Jhonatan guzman rojas
http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi2000/santa-fe-sur/ensayodemateriales/index.htm
Procedimiento:
Primero entramos e http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi2000/santa-fe-sur/ensayodemateriales/index.htm , entramos en el link ensayos , copiamos parte pero no sin antes leer y lo pegamos en Word.
Segundo entramos en el blog de el profesor y entrar también el al de nosotros .
Tercero consultar http://www.mailxmail.com/curso/vida/soldaduras y descargar partes de archivos para después subirlas a blog
ENSAYO DE MATERIALES
DESARROLLO
En esta sección se encontrara con una gran cantidad de ensayo realizados en nuestra escuela con equipamiento propio, la realización fue hecha en el marco de la Feria Juveniles de Ciencia y Tecnología Nacionales del año 1997 por los alumnos De Souza Santos Mauricio Javier, Eguia Ezequiel Marcos y Garquichevich Diego Gaspar todos ya Técnicos Mecánicos recibidos en nuestra escuela.
Las actividades llevadas a cabo para realizar este estudio consistieron, primero, en recabar toda la información referida a cada una de las experiencias.
Luego la realización de las experiencias prácticas con la obtención de los datos que caracterizan a cada material en estudio. Para la realización de los ensayos se debieron mecanizar 32 probetas (en el taller de nuestra escuela) todas las éstas según normas, partiendo únicamente de dos barras, una de cada material.
Esta sección se encontrara con el análisis completo de dos aceros: el SAE 1015 (acero al Carbono con 0,15 % C) y el SAE 1045 (acero al Carbono con 0,45 % C).. Comprobaremos el comportamiento de los acero sometido a solicitaciones distintas, el de mayor % de C, debido a sus características soporta tensiones más elevadas en los distintos tipos de ensayos [Ensayo de Tracción, Compresión, Flexión y Corte] y además tiene, indudablemente, deformaciones menores que su similar. La dureza va en incremento con el % de C lo que implica una diferencia a favor del SAE 1045 [Ensayo de Dureza]. Sometido a grandes deformaciones estáticas [Ensayo de plegado], no hay grandes discrepancias ya que la diferencia de % de C de su estructura no es grande como para hablar de un material dúctil y otro frágil, pero si, la hora de evaluar la energía necesaria para producir la ruptura [Ensayo de Impacto] los valores son mayores para el material más tenaz como el de menor % de C. En la solicitación dinámica [Ensayo de Fatiga] el acero SAE 1045 soportar más número de ciclos que el SAE 1015 aún con tensiones más elevadas. El trabajo esta completado con un Análisis Químico completo y un Examen Metalográfico para saber con certeza con que materiales trabajamos.
ANÁLISIS QUÍMICO
Trabajamos con aceros provenientes de dos barras, una de cada material; el material fue provisto por un comercio el cual garantiza las características pedidas. Pero para asegurarnos que trabajábamos con el material especificado se le realizará un análisis químico que tiene como objeto obtener los % de cada uno de los componentes que lo integran.
ANÁLISIS QUÍMICO DE LAS PROBETAS DE NUESTRO ESTUDIO.
En nuestro caso recurrimos al Instituto DAT (Dirección de asesoramiento y servicio tecnológico) ya que el instrumento de la escuela no es tan completo en función a los elementos que detecta. Se realizo en un Espectrofotometro de Admisión (para base hierro, o sea para solo análisis químicos de materiales ferrosos), marca SPECTROLAB. El análisis consiste en una chispa que ataca la muestra y lee el espectro que en función de la longitud de onda de este espectro se determina los componentes. El chispeo se realiza en varios lugares de la muestra con una atmósfera de Argón para eliminar el oxigeno.
METALOGRAFIA
La metalografía estudia la estructura de los metales y sus aleaciones estos tienen un enorme campo de aplicación en las construcciones mecánicas y metálicas.
EXAMEN MICROGRAFICO
Los ensayos micrográficos se realizan sobre muestras o probetas de los materiales que han de ser sometidos a estudio, preparamos una superficie que luego de ser pulida convenientemente, se ataca con reactivos químicos apropiados a la finalidad de la determinación a realizar.
Si el examen se ejecuta para analizar una fractura, la que se sospecha provocada por irregularidades en el material, las muestras deberán ser por lo menos dos, una de la propia fractura y otra de una zona intacta de la misma pieza, con el objeto de observar y comparar las modificaciones que ha sufrido la estructura y de las que se podrán deducir y contar con una mayor cantidad de datos, es necesario tener en cuenta además, los tratamientos recibidos por la pieza en su fabricación, como forjado, laminado, recocido, temple, etc. pues en muchos casos (forjado y laminado) es beneficio contar con muestras en las distintas direcciones de sus fibras. Como se ha indicado, el estudio en si se hace sobre superficies convenientemente preparadas de dichas muestras o probetas. Esta preparación consistente en llegar a un pulido casi perfecto, para lo cual se parte de un desbaste que podríamos llamar grueso, con el fin de aplanar la superficie, lo que se consigue con un ajuste a lima o con el auxilio de devastadoras mecánicas de diseño especial.
Los reactivos químicos y sus finalidades son muy variadas, pero en principio se busca con ellos la revelación, por coloración o por corrosión, de los distintos componentes de una estructura metalografica para poder diferenciarlos con facilidad. Por lo general, están constituidos por ácidos, álcalis, etc. diluidos en alcoholes, agua, glicerina, etc. Y su elección se hará de acuerdo con la naturaleza química la estructura a destacar en la muestra.
Con tal fin, una vez pulida la superficie se hará en agua caliente, frotándola con un algodón o tela suave para quitarle todo rastro de las operaciones anteriores o grasitud que pueda presentar, concluyendo esta limpieza con alcohol etílico o solvente similar y secándola con un soplado de aire caliente.
Las fotografías obtenidas de estos exámenes, genéricamente llamados “Microfotografías “, se logran con la ayuda del microscopio metalográfico, cuyos principios ópticos y de observación no difieren mayormente de los comunes. En él, con iluminación adecuada de una, se observa por reflexión (los rayos luminosos al incidir sobre el objeto se refleja hacia el ocular), la imagen de la superficie atacada, a través de un sistema de lentes con los que se amplifica según lo que requiera la observación.
Por otra parte, con la observación de las estructuras micrográficas y por comparación con microfotográfias, es posible deducir el contenido aparente de carbono, finura y variedad de los componentes, clasificación de aceros, reconocer las inclusiones por defectos de fabricación (óxidos, silicatos, oxisulfuros, silicoaluminatos), etc
TRACCIÓN
Un cuerpo se encuentra sometido a tracción simple cuando sobre sus secciones transversales se le aplican cargas normales uniformemente repartidas y de modo de tender a producir su alargamiento.
Por las condiciones de ensayo, el de tracción estática es el que mejor determina las propiedades mecánicas de los metales, o sea aquella que definen sus características de resistencia y deformabilidad. Permite obtener, bajo un estado simple de tensión, el límite de elasticidad o el que lo reemplace prácticamente, la carga máxima y la consiguiente resistencia estática, en base a cuyos valores se fijan los de las tensiones admisibles o de proyecto (sadm.)y mediante el empleo de medios empíricos se puede conocer, el comportamiento del material sometidos a otro tipo de solicitaciones (fatiga, dureza, etc.).
Cuando la probeta se encuentra bajo un esfuerzo estático de tracción simple a medida que aumenta la carga, se estudia esta en relación con las deformaciones que produce. Estos gráficos, permiten deducir sus puntos y zonas características revisten gran importancia, dicho gráfico se obtiene directamente de la máquina.
Un caso típico es el diagrama que nos presenta el gráfico de un acero dúctil indicado en la figura, en donde el eje de las ordenadas corresponde a las cargas y el de la abscisas al de las deformaciones longitudinales o alargamientos en milímetros. 1) Periodo elástico
Se observa en el diagrama que el comienzo, desde el punto O hasta el A, esta representado por una recta que nos pone de manifiesto la proporcionalidad entre los alargamientos y las cargas que lo producen (Ley de Hooke). Dentro de este periodo y proporcionalmente hasta el punto A, los aceros presentan la particularidad de que la barra retoma su longitud inicial al cesar la aplicación de la carga, por lo que recibe indistintamente el nombre de periodo de proporcionalidad o elástico.
2) Zona de alargamiento seudoelástico
Para el limite proporcional se presentan un pequeño tramo ligeramente curvo AB, que puede confundirse prácticamente con la recta inicial, en el que los alargamientos elásticos se les suma una muy pequeña deformación que presenta registro no lineal en el diagrama de ensayo. La deformación experimentada desde el limite proporcional al B no solo alcanza a valores muy largos, si no que fundamentalmente es recuperable en el tiempo, por lo que a este punto del diagrama se lo denomina limite elástico o aparente o superior de fluencia.
3) Zona de fluencia o escurrimiento
El punto B marca el inicio de oscilaciones o pequeños avances y retrocesos de la carga con relativa importante deformación permanente del material. Las oscilaciones en este periodo denotan que la fluencia no se produce simultanea mente en todo el material, por lo que las cargas se incrementan en forma alternada, fenómeno que se repite hasta el escurrimiento es total y nos permite distinguir los “limites superiores de fluencia”. El limite elástico aparente puede alcanzar valores de hasta el 10 al 15 % mayores que el limite final de fluencia.
4) Zona de alargamiento homogéneo en toda la probeta.
Más allá del punto final de fluencia C, las cargas vuelven a incrementarse y los alargamientos se hacen más notables, es decir que ingresa en el período de las grandes deformaciones, las que son uniformes en todas las probetas hasta llegar a D, por disminuir, en igual valor en toda la longitud del material, la dimensión lineal transversal. El final de período de alargamiento homogéneo queda determinado por la carga máxima, a partir de la cual la deformación se localiza en una determinada zona de la probeta, provocando un estrechamiento de las secciones que la llevan a la rotura, al período DE se lo denomina de estricción. En la zona plástica se produce, por efecto de la deformación, un proceso de endurecimiento, conocido con el nombre de “ acritud “, que hace que al alcanzar el esfuerzo la resistencia del metal, éste al deformarse adquiere más capacidad de carga, lo que se manifiesta en el gráfico hasta el punto D.
5) Zona de estricción
En el período de estricción, la acritud, si bien subsiste, no puede compensar la rápida disminución de algunas secciones transversales, produciéndose un descenso de la carga hasta la fractura.
COMPRESION
El ensayo de compresión es poco frecuente en los metales y consiste en aplicar a la probeta, en la dirección de su eje longitudinal, una carga estática que tiende a provocar un acortamiento de la misma y cuyo valor se irá incrementando hasta la rotura o suspensión del ensayo.
El diagrama obtenido en un ensayo de compresión presenta para los aceros, al igual que el de tracción un periodo elástico y otro plástico.
En los gráficos de metales sometidos a compresión, que indica la figura siguiente obtenidas sobre probetas cilíndricas de una altura doble con respecto al diámetro, se verifica lo expuesto anteriormente, siendo además posible deducir que los materiales frágiles (fundición) rompen prácticamente sin deformarse, y los dúctiles, en estos materiales el ensayo carece de importancia, ya que se deforman continuamente hasta la suspención de la aplicación de la carga, siendo posible determinar únicamente, a los efectos comparativos, la tensión al limite de proporcionalidad.
En los gráficos de metales sometidos a compresión, que indica la figura siguiente obtenidas sobre probetas cilíndricas de una altura doble con respecto al diámetro, se verifica lo expuesto anteriormente, siendo además posible deducir que los materiales frágiles (fundición) rompen prácticamente sin deformarse, y los dúctiles, en estos materiales el ensayo carece de importancia, ya que se deforman continuamente hasta la suspensión de la aplicación de la carga, siendo posible determinar únicamente, a los efectos comparativos, la tensión al limite de proporcionalidad.
PROBETAS PARA COMPRESIÓN DE METALES
En los ensayos de compresión, la forma de la probeta tiene gran influencia, por lo que todos ellos son de dimensiones normalizadas.
El rozamiento con los platos de la maquina hace aparecer, como dijimos, un estado de tensión compuesta que aumenta la resistencia del material, la influencia de estas tensiones va disminuyendo hacia la sección media de la probeta, razón por la cual se obtiene mejores condiciones de compresión simple cuando están se presenta con forma prismáticas o cilíndricas de mayores alturas, las que se limitan, para evitar el efecto del flexionamiento lateral debido al pandeo.
DETERMINACIONES A EFECTUAR EN UN ENSAYO DE COMPRESIÓN
En general es posible efectuar las mismas determinaciones que en el ensayo de tracción, por lo que solo insistiremos en las más importantes.
Resistencia estática ala compresión:
Tensión al limite proporcional:
En los metales muy maleables, que se deforman sin rotura, la tensión al límite proporcional resulta el único valor empleado a los fines comparativos.
Tensión al límite de aplastamiento:
El valor de Pf que corresponde al límite de aplastamiento es equivalente al de fluencia por tracción, no presentándose en forma tan nítida como este ni aun en los aceros muy blandos, por lo que generalmente se calcula, en su reemplazo, la tensión de proporcionalidad.
Acortamiento de rotura
correspondiente al alargamiento de rotura por tracción.
Ensanchamiento transversal.
Corresponde a la estricción en tracción.
ENSAYO DE COMPRESIÓN A LOS ACEROS SAE 1015 Y SAE 1045
Se realizó en la máquina de Ensayos Baldwin con los dispositivos de compresión (foto Nº 4). Del diagrama solo se pueden obtener valores de carga y no de deformación, ya que no se dispone del compresómetro (mide acortamientos en la probeta).
Ambas probetas tienen dimensiones iniciales idénticas:
hi (altura) = 30 mm
di (diámetro inicial) = 20 mm => Si = 314,16 mm²
Según la norma ASTM E9-81 la probeta se denomina probeta corta (ho = 0,8 a 2 do).
Ensayo de compresión en el material SAE 1015
Del diagrama:
Pp = Esc.P . 120 mm = 125 Kg/mm . 120 mm = 15000 Kgf
sP = Pp/Si = 15000 Kgf/314,16 mm² = 47,75 Kgf/mm²
Los valores siguientes corresponden cuando el ensayo se suspendió a los 25000 Kgf
df = 24,43 mm => Sf = 468,74 mm² y hf = 21,38 mm
Observación:
El ensayo se suspendió a los 25000 Kgf debido a que la probeta se puede comprimir indefinidamente (material muy dúctil).
Para esta carga el acortamiento (d%) y el ensanchamiento (y%) fue:
Ensayo de compresión en el material SAE 1045
Pp = EscP . 137 mm = 125 Kgf/mm . 137 mm = 17125 Kgf
sP = 17125 Kgf / 314,16 mm² = 54,51 Kgf/mm²
Los valores al suspender el ensayo para 25000 Kgf son:
df = 20,83 mm² => Sf = 340,45 mm² y hf = 27,42 mm
(Valores de acortamiento y ensanchamiento al suspender el ensayo (a 25000 Kgf):
Debido a que los ensayos no se finalizaron no se puede calcular el acortamiento de rotura y la resistencia estática a la compresión.
Los siguientes diagramas son los correspondientes a los ensayos realizados en el SAE 1015 y el SAE 1045.
jueves, 24 de abril de 2008
ENSAYO DE MATERIALES
viernes, 7 de marzo de 2008
$ SOLDADURA PROSESO INOXIDABLE GTAW
Soldadura de un acero inoxidable Duplex 2205 por el proceso de soldadura GTAW
Arturo Ramírez, Silvia Cerpa, Gelin Mejias, José B. León *, Amado Quintero * Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de los Materiales, Facultad de Ingeniería, Universidad Central de Venezuela (UCV). Apartado Postal 47885, Los Chaguaramos, Caracas 1045, Venezuela. * E-mail: leons@ucv.ve, quintera@.ucv.ve Publicado On-Line: 11-Dic-2006 Disponible en: www.polimeros.labb.usb.ve/RLMM/home.html
Resumen La sustitución de aceros inoxidables ferríticos y austeníticos por Aceros Inoxidables Dúplex (DSS) en la fabricación de componentes industriales, tiene su origen en la excelente combinación entre las propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión de los DSS, de allí el interés por el estudio de estos materiales y su soldadura. En la actualidad este tipo de aceros está siendo utilizado con más frecuencia en la industria química, petrolera y petroquímica particularmente en refinerías debido a su alta resistencia al fenómeno de corrosión por picaduras. En este trabajo se realizó la soldadura de seis cupones de Acero Inoxidable Dúplex 2205 de 0,6 cm de espesor por el proceso de arco con protección gaseosa y electrodo de tungsteno (GTAW), empleando material de aporte. Se determinaron los parámetros de soldadura, como lo son: la corriente y longitud de arco, la velocidad de avance y la separación de raíz, con el fin de realizar el menor número de pases posibles para evitar daño en la microestructura. Posteriormente se determinó el efecto de la velocidad de enfriamiento sobre el cordón de soldadura, sometiendo el cupón soldado a dos medios de enfriamiento distintos (agua y aire agitado). En conclusión se logró soldar por el proceso GTAW, obteniéndose cordones de soldadura con buena penetración, buen acabado superficial y excelentes propiedades mecánicas. Adicionalmente se observó en el pase de raíz la presencia de austenita con morfología globular, resultado de un tratamiento térmico, debido al calentamiento del cordón base cuando se lleva a cabo el pase de relleno. Palabras clave: Acero Inoxidable Dúplex, 2205, GTAW, Austenita globular.
Abstract Ferritic and austenitic stainless steels substitution by Duplex Stainless Steels (DSS) in the manufacture of industrial components has its origin in the excellent combination of mechanical properties and corrosion resistance of the DSS. From this point of view, there is great interest in the study of these materials and their welding. At present, these steels are being used very frequently in the chemical and petrochemical industry, and particularly in oil refining plants due to their high pitting corrosion resistance. In this work, gas tungsten arc welding (GTAW) was performed on sheets of 2205 duplex stainless steel of 0.6 cm-thick using filler metal. Welding parameters such as current and arc length, welding speed and root separation were determined previously with the purpose of getting the minimum number of welding passes in order to avoid microstructural damage due to overheating. Later, the effect of the cooling speed on the weld microstructure and properties was determined subjecting the welded coupons to two different cooling rates (water and blowed air). From this work welded 2205 duplex stainless steel by GTAW samples were obtained with good penetration, good surface finishing and excellent mechanical properties. Additionally, it was observed that secondary austenite with globular morphology in the root pass in contrast to the typical Widmastätten morphology of the secondary austenite. It is thought that this austenite morphology change in the root pass is the result of the heat treatment carried out by the top pass on the root pass. Keywords: Steel Stainless Duplex, 2205, GTAW, Globular austenite.
Recibido: 28-Ene-2006; Revisado: 02-Nov-2006; Aceptado: 03-Nov-2006
1. INTRODUCCIÓN La soldadura por arco eléctrico con gas de protección y electrodo no consumible de tungsteno, mejor conocido como GTAW o TIG, es un proceso en el cual se funde el metal a soldar, a través del calentamiento producto de la formación de un arco eléctrico, entre un electrodo de tungsteno y de la pieza. En este proceso se utiliza un gas inerte para protección del charco de soldadura y del electrodo, siendo opcional la adición de material de aporte. El proceso de soldadura GTAW puede ser usado para soldar aceros al carbono e inoxidables, aluminio, magnesio, cobre, etc [1,2]. El Acero Inoxidable Dúplex 2205 posee una microestructura constituida básicamente por las fases mayoritarias ferrita y austenita en proporciones aproximadamente iguales. Esta microestructura proporciona a los aceros inoxidables dúplex propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión superior a otros tipos de aceros inoxidables, lo cual ha traído como consecuencia el incremento en la utilización de los mismos para la fabricación de componentes industriales [3]. En la actualidad este tipo de aceros esta siendo utilizado con más frecuencia en la industria química, petrolera y petroquímica particularmente en refinerías debido a su alta resistencia al fenómeno de corrosión por picaduras. Cuando se manufacturan o se reparan piezas comúnmente se emplean dispositivos soldados, por esta razón es importante el estudio del efecto del proceso de soldadura sobre la microestructura y propiedades del Acero Inoxidables Dúplex 2205. En este trabajo se realizó la soldadura en láminas de Acero Inoxidable Dúplex 2205 (40 x 10 x 0,6 cm) soldadas por el proceso (GTAW), empleando material de aporte de 1,6 mm de diámetro. Inicialmente se determinaron los parámetros de operación tales como; corriente y longitud de arco, velocidad de avance y separación de raíz. Luego de haber encontrado las condiciones óptimas, se determinó el efecto de la velocidad de enfriamiento postsoldadura sobre las propiedades de la junta soldada.
2. PARTE EXPERIMENTAL 2.1 Materiales y Equipo Se emplearon láminas de 6 mm de espesor de un Acero Inoxidable Dúplex 2205 (UNS 31803), a las cuales se les realizó un bisel en "V" en ángulo de 60° y talón de 2 mm. Se utilizó material de aporte del tipo 22.8.3.L de 1,6 mm de diámetro. Es importante señalar que el diámetro del alambre o material de aporte recomendado en la literatura es de 3,2 mm y el diámetro del material disponible la mitad de lo sugerido, siendo necesario trenzar dos alambres para solventar el inconveniente. La Tabla 1 muestra la composición química del metal base y de aporte empleado en esta investigación. Nótese que el material de aporte empleado es sobre-aleado, es decir, posee un contenido en níquel mayor que el del metal base, con el fin de favorecer la formación de austenita en la zona de fusión durante el enfriamiento rápido que ocurre en esta zona. Como gas de protección se empleo argón puro, por ser inerte y se ioniza fácilmente. La máquina de soldadura utilizada es marca ESAB, modelo 350 AC/DC Heliwelder Plus Square Wave, fabricado por ESAB Welding; U.S.A. El electrodo de tungsteno usado es del tipo EWTh-2.
Tabla 1: Composición química del material base y material de aporte empleados. Elemento(%) Material Base Material de.
© 2008 Instituto Universitario de Tecnología "Dr. Federico Rivero Palacio"
$ PROYECTO ECUATORIANO PARA LAS SOLDADURAS
PROYECTO DE REGLAMENTO TÉCNICO ECUATORIANO DE SOLDADURA ESTRUCTURAL DE ACERO
1. OBJETO
1.1 Este Reglamento Técnico establece los requisitos que deben cumplir el personal, materiales, procedimientos pertinentes y procesos que intervienen en las actividades de soldadura estructural de acero, con la finalidad de prevenir los riesgos para la seguridad y vida de las personas y de los animales, el medio ambiente y la propiedad, y las prácticas que puedan inducir al error a los usuarios.
2. CAMPO DE APLICACIÓN
2.1 El presente Reglamento se aplica al personal, materiales, y procedimientos a seguirse para la fabricación de soldaduras en miembros o elementos estructurales de acero para edificios, galpones, naves industriales, puentes vehiculares y otras estructuras de acero utilizadas en la República del Ecuador
2.2 Este Reglamento Técnico no se aplica para soldadura de acero inoxidable.
2.3 Los electrodos, material de aporte y fundentes relacionados con el presente Reglamento Técnico se clasifican en las siguientes partidas arancelarias:
DESCRIPCIÓN CL CLASIFICACIÓN DESCRIPCIÓN
8311.10 Electrodos recubiertos para soldadura de arco, de metal común.
8311.20.00 Alambre <>(aporte) para soldadura de arco, de metal común.
8311.30.00 Varillas recubiertas y alambre <>(aporte) para soldar al soplete, de metal común.
8311.90.00 Los demás, incluidas las partes.
3810.90.10 Flujos y demás preparaciones auxiliares para soldar metal.
3810.90.20 Preparaciones de los tipos utilizados para recubrir o rellenar electrodos o varillas de soldadura.
3. DEFINICIONES
3.1 Para efectos de aplicación de este Reglamento Técnico, se consideran las definiciones de la norma AWS A3.0 y las que a continuación se detallan:
3.1.1 AASHTO. Asociación Americana de oficiales del Transporte y Autopistas Estatales (American Association of State Highway and Transportation Officials).
3.1.2 AWS. Sociedad Americana de Soldadura ( American Welding Society).
3.1.3 Especificación de procedimiento de soldadura WPS. Documento técnico informativo que explica las características que debe tener un procedimiento de soldadura específico, previamente calificado o recomendado (precalificado) por un código respectivo.
3.1.4 END. Ensayo(s) no destructivo(s), como por ejemplo inspección visual, ensayos ultrasónicos, ensayos con partículas magnéticas, ensayos con tintas penetrantes, ensayos radiográficos.
3.1.5 Calificación de procedimientos de soldadura. Proceso para evaluar la validez de un procedimiento de soldadura.
3.1.6 Calificación del personal de soldadura. Procedimiento para evaluar la habilidad del personal que trabaja directamente en el proceso de soldadura (mano de obra directa), sean soldadores, operarios de soldadura o soldadores de ensamble.
3.1.7 Código AWS D1.1. Documento normativo de la AWS que contiene las especificaciones de soldadura estructural de acero (Structural Welding Code- Steel).
3.1.8 Código AWS D1.3. Documento normativo de la AWS que contiene las especificaciones de soldadura estructural de láminas de acero (Structural Welding Code- Sheet Steel).
3.1.9 Código AASHTO/AWS D1.5. Documento normativo de la AASHTO y la AWS que contiene las especificaciones de soldadura de puentes (Bridge Welding Code).
3.1.10 Desregularización. Acto administrativo que cambia el carácter de una norma obligatoria a norma voluntaria. También puede significar la derogatoria de un reglamento técnico o de un procedimiento de evaluación de la conformidad.
3.1.11 Heat input.
3.1.12 Ingeniero de soldadura. Es el profesional calificado y designado que actúa para, y en nombre de, el dueño de la obra en todos asuntos dentro del alcance del presente Reglamento Técnico.
3.1.13 Inspector de soldadura. Es el profesional colegiado, calificado y designado, que actúa para, y en nombre de, el contratista en todos los asuntos de inspección y calidad de soldadura dentro del alcance del presente Reglamento Técnico.
3.1.14 Organismo calificador de inspectores de soldadura. Organismo acreditado o reconocido conforme a lo establecido en las disposiciones y leyes vigentes para calificar inspectores de soldadura.
1. OBJETO
1.1 Este Reglamento Técnico establece los requisitos que deben cumplir el personal, materiales, procedimientos pertinentes y procesos que intervienen en las actividades de soldadura estructural de acero, con la finalidad de prevenir los riesgos para la seguridad y vida de las personas y de los animales, el medio ambiente y la propiedad, y las prácticas que puedan inducir al error a los usuarios.
2. CAMPO DE APLICACIÓN
2.1 El presente Reglamento se aplica al personal, materiales, y procedimientos a seguirse para la fabricación de soldaduras en miembros o elementos estructurales de acero para edificios, galpones, naves industriales, puentes vehiculares y otras estructuras de acero utilizadas en la República del Ecuador
2.2 Este Reglamento Técnico no se aplica para soldadura de acero inoxidable.
2.3 Los electrodos, material de aporte y fundentes relacionados con el presente Reglamento Técnico se clasifican en las siguientes partidas arancelarias:
DESCRIPCIÓN CL CLASIFICACIÓN DESCRIPCIÓN
8311.10 Electrodos recubiertos para soldadura de arco, de metal común.
8311.20.00 Alambre <
8311.30.00 Varillas recubiertas y alambre <
8311.90.00 Los demás, incluidas las partes.
3810.90.10 Flujos y demás preparaciones auxiliares para soldar metal.
3810.90.20 Preparaciones de los tipos utilizados para recubrir o rellenar electrodos o varillas de soldadura.
3. DEFINICIONES
3.1 Para efectos de aplicación de este Reglamento Técnico, se consideran las definiciones de la norma AWS A3.0 y las que a continuación se detallan:
3.1.1 AASHTO. Asociación Americana de oficiales del Transporte y Autopistas Estatales (American Association of State Highway and Transportation Officials).
3.1.2 AWS. Sociedad Americana de Soldadura ( American Welding Society).
3.1.3 Especificación de procedimiento de soldadura WPS. Documento técnico informativo que explica las características que debe tener un procedimiento de soldadura específico, previamente calificado o recomendado (precalificado) por un código respectivo.
3.1.4 END. Ensayo(s) no destructivo(s), como por ejemplo inspección visual, ensayos ultrasónicos, ensayos con partículas magnéticas, ensayos con tintas penetrantes, ensayos radiográficos.
3.1.5 Calificación de procedimientos de soldadura. Proceso para evaluar la validez de un procedimiento de soldadura.
3.1.6 Calificación del personal de soldadura. Procedimiento para evaluar la habilidad del personal que trabaja directamente en el proceso de soldadura (mano de obra directa), sean soldadores, operarios de soldadura o soldadores de ensamble.
3.1.7 Código AWS D1.1. Documento normativo de la AWS que contiene las especificaciones de soldadura estructural de acero (Structural Welding Code- Steel).
3.1.8 Código AWS D1.3. Documento normativo de la AWS que contiene las especificaciones de soldadura estructural de láminas de acero (Structural Welding Code- Sheet Steel).
3.1.9 Código AASHTO/AWS D1.5. Documento normativo de la AASHTO y la AWS que contiene las especificaciones de soldadura de puentes (Bridge Welding Code).
3.1.10 Desregularización. Acto administrativo que cambia el carácter de una norma obligatoria a norma voluntaria. También puede significar la derogatoria de un reglamento técnico o de un procedimiento de evaluación de la conformidad.
3.1.11 Heat input.
3.1.12 Ingeniero de soldadura. Es el profesional calificado y designado que actúa para, y en nombre de, el dueño de la obra en todos asuntos dentro del alcance del presente Reglamento Técnico.
3.1.13 Inspector de soldadura. Es el profesional colegiado, calificado y designado, que actúa para, y en nombre de, el contratista en todos los asuntos de inspección y calidad de soldadura dentro del alcance del presente Reglamento Técnico.
3.1.14 Organismo calificador de inspectores de soldadura. Organismo acreditado o reconocido conforme a lo establecido en las disposiciones y leyes vigentes para calificar inspectores de soldadura.
$ DEFECTOS DE LA SOLDADURA GTAW
DISCONTINUIDADES, DEFECTOS, APLICACIÓN DE NORMAS
NOTA: este material ha sido en parte extraído de un curso interno de ANCAP, por lo cual muchas de las referencias que se hacen son a normas y criterios utilizados en dicha empresa, en particular en la División Industrialización Combustibles y Lubricantes.
Como inicio del capítulo relacionado con los defectos veamos algunos elementos genéricos presentes en las soldaduras: comenzamos con un croquis del metal de soldadura y su ZAC, seguimos con la nomenclatura de las soldaduras a tope y la nomenclatura de las soldaduras tipo filete, y terminamos con las dimensiones de las soldaduras filete.
Toda soldadura tiene una zona crítica que es la raíz de la soldadura, de manera que aquí se adjuntan unas figuras con raíces de soldaduras a tope y filete.
Para introducir el tema “defectos en las soldaduras” es necesario, a los efectos de evitar errores de interpretación, comenzar definiendo términos tales como discontinuidad, defecto, indicación, método de ensayo, evaluación de indicaciones, etc.:
Discontinuidad - Falta de continuidad; falta de cohesión (de unión); interrupción en la estructura física normal del material o producto.
Defecto - Discontinuidad cuyo tamaño, forma, orientación, ubicación o propiedades son inadmisibles para alguna norma específica.
En particular, al realizar un ensayo no destructivo (END) se cataloga como defecto a toda discontinuidad o grupo de discontinuidades cuyas indicaciones no se encuentran dentro de los criterios de aceptación especificados por la norma aplicable.
Indicación - Respuesta o evidencia de una discontinuidad resultante de la aplicación de un END.
Evaluación de Indicaciones - Proceso en el cual se decide la severidad del estado de la parte o pieza, luego de que la indicación ha sido interpretada. De la interpretación surgirá que la indicación es irrelevante o es una discontinuidad, y en este último caso surgirá que es un defecto o no. Dicha evaluación lleva a decidir, entonces, si la parte o pieza debe ser rechazada, reparada o aceptada para su uso.
Indicaciones Irrelevantes - Las condiciones que las causan están presentes por diseño, por accidente, o por otras características de la pieza que no tienen relación con el defecto que está siendo investigado, por lo tanto se desprecian. Por ejemplo: a) indicaciones producidas por campos de fuga (campos magnéticos que abandonan o entran a la superficie de la pieza en una discontinuidad en las propiedades magnéticas o en un cambio de sección de un circuito magnético) en MT. b) indicaciones producidas por una raya en la película radiográfica en RT.
Método de Ensayo - Utilización de un principio físico en un END, como ser:
RT - Radiografía (Radiographic testing)
UT - Ultrasonido (Ultrasonic testing)
MT - Partículas magnetizables (Magnetic testing)
PT - Líquidos penetrantes (Penetrant liquids testing)
VT - Evaluación visual (Visual testing)
LT - Ensayo de estanqueidad (Leak testing)
ET - Corrientes parásitas (Eddy’s current testing)
AE - Emisión acústica (Acustic emission)
Procedimiento en END - Es el seguimiento metódico de las reglas que describen cómo la técnica específica será aplicada.
Técnica en END - Es la manera específica de utilización de un método en particular en END. Cada técnica es especificada por al menos una variable extra que lo distinga de otras técnicas dentro del mismo método. (Por ejemplo - Método: RT - Técnica: Rayos X / Rayos Gamma)
Indicaciones alargadas (linear indications) – En general se clasifican como indicaciones alargadas a todas aquellas indicaciones cuya longitud L es mayor a 3 veces su ancho A: (L > 3A).
Indicaciones redondeadas (rounded indications) – En general se clasifican como indicaciones redondeadas a todas aquellas indicaciones cuya longitud L es menor o igual a 3 veces su ancho A: ( L £ 3A ).
Indicaciones alineadas (radiografía) – Tres o más indicaciones alineadas aproximadamente paralelas al eje de la soldadura, espaciadas lo suficientemente cerca entre ellas como para ser considerada discontinuidad única e intermitente.
Las DISCONTINUIDADES más frecuentes que se encuentran en las soldaduras, o que están muy relacionadas con ellas, forman parte de los siguientes veinte tipos:
1) Porosidad (“Porosity”):
Discontinuidad del tipo de cavidad formada por gas atrapado durante la solidificación del metal de soldadura. Se divide a su vez en cuatro tipos:
a) Porosidad uniformemente dispersa
Es porosidad uniformemente distribuida a lo largo de la soldadura; causada por la aplicación de una técnica de soldadura incorrecta o por materiales defectuosos. Si la soldadura se enfría lo suficientemente lento para permitir que la mayor parte del gas pase a la superficie antes de la solidificación, habrá unos pocos poros en la soldadura. Se adjunta la vista de una placa radiográfica con porosidad dispersa (NOTA: todas las placas que se adjuntan son tomadas de un catálogo de DuPont).
b) Porosidad agrupada (“Cluster porosity”)
Es un agrupamiento localizado de poros. Generalmente resulta por un inicio o fin inadecuado del arco de soldadura. Se adjunta una vista de una placa radiográfica con porosidad agrupada.
c) Porosidad alineada (“Linear porosity”)
Frecuentemente ocurre a lo largo de la interfase metal de soldadura / metal base, la interfase entre cordones de soldadura, o cerca de la raíz de soldadura, y es causada por la contaminación que provoca el gas por su evolución en esos sitios. Placa radiográfica con porosidad alineada en la raíz.
d) Porosidad vermicular o tipo gusanos (“Piping porosity”)
Es un poro de gas alargado. Este tipo de porosidad de soldadura se extiende desde la raíz hasta la superficie de la soldadura. Cuando uno o más poros son vistos en la superficie de la soldadura, un cuidadoso descarne puede también revelar porosidad subsuperficial. De todas formas, muchas de las porosidades vermiculares encontradas en soldaduras no se extienden hasta la superficie.
2) Inclusiones (“Inclusions”)
a) Inclusiones de escoria (“Slag inclusions”)
Son sólidos no metálicos atrapados en el metal de soldadura o entre el metal de soldadura y el metal base. Pueden encontrarse en soldaduras hechas por cualquier proceso de arco. En general, estas inclusiones resultan por fallas en la técnica de soldadura, en el diseño de la junta tal que no permita un acceso adecuado, o en una limpieza inadecuada entre los cordones de la soldadura. Placa radiográfica mostrando inclusiones de escoria entre los cordones.
Normalmente, la escoria disuelta fluirá hacia la parte superior de la soldadura, pero muescas agudas en la interfase de metal base y de soldadura, o entre los cordones de soldadura, frecuentemente provocan que la escoria quede atrapada bajo el metal de soldadura. A veces se observan inclusiones de escoria alargadas alineadas en la raíz de la soldadura, denominadas “carrileras” (“wagon tracks”); se adjunta una vista de una placa radiográfica con estas inclusiones carrileras.
b) Inclusiones de Tungsteno
Son partículas de Tungsteno atrapadas en el metal de soldadura y son exclusivas del proceso GTAW (TIG). En este proceso, un electrodo de Tungsteno no consumible es usado para crear el arco entre la pieza y el electrodo. Si el electrodo es sumergido en el metal, o si la corriente es fijada en un valor muy alto, se depositarán gotitas de Tungsteno, o se romperá la punta del electrodo y quedará atrapado en la soldadura.
Dichas inclusiones aparecen como manchas claras en la radiografía, pues el Tungsteno es más denso que el acero y absorbe más radiación; se adjunta una vista de una placa radiográfica con inclusiones de tungsteno.
Casi todas las demás discontinuidades, incluyendo las inclusiones de escoria, se muestran como áreas oscuras en las radiografías porque son menos densas que el acero.
$ CALIFICACION SOLDADURA PROSESO GTAW
ALINEACIÓN Y SOLDADURA
1 ALCANCE
1.1 Esta norma reglamenta la unión de tubos, accesorios y
elementos estructurales por medio de soldadura.
1.2 En esta norma se citan los siguientes documentos:
De la American Society of Mechanicals Engineers (ASME):
ASME SECTION IX, Qualification Standard for Welding and
Brazing Procedures, Welders, Brazers, and Welding and
Brazing Operators.
Del American Petroleum Institute (API): API 1104, Standard
for Welding Pipelines and Related Facilities.
De la American Welding Society (AWS): AWS D1.1,
Structural Welding Code.
1.3 Todos los equipos empleados en la calificación de la
WPS, de Soldadores y en la Soldadura de Producción
(biseladoras, alineadores internos, grapas alineadoras
externas, pulidoras eléctricas o neumáticas, etc.), así como
sus instrumentos asociados (amperímetros, voltímetros, etc.)
deben encontrarse en perfecto estado de operación. De lo
contrario deben remplazarse a satisfacción de Ecopetrol.
1.4 Los siguientes son los procesos que se pueden poner en
práctica en soldaduras de producción, en taller o en campo:
Arco Metálico Revestido (SMAW)
Arco Sumergido (SAW)
Arco Metálico Protegido con Gas Inerte (GMAW y FCAW)
Arco de Tungsteno Protegido con Gas Inerte (GTAW)
2 CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE
SOLDADURA
2.1 Todos los procesos para la realización de soldaduras y
sus reparaciones deben estar respaldados por sus
correspondientes Especificaciónes del Procedimiento
(WPS). Los procesos de soldadura deben garantizar que las
propiedades físicas y químicas cumplan con los requisitos
especificados y estén de acuerdo con las características del
material base.
2.2 Toda WPS antes de su aplicación en soldaduras de
producción, debe calificarse y sus resultados deben
consignarse en el documento Informe de Calificación de
Procedimiento (PQR). La calificación debe realizarse en un
establecimiento reconocido por Ecopetrol y en su presencia.
2.3 Tanto la WPS como el PQR, deben estar en todo de
acuerdo con lo dispuesto por las normas correspondientes,
ya sea, API 1104, ASME Section IX o AWS D1.1. La
soldadura de elementos estructurales debe estar de acuerdo
con la norma AWS D1.1.
2.4 Si durante la soldadura de producción se modifica alguna
de las Variables Esenciales de la WPS, se requiere una
recalificación del procedimiento y las juntas que se hayan
realizado con las modificaciones deben eliminarse y volverse
a ejecutar bajo las condiciones del procedimiento
recalificado. Todos los costos en que incurra el contratista,
tanto para la recalificación como para la ejecución de las
juntas rechazadas son por su cuenta.
2.5 A excepción de lo que indique Ecopetrol, los equipos y
herramientas, metales de aporte, fundentes, mano de obra y
las pruebas destructivas o no-destructivas necesarias para la
Calificación del Procedimiento son por cuenta del
Contratista.
3 CALIFICACIÓN DE LOS SOLDADORES
3.1 Para intervenir en la realización de juntas de producción,
o en su reparación, todo soldador debe demostrar que tiene
la habilidad para ejecutar soldaduras deacuerdo con las
WPS calificadas.
3.2 La prueba de capacidad se realiza en segmentos de
tubería del mismo tipo de la que se utiliza en la línea o
sistema en construcción y debe reproducir las condiciones
de trabajo de las soldaduras de producción; los segmentos
de tubo pueden estar a 0°, 45°óo 90° con respecto a la
horizontal (posiciones 5G, 6G y 2G). La posición de los tubos
la define el inspector que conduce la prueba.
3.3 Los Registros de Calificación de los soldadores probados
deben ser enviados en original a Ecopetrol, como documento
integrante del contrato. Tanto el lugar de ejecución de la
calificación como los resultados de la misma deben ser
aprobados por Ecopetrol.
3.4 La sustitución del Contratista o el cambio de proyecto
anula la calificación del soldador; por lo tanto, para todo
nuevo trabajo se requiere calificación del soldador.
3.5 A excepción de lo que indique Ecopetrol, los equipos, y
materiales requeridos para la calificación de los soldadores
corren por cuenta del Contratista; asímismo, éste asume los
costos de las pruebas destructivas o no destructivas, que se
utilicen para determinar la calidad de la junta.
3.6 Los soldadores calificados deben identificarse por medio
de una "estampa" de números o letras. No se debe repetir la
"estampa"; además la utilizada por un soldador rechazado
no puede ser empleada de nuevo.
4 PREPARACIÓN DE LA JUNTA DE
PRODUCCIÓN
4.1 Para iniciar la soldadura de producción, el bisel y su zona
adyacente deben encontrarse dentro de las tolerancias
indicadas en la WPS y libres de cualquier material extraño
(grasa, pintura, óxido, polvo, etc.). La limpieza debe
realizarse con sistemas mecánicos (grata circular, etc.). Las
imperfecciones deben repararse por métodos abrasivos
mecánicos. Si el daño requiere reparación por medio de la
Normas de Ingeniería de Oleoductos
aplicación de metal de aporte, ésta debe realizarse de
acuerdo con un procedimiento calificado para ello. Para
restablecer biseles en campo debe utilizarse máquina
semiautomática de oxi-gas, o en su defecto de corte
mecánico.
4.2 Una vez en condiciones para realizar soldaduras de
producción, el bisel sólo puede ser manipulado por el
soldador calificado. Si esta condición no se cumple, la junta
debe cortarse y repetirse por cuenta del Contratista.
4.3 En el alineamiento de los extremos de tubos sucesivos
se debe repartir cualquier diferencia de espesores en toda la
longitud de la circunferencia, conservando el máximo
desalineamiento permitido por la norma correspondiente.
Durante la operación de alineamiento el martilleo debe ser
mínimo.
4.4 Para el alineamiento de los tubos sucesivos se deben
utilizar grapas exteriores o dispositivos interiores. La grapa
exterior se remueve cuando se haya completado el 50% del
pase de raíz y cuando se utilice dispositivo interior, éste se
remueve cuando se haya terminado el pase de raíz, o de
acuerdo con lo dispuesto en la WPS calificada.
5 LIMPIEZA DE LOS PASES E
IDENTIFICACIÓN DE LA SOLDADURA
5.1 El pase de raíz o de penetración (fondeo) se limpia
mediante la aplicación de disco abrasivo. En lo posible debe
ser una limpieza superficial, pero retirando los
sobreespesores formados en la reiniciación del cordón y los
resíduos de escoria.
5.2 El segundo pase y los subsiguientes se limpian con grata
circular.
5.3 El último pase o de presentación debe limpiarse con
grata circular y todas las salpicaduras deben retirarse con
cincel. Se prohibe el uso de segueta para perfilar el pase de
presentación. La superficie del pase de presentación debe
ser regular, convexa y su altura no debe sobrepasar 1.6 mm
(1/16") sobre la superficie del tubo; su ancho no debe
sobrepasar en 3 mm (1/8") la medida superior del bisel. En
ningún punto la superficie del pase de presentación debe
estar por debajo de la superficie del tubo. Toda sobremonta
producida por la iniciación del pase debe ser removida con
disco abrasivo.
5.4 Toda soldadura de producción debe identificarse visible,
consecutiva y permanentemente. En oleoductos deben
indicarse el kilómetro, el número de junta en el kilómetro y
los soldadores que intervinieron en su ejecución. El
Contratista debe enviar diariamente a Ecopetrol el informe
de producción donde consten estos datos.
7 CONTROL DE CALIDAD Y REPARACIÓN
DE DEFECTOS
7.1 Toda junta de producción debe inspeccionarse
visualmente en todas y cada una de las etapas de su
ejecución. Las fallas detectadas durante esta inspección
deben corregirse para poder proseguir con su ejecución.
7.2 Para el control radiográfico se permiten fuentes
electrónicas (Rayos X) o Isotópicas (Rayos Gamma). El
personal que realiza el control radiográfico debe cumplir los
requisitos de la norma aplicable. Asimismo, el criterio de
aceptación o rechazo está dado por la norma aplicada.
7.3 Ecopetrol efectúa por su cuenta el control radiográfico
hasta el 50% de las juntas soldadas. El Contratista debe
reparar las juntas que se encuentren defectuosas,
incluyendo el costo de las radiografías. En pasos especiales,
el control radiográfico es del 100%.
7.4 Los defectos detectados por radiografía deben repararse
en un período no superior a una jornada de trabajo; de lo
contrario, se detiene el frente de soldadura hasta que se
normalice la situación.
7.5 Una junta puede repararse dos veces como máximo; en
caso de persistir el defecto o aparecer uno nuevo, la junta
debe cortarse y reemplazarse por un tramo de tubería de 1
m de longitud. El Contratista debe asumir los costos y el
soldador debe ser recalificado en la WPS aplicada.
7.6 La aplicación de métodos de control de calidad nodestructivos
no excluye la utilización de métodos
destructivos para juntas totalmente terminadas.
8 MEDIDA Y PAGO
La alineación y soldadura de tubería se incluye dentro del
precio del ítem "Instalación de tubería enterrada", o del ítem
"Instalación de tubería superficial", según sea el caso.
Todos los derechos reservados erocion.com
1 ALCANCE
1.1 Esta norma reglamenta la unión de tubos, accesorios y
elementos estructurales por medio de soldadura.
1.2 En esta norma se citan los siguientes documentos:
De la American Society of Mechanicals Engineers (ASME):
ASME SECTION IX, Qualification Standard for Welding and
Brazing Procedures, Welders, Brazers, and Welding and
Brazing Operators.
Del American Petroleum Institute (API): API 1104, Standard
for Welding Pipelines and Related Facilities.
De la American Welding Society (AWS): AWS D1.1,
Structural Welding Code.
1.3 Todos los equipos empleados en la calificación de la
WPS, de Soldadores y en la Soldadura de Producción
(biseladoras, alineadores internos, grapas alineadoras
externas, pulidoras eléctricas o neumáticas, etc.), así como
sus instrumentos asociados (amperímetros, voltímetros, etc.)
deben encontrarse en perfecto estado de operación. De lo
contrario deben remplazarse a satisfacción de Ecopetrol.
1.4 Los siguientes son los procesos que se pueden poner en
práctica en soldaduras de producción, en taller o en campo:
Arco Metálico Revestido (SMAW)
Arco Sumergido (SAW)
Arco Metálico Protegido con Gas Inerte (GMAW y FCAW)
Arco de Tungsteno Protegido con Gas Inerte (GTAW)
2 CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE
SOLDADURA
2.1 Todos los procesos para la realización de soldaduras y
sus reparaciones deben estar respaldados por sus
correspondientes Especificaciónes del Procedimiento
(WPS). Los procesos de soldadura deben garantizar que las
propiedades físicas y químicas cumplan con los requisitos
especificados y estén de acuerdo con las características del
material base.
2.2 Toda WPS antes de su aplicación en soldaduras de
producción, debe calificarse y sus resultados deben
consignarse en el documento Informe de Calificación de
Procedimiento (PQR). La calificación debe realizarse en un
establecimiento reconocido por Ecopetrol y en su presencia.
2.3 Tanto la WPS como el PQR, deben estar en todo de
acuerdo con lo dispuesto por las normas correspondientes,
ya sea, API 1104, ASME Section IX o AWS D1.1. La
soldadura de elementos estructurales debe estar de acuerdo
con la norma AWS D1.1.
2.4 Si durante la soldadura de producción se modifica alguna
de las Variables Esenciales de la WPS, se requiere una
recalificación del procedimiento y las juntas que se hayan
realizado con las modificaciones deben eliminarse y volverse
a ejecutar bajo las condiciones del procedimiento
recalificado. Todos los costos en que incurra el contratista,
tanto para la recalificación como para la ejecución de las
juntas rechazadas son por su cuenta.
2.5 A excepción de lo que indique Ecopetrol, los equipos y
herramientas, metales de aporte, fundentes, mano de obra y
las pruebas destructivas o no-destructivas necesarias para la
Calificación del Procedimiento son por cuenta del
Contratista.
3 CALIFICACIÓN DE LOS SOLDADORES
3.1 Para intervenir en la realización de juntas de producción,
o en su reparación, todo soldador debe demostrar que tiene
la habilidad para ejecutar soldaduras deacuerdo con las
WPS calificadas.
3.2 La prueba de capacidad se realiza en segmentos de
tubería del mismo tipo de la que se utiliza en la línea o
sistema en construcción y debe reproducir las condiciones
de trabajo de las soldaduras de producción; los segmentos
de tubo pueden estar a 0°, 45°óo 90° con respecto a la
horizontal (posiciones 5G, 6G y 2G). La posición de los tubos
la define el inspector que conduce la prueba.
3.3 Los Registros de Calificación de los soldadores probados
deben ser enviados en original a Ecopetrol, como documento
integrante del contrato. Tanto el lugar de ejecución de la
calificación como los resultados de la misma deben ser
aprobados por Ecopetrol.
3.4 La sustitución del Contratista o el cambio de proyecto
anula la calificación del soldador; por lo tanto, para todo
nuevo trabajo se requiere calificación del soldador.
3.5 A excepción de lo que indique Ecopetrol, los equipos, y
materiales requeridos para la calificación de los soldadores
corren por cuenta del Contratista; asímismo, éste asume los
costos de las pruebas destructivas o no destructivas, que se
utilicen para determinar la calidad de la junta.
3.6 Los soldadores calificados deben identificarse por medio
de una "estampa" de números o letras. No se debe repetir la
"estampa"; además la utilizada por un soldador rechazado
no puede ser empleada de nuevo.
4 PREPARACIÓN DE LA JUNTA DE
PRODUCCIÓN
4.1 Para iniciar la soldadura de producción, el bisel y su zona
adyacente deben encontrarse dentro de las tolerancias
indicadas en la WPS y libres de cualquier material extraño
(grasa, pintura, óxido, polvo, etc.). La limpieza debe
realizarse con sistemas mecánicos (grata circular, etc.). Las
imperfecciones deben repararse por métodos abrasivos
mecánicos. Si el daño requiere reparación por medio de la
Normas de Ingeniería de Oleoductos
aplicación de metal de aporte, ésta debe realizarse de
acuerdo con un procedimiento calificado para ello. Para
restablecer biseles en campo debe utilizarse máquina
semiautomática de oxi-gas, o en su defecto de corte
mecánico.
4.2 Una vez en condiciones para realizar soldaduras de
producción, el bisel sólo puede ser manipulado por el
soldador calificado. Si esta condición no se cumple, la junta
debe cortarse y repetirse por cuenta del Contratista.
4.3 En el alineamiento de los extremos de tubos sucesivos
se debe repartir cualquier diferencia de espesores en toda la
longitud de la circunferencia, conservando el máximo
desalineamiento permitido por la norma correspondiente.
Durante la operación de alineamiento el martilleo debe ser
mínimo.
4.4 Para el alineamiento de los tubos sucesivos se deben
utilizar grapas exteriores o dispositivos interiores. La grapa
exterior se remueve cuando se haya completado el 50% del
pase de raíz y cuando se utilice dispositivo interior, éste se
remueve cuando se haya terminado el pase de raíz, o de
acuerdo con lo dispuesto en la WPS calificada.
5 LIMPIEZA DE LOS PASES E
IDENTIFICACIÓN DE LA SOLDADURA
5.1 El pase de raíz o de penetración (fondeo) se limpia
mediante la aplicación de disco abrasivo. En lo posible debe
ser una limpieza superficial, pero retirando los
sobreespesores formados en la reiniciación del cordón y los
resíduos de escoria.
5.2 El segundo pase y los subsiguientes se limpian con grata
circular.
5.3 El último pase o de presentación debe limpiarse con
grata circular y todas las salpicaduras deben retirarse con
cincel. Se prohibe el uso de segueta para perfilar el pase de
presentación. La superficie del pase de presentación debe
ser regular, convexa y su altura no debe sobrepasar 1.6 mm
(1/16") sobre la superficie del tubo; su ancho no debe
sobrepasar en 3 mm (1/8") la medida superior del bisel. En
ningún punto la superficie del pase de presentación debe
estar por debajo de la superficie del tubo. Toda sobremonta
producida por la iniciación del pase debe ser removida con
disco abrasivo.
5.4 Toda soldadura de producción debe identificarse visible,
consecutiva y permanentemente. En oleoductos deben
indicarse el kilómetro, el número de junta en el kilómetro y
los soldadores que intervinieron en su ejecución. El
Contratista debe enviar diariamente a Ecopetrol el informe
de producción donde consten estos datos.
7 CONTROL DE CALIDAD Y REPARACIÓN
DE DEFECTOS
7.1 Toda junta de producción debe inspeccionarse
visualmente en todas y cada una de las etapas de su
ejecución. Las fallas detectadas durante esta inspección
deben corregirse para poder proseguir con su ejecución.
7.2 Para el control radiográfico se permiten fuentes
electrónicas (Rayos X) o Isotópicas (Rayos Gamma). El
personal que realiza el control radiográfico debe cumplir los
requisitos de la norma aplicable. Asimismo, el criterio de
aceptación o rechazo está dado por la norma aplicada.
7.3 Ecopetrol efectúa por su cuenta el control radiográfico
hasta el 50% de las juntas soldadas. El Contratista debe
reparar las juntas que se encuentren defectuosas,
incluyendo el costo de las radiografías. En pasos especiales,
el control radiográfico es del 100%.
7.4 Los defectos detectados por radiografía deben repararse
en un período no superior a una jornada de trabajo; de lo
contrario, se detiene el frente de soldadura hasta que se
normalice la situación.
7.5 Una junta puede repararse dos veces como máximo; en
caso de persistir el defecto o aparecer uno nuevo, la junta
debe cortarse y reemplazarse por un tramo de tubería de 1
m de longitud. El Contratista debe asumir los costos y el
soldador debe ser recalificado en la WPS aplicada.
7.6 La aplicación de métodos de control de calidad nodestructivos
no excluye la utilización de métodos
destructivos para juntas totalmente terminadas.
8 MEDIDA Y PAGO
La alineación y soldadura de tubería se incluye dentro del
precio del ítem "Instalación de tubería enterrada", o del ítem
"Instalación de tubería superficial", según sea el caso.
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$ EN QUE CONSISTE EL PROSESO GTAW
En que consiste el proceso
Diagrama del Proceso
Arranque con alta frecuencia (GTAW) La unidad de alta frecuencia sirve para establecer al arco eléctrico entre el metal base y el electrodo de tungsteno sin que se roce entre si. El proceso produce soldaduras de calidad excepcional, baja entrada de calor a la pieza, sin requerir mayor limpieza posterior. El proceso puede ser manual o semiautomático.
Arranque con alta frecuencia (GTAW)
Ventajas del Proceso GTAW
-Produce Soldadura de alta calidad por lo que se utiliza en donde se realizan soldaduras criticas( industria aérea, militar, aeroespacial, y nuclear). -No produce chispas ni salpicadura -Baja entrada de calor en la pieza -El arco se concentra asegurando un control mas preciso de la entrada de calor, lo que ocasiona menor deformación y distorsión-Útil para soldar metales ferrosos y no ferrosos. -Los cordones realizados cumplen con los requisitos de las pruebas radiográficas y de ultrasonido debido a su excelente presentación, baja incidencia de porosidad y buena condición al arranque y al finalizar.
Operación
-El ángulo de avance debe ser de 30°con respecto a la perpendicular.-Mantener un alongitud de arco aproximada a 1/8”.-Iniciar con una longitud de arco de 3/16” y con alta frecuencia, si el tungsteno roza el metal de soldadura o metal base se contaminanara y se incrustara en el material depositado.
Tipo de Electrodo que se emplea
-Tungsteno puro: Se utiliza fundamentalmente con corriente alterna para soldar aluminio y sus aleaciones . Su punto de fusión es de 3400°C aproximadamente.Su clasificación según la AWS es: EWP electrodo punta verde -Tungsteno aleado con Torino: Se utiliza para soldar con corriente directa aceros al carbono, baja aleación, inoxidables, cobre, titanio, níquel, bronce, latón etc. Su punto de fusion es de 4000°C El contenido de Torio proporciona un arco mas estable, mayor resistencia a la contaminación.Su clasificación según AWS: EWTh-2 punta roja. -Tungsteno aleado con zirconio: Es valido para soldar con corriente alterna y corriente directa. Se utiliza para soldar materiales ligeros como aluminio y magnesio, en donde es necesario evitar la contaminación del metal de aporte . Su punto de fusión es de es de 3800°C.Su clasificación según AWS: EWZr punta café.
Técnicas para Soldar Sin metal de aporte:Con la antorcha (maneral) perpendicular a la pieza debe moverse en pequeños círculos para precalentar la pieza. Cuando se forma un charco de dimensiones correctas, ponga la antorcha e le ángulo correcto y avance a través de la junta, a una velocidad apropiada llevando el charco sin variar su dimensión.
Utilizando material de aporte La punta del material de aporte se inserta en la cámara de gas, pero no en el charco. Una vez que se formo el charco la antorcha se inclina y el arco se mueva a la parte de atrás del charco, entonces con el material de aporte se toca el charco. El material de aporte se retira entonces del charco, pero no del gas.
Soldadura TIG de metales y aleaciones mas usuales
$ PROSESO GTAW
Proceso de soldadura TIG "GTAW"
La soldadura GTAW (gas tugsten arc welding) o Soldadura TIG (tungsten inert gas) es también conocida como soldadura Heliarc, es un proceso en el que se usa un electrodo no consumible de tungsteno sólido, el electrodo, el arco y el área al rededor de la soldadura fundida son protegidas de la atmósfera por un escudo de gas inerte, si algún metal de aporte es necesario es agregado a la soldadura desde el frente del borde de la soldadura que se va formando.
La Soldadura TIG fue desarrollada inicialmente con el propósito de soldar metales anticorrosivos y otros metales difíciles de soldar, no obstante al apasar del tiempo, su aplicación se ha expandido incluyendo tanto soldaduras como revestimientos endurecedores (hardfacing) en prácticamente todos los metales usados comercialmente.
En cualquier tipo de proceso de soldadura la mejor soldadura, que se puede obtener, es aquella donde la soldadura y el metal base comparten las mismas propiedades químicas, metalúrgicas y físicas, para lograr esas condiciones la soldadura fundida debe estar protegida de la atmósfera durante la operación de la soldadura, de otra forma, el oxigeno y nitrógeno de la atmósfera se combinarían, literalmente, con el metal fundido resultando en una soldadura débil y con porosidad. En la soldadura TIG la zona de soldadura es resguardada de la atmósfera por un gas inerte que es alimentado a través de la antorcha, Argon y Helio pueden ser usados con éxito en este proceso, el Argon es principalmente utilizado por su gran versatilidad en la aplicación exitosa de una gran variedad de metales, además de su alto rendimiento permitiendo soldaduras con un bajo flujo para ejecutar al proceso. El Helio genera un arco mas caliente, permitiendo una elevación del voltaje en el arco del 50-60%. Este calor extra es útil especialmente cuando la soldadura es aplicada en secciones muy pesadas. La mezcla de estos dos gases es posible y se usa para aprovechar los beneficios de ambos, pero la selección del gas o mezcla de gases dependerá de los materiales a soldar.
Dado que la atmósfera esta aislada 100% del área de soldadura y un control muy fino y preciso de la aplicación de calor, las soldaduras TIG, son más fuertes, más dúctiles y más resistentes a la corrosión que las soldaduras hechas con el proceso ordinario de arco manual (electrodo cubierto). Además del hecho de que no se necesita ningún fundente, hace este tipo de soldaduras aplicable a una amplia gama de diferentes procedimientos de unión de metales.
Es imposible que ocurra una corrosión debido a restos de fundente atrapados en la soldadura y los procedimientos de limpieza en la post-soldadura son eliminados, el proceso entero se ejecuta sin salpicaduras o chispas, la soldadura de fusión puede ser ejecutada en casi todos los metales usados industrialmente, incluyendo las aleaciones de Aluminio, Acero Inoxidable, aleaciones de Magnesio, Níquel y las aleaciones con base de Níquel, Cobre, Cobre-Silicón, Cobre-Níquel, Plata, Bronce fosforico, las aleaciones de acero de
alto carbón y bajo carbón, Hierro Colado (cast iron) y otros. El proceso también es ampliamente conocido por su versatilidad para soldar materiales no similares y aplicar capas de endurecimiento de diferentes materiales al acero.
La fuente de poder para TIG puede ser AC o DC, sin embargo, algunas características sobresalientes obtenidas con cada tipo, hacen a cada tipo de corriente mejor adaptable para ciertas aplicaciones especificas.
El Gas "El escudo protector"
El escudo de gas que expulsa la antorcha es muy importante para asegurar soldaduras de calidad. La forma de todas las partes internas y externas de la boquilla han sido creada para lograr las características apropiadas del flujo de gas.
Colector (Collect)
Aislante del cuerpo colector (Collect Body)
Lente del Gas (Gas Lens) de el Cuerpo Colector
Boquilla (Gas Cup)
Electrodo de Tungsteno
Los Lentes Del Gas (Gas Lenses)
Con la introducción del "Lente del Gas" (Gas Lens) la forma con la que las boquillas elaboran el escudo de gas cambio, el Lente es una malla de acero inoxidable con diminutos agujeros concéntricos que enfocan el gas produciendo un chorro considerablemente estable, reduciendo la turbulencia y enfocando el gas en un chorro coherente y un patrón más efectivo que puede ser proyectado a mayor distancia haciendo que la soldadura sea posible con la Boquilla mas elevada, en muchos casos hasta 25 mm (1").
El resultado de reducir la turbulencia es tener un escudo más efectivo y que las moléculas de aire que entren en la zona de soldadura sean muy pocas. Trabajando a mayor distancia del área permite la extensión del electrodo mas allá de la boquilla incrementando el campo visual y la eliminación del "Punto Ciego" en el cordón de soldadura sin la necesidad de las boquillas de cristal transparentes que se manchan y rompen con mucha facilidad, el electrodo extendido también hace más fácil el acceso a las esquinas y otras áreas de difícil acceso. La capacidad de amperaje de las antorchas también es incrementada con el uso de los lentes del gas.
Estas son guías muy practicas para determinar que tipo de corriente y que intensidad se debe usar para un trabajo dado, también una breve explicación de los efectos producidos por los dos tipos de corriente.
La soldadura GTAW (gas tugsten arc welding) o Soldadura TIG (tungsten inert gas) es también conocida como soldadura Heliarc, es un proceso en el que se usa un electrodo no consumible de tungsteno sólido, el electrodo, el arco y el área al rededor de la soldadura fundida son protegidas de la atmósfera por un escudo de gas inerte, si algún metal de aporte es necesario es agregado a la soldadura desde el frente del borde de la soldadura que se va formando.
La Soldadura TIG fue desarrollada inicialmente con el propósito de soldar metales anticorrosivos y otros metales difíciles de soldar, no obstante al apasar del tiempo, su aplicación se ha expandido incluyendo tanto soldaduras como revestimientos endurecedores (hardfacing) en prácticamente todos los metales usados comercialmente.
En cualquier tipo de proceso de soldadura la mejor soldadura, que se puede obtener, es aquella donde la soldadura y el metal base comparten las mismas propiedades químicas, metalúrgicas y físicas, para lograr esas condiciones la soldadura fundida debe estar protegida de la atmósfera durante la operación de la soldadura, de otra forma, el oxigeno y nitrógeno de la atmósfera se combinarían, literalmente, con el metal fundido resultando en una soldadura débil y con porosidad. En la soldadura TIG la zona de soldadura es resguardada de la atmósfera por un gas inerte que es alimentado a través de la antorcha, Argon y Helio pueden ser usados con éxito en este proceso, el Argon es principalmente utilizado por su gran versatilidad en la aplicación exitosa de una gran variedad de metales, además de su alto rendimiento permitiendo soldaduras con un bajo flujo para ejecutar al proceso. El Helio genera un arco mas caliente, permitiendo una elevación del voltaje en el arco del 50-60%. Este calor extra es útil especialmente cuando la soldadura es aplicada en secciones muy pesadas. La mezcla de estos dos gases es posible y se usa para aprovechar los beneficios de ambos, pero la selección del gas o mezcla de gases dependerá de los materiales a soldar.
Dado que la atmósfera esta aislada 100% del área de soldadura y un control muy fino y preciso de la aplicación de calor, las soldaduras TIG, son más fuertes, más dúctiles y más resistentes a la corrosión que las soldaduras hechas con el proceso ordinario de arco manual (electrodo cubierto). Además del hecho de que no se necesita ningún fundente, hace este tipo de soldaduras aplicable a una amplia gama de diferentes procedimientos de unión de metales.
Es imposible que ocurra una corrosión debido a restos de fundente atrapados en la soldadura y los procedimientos de limpieza en la post-soldadura son eliminados, el proceso entero se ejecuta sin salpicaduras o chispas, la soldadura de fusión puede ser ejecutada en casi todos los metales usados industrialmente, incluyendo las aleaciones de Aluminio, Acero Inoxidable, aleaciones de Magnesio, Níquel y las aleaciones con base de Níquel, Cobre, Cobre-Silicón, Cobre-Níquel, Plata, Bronce fosforico, las aleaciones de acero de
alto carbón y bajo carbón, Hierro Colado (cast iron) y otros. El proceso también es ampliamente conocido por su versatilidad para soldar materiales no similares y aplicar capas de endurecimiento de diferentes materiales al acero.
La fuente de poder para TIG puede ser AC o DC, sin embargo, algunas características sobresalientes obtenidas con cada tipo, hacen a cada tipo de corriente mejor adaptable para ciertas aplicaciones especificas.
El Gas "El escudo protector"
El escudo de gas que expulsa la antorcha es muy importante para asegurar soldaduras de calidad. La forma de todas las partes internas y externas de la boquilla han sido creada para lograr las características apropiadas del flujo de gas.
Colector (Collect)
Aislante del cuerpo colector (Collect Body)
Lente del Gas (Gas Lens) de el Cuerpo Colector
Boquilla (Gas Cup)
Electrodo de Tungsteno
Los Lentes Del Gas (Gas Lenses)
Con la introducción del "Lente del Gas" (Gas Lens) la forma con la que las boquillas elaboran el escudo de gas cambio, el Lente es una malla de acero inoxidable con diminutos agujeros concéntricos que enfocan el gas produciendo un chorro considerablemente estable, reduciendo la turbulencia y enfocando el gas en un chorro coherente y un patrón más efectivo que puede ser proyectado a mayor distancia haciendo que la soldadura sea posible con la Boquilla mas elevada, en muchos casos hasta 25 mm (1").
El resultado de reducir la turbulencia es tener un escudo más efectivo y que las moléculas de aire que entren en la zona de soldadura sean muy pocas. Trabajando a mayor distancia del área permite la extensión del electrodo mas allá de la boquilla incrementando el campo visual y la eliminación del "Punto Ciego" en el cordón de soldadura sin la necesidad de las boquillas de cristal transparentes que se manchan y rompen con mucha facilidad, el electrodo extendido también hace más fácil el acceso a las esquinas y otras áreas de difícil acceso. La capacidad de amperaje de las antorchas también es incrementada con el uso de los lentes del gas.
Estas son guías muy practicas para determinar que tipo de corriente y que intensidad se debe usar para un trabajo dado, también una breve explicación de los efectos producidos por los dos tipos de corriente.
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COMENTARIO ESAB
La soldadura TIG, es un proceso en el que se utiliza un electrodo de tungsteno, no consumible. El electrodo, el arco y el área que rodea al baño de fusión, están protegidos de la atmósfera por un gas inerte. Si es necesario aportar material de relleno, debe de hacerse desde un lado del baño de fusión. La soldadura TIG, proporciona unas soldaduras excepcionalmente limpias y de gran calidad, debido a que no produce escoria. De este modo, se elimina la posibilidad de inclusiones en el metal depositado y no necesita limpieza final. La soldadura TIG puede ser utilizada para soldar casi todo tipo de metales y puede hacerse tanto de forma manual como automática. La soldadura TIG, se utiliza principalmente para soldar aluminio, y aceros inoxidables, donde lo más importante es una buena calidad de soldadura. Principalmente, es utilizada en unión de juntas de alta calidad en centrales nucleares, químicas, construcción aeronáutica e industrias de alimentación.
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