INSPECCIÓN DE SOLDADURAS

Presentación del tema: "INSPECCIÓN DE SOLDADURAS"— Transcripción de la presentación:

1 INSPECCIÓN DE SOLDADURAS
Lección 1: Objetivo y Alcance Lección 2: Precalentamiento Lección 3: Inspección de la junta soldada. Lección 1 Objetivo y Alcance El objetivo de este capítulo es identificar los requisitos técnicos mínimos que debe cumplir todo proceso de soldadura y su respectivo control en las tareas que se desarrollan en la Central. Comprende a todas las soldaduras en tuberías cañerías y/o recipientes en general que trabajan sometidos a presión de aire, gas, vapor, fuel oil o gas oil de la planta.

2 1- PROCESO DE SOLDADURA 1.1 CONTROL DE MATERIALES Y PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA. Antes de comenzar el trabajo se deberá controlar los materiales, material base y aporte, y el procedimiento de soldadura (WPS). Se debe controlar que los materiales de la junta, material base, y de aporte concuerdan con el plano, croquis o cualquier especificación con que se cuente. Se deberá controlar que el procedimiento de soldadura especificado sea de aplicación al trabajo que se va a desarrollar y se encuentre calificado. 1.2 CONTROL DE BISELES Conjuntamente con el soldador se deberá controlar el bisel de la junta. La superficie biselada y las superficies adyacentes internas y externas en una distancia de 20 mm deberán ser amoladas y/o cepilladas para la eliminación de polvo, grasa, óxido y contaminantes dañinos para la soldadura, dichas superficies quedarán razonablemente suaves y uniformes, se dice que las superficies deben presentar brillo metálico.

3 La limpieza deberá ser ejecutada, en principio, antes de la presentación de la junta, si la soldadura no se va a realizar en forma inmediata las aberturas deberán ser tapadas para prevenir la entrada de objetos extraños, y el bisel deberá ser protegido con papel soluble y cinta de enmascarar para evitar su nueva contaminación con sustancias extrañas. En todos los casos de corte y/o biselado de tuberías, caños, componentes, etc. que en servicio trabajan con presión interna está prohibido el uso del proceso oxiacetilénico y/o cualquier fuente de calor capaz de alterar la micro estructura del material base. 1.3 DIFERENTES TIPOS DE JUNTAS A TOPE Para espesores de material base a unir por soldadura menores o igual a 19 Mm. se deberá utilizar la siguiente tipo de junta :

4 Para espesores de material base superiores a 19 mm se debera utilizar el siguiente tipo de junta :
En ambos casos las medidas están expresadas en milímetros. En el caso de soldaduras de recipientes de espesor superior a 25 mm la junta deberá ser diseñada especialmente para cada caso. 1.4 PRESENTACIÓN DE LA JUNTA La presentación de la junta deberá ser realizada después de la finalización de todos los trabajos complementarios previos como ser la confección de biseles, Ensayos No Destructivos (END) sobre los biseles, limpieza de biseles, limpieza de superficies internas y externas adyacentes al bisel, sopleteado con aire de la superficie interior del caño, tubo o equipo en general, etc.

5 Valor de Escalonamiento Externo Máximo Valor de Escalonamiento
1.4.1 PRESENTACIÓN Y PUNTEADO DE JUNTAS A TOPE Los extremos del tubo o caño deberán ser correctamente alineados con la ayuda de un presentador mecánico. El espacio entre talones, llamado luz de la junta, debe ser controlada que tenga una dimensión aproximada 0.5 mm superior a la medida del diámetro de la varilla de aporte que se utilizará en la primera pasada. El valor del escalonamiento externo e interno en la junta circunferencial no deberá ser mayor al del cuadro de tolerancias indicado a continuación : Rango de Espesores Valor de Escalonamiento Externo Máximo Valor de Escalonamiento Interno Máximo T £ 15 mm 2 mm 0.5 mm 15 mm < T £ 60 mm 10 % de T 0.5 mm T > 60 mm 6 mm 0.5 mm

6 T : Espesor del caño o tubo
Se deberá controlar que el perfil de la junta cumpla con lo especificado. En caso de soldadura de aceros aleados que se van a soldar con proceso TIG, si el Procedimiento de Soldadura (WPS) lo especifica, se deberá preparar la junta con papel soluble, ver dibujo, para dar el respaldo de argón necesario, esto es inyectar argón dentro del tubo para lograr una atmósfera inerte.

7 Para diámetros mayores de 2” el procedimiento deberá ser el siguiente :

8 Para diámetros menores o iguales a 2 ” el procedimiento deberá ser el siguente:
La alineación, en el caso de soldaduras de cañerías o tuberías se deberá lograr mediante presentadores mecánicos. Las puntadas de soldadura, a modo de presentación, deberán ser realizadas directamente en la raíz de la junta y deberán ser eliminadas por amolado durante el proceso de soldadura. Antes de las puntadas el metal base deberá ser precalentado a la temperatura especificada en el Procedimiento de Soldadura.

9 1.4.2 PRESENTACIÓN Y PUNTEADO DE UNIONES A ENCHUFE (SOCKET)
El extremo del caño a ser insertado en el accesorio deberá ser cortado en ángulo recto al eje longitudinal del mismo. Las superficies internas y externas del accesorio y el caño respectivamente deberán ser amoladas o cepilladas para eliminar cualquier contaminante. Se deberá dejar una luz de 1.5 Mm. entre el fondo del accesorio y el borde del caño para proceder al punteado, ver dibujo. Antes del punteado de presentación se deberá precalentar el accesorio y el caño a la temperatura especificada en el Procedimiento de Soldadura.

10 La altura del cateto o garganta del filete de soldadura debe ser igual o superior al espesor del caño 1.4.3 PRESENTACIÓN Y PUNTEADO DE CONEXIONES Y REFUERZOS En todos los casos se deberá requerir penetración total. En el caso de soldadura de filete de refuerzos de soldadura, como ponchos, nervios etc., la altura del cateto o garganta del filete de soldadura deberá ser igual o superior al espesor de la chapa del refuerzo. Cuando se sueldan conexiones de cañerías tipo “ boca de pescado ” la junta debera ser realizada como indica la figura :

11 t = ¼ ” mínimo. Para el caso de soldaduras tipo ventana, por ejemplo en tubos de calderas, la junta debe ser de la siguiente forma :

12 La soldadura de raíz se deberá realizar con proceso TIG

13 LECCION 2 1.5 PRECALENTAMIENTO.
Se deberá aplicar el precalentamiento especificado en Procedimiento de Soldadura, y en ningún caso se autorizará la soldadura con una temperatura de metal inferior a 10 ºC o bajo lluvia. El precalentamiento deberá ser ejecutado de manera de aplicar un calor uniforme con equipos de gas o mantas de resistencias y en la zona mostrada en el croquis siguiente :

14 L : Zona de precalentamiento, no deberá ser inferior a la mayor de las siguientes dimensiones : 4” o cuatro veces el espesor. La temperatura debera ser controlada antes, durante y después de terminada la soldadura con lápices, tizas de temperatura o termocuplas (en el caso de grandes espesores). 3.6 CALIFICACIÓN DE SOLDADORES Los soldadores deberán estar calificados de acuerdo al Procedimiento de Calificación de Soldadores visto en el capitulo precedente . Si se considera que un soldador hubiera disminuido su aptitud. podremos solicitar su recalificación. 1.7 SOLDADURA Las diversas soldaduras deberán ser realizadas por el soldador con la habilidad operativa necesaria y cumpliendo las condiciones de seguridad e interpretando y respetando el procedimiento de soldadura previamente definido y calificado. Los soldadores deberán dejar escrito al lado de la junta soldada su identificación (cuño del soldador) para esto se deberán utilizar marcadores especiales para alta temperatura. Todas las superficies a soldar y sus adyacencias deberán estar libres de materias extrañas, como ser : grasa, aceite pintura, humedad, herrumbre, u otra sustancias que puedan influir en la calidad de la soldadura (recordar el brillo metálico)

15 Todas las soldaduras se deberán realizar con proceso TIG o raíz TIG y relleno con electrodo básico.
Los electrodos y varillas de aporte deberán ser seleccionadas en base a lo especificado en el Procedimiento de Soldadura. Metales similares deberán ser soldados mediante un material de aporte de por lo menos igual composición química y características físicas al metal base. El almacenaje y acondicionamiento previo a su uso, de los electrodos básicos, se deberá cumplir de acuerdo a las indicaciones del fabricante de los mismos, en general se deberán mantener los electrodos a una temperatura entre 50ºC y 70ºC. Deberán ser descartados todos aquellos electrodos en los que se observen defectos en su revestimiento (excentricidad, discontinuidades, falta de homogeneidad, etc.). No se permitirán el uso de anillos de respaldo permanente en las uniones de cañería o tuberías. En unión de cañerías donde el respaldo de la pasada de raíz no es posible se deberá asegurar la penetración total. Las soldaduras de aletas sobre tubos de pared de agua y/o paredes membranas deberán ser de penetración total y la penetración sobre el metal base no deberá superar 1/3 su espesor. Después de cada pasada depositada de soldadura, ésta deberá limpiarse mediante el uso de disco abrasivo, cepillo y/o buril neumático, a efectos de evitar la incorporación de escoria u otra sustancia extraña al metal depositado. Los defectos del cordón, como ser fisuras, sopladuras, socavaduras, poros etc., deben ser eliminados antes de continuar la soladura

16 Para las soldaduras a tope se deberá además tener en cuenta lo siguiente:
- Todas deben ser de penetración total y fusión completa. - La forma, dimensiones y ángulos de los biseles deberán ser adecuados para asegurar la penetración total. - El biselado de las juntas a soldar se realizará mediante corte mecánico y/o amolado o corte por plasma. Para soldaduras de acero inoxidables auténticos se deberá utilizar, para la limpieza entre pasadas, cepillo también de acero inoxidable . Los discos abrasivos también deberán ser especiales y de uso exclusivo. Las conexiones y entradas de hombre (lleven o no refuerzo) deberán ser soldadas al recipiente con soldaduras de penetración total. Si se usaran aros de respaldo, se deberán quitar los mismos, una vez finalizada la soldadura. La secuencia de soldadura a tope de cañería mayores de 4" de diámetro, deberá ser la siguiente: - Para la presentación de la junta a soldar, puntear en cuatro puntos espaciados simétricamente sobre la circunferencia del caño. - La pasada de raíz distribuirla en 4 segmentos aproximadamente iguales, y ejecutados en forma diametralmente opuesta. - Antes de aplicar la segunda pasada, amolar ligeramente la pasada de raíz del lado exterior. - La soldadura no discontinuar antes de completar tres pasadas. - Terminada la soldadura, todas las uniones soldadas cubrir con una manta ignífuga para graduar su enfriamiento. En el caso de soldaduras de recipientes con un espesor hasta 25 Mm. se deberá tomar la raíz, esto significa que una vez terminada la soldadura exterior se deberá amolar la raíz de la soldadura aproximadamente 1/3 del espesor, desde el lado interior del recipiente, para luego completar la soldadura interior. Las máquinas para soldadura TIG deberán tener sistema anti-crater, pre y pos gas, alta frecuencia y comando de arranque y parada desde la torcha.

17 INSPECCIÓN DE LA JUNTA SOLDADA
Lección 3 INSPECCIÓN DE LA JUNTA SOLDADA En la inspección de soldaduras se podrán utilizar empresas especialistas donde los operadores e inspectores a cargo del trabajo deberán acreditar la calificación acorde a la norma IRAM-CNEA-Y / Y 9712 (ISO 9712). Estas empresas serán las encargadas de relevar las indicaciones y el inspector deberá evaluarlas. 2.1 INSPECCIÓN VISUAL Terminada la soldadura se deberá realizar la inspección visual de la junta soldada, donde se debe controlar que: - Las dimensiones de soldadura se corresponden con lo especificado. - Las superficie de la soldadura es adecuadamente lisa y apropiada para los ensayos posteriores. - Las socavaduras del cordón de soldadura no excedan de 0.8 Mm., (ver dibujo). - La soldadura no presente fisuras. - La sobremonta no sea excesiva, en general no debe sobrepasar los 3 mm. (ver dibujo). - La penetración no es excesiva, en general no debe superar los 2 mm.

18 La inspección deberá ser realizada con muy buena luz (por ejemplo con linternas alógenas y/o reflectores de alta potencia), con ayuda de lupas u otros elementos ópticos como ser microscópicos portátiles para la caracterización de las fallas encontradas en la soldadura. 2.2 INSPECCIÓN RADIOGRÁFICA En todos los casos de soldaduras comprometidas, como soldaduras de alta presión, soldaduras de recipientes o cañerías de gas, soldaduras de tanque de aire comprimido, etc., se debe requerir el control de la soldadura por radiografía industrial a una empresa especialista. Todas las soldaduras y/o juntas a examinar serán radiografiadas de acuerdo a código y normas aplicables, siguiendo los criterios establecidos en el código ASME V. Se usarán películas D4 para todos los ensayos, salvo expresa solicitud en contrario del inspector. En las exposiciones el operador deberá respetar las normas de seguridad de la planta y tener especial cuidado de contar con los siguientes elementos: -Detector portátil de radiación -Detector sonoro de radiación -Dosímetro personal -Elementos de señalización, vallado y carteles que alerten e impidan el ingreso de personal a la zona de trabajo Para aprobar esta inspección la soldadura radiografiada deberá cumplir con los siguientes requisitos: - No deberá presentar fisuras, falta de penetración ni falta de fusión (ninguna indicación lineal). - Las indicaciones alargadas y redondeadas no deberán superar los valores establecidos en el punto PW 51 del Código ASME I, para el caso de Calderas (ver archivo adjunto), donde queda establecido las dimensiones y cantidades de defectos aceptables, en un examen radiográfico, en función del espesor del material base de soldadura.

19 2.3 INSPECCIÓN SUPERFICIAL
En determinadas soldaduras, como el caso de las soldaduras de filete, puede ser solicitado ensayos de Tintas Penetrantes o Partículas Magnéticas. La metodología de realización de tintas penetrantes será la siguiente: -Limpieza mediante cepillado o lijado ligero de las zonas a examinar. - Limpieza y desengrasado de la superficie lijada o cepillada. - Aplicación de la tinta penetrante. - Retirar el exceso de la tinta y secar la superficie. - Aplicación del liquido revelador. - Examen del resultado. - Registro de las indicaciones mediante fotografías. - Limpieza de la zona. Las tintas podrán ser opacas o fluorescente, lavables o al solvente de acuerdo al criterio del operador o a la solicitud del inspector de Central. Para aprobar esta inspección se debe verificar que la soldadura no presente indicaciones lineales. Para el caso del ensayo de partículas Magnéticas el campo magnético se generará por magnetización por corriente alterna. Para el examen de grandes superficies se utilizará preferentemente el método del yugo magnético. Si se utiliza el método de paso de corriente a través de la pieza, las puntas de contacto serán fácilmente fusibles, y se tomarán las medidas adecuadas para reducir a mínimo las quemaduras en los puntos de aplicación de los electrodos. Las zonas con quemaduras deberán amolarse y volverse a ensayar.

20 La magnetización deberá aplicarse en dos direcciones diferentes, el ángulo será preferentemente de 90º, y no deberá ser menor de 50º ni mayor de 130º. El medio líquido no deberá ocasionar corrosión a la pieza a examinar, y deberá mojar la superficie. Como polvo de partículas magnéticas se deberá utilizar solamente óxido de hierro de grano muy fino. Las piezas inspeccionadas deberán ser desmagnetizadas. 2.4 INSPECCIÓN VOLUMÉTRICA Para el caso de soldaduras en que no se puede practicar el control radiográfico, por ejemplo de grandes espesores, se puede solicitar el control por Ultrasonido. Las soldaduras que se controlen mediante el método de ultrasonido, se revisaran de acuerdo a las normas de aplicación correspondiente o a lo solicitado por la inspección. Se requiere contar con un equipo con pantalla, memoria e impresión directa, palpadores rectos y angulares de distintas frecuencias y ángulos de incidencia. Para aprobar esta inspección las indicaciones registradas no deben superar lo establecido en el punto PW 52 del Código ASME I, para el caso de Calderas ( ver archivo adjunto), donde queda establecido las dimensiones y cantidades de defectos aceptables, en un examen por Ultrasonido, en función del espesor del material base de soldadura.

21 3 REPARACIONES Cuando se encuentren defectos, indicaciones que superan los valores establecidos en este procedimiento, deberán ser reparados. Para reparar una soldadura se deberá amolar hasta la completa eliminación del defecto. El procedimiento de soldadura posterior a la eliminación de la soldadura deberá ser el WPS especificado originalmente, no obstante la temperatura de precalentamiento deberá ser 50 ºC superior, para dar un mayor tiempo de enfriamiento. 6 TRATAMIENTO TÉRMICO POSTERIOR A LA SOLDADURA (PWHT) Cuando el PWHT es requerido, su ciclo es indicado en el WPS, Procedimiento de Soldadura, y deberá incluir la siguiente información: - Velocidad máxima de calentamiento - Las temperaturas (máx. y mín.) a mantener. - El tiempo que dichas temperaturas deberán ser mantenidas. - Velocidad máxima de enfriamiento. Para el control del tratamiento se puede especificar la dureza máxima sobre el metal depositado de soldadura y la zona afectada por el calor (ZAC). Con el fin de un correcto registro de las temperaturas del PWHT, la empresa contratada para realizar el trabajo deberá instalar un suficiente numero de termocuplas y registradores. Sobre el tipo, número y ubicación de los mismos, deberá consultarse lo establecido en el Código ASME .