ZAP-LOK Unión mecánica de Tubería (sure-lock)

Vaya sorpresa que se me ha presentado, al ver la rapidez que se tiene con este método de unión para tubos ya sea para conducción de agua, gas o petróleo, que pueden tener diámetros entre 2" hasta 12" y quizás algo más en espesores que van desde los sch. 20, 40 y 80, y en cualquier material que pueda tener un limite de expansión del 10 al 20 %, es decir que no se fisure al hacer la preparación previa tanto de la copa como del cono.

Es así que este sistema de unión (interesante cuando se trata de desplazar la mano de obra), de gran productividad (2 o más kilómetros diarios), permitirá:

Agilizar la puesta en marcha de los poliductos para la explotación (desangre de los recursos NNR), en forma rápida y eficiente.

Disminuir los pagos de Nomina y todo lo que conlleve a la prestación de servicios del personal calificado (soldadores, a buscar otras alternativas).

A Minimizar los riesgos con el transporte y manipulación tanto de los crudos, combustibles y derivados (golpe al transporte)

Pero tendremos ahorro en tiempo, mayor precisión, menos retrabajos, menor control y posible eliminación de inspecciones posteriores, menor impacto ambiental, mejor fluidez del material… productividad.

Para que tengamos mayor idea de este dolorcito de cabeza, les invito a ver este videito, o este otro para que me entiendan el por qué hoy me siento algo desanimado; porque pareciera que todo esfuerzo se viera, de un momento a otro, perdido... o que ya no vale la pena invertir en la formación de nuestro talento humano, de nuestros competentes e inigualables soldadores.

Que esto se veía venir... posiblemente ya se había anunciado

Que este es el inicio del acabose, tampoco lo veamos de esta manera, recuerden que no se puede tapar el sol con un solo dedo; menos con las manos, y no podemos estar de espaldas a la tecnología, y a cada avance o innovación industrial. Lo que debemos hacer es continuar con nuestra profesionalización, capacitarnos más, adquirir mayor habilidad y mejores competencias; no anquilosarnos en lo poquito que hemos aprendido, mucho menos creernos los autosuficientes ni mucho menos los únicos e irremplazables, vendrán otros adelantos tecnológicos, inclusive se pondrán en funcionamiento aquellos que no se han utilizado aún, como por ejemplo los brazos robóticos, el rapid processing, la soldaduras orbitales, los láseres híbridos, el TIG DVT o de alambre caliente, MIG brazing, etc., que nuestros empresarios le atinarán a invertir cuando se pone en juego la competitividad, el desarrollo y la productividad. Así que, no nos creamos infalibles ni los súper, porque la balanza ya no está a nuestro a favor, muy al contrario, debemos continuar preparándonos para no quedarnos rezagados en esta revolucionaria carrera.

No nos conformemos con que la suerte está en las reparaciones (daños a propósito y esas cosas que impactan ambiental y socialmente), ni en aquellas pegas de difícil acceso, curvas o desniveles, bridas, codos, virolas o transiciones; puede que ese sea nuestro fuerte, pero de seguro que ya se estarán tomando medidas al respecto.

El campo de la soldadura no se limita a sólo atender la explotación petrolera. No, el mundo de las construcciones soldadas es muy amplio e ilimitado… y nuestro conocimiento debe ser igual o superior a toda demanda.

Sin comentarios.

A continuación, me permito mostrar la información suministrada desde la pagina de DuVal Partners LLC: El metodo de union de tuberia “Sure-Lock”

La técnica consiste en juntar mecánicamente cualquier tipo de tubo a través del sistema “Sure-Lock”. El proceso implica la deformación de cada extremo de la tubería para crear una “Campana y Cono” (Macho y Hembra), mediante el uso de fuerza hidráulica aplicada en los extremos de la tubería, junto a la creación de un ajuste de interferencia para evitar cualquier escape o fuga (esta unión mecánica supera el rendimiento de las condiciones de prueba de tuberías ASME).

Diagrama de la Unión Mecánica "Sure Lock"

Este proceso permite una unión “Holiday-Free” en la conexión de la tubería internamente recubierta con película de protección. “Holiday-Free” significa que no hay ninguna parte interna expuesta al acero al carbono. Hoy en día no existe un procedimiento tradicional de soldadura conocido que puede garantizar este proceso como el sistema “Sure-Lock”. El uso de esta tecnología nos de cómo resultado el poder efectuar los trabajos más rápido y con la seguridad de una mayor confiabilidad como resultado.

Es sistema “Sure-Lock”, ha sido probado como exitoso?

Los últimos 30 años de servicio han mostrado una notable satisfacción en la confianza y resistencia de la unión en comparación con las soluciones tradicionales de soldadura. El sistema de unión mecánica “Sure-Lock” se ha utilizado para instalar más de 40,000 km de gasoductos, oleoductos y tuberías para agua en todo el mundo.

En algunos lugares sometidos a las más duras condiciones adversas conocidas por el hombre. Esto incluye instalaciones en lugares con temperaturas tan bajas como -30 grados centígrados y tan altas a más de 48 grados centígrados. Usando el sistema “Sure-Lock” se han logrado hacer la conexión de más de 25 tramos, de 40 pies cada uno, por hora, con una media de 1,5 km por día.

El sistema de unión de tubería ofrecida por DuVal Partners es más rápido, más seguro y menos costoso que la soldadura tradicional.

Un estudio recientemente terminado en Rusia, demuestra una velocidad de construcción siete (7) veces mayor a la velocidad de las soluciones usando soldadura tradicional y a mejor costo que la soldadura tradicional, haciendo esta comparación en condiciones similares.

La experiencia que se ha obtenido en diferentes instalaciones, nos da resultados similares.Diagramas

Prensa de Ensamble "Sure-Lock"

Vista lateral de la prensa "Sure-Lock"

Prensa "Sure-Lock"

Material consultado desde: Duval Partners, LLC; Zap-Lok;

PIPE-PRO™ MILLER, multiprocesos.

Hace poco estuve en la planta de West Arco, invitado por los ingenieros Sanchez, Meléndrez y Zafra con el fin de conocer no este equipo sino este Sistema de soldadura que mejora la productividad en la soldadura de tubería y cambiará de manera sustancial la forma tradicional de soldar.

Este multiprocesos PIPE-PRO™ de MILLER, ofrece rendimiento de arco superior en todos los procesos de soldadura que cuentan con tecnología de Avanzada.
Permite ser utilizado por operadores no tan experimentados para hacer soldaduras de calidad, igual o quizá mejor que la de los respetables soldadores de electrodo. sólo es romper el paradigma y aceptar que si se puede, ya que se demostró su superioridad al trabajarlo con un tipo de mezcla gaseosa del tipo 90-10. La sanidad de las pruebas dobladas y la calificación en sí del proceso, con personas de bajo perfil, fueron más que suficientes para entender la ventaja y versatilidad, como decíamos, de este sistema de soldadura.

Para creerlo, no es sino observar estos videos y deducir:
Avances P.Junta. Raíz.RMD. ProPulse. RMD en SS.

Ahora bien, para entender muy por encima las características de este equipo, extraigo textualmente el artículo en ingles, esperando no desatinar mucho con el objetivo:

Miller Electric Mfg. co introdujo recientemente su PipePro™ Multi-Process; diseñado para mejorar la productividad en procesos de soldadura de tuberías; para Offshore y tuberías de campo, y aplicaciones en fabricación de tuberías. Al sistema se le puede acoplar el PipePro 12RC ™ de maletin o alimentadores PipePro estilo-bench, y pistolas de Bernard® PipeWorx™ PipePro 450 RFC (Root-Fill-Cap) o raíz relleno y acabado.
El sistema de soldadura Multi-Process de Pipe-Pro presenta el proceso patentado de soldaduras avanzadas de RMD™ (deposición regulada de metal, un proceso modificado del cortocircuito) diseñados para soldaduras de pase de raíz y Pro-Pulse ™ (que es más fácil de usar que el pulso convencional en aplicaciones de tubería fuera-de-posición). Proporciona versatilidad inigualable, ya que el sistema de soldadura PipePro ofrece rendimiento de arco superior en todos los procesos: Stick, TIG, MIG, FCAW, Arc-Air: Cutting y Gouging. Los operadores son capaces de seleccionar el proceso de soldadura más apropiado para la aplicación.
"La PipePro 450 RFC con RMD y Pro-Pulse facilita a los operadores menos calificados producir soldaduras que cumplen con API, AWS, ASME y otros requisitos de código," dice Mike Roth, grupo de GPS, Gerente de marketing, Miller Electric Mfg. Co.
Más fácil de usar que los sistemas competitivos, los operadores pueden ganar habilidad con el proceso RMD Pro, mucho más rápido que con los procesos TIG o Stick. Como resultado, el RFC de 450 PipePro puede ayudar a aliviar la escasez crónica de operadores de soldadura calificados permitiendo a los fabricantes formar personas en menos tiempo. Sin embargo, el RFC de 450 Pipe-Pro ofrece rendimiento de arco superior en estos procesos que se hagan con arco eléctrico.
Además, Roth dice que, "Sustituyendo RMD Pro en lugar de TIG y Stick en los pases críticos o de raíz, puede mejorar la productividad en un 25 por ciento o más. Tiempo de ciclo mejoras el resultado mayor velocidad de avance, mejores tasas de deposición, menos detenciones en paradas y arranques y, en el caso de soldadura revestida, significativamente menos tiempo de limpieza. Por lo tanto los fabricantes de tubos no pueden permitirse pasar por alto el valor a largo plazo frente a los plazos ajustados o recortes en los costos de operación de otros procesos o equipos, con lo que les ofrece PipePro 450 RFC."
Los 450 PipePro tiene una salida de 450 voltios amperios/44 con ciclos de 100 por ciento. Exclusiva tecnología de auto-line ™ pesa 163 libras y ocupa 0,229 m3 en volumen.

Auto-Line proporciona la flexibilidad para aceptar cualquier tipo de energía primaria (190 a 630 voltios, sola o tres fases, 50 o 60 Hz) sin ningún físico vinculación mecanismos. Como resultado, las empresas globales pueden estandarizar en un único sistema para simplificar el inventario. Auto-line también mejora la calidad de soldadura y puede reducir ciertas modificaciones en entornos de poder fluctuante porque mantiene un arco de roca-estable a pesar de las variaciones de energía primaria dentro un rango de 190 a 630 voltios.

Concepto revolucionario
La RFC PipePro ofrece las ventajas de procesos avanzados de soldadura con una interfase de operabilidad. Para empezar a soldar con RMD Pro o Pro-Pulse, se indica el tipo de alambre, diámetro, la combinación de gas y la proceso deseado. La RFC de 450 PipePro, a continuación, selecciona los parámetros más optimos de su vasta biblioteca de programas de aplicación de soldadura. Después de eso, el operador establece la velocidadel de alambre para coincidir con la aplicación de alimentación y comienza su soldadura. El sistema mantiene automáticamente todas las otras variables.
La RFC PipePro es administrada por el paquete de administrador del sistema de PipePro, cuyo software está basado en director de programas de Miller PALMOS™ con características que convierte la PDA de Palm en un dispositivo de almacenamiento y control remoto periférico para todos los sistemas PipePro. Programas y archivos de configuración pueden transferir fácilmente de máquina a máquina o máquina al equipo. La interfaz de potente e intuitiva incluso incluye una característica de bloqueo de protección de contraseña para proteger los programas de cambios por personal no autorizado.

RMD Pro y Pro-Pulse
La RMD Pro y los procesos Pro-Pulse pueden resolver muchos problemas de soldadura de tubos y limitaciones de productividad.
Beneficios de RMD Pro (frente al corto-circuito convencional MIG diseñado para soldadura de pase de raíz)

Puede reemplazar TIG en algunas aplicaciones
Buen llenado de brecha; tolerante con las articulaciones y con relieves a los lados
Reduce el spatter (salpicaduras)
Reduce la entrada de calor
Excelente rendimiento en acero inoxidable
Permite soldadores menos calificados poner en soldaduras de calidad de rayos x
Muy tolerante a los cambios de stick-out (longitud libre del electrodo).
Fusión excelente y reducida en ángulos (transición suave) reducen la molienda en la cara de lado de la soldadura
Beneficios de Pro-Pulse (en comparación con MIG pulsado convencional)
Longitudes de arco más cortas
Mejor control de Charco
Más tolerancia de la punta contacto al trabajar a distintas variaciones.
Menos ruido
No hay vacilación del arco en las esquinas apretadas
Columna de plasma de arco estrecho
Permite soldaduras rellenar en los pies, aumentar la tasa de velocidad y la velocidad de deposición
Más tolerante de pobre ajuste-up y lagunas
Excelente control del charco, fuera-de-posición

RMD™ Pro es un proceso MIG de transferencia (GMAW) de cortocircuito modificado que precisamente controla la intensidad del electrodo durante las fases de transferencia manual. RMD Pro dispone de un charco más estable que produce la fusión del lado de la pared excelente, facilita el soldador hacer pases de raíz de alta calidad sobre la tubería y tiene capacidad para ajuste pobres (ups) sin dificultad. Miller ha diseñado los programas RMD pro del Pipe Pro específicamente para las articulaciones de tubería con raíz abierta en acero al carbono, acero al Cr-Mo y acero inoxidable utilizando alambre nucleados, sólidos y compuestos (metalcored).

En comparación con procesos MIG tradicionales y competitivos, incluidos los pulsados, Pro-Pulse proporciona longitudes más cortas de arco, junto con una columna de arco más centrada, que proporciona a su vez significativamente mejor control del charco y estabilidad del arco para la soldadura fuera-de-posición sobre tuberías. La columna de arco más centrada también mejora la soldadura en las articulaciones estrechas sin arco errático, haciéndolo ideal para aplicaciones de relleno y presentación.
El alimentador de maleta (suitcase) de 12RC de PipePro proporciona una solución duradera para soldadura de campo, pesa 25.5 libras (vacía) y ofrece amperaje remoto, control de tensión y un medidor digital precisamente para establecer los parámetros de soldadura. Para la tienda de soldadura, los alimentadores de simple y dobles de PipePro diseñados específicamente para optimizar rendimiento soldadura con el RFC de 450 PipePro. Ambos alimentadores están emparejados con los consumibles Bernard PipeWorx y Centerfire™ (contact tip sin rosca). Su combinación de consejos cónicos y boquillas y 60 grados de cuello permite ver la soldadura (puddle) más fácilmente en pases de raíz en las articulaciones de tubería.
Para obtener más información sobre el sistema de soldadura de PipePro, llame (920) 735-4001. O descargue su pdf original

aquí.

Miller Electric Mfg. Co.(www.MillerWelds.com) tiene su sede en Appleton, Wisconsin, y es un fabricante líder de todo el mundo de Miller y Hobart, marcas de soldadura de arco, equipos y sistemas relacionados para metalistería, construcción, mantenimiento y otras aplicaciones. Miller Electric es una propiedad subsidiaria absoluta de Illinois Tool Works Inc. (ITW: NYSE), ITW Glenview, ILL. es un fabricante multinacional diversificado de componentes de alta ingeniería genética, ensambles y sistemas.

Traducido por HGB con ayuda On-line de Bing beta translator, desde la página original de MILLER

Parametros para la Elaboración de Estandares de Soldadura

RESUMEN
Este artículo hace referencia a los conocimientos fundamentales que las personas involucradas en los procesos de manufactura por soldadura deben poseer, y su relación con los criterios técnicos. La estandarización es el componente más relevante entorno a un producto específico, vía para optimizar la productividad y por ende asegurar la calidad implícita de los diferentes procesos.
ABSTRACT
This article is referenced to fundamentals knowledge and abilities by welding manufacture process personnel, relationship at technical criteria. Standarization is the principal component around an specific product, in this way the optimization of productivity is granted by the implicit process quality.

INTRODUCCIÓN
La globalización de la economía hace imprescindible la ubicación de productos altamente competitivos, razón suficiente para que los sectores industriales del país enfoquen sus esfuerzos en producir bajo los parámetros internacionales de normalización/estandarización.
Este artículo no pretende ser una guía o manual para la realización de estándares de soldadura; para tal fin el ing Zapata nos remite a su obra “manual técnico de soldadura” y “guía para la elaboración de estándares de soldadura”. Como se podrá evidenciar, la ciencia de la soldadura es quizás de las más normalizadas.

Existen diferentes documentos técnicos que hacen referencia a cada sector productivo, en función de los materiales, diseño, procedimientos y procesos implícitos. Para garantizar un alto nivel de competitividad, la inspección de soldadura estará presente en las actividades de control de calidad de productos soldados, en la verificación, cualificación y calificación de los procesos, procedimientos y recurso humano.
Para que esta actividad sea conducente a certificación internacional, se requiere de personal con vasta experiencia, conocimientos y destrezas en ésta disciplina, responsabilidad propia de un inspector certificado, debidamente registrado ante institución reconocida internacionalmente conforme al “estándar para la calificación y certificación de Inspectores de Soldadura
(ANSI/AWS QC1-96)”

2 CONCEPTOS
Un estándar consiste en la adecuación de las principales variables presentes en el proceso de fabricación de un producto específico, las variables serán basadas en los códigos de soldadura pertinentes y ajustados a recomendaciones internas de la empresa, no solamente para definir claramente el o los procesos a utilizar, sino también para definir y “calificar tanto el procedimiento como el operario de soldadura” que constituyen parte fundamental de las conformidades para su futura certificación. La información contenida en un estándar, es el inicio para la obtención de la calidad, pero ésta solo se obtiene con la labor desarrollada individualmente por quienes intervienen en la ejecución de los procesos.

3 CRITERIOS
3.1 Códigos
Constituyen un soporte legal y están organizados sistemáticamente para una fácil referencia en concordancia con los procesos, procedimientos, materiales y personal involucrado. Es el documento más importante, pues siempre se considerará obligatorio.
Ejemplos de algunos códigos de soldadura:
ANSI/AWS D1.1 Código de soldadura estructural - Acero T>1/8"
ANSI/AWS D1.2 Código de soldadura estructural - Aluminio
ANSI/AWS D1.3 Código de soldadura estructural lámina T<1/8”
ANSI/AWS D1.4 Código de soldadura estructural - Acero de refuerzo
ANSI/AWS D1.5 Código de soldadura estructural Puentes - Bridge Welding Code

Especificación Consiste en el documento de soporte que contiene una detallada descripción de las partes de un conjunto, allí se ubican características específicas tales como: Dimensiones, espesores, composición química, resultados de ensayos, etc. Dichas especificaciones pueden tener carácter de uso interno para establecerse como parámetro de estandarización. Existen especificaciones realizadas por organizaciones que han sido reconocidas universalmente, acercándose a la categoría de código.

Estándar Es un documento utilizado como bitácora, su aplicación adquiere carácter mandatorio cuando se referencia a un código específico, de igual forma se utiliza como norma o base de comparación en la ejecución de diferentes actividades. Aunque el estándar ha sido clasificado independientemente, es el nombre genérico que se asigna a diferentes documentos incluidos los códigos, especificaciones y combinación de éstos. Los estándares nacionales de USA, son el resultado de un exigente procedimiento de revisión y votación de los diferentes documentos por parte del Instituto Americano Nacional de Estándares (ANSI), para ser adoptadas. Una vez aprobadas por ANSI, llevarán la identificación de ambas organizaciones. Ejemplo de estándares.

Especificacion de procedimiento de soldadura (EPS) “WPS: Welding Procedure Specification” El WPS es un documento que relaciona las variables a considerar en la realización de una soldadura específica, determina la ejecución de las pruebas de calificación tanto de proceso y procedimiento como del operario de soldadura.

EL WPS involucra todas las VARIABLES ESCENCIALES (Variables éstas que no deben cambiar más allá de los limites establecidos en el código respectivo) y,

VARIABLES COMPLEMENTARIAS Y/O SUPLEMENTARIAS (Ajustadas a los requisitos de la empresa, y aquellas que no afectan la ejecución del proceso).

El procedimiento: Se refiere a todas las condiciones presentes en la realización de una soldadura. El procedimiento se efectuará en un equipo previamente calibrado y calificado, se utilizarán los materiales recomendados en las especificaciones o referenciados con su “reporte certificado de ensayo de material CMRT”. y se efectuarán las soldaduras en las condiciones referenciadas en código, las cuales deben corresponder a las que se ejecutarán en el trabajo real de producción. Posteriormente se someterán los materiales utilizados en el procedimiento (cupones de prueba), a las pruebas (ensayos destructivos y no destructivos) exigidas por el código referenciado, para comprobar la conservación de sus propiedades físicas, su resistencia mecánica, doblado, resistencia al impacto, dureza y análisis químico.

Reporte de calificación de procedimiento (PQR) Este documento corresponde al anexo del WPS, y en el van detallados todos los pasos que conllevan a la calificación de un proceso, procedimiento y operarios de soldadura. En el están relacionadas las diferentes pruebas o ensayos realizados y la certificación de aprobación o rechazo firmada por inspector certificado en soldadura. Cada WPS puede contener uno o varios PQR Para efectos contractuales y para efectuar soldaduras similares en el futuro, las pruebas realizadas son igualmente aplicables tanto para la soldadura por máquina como para la soldadura manual, y siempre es obligatoria cuando se trabaja conforme a códigos. Es obviamente inútil llevar a cabo para cada pequeña variación del material, espesor o método de soldadura un nuevo ensayo de procedimiento. Por consiguiente, los materiales se dividen en grupos que comprenden aleaciones con características similares de soldadura. Una prueba realizada sobre un metal de uno de los grupos designados se considera aplicable a todas las demás aleaciones dentro del mismo grupo. Con este principio, se dividen en grupos de espesor de chapa o lámina, procesos de soldadura y posiciones de soldadura (vertical, horizontal, vertical sobre cabeza y plana). Por API 12B E. para tanques cilíndricos para fluidos ANSI/AWS A2.4 Símbolos normalizados para soldadura y ensayos ANSI/AWSA5.1 a A5.30 Especificación para electrodos y materiales de aporte ANSI/ASME B31.1 ANSI/AWS D1.1 ANSI/AWS D1.3 ANSI/AWS D1.4 ANSI/AWS D1.5 Scientia et Technica Año X, No 24, Mayo 2004. U.T.P 153 ejemplo, el código AWS D1.1 agrupa materiales de espesores mayores a 1/8”, mientras que AWS D1.3 agrupa todos los materiales delgados hasta un máximo de 3/16 “ de espesor. Como constancia de haber realizado pruebas de procedimiento se debe llevar el PQR consignando con el mayor detalle posible de las variables esenciales de soldadura, tales como la corriente, número de cordones, calibre y tipo del electrodo utilizado, y, en el caso de soldadura con máquina, las fijaciones o variables de la máquina. Estas pruebas de calificación se realizan bajo la supervisión de un inspector y/o ingeniero de soldadura.

Calificación del soldador Las pruebas de calificación del soldador se aplican principalmente a la soldadura manual y los métodos de soldadura por procesos GMAW, GTAW, FCAW, SAW, PAW. En los que la capacidad del operario ejercerá influencia sobre el resultado final. La necesidad de probar la capacidad de los soldadores se aplica a un gran número de industrias en las que la calidad de soldadura es de gran importancia, tales como la fabricación de recipientes a presión, tubería para industrias químicas y petroleras, estructuras de puentes y edificios, y para las industrias aeronáuticas y automotrices. Los soldadores que no han sido todavía calificados o los que se han calificado pero no han hecho contrato de soldadura por alrededor de seis meses, deben someterse a recalificación, igualmente los soldadores que sugieran dudas y/o errores en la aplicación. Los diversos códigos exigen para el operario pruebas de calificación y aún más, las compañías de seguros exigen pruebas de trabajos periódicos de los operarios. Los usuarios en general exigen pruebas de calificación del soldador antes de la fabricación. La calificación de los soldadores para determinados trabajos de gran responsabilidad también la requieren las compañías que realizan trabajos para entidades gubernamentales.

Control del producto soldado El primer paso para controlar la calidad del producto fabricado es asegurar que el soldador recibe el metal base a soldar con la debida calidad, exento de laminaciones en los bordes de soldadura y equipos en las condiciones optimas de operación. El segundo paso es verificar el diseño de junta con las superficies de unión limpias. En términos más generales, las operaciones previas a la soldadura, se deben llevar a cabo conforme al WPS aplicable.

Control de materiales Es uno de los criterios mas significativos que se deben tener en cuenta en los procesos de fabricación y va íntimamente relacionada con las especificaciones de procedimientos de soldadura, toda vez que de la idónea selección y verificación de los materiales base y materiales de aporte, dependerán las características y propiedades de las uniones soldadas, se requieren entonces documentos para identificar materiales y diagnosticar su trazabilidad en operación. Un documento que se debe solicitar al proveedor es el CMRT (certified material test record) reporte certificado de prueba del material, en caso de no poseerlo, se deben hacer los análisis y ensayos metalográficos y mecánicos para que estén ubicados en el estándar.

Conservación de la soldadura Dentro de la calidad total está el cuidado de la soldadura. Casi todas las soldaduras son afectadas de forma adversa por la humedad. Los electrodos revestidos de bajo contenido de hidrógeno y el alambre de aportación de aluminio o magnesio para soldadura por gas inerte, en particular, no deben ser expuestos a una humedad relativa del aire atmosférico superior al 70%. Los almacenes de soldadura tienen a veces aire acondicionado, pero es necesario que los armarios de almacenamiento del sitio de trabajo sean provistos de elementos de calentamiento eléctrico, para conservar los materiales de soldadura secos. También se puede calentar los recipientes de almacenamiento de electrodos de bajo contenido de hidrógeno en el taller de fabricación inmediatamente antes de utilizar.

Marcado y distribución de la soldadura El uso equivocado de electrodos revestidos o de varilla de relleno es frecuente y puede tener consecuencias catastróficas. Por consiguiente, los electrodos para soldadura eléctrica, los alambres utilizados en la soldadura por gas inerte, y los carretes de alambre utilizados en soldadura automática o semiautomática, deben ser claramente marcados y distribuidos, dejando una constancia de su correcto recibo por parte de los soldadores.

Pruebas durante la construcción Aquí la técnica de control de calidad depende de que el proceso sea principalmente manual, en cuyo caso las pruebas deben establecer la consistencia, calidad del trabajo del operario, la exactitud y consistencia de las calibraciones de la máquina. Siempre que la capacidad del operario sea un factor esencial, como en la soldadura manual, generalmente se efectúan placas de radiografía de las soldaduras durante la construcción. Por ejemplo, el código AWS D1.1 y AWS D1.3.para la calificación se requiere pruebas de doblez de cara, raíz y lado en materiales, mientras el código ASME sección IX requiere pruebas radiográficas y pruebas de impacto sobre el depósito de soldadura para recipientes a utilizar a temperaturas inferiores a cero grados celsius.

Ensayos destructivos

El examen destructivo (Ensayo Mecánico) Se realiza normalmente sobre placas de prueba que son cortadas para proporcionar las probetas (cupones) requeridos. Las pruebas de control de calidad de rutina más frecuentemente realizadas sobre soldaduras a tope por fusión son las de tracción, plegado, impactos, rotura crítica ("nick-break") y de dureza, y en las soldaduras por roldana y por puntos las pruebas son de tracción y corte.

El examen no destructivo Es muy importante en el control de calidad. Las pruebas pueden ser: Por radiografía, ultrasonido, partículas magnéticas y tintas penetrantes. El examen de las soldaduras, ya sea destructivamente o no, depende de los siguientes criterios de inspección: requerimientos de código, resistencia a la tracción desconocida, naturaleza del material desconocida, fallas en el procedimiento. Por ejemplo, los aceros de baja aleación están sujetos a agrietamiento en la soldadura o en la zona afectada por el calor, de modo que el examen debe procurar intentar localizar cualquier grieta que pueda aparecer. El método de ensayo debe, naturalmente, ser aplicable tanto al material como a la unión. En este caso, se descarta el método de partículas magnéticas que detecta grietas en la superficie en las soldaduras de aceros ferríticos pero no es aplicable a los aceros austeníticos y metales no ferrosos. Similarmente, la radiografía no es en generalmente apropiada para examinar las uniones soldadas en ángulo, y cuando se necesita su inspección debe emplearse otra técnica.

REFERENCIA PARA ELABORACIÓN DE UN ESTANDAR

El primer paso de la estandarización, consiste en la identificación de las principales variables presentes en el proceso de fabricación específico, para el caso referenciado de las industrias carroceras El ESTANDAR deberá cumplir con los requerimientos de los Códigos seleccionados conforme al tipo de producción, en éste caso los códigos AWS Sección D.1.1-2000 (Estructural Welding Code-Steel) Código para soldadura de acero estructural, y AWS D1.3/98 (Structural Sheet Code)Código para soldadura de chapa estructural; El estándar realizado se dividió en dos tomos discriminados de la siguiente manera:

TOMO 1 Generalidades de las soldaduras,

TOMO 2 Especificación de los Procedimientos de soldadura y reportes de procedimiento de calificación En cada tomo se aplicarán los criterios definidos arriba. Se inicia con la verificación de los materiales base, los cuales deben cumplir con las especificaciones para fabricación de carrocerías conforme a los códigos citados, asimismo los materiales de aporte debidamente certificados.

El paso siguiente corresponde a la verificación y selección de los procesos de soldadura disponibles en la empresa, y aplicables a la producción de carrocerías, se selecciona el proceso GMAW y se procede a la calibración de los mismos. En la calibración se determinarán los parámetros de soldadura para cada espesor de material base y cada grupo de material, cada posición a soldar, consignándose ésta información como reportes de procedimiento de calificación (PQR) en los respectivos WPS. Una vez realizada la calibración de los equipos, se procede a la calificación del recurso humano conforme a los lineamientos de cada código. En ésta fase cada Sección:

B1 Introducción al manual de soldadura.

B2 Presentación.

B3 Prácticas de soldadura en planta.
B4 Materiales base.
B5 Metales de aporte.
B6 Generalidades de los procedimientos de soldadura.
B7 Estilos de juntas.
B8 Proceso manual de soldadura de arco con electrodo revestido (SMAW).
B9 Proceso de soldadura de arco con electrodo de tungsteno (GTAW-TIG).
B10 Proceso de soldadura de arco sumergido (SAW).
B11 Proceso de soldadura de arco con gas protector (GMAW-FCAW).
B 12 INTRODUCCION.
B 13 JUNTAS EN FILETE (GMAW-AWS D1.3).
B 14 JUNTAS EN FILETE (GMAW-AWS D1.1).
B 15 JUNTAS A TOPE (GMAW-AWS D1.3).
B 16 JUNTAS A TOPE (GMAW-AWS D1.1)
B 17 FABRICACION DE CHASIS (anexo I )
B 18 INSPECCION Y ENSAYOS (Anexo II)

El operario de soldadura debe realizar las pruebas de competencia en la condición especifica en que se requiera su calificación y certificación, para ello se disponen de cupones de prueba (probetas de las mismas características de producción) en los cuales se realizan los diferentes depósitos de soldadura, en las diferentes posiciones a soldar, teniendo en cuenta los diferentes diseños de junta. Durante todo el proceso de calificación las variables esenciales son verificadas, supervisadas y registradas por inspector certificado quien evaluará por inspección visual las soldaduras realizadas y procederá a ordenar el estampe de los cupones aceptados para las pruebas de laboratorio. Realizada la verificación de procedimiento, y la aceptación de los cupones de prueba, se procede a los ensayos destructivos y no destructivos, de su resultado dependerá la calificación final del operario.

Los resultados de los ensayos se consignan como PQR en los respectivos WPS y forman parte integral del estándar. Una vez realizado el estándar, su control y revisión es responsabilidad exclusiva de la Gerencia de calidad, su edición y distribución de la Gerencia de Ingeniería, y su aplicación de la Gerencia de producción.

Edición y revisiones Para alcanzar una mejor difusión y desarrollo de las prácticas de calidad en la Empresa, es necesario revisar y actualizar permanentemente el estándar de soldadura a medida que ocurran cambios en tecnologías, bien sea por entidades de investigación o bien sea por actividades específicas, e innovaciones de la empresa.

Cuando los cambios ocurran, se debe realizar una nueva revisión, para lo cual se debe tener en cuenta:

El jefe de la Gerencia de Ingeniería es el responsable por la edición, las revisiones y el control del estándar de soldadura. Todas las revisiones serán aprobadas por él, volviéndose de forzosa aplicación para las actividades correspondientes.

Cada copia controlada del estándar se identificará de acuerdo con el número asignado a cada dependencia.

La persona en cada área a quien se le asigne el estándar, será responsable por la actualización y manejo del mismo.

Todas las copias del estándar deberán estar disponibles para una auditoria periódica por parte de la gerencia de calidad y los organismos de control.

Responsabilidades

- Del jefe de la Gerencia de Ingeniería o su designado

Asigna estándar de acuerdo a las necesidades presentadas por el Jefe de cada una de las Divisiones de la Empresa.

Aprueba los cambios y revisiones que se lleven a cabo en el estándar.

- De la Gerencia de calidad

Mantiene un manual maestro que sirva como comparación.

Mantiene la lista maestra actualizada de las copias controladas y el nombre de las personas a quienes se les asigna

Hace un seguimiento para que el estándar se encuentre actualizado con la ultima revisión en las diferentes dependencias y que se haga una difusión correcta entre las personas involucradas. Utiliza ampliamente la calificación de procedimientos y soldadores, lo cual garantiza el control sobre los procesos y el producto.

De las personas a quienes se les asigna.

Actualiza el estándar con los nuevos procedimientos y/o revisiones tal como los recibe del área de normalización, destruyendo la parte o partes obsoletas objeto de la revisión.

Firma la “Lista de distribución” y la devuelve a la Gerencia de calidad como señal de recibido. Tiene disponible su manual asignado para consulta del personal de su sección y cuando sea requerido para la revisión periódica por parte de la Gerencia de calidad.

No permite fotocopias de la información contenida en el manual sin la previa autorización de la Gerencia de Ingeniería o del jefe de la División a que pertenece.

Método de revisión Cuando sea necesaria la revisión de un capitulo o parte de él, este se editará completo como versión revisada. Con el objeto de mantener actualizado el estándar, cualquier funcionario de la Compañía puede solicitar su revisión a medida que se desarrollen avances tecnológicos tanto internos como externos. Esta solicitud se debe cursar por intermedio del jefe del Area al encargado de la Gerencia de Ingeniería.

CONCLUSIONES

En los diferentes procesos de fabricación, es la unión de metales el más regulado, por ésta razón es de suma importancia tener procedimientos normalizados y amparados en códigos internacionales que involucren las múltiples variables que en el intervienen, partiendo del recurso humano, en éste caso los soldadores con todas sus competencias (conocimiento-habilidad-ética), siguiendo con las materias primas (material base y de aporte) y los equipos de soldadura (debidamente calibrados). El aseguramiento de la calidad es el componente más relevante, constituye la vía para optimizar la productividad y competitividad entorno a los diferentes productos y servicios, siempre que éstos se encuentren estandarizados.

BIBLIOGRAFÍA

[1] Código Clínico ANSI/AWS

D1.1/2000, Publicaciones AWS, USA.

Código Clínico ANSI/AWS D1.3/1998, Publicaciones AWS, USA.

Simbología para soldadura ANSI/AWS A2.4/1979,

Publicaciones AWS, USA.

Welding Inspection technology, 4a Edición/2000 Publicaciones AWS, USA.

Manual técnico de soldadura, Ing. Alberto Zapata Meneses, En edición.

Guía para la elaboración de estándares de soldadura, Ing. Alberto Zapata Meneses, En edición

Material en edición tomado de Scientia et Technica Año X, No 24, Mayo 2004. UTP. ISSN 0122-1701, publicado por ALBERTO ZAPATA MENESES Profesor AuxiliarFacultad de Tecnologías/Facultad de Ing.MecánicaUniversidad Tecnológica de Pereira azapata@utp.edu.co(doc. original) En este, hace alusión a la contribución de este conla multinacional BUSSCAR S.A. Filial en Colombia.

EuroNorma 729 “Requisitos de Calidad para el soldeo”

Las normas UNE-EN 729 son la columna vertebral de todo el sistema de requisitos y normas necesarias para facilitar el cumplimiento de los requisitos de calidad en un proceso de soldadura por fusión. Cabe tener en cuenta los puntos siguientes:
La UNE-EN 729 indica los requisitos de calidad de la producción de la soldadura, no del diseño.
La UNE-EN 729 hace referencia a procesos de soldeo por fusión.
La UNE-EN 729 no establece limitaciones en los materiales.
La UNE-EN 729 no requiere ninguna certificación del fabricante. La demostración que el fabricante cumple con esta normativa pude incluir la certificación, pero no es ninguna obligación.
La UNE-EN 729 establece los requisitos para el equipamiento, el personal y los procedimientos de soldeo y nos refiere a las normas específicas que tratan en más detalle cada uno de estos aspectos.
Para asegurar eficacia en un proceso de fabricación en el que interviene alguna soldadura crítica. La dirección o los ingenieros deben evaluar las fuentes del problema y escoger el procedimiento de calidad adecuado.
¿Cuándo se debe aplicar la UNE-EN 729-2?

ASME - B31: Código para tuberías a presión

El ASME- B31: Es un Código del ASME que da respuesta a los requisitos para sistemas de tuberías a presión, está compuesto por siete secciones. Cada sección describe: diseño, materiales, fabricación, pruebas e inspección de tuberías, así:

ASME: B31.1: Tuberías de potencia para la industria termoeléctrica.

Cubre la potencia y los sistemas auxiliares de servicio de estaciones de generación eléctrica, plantas industriales e institucionales, plantas térmicas centrales y regionales y sistemas térmicos de distrito.

ASME-B31.2: Tuberías para gas combustible incluidas las de gas natural, GLP*

Cubre los sistemas de tubería para gas combustible incluyendo el gas natural, fabricación de gas licuado del petróleo (GLP), mezclas de aire con altos limites de combustible, GLP en fase gaseosa o mezcla de esos gases. Esos sistemas de tuberías, en las calderas, se extienden para disminuir el consumo métrico establecido (o punto de libertad) y también incluyendo la primera presión en la válvula de contracorriente de la utilización de gas.

ASME-B31.3: Tuberías para plantas químicas y refinerías de petróleo

Cubre toda la tubería del procesamientoo manejo químico, petróleo y productos derivados. Ejemplos: Plantas químicas, refinerías de petróleo, terminales de carga, plantas de procesamiento de gas natural (incluyendo auxiliares de licuefacción de gas natural), plantas compuestas, tanques de campo. La aplicaciónde esta sección se da en sistemas de tubería para manejo de fluidos abarcando sólidos disueltos y en soluciones acuosas, y todo tipo de servicios incluso crudos, intermedios y químicos terminados, petróleo y derivados del petróleo, gas, aire, vapor, agua y refrigerantes excepto especificaciones excluidas.

ASME-B31.4: Sistema de transporte de petróleo liquido por tubería

Cubre las tuberías para transportar productos de petróleo liquido, entre centros de producción, auxiliares de localización, tanques de almacenamiento en campo, plantas de procesamiento de gas natural, refinerías, estaciones, terminales de entrega y puntos de captación. Ejemplos de tales productos son petróleo crudo, condensado, gasolina, gas natural liquido y gas licuado de petróleo.

ASME-B31.5: Tubería de refrigeración que trabaja a T < -196 °C (-320 °F)

Cubre la aplicaciónde las tuberías de refrigeración y sales que trabajan a temperaturas por debajo de –196 °C (-320 °F).

ASME-B31.8: Sistemas de tuberías de distribución y transmisión de gas.

Cubre las tuberías destinadas a las subestaciones de gas comprimido, gas medio y estaciones de regulación gas principal y líneas de servicio de salida para los consumidores establecidos.

ASME-B31.9: Tuberías al servicio de fábricas, industrias, comercio y unidades multifamiliares.

Cubre la aplicación de los sistemas de tuberías para servicio en industria, comercio, publico, instituciones, fabricas y unidades multifamiliares. Esta incluye solamente aquellos sistemas de tubería dentro de las fabricas o limites de las propiedades.

Todas las secciones del código de tuberías para presión requieren calificación de los procedimientos de soldadura, habilidad del soldador y del operario de soldadura que se empleen en la construcción. Varias secciones requierende esas calificaciones para ser ejecutadas de acuerdo con los requerimientos de la Sección IX del código ASME, mientras que en otros es opcional. La utilización del Estandar API 1104, Soldadura de Líneas de Tubería para Transporte de Gas y Petróleo y de Instalaciones Relacionadas o del código AWS D10.9, Especificaciónpara la calificación del Procedimiento de Soldadura y Soldadores para Tuberías, es permitida en algunas secciones alternativas de la Sección IX del código ASME. Cada sección del código puede ser consultada para su aplicación en documentos de calificación.

OTRAS REFERENCIAS:
AWS – A3.0: Términos y Definiciones
ASNT: Sociedad Americana para END (Non Destructive Testing)
NTC – 2057: Norma Técnica Colombiana para calificar el procedimiento de soldadura y la habilidad del soldador.
NEMA EW-1: Clasifica e identifica las fuentes de poder para soldar por arco eléctrico
ANSI – Z49.1: Estándares de seguridad en los procesos de soldadura y corte térmico
ANSI – Z87.1: Estándares de seguridad para la protección de cara y ojos en la operación de soldadura y corte
NFPA – 51B: Estándares para prevención de fuego durante los procesos de soldadura, corte y otros trabajos en caliente
OSHA: Estándares de seguridad y salud ocupacional para la industria en general
FGW: Estandares de seguridad contra gases y humos en los trabajos de soldadura
FSW: Estándares de seguridad ante el fuego en los procesos de soldadura y corte.
ANSI: Instituto Americano de Estándares Nacionales

*GLP: Gas Licuado del Petróleo
**: Esta entrada se realizó con material publicado en el boletín Nº 27 de West

Diseño y fabricación de recipientes a presión

Especificaciones para el diseño y fabricación de recipientes a presión. Parte 1.

Este documento ha sido adapatado desde su original con fines formativos.Los usuarios y Fabricantes de recipientes sometidos a presión, con base en la aplicación de Normas Internacionales y a sus experiencias en el tema, han desarrollado ciertas prácticas comunes que han resultado ser ventajosas para encarar el proceso del diseño y construcción de los nuevos recipientes sometidos a presión. Las presentes Especificaciones, que incluyen a aquellas prácticas mas ampliamente aceptadas y utilizadas, nos permitirán interpretar mejor los procedimientos y alternativas prescriptas por la Norma al conocer de antemano conceptos generales de diseño y de construcción, las que ahora podrán ser fácilmente interpretadas con la simple lectura de la mismas.

A - GENERALIDADES.

Si bien existen varias Normas que son de aplicación, elaboradas por países de reconocida capacidad técnica en la materia, la Norma internacionalmente mas reconocida y de uso mas común, es la Secc VIII Div.1 “Rules for Construction of Pressure Vessels” del Código ASME (American Society of Mechanical Engineers). Esta Norma, cubre el diseño, la selección de materiales, la fabricación, la inspección, las pruebas, los criterios de aprobación y la documentación resultante de las distintas etapas a cumplir. El Adquirente de un recipiente, debe informar al Fabricante sus requisitos operativos (presión y temperatura) tipo y características de fluido, capacidad volumétrica, forma de sustentación, limitaciones dimensionales del lugar de emplazamiento y cualquier otra característica particular que deba ser considerada. Si se cuenta con un anteproyecto previo, podrá incluir también la especificación del material constructivo, tipo de cabezales, accesorios operativos y de inspección, nivel del control de soldaduras, terminación superficial, tolerancia por corrosión, etc. El Fabricante, que es el único responsable del cumplimiento de todos los requisitos establecidos por la Norma, previo a la presupuestación, deberá verificar la viabilidad de todos los requerimientos solicitados, determinar el procedimiento y forma de realizar las soldaduras, la inspección considerada para las mismas, definir la tolerancia por corrosión aconsejable, calcular todos los espesores requeridos por las partes a presión para las condiciones de servicio y finalmente constatar la disponibilidad en el mercado de los materiales que se prevee utilizar en la construcción. El Fabricante siempre debe tratar de seleccionar materiales que puedan ser calificables bajo Código ASME; deberá además, detallar tipo y forma constructiva de los cabezales, determinar el tratamiento térmico (en los casos que corresponda), las características y dimensiones requeridas para los accesorios soldados y toda otra información que pueda resultar necesaria para una correcta definición y evaluación del suministro a realizar. Cuando el Adquirente suministre la Ingeniería básica, especificando los espesores requeridos, el Fabricante se limitará a verificar que los espesores de cálculo, adicionada la tolerancia por corrosión, no superen los valores solicitados, ya que ésta es una responsabilidad de la que nunca podrá ser eximido, aunque los cálculos hayan sido entregados por el Adquirente. Acordada la provisión del recipiente y previo a la iniciación de su construcción, el Fabricante deberá presentar al Adquirente la documentación siguiente: Planilla de datos básicos de diseño Plano constructivo en formato IRAM Memorias de cálculo de envolvente, cabezales y demás componentes que en cada caso corresponda incluir. Lista de materiales Planilla de calificación del (los) procedimiento(s) de soldadura, avalados por Inspector Nivelado Certificado de calificación de habilidad de los Soldadores/Operadores Programa de Fabricación y Plan de Inspecciones previsto para el control de fabricación. Certificado de Usina de las chapas ó en su defecto, de Laboratorio reconocido que certifique por los análisis físico y químico la calidad de la chapa a utilizar. Documentación requerida para que, junto con los respaldos del control de fabricación, permita tramitar la aprobación del recipiente ante el Ente Estatal que corresponda s/requerimientos.
B - DISEÑO Las Sec. VIII Div1 y Div 2 del Código, son parte de los denominados Códigos de Construcción de ASME. Los mismos contienen todo lo concerniente al diseño, la fabricación y el correspondiente control. A su vez, también hacen referencia a las fuentes de consulta sobre aspectos específicos tales como Materiales, Soldaduras y Ensayos no Destructivos, a los que denomina Códigos de Referencia. Estos son:
Secc.II: Materiales
Secc.V: Ensayos no Destructivos
Secc.IX: Calificación de Soldaduras,
los que también deben ser cumplidos por los Fabricantes en la medida que el Código de Construcción invoque determinado requerimiento y remita al Código de Referencia correspondiente. Si bien, en la gran mayoría de los casos se diseña y fabrica bajo la Secc VIII Div1, también se dispone de la Div 2: Reglas Alternativas; esta Norma permite el diseño por Análisis de Tensiones, resultando muy necesaria para el cálculo de grandes recipientes, espesores gruesos de pared, condiciones de servicio severas, etc. El criterio de diseño utilizado por la Secc VIII Div. 1, establece que el espesor de pared de un recipiente a presión, deberá ser tal que las tensiones generadas por la presión, no deben exceder el valor de la tensión admisible del material. La tensión admisible a la tracción para cada material, resultará de dividir por 3,5 a la tensión de rotura de ese material a la temperatura de diseño. No obstante que los valores de tensión de rotura que figuren en los certificados de Usina ó que resulten de ensayos posteriores, tengan valores por arriba del valor que para ese material y esa temperatura se establece en la Sec. II, este último es a partir del cual se tomará la tensión admisible a utilizar en el cálculo. La presión de trabajo máxima permitida, estará limitada por la envolvente ó los cabezales y no por partes menores. Los recipientes cubiertos por la Secc. VIII Div1, serán diseñados para las mas severas condiciones coincidentes de presión y temperatura previstas para las condiciones normales de operación que le son requeridas. Consecuentemente, la presión de diseño será la máxima de trabajo admitida por el recipiente sin que se supere la tensión admisible del material en el punto mas comprometido. Los recipientes sometidos a presión, deberán ser diseñados para poder soportar las tensiones debidas a las cargas ejercidas por la presión interna ó externa, el peso del recipiente lleno de líquido y toda otra solicitación que agregue tensiones sobre las partes que lo componen. En el caso de tanques horizontales con longitud considerable y 2 cunas de apoyo, además del peso propio y de elementos interiores, deben ser calculadas solicitaciones generadas en los apoyos y en el centro de la luz por el peso del líquido durante la realización de la Prueba Hidráulica, los que suman esfuerzos de tracción en esas zonas que son las mas comprometidas. En los recipientes cilíndricos verticales de altura considerable, también deberán ser verificadas las tensiones que provocan, además de la presión, otros factores tales como las cargas excéntricas, la acción del viento y las cargas sísmicas (si correspondiere); asimismo, también deben ser considerados el efecto de la temperatura si fuere el caso, la posibilidad de cargas de impacto, etc. El análisis debe concentrarse en la verificación de la condición mas desfavorable, provocada por su efecto combinado. En general se acepta que los recipientes verticales de altura considerable (caso torres de destilación), deban diseñarse con espesores variables, de manera tal que bajo las condiciones de operación normales, admitan una deflexión no mayor de 6” por cada 100 pies de altura, bajo la velocidad máxima del viento tenida en cuenta para el diseño.
Tolerancia por corrosión: Las superficies interiores de un recipiente, al estar en contacto con el fluido, pueden estar expuestas a sufrir la pérdida de espesor por efecto de la corrosión y en el caso de movimiento de sólidos en suspensión, por erosión ó abrasión mecánica. El Código no permite que el espesor mínimo de la envolvente y de los cabezales (luego de conformados) de un recipiente a presión, sea menor a 1/16” (1,59 mm), excluida la tolerancia por corrosión; en todos los casos en los que se considere que esta pudiere aparecer, se debe sumar un sobreespesor adicional al de cálculo; está establecido como recomendable, adicionar un valor del orden de 1/16”, con lo cual el espesor mínimo, no debería ser menor de 1/8” (3,17 mm). En el caso de recipientes para aire comprimido, vapor de agua ó agua a presión, el espesor mínimo será de 3/32”(2,38 mm) y previéndose corrosión, no debería ser menor de 5/32” (3,97 mm). En el caso de generadores de vapor sin fuego, no será menor de ¼” (6,35 mm) y adicionando la tolerancia por corrosión, no menor de 5/16” (7,93 mm). Será responsabilidad del diseñador establecer en función del fluido y del servicio, el valor que resulte apropiado para permitir una vida útil razonable. Salvo casos especiales, los recipientes a presión deberán ser diseñados para una vida útil no menor de 15 años de operación continuada. En el caso particular de la Normativa de la Provincia de Buenos Aires, la vida útil de un recipiente habilitado, ha sido establecida en 30 años. Esto es un límite temporal válido siempre y cuando el espesor se mantenga por sobre el mínimo admisible por cálculo; cuando el valor medido resulte menor a ese mínimo, la vida útil del recipiente para operar a la presión para la que ha sido diseñado ha concluido, cualquiera sea el tiempo transcurrido desde su puesta en servicio. Como el avance real de una posible corrosión puede responder a factores que no hayan sido previstos, para no correr riesgos, la Norma exige la realización del control periódico de espesores. Por lo indicado precedentemente y a los efectos de posibilitar el control periódico, los recipientes deberán contar con aberturas de inspección. Así por ejemplo, el Código establece que los recipientes con diámetro interior hasta 36” deberán contar con una boca de hombre ó 2 cuplas de 2” c/tapón roscado. Los diámetros mayores de 36” siempre deberán contar con boca de hombre con diámetro mayor ó igual a 16”; lo aconsejable es utilizar 18 ó 20”. Cuando exista seguridad de que el fluido no es corrosivo, la boca de hombre podrá ser obviada.

C - FABRICACION

1 – Alcance del suministro: Es criterio generalizado entre los adquirentes de recipientes a presión que conocen y exigen la aplicación de Normas Internacionales, incluir en su requerimiento el alcance siguiente:

• Recipiente completo construido conforme a las especificaciones técnicas particulares y generales incluídas en la documentación del Pedido de Cotización, mas aquellas cuya definición ha sido asignada al Proveedor, todo lo cual constará en la oferta de éste y será aceptada por el Adquirente por medio de la correspondiente Orden.
• El suministro, como mínimo alcanza hasta los elementos de conexión externa vinculados por soldadura al recipiente, tal como lo son las conexiones bridadas y roscadas.
• Bocas de inspección ó control tales como entrada de hombre, entrada de mano y cualquier otro tipo de abertura para esas finalidades. En todos los casos se entiende con las correspondientes tapas ciegas, juntas y bulonería.
• Aditamentos externos requeridos para la sustentación del recipiente, tales como cunas, patas, faldones bridados, etc.
• Aditamentos internos indicados en planos como soldados directamente al interior de la envolvente.
• Elementos necesarios para el transporte y movimientos, tales como orejas ó cáncamos de izaje, rigidizadores, etc. Bulones y juntas adicionales para ser utilizadas en las pruebas. Certificados del Fabricante de la chapa ó de ensayos locales requeridos por Normas para constatar la calidad del material. Procedimientos de soldadura calificados por especialista nivelado y soldadores con habilidad certificada y vigente. Pruebas y ensayos requeridos por Norma, tales como: prueba hidráulica, tratamiento térmico en los casos en que fuera requerido, radiografiado de soldaduras y todo otro ensayo no destructivo que hubiere sido preestablecido ó que a criterio del Inspector del Adquirente, resultara procedente para evaluar posibles defectos de fabricación. Placa de Identificación del recipiente, con los datos de Norma y su correspondiente soporte. Trabajos de limpieza y pintura de todas las superficies exteriores ó revestimientos interiores que se hubieren acordado. Preparación para el transporte, carga sobre camión en el Taller del Fabricante y transporte hasta la Planta del Adquirente si así hubiere sido acordado. Todo otro ó suministro que, aunque no estuviere explícitamente indicado, resulte necesario para una fabricación acorde a la Norma constructiva aplicada y a las mejores reglas del arte.

2 – Detalles constructivos:

• El Fabricante deberá desarrollar los planos constructivos necesarios a partir de la documentación de diseño.
• Las envolventes deberán ser roladas con un diámetro coincidente con el de transición de los cabezales.
• En recipientes con cabezales de diferente espesor que la envolvente se efectuará la transición de espesores sobre el exterior del recipiente. La longitud de transición nunca será menor que 3 veces la diferencia de espesores.
• Los cordones longitudinales de las envolventes serán ubicados de manera que no sean afectados por aberturas, placas de refuerzo, cunas de apoyo, etc. y permanecer perfectamente visibles.
• Para los cordones circunferenciales son válidas las mismas consideraciones pero, si una interferencia es inevitable, el cordón será rebajado a ras de la chapa y examinado radiográficamente previo a la colocación del refuerzo.
• No se permitirá ninguna conexión roscada directamente sobre la envolvente ó cabezales, cualquiera fuere su espesor. Toda conexión que no se prolongue hacia el interior del tanque, terminará a ras de la cara interna y la soldadura se efectuará con penetración completa. Los refuerzos de conexiones y entradas de hombre, deberán ser calculados conforme lo especifica el Código. El material del refuerzo será el mismo tipo de acero que el utilizado en el recipiente. Los bordes interiores de las entradas de hombre ó de mano, serán amoladas con un radio mínimo de 6 mm. Para conexiones de Ø 2” ó menores, es recomendable la utilización de cuplas ó medias cuplas forjadas de serie 3000 como mínimo; las de 2-1/2” y mayores deberán ser bridadas de tipo SORF de Serie 150 como mínimo y para servicios de mayor presión, el tipo WNRF de la Serie que corresponda. Los cuellos de conexión (Welding Neck) para diámetros menores a 1-1/2” serán sch 80 y la conexión al cuerpo se realizará mediante accesorios socked weld. Todos los agujeros para los bulones de bridas, quedarán a horcajadas de los ejes principales del recipiente, salvo especificación en contrario. Los recipientes horizontales con 2 cunas de apoyo soldadas al cuerpo, deberán tener el anclaje de una de ellas con correderas para permitir la dilatación por temperatura. Los recipientes de acero inoxidable podrán contar con medios de sustentación construidos en acero al carbono, siempre que se suelden a placas externas del mismo material del cuerpo, soldadas previamente. Los tanques verticales podrán ser sustentados mediante patas soldadas a refuerzos convenientemente ubicados en la envolvente ó cabezal inferior ó mediante faldón provisto de silletas de anclaje ó brida. en el caso de recipientes de gran altura (caso de torres de destilación), el faldón tendrá el mismo diámetro que el recipiente y se anclará a una base de H°A° mediante una brida tipo silleta con bulones de anclaje. El faldón poseerá aberturas de ventilación, en especial en servicios con hidrocarburos u otros combustibles líquidos ó gaseosos.

3 – Soldaduras:

• El Fabricante no podrá comenzar a soldar hasta que el Procedimiento de Soldadura calificado y la Habilidad del Soldador/Operador, sean aprobados por la Inspección del Adquirente. Todas las soldaduras se realizarán en un todo de acuerdo con las normas AWS (American Welding Society) en cuanto a los materiales de aporte utilizados y con el Código ASME Sección VIII y IX en lo referente a métodos y procedimientos de soldadura.
• Para la soldadura de envolvente y casquetes se utilizará la forma “a tope” de penetración y fusión completa. El procedimiento de soldadura mas moderno, seguro y rápido es el de Arco Sumergido (SAW) ó soldadura Automática.
• Una de las prácticas mas comunes para soldadura de ambos lados es, con bisel en X (2/3 ext./1/3 int.), realizando desde la cara interna la soldadura que hará de respaldo al SAW. Este respaldo, se realizará mediante procedimiento manual con electrodo revestido (SMAW), efectuando las pasadas necesarias s/espesor (s) ó bien con Semiautomática de alambre macizo (GMAW ó tubular (FCAW), en ambos casos con el modo de transferencia globular. Posteriormente, repelada la raíz, se efectuarán las pasadas externas de SAW. que sean necesarias para completar la soldadura.
• Si no es posible el acceso al interior del tanque, se utilizará bisel del tipo “V”, para soldar totalmente desde el exterior. Para este tipo de soldadura, es imprescindible utilizar un procedimiento adecuado que asegure la completa penetración; a este efecto, la raíz se efectuará preferentemente con el procedimiento TIG (GTAW ó bien con SMAW utilizando el clásico electrodo celulósico E-6010. Eventualmente se podrá colocar un anillo interno de respaldo que quedará incorporado en forma permanente a la soldadura al soldar desde el exterior con el proceso SAW ó con otro procedimiento. En todos los casos, los procedimientos, siempre deberán estar calificados bajo ASME IX. Las restantes uniones menores (conexiones, refuerzos, etc.) podrán realizarse con SMAW ó GMAW, utilizando material de aporte acorde a lo especificado por AWS
• Para cada forma y tipo de junta que se adopte y según sea el grado de control radiográfico que se efectúe, el Código ASME establece el valor de la eficiencia de junta E que interviene en el denominador de la fórmula de cálculo del espesor de pared del recipiente. Para el mismo tipo de junta, a mayor control mayor será el E permitido y consecuentemente, menor será el espesor mínimo requerido (ver UW-12 ASME VIII Div.1).

Doc. de ref. publicación de: Ing. Carlos A. Villanueva.Strucplan On-Line, Art. 1287

Estructura del Código ASME

La Sección 9 del código ASME, para la construcción de Calderas y Recipientes a Presión, tiene su importancia en la calificación de soldadores, operarios de soldadura, Welding & Brazing, y los procedimientos que se utilicen de acuerdo con este Código y con el de Tuberías a Presión B31. La Sección IX del código ASME prepara y califica procedimientos y procesos de soldadura, calificación de soldadores y operarios de equipos de soldadura.

Se divide en 12 partes o secciones:

1. Reglas para la construcción de calderas de energía.
2. Materiales.
1. Parte A (ferrosos)
2. Parte B (No ferrosos)
3. Parte C (Met. de aporte)
4. Parte D (Propiedades)
3. Código para contenciones en hormigón para instalaciones nucleares.
1. División 1, Subs. NE (componentes)
2. División 1, Subs. NF (soportes)
3. Div. 1 Subs. NG (Estructuras de Soporte de Núcleo)
4. Requerimientos generales para Div. 1 y Div. 2
4. Reglas para la construcción de calderas de calefacción.
5. Ensayos No Destructivos
6. Reglas recomendadas para el cuidado y operación de calderas de calefacción.
7. Guía recomendada para el cuidado de las calderas de potencia.
8. Reglas para la construcción de recipientes a baja y a alta presión.
1. División 1 (Reglas para la construcción de recipientes a presión)
2. División 2 (Reglas alternativas)
3. División 3 (Reglas alternativas para rec. de muy alta presión)
9. Calificación de procedimientos de soldadura y soldadores
10. Recipientes a presión reforzados con fibra.
11. Reglas para inspeccionar en servicio las plantas de energía nuclear.
12. Reglas para la construcción y servicio continuo (ado) de los tanques de transporte.

La sección que se emplea para la calificación (IX), se subdivide en 2 partes: la 1ª QW está relacionada con los requerimientos para las soldaduras de o por fusión WELDING, y la 2ª QB, tiene que ver con los requerimientos para soldadura fuerte o BRAZING.

Nos adentramos a estudiar uno de los códigos más empleados en la industria de las construcciones soldadas, y en esté enlace Código ASME sect. IX, se nos permitirá tener un estrecho contacto con la sección novena y su aplicación, así que empecemos a especificar la finalidad del mismo, haciendo un análisis de los códigos relacionados, así

Códigos de fabricación: ASME VIII; ASME B31.X, AWS D1.1., API 1104
Códigos de diseño: ASME VIII; ASME B31.X, AWS D1.1.
Códigos de inspección: AWS D1.1, NATIONAL BOARD, API 510, API 579- ASME II PCC*
Códigos de calificación de Procedimientos y soldadores: API 1104, AWS D1 1 ASME IX.

Así pues, distinguiendo entre uno y otro, empezamos a escudriñar cada uno de los ítems, especificaciones, artículos, adendas y pormenores de este complejo documento.
Antes de esto vale la pena recalcar que es importante entender el glosario que se maneja al hablar de Códigos, Normas, Especificaciones y Estándares, por lo tanto conviene que hagamos nuestra lectura, realizando la aclaración de estos términos. Ya que estos y algunos otros documentos de uso común en la industria tienen diferencias, en cuanto a su extensión, alcance, aplicabilidad y propósito.
Para su ayuda, podemos definir en común lo siguiente:
Código (Code)
Es un conjunto de requisitos y condiciones, generalmente aplicables a uno o más procesos que regulan de manera integral el diseño, materiales, fabricación, construcción, montaje, instalación, inspección, pruebas, reparación, operación y mantenimiento de instalaciones, equipos, estructuras y componentes específicos.
Normas ( Standards)
El término “norma” tal y como es empleado por la AWS, la ASTM, la ASME y el ANSI, se aplica de manera indistinta a especificaciones, códigos, métodos, practicas recomendadas, definiciones de términos, clasificaciones y símbolos gráficos que han sido aprobados por un comité patrocinador (vigilante) de cierta sociedad técnica y adoptados por esta.
Especificación
Una especificación es una norma que describe clara y concisamente los requisitos esenciales y técnicos para un material, producto, sistema o servicio. También indica los procedimientos, métodos, clasificaciones o equipos a emplear para determinar si los requisitos especificados para el producto han sido cumplidos o no.
Cada tres años aparece una nueva edición del Código, pero en ese lapso de tiempo se hacen 3 publicaciones, denominadas adendas.
ADENDAS: que se refieren a los cambios anuales que se le hacen al Código
Todo el contenido del Código, además de garantizar la construcción, reparación y mantenimiento, se utiliza para poder diligenciar los 3 formatos que conllevan a ejecutar con seguridad cualquier trabajo de soldadura, estos formatos son:
WPS = Especificación de la calificación del procedimiento,
PQR = Calificación del proceso de soldadura y
WPQ = calificación de la habilidad del soldador y operario de soldadura.

Declaración del Uso de los Estándares AWS Todos los estándares (Códigos, Especificaciones, Recomendaciones Prácticas, Métodos, Clasificaciones, y Guías) de la Sociedad Americana de la Soldadura AWS, son estándares de consenso voluntario que han sido desarrollados de acuerdo con las reglas del Instituto Nacional Americano de Estándares ANSI. Si los Estándares son incorporados en, o hechos parte de, documentos que son incluidos en leyes y regulaciones estatales o federales, o las regulaciones de otros organismos gubernamentales, sus disposiciones gozan de la completa autoridad legal del estatuto. En tales casos, cualquier cambio en aquellos estándares AWS deben ser aprobados por el organismo gubernamental que tenga jurisdicción estatutaria antes que ellos puedan llegar a ser una parte de aquellas leyes y regulaciones. En todos los casos, estos estándares gozan de la completa autoridad legal del contrato u otro documento que se acoja a los Estándares AWS. Donde exista esta relación contractual, los cambios o desviaciones de los requerimientos de un Estándar AWS deben ser por discusión entre las partes contratantes.
ESTÁNDAR ANSI / ASC Z49.1 La enorme demanda de producción colocada en los EE.UU. a raíz de la II Guerra Mundial trajo una tremenda expansión al uso de la soldadura. A mediados del 1943, se reconoció que algunos tipos de Códigos o Estándares fueron necesarios relacionados con las prácticas seguras para ejecutar la soldadura. Bajo el auspicio de la Asociación Americana de Estándares, el Estándar fue proyectado en borrador y publicado en 1944. Fue titulado “Estándar Americano de Guerra Z49.1, Seguridad en Soldadura Eléctrica y a Gas, y Operaciones de Corte” CÓDIGOS Y NORMAS

En 1914 ASME creo un comité con el propósito de formular las reglas normalizadas para la construcción de calderas de vapor y otros recipientes de presión. Los códigos ASME se clasifican en dos grandes grupos: Códigos de construcción y códigos de referencia.
CÓDIGOS DE CONSTRUCCIÓN:
Son normas particulares de diseño, fabricación e inspección aplicables a tipos específicos de construcciones tales como:

• ASME SECCIONES: I, III, IV, y VIII: Para Calderas, Tanques E Intercambiadores
• ANSI / ASME B-31.3: Tuberías A Presión Para La Industria Petroquímica.
• 1914 – sección – I: Calderas de potencia
• 1923 – sección – IV: Calderas de calefacción
• 1928 – sección – VIII: Código para recipientes a presión sin fuego
• 1965 – sección – III: Componentes de plantas nucleares de potencia.
• 1968 – sección – VIII Div. 1: Reforma a la sección recipientes a presión.
• 1968 – sección – VIII Div. 2: Reglas alternativas para rec. a pres.
• 1969 – sección – X: Recipientes a pres. plásticos reforzados con fibra de vidrio
• 1997 – sección – VIII Div.3: Reglas alter. recip. muy alta pres.
• 1998 – sección – III Div. 3: Sistema de contención y empacado para transporte combustible nuclear desgastado y desechos radiactivos.

CÓDIGOS DE REFERENCIA:
1924 – SECCIÓN – II: Código De Materiales:a. Ferrosos,
b. No Ferrosos,
c. Aportes,
d. Propiedades
e. Materiales
1937 – SECCIÓN – IX: Calificación De Soldadura
1971 – SECCIÓN – V: Ensayos no destructivos
En 1974 – La Sección IX fue drásticamente revisada y fue incluida las calificaciones para soldadura Brazing.
PARTE QW: Se divide en cuatro artículos y tres apéndices: ARTICULO – I: Requisitos Generales ARTICULO – II: Calificación De Los Procedimientos De Soldadura ARTICULO – III: Calificación Habilidad Del Los Soldadores ARTICULO – IV: Datos De Soldadura APENDICE – A: Preparación de las Preguntas (Obligatorio) APENDICE – B: Formas sugeridas (No obligatorio) APENDICE – D: Listado de los No P (No es obligatorio)

PARTE QB: Se divide en cuatro artículos y tres apéndices: ARTICULO – XI: Req. grls. para la soldadura Brazing ARTICULO – XII: Calif. de los procedim. soldadura Brazing ARTICULO – XIII: Calif. hab. de los soldadores de Brazing ARTICULO – XIV: Datos de la soldadura por Brazing APENDICE – A: Preparación de las preguntas ( Obligatorio ) APENDICE – B: Formas Sugeridas ( No obligatorio ) APENDICE – D: Listado de los No P ( No es obligatorio ) REQUISITOS GENERALES

ARTICULO – I: de la parte QW:
QW – 100: General.
QW – 110: Orientación de la soldadura.
QW – 120: Posiciones de prueba para sol de ranura.
QW – 130: Posiciones de pruebas para sol de filete.
QW – 140: Tipos y propósitos de las pruebas de ensayos.
QW – 150: Pruebas de tensión.
QW – 160: Pruebas De Doblez Guiado.
QW – 170: Pruebas De Tenacidad En Entallas.
QW – 180: Pruebas A La Soldaduras De Filete.
QW – 190: Otras Pruebas Y Ensayos.
APENDICE – I: Graficas Para Secciones Redondeadas.
ARTICULO – II: De la parte QW calificaciones de los procedimientos de soldadura.QW – 200: General QW – 210: Preparación de los cupones de prueba
QW – 250: Variables de la soldadura. QW-251.1: Tipos de Variables para especificaciones de los procedimientos de soldar (WPS)
VARIABLES ESENCIALES: son aquellas condiciones las cuales cuando se cambian, afectan las propiedades mecánicas de la soldadura.
VARIABLES NO ESENCIALES: son aquellas condiciones las cuales cuando se cambian, no tienen impacto mayor en la soldadura. Sin embargo tienen que ser consideradas y relacionadas en los WPS.
VARIABLES ESENCIALES SUPLEMENTARIAS: Son el Nº de grupo, limites de impacto, diámetros menores de ¼", posición a soldar, corriente y polaridad y número de pasadas.
ARTICULO – III: Calificación Habilidad De Soldadores:
QW – 300: General.
QW – 310: Cupón de prueba para la calificación.
QW – 320: re-pruebas y renovación de la calificación.
QW – 350: variables de la soldadura para soldadores.
QW – 360: variables de soldadura para operadores de soldadura.
QW – 380: procesos especiales.
ARTICULO – IV: Datos De La Soldadura QW – 400: Variables QW – 410: Técnicas QW – 420: Números – P (metal de base) QW – 430: Números – F (metal de aporte) QW – 440: Composición química del metal soldado QW – 450: Especimenes de prueba.QW – 460: Gráficos.QW – 470: El proceso de atacado y los reactivos. QW – 490: Definiciones.
INTERPRETACIONES Y CASOS CODIGO
INTERPRETACIONES Las interpretaciones no son parte del Código, pero pueden ser muy útiles en el entendimiento del Código. Constan de respuestas escritas de ASME a preguntas concernientes a la interpretación de aspectos técnicos del Código. Estas interpretaciones que son oficiales del ASME, son publicadas dos veces al año, en julio y en diciembre y enviadas a cada poseedor de la Edición vigente del Código. Aquí tenemos algunas Interpretaciones On-Line a la Edición 2007.
CASOS CODIGO Los casos Código son publicaciones del Código ASME en las cuales se consideran las adiciones y revisiones propuestas al Código y las formulaciones de casos que ayudan a clarificar la intención de los requisitos existentes o el suministro, cuando se presente una necesidad urgente de reglas para materiales o fabricaciones no completadas en el Código vigente. Los casos Código relacionan las alternativas o las reglas nuevas, y aplican solamente al Código. El uso de los casos Código no es obligatorio.
NBIC: Código de Inspección National Board; requisitos para la reparación de calderas
TIPOS DE SOLDADURA: La sección IX del código ASME, hace referencia a los siguientes tipos de soldadura:

1. Soldaduras a tope con intersticio.
2. Soldaduras de filete con o sin Chaflán.
3. Soldaduras de pernos.

PROCESOS DE SOLDADURA: El Código sólo hace reserva de 12 de los 91 procesos que existen en Soldadura, ya que son los más usados en las industrias metalmecánica, estructural y petroquímica. Estos procesos de soldadura son:

1. OFW = Soldadura Oxicombustible
2. SMAW = Soldadura Por arco elec. Con electrodo manual revestido.
3. GTAW = Soldadura Por arco eléctrico Con electrodo de Tungsteno y gas inerte
4. FCAW = Soldadura Por arco elec. Con alamb tubular y núcleo fundente
5. SAW = Soldadura de o por arco Sumergido.
6. PAW = Soldadura por arco elec. Con plasma.
7. ESW = Soldadura por electro-escoria
8. EGW = Soldadura por electro gas
9. SW = Soldadura de pernos
10. EBW = Soldadura por haz de electrones
11. LBW = Soldadura por rayos láser
12. RW = Soldadura por Resistencia
13. FW = Soldadura por Fricción
14. EXW = Soldadura por Explosión
15. XXW?= Soldadura

TIPOS DE JUNTAS EN SOLDADURA La Sección IX del ASME identifica y clasifica cinco tipos de juntas en soldadura a saber:

1. A TOPE
2. DE FILETE
3. DE TRASLAPE
4. DE REBORDE
5. DE ESQUINA
   

*PCC-2: Edición 1ª del Código Post Conttrucción, Post Construction Code. Doc de Ref. Boletín 27 de la West.