES DE SOLDADURA. QW-251 General. QW-251.1 Tipos de Variables para Especificaciones de Procedimientos de Soldar (WPS). Estas variables (puestas en lista para cada proceso de soldadura en QW-252 hasta e inclusive QW-265) se subdividen en variables esenciales, variables esenciales suplementarias, y variables no esenciales (QW-401). El “Resumen de Variables” puesto en las Tablas son sólo para referencia. Vea la variable completa en Datos de Soldadura del Artículo IV. QW-251.2 Variables Esenciales. Variables esenciales son aquellas en las cuales un cambio, que se describe en las variables específicas, es considerado que afecta las propiedades mecánicas del conjunto soldado, y requerirá recalificación de la WPS. Las variables esenciales suplementarias se requieren para metales para los cuales otras Secciones especifican pruebas de tenacidad de muesca y son además las variables esenciales para cada proceso de soldar. QW-251.3 Variables No Esenciales. Variables no esenciales son aquellas en las cuales un cambio, que se describe en las variables específicas, puede ser hecho en la WPS sin recalificación. QW-251.4 Procesos Especiales. (a) Las variables esenciales de procesos especiales para sobrecapas con metal de soldadura resistente a corrosión y de revestimiento duro son como se indica en las tablas siguientes para el proceso especificado. Se aplicarán sólo las variables especificadas para procesos especiales. Un cambio en el proceso de soldadura resistente a la corrosión o de revestimiento duro requerirá recalificación. (b) La WPS calificada para soldadura de sobrecapa resistente a corrosión y de revestimiento duro, en conformidad con otras Secciones cuando tales reglas de calificación fueron incluidas en esas Secciones, se puede usar con las mismas provisiones que son estipuladas en QW-100.3

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N° ORDEN DE EJECUCIÓN HERRAMIENTAS/INSTRUMENTOS 01 02 03

Efectuar pase de raíz en posición horizontal 2G. Efectuar pase de relleno en posición horizontal 2G. Efectuar pase de acabado en posición horizontal 2G.



PZA. CANT. DENOMINACION-NORMA/DIMENSIONES

MATERIAL OBSERVACIONES

TAREA N° 2: UNIONES DE TUBERÍAS EN POSICIÓN

HORIZONTAL 2G

HT. 01 SE. REF.

TIEMPO: HOJA: 1 /2


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EFECTUAR PASE RAÍZ EN POSICIÓN HORIZONTAL 2G. Es una operación que consiste en soldar el primer pase llamado pase de raíz en rotando la tubería realizando una soldadura en posición horizontal. Esta operación se realiza en los talleres así como en el sitio mismo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso: Suelde la raíz. a) Regule el amperaje a su

parámetro deseado. b) Al finalizar el cordón haga una

entrada con el esmeril usando disco de corte de 1/8”





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OPERACIÓN: EFECTUAR PASE DE RELLENO EN POSICIÓN HORIZONTAL 2G. Esta operación consiste en realizar la segunda pasada o pase de relleno sobre el pase de raíz previo a un esmerilado o blanqueado. Esta operación es usual en la soldadura de tuberías y su empleo es cotidiano. PROCESO DE EJECUCION. 1° Paso: Suelde pase de relleno. a) Utilice electrodos de acuerdo al


soldadura. d) Utilice una progresión en Zigzag. 2° Paso: Verifique sanidad de la soldadura y realice limpieza mecánica de la soldadura.

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OPERACIÓN. EFECTUAR PASE DE ACABADO EN POSICIÓN HORIZONTAL 2G. Esta operación consiste en dar el tercer pase llamado de acabado, este es el pase final para unir juntas de tuberías y su uso es común en las soldaduras de tuberías.

PROCESO DE EJECUCION: 1° Paso: suelde el pase de acabado. a) Regule el amperaje adecuado b) Tenga presente los requerimientos

con que se va a evaluar la soldadura 2° Paso: Verifique la sanidad de la soldadura. a) Evalué la soldadura de acuerdo a


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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG INFORMACIÓN TECNOLÓGICA. 6. TÉCNICAS PARA SOLDAR TUBOS EN POSICIÓN 2G. 6.1. PREPARACIÓN DE JUNTAS Y APUNTALADO - Procedimiento. 1) Seleccione la boquilla de soplete del tamaño correcto para cortar los

segmentos. 2) Corte dos tramos de tubo de acero de f>" de diámetro y aproximadamente 3"

de longitud. 3) Usando el soplete de corte, corte un bisel de 30" en uno de los extremos de

cada tramo de tubo. Ver figura. 4) Limpie los extremos biseladas con un esmeril de banco, manteniendo el

ángulo de 30° en el tubo. 5) Regule el amperaje correcto para apuntalar los segmentos de tubería 6) Seleccione el electrodo correcto para el espesor de la tubería. 7) Coloque las dos piezas de tubo con sus extremos biselados enfrentados,

pero separados por una distancia de 1/8" entre dos ladrillos refractarios. Ver figura. 8) Verifique el espesor de los talones de la junta. 9) Una con puntos de soldadura tubo, en cuatro lugares separados por

distancias aproximadamente iguales. 10) Verifique la correcta unión de los puntos de soldadura. 11) Coloque el conjunto soldado por puntos en posición vertical sobre un

ladrillo refractario, ver figura. 12) Regule el amperaje correcto para el electrodo a utilizar. 13) Comenzando en el frente, en uno de los puntos de soldadura, y avanzando

hacia la derecha, si es derecho, sitúe electrodo de manera que el charco de soldadura quede apuntado en la dirección de aplicación del soldeo, con inclinación de 5 a 10 grados respecto a la vertical, y con un ángulo lateral de 10º. Forme un charco de metal fundido (Invierta el procedimiento si es zurdo).

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14) Agregue metal de aporte, con el electrodo hacia el charco de metal fundido

a 50 o 10º con respecto a la vertical y con un ángulo lateral de 10° en posición al sentido de avance. Ver figura.

15) Oscile el electrodo en forma circular en el sentido del avance de la soldadura. Tratando de introducir el electrodo en la raíz de la junta.

16) Complete el primer cordón alrededor del tubo. 17) Cambie el electrodo de ser necesaria

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 18) Limpie con cepillo de alambre el primer cordón, y coloque de nuevo el tubo

de acero sobre el ladrillo refractario, en la misma posición que antes. 19) Verifique la limpieza del pase de raíz. 20) Manteniendo el electrodo en la misma posición que antes, forme el

segundo cordón en tomo al tubo de acero, comenzando al frente de usted y avanzando hacia la derecha, ver figura.

21) Complete el segundo cordón. 22) Escobille el cordón de acabado. 23) Presente la soldadura al instructor, para su aprobación. 7. CLASIFICACIÓN DE LAS TUBERÍAS SEGÚN ASME IX. 7.1. MATERIALES. Nota: Mantenemos la codificación de la Norma para establecer el hábito de su uso. 323 REQUISITOS GENERALES. El Capítulo lll establece las calificaciones y los límites requeridos para materiales, basados en sus propiedades inherentes. Su uso en tubería está también sujeto a los requisitos y los límites en otras partes de este Código [vea

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG el párrafo 300(d)]. Vea también el párrafo 321.1.4 para materiales de soportes y el Apéndice F, párrafo F323 para conocer las consideraciones preventivas. 323.1 Materiales y especificaciones. 323.1.1 Materiales enumerados. A excepción de lo previsto en el párrafo 323.1.2, todos los materiales utilizados en los componentes de tuberías sometidos a presión se ajustarán a las especificaciones definidas. 323.1.2 Materiales no Enumerados. Se pueden utilizar materiales no enumerados siempre y cuando estén en conformidad con alguna especificación publicada que cubra las propiedades químicas, físicas y mecánicas, el método y el proceso de fabricación, el tratamiento térmico y el control de calidad, y que cumplan de otra manera los requisitos de este Código. Vea también el Apéndice 5 de la Sección II del Código de Calderas y Recipientes a Presión de ASME. Los esfuerzos permitidos se determinarán de acuerdo con los criterios que apliquen a los esfuerzos permitidos de este Código, o según criterios más conservadores. 323.1.3 Materiales desconocidos. No se utilizarán materiales de especificación desconocida para componentes de tuberías sometidos a presión. 323.1.4 Materiales recuperados. Se pueden utilizar tuberías y otros componentes de tuberías recuperados, siempre y cuando se hayan identificado apropiadamente, cumplan con una especificación enumerada o publicada, (párrafo 323.1.1 o 323.1.2) y cumplan de otra manera con los requisitos de este Código. Se deberá realizar una limpieza y una inspección minuciosa a fin de determinar espesores de pared mínimos y ausencia de imperfecciones, las cuales serían inaceptables en el servicio destinado. 323.2 Limitaciones de temperatura El diseñador verificará que los materiales que cumplen con otros requisitos del Código sean apropiados en todo el intervalo de temperatura operativa, para el servicio destinado. La Nota (7) en el Apéndice A, explica los medios utilizados para establecer, tanto los límites de temperatura preventivos, como restrictivos en las Tablas A-1 y A-2. 323.2.1 Límites superiores de temperatura, materiales enumerados. Se puede utilizar un material enumerado a una temperatura por encima de la máxima para la cual se presenta un valor o grado de esfuerzo, solamente sí:

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG (a) no existe prohibición establecida en el Apéndice A o en otra parte de este Código, (b) el diseñador verifica que la utilidad del material está en conformidad con el párrafo 323.2.4. 323.2.2 Límites inferiores de temperatura, materiales Enumerados. (a) Se puede utilizar un material enumerado a cualquier temperatura no menor que la mínima indicada en la Tabla A-1, siempre que el metal base, el metal de soldadura y la zona afectada térmicamente (HAZ) cuenten con la calificación establecida en la entrada aplicable de la Columna A de la Tabla 323.2.2. (b) Para aceros al carbono, con una designación de letra en la columna de Temp. Mín. de la Tabla A-1, la temperatura mínima se define mediante la curva que aplique y las Notas en la Fig. 323.2.2A. Si una combinación de espesor- temperatura de metal mínima de diseño se encuentra en la curva o por encima de ésta, no se requiere una prueba de impacto. (c) Un material enumerado se puede utilizar a una temperatura inferior a la mínima indicada en la Tabla A-1 o en la Fig. 323.2.2A (incluidas las Notas), siempre y cuando no esté prohibido en la Tabla 323.2.2, en la Tabla A-1 o en otra parte de este Código, y siempre y cuando el metal base, el metal de soldadura y la HAZ cuenten con la calificación establecida en la entrada que aplique en la Columna B, de la Tabla 323.2.2. (d) Cuando la relación de esfuerzo, definida en la Fig. 323.2.2B, es menor que uno, la Fig. 323.2.2B proporciona un criterio adicional para el uso de aceros al carbono cubiertos en los párrafos 323.2.2 (a) y (b) sin pruebas de impacto. (1) Para temperaturas mínimas de diseño de –48 °C (–55 °F) y superiores, la temperatura del metal mínima de diseño sin prueba de impacto determinada en el párrafo 323.2.2 (b), para un material y espesor determinados, se puede reducir en la cantidad (de disminución de temperatura) proporcionada en la Fig. 323.2.2B, para la relación de esfuerzo que aplique. Si la temperatura resultante es menor que la temperatura del metal mínima de diseño, no se requiere prueba de impacto del material. Cuando esto se aplique, el sistema de tuberías también cumplirá con los siguientes requisitos: (a) La tubería deberá ser sometida a una prueba hidrostática no inferior a 1 ½ veces la presión de diseño.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG (b) El sistema de tuberías, a excepción de tubos con un espesor de pared nominal de 13 mm (½”) o menos, se deberá proteger (vea el Apéndice G) contra cargas externas tales como cargas por mantenimiento, cargas de impacto y choque térmico. (2) Para temperaturas de diseño inferiores a –48 °C (-55 °F), se requieren pruebas de impacto para todos los materiales, a excepción de lo previsto en la Nota (3) de la Tabla 323.22. (e) El esfuerzo permitido o grado del componente, a cualquier temperatura por debajo de la mínima indicada en la Tabla A-1 o en la Fig. 323.2.2 A, no deberá superar el valor del esfuerzo o el grado a la temperatura mínima en la Tabla A-1 o del componente estándar. (f) Para las siguientes combinaciones de metales de soldadura y temperaturas mínimas de diseño no se requiere prueba de impacto: (1) Material base de acero inoxidable austenítico, con contenido de carbono que no supere el 0,10%, soldados sin metal de aporte, a temperaturas mínimas de diseño igual o mayor que -101 °C (-150 °F). (2) Metal de soldadura austenítico: (a) con un contenido de carbono que no supere el 0,10% y producido con metales de aporte conformes con AWS A5.4, A5.9, A5.11, A5.14 o A5.22 a temperaturas mínimas de diseño igual o mayor que -101 °C (-150 °F); o (b) con un contenido de carbono superior al 0,10% y producido con metales de aporte conformes con AWS A5.4, A5.9, A5.11 o A5.221 a temperaturas mínimas de diseño igual o mayor que -48 °C (-55 °F). Los títulos de las normas AWS mencionadas son los siguientes: AWS A5.4: Electrodos de acero inoxidable para soldadura por arco metálico protegido, AWS A5.9: Varillas y electrodos desnudos de acero inoxidable para soldadura, AWSA5.11: Electrodos de níquel y de aleación de níquel para soldadura por arco metálico protegido,

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AWS A5.14: Varillas y electrodos desnudos de níquel y de aleación de níquel para soldadura, y AWS A5.22: Electrodos de acero al cromo-níquel y al cromo con núcleo fundente resistentes a la corrosión. 323.2.3 Límites de temperatura, materiales No Enumerados. Un material no enumerado, aceptable de acuerdo con el párrafo 323.1.2, deberá estar calificado para el servicio a todas las temperaturas dentro del intervalo establecido, desde la temperatura mínima hasta la máxima de diseño, en conformidad con el párrafo 323.2.4. 323.2.4 Verificación de la funcionalidad. (a) Cuando se va a utilizar un material no enumerado, o cuando un material enumerado se va a utilizar a temperaturas mayores que la temperatura más alta para la cual aparecen los valores de esfuerzos en el Apéndice A, El diseñador es responsable de demostrar la validez de los esfuerzos permitidos y otros límites utilizados en el diseño, así como del enfoque empleado para el uso del material, incluida la derivación de los datos de esfuerzo y el establecimiento de los límites de temperatura. (b) Los datos para el desarrollo de los límites de diseño se obtendrán a partir de algún programa con base científica, elaborado de acuerdo con alguna tecnología reconocida tanto para el material, como para las condiciones del servicio destinado. Los factores a considerar incluyen: (1) confiabilidad y aplicabilidad de los datos, especialmente para los extremos del intervalo de temperatura.

(2) resistencia del material a los efectos perjudiciales del servicio de fluidos y del medio ambiente en todo el intervalo de temperatura

(3) determinación de los esfuerzos permitidos de acuerdo con el párrafo 302.3.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 326 DIMENSIONES Y GRADOS DE LOS COMPONENTES. 326.1 Requisitos dimensionales. 326.1.1 Componentes de Tubería enumerados. Las normas dimensionales1 para componentes de tuberías se encuentran enumeradas en la Tabla 326.1. Los requisitos dimensionales incluidos en las especificaciones descritas en el Apéndice A también se considerarán como requisitos de este Código. 326.1.2 Componentes de tubería no enumerados. Los componentes de tubería que no se encuentren enumerados en la Tabla 326.1, ni en el Apéndice A, deberán cumplir tanto con los requisitos de presión de diseño descritos en el párrafo 302.2.3, como con los requisitos de resistencia mecánica descritos en el párrafo 303. 326.1.3 Roscas. Las dimensiones de las roscas de las conexiones de tubería que no se encuentran, de ninguna otra manera, cubiertas por una norma o especificación de componentes deberán cumplir con los requisitos de las normas que se apliquen definidas en la Tabla 326.1 o en el Apéndice A. 326.2 Grados de los componentes. 326.2.1 Componentes enumerados. Los grados de presión-temperatura de los componentes enumerados en la Tabla 326.1 son aceptables para la presión de diseño en conformidad con el párrafo 303. 326.2.2 Componentes no enumerados. Los grados de presión-temperatura de componentes de tubería no enumerados deberán cumplir con las disposiciones del párrafo 304 que se apliquen. 326.3 Documentos de referencia Los documentos mencionados en la Tabla 326.1 contienen referencias a códigos, normas y especificaciones que no se citan en la Tabla 326.1. Tales códigos, normas y especificaciones, que no aparecen enumerados en la Tabla mencionada, se utilizarán solamente en el contexto de los documentos mencionados en los cuales se hacen referencia. Los requisitos de diseño, materiales, fabricación, montaje, pruebas, inspección y pruebas de este Código no se aplican a componentes fabricados en

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG conformidad con los documentos enumerados en la Tabla 326.1, a menos que se establezca específicamente en este Código, o en el documento referido.

La Tabla 326.1 nos muestra las normas de los materiales para tuberías que utiliza ASME IX, en ella tendremos a todos los materiales que se utilizan cuando aplicamos esta Norma.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 7.2. ASME USA TAMBIÉN API 5L. API 5L clasifica de la siguiente manera a las tuberías para su propósito.

GRADO

SÍMBOLO

GRADO A25 CLASE I (ver nota) A25

GRADO A25 CLASE II A25R

GRADO A A

GRADO B B

GRADO X42 X42

GRADO X46 X46

GRADO X52 X52

GRADO X56 X56

GRADO X60 X60

GRADO X65 X65

GRADO X70 X70

GRADO X80 X80

Nota: Vea 1.3 para las limitaciones en descalificación. Para los grados intermedios a X42 y X80, símbolo será X seguida por los dos primeros dígitos del límite elástico mínimo especificado en las unidades de EE.UU. habituales. Por acuerdo entre el comprador y el fabricante y, cuando así se especifica en la orden de compra, la calificación será identificado por el color de acuerdo con SR3. Presentamos a continuación tablas principales de las características de estas tuberías según API 5L.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 7.3. CATÁLOGO DE ACEROS API 5L COMERCIALES.

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8. MWPS. PARTES SEGÚN ASME. La Sección IX del Código de Calderas y Recipientes Sujetos a Presión de la ASME se relaciona con la calificación de soldadores, operarios de soldadura, soldadores para soldadura fuerte y operarios de soldadura fuerte, y los procedimientos que ellos emplean al soldar o al hacer soldadura fuerte de acuerdo con el Código de Calderas y Recipientes Sujetos a Presión de la ASME y con el Código para Tubería de Presión ASME B31. Está dividido en dos partes: la Parte QW da requerimientos para soldar y la Parte QB contiene requerimientos para soldadura fuerte. 8.1. QW-100.1 El propósito de la Especificación del Procedimiento de Soldar (WPS) y del Registro de Calificación del Procedimiento (PQR) es determinar que el conjunto de partes soldadas propuesto para construcción sea capaz de proveer las propiedades requeridas para su aplicación destinada. Se presupone que el soldador o el operario de soldadura que efectúa la prueba de calificación del procedimiento de soldar es un trabajador experimentado. Esto es, la prueba de calificación del procedimiento de soldar establece las propiedades del conjunto soldado, no la experiencia del soldador o del operario de soldadura.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 8.2. QW-100.2 En calificación de habilidad, el criterio básico establecido es determinar la capacidad del soldador para depositar metal de soldadura sano. El propósito de la prueba de calificación de habilidad para el operario de soldadura es determinar la capacidad mecánica del operador de soldadura para operar el equipo de soldar. 8.3. QW-100.3 Las Especificaciones de Procedimientos de Soldar (WPS) escritas y calificadas de acuerdo con las reglas de esta Sección, y los soldadores y operarios de soldadura de equipo de soldar automático y de máquina también calificados de acuerdo con estas reglas pueden ser usados en cualquier construcción hecha en conformidad con los requerimientos del Código de Calderas y Recipientes Sujetos a Presión de la ASME o del Código para Tubería de Presión ASME B31. Sin embargo, otras Secciones del Código establecen las condiciones según las cuales los requerimientos de la Sección IX son obligatorios, en todo o en parte, y dan requerimientos adicionales. El lector es advertido de tomar estas provisiones en consideración al usar esta Sección. 8.4. QW-101 ALCANCE. Las reglas de esta sección se aplican a la preparación de especificaciones de procedimientos de soldar y a la calificación de procedimientos de soldar, de soldadores y de operarios de soldadura para todos los tipos de procesos de soldar manuales y de máquina permitidos en esta sección. 8.5. QW-102 TÉRMINOS Y DEFINICIONES. Algunos de los términos más comunes relacionados con soldadura están definidos en QW-492. Estos están en conformidad esencial con las definiciones de la American Welding Society (Sociedad Americana de Soldadura) dados en su documento A3.0-80, Terms and Definition. En donde la palabra tubo (pipe, en inglés) es designada, tubo de flus (tube, en inglés) también será aplicable.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 8.6. QW-103 RESPONSABILIDAD. 8.6.1. QW-103.1 Soldadura. Cada fabricante1 o contratista1 es responsable de la soldadura hecha por su organización y conducirá las pruebas requeridas en esta sección para calificar los procedimientos de soldar que él use en la construcción de conjuntos soldados hechos en conformidad con este código, y la habilidad de soldadores y operarios de soldadura que apliquen estos procedimientos. 8.6.2. QW-103.2 Registros. Cada fabricante o contratista mantendrá un registro de todos los resultados obtenidos en procedimiento de soldar y en calificaciones de habilidad de soldadores y de operarios de soldadura. Estos registros serán certificados por el fabricante o contratista y estarán accesibles para el Inspector Autorizado. Refiérase a Formas recomendadas en el Apéndice A No Obligatorio. 8.7. QW-110 ORIENTACIÓN DE SOLDADURAS. Las orientaciones de soldaduras se ilustran en QW-461.1 ó QW-461.2.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 8.8. QW-120 POSICIONES DE PRUEBA PARA SOLDADURAS EN

RANURA. Se pueden hacer soldaduras en ranura en muestras de pruebas orientadas en cualquiera de las posiciones de QW-461.3 ó QW-461.4 y que se describen en los párrafos siguientes, excepto que, durante la soldadura, se permiten una desviación angular de ± 15 grados a partir de los planos horizontales y vertical especificados, y una desviación de ± 5 grados a partir del plano inclinado especificado. QW-121 Posiciones de Placa. QW-121.1 Posición Plana 1G. Placa en un plano horizontal con el metal de soldadura depositado por arriba. Refiérase a QW-461.3(a). QW-121.2 Posición Horizontal 2G. Placa en un plano vertical con el eje de la soldadura horizontal. Refiérase a QW-461.3(b). QW-121.3 Posición Vertical 3G. Placa en un plano vertical con el eje de la soldadura vertical. Refiérase a QW-461.3(c). QW-121.4 Posición Sobrecabeza 4G. Placa en un plano horizontal con el metal de soldadura depositado por debajo. Refiérase a QW-461.3(d). QW-122 Posiciones de Tubo. QW-122.1 Posición Plana 1G. Tubo con su eje horizontal y rodado durante la soldadura de modo que el metal de soldadura se deposite por arriba. Refiérase a QW-461.4(a). QW-122.2 Posición Horizontal 2G, Tubo con su eje vertical y el eje de la soldadura en un plano horizontal. El tubo no será girado durante la soldadura. Refiérase a QW- 461.4(b). QW-122.3 Posición Múltiple 5G. Tubo con su eje horizontal y con la ranura de soldar en un plano vertical. La soldadura se hará sin girar el tubo. Refiérase a QW-46.4(c). QW-122.4 Posición Múltiple 6G. Tubo con su eje inclinado a 45 grados respecto a la horizontal. La soldadura se hará sin girar el tubo. Refiérase a QW-461.4(d).

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG QW-123 Posiciones de Prueba para Soldaduras de Husillos. QW-123.1 Soldadura de Husillos. Las soldaduras de husillos se pueden hacer en muestras de prueba orientadas en cualquiera de las posiciones que se describen en QW-121 para placa y en QW-122 para tubo (con exclusión de QW-122.1). En todos los casos, el husillo estará perpendicular a la superficie de la placa o tubo. Vea QW-461.7 y QW-461.8.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 8.9. QW-130 POSICIONES DE PRUEBAS PARA SOLDADURAS CON

FILETE. Las soldaduras con filete se pueden hacer en muestras de pruebas orientadas en cualquiera de las posiciones de QW-461.5 ó QW-461.6, y como se describen en los párrafos siguientes, excepto que se permite, durante la soldadura, una desviación angular de ± 15 grados a partir de los planos horizontal y vertical especificados. QW-131 Posición de Placa. QW-131.1 Posición Plana 1F. Placas colocadas de tal modo que la soldadura es depositada con su eje horizontal y su garganta vertical. Refiérase a QW- 461.5(a). QW-131.2 Posición Horizontal 2F. Placas colocadas de tal modo que la soldadura es depositada con su eje horizontal en el lado superior de la superficie horizontal y contra la superficie vertical. Refiérase a QW-461.5(b). QW-131.3 Posición Vertical 3F. Placas colocadas de tal modo que la soldadura es depositada con su eje vertical. Refiérase a QW-461.5(c). QW-131.4 Posición Sobrecabeza 4F. Placas colocadas de tal modo que la soldadura es depositada con su eje horizontal en el lado de abajo de la superficie horizontal y contra la superficie vertical. Refiérase a QW- 461.5(d). QW-132 Posiciones de Tubo. QW-132.1 Posición Plana 1F. Tubo con su eje inclinado a 45 grados respecto a la horizontal y girado durante la soldadura de modo que el metal de soldadura es depositado por arriba y en el punto de deposición el eje de la soldadura es horizontal y la garganta vertical. Refiérase a QW-461.6(a). QW-132.2 Posiciones Horizontales 2F y 2FR (a) Posición 2F. Tubo con su eje vertical de modo que la soldadura es depositada sobre el lado superior de la superficie horizontal y contra la superficie vertical. El eje de la soldadura estará horizontal y el tubo no es girado durante la soldadura. Refiérase a QW-461.6(b). (b) Posición 2FR. Tubo con su eje horizontal y el eje de la soldadura depositada en el plano vertical. El tubo es girado durante la soldadura. Refiérase a QW-461-6(c).

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG QW-132.3 Posición Sobrecabeza 4F. Tubo con su eje vertical de modo que la soldadura es depositada sobre el lado de abajo de la superficie horizontal y contra la superficie vertical. El eje de la soldadura estará horizontal y el tubo no es girado durante la soldadura. Refiérase a QW-461.6(d). QW-132.4 Posición Múltiple 5F. Tubo con su eje horizontal y el eje de la soldadura depositada en el plano vertical. El tubo no es para ser girado durante la soldadura. Refiérase a QW-461.6 (e). Modelos de WPS. Según ASME IX .

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N° ORDEN DE EJECUCION HERRAMIENTAS/INSTRUMENTOS 01 02 03

Efectuar pase de raíz en posición vertical 5G. Efectuar pase de relleno en posición vertical 5G. Efectuar pase de acabado en posición vertical 5G.




TAREA N° 3: UNIONES DE

TUBERÍAS EN POSICIÓN VERTICAL 5G

HT. 01 SE. REF.

TIEMPO: HOJA: 1 /2


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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG OPERACIONES: EFECTUAR PASE RAÍZ EN POSICIÓN VERTICAL 5G. Es una operación que consiste en soldar el primer pase llamado pase de raíz en la tubería realizando una soldadura en posición vertical. Esta operación se realiza en los talleres asi como en el sitio mismo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso: Suelde la raíz. a) Regule el amperaje a su







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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG EFECTUAR PASE DE RELLENO EN POSICIÓN VERTICAL 5G. Esta operación consiste en realizar la segunda pasada o pase de relleno sobre el pase de raíz previo a un esmerilado o blanqueado. Esta operación es usual en la soldadura de tuberías y su empleo es cotidiano. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso: Suelde pase de relleno. a) Utilice electrodos de acuerdo al


soldadura. d) Utilice una progresión en Zigzag. 2° Paso Verifique sanidad de la soldadura y realice limpieza mecánica de la soldadura.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG OPERACIÓN: EFECTUAR PASE DE ACABADO EN POSICIÓN VERTICAL 5G. Esta operación consiste en dar el tercer pase llamado de acabado, este es el pase final para unir juntas de tuberías y su uso es común en las soldaduras de tuberías. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso: suelde el pase de acabado. a) Regule el amperaje adecuado b) Tenga presente los requerimientos

con que se va a evaluar la soldadura 2° Paso: Verifique la sanidad de la soldadura. a) Evalué la soldadura de acuerdo a


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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG INFORMACIÓN TECNOLÓGICA: 9. TÉCNICAS PARA SOLDAR TUBOS EN POSICIÓN 5G. La soldadura vertical descendente con electrodos celulósicos es normalmente realizada con altas intensidades de corriente y altas velocidades de avance. Los electrodos celulósicos tienen un revestimiento delgado que contiene una gran cantidad de celulosa orgánica (C6H10O5). Cuando el electrodo se quema, el revestimiento forma una cobertura de gas protectora para el metal fundido. Debido al material orgánico y el contenido de humedad de estos electrodos, tienen una fuerza de arco muy vigorosa pero al mismo tiempo el metal de la soldadura se enfría muy rápidamente. Este método de soldadura es rápido y económico, consecuentemente la mayoría de las línea de tuberías a campo traviesa son soldadas con la progresión verticalmente hacia abajo. Las propiedades de resistencia al impacto, las cuales son muy buenas pueden ser presentadas con electrodos celulósicos modernos. La soldadura vertical ascendente con cualquier electrodo celulósico o electrodo de bajo hidrógeno es realizada con corrientes bajas relativamente y bajas velocidades de avance, los cuales producen juntas con cordones grandes, pero relativamente pocos. Con electrodos de bajo hidrógeno en posición vertical ascendente, las soldaduras pueden ser hechas virtualmente libres de escorias atrapadas y porosidades. Estas soldaduras son las más apropiadas en presentar requerimientos radiográficos estrictos para alta presión, alta temperatura o tuberías de baja temperatura. Debido al depósito de bajo hidrógeno, estos electrodos tienen una ventaja para tubos de alta resistencia susceptibles a agrietamientos 9.1. PREPARACIÓN DE LA JUNTA. La preparación de la junta por lo general usada en líneas de tuberías a campo traviesa está basada en el Código API-1104.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Como se muestra en la figura de abajo, la situación normal es un “pequeño land, pequeño gap”, el significado de land (cara de la raíz) en la tubería deberá ser esmerilado aproximadamente el espesor de un [1/16” (1.6 mm)]. La abertura entre los tubos y el significado de gap (abertura de raíz) deberá ser la misma distancia, si es posible. Se usa un ángulo incluido de 60º.

9.2. LIMPIEZA DEL EXTREMO DE LA TUBERÍA. El tubo raramente será recibido en una condición apropiada para soldar. Generalmente, existirá cualquier capa de óxido o aceite, o algún revestimiento para prevenir la corrosión. La limpieza es crítica para prevenir los defectos que conducen a las soldaduras rechazadas y reparaciones costosas, así que estos revestimientos deben ser siempre eliminados. Lo siguiente son guías para minimizar los defectos de soldaduras relacionados a la contaminación superficial: La humedad y la condensación siempre deben ser eliminadas antes de soldar. Los extremos del tubo deben estar limpios, tanto el interior como el exterior, al menos 1” (25 mm) más allá del borde del bisel.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Un medio recomendado para la limpieza del tubo es con un esmeril de eje recto para trabajo pesado con una rueda de goma expandida y manga recubierta de carburos. También puede ser efectivo un chorro de arena, así como también un disco de esmerilar abrasivo. Dependiendo del tamaño del tubo, puede ser usada una lima media caña para remover cualquier rebaba creada cuando la cara de la raíz es esmerilada en el extremo del tubo. 9.3. SOLDADURA DEL PASE DE RAÍZ. Antes de empezar a soldar el tubo, deberá ser revisado el procedimiento para asegurar que el electrodo a ser usado es apropiado. Esto incluye el diámetro y la clasificación del electrodo. El consumible de la soldadura deberá ser seleccionado de manera que sea para correctamente compatible (o por encima) de la resistencia del tubo. Esta raíz “más blanda” aumenta la resistencia a ciertos tipos de agrietamientos de la soldadura. Un número de factores determinará cuantos soldadores serán necesarios para soldar el pase de raíz. En cualquier caso, es mejor tener soldadores: • Soldar opuesto uno al otro o • Eventualmente separados alrededor del tubo. Esto minimizará la cantidad de distorsión en el tubo y evitará que se cierre o se abra la abertura de la raíz. Si es posible, también es deseable no terminar una soldadura exactamente en la base del tubo (en la posición 6 en punto según el reloj) debido a que el empalme puede ser más difícil. Similarmente, es mejor evitar iniciar la soldadura exactamente en el tope del tubo (en la posición de las 12 en punto según el reloj). Como una regla general, para un electrodo de 5/32” [4 mm] de diámetro, el tiempo de soldadura para un electrodo deberá ser de aproximadamente de 1

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG minuto y la longitud de soldadura deberá ser aproximadamente la misma como la longitud del electrodo consumido. Esto produciría una velocidad de avance de aproximadamente 12” por minutos, pero es extremadamente sensible a la preparación de la junta y condiciones exactas de soldaduras. El pase de raíz es soldado con la técnica de arrastre. La punta del electrodo se mantiene en contacto con ambos bordes de la raíz del tubo y arrastrado alrededor de la circunferencia del tubo, avanzando verticalmente hacia abajo. El electrodo inicialmente deberá ser mantenido más o menos perpendicular al tubo. Si existe un montaje apropiado y es usada una corriente apropiada, un pequeño “Key hole” (Hueco de llave, ver figura abajo) será visto siguiendo detrás del electrodo. Si el Key hole no es observado, significa que la soldadura no está penetrando a través del lado interno del tubo. Los correctivos para esto serian: • Usar corrientes mayores. • Aplicar más presión en el electrodo con voltajes más bajos y que fluya un

arco más frío (dependiendo del tipo de máquina de soldar). • Usar una ángulo de empuje ( aunque esto no es siempre aconsejable) • Usar velocidades de avance menores. Si el Keyhole llega a ser demasiado grande y difícil de controlar, el remedio debería ser: • Disminuir la intensidad de corriente. • Avanzar más rápido hasta que el tamaño del keyhole disminuya. • Usar más de un ángulo de arrastre mientras se usa velocidades de avance

mayor hasta que el keyhole sea más manejable. • Aplicar menos presión en el electrodo cuando se forme un keyhole más

grande. Disminuir la corriente requerida en la medida que el tamaño del keyhole aumenta.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Si el tamaño del hueco es demasiado estrecho, no es inusual empujar tan duro sobre el electrodo que uno de 5/32” (4mm) se puede doblar. Algunas veces, debido a las condiciones magnéticas el arco tenderá a desviarse a un lado de la junta. Esto se llama Soplo de Arco. Existen dos soluciones para esto mientras se suelda: 1) Poner la presión sobre el electrodo del lado opuesto a la tendencia del arco

a desviarse. Esto causará que el revestimiento se queme más aún, y se iguale la fusión e igualmente el empalme.

2) Mientras continúa la soldadura, dirigir el electrodo en contra de la dirección del soplo del arco.

3) Este es el método menos deseable debido a que puede conducir a defectos de socavación interna.

10. CLASIFICACIÓN DE LAS TUBERÍAS SEGÚN SU DIÁMETRO. NORMA

ASME IX. QW-420 Agrupamiento de Materiales. QW-420.1 Números P. Para reducir el número de calificaciones requeridas de procedimiento de soldar, y de soldar con fuerte a los metales base se les han asignados Números P, y para metales de base ferrosa que tienen requerimientos especificados de prueba de impacto, Números de Grupo dentro de los Números P. Estas asignaciones se basan esencialmente en características comparables de metal base, tales como composición, soldabilidad, soldabilidad con fuerte, y propiedades mecánicas, en donde esto se puede hacer lógicamente. Estas asignaciones no implican que los metales base pueden servir en forma indiscriminada en lugar de un metal base que se usó en la prueba de calificación sin consideración de compatibilidad desde el punto de vista de propiedades metalúrgicas, tratamiento térmico posterior a soldadura, diseño, propiedades mecánicas, y requerimientos de servicio.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG En donde la tenacidad de muesca es una consideración, se presupone que los metales base reúnen los requerimientos específicos.

Cuando un metal base con una designación de número UNS recibe asignación de un Número P, entonces un metal base puesto en lista en una especificación de material de ASME diferente con el mismo número UNS se considerará de ese Número P. Por ejemplo, SB-163, UNS N08800 es No. P-45; por lo tanto, todas las especificaciones de ASME que ponen en lista a un metal base con la designación UNS N08800 se considerarán No. P-45; (o sea, SB-407, SB-408, SB-514, etc.) ya sea que estas especificaciones estén o no estén puestas en lista en QW/QB-422. Puesto que un valor mínimo de tensión se requiere para calificación de procedimiento, sólo los metales base puestos en lista en QW/QB-422 se pueden usar para muestras de prueba que se definen en QW-424. En aquellas ocasiones donde a materiales de la Edición de 1971 de esta Sección se les han dado Números P diferentes o se les han asignado a Subgrupos dentro de un Número P de la Edición de 1974 de esta Sección, esas calificaciones de procedimiento y de habilidad continuarán siendo válidas con base en la nueva designación de Números P. En el encabezado de columna "Tensión Mínima Especificada, ksi = klb/pulg² " de QW/QB-422, los valores dados son aquellos de la especificación de metal base, excepto como se especifica de otro modo en QW- 153 ó QB-153.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Estos son también los valores de aceptación para pruebas de tensión a temperatura ambiente de la calificación de procedimiento de soldar, o de soldar en fuerte, excepto como se permite de otro modo en QW-153 o QB-153. QW-420.2 Números S (No Obligatorios) Los números S son un listado de materiales los cuales son aceptables para uso por el Código ASME B31 para Tubería de Presión, o por selectos Casos de Código de Calderas y Recipientes de Presión, pero que no se incluyen dentro de Especificaciones de Materiales del Código ASME de Calderas y Recipientes de Presión (Sección II). Estos materiales se agrupan en agrupamientos con Número S similares a los agrupamientos de Número P. No hay requerimiento obligatorio para que se usen los Números S. La Calificación de Procedimiento de Soldar con Fuerte ó de Soldar con un metal base dentro de un Número P (o número P más Número de Grupo) o un Número S (o Número S más Número de Grupo), califica para todos los otros metales base dentro del mismo agrupamiento de Número S. También, la calificación con un metal base dentro de un Número S, o Número S más Número de Grupo, califica para todos los otros metales base dentro del mismo agrupamiento de Número S. Las calificaciones para materiales de Número S no califican los materiales correspondientes de Número P. A los metales base que no se les asigna un Número S ó un Número P requerirán calificación de procedimiento individual. Sin embargo, si a un metal base con una designación de números UNS se le asigna un Número S, entonces un metal base puesto en lista en una especificación de material diferente con el mismo número UNS se considerará de aquel número S. Puesto que un mínimo valor de tensión se requiere para calificación de procedimiento, sólo metales base puestos en lista en QW/QB-422 se pueden usar para muestras de prueba. Para Calificación de Habilidad de soldadores con fuerte, soldadores, operarios de soldadura fuerte, y operarios de soldadura, los requerimientos para Números P de metales base se aplicarán también a los mismos números S de metales base.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG La calificación con Números P de acuerdo con QB-310.3 y QW-403.18 califica para Números S correspondientes y también inversamente.

11. CALIFICACIÓN DEL SOLDADOR SEGÚN ASME IX. CALIFICACIONES DE HABILIDAD PARA SOLDAR. QW-300 GENERAL.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG QW-300.1 Este Artículo pone en lista los procesos de soldar en forma separada, con las variables esenciales que se aplican a calificaciones de habilidad de soldador y de operario de soldadura. La calificación de soldador está limitada por las variables esenciales dadas para cada proceso de soldar. Se da relación de estas variables en QW-350, y se definen en el Artículo IV, Datos de Soldadura. La calificación de operario de soldadura está limitada por las variables esenciales dadas en QW-360 para cada tipo de soldadura. Un soldador o un operario de soldadura puede ser calificado mediante radiografía de una muestra de prueba, una radiografía de su soldadura de producción original, o mediante pruebas de doblez tomadas de una muestra de prueba excepto como se declara en QW-304 y QW-305. QW-300.2 Las premisas básicas de responsabilidad en cuanto a soldadura están contenidas dentro de QW-103 y QW-301.2. Estos párrafos requieren que cada fabricante o contratista (un montador o un instalador va a estar incluido dentro de esta premisa) será responsable de la conducción de pruebas para calificar la habilidad de soldadores y de operarios de soldadura de acuerdo con Especificaciones de Procedimiento de Soldar calificadas, las cuales emplea su organización en la construcción de conjuntos soldados hechos de acuerdo con el Código. El propósito de este requerimiento es asegurar que el fabricante o contratista haya determinado que sus soldadores y operarios de soldadura que usan sus procedimientos sean capaces de desarrollar los requerimientos mínimos especificados para un conjunto de partes soldadas aceptable. Esta responsabilidad no se puede delegar a otra organización. Los soldadores o los operarios de soldadura empleados para producir tales conjuntos de partes soldadas serán probados sometidos a supervisión y control plenos del fabricante, contratista, montador o instalador durante la producción de estos conjuntos de partes soldadas de prueba. No es permisible para el fabricante, contratista, montador, o instalador hacer que la soldadura sea efectuada por otra organización.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Es permisible, con todo, el subcontratar cualquiera o todo el trabajo de preparación de materiales de prueba para soldadura y el trabajo subsecuente en la preparación de especímenes de prueba a partir de los conjuntos de partes soldadas terminadas, la ejecución de examen no destructivo y las pruebas mecánicas, siempre y cuando el fabricante, contratista, montador, o instalador acepte responsabilidad plena para cualquier trabajo tal. El Código reconoce a un fabricante, contratista, montador, o instalador como la organización que tiene el control operacional responsable de la producción de los conjuntos soldados que se van a hacer de acuerdo con este Código. Si en una organización existe control operacional efectivo de la calificación de habilidad de soldador para dos o más compañías de nombres diferentes, las compañías comprendidas describirán, en el sistema de Control de Calidad, el control operacional de calificaciones de habilidad. En este caso no se requerirá recalificación de soldadores y de operarios de soldadura dentro de las compañías de tal organización, siempre y cuando se reúnan todos los otros requerimientos de la Sección IX. QW-300.3. Más de un fabricante, contratista, montador, o instalador puede, en forma simultánea, calificar a uno o más soldadores u operarios de soldadura. Cuando se conducen calificaciones simultáneas, cada organización participante estará representada durante la soldadura de muestras de prueba, por un empleado que sea responsable en cuanto a calificación de habilidad de soldador. Las especificaciones del procedimiento de soldar (WPS) que se siguen durante calificaciones simultáneas serán comparadas por las organizaciones participantes. Las WPSes serán idénticas para todas las variables esenciales, como no sean los requerimientos de temperatura de precalentamiento y de PWHT. Las series de espesores calificados para metal base y metal de soldadura depositado no necesitan ser idénticos, pero estos serán adecuados para permitir la acción de soldar de las muestras de prueba. En forma alterna, las organizaciones participantes convendrán hasta y sobre el uso de una WPS simple siempre y cuando cada organización participante tenga un(os) PQR(es) para apoyar a la WPS que cubre la serie de variables que se van a seguir en la calificación de habilidad.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Cuando se va a seguir una WPS simple, cada organización participante revisará y aceptarán esa WPS. Cada persona representante de organización participante identificará en forma positiva a cada soldador u operario de soldadura a quien se esté probando. Cada persona representante organizacional también verificará la acción de marcar de la muestra de prueba con la identificación del soldador u operario de soldadura, y la acción de marcar de la parte superior de la muestra de prueba cuando la orientación debe ser conocida con objeto de remover especímenes de prueba. Cada persona representante de organización efectuará un examen visual de cada muestra de prueba terminada y examinará cada espécimen de prueba para determinar su aceptabilidad. En forma alterna, después del examen visual, cuando un laboratorio independiente prepara y prueba la(s) muestra(s) de prueba, el informe de laboratorio se puede usar como la base para aceptar los resultados de pruebas. Cuando la(s) muestra(s) de prueba se examina(n) radiográficamente (QW-302.2), se puede usar el informe de la instalación de pruebas radiográficas como la base para aceptación de la prueba radiográfica. Cada persona representante organizacional llenará y firmará un Registro (PQR) de Calificación de Habilidad de Soldador/Operario de Soldadura por cada soldador u operario de soldadura. Se ha provisto la forma QW-484 (véase Apéndice B No Obligatorio) como una guía para la WPQ. Cuando un soldador u operario de soldadura cambia patrones entre organizaciones participantes, la organización que emplea verificará que se mantenga la continuidad de calificaciones de soldadores como se requirió con QW-322 mediante los patrones anteriores desde su fecha de calificación. Si el soldador u operario de soldadura ha tenido retirada su calificación por razones específicas, la organización que lo emplea notificará a todas las organizaciones participantes que la(s) calificación(es) del soldador u operario de soldadura se ha(n) revocado de acuerdo con QW-322.1(b).

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Las restantes organizaciones participantes determinarán que el soldador u operario de soldadura es capaz de ejecutar un trabajo satisfactorio de acuerdo con esta Sección. Cuando se renuevan calificaciones de un soldador o de un operario de soldadura de acuerdo con las provisiones de QW-322.2, cada organización que renueva estará representada por un empleado que sea responsable en cuanto a calificación de habilidad de soldador. Los procedimientos de prueba seguirán las reglas de este párrafo. QW-301 Pruebas. QW-301.1 Intención de las Pruebas. Las pruebas de calificación de habilidad están destinadas a determinar la capacidad de soldadores y de operarios de soldadura para hacer soldaduras sanas. QW-301.2 Pruebas de Calificación. Cada fabricante o contratista calificará a cada soldador u operario de soldadura para cada proceso de soldar que se va a usar en soldadura de producción. La prueba de calificación de habilidad se efectuará de acuerdo con especificaciones de procedimiento de soldar (WPS) calificadas, excepto que cuando se hace calificación de habilidad de acuerdo con una WPS que requiere un precalentamiento o un tratamiento térmico posterior a la soldadura, éstas se pueden omitir. Los cambios más allá de los cuales se requiere recalificación están dados en QW-350 para soldadores y en QW-360 para operarios de soldadura. Los requerimientos permisibles para pruebas visuales, mecánicas y radiográficas están descritos en QW-304 y QW-305. Las nuevas pruebas y la renovación de calificación están dadas en QW-320. El soldador u operario de soldadura quien prepara las muestras de prueba de calificación de WPS que reúnen los requerimientos de QW-200 está también calificado dentro de los límites de las calificaciones de habilidad, de lo que se da relación en QW-304 para soldadores y en QW-305 para operarios de soldadura. El soldador o el operario de soldadura está calificado sólo dentro de los límites para posiciones especificados en QW-303.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG La prueba de habilidad se puede dar por terminada en cualquier etapa del procedimiento de prueba, cuando quiera que se vuelva visible, para el supervisor que conduce las pruebas, que el soldador o el operario de soldadura no tiene la destreza requerida para producir resultados satisfactorios. QW-301.3 Identificación de Soldadores y de Operarios de Soldadura. El fabricante o contratista asignará a cada soldador y operario de soldadura calificado un número, letra, o símbolo de identificación, el cual se usará para identificar el trabajo de ese soldador u operario de soldadura. QW-301.4 Registro de Pruebas. El registro de pruebas de Calificación de Habilidad de Soldador/Operario de Soldadura (WPQ) incluirá las variables esenciales (QW-350 ó QW-360), el tipo de prueba y los resultados de las pruebas, y las series calificadas de acuerdo con QW-452 para cada soldador y operario de soldadura. Una forma sugerida para estos registros está dada en la Forma QW-484 (vea Apéndice B No Obligatorio). QW-302 Tipo de Prueba Requerida. QW-302.1 Pruebas Mecánicas. Excepto como puede estar especificado para procesos especiales (QW-380), el tipo y número de especímenes de prueba requeridos para ensayos mecánicos estarán de acuerdo con QW-452. Los especímenes de prueba de soldadura en ranura serán removidos de una manera similar a aquella mostrada en QW-463.2. Los especímenes de prueba de soldadura con filete serán removidos de una manera similar a aquella mostrada en QW-462.4 y QW-463.2 (h). Todas las pruebas mecánicas reunirán los requerimientos prescritos en QW-160 ó QW-180, como sea aplicable. QW-302.2 Examen Radiográfico. Cuando el soldador o el operario de soldadura es calificado mediante examen radiográfico, como se permite en QW-304 para soldadores y en QW-305 para operarios de soldadura, la longitud mínima de muestra(s) que se va(n) a examinar será de 6” e incluirá la circunferencia entera de soldadura para tubo(s), excepto que para tubo de diámetro pequeño, se pueden requerir muestras múltiples, pero el número no necesita exceder de cuatro muestras de prueba hechas consecutivamente.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Los criterios radiográficos de técnica y aceptación estarán de acuerdo con QW-191. QW-302.3 Muestras de Prueba en Tubo. Para muestras de prueba hechas para tubo en posición 1G o 2G de QW-461.4, dos especímenes serán removidos como se muestra para especímenes de doblez en QW-463.2 (d) o (e), omitiendo los especímenes de los cuadrantes superior derecho e inferior izquierdo, y con el reemplazo del espécimen de doblez de raíz del cuadrante superior izquierdo de QW-463.2 (d) con un espécimen de doblez de raíz. Para muestras de prueba hechas en tubo en posición 5G ó 6G de QW-461.4, los especímenes serán removidos de acuerdo con QW-463.2 (d) ó (e) y todos los cuatro especímenes pasarán la prueba. Para muestras de prueba hechos en ambas posiciones 2G y 5G en una muestra de prueba de tubo simple, los especímenes serán removidos de acuerdo con QW-463.2 (f) ó (g). QW-302.4 Examen Visual. Para muestras de placa, todas las superficies (excepto áreas designadas “descartar”) se examinarán visualmente según QW-194 antes del corte de especímenes de doblez. Las muestras de tubo se examinarán visualmente según QW-194 por la circunferencia entera, interior y exterior. QW-303 Límites de Posiciones y Diámetros Calificados (Vea QW-461). QW-303.1 Soldaduras en Ranura - General. Los soldadores y los operarios de soldadura quienes pasan las pruebas requeridas para soldaduras en ranura en las posiciones de prueba de QW-461.9 estarán calificados para las posiciones de soldaduras en ranura y soldaduras con filete mostradas en QW-461.9. Además, los soldadores y los operarios de soldadura quienes pasan las pruebas requeridas para soldaduras en ranura también estarán calificados para hacer soldaduras con filete en todos los espesores y diámetros de tubo de cualquier tamaño dentro de los límites de las variables esenciales de QW-350 ó QW-360, como sea aplicable. QW-303.2 Soldaduras Con Filete - General. Los soldadores y los operarios de soldadura quienes pasan las pruebas requeridas para soldaduras con filete en las posiciones de prueba de QW-461.9

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG estarán calificados para las posiciones de soldaduras con filete mostradas en QW-461.9. Los soldadores y los operarios de soldadura quienes pasan las pruebas para soldaduras con filete estarán calificados para hacer soldaduras con filete sólo en los espesores de material, tamaños de soldaduras con filete, y diámetros de tubo de cédula y tubo de flus de 27/8” de D.E. y de más, como se muestra en QW-452.5, dentro de las variables esenciales aplicables. Los soldadores y los operarios de soldadura quienes hacen soldaduras con filete en tubo de cédula o en tubo de flus de menos de 27/8” de D.E. deben pasar la prueba de soldadura con filete de tubo (de cédula) según QW-452.4 o las pruebas mecánicas requeridas en QW-304 y QW- 305 como sea aplicable. QW-303.3 Posiciones Especiales. Un fabricante que hace soldadura de producción en una orientación especial puede hacer las pruebas para calificación de habilidad en esta orientación específica. Tales calificaciones son válidas sólo para la posición plana y para las posiciones especiales probadas realmente, excepto que se permite una desviación angular de ± 15° en la inclinación del eje de soldadura y en la rotación de la cara de soldadura, como se define en QW- 461.1 y QW-461.2. QW-303.4 Posiciones de Soldadura de Husillos. La calificación en la posición 4S también califica para la posición 1S. La calificación en las posiciones 4S y 2S califica para todas las posiciones. QW-304 Soldadores. Excepto por los requerimientos especiales de QW- 380, cada soldador que suelda sujeto a las reglas del Código habrá pasado las pruebas mecánicas y visuales prescritas en QW-302.1 y QW-302.4 respectivamente. En forma alterna, los soldadores que hacen una soldadura en ranura con el uso de los procesos de SMAW, SAW, GTAW, PAW, y GMAW (excepto el modo de cortos circuitos) o una combinación de estos procesos, puede ser calificado mediante examen radiográfico, excepto para metales de No. P-2X, No. P-5X, y No. P-6X. Los soldadores que hacen soldaduras en ranura en metales de No. P-2X, y No. P-5X con el proceso de GTAW pueden también ser calificados mediante examen radiográfico. El examen radiográfico estará de acuerdo con QW-302.2.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Un soldador calificado para soldar de acuerdo con una WPS calificada está también calificado para soldar de acuerdo con otras WPSes calificadas, usando el mismo proceso de soldar, dentro de los límites de las variables esenciales de QW-350. QW-304.1 Examen. Las soldaduras hechas en muestras de prueba para calificación de habilidad se pueden examinar mediante pruebas visuales y mecánicas (QW302.1, QW-302.4) o mediante radiografía (QW- 302.2) para el (los) proceso (s) y el modo de transferencia de arco especificados en QW-304. En forma alterna, un tramo de 6 pulg. de la primera soldadura de producción hecha por un soldador que use el (los) proceso (s) y/o modo de transferencia de arco especificados en QW-304 se puede calificar por radiografía. QW-304.2 Falla en Satisfacer Normas Radiográficas. Si una soldadura de producción es seleccionada para calificación de habilidad de soldador y no satisface las normas radiográficas, el soldador ha fallado la prueba. En este caso, la soldadura de producción entera hecha por este soldador será radiografiada y reparada por un soldador o un operario de soldadura que esté calificado. En forma alterna, se pueden hacer nuevas pruebas como se permite en QW-320. QW-305 Operarios de Soldadura. Excepto por los requerimientos especiales de QW- 380, cada operario de soldadura que suelda sujeto a las reglas de este Código habrá pasado las pruebas mecánicas y visuales prescritas en QW-302.1 y QW-302.4 respectivamente. En forma alterna los operarios de soldadura que hacen una soldadura en ranura con el uso de los procesos de SMAW, SAW, GTAW, PAW, EGW, y GMAW (excepto el modo de cortos circuitos) o una combinación de estos procesos, puede ser calificado mediante examen radiográfico, excepto para metales de Nos. P-2X, 5X, y 6X. Los operarios de soldadura que hacen soldaduras en ranura en metales de No. P-2X y No. P-5X con el proceso de GTAW pueden también ser calificados

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG mediante examen radiográfico. El examen radiográfico estará de acuerdo con QW-302.2. Un operario de soldadura calificado para soldar de acuerdo con una WPS calificada está también calificado para soldar de acuerdo con otras WPSes calificadas dentro de los límites de las variables esenciales de QW- 360. QW-305.1 Examen. Las soldaduras hechas en muestras de prueba pueden ser examinadas por radiografía (QW-302.2) o por pruebas visuales y mecánicas (QW-302.1, QW-302.4). En forma alterna, un tramo de 3 pies de la primera soldadura de producción hecha enteramente por el operario de soldadura con una WPS calificada puede ser examinado por radiografía. QW-305.2 Falla en Satisfacer Normas Radiográficas. Si una porción de una soldadura de producción es seleccionada para calificación de habilidad de operario de soldadura, y no satisface las normas radiográficas, el operario de soldadura ha fallado la prueba. En este caso, la soldadura de producción entera hecha por este operario de soldadura será radiografiada completamente y reparada por un soldador u operario de soldadura calificado. En forma alterna, se pueden hacer nuevas pruebas como se permite en QW-320. QW-306 Combinación de Procesos de Soldar. Cada soldador u operario de soldadura será calificado dentro de los límites dados en QW-301 para el (los) proceso(s) de soldar específico(s) que el soldador u operario de soldadura será requerido de usar en la soldadura de producción. Un soldador u operario de soldadura puede ser calificado con hacer pruebas con cada proceso individual de soldadura en muestras de prueba separadas, o con una combinación de procesos de soldar en una muestra simple de prueba. Dos o más soldadores u operarios de soldadura, cada uno usando el mismo o un proceso de soldar diferente, puede ser calificado en combinación en una muestra simple de prueba.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Para calificaciones de combinación en una muestra simple de prueba, los límites para espesores de metal de soldadura depositado, y pruebas de doblez y con filete están dados en QW-452 y serán considerados individualmente para cada soldador u operario de soldadura para cada proceso de soldar o cuando quiera que haya un cambio en una variable esencial. Un soldador u operario de soldadura calificado en combinación en una muestra simple de prueba está calificado para soldar en producción usando cualquiera de los procesos de él individualmente o en combinaciones diferentes, siempre y cuando él suelde dentro de los límites de calificación para él con cada proceso específico.La falla de cualquier porción de una prueba de combinación en una muestra simple de prueba constituye una falla de la combinación entera. QW-310 MUESTRAS DE PRUEBA PARA CALIFICACION QW-310.1 Muestras de Prueba. Las muestras de prueba pueden ser placas, tubos u otras formas de producto. Cuando se efectúan calificaciones en toda posición para tubo con soldar un conjunto de tubo en ambas de las posiciones 2G y 5G (QW-461.4), se empleará tubo de 6, 8, 10” ó de diámetro mayor para formar la muestra de prueba como se muestra en QW-463.2(f) para tubo de 10” o mayor y en QW-463.2(g) para tubo de 6” o de 8” de diámetro. QW-310.2 Ranura de Soldar con Respaldo. Las dimensiones de la ranura de soldar en la muestra de prueba utilizada al hacer pruebas de calificación para soldaduras en ranura soldadas doblemente o soldaduras en ranura soldadas en forma simple con respaldo serán las mismas que aquellas para cualquier Especificación de Procedimiento de Soldar (WPS) calificada por el fabricante, o serán como se muestran en QW-469.1. Una muestra de prueba de soldadura en ranura soldada simplemente con respaldo o una muestra de prueba de soldadura en ranura soldada doblemente será considerada soldadura con respaldo. Las soldaduras en ranura de penetración parcial y las soldaduras con filete se consideran soldadura con respaldo. QW-310.3 Ranura de Soldar Sin Respaldo. Las dimensiones de la ranura de soldar de la muestra de prueba utilizada al hacer pruebas de calificación para soldaduras en ranura soldadas simplemente sin respaldo serán las mismas que aquellas para cualquier WPS calificada por el fabricante, o como se muestran en QW- 469.2.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG QW-320 NUEVAS PRUEBAS Y RENOVACION DE CALIFICACIÓN. QW-321 Nuevas Pruebas. Un soldador u operario de soldar que falla en una o más de las pruebas prescritas en QW-304 ó QW-305, como sea aplicable, pueden ser vuelto a probar sujeto a las condiciones siguientes. QW-321.1 Nueva Prueba Inmediata Usando Examen Visual. Cuando la muestra de calificación ha fallado en el examen visual de QW-302.4, las nuevas pruebas serán mediante examen visual antes de conducir las pruebas mecánicas. Cuando se hace una nueva prueba inmediata, el soldador u operario de soldadura hará dos muestras de prueba consecutivas para cada posición que él haya fallado, todas las cuales pasarán los requerimientos de examen visual. El examinador puede seleccionar una de las muestras de prueba satisfactorias de cada juego de muestras de nuevas pruebas que pasan el examen visual para conducir las pruebas mecánicas. QW-321.2 Nueva prueba Inmediata Usando Ensayos Mecánicos. Cuando la muestra de calificación ha fallado en las pruebas mecánicas de QW-302.1, la nueva prueba será mediante ensayos mecánicos. Cuando se hace una nueva prueba inmediata, el soldador u operario de soldadura hará dos muestras de prueba consecutivas para cada posición que él haya fallado, todas las cuales pasarán los requerimientos de prueba. QW-321.3 Nueva Prueba Inmediata Usando Radiografía. Cuando la muestra de calificación ha fallado el examen radiográfico de QW-302.2, la nueva prueba inmediata será mediante el método de examen radiográfico. (a) Para soldadores y operarios de soldadura la nueva prueba será examinar radiográficamente dos muestras de placa de 6 pulg.; para tubo, examinar dos tubos para un total de 12 pulg. de soldadura, lo cual incluirá la circunferencia entera de soldadura para tubo o tubos (para tubo de diámetro pequeño, el número total de muestras de prueba hechas consecutivamente no necesita exceder de ocho). (b) A la opción del fabricante, el soldador que haya fallado la prueba (de alternativa de soldadura de producción) de QW-304.1 se puede volver a probar

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG con radiografiar un tramo de 12” adicional de la misma soldadura de producción. Si ese tramo de soldadura pasa la prueba, el soldador está calificado y el área de soldadura en la cual él había fallado previamente la prueba será reparada por él o por otro soldador calificado. Si este tramo de 12” no satisface las normas radiográficas, el soldador ha fallado la nueva prueba y todas las soldaduras de producción hechas por este soldador serán radiografiadas completamente y reparadas por un soldador o un operario de soldadura calificado. (c) A la opción del fabricante, el operario que ha fallado la prueba de QW-305.2 puede ser vuelto a probar por radiografía de un tramo adicional de 6 pies de la misma soldadura de producción. Si este tramo de soldadura pasa la prueba, el operario de soldadura está calificado y el área de soldadura en la cual él había fallado previamente la prueba será reparada por él u otro soldador u operario de soldadura calificado. Si este tramo de 6 pies no satisface las normas radiográficas, el operario de soldadura ha fallado la nueva prueba y todas las soldaduras de producción hechas por este operario de soldadura serán radiografiadas completamente y reparadas por un soldador u operario de soldadura calificado. QW-321.4 Adiestramiento Adicional. Cuando el soldador o el operario de soldadura ha tenido adiestramiento o práctica adicional, se hará una nueva prueba para cada posición en la cual él falló en satisfacer QW-322 Expiración y Renovación de Calificación. QW-322.1 Expiración de Calificación. La calificación de habilidad de un soldador o de un operario de soldadura será afectada cuando ocurre una de las siguientes condiciones: (a) cuando él no ha soldado con un proceso durante un periodo de 6 meses ó más, sus calificaciones para ese proceso expirarán; a no ser que, no más allá del período de seis meses, antes de la expiración de su calificación, (1) un soldador ha soldado usando un proceso de soldar manual o semiautomático el cual mantendrá su calificación para soldadura manual y semiautomática con ese proceso;

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG (2) un operario de soldadura ha soldado con un proceso de soldar de máquina o automático el cual mantendrá su calificación para soldadura de máquina y automática con ese proceso. (b) cuando hay una razón específica para poner en duda su capacidad de hacer soldaduras que satisfacen la especificación, las calificaciones que apoyan la soldadura que él está haciendo serán revocadas. Todas las otras calificaciones no puestas en duda permanecerán en efecto. QW-322.2 Renovación de Calificación. (a) La renovación de calificación expirada sujeta a QW-322.1(a) o (b) de arriba se puede hacer para cualquier proceso con soldar una muestra simple de prueba ya sea de placa o tubo, de cualquier material, espesor o diámetro, en cualquier posición, con la prueba de esa muestra como sea requerido por QW-301 y QW- 302. Una prueba con buen éxito renueva las calificaciones previas del soldador u operario de soldadura para ese proceso, para esos materiales, espesores, diámetros, posiciones, y otras variables para las cuales él estuvo calificado previamente. Con tal que las condiciones de QW-304 y QW-305 sean satisfechas, la renovación de calificación según QW-322.1(a) se puede hacer en trabajo de producción. (b) Los soldadores y operarios de soldadura cuyas calificaciones han sido revocadas según QW-322.1(b) de arriba se recalificarán. La calificación utilizará una muestra de prueba apropiada para el trabajo de producción planeado. La muestra será soldada y probada como es requerido por QW-301 y QW-302. La prueba con éxito restaura la calificación.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 12. PQR. PARTES SEGÚN ASME IX.

FORMAS PARA SOLDADURA Y PARA SOLDADURA FUERTE. B-100 FORMAS. Este Apéndice No Obligatorio ilustra formatos de muestra para Especificaciones de Procedimiento, Registros de Calificación de Procedimiento, y Calificaciones de Habilidad para Soldadura y para Soldadura Fuerte. B-101 Soldadura. La Forma QW-482 es un formato sugerido para Especificaciones de Procedimiento de Soldar (WPS); la forma QW-483 es un formato sugerido para Registros de Calificaciones de Procedimiento (PQR). Estas Formas son para los procesos de soldar de arco metálico protegido (SMAW), de arco sumergido (SAW), de arco metálico con gas (GMAW), y de arco de tungsteno con gas (GTAW), o para una combinación de estos procesos. Las Formas para otros procesos de soldar pueden seguir el formato general de las formas QW-482 y QW-483, como sea aplicable. La forma QW-484 es un formato sugerido para Calificación de Habilidad de Soldador/Operario de Soldadura (WPQ) para soldaduras en ranura o con filete. B-102 Soldadura Fuerte. La Forma QB-482 es un formato sugerido para Especificaciones de Procedimiento de Soldar en Fuerte (BPS); la Forma QB-483 es un formato sugerido para Registro de Calificaciones de Procedimiento (PQR). Estas formas son para procesos de soldadura fuerte con soplete (TB), soldadura fuerte de horno (FB), soldadura fuerte de inducción (IB), soldadura fuerte de resistencia (RB), y soldadura fuerte de inmersión (DB). Las formas para otros procedimientos de soldar pueden seguir el formato general de las Formas QW-482 y QW-483, como sea aplicable. La Forma QB-484 es un formato sugerido para Calificación de Habilidad de Soldador para Soldadura Fuerte/Operario de Soldadura Fuerte (BPQ).

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N° ORDEN DE EJECUCION HERRAMIENTAS/INSTRUMENTOS 01 02 03

Efectuar pase de raíz en posición sobrecabeza 6G. Efectuar pase de relleno en posición sobrecabeza 6G. Efectuar pase de acabado en posición sobrecabeza 6G.




UNIONES DE TUBERÍA EN POSICIÓN SOBRECABEZA

6G

HT. 01 SE. REF.

TIEMPO: HOJA: 1 /2


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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG OPERACIONES: EFECTUAR PASE RAÍZ EN POSICIÓN SOBRECABEZA 6G. Es una operación que consiste en soldar el primer pase llamado pase de raíz en la tubería realizando una soldadura en posición vertical. Esta operación se realiza en los talleres así como en el sitio mismo. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso: Suelde la raíz. a) Regule el amperaje a su







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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG EFECTUAR PASE DE RELLENO EN POSICIÓN SOBRECABEZA 6G. Esta operación consiste en realizar la segunda pasada o pase de relleno sobre el pase de raíz previo a un esmerilado o blanqueado. Esta operación es usual en la soldadura de tuberías y su empleo es cotidiano. PROCESO DE EJECUCION: 1° Paso: Suelde pase de relleno. a) Utilice electrodos de acuerdo al


soldadura. d) Utilice una progresión en Zigzag. 2° Paso Verifique sanidad de la soldadura y realice limpieza mecánica de la soldadura.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG EFECTUAR PASE DE ACABADO EN POSICIÓN SOBRECABEZA 6G. Esta operación consiste en dar el tercer pase llamado de acabado, este es el pase final para unir juntas de tuberías y su uso es común en las soldaduras de tuberías. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1° Paso: Suelde el pase de acabado. a) Regule el amperaje adecuado. b) Tenga presente los requerimientos

con que se va a evaluar la soldadura.

2° Paso: Verifique la sanidad de la soldadura. a) Evalué la soldadura de acuerdo a


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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG INFORMACIÓN TECNOLÓGICA: 13. TÉCNICAS PARA SOLDAR TUBOS EN POSICIÓN 6G. 13.1. SOLDADURA EN POSICIÓN VERTICAL DESCENDENTE V.S.

VERTICAL ASCENDENTE. La soldadura vertical descendente con electrodos celulósicos es normalmente realizada con altas intensidades de corriente y altas velocidades de avance. Los electrodos celulósicos tienen un revestimiento delgado que contiene una gran cantidad de celulosa orgánica (C6H10O5). Cuando el electrodo se quema, el revestimiento forma una cobertura de gas protectora para el metal fundido. Debido al material orgánico y el contenido de humedad de estos electrodos, tienen una fuerza de arco muy vigorosa pero al mismo tiempo el metal de la soldadura se enfría muy rápidamente. Este método de soldadura es rápido y económico, consecuentemente la mayoría de las línea de tuberías a campo traviesa son soldadas con la progresión verticalmente hacia abajo. Las propiedades de resistencia al impacto, las cuales son muy buenas pueden ser presentadas con electrodos celulósicos modernos. La soldadura vertical ascendente con cualquier electrodo celulósico o electrodo de bajo hidrógeno es realizada con corrientes bajas relativamente y bajas velocidades de avance, los cuales producen juntas con cordones grandes, pero relativamente pocos. Con electrodos de bajo hidrógeno en posición vertical ascendente, las soldaduras pueden ser hechas virtualmente libres de escorias atrapadas y porosidades. Estas soldaduras son las más apropiadas en presentar requerimientos radiográficos estrictos para alta presión, alta temperatura o tuberías de baja temperatura. Debido al depósito de bajo hidrógeno, estos electrodos tienen una ventaja para tubos de alta resistencia susceptibles a agrietamientos

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 13.2. PREPARACIÓN DE LA JUNTA. La preparación de la junta por lo general usada en líneas de tuberías a campo traviesa está basada en el Código API-1104. Como se muestra en la figura de abajo, la situación normal es un “pequeño land, pequeño gap”, el significado de land (cara de la raíz) en la tubería deberá ser esmerilado aproximadamente el espesor de un [1/16” (1.6 mm)]. La abertura entre los tubos y el significado de gap (abertura de raíz) deberá ser la misma distancia, si es posible. Se usa un ángulo incluido de 60º.

13.3. LIMPIEZA DEL EXTREMO DE LA TUBERÍA. El tubo raramente será recibido en una condición apropiada para soldar. Generalmente, existirá cualquier capa de óxido o aceite, o algún revestimiento para prevenir la corrosión. Esto podría incluir pinturas, primer, barnices, epóxicos, papel alquitrán, o cualquier variedad de substancias orgánicas, todas de las cuales son indeseables para la soldadura. La limpieza es crítica para prevenir los defectos que conducen a las soldaduras rechazadas y reparaciones costosas, así que estos revestimientos deben ser siempre eliminados. Lo siguiente son guías para minimizar los defectos de soldaduras relacionados a la contaminación superficial: La humedad y la condensación siempre deben ser eliminadas antes de soldar.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Los extremos del tubo deben estar limpios, tanto el interior como el exterior, al menos 1” (25 mm) más allá del borde del bisel. Un medio recomendado para la limpieza del tubo es con un esmeril de eje recto para trabajo pesado con una rueda de goma expandida y manga recubierta de carburos. También puede ser efectivo un chorro de arena, así como también un disco de esmerilar abrasivo. Dependiendo del tamaño del tubo, puede ser usada una lima media caña para remover cualquier rebaba creada cuando la cara de la raíz es esmerilada en el extremo del tubo. 13.4. SOLDADURA DEL PASE DE RAÍZ (CORDÓN RECTO). Antes de empezar a soldar el tubo, deberá ser revisado el procedimiento para asegurar que el electrodo a ser usado es apropiado. Esto incluye el diámetro y la clasificación del electrodo. El consumible de la soldadura deberá ser seleccionado de manera que sea para correctamente compatible (o por encima) de la resistencia del tubo. Cualquier electrodo Fleetweld 5P o Fleetweld 5P+ (E6010) deberá ser usado para cordones rectos y pasadas en caliente cuando la dureza del pase de raíz sea una preocupación, aún si otros consumibles de mayor resistencia van a ser usados para la soldadura de relleno y acabado. Esta raíz “más blanda” aumenta la resistencia a ciertos tipos de agrietamientos de la soldadura. Un número de factores determinará cuantos soldadores serán necesarios para soldar el pase de raíz. En cualquier caso, es mejor tener soldadores: (1) Soldar opuesto uno al otro ó (2) eventualmente separados alrededor del tubo. Esto minimizará la cantidad de distorsión en el tubo y evitará que se cierre o se abra la abertura de la raíz.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Si es posible, también es deseable no terminar una soldadura exactamente en la base del tubo (en la posición 6 en punto según el reloj) debido a que el empalme puede ser más difícil. Similarmente, es mejor evitar iniciar la soldadura exactamente en el tope del tubo (en la posición de las 12 en punto según el reloj). Como una regla general, para un electrodo de 5/32” [4 mm] de diámetro, el tiempo de soldadura para un electrodo deberá ser de aproximadamente de 1 minuto y la longitud de soldadura deberá ser aproximadamente la misma como la longitud del electrodo consumido. Esto produciría una velocidad de avance de aproximadamente 12” por minutos, pero es extremadamente sensible a la preparación de la junta y condiciones exactas de soldaduras. El pase de raíz es soldado con la técnica de arrastre. La punta del electrodo se mantiene en contacto con ambos bordes de la raíz del tubo y arrastrado alrededor de la circunferencia del tubo, avanzando verticalmente hacia abajo. El electrodo inicialmente deberá ser mantenido más o menos perpendicular al tubo. Si existe un montaje apropiado y es usada una corriente apropiada, un pequeño “Key hole” (Hueco de llave, ver figura abajo) será visto siguiendo detrás del electrodo. Si el Key hole no es observado, significa que la soldadura no está penetrando a través del lado interno del tubo. Los correctivos para esto serían: • Usar corrientes mayores • Aplicar más presión en el electrodo con voltajes más bajos y que fluya un

arco más frío (dependiendo del tipo de máquina de soldar). • Usar una ángulo de empuje ( aunque esto no es siempre aconsejable) • Usar velocidades de avance menores. Si el Keyhole llega a ser demasiado grande y difícil de controlar, el remedio debería ser: • Disminuir la intensidad de corriente • Avanzar más rápido hasta que el tamaño del keyhole disminuya.

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• Usar más de un ángulo de arrastre mientras se usa velocidades de avance mayor hasta que el keyhole sea más manejable.

• Aplicar menos presión en el electrodo cuando se forme un keyhole más grande.

Disminuir la corriente requerida en la medida que el tamaño del keyhole aumenta. Si el tamaño del hueco es demasiado estrecho, no es inusual empujar tan duro sobre el electrodo que uno de 5/32” (4mm) se puede doblar.

Algunas veces, debido a las condiciones magnéticas el arco tenderá a desviarse a un lado de la junta. Esto se llama Soplo de Arco. Existen dos soluciones para esto mientras se suelda: • Poner la presión sobre el electrodo del lado opuesto a la tendencia del arco

a desviarse. Esto causará que el revestimiento se queme más aún, y se iguale la fusión e igualmente el empalme.

• Mientras continúa la soldadura, dirigir el electrodo en contra de la dirección del soplo del arco. Este es el método menos deseable debido a que puede conducir a defectos de socavación interna.

13.5. FIJAR LA CORRIENTE CON MÁQUINAS SOLDADORAS LINCOLN

ACCIONADAS POR MOTOR. Las recomendaciones siguientes son basadas en las siguientes suposiciones: • La soldadura se realiza en posición vertical descendente (5G ó 6G). • El pase de raíz se realiza con un electrodo de 5/32” (4 mm) de diámetro. • Se usa un electrodo celulósico (EXX10). • El pase de raíz es soldado con una polaridad inversa (CD+). • El pase en caliente se realiza con un electrodo de 5/32” (4 mm) de diámetro.

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• El pase de relleno se realiza con un electrodo de diámetro mayor de 3/16” (5 mm).

• La junta ha sido cuidadosamente preparada para las especificaciones API (cara de la raíz 1/16”, abertura de raíz 1/16” y ángulo incluido 60º).

El ensamblaje de la junta raramente será perfecto, así que las siguientes recomendaciones deberán ser usadas SOLAMENTE como un punto de partida. Las destrezas del soldador, las característica de sus máquinas de soldar y las condiciones de la junta, todas contribuirán a las variaciones de los puntos fijados recomendados. Los parámetros dados son SOLAMENTE deseados como puntos de partida. Para la soldadura del pase de raíz, el control de la intensidad de corriente debería ser fijada tan alta como sea necesaria, mientras que el voltaje en circuito abierto (O.C.V) es fijado tan bajo como sea posible, aunque que permita aún que el arco encienda sin tocar. En la práctica, esto no es obvio mirando el dial de la máquina como llevar a cabo esto. En cada caso listado antes, con el ensamblaje apropiado, la corriente con un electrodo de 5/32” (4 mm) de diámetro estará alrededor de 130 amperios. Desde este punto, la corriente deberá ser cambiada de acuerdo a la destreza y necesidades del soldador individual. En los Estados Unidos, la soldadura del pase de raíz es por lo general hecha con polaridad inversa (CD+). En localizaciones Internacionales a menudo la polaridad directa (CD -) es usada. Con la polaridad negativa el electrodo se funde más rápido que con la polaridad positiva, sin embargo la velocidad de avance debería ser más rápida y la socavación interna y los defectos de los cordones cóncavos son menos probables. La polaridad directa (CD -) también es aconsejable para tubos de pared delgada para prevenir la quemada a través.

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13.6. TÉCNICAS DE SOLDADURA PARA EL PASES EN CALIENTE. Después que el pase de raíz sea soldado, el cordón de raíz es generalmente muy convexo en el exterior del tubo. El procedimiento normal es esmerilar el pase de raíz para eliminar la convexidad excesiva. Normalmente, la soldadura completa no es esmerilada, más bien solo lo suficiente para evitar las “Huellas de Carreta” (ver figura abajo). Estas son líneas de escorias que se forman de cada lado de la región convexa al no ser fundidos los bordes del pase de raíz cuando se deposita el segundo pase (pasada en caliente). El propósito de la pasada en caliente es principalmente fundir las “huellas de carreta”. Idealmente, esto se lleva a cabo dejando la junta libre de socavación y también se lleva a cabo esto rellenando algo de la junta. Para hacer esto, se usa normalmente una alta intensidad de corriente. Se usa normalmente con electrodos celulósicos de 5/32” (4 mm), una intensidad de corriente de 160 – 200, pero usando valores de corrientes mayores, el electrodo puede sobrecalentarse. También pueden ser usados electrodos de diámetros mayores (3/16”), con intensidades de corriente de alrededor de 180 amperios. Electrodos de diámetros mayores tienen la tendencia a rellenar más que excavar.

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13.7. TÉCNICAS PARA SOLDAR PASES DE RELLENO Y ACABADO. El, procedimiento exacto para soldar los pases de relleno y acabado es dependiente de las características del tubo (espesor de la pared, temperatura, y posición), la destreza del soldador, así como también las características de la máquina de soldar. Con electrodos revestidos en el proceso SMAW, la idea es normalmente rellenar la junta tan rápidamente como sea posible. Cuando se suelda verticalmente hacia abajo, pueden ser usadas corrientes mayores que soldando verticalmente hacia arriba, así la velocidad de fusión del electrodo es mayor y la junta puede ser rellenada en menor tiempo. Adicionalmente, la práctica usual es usar electrodos de diámetros mayores para los pases de relleno que aquellos que habían sido usados para los pases de raíz y en caliente [electrodos de 3/16” (5 mm) cuando los electrodos de 5/32” (4mm) fueron usado para pases de raíz y en caliente]. En aplicaciones críticas para servicios de baja temperatura, puede ser necesario para maximizar las propiedades de tenacidad al impacto de una soldadura. En este caso, una técnica es dividir las capas en 2 pases tan pronto como sea posible. El objetivo es para alinear las zonas recalentadas de grano fino a lo largo de la línea central de soldadura, donde las muestras de ensayos son tomadas.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Los pases de relleno continuarían hasta que la junta sea rellenada a ras o ligeramente por debajo a ras con el tubo. Si los bordes biselados de la junta son visibles, el pase(s) de acabado pueden ser soldados más fácilmente. El pase de acabado sería soldado con menores intensidades de corrientes que los pases de relleno [tan bajo como 140 amperios con un diámetro de electrodo de 3/16” (5 mm). 13.8. FIJAR LA CORRIENTE PARA SOLDAR: PASE EN CALIENTE, PASE

DE RELLENO, “STRIPPER PASS” (PASE EXTRACTOR) Y PASE DE ACABADO (COVER PASS).

El propósito del pase en caliente es para fundir y sacar a flote las “huellas de carreta” dejadas después del pase de raíz. La corriente por lo tanto, sería lo suficientemente alta para fundir la escoria, pero no tan alta como para fundir y abrir un hueco a través del pase de raíz. El pase de raíz debería estar completamente limpio antes de soldar el pase en caliente. Esto típicamente se hace con un disco de esmeril, el cual no solo limpia la escoria, sino también aplana el contorno del cordón antes que el pase en caliente sea soldado. Si esta operación de esmerilado no se hace, habrá un mayor chance de que puedan ocurrir escorias atrapadas en las huellas de carretas. El pase en caliente debería ser iniciado tan pronto como sea posible después de que el pase de raíz sea terminado, siempre dentro de 5 minutos. La corriente típica para los rangos del pase en caliente desde 160 hasta 200 amperios con cualquier electrodos de 5/32” (4 mm) o 3/162 (5 mm) de diámetro. La velocidad de avance de la soldadura aumenta con el aumento de la corriente, así como la capacidad para limpiar las huellas de carretas. El riesgo de fundir a través, especialmente en el tope y en la base del tubo también aumenta y la longitud útil del electrodo disminuye. Con altas intensidades de corrientes, el electrodo puede sobrecalentarse y encenderse. En este punto, aún si un recorte largo de electrodo permanece encendido, la soldadura debería detenerse y electrodo debería ser desechado.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Con bajas intensidades de corrientes, existe poco riesgo de fundir a través, pero la soldadura progresa más lenta y se debe tener más cuidado para asegurar que las huellas de carretas sean eliminadas. Para los pases después del pase de raíz, el reóstato en la maquina no se ajusta generalmente. La intensidad de corriente deberá ser ajustada mediante el ajuste del control fino. Típicamente esto se hace con un control remoto. Con la máquina de soldar modelo SAE – 400, el regulador de la izquierda (selector de trabajo) debería ser aumentado para hacer el pase en caliente. Usando la Commander 300, el pase en caliente podría ser realizado con el regulador máximo en 230 y el control aumentado de 7 a 8. Los pases de relleno por lo general se realizan con electrodos de 3/16” (5 mm) de diámetro. Dependiendo del espesor de la pared, temperatura entre pasadas, etc., la intensidad de corriente podría estar entre 160 y 200 amperios, el cual no requiere cambiar la regulación de la máquina del pase en caliente. Un movimiento ondulado leve de lado a lado debería ser usado cuando se suelda el pase de relleno. Esto permite que el cordón solidifique de manera apropiada con las paredes laterales y ayude a rellenar la ranura. La intensidad de corriente usada en los pases extractores (stripper passes) dependen de cuyos diámetros de electrodos van a ser usados. El propósito de un pase extractor es rellenar la junta a ras. Pueden ser usadas en lugar de altas velocidades de avance, menores intensidades de corrientes. Antes de soldar el pase de acabado, La porciones cóncavas de la soldadura deberían ser soldadas a ras con el pase relleno, comúnmente requerido solamente en las posiciones según el reloj de 2 a 5 en punto. Se pueden usar cualquier diámetro de electrodo de 5/32” (4 mm) ó 3/16” (5 mm).

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Los pases de acabado son frecuentemente realizados con intensidades de corrientes menores que los pases de relleno. Con 150 amperios y un electrodo 3/16” (5 mm) de diámetro, es posible depositar un cordón uniforme en todo alrededor del tubo. 13.9. PREVENCIÓN DEL AGRIETAMIENTO. La buena práctica de la soldadura es esencial para prevenir el agrietamiento de la soldadura, el cual incluye el calentamiento cuando sea necesario. Las técnicas de soldaduras descritas en este manual minimizaran los defectos que pudieran causar el agrietamiento. Depositando el pase en caliente de manera oportuna es provechosa, así como también depositando un pase de raíz tan grande como sea posible. El requerimiento para el precalentamiento varía considerablemente dependiendo del grado del acero del tubo. La tendencia a las grietas aumenta con la resistencia del tubo, espesor del tubo, contenido de carbono y aleación, así como también la disminución de la temperatura ambiente. En la soldadura de tubos de baja resistencia en ambiente caliente, no debe requerirse los requerimientos de precalentamiento, (aunque se recomienda para la eliminación de la humedad). En tubos de pared gruesa y de alta resistencia que van a ser soldados en ambiente frío pueden requerir precalentamiento de hasta 350 ºF (117 ºC). Los requerimientos de precalentamiento específicos pueden ser determinados para cada situación. 13.10. TÉCNICAS PARA SOLDAR TUBOS DE ALTA RESISTENCIA (X60,

X65, X70, y X80). Estas recomendaciones son sugeridas para ayudar a producir soldaduras libres de grietas con un mínimo de defectos en tubos de alta resistencia. • Preparación de la junta y alineamiento deben ser cuidadosamente

controlado.

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Las condiciones de desalineamiento deberán ser mantenidas al mínimo. • Tubos X80 de pared delgada [de hasta 3/8” (10 mm)] pueden ser soldados

con Shield-Arc 90. Soldaduras de tubos X70 con cualquiera Shield-Arc 80 o Shield-Arc 70+. Tubos X60 y X65 pueden ser soldados con Fleetweld 5P+, Shield – Arc HYP, Shield – Arc HYP+, Shield – Arc 70+ o Shield – Arc 80.

• Precalentar el tubo frío hasta al menos 70ºF (21ºC). El grado exacto del

precalentamiento depende del acero del tubo. Pero precalentar hasta 350ºF (177ºC) no sería poco razonable para tubos X80.

• Una abrazadera del ensamblaje interno no debería ser eliminada hasta que

el pase de raíz completo sea terminado. • Menos defectos serán observados si los reinicios y paradas (en los cráter)

son esmerilados, con las paradas desgastadas para un borde biselado. • No iniciar las soldaduras del pase de raíz exactamente en la cima del tubo

(posición según el reloj a las 12 en punto) o en el extremo opuesto exactamente en la base (en la posición según el reloj a las 6).

• Detener la soldadura en la posición según el reloj a las 6 en punto puede

contribuir a problemas de quemada a través, de empalmes o rechupes. • Cuando se termina un electrodo en el pase de raíz, un rápido retiro (mover el

electrodo en forma de látigo) puede reducir el tamaño del “keyhole” que permanece, haciendo el empalme más fácil.

• Desde que se usa comúnmente la polaridad inversa (CD+) mediante

operadores de USA para la soldadura del pase de raíz, cambiar a polaridad directa (CD-) cuando ocurre la quemada a través, persisten la socavación interna y los defectos de los cordones cóncavos.

• El cambio de polaridad es una variable esencial en el Código API 1104

cuando se requiere una calificación de procedimiento. • La excesiva velocidad en cualquier pase de raíz o en caliente causará

defectos.

METALMECÁNICA 161


• Iniciar y completar el pase en caliente inmediatamente después de la culminación del pase de raíz.

• Si la temperatura del tubo ha caído por debajo de la temperatura entre

pasadas prescritas, se debe recalentar la junta completa.

13.11. PROCEDIMIENTOS EN POSICIÓN VERTICAL DESCENDENTE (E6010, E7010, E8010, ó E9010) CD+.

Se usan a menudo corrientes de hasta 200 amperios en los pases en caliente y de relleno

Pero causan rotura prematura del revestimiento y perdida grande de colillas.

Usar electrodos de diámetro de 1/8” (3.2 mm) para el cordón recto cuando la abertura de raíz sea demasiado pequeña para permitir usar del tamaño de 5/32” (4 mm) o donde el nivel de silicio causa un Keyhole mayor que el tamaño normal. Pueden ser requeridos los pases de extracción (stripper passes) en la posición de 2 a 5 según el reloj.

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El número de pases puede variar dependiendo del soldador, del diámetro del electrodo y del procedimiento. 13.12. PROCEDIMIENTO DE CORDÓN RECTO ALTERNO EN POSICIÓN

VERTICAL DESCENDENTE (E6010, E7010, E8010 ó E9010) CD –

(1) La soldadura del pase de raíz con diámetro del electrodo de 3/16” (5 mm) requiere más destreza del soldador. Las tolerancias de la cara de raíz y de la abertura de raíz del tubo son más críticas cuando se usa electrodo de diámetro de 3/16” (5 mm) para las aplicaciones del cordón recto. La principal ventaja es el costo de los consumibles para diámetros de 3/16” (5 mm). Su uso no suministrará ningún aumento significante en la velocidad del arco sobre el diámetro de 5/32” (4 mm).

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 14. CLASIFICACIÓN DE LAS TUBERÍAS SEGÚN SU ESPESOR. NORMA

ASME IX. 14.1. MATERIALES. Nota: Mantenemos la codificación de la Norma para establecer el hábito de su uso. 323 REQUISITOS GENERALES. El Capítulo lll establece las calificaciones y los límites requeridos para materiales, basados en sus propiedades inherentes. Su uso en tubería está también sujeto a los requisitos y los límites en otras partes de este Código [vea el párrafo 300(d)]. Vea también el párrafo 321.1.4 para materiales de soportes y el Apéndice F, párrafo F323 para conocer las consideraciones preventivas. Un soldador que ha completado satisfactoriamente la calificación descrita en 6.2.1 debe ser calificado dentro de los límites de las variables esenciales descritos a continuación. Si alguna de las siguientes variables esenciales es cambiada, el soldador debe ser recalificado usando un nuevo procedimiento: Un cambio de un grupo de espesor de pared a otro. Estos grupos son definidos como sigue:

GRUPO ESPESORES

1 Tuberías de espesor de pared nominal menor que 0.188” (3/16”, 4.8 mm).

2 Tuberías de espesor de pared nominal de 0.188” hasta 0.750” (19.1 mm).

3 Tuberías de espesor de pared nominal mayor que 0.750” (19.1 mm).

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 14.2. TABLA DE ESPESORES DE CEDULAS DE TUBERÍAS.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 15. DISCONTINUIDADES EN LAS TUBERÍAS SEGÚN ASME IX. 15.1. GENERALIDADES. En general, una discontinuidad es descripta como una interrupción en la naturaleza uniforme de un ítem. Por eso, un pozo en una autopista puede ser considerado como un tipo de discontinuidad, porque interrumpe la superficie suave y uniforme del pavimento. En soldadura los tipos de discontinuidades que nos preocupan son : fisuras, poros, falta de fusión, socavación, etc.Antes de describir esas discontinuidades, es extremadamente importante comprender la diferencia entre discontinuidad y defecto. Muy a menudo, la gente erróneamente intercambia ambos términos: • Discontinuidad es algo que introduce una irregularidad en una estructura que

de otra manera sería uniforme, un defecto es una discontinuidad específica que puede comprometer el comportamiento de la estructura para el propósito que fue diseñada.

• Defecto es una discontinuidad de un tipo definido, de un tamaño suficiente como para que la estructura o el objeto particular sean inapropiados para el uso o servicio para el que fueron diseñados, basándose en el criterio del código aplicable.

Para determinar si una discontinuidad es un defecto, debe haber alguna especificación que defina los límites aceptables de la discontinuidad. Cuando su tamaño o concentración excedan esos límites, es considerado un defecto. Por esto podemos pensar que un defecto es una “discontinuidad rechazable”. Por eso, si nos referimos a algún aspecto como un defecto, implica que es rechazable y requiere alguna clase de tratamiento posterior para llevarlo a los límites de aceptación de algún código. Dependiendo del tipo de servicio para el cual la parte fue diseñada, una discontinuidad puede o no ser considerada un defecto. Como consecuencia, cada industria usa un código o especificación, que describe los límites de aceptación para estas discontinuidades que puedan afectar el desempeño satisfactorio de estas partes. Por ello, la discusión siguiente de discontinuidades de soldadura va a tratar con las características, causas y efectos, sin referencia específica a su aceptación.

METALMECÁNICA 166

SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Solamente después de su evaluación y de acuerdo con el especificación aplicable, puede hacerse un juicio de valor acerca de la aceptabilidad o no de una discontinuidad. De todos modos, nosotros podemos hablar en general de la criticidad o de los efectos de ciertas discontinuidades. Esta discusión lo va a ayudar a entender porque ciertas discontinuidades son inaceptables, sin tomar en cuenta su tamaño o extensión, mientras que la presencia de una menor cantidad de otros es considerada aceptable. Una manera de explicar esto es teniendo en cuenta la configuración específica de esa discontinuidad. Las configuraciones de las discontinuidades puede ser separada en dos grupos generales, lineales y no lineales. Las discontinuidades lineales exhiben longitudes que son mucho mayores que sus anchos. Las discontinuidades no lineales, tienen básicamente, igual ancho e igual largo. Una discontinuidad lineal presente en la dirección perpendicular a la tensión aplicada, representa una situación más crítica que una no lineal; debido a la mayor tendencia a la propagación y generación de una fisura. Otra manera en la cual la forma de una discontinuidad determina su criticidad, o efecto sobre la integridad de la estructura; es la condición de sus extremos. Entendemos por la condición de sus extremos al filo de sus extremidades. En general, cuánto más filoso sea el extremo de una discontinuidad, más crítico es. Esto es porque una discontinuidad filosa tiene más tendencia a la propagación de una fisura, o a crecer. Nuevamente, esto depende de la orientación respecto de la tensión aplicada. Generalmente asociamos discontinuidad lineal con una condición de extremo filoso. Por eso, si hay una discontinuidad lineal con una condición de extremo afilada y en dirección transversal a la tensión aplicada, esto representa la situación más desfavorable respecto a la capacidad de ese componente para soportar una carga aplicada. La falta de fusión puede ser tolerada o al menos limitada a un valor máximo. La mayoría de los códigos van a permitir la presencia de pequeños valores de falta de penetración y de slag, y algo de porosidad.

METALMECÁNICA 167

SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Dependiendo del tipo de industria y del tipo de servicio pretendido, estos valores van a variar, pero en general la presencia de las discontinuidades más filosas es la más restringida. Para explicar mejor la importancia de la condición de extremo en la severidad de una discontinuidad, vamos a tomar como ejemplo como puede frenarse la propagación de una fisura con una técnica que usted pudo haber observado. La técnica acá referida es la de realizar un agujero taladrado al final una fisura en un componente. Mientras que esto no corrige la fisura, puede parar su propagación. Esto es realizado debido a que los extremos filosos de la fisura son redondeados lo suficiente por el radio del agujero realizado para reducir la concentración de tensiones al punto de que el material pueda soportar la carga aplicada sin que se propague la fisura. Una última forma en la cual la criticidad de una discontinuidad puede ser juzgada se refiere a la manera en que la parte o estructura va a ser cargada durante el servicio. Dicha concentración de tensión puede resultar en una condición de sobrecarga localizada aun cuando las tensiones aplicadas a toda la sección sean bajas. Esto puede ser visto en el ejemplo de un pedazo de alambre de soldar que La adecuación de esas estructuras al servicio para el cual fueron diseñadas puede ser juzgada por la presencia de algunas discontinuidades superficiales o discontinuidades afiladas. Aquellas con las cuales nos vamos a preocupar están enumeradas, y las definiciones para cada una de ellas pueden ser encontradas en AWS STANDARD, A3.0, “Standard Welding Terms and Definitions”, o en la sección al final de este módulo “Key Terms and Definitions”.

FISURA.

FALTA DE FUSIÓN. FALTA DE PENETRACIÓN.

INCLUSIÓN.

INCLUSIÓN DE ESCORIA.

INCLUSIÓN DE TUNGSTENO.

POROSIDAD.

SOCAVACIÓN.

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SOCAVACIÓN DE CORDÓN (UNDERFILL).

SOLAPADO.

CONVEXIDAD. SOBREESPESOR DE SOLDADURA.

CORTE DE ARCO.

SALPICADURAS.

LAMINACIÓN.

DESGARRAMIENTO LAMINAR.

GRIETAS/PLIEGUES (SEAM/LAP).

DIMENSIONAL.

15.2. FISURAS. La primera discontinuidad a ser discutida es la fisura, es la discontinuidad más crítica. La criticidad es debida a las fisuras caracterizadas como lineales, como también a las que muestran condiciones de extremo muy filosas. Dado que los extremos de las fisuras son muy afilados, hay una tendencia de la fisura a crecer, o a propagarse, si es aplicada una tensión. Las fisuras se inician cuando la carga, o tensión aplicada a un componente excede la resistencia a la tracción. En otras palabras, cuando hay una condición de sobrecarga que causa la fisura. La tensión puede surgir durante la soldadura, o inmediatamente después, o cuando la carga es aplicada. Mientras que la carga aplicada puede no exceder la capacidad del componente de soportar carga, la presencia de una entalla, o de un concentrador de tensiones, puede causar que las tensiones localizadas en la zona de la entalla excedan la resistencia a la rotura del material. En este caso, la fisura puede ocurrir en la zona de concentración de tensiones. Por esto, usted comúnmente ve fisuras asociadas con discontinuidades superficiales y sub superficiales que proveen una concentración de tensiones en adición a aquellas asociadas con el proceso de soldadura en sí mismo. Podemos clasificar las fisuras utilizando distintos criterios.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 15.2.1. POR SU FISURACIÓN. Un criterio es según sean fisuración en “frío” o en “caliente”. Estos términos son una indicación de la temperatura del metal a la cual la fisura ocurre. Esta es una manera en la cual podemos saber exactamente por qué apareció una fisura, dado que algunos tipos de fisuras con características de la fisuración en “frío” o en “caliente”. 15.2.1.1. Las fisuras en caliente. Generalmente ocurren mientras el metal solidifica, a temperaturas elevadas. La propagación de estas fisuras es intergranular; esto es, las fisuras ocurren entre granos. Si observamos las superficies de fractura de una fisura en caliente, podemos ver varios colores “de temple” en las caras de la fractura indicando la presencia de alta temperatura en esa fisura. 15.2.1.2. Las fisuras en frío. Estos ocurren después que el material se enfrió hasta la temperatura ambiente. Estas fisuras resultan de las condiciones de servicio. Fisuras bajo cordón, que resultan del hidrógeno atrapado también pueden ser clasificadas como fisuración en frío. La propagación de las fisuras en frío puede ser intergranular o transgranular; esto es entre o a través de los granos, respectivamente. 15.2.2. POR SU DIRECCIÓN. Las fisuras pueden ser descriptas por su dirección con respeto al eje longitudinal de la soldadura. 15.2.2.1. Fisuras “longitudinales”. Son aquellas que están en dirección paralela al eje longitudinal son denominadas. De la misma manera, aquellas fisuras en dirección perpendicular al eje longitudinal de la soldadura son llamadas fisuras “transversales”.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Estas referencias direccionales se aplican tanto a las fisuras en el metal de soldadura como a las del metal base. Las fisuras longitudinales pueden resultar de las tensiones transversales de contracción de soldadura o bien a tensiones asociadas a las condiciones de servicio. La Figura 9.1 muestra una fisura longitudinal en el centro de una soldadura con bisel. La soldadura también contiene una superficie porosa que puede haber contribuido a la propagación de la fisura.

Figura 9.1 - Fisura longitudinal.

Las fisuras transversales son generalmente provocadas por las tensiones longitudinales de contracción de soldadura que actúan en las soldaduras o en los metales bases de baja ductilidad. La Figura 9.2 muestra dos fisuras transversales que ocurren en una soldadura GMAW sobre un acero HY-130, y que se propaga a través del metal base.

Figura 9.2 – Fisuras transversales.

La Figura 9.3 ilustra las orientaciones de fisuras longitudinales y transversales en soldaduras de filete y con bisel.

Figura 9.3 – Fisuras longitudinales y transversales en soldaduras con bisel y de filete

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Por último, podemos diferenciar entre varios tipos de fisuras dándole una descripción exacta de sus ubicaciones con respecto a las varias partes de la soldadura. Estas descripciones incluyen garganta, raíz, talón, cráter, bajo cordón, ZAC y las fisuras en el metal base. 15.2.2.2. Las fisuras en la garganta de la soldadura. Son así denominadas porque se extienden a través de las soldaduras a lo largo de la garganta de soldadura, o el camino más corto a través de la sección transversal de la soldadura. Son fisuras longitudinales y generalmente son consideradas como fisuras en caliente. Una fisura en la garganta puede ser observada visualmente sobre la superficie de soldadura, por eso, también se la denomina fisura en la línea de centro. Las juntas que exhiben restricciones transversales en la dirección transversal al eje de la soldadura son susceptibles a este tipo de fisura, especialmente en aquellas situaciones en las que la sección transversal de la soldadura es pequeña. Por eso, pasadas de raíz finas y soldaduras de filete cóncavas pueden resultar en fisuras en la garganta, porque sus reducidas secciones transversales pueden no ser suficientes para soportar las tensiones transversales de contracción de la soldadura. La Figura 9.4 es un ejemplo de fisura en la garganta en una soldadura de filete.

Figura 9.4 – Fisura en la garganta en la raíz de una soldadura de filete.

15.2.2.3. Las fisuras en la raíz. Son también longitudinales; de todos modos su propagación puede ser tanto en el metal base como en el metal de soldadura. Son denominadas fisuras en la

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG raíz porque se inician en la raíz de la soldadura o en la superficie de la soldadura. Como en las fisuras en la garganta, son generalmente debidas a la existencia de tensiones de contracción de la soldadura. Por eso, son generalmente consideradas como fisuras en caliente. Las fisuras en la raíz generalmente ocurren cuando las juntas son mal preparadas o presentadas. Grandes aberturas de raíz, por ejemplo, pueden generar concentración de tensiones que produzcan fisuras en la raíz. 15.2.2.4. Las fisuras en el pie. Son fisuras en el metal base que se propagan desde el pie de la soldadura. Las configuraciones de soldadura que tienen sobreespesor de soldadura o convexidad pueden generar concentración de tensiones en los pies de la soldadura. Esto, combinado con una microestructura menos dúctil en la ZAC aumenta la susceptibilidad de la construcción soldada a las fisuras en el pie. Las fisuras en el pie son generalmente consideradas como fisuras en frío. Las tensiones que provocan la ocurrencia de las fisuras en el pie pueden ser el resultado de las tensiones transversales de contracción de soldadura, algunas tensiones aplicadas de servicio o la combinación de las dos. Las fisuras en el pie que ocurren en servicio son generalmente el resultado de componentes sometidos a cargas de fatiga. Fisuras en el pie típicas son mostradas en la Figura 9.5.

Figura 9.5 – Fisuras en el pie.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 15.2.2.5. Las fisuras en el cráter. Estas ocurren en el punto donde terminan las pasadas de soldadura individuales. Si la técnica usada por el soldador para terminar el arco no llena completamente de pileta líquida, el resultado puede ser una región poco profunda, o un cráter, en ese lugar. La presencia de esta área más fina, combinada con las tensiones de contracción de la soldadura, puede causar fisuras en el cráter individuales o una red de fisuras radiales desde el centro del cráter. Cuando hay una distribución de fisuras en el cráter con distribución radial, son conocidas como fisuras en estrella. Dado que las fisuras en el cráter ocurren durante la solidificación de la pileta líquida, son consideradas fisuras en caliente. Las fisuras en el cráter que ocurren en cordones hechos por GTAW en aluminio son mostrados en la Figura 9.6.

Figura 9.6 – Acercamiento a fisuras en el cráter en soldadura de aluminio.

Las fisuras en el cráter pueden ser extremadamente dañinas porque tienen tendencia a propagarse, como se muestra en la Figura 9.7.

Figura 9.7 – Propagación de una fisura en el cráter en una soldadura de aluminio.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Aunque la causa primaria de las fisuras en el cráter es la técnica usada por el soldador para terminar una pasada de soldadura, estas fisuras también pueden ser el resultado de metales de aporte que tengan la característica de fluir produciendo contornos cóncavos cuando solidifican. Un ejemplo de este fenómeno es el uso de electrodos recubiertos de acero inoxidable cuyas designaciones terminen con “-16” (por ejemplo E308-16, E309-16, E316-16, etc.). Estas terminaciones designan un tipo de recubrimiento de titanio que va a producir un contorno de soldadura característicamente plano o ligeramente cóncavo. Como consecuencia, cuando estos electrodos son usados, el soldador debe tomar precauciones extra y llenar bien los cráteres para prevenir las fisuras en el cráter. 15.2.2.6. Las fisuras bajo cordón. Aunque es debida al proceso de soldadura, la fisura bajo cordón está ubicada en la ZAC en lugar de estar en el metal de soldadura. Como el nombre lo dice, se encuentra característicamente en la zona adyacente a la línea de fusión de la soldadura en la ZAC. En un corte transversal, las fisuras bajo cordón aparentan correr paralelas a la línea de fusión del cordón de soldadura. La Figura 9.8 muestra la configuración típica de una fisura bajo cordón.

Figura 9.8 – Fisuras bajo cordón.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Aunque es más común encontrarla adentro del metal, pueden propagarse a la superficie para permitir su descubrimiento durante una inspección visual. Fisuración bajo cordón es un tipo de fisura particularmente dañina porque puede no propagarse hasta varias horas después de haber terminado la soldadura. Por este motivo, las fisuras bajo cordón son también llamadas delayed cracks. Como consecuencia, aquellos materiales que son más susceptibles a este tipo de fisuras, la inspección final no debe realizarse hasta 48 o 72 horas después de que la soldadura se haya enfriado a la temperatura ambiente. Los aceros de alta resistencia son particularmente susceptibles a este tipo de fisura. Las fisuras bajo cordón resultan de la presencia de hidrógeno en la zona de soldadura. El hidrógeno puede provenir del metal de aporte, del metal base, de la atmósfera circundante o de la contaminación orgánica superficial. Si hay alguna fuente de hidrógeno presente durante el proceso de soldadura, éste puede ser absorbido por el metal de soldadura fundido. Cuando el metal está fundido, puede disolver una gran cantidad de este hidrógeno atómico o naciente, conocido como ion hidrógeno (H+). De todos modos, una vez solidificado, el metal tiene mucha menos capacidad de disolver al hidrógeno. La tendencia de los iones del hidrógeno es a moverse a través de la estructura del metal hacia el borde de grano en la ZAC. Hasta este punto, átomos de hidrógeno pueden combinarse para formar moléculas de hidrógeno (H2). Esta forma gaseosa del hidrógeno requiere más volumen y es demasiado grande para moverse a través de la estructura del metal. Estas moléculas están ahora atrapadas. Si el metal que la rodea no es lo suficientemente dúctil, la presión interna creada por las moléculas de hidrógeno atrapadas puede generar una fisuración bajo cordón. La mejor técnica para la prevención de la fisuración bajo cordón es eliminar las fuentes de hidrógeno cuando se suelda materiales susceptibles. Por ejemplo, con SMAW, pueden ser usados electrodos de bajo hidrógeno.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Cuando esté especificado, deben permanecer almacenados en un horno para mantener bajo su nivel de humedad. Si se les permite permanecer en la atmósfera por un periodo prolongado de tiempo, éstos pueden absorber humedad suficiente para provocar fisuras. Las partes a ser soldadas deben estar lo suficientemente limpias para eliminar cualquier fuente superficial de hidrógeno. El precalentamiento también puede ser prescrito para ayudar a eliminar este problema de fisura. Dado que la ZAC es típicamente menos dúctil que la zona de soldadura circundante y el metal base, la fisura puede ocurrir allí sin que haya presencia de hidrógeno. En los casos donde haya gran restricción, las tensiones de contracción generadas pueden ser suficientes para provocar fisuras en la ZAC, especialmente en el caso de materiales quebradizas como fundición. Un tipo particular de fisura en la ZAC que ya fue discutido es la fisura en el pie. La fisuración también puede estar presente en el metal base. Estos tipos de fisuras pueden o no estar asociados con la soldadura. Bastante a menudo, las fisuras en el metal base están asociadas con la concentración de tensiones que terminan en fisuras una vez que el componente entra en servicio. Radiográficamente, las fisuras aparecen como líneas finas, más que como líneas oscuras bien definidas. Pueden diferenciarse de otras discontinuidades porque su propagación no es perfectamente recta, pero tiende a errar porque la fisura sigue el camino de menor resistencia a través de la sección transversal del material. La Figura 9.9 muestra una radiografía de una fisura longitudinal típica que probablemente esté asociada con la raíz de soldadura. La Figura 9.10 ilustra como una fisura transversal típica puede aparecer en una radiografía.

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Figura 9.9 – Radiografía de una fisura longitudinal.

Figura 9.10 – Radiografía de una fisura transversal. 15.3. FALTA DE FUSIÓN. Por definición, falta de fusión es “una discontinuidad de la soldadura en la cual la fusión no ocurre entre el metal de soldadura u las caras de fusión o los cordones adyacentes”. Esto es, la fusión es menor a la especificada para una soldadura en particular. Debido a su linealidad y a su condición de extremo filosa, la falta de fusión representa una discontinuidad de la soldadura importante. Puede ocurrir en distintas ubicaciones dentro de la zona de soldadura. La Figura 9.11 muestra algunas de las distintas ubicaciones para la falta de fusión. La Figura 9.11(A) muestra la ocurrencia de falta de fusión sobre la superficie original del bisel como así también entre los cordones individuales.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Con frecuencia, la falta de fusión tiene inclusiones de escoria asociadas a ella. De hecho, la presencia de escoria es debido a una limpieza insuficiente puede prevenir la ocurrencia de la fusión.

Figura 9.11 – Distintas zonas con falta de fusión.

Debemos pensar a menudo a la falta de fusión como una imperfección interna de la soldadura. De todos modos, puede ocurrir también sobre la superficie de la soldadura. Esto es mostrado en la Figura 9.11 (B) y graficado esquemáticamente en la Figura 9.12.

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Figura 9.12 – Falta de fusión en la superficie de la soldadura.

Otro término no standard para falta de fusión es cold lap. Este término es a menudo, e incorrectamente usado, para describir la falta de fusión entre el metal de soldadura y el metal base o entre distintas pasadas de cordones de soldadura, especialmente cuando se utiliza GMAW. Las Figuras 9.13 y 9.14 muestran falta de fusión (cold lap) ocurriendo entre el metal de soldadura y el metal base y entre diferentes pasadas de soldadura, respectivamente.

Figura 9.13 – Falta de fusión entre pasadas.

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Figura 9.14 – Falta de fusión entre el metal de soldadura y el metal base.

La falta de fusión puede resultar de un número de diferentes condiciones o problemas. Probablemente la causa más común de esta discontinuidad sea la manipulación inapropiada del electrodo por el soldador. Algunos procesos son más proclives a este problema porque no hay suficiente calor concentrado para fundir adecuadamente los metales. Por ejemplo, cuando se usa GMAW y transferencia en corto circuito, el soldador se debe concentrar en dirigir el arco de soldadura a cada ubicación de la junta de soldadura que deba ser fundida. De otra forma, habrá áreas que no se fundirán completamente. En otros casos, la configuración de la junta soldada puede limitar al cantidad de fusión que pueda se alcanzada. Un ejemplo de esto es el uso de una soldadura con bisel con un ángulo de bisel insuficiente para el proceso y el diámetro del electrodo empleado. Finalmente, contaminación extrema, incluyendo cascarilla de laminación y capas de tenaces de óxido, pueden también dificultar la obtención de la fusión completa. Es muy difícil detectar la falta de fusión con radiografía a menos que el ángulo de radiación sea orientado adecuadamente.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Generalmente. la falta de fusión es adyacente a la superficie del bisel original y tiene un ancho y un volumen pequeños, dificultando la resolución radiográfica a menos que el camino de radiación sea paralelo, y este alineado, con la discontinuidad. Si la falta de fusión es radiográficamente visible, generalmente va a aparecer en la placa como líneas más densas y oscuras que son generalmente más rectas que las imágenes de fisuras o escoria alargada. La posición lateral de estas indicaciones sobre la placa va a ser una referencia sobre su profundidad. Por ejemplo, en una soldadura con bisel en ½ V, la falta de fusión cerca de la raíz va a aparecer cerca de la línea media de la soldadura mientras que la presencia de falta de fusión cerca de la superficie de soldadura va a aparecer en la radiografía como una imagen posicionada cerca del talón de la soldadura. La Figura 9.15 es una radiografía que representa imágenes lineales como si hubiesen sido producidas por falta de fusión a lo largo de las caras de los biseles de la junta original.

Figura 9.15 – Radiografía del costado de una pared con falta de fusión.

15.4. FALTA DE PENETRACIÓN. La falta de penetración, a diferencia de la falta de fusión, es una discontinuidad asociada solamente con la soldadura con bisel. Es una condición donde el metal de soldadura no se extiende completamente a través del espesor de la junta cuando es requerida junta con penetración total

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG por una especificación. Su ubicación es siempre adyacente a la raíz de la soldadura. La figura 9.16 muestra varios ejemplos de juntas con penetración parcial. La mayoría de los códigos ponen límites a la cantidad y el grado de penetración parcial admisible, y varios códigos no aceptan ninguna penetración parcial. Hay otro nombre que puede ser correctamente aplicado a las condiciones mostradas en la Figura 9.16 si las soldaduras cumplen con los requerimientos especificados por el diseñador.

Figura 9.16 – Ejemplos de juntas con falta de penetración

Pueden ser denominadas “penetración parcial de junta”; esto es, no se pretendía que fueran soldadura con junta con penetración total. Por ejemplo, en una junta donde los requerimientos de diseño especifican soldaduras con penetración parcial de junta, y esto es común, los ejemplos mostrados podrían ser aceptables si los tamaños de la soldadura fuesen los adecuados. De todos modos, en una junta donde se requiere penetración total, la presencia de falta de penetración es causa de rechazo. Debe aclararse que previamente la condición ahora llamada “falta de penetración” ha sido utilizada por varios términos no standard. Algunos de estos términos son “penetración inadecuada”, “falta de penetración”, etc. Para soldaduras con bisel el término correcto es falta de penetración y debe ser usado en lugar de estos otros términos. La Figura 9.17 muestra una fotografía de esta condición en la raíz de una soldadura a tope, y la Figura 9.18 muestra su imagen radiográfica.

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Figura 9.17 – Junta con falta de penetración Inclusiones.

Figura 9.18 – Radiografía de una junta con falta de penetración. La falta de penetración puede ser provocada por las mismas condiciones que provocan la falta de fusión; esto es técnica inapropiada, configuración de junta inadecuada, o contaminación excesiva. La imagen radiográfica provocada por la penetración incompleta va a ser una línea recta típicamente oscura. Va a ser mucho más recta que la de falta de fusión porque está asociada con la preparación original de la soldadura en la raíz. Va a estar centrada en el ancho de la soldadura en el cuál ambos componentes son preparados. 15.5. LAS INCLUSIONES DE ESCORIA. La definición de inclusión es “un material sólido y extraño, atrapado; como por ejemplo, escoria, fundente, tungsteno u óxido”. Por ello, el término inclusión puede incluir tanto materiales metálicos como no metálicos.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Como su nombre lo indica, son regiones adentro de la sección de la soldadura o sobre la superficie de la soldadura donde el fundente fundido empleado para proteger al metal fundido es mecánico, atrapadas adentro del metal solidificado. Este fundente solidificado, o escoria, representa la parte de la sección de soldadura donde el metal no se fundió a sí mismo. Esto puede resultar en una condición de debilidad que podría impedir el desempeño en servicio del componente. Aunque normalmente pensamos que las inclusiones de escoria están totalmente contenidas adentro de la sección transversal de la soldadura, a veces podemos observarlas en la superficie de la soladura. La Figura 9.19 muestra un ejemplo de una inclusión de escoria en la superficie.

Figura 9.19 – Inclusiones de escoria superficiales. Como la falta de fusión, las inclusiones de escoria pueden ocurrir entre la soldadura y el metal base o entre las pasadas de soldadura. De hecho, las inclusiones de escoria son generalmente asociadas con falta de fusión. Las inclusiones de escoria pueden solamente ocurrir cuando el proceso de soldadura usa alguna clase de fundente de protección. Son generalmente provocadas por el uso de técnicas inadecuadas por el soldador.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Cosas como manipulación inadecuada del electrodo y limpieza insuficiente entre pasadas puede provocar la presencia de inclusiones de escoria. A menudo, la manipulación incorrecta del electrodo o parámetros incorrectos de soldadura pueden generar contornos de soldadura indeseables que pueden indicar falta de limpieza de la escoria entre pasadas. Como consecuencia, la soldadura puede después cubrir la escoria atrapada y producir inclusiones de escoria. Dado que la densidad de la escoria es generalmente muy inferior a la de los metales, las inclusiones de escoria van a aparecer generalmente en las radiografías como marcas oscuras, con formas irregulares, como se muestra en las Figuras 9.20 y 9.21. De todos modos, hay también electrodos recubiertos cuya escoria tiene la misma densidad del metal, y como usted espera, las inclusiones de escoria generadas por el uso de estos electrodos son muy difíciles de detectar radiográficamente.

Figura 9.20 – Radiografía de inclusiones aisladas de escoria.

Figura 9.21 – Radiografía de inclusiones alargadas de escoria.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Las inclusiones de tungsteno están generalmente asociadas al proceso GTAW, que emplea electrodos de tungsteno para generar el arco. Si el electrodo de tungsteno hace contacto con la pileta líquida, el arco puede extinguirse y el metal fundido puede solidificar alrededor de la punta del electrodo. Hasta que se remueva, la punta del electrodo va a estar muy quebradiza y va a ser “incluida” en la soldadura si no es removida mediante un amolado. Las inclusiones de tungsteno pueden también ocurrir cuando la corriente usada para el proceso GTAW es excesiva de aquella recomendada para un diámetro particular de electrodo. En este caso, la densidad de corriente puede ser tan grande que el electrodo empieza a descomponerse y pedazos de él pueden depositarse en el metal de soldadura. Esto también puede ocurrir si el soldador no despunta adecuadamente la punta del electrodo de tungsteno. Si las marcas del amolado están orientadas de manera que formen anillos alrededor del electrodo en lugar de estar alineadas con su eje, pueden formar concentración de tensiones que pueden provocar que la punta del electrodo se rompa. Otros motivos para que ocurran inclusiones de tungsteno pueden ser: • Contacto del metal de aporte con la punta caliente del electrodo; • Contaminación de la punta del electrodo con salpicaduras; • Extensión de los electrodos más allá de sus distancias normales desde el

culote, resultando en un sobrecalentamiento del electrodo; • Ajuste inadecuado del culote; • Flujo inadecuado del gas de protección o turbulencias excesivas que

provocan la oxidación de la punta del electrodo; uso de un gas de protección inadecuado

• Defectos en el electrodo como fisuras; • Uso de una corriente excesiva para el tamaño de electrodo dado • Mal amolado del electrodo; • Uso de un electrodo demasiado pequeño. Las inclusiones de tungsteno son encontradas aleatoriamente sobre la superficie de la soldadura a menos que el inspector de soldadura tenga la

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG oportunidad de mirar una pasada intermedia después que un pedazo de tungsteno haya sido depositado. La principal forma de encontrar las inclusiones de tungsteno es a través de la radiografía. Dado que el tungsteno tiene una densidad mucho mayor que la del acero o del aluminio, se va a revelar como un área clara y definida sobre la placa radiográfica. Esto es mostrado en la Figura 9.22.

Figura 9.22 – Radiografía de inclusiones de tungsteno.

15.6. POROSIDAD. La AWS A3.0 define porosidad como “una tipo de discontinuidad que forma una cavidad provocada por gases que quedan ocluidos durante la soldadura”. Por eso, nosotros podemos pensar que la porosidad es como un vacío o una bolsa de gas adentro del metal de soldadura solidificado. Debido a su forma característicamente esférica, la porosidad normal es considerada como la menos dañina de las discontinuidades. De todos modos, en algunos casos donde una soldadura debe formar un recipiente a presión para contener algún gas o líquido, la porosidad debe ser considerada como más dañina. Esto es debido a la posibilidad de que la porosidad genere una zona de debilidad.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Como las fisuras, hay diferentes nombres dados a tipos específicos de porosidad. En general, se refieren a la porosidad de acuerdo a su posición relativa, o a la forma específica del poro. Por eso, nombres como porosidad distribuida uniformemente, nido de poros, poros alineados y poros verniculares, son empleados para definir mejor la presencia de poros. Una sola cavidad es denominada un poro o cavidad. En estos tipos, los poros son generalmente de forma esférica. De todos modos, en los poros verniculares, los poros no son esféricos; sino alargados. Por esta razón, son conocidos como poros alargados o gusanos. El tipo poros verniculares representa el tipo más dañino si la función principal de la soldadura es el confinamiento de gas o líquidos, porque representa una posibilidad de un camino de debilidad. La Figura 9.23 muestra un ejemplo de porosidad distribuida uniformemente sobre la superficie de la soldadura. La Figura 9.24 ilustra poros alineados con una fisura, y la figura 9.25 muestra la presencia de poros aislados en la superficie de la soldadura. La figura 9.26 es un ejemplo de poros alargados en la superficie de la soldadura. Este tipo de condición superficial puede ocurrir cuando los gases son atrapados entre el metal fundido y la escoria solidificada. Un caso en el cual este fenómeno puede ocurrir es cuando la granulometría del fundente usada para SAW es excesiva. Cuando esto ocurre, el peso del fundente puede ser demasiado grande para permitir que el gas escape apropiadamente.

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Figura 9.23 – Poros distribuidos uniformemente.

Figura 9.24 – Poros superficiales alineados unidos por una fisura.

Figura 9.25 – Poros superficiales aislados.

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Figura 9.26 – Poros superficiales alargados.

Los poros son normalmente provocados por la presencia de contaminantes o humedad en la zona de soldadura que se descomponen debido a la presencia del calor de la soldadura y de los gases formados. Esta contaminación o humedad puede provenir del electrodo, del metal base, del gas de protección o de la atmósfera circundante. De todos modos, variantes en la técnica de soldadura también pueden causar poros. Un ejemplo puede ser el empleo de un arco excesivamente largo en un proceso SMAW con un tipo de electrodo de bajo hidrógeno. Otro ejemplo puede ser el uso de altas velocidades en un proceso SAW que pueden generar poros verniculares. Por eso, cuando se encuentran poros, es una señal de que el proceso de soldadura está fuera de control. Es entonces tiempo de investigar qué factor, o factores son responsables por la presencia de esta discontinuidad en la soldadura. Cuando la porosidad es revelada en una placa, va a parecer como una región bien definida, porque representa una pérdida significativa de la densidad del material. Va a aparecer normalmente como una región circular excepto en el caso de poros verniculares. Este tipo de porosidad va a tener una cola asociada con la identificación circular. La Figura 9.27 muestra la presencia de porosidad distribuida uniformemente.

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Figura 9.27 – Radiografía de poros distribuidos.

La Figura 9.28 ilustra una radiografía que muestra un nido de poros y un ejemplo de poros alineados, es mostrado en la Figura 9.29.

Figura 9.28 – Radiografía de nido de poros.

Figura 9.29 – Radiografía de poros alineados.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 15.7. SOCAVACIÓN. Una socavación es una discontinuidad superficial que sucede en el metal base adyacente a la soldadura. Es una condición en la cual el metal base ha sido fundido durante el proceso de soldadura y no hubo una cantidad suficiente de material de aporte para llenar la depresión resultante. El resultado es un agujero alargado en el metal base que puede tener una configuración relativamente filosa. Dado que es una condición superficial, es particularmente dañina para todas aquellas estructuras que vayan a estar sometidas a cargas de fatiga. La Figura 9.30 muestra la apariencia típica de una socavación en una soldadura de filete y en una soldadura con bisel.

Figura 9.30 – Apariencia típica de una socavación en soldaduras con bisel y de filete.

Es interesante notar que para las soldaduras con bisel, la socavación puede ocurrir tanto en la superficie de soldadura como en la superficie de la raíz de la soldadura. La Figura 9.31 muestra la típica apariencia visual de una socavación en una soldadura con bisel. Este esquema evidencia como es más detectable visualmente la socavación. Esto es, hay una sombra definida producida por la socavación cuando es iluminada adecuadamente.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Los inspectores de soldadura experimentados conocen este fenómeno y usan técnicas como apoyar una luz titilante sobre la superficie del metal base de manera que donde exista una socavación produzca una sombra.

Figura 9.31 – Socavación adyacente a una soldadura de filete.

Otra técnica es realizar una inspección visual final sobre la soldadura después de pintada, especialmente cuando la pintura que ha sido usada es de un color luminoso como el blanco o el amarillo. Cuando es observada bajo luz normal, las sombras generadas por la presencia de la socavación son mucho más pronunciadas. El único problema con esta técnica es que la pintura debe ser luego removida de la socavación antes de cualquier reparación con soldadura para prevenir la ocurrencia de otras discontinuidades como poros. Y por supuesto, la parte deberá ser pintada después de que las reparaciones se hayan completado. La socavación es normalmente el resultado de una técnica inadecuada de soldadura. Más específicamente, si la velocidad de soldadura es excesiva, puede no haber suficiente cantidad de material de aporte depositado para llenar las depresiones provocadas por la fusión del metal base adyacente a la soldadura. La socavación puede también ocurrir cuando el calor de soldadura es demasiado alto, causando una excesiva fusión del metal base, o cuando se manipula incorrectamente el electrodo.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Cuando aparece en una radiografía, y no es sugerida esta técnica para su descubrimiento, la socavación va a parecer como una marca oscura, como cubierta de pelusa en el borde del sobreespesor de soldadura, como se muestra en la Figura 9.32. Puede notarse que la detección radiográfica de una socavación superficial es una verdadera pérdida de tiempo, dinero y recursos. Las socavaciones superficiales son fácilmente encontradas con una inspección visual cuidadosa; una vez encontrada, debe ser luego reparada si es necesario, previo a cualquier inspección radiográfica.

Figura 9.32 – Radiografía de una socavación superficial.

15.8. SOCAVACIÓN DE CORDÓN (UNDERFILL). Socavación de cordón (underfill), como la socavación, es una discontinuidad superficial que resulta en una falta de material en la sección. De todos modos, socavación de cordón (underfill) ocurre en la superficie del metal de una soldadura con bisel donde hay socavación en el metal base adyacente a la soldadura. Simplificando, hay socavación de cordón (underfill) cuando no hay suficiente metal de aporte depositado para llenar adecuadamente la junta. Cuando es descubierta, generalmente significa que el soldador no terminó de hacer la soldadura, o que no ha entendido los requerimientos de la soldadura. La Figura 9.33 muestra el aspecto de una socavación de cordón (underfill) en una soldadura con bisel. Al igual que la socavación, la socavación de cordón (underfill) puede ocurrir tanto en la cara como en la superficie de la raíz de la soldadura.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG En las soldaduras de tubos, es conocido como rechupe, porque puede ser provocado por un aporte de calor excesivo y por la fusión de la pasada de raíz durante la deposición de la segunda pasada.

Figura 9.33 – Socavación de cordón en soldaduras con bisel. La Figura 9.34 muestra el aspecto visual de socavación de cordón (underfill) en la superficie de una soldadura con bisel. Como con las socavaciones, cuando una luz es orientada apropiadamente, es producida una sombra por la depresión superficial La causa principal de la socavación de cordón (underfill) es la técnica empleada por el soldador. Una velocidad de pasada alta no permite que una cantidad suficiente de metal de aporte se funda y se deposite sobre la zona soldada hasta el nivel de la superficie del metal base.

Figura 9.34 – Socavación de cordón Solapado.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 15.9. SOLAPADO. Es otra discontinuidad superficial que puede ocurrir por emplear técnicas inadecuadas de soldadura. Solapado es descripta como la profusión del metal de soldadura por delante del talón o de la raíz de la soldadura. Aparece cuando el metal soldado inunda la junta y yace en la superficie del metal base adyacente. Debido a su apariencia característica, el solapado es conocido como enrollado (rollover), pero ese es un término no standard y no debe ser usado. La Figura 9.35 muestra como el solapado puede aparecer tanto en soldaduras con bisel como de filete. Como en el caso de la socavación y de la socavación de cordón (underfill), el solapado puede ocurrir tanto en la superficie de soldadura como en la raíz de la soldadura de las soldaduras con bisel.

Figura 9.35 – Solapado en soldaduras con bisel y de filete

La Figura 9.36 es un ejemplo de cómo se ve el solapado en una soldadura de filete. Una vez más, hay una sombra definida cuando una luz es orientada apropiadamente. El solapado es considerado como una discontinuidad significativa dado que puede resultar en una entalla filosa en la superficie de la soldadura.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Yendo más allá, si la cantidad de solapado es lo suficientemente grande, puede esconder una fisura que puede propagarse desde este concentrador de tensiones. La ocurrencia de solapado es normalmente debida a una técnica inapropiada del soldador. Esto es, la velocidad de pasada es demasiado lenta, la cantidad de metal de aporte fundido va a ser excesiva frente a la cantidad requerida para llenar la junta. El resultado es que una cantidad excesiva de metal se vierte y yace sobre la superficie del metal base sin fundirse. Algunos tipos de metales de aporte son más proclives a este tipo de discontinuidad, cuando funden, son demasiados fluidos para resistir la fuerza de la gravedad. Por eso, solamente pueden ser usados en posiciones en las que la gravedad va a tender a sostener al metal fundido en la junta.

Figura 9.36 – Solapado en una soldadura de filete (también se muestra socavación). 15.10. CONVEXIDAD. Esta discontinuidad particular de la soldadura se aplica solamente a las soldaduras de filete. La convexidad se refiere a la cantidad de metal de soldadura recargado sobre la superficie de soldadura de filete más allá de lo que consideramos plano.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Por definición, es la máxima distancia desde la superficie de una soldadura de filete convexa perpendicular a una línea que une los talones de la soldadura. La Figura 9.37 ilustra que dimensión representa esta convexidad.

Figura 9.37 – Convexidad en soldadura de filete. Dentro de ciertos límites, la convexidad no es dañina. De hecho, un ligero valor de convexidad es deseable para asegurarse que la concavidad no está presente, que puede reducir la resistencia de una soldadura de filete. De todos modos, cuando el valor de convexidad excede algún límite, esta discontinuidad se convierte en un defecto significativo. El hecho que una cantidad adicional de metal de soldadura esté presente no es el problema real, a menos que consideremos el problema económico de depositar una mayor cantidad de metal de aporte que la estrictamente necesaria. El problema real creado por la existencia del exceso de convexidad es que el perfil de la soldadura de filete resultante es ahora con entallas filosas presentes en los talones de la soldadura. Estas entallas pueden producir concentración de tensiones que pueden debilitar la estructura, especialmente cuando la estructura es cargada a fatiga. Por eso, una convexidad excesiva puede ser evitada, o corregida durante el proceso de soldadura depositando una cantidad adicional del metal de soldadura en los talones de la soldadura para darle una transición más suave entre el metal de soldadura y el metal base.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG La convexidad resulta cuando la velocidad de pasada es demasiado lenta o cuando el electrodo es manipulado incorrectamente. El resultado es que es depositada una cantidad excesiva de metal de aporte y no moja apropiadamente la superficie del metal base. La presencia de contaminación sobre la superficie del metal base o el uso de gases de protección que no limpien adecuadamente estos contaminantes pueden también generar un perfil indeseable de la soldadura de filete. 15.11. SOBRESPESOR DE SOLDADURA. El sobrespesor de soldadura es similar a la convexidad, excepto que describe una condición que solamente puede estar presente en una soldadura con bisel. El sobrespesor de soldadura es descripto como un metal de soldadura en exceso de la cantidad requerida para llenar una junta. Los otros dos términos, sobrespesor de raíz y sobrespesor de cara, son términos específicos que describen la presencia de este refuerzo en un lugar particular de la junta soldada. El sobrespesor ocurre sobre el lado de la junta del cual la soldadura fue realizada, y el sobreespesor de raíz ocurre del lado opuesto de la junta. La Figura 9.38 muestra el sobrespesor y el sobrespesor de raíz para una junta soldada de un lado.

Figura 9.38 – Sobrespesor y sobrespesor de raíz.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Para una junta soldada de ambos lados, el sobrespesor de ambos lados es descripto como sobrespesor, que es mostrado en la Figura 9.39.

Figura 9.39 – Sobrespesor en ambos lados de la junta. Como la convexidad, el problema asociado con un sobrespesor excesivo es la generación de entallas filosas que son creadas en cada pie de soldadura por el hecho de que hay presente más metal de soldadura que el necesario. Cuánto más grande sea el sobrespesor de soldadura, más severa la entalla. El gráfico mostrado en la Figura 9.40 ilustra el efecto del valor del sobrespesor sobre la resistencia a la fatiga de una junta soldada.

Figura 9.40 – Efecto del sobrespesor de soldadura en la resistencia a la fatiga.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Mirando a este gráfico, es obvio que el ángulo del sobrespesor de soldadura decrece (causado por una disminución del valor del sobreespesor de soldadura) hay una disminución significativa de la resistencia a la fatiga de la junta soldada. La mayoría de los códigos prescriben límites máximos para el valor permitido de sobreespesor de soladura. De todos modos, reduciendo el valor del sobrespesor de soldadura no mejora realmente la situación, como es mostrado en la Figura 9.41.

Figura 9.41 – Tratamiento inaceptable y aceptable del sobrespesor excesivo de soldadura Como muestran las ilustraciones, solamente después de realizar un amolado para incrementar el ángulo del sobrespesor de soladura y aumentar el radio de la entalla la situación realmente mejora. Amolando para remover la parte superior del sobrespesor de soldadura no hace nada para disminuir la agudeza de las entallas en el talón de la soldadura. La altura del sobrespesor es disminuida con amolado para alcanzar los requerimientos del código, pero la preocupación persiste. Un sobrespesor de soldadura excesivo es causado por los mismos motivos que la convexidad, siendo la técnica del soldador la causa principal.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 15.12. CORTE DE ARCO. La presencia de un corte de arco puede ser una discontinuidad del metal base muy perjudicial, especialmente en las aleaciones de alta resistencia y en las de baja aleación. Los corte de arco son generados cuando el arco es iniciado sobre la superficie del metal base fuera de la junta soldadura, ya sea intencionalmente o accidentalmente. Cuando esto ocurre, hay un área localizada de la superficie del metal base que es fundida y enfriada rápidamente debida a la pérdida de calor a través del metal base circundante. En ciertos materiales, especialmente los aceros de alta resistencia, esto puede producir una ZAC que pueda contener martensita. Si esta microestructura dura y frágil es producida, la tendencia a la fisuración puede ser grande. Una gran cantidad de fallas en estructuras y recipientes a presión pueden ser adjudicadas a la presencia de cortes de arco de soldadura, que provocaron una zona de iniciación de fisura que terminó en una rotura catastrófica. La Figura 9.42 es una fotomicrografía que muestra un corte de arco en la superficie de un tubo de caldera. La microestructura oscura es martensita que fue formada. En este caso particular, el corte de arco provocó una zona de iniciación de fisura que terminó en la falla de este tubo de caldera. Los cortes de arco son generalmente causados por el uso de una técnica inapropiada de soldadura. Los soldadores deben ser informados del daño potencial causado por un corte de arco. Debido al daño potencial que ellos representan, nunca deben ser permitidos. El soldador no debe realizar producción si persiste en iniciar el arco fuera de la junta soldada. Por eso, se convierte en una cuestión de disciplina y actitud de trabajo. Una conexión inapropiada de la puesta a tierra al trabajo puede también producir un corte de arco.

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Figura 9.42 – Foto micrografía de una estructura martensítica producida por un corte de arco. Otra observación importante se aplica a la inspección de soldadura usando el método de ensayo de partículas magnetizables “prod”. Dado que este método se basa en la conducción de la electricidad a través del componente para generar un campo magnético, existe la posibilidad de que pueda producirse un corte de arco durante la inspección si no hay un contacto adecuado entre los prods y la superficie del metal. Aunque no es tan severo como los cortes de arco de soldadura, estos arcos también pueden producir efectos nocivos. 15.13. SALPICADURAS. El AWS A3.0 describe a las salpicaduras como partículas de metal expelidas durante la fusión de la soldadura de manera de no formar parte de la soldadura. Nosotros generalmente las pensamos como aquellas partículas que están pegadas al metal base adyacente a la soldadura. De todos modos, las partículas que son tiradas afuera de la soldadura y el metal base son también consideradas salpicaduras.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Por esta razón otra definición puede ser aquellas partículas de metal que incluyen la diferencia entre la cantidad de metal fundido y la cantidad de metal depositado en la junta soldada. En términos de criticidad, la salpicadura puede no ser una gran preocupación en muchas aplicaciones. De todos modos, glóbulos grandes de salpicaduras pueden tener suficiente calor para causar una ZAC localizada en la superficie del metal base similar al efecto de un corte de arco. Además, la presencia de salpicaduras en la superficie del metal base pueden proveer una concentración localizada de tensiones que puede causar problemas durante el servicio. Un ejemplo de esta situación es mostrado en la Figura 9.43 donde una fisura formada en un glóbulo de salpicadura que quedó pegado al metal base. La presencia de estas concentraciones de tensión sumadas a un medio ambiente corrosivo genera una forma de corrosión por tensión conocida como fragilidad cáustica.

Figura 9.43 – Fisura formada en una salpicadura en la superficie del metal base. Cuando hay presente salpicaduras, de todos modos, se vuelve objetable para lo que de otra manera sería una soldadura satisfactoria.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Esta condición es ilustrada en la Figura 9.44.

Figura 9.44 – Salpicadura. Otro aspecto de las salpicaduras que puede terminar en problemas tiene que ver con la superficie irregular que es producida. Durante la inspección de la soldadura usando varios métodos no destructivos, la presencia de salpicaduras puede impedir la realización de un ensayo válido o producir indicaciones irrelevantes que pueden enmascarar algunos defectos reales de la soldadura. Por ejemplo, la presencia de salpicadura adyacente a una soldadura puede impedir el acoplamiento adecuado del transductor durante un ensayo de ultrasonido. Además, la salpicadura puede causar problemas para la performance y la interpretación de los ensayos de tintas penetrantes y partículas magnetizables. Y la salpicadura puede generar problemas si las superficies deben ser pintadas; la salpicadura puede causar fallas prematuras en recubrimientos. Las salpicaduras pueden ser provocadas por el uso de altas corrientes de soldadura que pueden causar una turbulencia excesiva en la zona de soldadura. Algunos procesos de soldadura tienen más tendencia a producir salpicaduras que otros.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Por ejemplo, procesos tipo GMAW con transferencia globular o cortocircuito tiene tendencia a producir más salpicaduras que si se usara transferencia por spray. Otro aspecto que puede ayudar con el control de la cantidad de salpicaduras generadas es el tipo de gas de protección usado para GMAW y FCAW. El uso de mezclas de argón va a reducir la cantidad de salpicaduras producidas comparada con el uso de CO2 puro. 15.14. LAMINACIÓN. Esta discontinuidad particular es un defecto del metal base. La laminación resulta de la presencia de inclusiones no metálicas que pueden aparecer en el acero cuando es producido. Estas inclusiones son normalmente formas de óxidos que son producidos cuando el acero todavía está fundido. Durante las operaciones subsiguientes de laminado, estas inclusiones se alargan formando una banda. Si estas bandas son largas, y toman una forma plana, son conocidas como laminaciones. La forma más común de laminación proviene de una condición conocida como rechupe, que se desarrolla en la parte superior de los lingotes de acero durante las etapas finales de la solidificación. Algunas veces, en ocasiones poco frecuentes, este rechupe no es completamente removido del lingote previo a ser laminado. El rechupe generalmente contiene algunos óxidos complejos, que son laminados adentro de la chapa o del producto laminado. Otro término usado erróneamente en lugar del término laminación es delaminación. La norma ANSI/AWS standard B1.10, “Guide for The Nondestructive Inspection of Welds”, define dos palabras distintas. B1.10 define delaminación como “la separación de una laminación por tensión”, Esto, de acuerdo con la norma AWS, la principal diferencia entre los dos términos es solamente el grado de separación de las secciones laminadas.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG El calor de fusión de la soldadura puede ser suficiente para refundir las bandas en la zona de laminación más próxima a la soldadura, y los extremos de las bandas pueden fundirse o también abrirse. Las laminaciones también pueden verse durante el corte térmico, donde el calor del proceso de corte puede ser suficiente para abrir los cordones planos hasta el punto de que puedan ser observados a simple vista. Las laminaciones pueden o no presentar una situación dañina, dependiendo de la forma en la cual la estructura es cargada. Si las tensiones actúan en el material en dirección perpendicular a la laminación, van a debilitar severamente la estructura. De todos modos, las laminaciones orientadas en dirección paralela a la tensión aplicada pueden no causar ninguna preocupación. Si la laminación está presente en la superficie de una preparación, puede causar problemas durante la soldadura. En este caso, el metal de soldadura puede propagarse desde las laminaciones debido a la concentración de tensión. Un ejemplo de este fenómeno es mostrado en la Figura 9.45.

Figura 9.45 – Fisura en el metal de soldadura debida a la presencia de laminación.

Otro problema relacionado con la presencia de laminaciones abiertas hacia la superficie del bisel es que son sitios para la acumulación primaria de hidrógeno.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Durante la soldadura, el hidrógeno puede ser disuelto en el metal fundido y proveer el elemento necesario para la fisuración por hidrógeno (fisuración bajo cordón). Dado que la laminación proviene del proceso de fabricación del acero, poco puede ser hecho para prevenir su ocurrencia. Comprando aceros con bajo nivel de contaminación se va a reducir drásticamente la tendencia a la presencia de laminaciones. De todos modos, el soldador y el inspector de soldadura no pueden hacer nada para prevenir su ocurrencia. Todo lo que puede ser hecho es realizar una adecuada inspección visual y/o ensayo no destructivo para revelar la presencia de laminaciones antes que un material laminado sea incluido en la construcción soldada. El mejor método para el descubrimiento de laminación es además de la inspección visual es el uso de ensayos de ultrasonido. La radiografía no va a revelar las laminaciones porque no hay cambio en la densidad radiográfica de un metal aún si hay laminación. Para ilustrar esto, imagine la radiografía de dos placas de ¼” de espesor colocadas una sobre la otra con una de una sola placa de ½” de espesor. Al revisar el ensayo para cada placa no va a revelar ninguna diferencia en la densidad del film, porque la radiación sigue pasando a través del mismo espesor total de metal. 15.15. DESGARRAMIENTO LAMINAR. Otra discontinuidad del metal base de importancia es el desgarramiento laminar. Es descripto como una fractura tipo meseta en el metal base con una orientación básicamente paralela a la superficie rolada. El desgarramiento laminar ocurren cuando hay tensiones altas en la dirección del espesor, o en la dirección Z, generalmente como resultado de las tensiones de contracción de la soldadura. El desgarramiento siempre yace adentro del metal base, generalmente afuera de la ZAC y generalmente en dirección paralela al borde de fusión. La figura 9.46 muestra algunas configuraciones en las cuales puede ocurrir el desgarramiento laminar.

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Figura 9.46 – Configuraciones de soldadura que pueden provocar desgarramiento laminar. El desgarramiento laminar es una discontinuidad directamente relacionada con la configuración de la junta. Por esto, aquellas configuraciones de juntas en las cuales las tensiones de contracción de la soldadura son aplicadas en dirección que tiende a empujar el material en la dirección Z, o a través de su espesor, van a ser más susceptibles al desgarramiento laminar. Como aprendimos anteriormente, cuando un metal es laminado, va a exhibir menor resistencia y ductilidad en la dirección Z comparado con las mismas propiedades en las direcciones longitudinal y transversal. Otros factores que afectan la susceptibilidad del material a el desgarramiento laminar son el espesor y el grado de contaminantes presentes. A mayor espesor del material y alto contenido de inclusiones, mayor probabilidad de desgarramiento laminar.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG Para que se inicie el desgarramiento laminar, deben existir simultáneamente tres condiciones. Estas son: tensiones en la dirección del espesor, configuración de junta susceptible y un material con un alto contenido de inclusiones. Por eso, para prevenir la ocurrencia de desgarramiento laminar, cualquiera de estos elementos debe ser eliminado. Generalmente el problema es resuelto usando aceros limpios. 15.16. GRIETAS Y PLIEGUES DE LAMINACIÓN. Son otras discontinuidades del metal base relacionadas con el proceso de fabricación del acero. Difieren de la laminación en que están abiertas hacia la superficie laminada del metal en lugar de en el borde. En sección transversal, tienen dirección paralela a la superficie laminada a lo largo de cierta distancia y después viran hacia esa superficie. Las grietas de laminación son descriptas como unas grietas rectas longitudinales que pueden aparecer sobre la superficie del acero. Las grietas de laminación son causadas principalmente por las imperfecciones del lingote de acero, por un manejo inapropiado después de colado o por variaciones durante el calentamiento o el laminado. Los pliegues de laminación son provocados por un sobrellenado en las pasadas a través de los rodillos de laminación que provocan proyecciones que van cayendo y girando sobre el material mientras este es laminado. Las Figuras 9.47 y 9.48 muestran ejemplos de una grieta de laminación profunda y de un grupo de grietas de laminación superficiales. Un ejemplo de pliegue de laminación es mostrado en la Figura 9.49. Dado que las grietas y los pliegues de laminación resultan de una laminación inadecuada durante la fabricación del acero, el inspector de soldadura tiene poco control sobre su ocurrencia más que su detección si llega a aparecer en el material usado en la fabricación. Son mejor revelados si se emplea métodos visuales, partículas magnéticas, tintas penetrantes, ultrasonido o corrientes parásitas (eddy current testing).

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Figura 9.47 – Grieta profunda sobre la superficie de un producto laminado semiterminado.

Figura 9.48 – Grietas anidadas sobre la superficie de un producto laminado semiterminado.

Figura 9.49 – Pliegue en la superficie de un acero laminado.

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SOLDADURA DE TUBERÍA EN PROCESO TIG 15.17. DIMENSIONAL. Hasta este punto, todas las discontinuidades discutidas pueden ser clasificadas como defectos estructurales. De todos modos, hay otro grupo de discontinuidades que puedan ser clasificadas como irregularidades dimensionales. Las discontinuidades dimensionales son imperfecciones en tamaño y/o forma. Estas irregularidades pueden ocurrir en las mismas soldaduras o en las estructuras soldadas. Dado que las discontinuidades dimensionales pueden inutilizar una estructura para el servicio para el cual fue diseñada, deben ser consideradas y revisadas por el inspector de soldadura. La inspección puede consistir en la medición de los tamaños y las longitudes de las soldaduras para asegurarse que hay suficiente metal de soldadura para transmitir las cargas aplicadas. Otras mediciones pueden ser hechas de toda la soldadura para asegurarse que el calor de soldadura no haya causado una excesiva distorsión o deformación. 16. WPQR. PARTES SEGÚN ASME IX. B-101 Soldadura. La Forma QW-482 es un formato sugerido para Especificaciones de Procedimiento de Soldar (WPS); la forma QW-483 es un formato sugerido para Registros de Calificaciones de Procedimiento (PQR). Estas Formas son para los procesos de soldar de arco metálico protegido (SMAW), de arco sumergido (SAW), de arco metálico con gas (GMAW), y de arco de tungsteno con gas (GTAW), o para una combinación de estos procesos. Las Formas para otros procesos de soldar pueden seguir el formato general de las formas QW-482 y QW-483, como sea aplicable. La forma QW-484 es un formato sugerido para Calificación de Habilidad de Soldador/Operario de Soldadura (WPQ) para soldaduras en ranura o con filete.

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BIBLIOGRAFÍA

1) MANUAL GTAW POR INFRA AIR PRODUCTS.

2) LINCOLN SOLDANDO POR LINCOLN VENEZUELA. 3) FUNDAMENTOS DE LA

SOLDADURA. POR AMERICAN WELDING SOCIETY.

4) EL SOLDADOR Y LOS HUMOS DE SOLDADURA POR OSALAN ESPAÑA. 5) ASME SECCIONIX POR ANSI - ASME

6) API 1104 POR ANSI API 1104. 7) A 2.4 AWS. POR ANSI- AWS.

8) A 3.0 AWS. POR ANSI – AWS.

9) GTAW. POR ESAB – VENEZUELA.

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