Tecnologa de la soldadura

Tecnologa de la soldadura

INTRODUCCIN:

La soldadura submarina requiere habilidades de buzo, as como una formacin especializada en la soldadura hiperbrica. La soldadura hiperbrica es un proceso de soldadura en las altas presiones que se encuentran bajo el agua. El equipo de soldadura utilizado para llevar a cabo este tipo de soldadura es diferente, comnmente se utiliza un electrodo resistente al agua con un soldador de arco de metal para unir dos piezas de acero. La mayora de los puestos de trabajo para soldadura submarina se encuentran en slo cuatro industrias.

RESEA HISTORICA:Durante aos a los procesos de corte y soldadura se les reconocieron mucha utilidad para determinadas aplicaciones debajo del agua. Su campo de accin incluye operaciones tales como reflotamientos de buques, reparaciones, construcciones, remocin de maquinaria y accesorios de buques irrecuperables para transferirlos a otros buques, traslado de masas retorcidas de cascos hundidos y naufragios para limpiar los puertos y canales de navegacin, reparacin de muelles y barcos deteriorados, como as tambin las construcciones iniciales de estos.Tambin se ha producido un vigoroso crecimiento en su aplicacin en trabajos de estructuras, en la reparacin de barrenos y equipo de produccin.Las primeras operaciones de corte subacutico se realizaron en el ao 1908, usando un soplete comn de corte de superficie, pero se pudo comprobar que no daba resultados satisfactorios.El soplete tropezaba con resistencias bajo el agua y esto haca dificultoso el precalentamiento de la pieza. Aos mas tarde se descubri que la estabilidad del soplete poda mantenerse haciendo funcionar la combustin dentro de una cmara cerrada provista de un conducto especial por medio del cual se expelan los gases de combustin. El primer uso efectivo del proceso de corte submarino fue en 1926, en el salvataje de un submarino S-51 norteamericano hundido a 43 metros de profundidad, se ideo un soplete oxhdrico que cortaba con xito cables, pernos sueltos y chapas, utilizado por Edward Ellsberg, demostrando as que por primera vez se utilizaba un corte submarino en profundidades mayores a los 10 metros.

Buzos profesionales del ao 1926, vestidos para ingresar al agua.

CORTE Y SOLDADURA SUBACUTICA

Parecera redundante hablar de soldadura hmeda, al referirse a la soldadura subacutica, pero es necesario resaltar, que este procedimiento gracias a los adelantos tecnolgicos se aplica de dos formas diferentes; la primera es la soldadura hmeda, que se realiza directamente en la pieza sumergida por un buzo comercial que tiene conocimientos de soldadura subacutica y la segunda conocida como soldadura seca, la cual permite al buzo comercial, estar dentro de una cpsula o hbitat, que facilita un ambiente seco debajo de un cuerpo de agua, para realizar el trabajo.La soldadura subacutica seca, produce uniones de soldadura de alta calidad, ciento por ciento en la unin soldada, en comparacin al 60 por ciento que permite la soldadura hmeda.El mtodo que ha empleado desde sus inicios en la soldadura subacutica calificada como trabajo de emergencia, puesto que se realiza exclusivamente para reparaciones es la soldadura elctrica por arco protegido (SMAW), que se utiliza de igual forma en la soldadura en superficie.La soldadura tipo SMAW, Shielded Metal Arc Welding, por sus siglas en ingls utiliza corriente elctrica para iniciar la fusin, mediante un arco, entre el material base y el electrodo consumible, con una polaridad directa o indirecta. Para la soldadura subacutica se usa corriente continua (DC), con polaridad directa que se obtiene conectando el borne negativo (-) de la mquina de soldar al porta electrodo, y el terminal positivo (+) a la pinza dentada de conexin a tierra.

A diferencia de la soldadura en superficie, en donde se utiliza tanto la polaridad directa como la indirecta, la soldadura subacutica requiere de la polaridad directa, debido a que permite una mayor penetracin del electrodo al metal base. En este procedimiento el buzo nunca debe estar en medio del circuito elctrico, para evitar accidentes de descargas elctricas, adems se debe ubicar la masa o pinza dentada, frente al buzo y el electrodo, para disminuir el impacto de la corriente.Una vez conectados los cables a la fuente de energa, establecida la polaridad correcta, y ubicado el electrodo en el porta electrodos, ambos impermeables, se coloca cuidadosamente el electrodo sobre el metal base, para iniciar el proceso de soldadura subacutica, formar el arco y fundir el electrodo sobre la pieza de metal. Este proceso permite que el electrodo o material de aporte, se funda con lapieza metlica, gracias a la energa trmica que se produce entre estos dos, generada por ms de 300 amperios, producidos por los generadores de corriente elctrica, requeridos para este proceso.

En cuanto al procedimiento para la soldadura subacutica seca o hmeda este inicia cuando la empresa contratante realiza una inspeccin del rea, con el buzo soldador, quien verifica el dao o requerimiento, en un informe enviado a la empresa contratista. De igual manera la empresa contratada, realiza una inspeccin del rea requerida, contrastando los informes, para delimitar las necesidades reales del problema. Adems de este primer informe, y debido a los posibles riesgos inherentes de la soldadura subacutica, en cuanto al ataque por depredadores, factores climticos y oleaje, para desarrollar la labor requerida, es necesario generar un informe conocido como Panorama de Riesgos, el cual determina las condiciones exactas, para el desarrollo del trabajo, y establecer los pormenores de la operacin, por parte de la empresa contratante y la contratada.

As como la soldadura de superficie requiere de una inspeccin posterior al trabajo realizado, por parte de un inspector calificado, el proceso de corte y soldadura subacutica, es verificado por un perito certificado, quien es contratado por la empresa que requiera la reparacin.Esta inspeccin del procedimiento, puede ser realizada mediante videos, para mostrar en su totalidad el procedimiento, o a travs de un informe realizado por el perito quien ha presenciado en su totalidad el proceso de soldadura subacutica, este procedimiento de inspeccin es necesario, pero no es requisito obligatorio en el desarrollo de la prctica subacutica. De ser necesario, se realizan pruebas de tensiones o pruebas no destructivas, para verificar el trabajo realizado.

GENERALIDADES.

La soldadura hmeda subacutica se hace sin ningn cerramiento sobre presionado, en contacto directo con el agua. Se usa el proceso por arco protegido, tambin se la conoce comopor electrodo. Se produce por el calor de un arco elctrico entre un electrodo metlico revestido con fundente y material resistente al agua- y la pieza de trabajo. En el centro del arco un intenso calor hace que gas plasma ionizado conduzca electricidad entre el electrodo y el material base, causando una reaccin qumica entre los componentes del revestimiento fundente, el metal base y el ambiente acutico. Esa reaccin produce desprendimiento de gases, estos crean un ambiente gaseoso que sostiene el arco y protege la soldadura fusionada de la contaminacin de la atmsfera ambiental.La versatilidad, velocidad y bajo costo de la soldadura hmeda hacen que este proceso se utilice mucho para soldaduras bajo el agua cuando la calidad promedio es aceptable. Se realiza sin dispositivos especiales.En los lugares donde las necesidades de reparacin son mayores en reas de agua salada, el xito de la soldadura hmeda aumenta enormemente ya que cuando ms alta es la salinidad de las aguas, mayor es la estabilidad del mtodo de soldadura hmeda. Las sales disueltas en el agua aumentan sus cualidades electrolticas, permitiendo de este modo un arco ms caliente y una soldadura ms eficiente.

EQUIPOS:

GENERADORES DE CORRIENTE ELCTRICA.El corte Arco/O2 bajo el agua y las operaciones de corte y soldadura por arco protegido se realizan, bsicamente, con el mismo equipo.Las fuentes de energa para el corte y soldadura subcuatica son generadores de corriente continua o rectificadores de, por lo menos, 300 amperes de capacidad. Sin embargo, para algunas operaciones pueden necesitarse ms de 400 y hasta 600 amperes.Es posible conectar dos o mas mquinas en paralelo para obtener la potencia requerida, para esto se deben chequear las instrucciones de cada aparato, y as emplear el circuito correcto.En situaciones de emergencia puede recurrirse a un generador de 300 amperes de corriente alternada, pero no es aconsejable, debido a que esta corriente no es tan segura como la corriente continua. Es mas fcil mantener el arco voltaico con corriente continua, en consecuencia se requerir mayor habilidad por parte del operador que utilice corriente alternada.Es necesario asegurarse de que la fuente de energa se halle en buen estado mecnico y elctrico, protegindola de la intemperie y debe posarse sobre una superficie seca de madera o algn material aislante.

Generadores T&R de 600 A Generador Miller Bobcat de 225 A

CRISTAL PROTECTOR OSCURO.

El ojo humano debe ser protegido contra la agresin de la luz. Una luz muy intensa deslumbra, pudiendo producir una momentnea ceguera, generando un grave riesgo para la salud.El ojo posee varios mecanismos psicolgicos de defensa contra el exceso de radiaciones solares o artificiales, estos mecanismos son bien conocidos y tienen que ver con los reflejos pupilares: la pupila se contrae considerablemente cuando es expuesta a una luz intensa. A esta accin fundamental se agrega la intervencin de los prpados que permite reducir la cantidad de flujo luminoso recibido por el ojo. Pero todos los reflejos resultan insuficientes contra las radiaciones ultravioletas infrarrojas.Estas radiaciones son tanto mas peligrosas para el ojo que las que ejercen una accin inmediata provocando reflejos de defensa: en muchos casos cuando pueden medirse los efectos traumticos ya es demasiado tarde. El infrarrojo emitido en cantidad excesiva, es absorbido por los medios oculares y provocan lagrimeo y dolor de cabeza. Los rayos ultravioletas de corta longitud de onda, provocan una accin eritemosa e inflamacin de la conjuntiva golpe de arco y oftalmia elctrica Para evitar esto, en todas las operaciones de corte y soldadura deben usarse lentes protectores de color verde oscuro. Estos protectores se agrupan en la normativa DIN y, cuanto mayor sea la intensidad del arco pueden ser de DIN 6 hasta el DIN 15.Los vidrios protectores pueden fijarse a los cascos y mscaras de buceo comercial mediante diferentes mecanismos diferenciados segn la marca que los fabrique.

Diferentes tamaos y mecanismos de lente.

TORCHAS Y PORTA ELECTRODOS.

Solamente deben usarse pinzas o torchas construidas para uso submarino, diseadas para soportar la mxima corriente requerida por los electrodos a usar, existiendo numerosas marcas.Algunas torchas para corte permiten ser usadas para soldar, cambiando la boquillas y mandriles.Las pinza portaelectrodo a utilizar debe reunir los requisitos de aislamiento y durabilidad necesarios para la corriente a emplear. Antes de cada uso debe ser inspeccionada en busca de partes desgastadas o daadas.

Pinza Broco Inc. BR-20

Pinza Aqua Thermic

Pinza MOS

OXGENO.

Se utiliza oxgeno de mxima pureza (99%) almacenado en cilindros, cargados a 150 atmsferas

NOTA: Cuando la profundidad excede los 100 mts, cada 10 pies de manguera requerida, agregar 1 psi a 90 psi necesarios en la torcha. Esto compensar las prdidas por friccin en las lneas. Adicionalmente, agregar 0,445 por cada pie de profundidad de trabajo para compensar la creciente presin hidrosttica.

MANGUERAS.Deben ser resistentes al envejecimiento y cambios de temperatura. Los colores caractersticos para las mangueras de O2 son azul, verde o negro. La manguera va desde el regulador de O2 hasta la torcha y debe ser de alta presin tipo Altipress o Dunlop para oxgeno, con un dimetro interior de 3/8. No debe usarse para otro gas (ej : aire comprimido) porque al volverla a utilizar con O2, los residuos aceitosos podran causar una explosin.

CABLES.Se usarn cables para soldadura de 1/0 para la torcha y la mordaza a tierra. La mordaza o abrazadera deber ser apta para trabajos submarinos. El cable de alimentacin y la manguera de O2 deben estar unidos mediante cinta tipo 3M o Silver Duck Tape cada 2 (33cm)

EQUIPOS DE COMUNICACIN.Es extremadamente importante que se emplee un sistema de comunicaciones de dos vas buzo superficie, esto adems de ser de comodidad para las maniobras de corte, es un factor clave con respecto a la seguridad del buzo operador.ELECTRODOS.Un tubo hueco de acero recubierto de cobre con hilos de aleacin de acero en su interior es el centro del proceso. Rizos circulares en el interior hueco del electrodo sostienen los hilos en su lugar. En un extremo del electrodo los hilos de acero son 2 (5,08cm) ms cortos que el tubo del electrodo para impedir el retorno de la llama.Al introducir el electrodo en la torcha, al accionar el O2, este fluye a travs del tubo y alrededor de los hilos de acero. Generalmente estos electrodos son de 18 (45,72cm) de largo. Existen tambin en medidas ms cortas, pero los ms largos mejoran el tiempo de uso de cada electrodo, hacindolos un 29% ms duraderos. Su dimetro puede ser de , capaces de agujerear hasta 6, remover soldaduras livianas y cortar material hasta una pulgada de ancho, y de 3/8 para cortar y agujerear piezas de mayor grosor, ranurar rajaduras y remover soldaduras pesadas. Estos ltimos tienen una capacidad de corte para acero de hasta 6 pulgadas.Estn envueltos con cinta aislante en toda su extensin para aislarlos elctricamente, excepto en sus extremos. El buzo operador puede torcer o doblar el electrodo para llegar a zonas difciles de la pieza a cortar.

Electrodos ultratrmicos scorpion Electrodos ultratrmicos Divex

CONSTRUCCIN NAVAL

Una gran cantidad de trabajos de soldadura bajo el agua se encuentran en la industria de la construccin naval. El soldador realiza una gran cantidad de tareas de soldadura y corte correspondientes a la construccin, reparacin o mantenimiento de buques de gran tamao. La mayor parte de estos puestos de trabajo de soldadura submarina estn situados en puertos o astilleros. Un trabajador en esta industria debe tener certificaciones de buceo y soldadura bajo el agua, as como de soldadura en seco. El ingreso medio para un buzo soldador comercial en esta industria es de US$27,91 por hora al 2009, segn la Oficina de Estadsticas Laborales.PETRLEO

Se emplea a los soldadores subacuticos para mantener y construir plataformas petrolferas. Los soldadores subacuticos que trabajan en las plataformas pueden ganar un promedio de US$28,58 por hora para los buceadores profesionales con habilidades de soldadura bajo el agua que trabajen para empresas mineras o de perforacin, segn la Oficina de Estadsticas Laborales. El trabajo requiere que el soldador viva en la plataforma durante largos perodos de tiempo y se traslade cuando se mueve el equipo de perforacin.

GAS

La industria de la perforacin de gas natural utiliza soldadores submarinos para montar y reparar las tuberas de gas y torres de perforacin. La Oficina de Estadsticas Laborales establece que los soldadores bajo el agua trabajando en el continente pueden hacer un ingreso promedio de US$15,63 por hora al 2009, pero en alta mar los soldadores submarinos ganan el doble. La mayor parte de estos puestos de trabajo se encuentran en los sitios de perforacin y se requiere realizar muchos viajes para el puesto.

Soldadura de tuberas de gas bajo el agua

ESPECIFICACIONES PARA SOLDADURA SUBACUTICA.NORMATIVA MUNDIAL PARA SOLDADURA HMEDA.Las especificaciones fueron subsecuentemente revisadas, pero an establecen cuatro categoras de soldaduras, identificadas como clase A, B, C y O. Estas clases son definidas de la siguiente forma:Soldaduras Clase A: son aquellas comparables con las realizadas sobre el agua con respecto a sus propiedades especficas y requerimientos testeados.Soldaduras Clase B: se designa as a aquellas soldaduras para aplicaciones menos crticas donde la baja ductilidad, gran porosidad y largas discontinuidades, pueden ser toleradas.Soldaduras Clase C: son aquellas para aplicaciones donde la cantidad de cordones no es la principal consideracin y satisfacen menores requerimientos que las clase A, B y O.Soldaduras Clase O: son las que deben reunir los requerimientos de otros cdigos o especificaciones.Mientras que las soldaduras clase B y C son logradas fcilmente mediante estos procesos, la produccin de soldaduras clase A no haba sido posible a causa de la dificultad de reunir todas las propiedades mecnicas y visuales detalladas en los requerimientos de la ANSI/AWS D3.6-83. En septiembre de 1999 un grupo de empresas contratistas de salvamento, se uni en un ambicioso programa (devendido en histrico) de soldadura submarina,. El programa inclua un entrenamiento intensivo para buzos soldadores, produccin de procedimientos de soldadura, y finalmente calificacin a los soldadores. Estos lograron ser el primer grupo en ofrecer calidad de superficie, soldaduras estructurales como las especificadas en el ANSI/AWS D3.6M:1999 Specification for Underwater Welding for Class A welds , lo que prob que la calidad de las soldaduras de superficie puede obtenerse tambin de la soldadura submarina, lo que represent un significativo paso adelante y permiti que las reparaciones mediante soldadura hmeda en buques a flote fuera aceptada como permanente.

SEGURIDAD EN OPERACIONES DE CORTE Y SOLDADURA SUBACUTICOS.A. PROTECCIN DEL BUZO.Es de gran importancia que la vestimenta del buzo tenga la mxima proteccin contra choques elctricos o heridas en los ojos por los arcos elctricos. Adems de las medidas de seguridad que involucra cada proceso de corte o soldadura en particular, deben observarse ciertas reglas en lo que respecta a la vestimenta.El buzo debe estar ntegramente vestido con traje de buceo que lo aisle totalmente de todos los circuitos elctricos. La mxima proteccin se logra con un traje seco, hermtico, con un casco de buceo tipo Super Lite 27. Obviamente el traje debe estar en buenas condiciones y sin rasgaduras; y es obligatorio el uso de guantes de goma, ltex, neoprene o caucho vulcanizado.Un chequeo regular del casco o mscara de buceo y sus vlvulas metlicas es recomendable para verificar si existen deterioros por efectos de la electrlisis. Los cristales para proteccin de los ojos son indispensables para todas las operaciones de corte y soldadura, sin excepciones.

B. PRECAUCIONES GENERALES.Deben seguirse ciertas reglas generales en todo proceso de corte y soldadura submarino,A - El equipo para trabajar bajo el agua solo debe ser usado por un buzo calificado,B - El buzo debe estar comunicado con superficie (tender) mediante sistema telefnico seguro con amplificador de voz.C El buzo debe comprender y poseer cierta habilidad en los procesos de corte y soldadura sobre la superficie, antes de comenzar un trabajo sumergido.D Deber usarse solamente equipo diseado y aprobado para uso submarino y seguir cuidadosamente las instrucciones operativas de fbrica.E La cantidad de auxiliares y buzos que compongan el equipo de buceo para las operaciones de corte y soldadora submarinos lgicamente depender de las dimensiones del proyecto, pero como mnimo consistir de un buzo soldador y un tender en superficie.F Todas las precauciones necesarias para el corte y soldadura de un objeto que pueda contener elementos inflamables y/o explosivos son aplicables al trabajo bajo el agua. Es obligatorio que antes de cortar o soldar en un compartimento cerrado o esquina, se provean los medios para permitir el escape de gases acumulados.G No debe permitirse ningn tipo de tarea en la superficie del rea en la cual el buzo trabajar. Esta rea debe ser un crculo con un radio por lo menos igual a la profundidad de las operaciones submarinas.H Siempre que sea posible, es recomendable que el buzo trabaje de pie o apoyado sobre una estructura firme o andamio mientras se halle desarrollando su tarea.I Las mangueras y umbilicales no deben entorpecer la libre tarea del buzo y de debe evitar la excesiva flojedad en las lneas, mantenindolas libres de la zona de corte y soldadura.J El buzo nunca debe dar la espalda a la conexin a tierra.K El buzo nunca deber ubicarse de forma tal que se haga parte del circuito secundario al colocarse entre el electrodo y la pieza donde se est trabajando.L Jams sostener la torcha de forma tal que el electrodo apunte hacia el buzo.M Se deber tener precaucin en no tocar el casco con el electrodo o cualquier otra parte del portaelectrodos o torcha que no est aislado.N Una vez que se consume el electrodo, no se debe remover el resto del mismo hasta que no se haya recibido la confirmacin de que se corto la corriente por parte del tender. El tender no dar la confirmacin hasta que no haya interrumpido el circuito y la corriente est cortada.O El buzo siempre debe retirar el electrodo de la torcha o portaelectrodos antes de regresarlas a la superficie.P Todas las operaciones debern estar correctamente iluminadas y an ms si se realizan en aguas turbias o en horarios nocturnos.

17