BT2 Material Complementario

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Clínica de Código: Estándar API 1104

Pontificia Universidad Católica del Perú

Bloque temático 2: Calificación de procedimientos y soldadores

Sección 5: Calificación de procedimientos de soldadura para juntas con metal de aporte

5.1 Calificación de procedimiento La Sección 3 de este Material complementario, define un procedimiento de soldadura como los métodos y prácticas detalladas involucradas en la producción de una soldadura. También se define un WPS como un documento que contiene las variables de soldadura necesarias en una aplicación específica para asegurar la repetibilidad por soldadores y operadores de soldadura debidamente capacitados. Estas definiciones se repiten aquí para sentar las bases de una discusión detallada sobre la calificación del procedimiento que consiste en:

En el Estándar API 1104, en la Sección 5.1 también se requiere de ensayos destructivos para determinar la calidad de las soldaduras, a menos que la empresa autorice expresamente un método diferente.

5.2 Registro En la Sección 5.2 del Estándar API 1104 se exige que la empresa registre los detalles completos de cada procedimiento calificado, y mantenga el registro siempre y cuando el procedimiento esté en uso. La Sección proporciona formularios de muestra para este propósito. La Figura 1 es un ejemplo de un WPS. La Figura 2 es un ejemplo que puede ser utilizado como un PQR, WQTR, o ambas cosas. El soldador que inicialmente califica un procedimiento de soldadura también se califica él mismo para llevar a cabo dicho procedimiento. Otros soldadores deben ser calificados para llevar a cabo el mismo procedimiento.

El desarrollo de una especificación del procedimiento de soldadura (WPS)

El establecimiento de un registro de calificación del procedimiento (PQR) mediante la identificación de las variables esenciales del WPS

Implementación de pruebas de soldadura para verificar que los soldadores son capaces de realizar el procedimiento

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Material complementario – Bloque temático 2

Facultad de Ciencias e Ingeniería

5.3 Especificación del procedimiento En esta Sección del Estándar API 1104 se enumeran los componentes de un WPS.

Registro Información a consignar

5.3.2.1 Proceso Tipo de procesos de soldadura o procesos que serán utilizados en la aplicación del procedimiento de soldadura y si es manual, semiautomática o automática.

5.3.2.2 Materiales de tubería y accesorios

Identificar los números de especificación de materiales y su agrupación. Para calificar a todo un grupo, se debe calificar el material que presente la mayor resistencia a la fluencia mínima especificada en el grupo.

5.3.2.3 Diámetros y espesores de pared

Proporcionar un rango de diámetros exteriores y espesores de pared sobre los cuales es aplicable. El Estándar API 1104 divide los diámetros y los espesores de pared en tres grupos cada uno. En la Sección 6.2.2 del estándar se establecen las características de estos grupos.

5.3.2.4 Diseño de junta Identificar el tipo de unión que se está utilizando y otras características asociadas a ella.

5.3.2.5 Metales de aporte y número de pases

Identificar la especificación AWS y tamaño del metal de aporte y los números de clasificación. También identificar el número y secuencia de los pases y capas que componen la soldadura (una capa puede constar de uno, dos o más pases o cordones).

5.3.2.6 Características eléctricas

Designar la corriente (CA o CC), la polaridad (CC positivo o CC negativo), y el rango de amperaje y voltaje de cada electrodo, varilla o alambre. Usualmente, los rangos de amperaje y voltaje reflejan el mínimo y máximo amperaje y voltaje para producir una soldadura aceptable. El inspector debe verificar siempre que las variables se encuentran dentro de las recomendaciones del fabricante.

5.3.2.7 Características de la llama

Designar el tipo de llama que se utiliza en la soldadura oxiacetilénica. Hay tres posibilidades:

También especificar el tamaño del orificio en la punta de la antorcha para cada tamaño de varilla o alambre. El inspector debe verificar siempre que el tamaño de las puntas y las presiones de gas se encuentran dentro de las recomendaciones del fabricante.

Carburante:

También llamada

reductora, en la que hay un

exceso del gas

combustible, que resulta

en una llama rica en

carbono.

Oxidante:

En la que hay un exceso de

oxígeno.

Neutra:

En el que la mezcla que se quema contiene

partes iguales de gas

combustible y oxígeno.

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5.3.2.8 Posición Designar si la tubería será girada o estará fija durante la soldadura.

5.3.2.9 Dirección de la soldadura

Designar si la soldadura se va a realizar ascendente desde la parte inferior de la tubería hasta la parte superior o descendente desde la parte superior de la tubería hasta la inferior.

5.3.2.10 Tiempo entre pases

Documentar el tiempo entre pases, teniendo en cuenta la limpieza de los pases, el enfriamiento del material base, y otras consideraciones entre pasadas.

5.3.2.11 Tipo y remoción de dispositivos de alineación

Documentar si se requiere una abrazadera de alineación, y si es así, qué tipo (externo o interno), y la cantidad de soldadura que debe realizarse antes de que sea retirada. Normalmente, un porcentaje del primer pase se debe realizar para garantizar la estabilidad de la unión antes de retirar el dispositivo de alineación.

5.3.2.12 Limpieza y/o esmerilado (Grinding)

Documentar qué herramientas (esmeriladora, lima, cepillo, etc.) se van a utilizar para la limpieza de los cordones de soldadura entre pasadas.

5.3.2.13 Pre y post calentamiento

Documentar todas las actividades de tratamiento térmico que intervienen en el proceso de soldadura. Las temperaturas y los métodos del tratamiento térmico se derivan del espesor del metal base, la composición química, y los requisitos en servicio.

5.3.2.14 Gas de protección y caudal de flujo

Documentar el(los) tipo(s) de gas utilizado(s), la composición de cualquier mezcla, y el rango de caudal de flujo. Típicamente, el rango de caudal de flujo se mide en pies cúbicos por hora (cfh) y se basan en el mínimo y máximo caudal de flujo que han sido comprobados que producen una soldadura aceptable.

5.3.2.15 Fundente de protección

Especificar el tipo de fundente en uso.

El precalentamiento

Iguala la temperatura de las piezas de trabajo y crea una mayor zona afectada por el

calor (HAZ)

Reduce la cantidad de calor necesaria para hacer una

soldadura

Reduce la velocidad de enfriamiento, y mejora las

propiedades mecánicas por difusión de hidrógeno.

El postcalentamiento

Reduce los esfuerzos residuales

Reduce la dureza y la fragilidad causada por el

enfriamiento o temple

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5.3.2.16 Velocidad de avance

Especificar el rango de velocidad de avance, en pulgadas por minuto (ipm) o milímetros por minuto (mm/m) por minuto, para cada capa o pase. Típicamente, el rango de velocidad de avance refleja la mínima y máxima velocidad que han sido comprobadas que producen una soldadura aceptable.

5.4 Variables esenciales En la Sección 5.4 del Estándar API 1104 se enumeran las variables esenciales. Revise cada una de ellas. Se debe elaborar el WPS en torno a las variables esenciales, ya que el código determina el alcance de cada variable antes de tener que recalificar el procedimiento. Las variables que no son esenciales (los elementos de la especificación del procedimiento que no están explícitamente enumerados en la Sección 5.4) se pueden ajustar (cambiar) sin necesidad de recalificar el procedimiento, pero se debe utilizar buenos criterios de ingeniería en cualquier variación de las variables que no son esenciales.

5.5 Soldadura de las probetas de ensayo – soldaduras a tope Usando el WPS, se soldará un cupón para poner a prueba la combinación de variables que conforman el procedimiento de soldadura a tope.

5.6 Ensayo de juntas soldadas – soldaduras a tope Con el cupón de soldadura de prueba, se llevará a cabo ensayos destructivos de acuerdo a lo dispuesto en el Estándar API 1104 Sección 5.6.

5.6.1 Preparación

• Cortar el cupón en y fabricar los especímenes. Ver Tabla 2 y Figura 3 del Estándar API 1104.

La Tabla 2 identifica el tipo y el número de especímenes o muestras de prueba requeridos, basados en el diámetro exterior y espesor de la tubería, para evaluar la unión soldada. Esté atento a las notas al pie, que cambian los requisitos para tamaños específicos de tuberías.

La Figura 3 muestra la ubicación de los especímenes de ensayo de soldadura a tope para ensayos de calificación de procedimiento. Contiene cuatro ilustraciones de tuberías, cada una representa a un grupo diferente de diámetros de tubería. Analizar cada figura como la cara de un reloj.

• En la tubería de mayor diámetro, se cortará el tubo a las dos, cuatro, ocho y diez según las posiciones del reloj. Las flechas exteriores a los tubos señalan los lugares donde se puede tomar muestras para determinados tipos de pruebas destructivas.

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En las sub-secciones del Estándar API 1104 Sección 5.6 se discuten estas pruebas en detalle, describiendo la preparación de estos especímenes, el método de prueba y los requerimientos para la calificación.

La geometría de las probetas y detalles de su fabricación se muestran en las Figuras 4 a la 7 del Estándar API 1104.

Se debe prestar mucha atención a las notas y dimensiones. Por ejemplo, a las probetas para el ensayo de tracción y el de rotura por entalla no se les debe retirar la sobremonta de cara y de raíz; en cambio, en las probetas de doblado si se debe mecanizar a ras con la superficie del metal base.

• Los diámetros más pequeños disponen de una superficie relativamente menor para hacer los cortes, y producirá un menor número de especímenes. Por lo tanto, para tuberías menores a 2,375 pulgadas de diámetro, puede que tenga que preparar y soldar un cupón adicional para obtener el número adecuado de especímenes de ensayo.

• El diámetro de la tubería gobierna si se requiere uno o dos cupones de soldadura. Si el diámetro de la tubería es inferior a 2,375 pulgadas (60,3 mm), se deben realizar dos cupones de prueba para obtener el número requerido de especímenes, a menos que la tubería sea inferior a 1,315 pulgadas (33,4 mm), en cuyo caso solo una Sección completa de ensayo de tracción es aceptable.

• La nota al pie 2 en la Figura 3 y las nota al pie b en la Tabla 2 especifican los requerimientos que rigen si se necesita una soldadura de prueba o dos al calificar la tubería de diámetro menor o igual a 1.315 pulgadas (33.4 mm)

5.6.2 Ensayo de tracción

En un ensayo de resistencia a la tracción (también llamado ensayo de tracción), la muestra o probeta se somete a una carga de tracción hasta que se produce su rotura. En otras palabras, una máquina tracciona la muestra hasta que se rompe. Los resultados del ensayo se expresan en libras por pulgada cuadrada (psi) o megapascales (MPa).

Importante La fórmula para calcular la resistencia a la tracción es la carga máxima alcanzada dividida entre el área transversal de la muestra.

En la Figura 4 del Estándar API 1104 Sección 5, se muestra el espécimen para el ensayo de resistencia a la tracción. Tener en cuenta que la sobre-monta de cara y de raíz no se remueven cuando se fabrica el espécimen y tiene todo el ancho constante (no posee Sección reducida).

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5.6.3 Ensayo de rotura con entalla (Nick-break test)

El ensayo de rotura con entalla es una prueba subjetiva que juzga la sanidad de una unión soldada que ha sido fracturada a través de la soldadura, por lo que la superficie fracturada puede ser examinada para determinar la presencia de discontinuidades. El término de rotura con entalla o nick-break, en inglés, se refiere al entalle que se realiza en el espécimen con una sierra de corte para iniciar la fractura, haciendo que el espécimen sea más fácil de romper por cualquier método conveniente, como traccionarlo en una máquina de tracción, o golpeando un extremo con un martillo mientras se mantiene firme el otro extremo.

La Figura 5 del Estándar API 1104 muestra un espécimen de ensayo de rotura con entalla con instrucciones sobre cómo preparar la entalla. La Figura 8 del Estándar ilustra la superficie expuesta del espécimen después de romper.

5.6.4 Ensayo de doblado de cara y de raíz

El ensayo de doblado de raíz y de cara es una prueba de sanidad en la que se coloca la muestra a través de los hombros de una matriz con la superficie a ensayar hacia abajo. Un émbolo colocado por encima del área de interés es forzado hacia la matriz, haciendo que el espécimen se doble en forma de U. La Figura 9 de la Sección 5 del Estándar API 1104, ilustra el dispositivo para el ensayo de doblado guiado. Cabe señalar que el diámetro del émbolo y de la matriz se especifica y no están determinadas por la resistencia del material como en otros códigos. Las causas de fallo pueden incluir fragilidad, inclusiones, fusión incompleta, penetración incompleta, porosidad y/o inclusiones de escoria. El ensayo de doblado de raíz y de cara es para tubos con un espesor de pared inferior o igual a ½ pulgada (12,7 mm). La Figura 6 del Estándar API 1104 ilustra un espécimen de ensayo de doblado de raíz y de cara. Nótese que la sobre-monta de cara y de raíz de la soldadura deben ser retirados antes de la prueba.

5.6.5 Ensayo de doblado de lado

El ensayo de doblado de lado es similar al ensayo de doblado de cara y de raíz, excepto que el doblado se produce en una superficie en la Sección transversal del espécimen. El ensayo de doblado de lado es para tuberías de más de ½ pulgada (12,7 mm). La Figura 7 del Estándar API 1104 ilustra un espécimen para el ensayo de doblado de lado. Nótese que la sobre-monta de cara y de raíz deben ser eliminados.

5.7 Soldadura de las probetas de ensayo – soldaduras de filete Usando el WPS, se soldará un cupón para poner a prueba la combinación de variables que componen el procedimiento.

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5.8 Ensayo de juntas soldadas – soldaduras de filete Con un cupón de una soldadura en filete, realizar ensayos destructivos de acuerdo a lo dispuesto en el Estándar API 1104 Sección 5.6. En la Figura 10 del Estándar API 1104 se muestra dos posibles configuraciones de cupones de soldadura de filete. Una opción es para la calificación múltiple de soldadores llamada conexión de ramal-a-tubo (branch-on-pipe connection) (véase la Figura 5.1 de este Material complementario), montando dos tubos en forma de una T (véase la Sección 6.3 de este Material complementario); la otra es una calificación de soldadura de filete (véase la Figura 5.2 del este Material complementario), donde dos tubos están montados de forma que se superponen (con un tubo firmemente remangado sobre la otra para crear una junta de solape).

Figura 5.1: Conexión de ramal-a-tubo (branch-on-pipe connection)

Figura 5.2: Calificación de soldadura de filete

5.8.1 Preparación Los ensayos requieren cuatro especímenes de los tubos soldados a filete, cortados a intervalos de 90° (véase la Figura 10 del Estándar API 1104). Al igual que con las juntas a tope, si la tubería es menor que 2,375 pulgadas (60,3 mm), dos cupones deben ser soldados para obtener el número requerido de especímenes o muestras. En este caso, dos muestras o

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especímenes se cortarán a 180° de separación, en cada uno de los dos tubos.

5.8.2 Método

Tener en cuenta que los especímenes cortados de la tubería deben ser lo suficientemente largos para que puedan fijarse para romper con eficacia. Se pueden romper por cualquier método conveniente.

5.8.3 Requisitos

Las superficies expuestas de todos los especímenes cortados a partir de una soldadura de prueba deben mostrar una penetración completa (es decir, la soldadura debe extenderse a través del espesor total del metal base) para una junta a tope, y fusión completa (es decir, la soldadura debe extenderse más allá de las superficies de contacto) para una soldadura de filete.

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Sección 6: Calificación de soldadores

6.1 Generalidades Los soldadores deben pasar una prueba de aptitud para demostrar que pueden utilizar un procedimiento de soldadura dado. La prueba debe emplear las mismas técnicas de operación que los soldadores usarán en la producción. Los soldadores pueden ser calificados en cualquier posición. Un soldador que califica en la posición 6G (Ver la Sección 6.2.2.f del Estándar API 1104) califica automáticamente para soldar las juntas a tope y filetes de traslape (lap fillet) en todas las posiciones. Un soldador que califique en cualquier otra posición se ha calificado sólo para esa posición en particular. Las variables esenciales para la calificación de soldadores que aparecen en la Sección 6.2.2 y Sección 6.3.2 del Estándar API 1104 varían dependiendo de si el soldador está tomando una o dos pruebas (calificación simple o múltiple). Se debe entender las diferencias.

6.2 Calificación simple La calificación simple permite a un soldador realizar soldaduras de filete y de ranura o canal en una tubería en la posición de la prueba.

6.2.1 Generalidades En la prueba de calificación simple, el soldador puede soldar una junta de prueba (cupón) que consta de dos secciones o segmentos de tubería. La relación entre el eje de la tubería y la posición es importante. Si el eje de la tubería es:

Horizontal, y el tubo es rotado, la

posición es 1GR

Horizontal, y el tubo es fijo, la posición es

5G

Vertical, la posición es de 2G (si el tubo

es fijo o rotado)

45° de inclinación

respecto a la horizontal, y el tubo es fijo, la posición es

6G

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6.2.2 Alcance En esta Sección se enumeran las variables esenciales para la calificación simple de los soldadores. Se recomienda revisar con cuidado. Se debe elaborar el registro de calificación de soldadores (WQTR) en torno a estas variables esenciales, ya que el estándar determina el alcance de cada variable antes de tener que recalificar a los soldadores. Las variables que no son esenciales (los elementos de un WQTR que no están explícitamente enumerados en la Sección 6.2.2.) se pueden ajustar o cambiar sin tener que volver a recalificar a los soldadores.

6.3 Calificación múltiple La calificación múltiple permite a un soldador realizar soldaduras en todas las posiciones, en todos los espesores de pared, diseños de junta, y accesorios, y en todos los diámetros de las tuberías.

6.3.1 Generalidades La calificación múltiple de un soldador requiere que complete dos juntas de soldadura de prueba (dos cupones): • Una unión a tope fijado en la posición de tubería 5G o 6G con un

diámetro exterior mínimo de 6,625 pulgadas (168,3 mm) y un espesor mínimo de pared de 0,250 pulgadas (6,4 mm).

• Una conexión ramal-a-tubo (branch-on-pipe), que requiere que el soldador deba trazar, cortar, y ajustar o encajar dos tubos en forma de una T (véase la Figura 5.1 de este Material complementario), con todas las soldaduras llevadas a cabo casi en su totalidad en la posición sobre-cabeza.

6.3.2 Alcance En esta Sección se enumeran las variables esenciales para la calificación múltiple de soldadores. Las variables esenciales difieren de la calificación simple. Se debe elaborar el registro de calificación de soldadores (WQTR) en torno a estas variables esenciales, ya que el estándar determina el alcance de cada variable antes de tener que recalificar a los soldadores. Las variables que no son esenciales (los elementos de un WQTR que no están explícitamente enumerados en la Sección 6.3.2) se pueden ajustar o cambiar sin tener que volver a recalificar a los soldadores. Los ensayos en tuberías de 12.750 pulgadas (323.9 mm) de diámetro o mayores califica a un soldador para trabajar en las tuberías y accesorios de pruebas de cualquier tamaño. Los ensayos en tuberías de menos de 12.750 pulgadas (323.9 mm) califica un soldador para trabajar solamente en las tuberías iguales o menores que aquellos en los que califica. Por lo tanto, un soldador calificado en una tubería de 10 pulgadas (254 mm) puede trabajar en tuberías de 10 pulgadas (254 mm) o menores.

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6.4 Inspección visual La inspección visual de la soldadura de prueba o cupón, realizada por un inspector calificado, debe preceder a cualquier preparación de muestras para los ensayos mecánicos. Si la inspección visual indica que la soldadura carece de un perfil de soldadura aceptable o contiene un defecto, el rechazo es automático y otro cupón o soldadura de prueba debe ser preparada. En esta Sección también se establece que, además de los criterios de rechazo, el inspector podrá rechazar la pieza soldada a su criterio basado en una mano de obra deficiente o si sobresale demasiado material de aporte en el interior de la tubería (también llamado bigotes o barbas (whiskers).

6.5 Ensayos destructivos Se debe tener cuidado con la confusión entre los requisitos para la calificación del procedimiento en la Sección 5 y los de calificación de soldadores en la Sección 6. El Estándar API 1104 presenta esta información en tablas y figuras que son lo suficientemente similares como para causar tal confusión. Se debe emplear la tabla o figura apropiada en función de si se califica a un procedimiento o un soldador.

6.5.1 Muestreo de soldaduras a tope Tener en cuenta las diferencias en los requisitos para el tipo de pruebas y ubicación de las muestras o especímenes entre la Figura 3 (calificación de procedimiento) y la Figura 12 (calificación de soldador). También se debe tener en cuenta las diferencias en los requisitos para el tipo y número de especímenes de ensayo entre la Tabla 2 (calificación de procedimiento) y la Tabla 3 (calificación de soldador). La Tabla 3 del Estándar API 1104 identifica el tipo y número de especímenes de ensayo requeridos, basado en el diámetro y espesor de pared, para evaluar la unión soldada. Estar atento a las notas al pie, que cambian los requisitos para tamaños específicos de tubos. La Figura 12 del Estándar API 1104 muestra la ubicación de los especímenes de prueba de soldadura a tope para la calificación de soldadores. Contiene cuatro ilustraciones de tubos, cada uno representando a un grupo diferente de diámetros de tubería. Analizar cada figura como la cara de un reloj. En la mayor de las tuberías, se cortará el tubo a las dos, cuatro, ocho y diez según las posiciones del reloj. Las flechas exteriores a los tubos señalan los lugares donde se pueden tomar muestras para determinados tipos de pruebas destructivas. La Sección 6 remite a diversas sub-secciones de la Sección 5.6 para una discusión detallada de estas pruebas, que describe la preparación de los especímenes de prueba, el método de ensayo y los requisitos para calificar el espécimen. La discusión lo refiere a las Figuras 4 a la 7. Se debe prestar mucha atención a las notas y dimensiones. Los diámetros más pequeños disponen de una superficie relativamente menor para hacer los cortes, y producirá un menor número de especímenes. Por lo tanto, para tubos menores a 2.375 pulgadas de diámetro, a veces será

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necesario soldar un cupón adicional para obtener el número adecuado de especímenes de ensayo. El diámetro de la tubería gobierna si se requiere uno o dos cupones de soldadura. Si el diámetro de la tubería es inferior a 2.375 pulgadas (60.3 mm), dos soldaduras de prueba o cupones se deben realizar para obtener el número requerido de especímenes, a menos que la tubería sea inferior a 1.315 pulgadas (33.4 mm), en cuyo caso una Sección completa para el ensayo de tracción es aceptable. La nota al pie 2 en la Figura 12 y la nota al pie en la Tabla 3 especifican los requerimientos que rigen si se necesita una soldadura de prueba o dos al calificar una tubería de menos de 1.315 pulgadas (33.4 mm) de diámetro exterior.

6.5.2 Procedimientos para ensayos de tracción, rotura con entalla y doblado de soldaduras a tope Se debe preparar especímenes para ensayos de resistencia a la tracción, rotura con entalla y doblado, y realizar las pruebas de la misma manera como para la calificación del procedimiento (véase la Sección 5.6 del Estándar API 1104). Para la calificación de soldador; sin embargo, se está probando solo por la sanidad, no por la resistencia a la tracción. Se puede incluso omitir la prueba de resistencia a la tracción para la calificación de soldador, siempre y cuando se utilice el ensayo de rotura con entalla.

6.5.3 Requerimientos para el ensayo de tracción en soldaduras a tope El objetivo de la prueba de resistencia a la tracción es verificar que la soldadura y el material base están correctamente fusionados. La rotura puede ocurrir en el material base, en la soldadura, o en la línea de fusión. Si esto ocurre en la soldadura o en la línea de fusión, la superficie fracturada debe cumplir los requisitos señalados en el Estándar API 1104 Sección 5.6.3.3.

6.5.4 Requerimientos para el ensayo de rotura con entalla en soldaduras a tope La prueba de rotura con entalla para la calificación de soldadores sigue las mismas pautas que para la calificación de un procedimiento de soldadura. Vea la Sección 5.6.3.3 del Estándar API 1104.

6.5.5 Requerimientos para el ensayo de doblado en soldaduras a tope En condiciones normales, el ensayo de doblado para la calificación de soldadores sigue las mismas pautas que para la calificación de procedimientos de soldadura. Vea la Sección 5.6.4.3 del Estándar API 1104. Sin embargo, en las soldaduras de tuberías de alta resistencia (high-test pipe) (tubo fabricado con materiales de alta resistencia) puede romperse antes que doblarse totalmente en forma de U. Si eso ocurre, las superficies expuestas

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deben cumplir con los requisitos para la prueba de rotura con entalla, ver Sección 5.6.3.3.

6.5.6 Muestreo de soldaduras de filete Para ensayar soldaduras de filete, se deben cortar especímenes de cada cupón. Si la soldadura de prueba consiste en segmentos de niples de tuberías, los segmentos deben suministrar el mismo número de especímenes que una soldadura circunferencial completa.

6.5.7 Métodos de ensayo y requerimientos para soldaduras de filete Para obtener indicaciones sobre el corte, preparación y ensayo de los especímenes, vea el Estándar API 1104 Sección 5.8 y las Figuras 10 y 11.

6.6 Radiografía- únicamente soldaduras a tope Para la calificación de soldadores de uniones a tope, la empresa puede optar por utilizar la radiografía en lugar de ensayos mecánicos, pero la radiografía no se puede utilizar para elegir partes buenas o malas de la tubería para realizar ensayos mecánicos de dichas aéreas para calificar o descalificar soldadores.

6.7 Reensayos Si un soldador no pasa la prueba, pero se determinó que fue por causas ajenas a su control, se le puede dar una segunda oportunidad. Si falla la segunda vez, deberá presentar una prueba aceptable de un subsecuente entrenamiento de soldeo antes de tomar la prueba otra vez.

6.8 Registros La empresa deberá mantener registros de los resultados de la prueba para cada soldador, y debe mantener una lista de los soldadores y los procedimientos para los que han calificado. Ver en el Estándar API 1104, la Sección 5.2 y la Figura 2. Si las habilidades de un soldador se ponen en tela de juicio, se le podrá exigir volver a recalificar.

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Sección 10: Reparación y remoción de defectos

10.1 Autorización para reparar

10.1.1 Fisuras En la Sección 9.3.10 del Estándar API 1104 se señala que las únicas fisuras que pueden ser aceptables son las fisuras en forma de estrella o fisuras de cráter poco profundas que no excedan de 5/32 pulgadas (4.0 mm). Las grietas que no sean fisuras en forma de estrella o grietas de cráter superficiales, pueden ser reparadas si la longitud total de la grieta es menor que el 8% de la longitud de la soldadura, la reparación debe ser autorizada por la empresa y realizada con un procedimiento de reparación de soldadura aprobado y calificado.

10.1.2 Otros defectos diferentes a fisuras La empresa debe autorizar la reparación de defectos en la raíz y en los cordones de relleno, pero no es necesario autorizar la reparación de defectos en el pase de presentación. Dos condiciones requieren un procedimiento de reparación de soldadura calificada: cuando la reparación emplea un proceso de soldadura diferente de la soldadura original, y cuando un área previamente reparada se repara de nuevo.

10.2 Procedimiento de reparación Un procedimiento de reparación calificado debe incluir los requisitos mínimos que figuran en el Estándar API 1104 Secciones 10.2.1 a 10.2.6, y son necesarios ensayos destructivos para demostrar que el procedimiento funciona. El alcance de las pruebas corresponde a la empresa. Una vez que una soldadura ha sido reparada, esta debe ser inspeccionada en la misma manera que la soldadura original y cumplir los requerimientos del Estándar API 1104 Sección 9. Decidir si se debe inspeccionar solo aquella zona reparada o la soldadura completa es decisión de la empresa. El soldador que realiza las reparaciones debe ser calificado, y el técnico encargado de la supervisión de la soldadura debe tener experiencia en la reparación.

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Sección 12: Soldadura mecanizada con adición de metal de aporte Los procedimientos de soldadura, para un proceso de soldadura dado, variarán con el nivel de automatización involucrado. Siga la Sección correcta del Estándar API 1104 para el proceso y nivel de automatización que está utilizando.

12.1 Procesos aceptables En la Sección 5 del Estándar API 1104 se discuten los procedimientos de soldeo para los procesos manuales y semiautomáticos. En la Sección 12 del Estándar API 1104 se discuten los procedimientos de soldadura para la soldadura mecanizada, con adiciones de metal de aporte, de los procesos enumerados en la Sección 12.1: SAW, GMAW, GTAW, FCAW y PAW. La Sección 13 del Estándar API 1104 analiza los procedimientos de soldadura para la soldadura automática, sin adiciones de metal de aporte. Solo se aplica al soldeo a tope por chisporroteo.

12.2 Calificación de procedimiento Las diferencias significativas entre la Sección 5 y la Sección 12, del Estándar API 1104 incluyen:

• La Sección 12 se aplica a la soldadura por SAW, GMAW, GTAW, FCAW y PAW solo si se realiza en un modo de mecanizado. La Sección 5 se aplica si se realizan estos procesos en un modo manual o semiautomático.

• La Sección 12 da la opción de soldar dos tubos de cualquier longitud para la prueba siempre y cuando se haya soldado totalmente las juntas. La Sección 5, menciona que una soldadura a tope debe unir dos niples (dos piezas cortas de tubo).

• La Sección 12 se refiere a la Sección 5 para los requisitos de pruebas destructivas y a la Sección 9 para los requisitos de ensayos no destructivos. La principal diferencia es que la Sección 12 no requiere ensayos de rotura conr entalla (nick-break) para calificar el procedimiento.

12.3 Registro La Sección 12.3 del Estándar API refiere a las Figuras 1 y 2 para formas recomendadas WPS, PQTR y WQTR.

12.4 Especificación del procedimiento La Sección 12 enumera las variables de un procedimiento de soldadura mecanizado.

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Varias de ellas son las mismas que las variables para la soldadura manual y semiautomática de la Sección 5, pero existen algunas diferencias. La Sección 12 no establece agrupaciones propuestas para el diámetro y espesor de pared para calificar un procedimiento, pero sí proporciona esas agrupaciones para calificar el equipo y los operadores.

• La Sección 12 indica colocar el número y secuencia de los cordones con el grupo (rango) de espesor de pared en la especificación del procedimiento. Sin embargo, la Sección 12 también aconseja el uso de la Figura 1 de la Sección 5 como un modelo del formato del procedimiento de soldadura, y que el modelo indica el número y las secuencias de los cordones con el metal de aporte.

• La Sección 12 no especifica un porcentaje mínimo de cordones de soldadura de raíz antes de extraer un dispositivo de alineación.

• La Sección 12 describe los requisitos de la limpieza final de la junta y la limpieza entre pasadas, pero no se refiere a las herramientas. La Sección 5, indica las herramientas a utilizar para la limpieza y/o rectificado, pero no se refiere a los requisitos de limpieza.

• En la Sección 12, pero no en la Sección 5, la anchura que se calienta durante el pre-calentamiento y post-calentamiento es un requisito.

• La Sección 12 requiere el número de clasificación AWS del fundente, la Sección 5 sólo requiere el tipo de fundente.

• La Sección 12 requiere que el inspector reconozca y documente otros factores que son importantes y necesarios para producir una buena soldadura, y da ejemplos. La Sección 5 no establece explícitamente este requisito.

12.5 Variables esenciales En la Sección 12.5 del Estándar API 1104 se enumeran las variables esenciales. Revisar cada una de estas variables esenciales. Se debe elaborar el WPS en torno a las variables esenciales, ya que el estándar determina el alcance de cada variable antes de tener que recalificar el procedimiento. Las variables que no son esenciales (los elementos de la especificación del procedimiento que no están explícitamente enumerados en la Sección 12.5) se pueden ajustar (cambiar) sin necesidad de recalificar el procedimiento, se debe utilizar criterios de buena ingeniería en cualquier ajuste de las variables que no son esenciales.

12.6 Calificación del equipo de soldadura y operadores La Sección 12.6 establece las pruebas por métodos destructivos y/o no destructivos, y remite a la Sección 6 para conocer los requisitos de ensayos destructivos. La principal diferencia es que la Sección 12 no requiere el ensayo de rotura con entalla para calificar las pruebas de los equipos y los operadores. Tener cuidado con las variables esenciales para el operador de soldadura que aparecen en la Sección 12.6.1 del Estándar API 1104. Son diferentes de las variables esenciales de un PQTR. Asegurarse de entender las diferencias. Se debe elaborar el

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registro de calificación de operadores en torno a estas variables esenciales, ya que el estándar determina el alcance de cada variable antes de tener que recalificar a los operadores. Las variables que no son esenciales, no expresamente recogidas en la Sección 12.6.1 se pueden ajustar (cambiar) sin necesidad de recalificar los operadores.

12.7 Registro de operadores calificados La compañía debe mantener los registros de resultados de la prueba para cada operador, y debe mantener una lista de los operadores y los procedimientos para los que se han calificado. Ver en el Estándar API 1104 la Sección 5.2 y la Figura 2. Si por alguna razón la capacidad de un operador se pone en tela de juicio, se le podrá exigir volver a calificar.

12.8 Inspección y ensayos de las soldaduras de producción El contenido de la Sección 12.8 consiste únicamente en las referencias a otras secciones del Estándar API 1104.

12.9 Estándares de aceptación para los ensayos no destructivos El contenido de la Sección 12.9 consiste únicamente en las referencias a otras secciones del Estándar API 1104.

12.10 Reparación y remoción de defectos El contenido de la Sección 12.10 consiste únicamente en las referencias a otras secciones del Estándar API 1104.

12.11 Prueba radiográfica El contenido de la Sección 12.11 consiste únicamente en las referencias a otras secciones del Estándar API 1104.

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Sección 13: Soldadura automática sin adición de metal de aporte

13.1 Procesos aceptables La Sección 13 del Estándar API 1104 analiza los procedimientos de soldadura para la soldadura automática, sin adiciones de metal de aporte. Se aplica solo al proceso de soldadura por chisporroteo a tope (flash butt-welding).

13.2 Calificación de procedimiento La Sección 13.2 del Estándar API 1104 ofrece la opción de soldar dos tubos de cualquier longitud siempre y cuando sean juntas totalmente soldadas. Primero se requiere ensayos radiográficos y otros no destructivos, seguido por ensayos destructivos: tracción, rotura con entalla, y doblado de lado. La Tabla 7 del Estándar API 1104 muestra el tipo y el número de especímenes de prueba necesarios para la calificación de procedimientos de soldadura. Este requisito depende del diámetro exterior de la tubería, con mayores diámetros de tubería se requieren más especímenes. La Sección 13.2.3.3.1 del Estándar API 1104 contiene los requisitos de preparación para las pruebas de rotura con entalla. En comparación con las Secciones 5 y 6, estos especímenes son más anchos y se requieren más especímenes.

13.3 Registro La Sección 13.3 del Estándar API 1104 contiene los requisitos de registro similares a los de las Secciones 5 y 12, aunque muchas de las categorías en el Estándar API 1104 Figuras 1 y 2 no se aplican a la soldadura por chisporroteo a tope (flash butt-welding).

13.4 Especificación del procedimiento La Sección 13.4 del Estándar API 1104 lista toda la información pertinente para una especificación del procedimiento de soldadura por chisporroteo a tope (flash butt-welding).

13.5 Variables esenciales En la Sección 13.5 del Estándar API 1104 se enumeran las variables esenciales, pero no dan un rango de aceptabilidad para estas variables. Por lo tanto, cualquier cambio en cualquiera de las variables requiere recalificación del procedimiento. Las variables que no son esenciales (los elementos de la especificación del procedimiento que no están explícitamente enumerados en la Sección 13) se pueden ajustar sin tener que recalificar el procedimiento, pero se debe utilizar buenos criterios de ingeniería en cualquier ajuste de las variables que no son esenciales.

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13.6 Calificación de equipos y operadores La Sección 13.6 indica que la calificación de cada equipo de soldadura (máquina) y cada operador de soldadura se realiza a través de pruebas radiográficas y mecánicas (es decir destructivos), y se refiere a la Sección 13.2 para los requisitos de pruebas específicas.

13.7 Registros y calificación de operadores La empresa deberá mantener registros de resultados de las pruebas para cada operador de soldadura, y debe mantener una lista de los operadores y los procedimientos para los que se han calificado. Ver el Estándar API 1104 Sección 5.2 y la Figura 2. Si por alguna razón las habilidades de un operador se ponen en tela de juicio, se le podrá exigir que vuelva a calificarse.

13.8 Garantía de calidad de las soldaduras de producción La empresa (o en algunos casos, el propietario) puede indicar qué tipo de inspección se realizará, cuándo y con qué frecuencia. El rechazo puede basarse en una grabación de un registro gráfico (strip-chart recording), ensayos no destructivos, sobremonta excesiva, y la desviación de los rangos aceptables de tratamiento de post-calentamiento especificado en el WPS.

13.9 Estándar de aceptación para ensayos no destructivos Inclusiones de escoria aisladas (ISIs) son defectos si superan las dimensiones establecidas en el Estándar API 1104 Sección 13.92. Otros defectos son inaceptables, no importa lo pequeño que sean.

13.10 Reparación y remoción de defectos La empresa debe comprometerse a la reparación de una soldadura. No se puede realizar un amolado excesivo para eliminar los defectos superficiales ya que se reduce el espesor de la pared por debajo de su límite mínimo. De lo contrario, se permite amolar, rasquetear, y/o acanalar para eliminar los defectos, y a continuación reparar la soldadura, como se describe en el Estándar API 1104 Sección 10, a excepción de la porosidad en una soldadura por chisporroteo a tope que no se puede reparar.

Si va a reparar otros defectos que no sea porosidad en una soldadura por chisporroteo a tope y la porosidad se produce en la reparación, la Sección 13.10.2 le dirige para establecer los límites al Estándar API 1104 Sección 9.3.8.2 o Sección 9.3.8.3. Sin embargo, esos incisos se refieren a inclusiones de escoria, Sección 9.3.9.2 y 9.3.9.3 se refieren a la porosidad.

13.11 Procedimiento radiográfico En esta sección se refiere a la Sección 11.1 del Estándar API 1104.

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BT2 Material Complementario