calificacion y procedimientos api 1104.ppt

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CALIFICACION DE CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS Y PROCEDIMIENTOS Y

SOLDADORES SEGÚN API 1104SOLDADORES SEGÚN API 1104

Luis Chiara L.Luis Chiara L.

Dpto. Técnico – SOLDEXSA S.A.Dpto. Técnico – SOLDEXSA S.A.


ACEROS INXIDABLESALCANCE• Procesos de Arco

electrico y oxigas• Uniones a Tope ,

filete, etc.• Aceros al carbono y

de baja aleacion.• Transmision de

combustibles en general.

• Procedimientos de END


ACEROS INXIDABLES¿Qué materiales puedo emplear?

• Todos los materiales especificados en API 5L.

• Materiales especificados en ASTM.• Y materiales que cumplan con los

requisitos mecanicos de las 2 anteriores pero que no son fabricados bajo esa especificacion (JIS , UNS, etc)


ACEROS INXIDABLES


ACEROS INXIDABLES¿Qué materiales de aporte puedo

emplear?• Todos los materiales con

especificacion AWS:a. AWS A5.1.

b. AWS A5.5.

c. AWS A5.2.

d. AWS A5.17.

e AWS A5.18.

f. AWS A5.20.

g. AWS A5.28

h. AWS A5.29.

• Otros materiales tendran que demostrar su validez mediante prueba.


ACEROS INXIDABLES

ELECTRODOS PARA TUBERIA

CELLOCORD PT (E6010)SAFER 60 CL (E6010 - P1)FLEXAL 60 (E6010- P1)CELLOCORD 70T (E7010 – A1)FLEXAL 70(E7010 - G )FLEXAL 80 (E8010-G)


ACEROS INXIDABLESALAMBRES TUBULARES PARA

TUBERIA

E71T-8 K6E71T-8 Ni2

¿CÓMO EMPEZAR ?

• Los estándares asignan claramente responsabilidades a las personas que participan en un trabajo de soldadura:– Dueño– Constructor– Supervisor– Soldador



WPS Propuesto

PQR

WPS

WPQR

API 1104 -2005

WPS Pre calificado

Calificación del Soldador

WPS PROPUESTO


Grupos de material base:

•Esfuerzo a la fluencia mínimo especificado menor o igual a 42 000 psi (290 MPa).

•Esfuerzo a la fluencia mínimo especificado mayor a 42 000 psi (290 MPa) pero menor a 65 000 psi (448 MPa).

•Para materiales con especificación de mínimo esfuerzo a la fluencia mayor o igual a 65 000 psi (448 MPa), cada grado debe recibir un ensayo de calificación separado.

Calificación de Procedimientos de Soldadura Calificación de Procedimientos de Soldadura para Soldaduras Conteniendo Metal de Aporte.para Soldaduras Conteniendo Metal de Aporte.


• 5.4 VARIABLES ESENCIALES : Son aquellas que tienen tal influencia sobre la sanidad

y las propiedades mecánicas de la junta que si se alteran mas allá de los rangos establecidos en el procedimiento de soldadura no se puede garantizar los resultados, es importante que sean monitoreadas por un supervisor con el fin de garantizar su cumplimiento.

Debido a que las variables utilizadas afectan la productividad se suelen modificar estas con el fin de optimizarla, sin embargo debe entenderse que cualquier cambio en una variable esencial implica necesariamente una recalificación del procedimiento.

Calificación de Procedimientos de Soldadura Calificación de Procedimientos de Soldadura para Soldaduras Conteniendo Metal de Aporte.para Soldaduras Conteniendo Metal de Aporte.


• Variables no esenciales : Los cambios que no estén especificados en 5.4.2 pueden hacerse

sin la necesidad de recalificación, siempre en cuando la especificación del procedimiento sea revisado a fin de mostrar el cambio.

• Un cambio de un grupo de metal de aporte a otro es una variable esencial. La Tabla 1 “Grupos de Metales de Aporte”, listan los grupos, las especificaciones AWS, electrodos y fundentes asociados con cada grupo. Una nota al pie general en la tabla 1 (Pág. 7 del código) indica que otros electrodos, metales de aporte y fundentes pueden ser usados pero requieren procedimientos de calificación separados. (5.4.2.6)

Calificación de Procedimientos de Soldadura para Calificación de Procedimientos de Soldadura para Soldaduras Conteniendo Metal de Aporte.Soldaduras Conteniendo Metal de Aporte.


Calificación de Procedimientos de Soldadura para Soldaduras Conteniendo Metal de Aporte.

Soldado de las probetas de ensayo : Soldaduras a tope.

Las juntas de ensayo deben ser hechas usando dos niples de tubo y los parámetros del procedimiento de soldadura.


5.6 Ensayo de juntas soldadas : Soldaduras a tope.

Esta subsección cubre el tipo, número, localización y requerimientos de las probetas de ensayo para la calificación de un procedimiento de soldadura.



ENSAYOS MECÁNICOS DE CALIFICACIONSoldaduras a Tope (ver figuras de la 3 a la 9)

Tracción Nick Break Doblez Cara/Raíz Doblez de LadoSoldaduras de

Filete

eparación

Si los lados presentanmuescas o no estánparalelos debenmaquinarse.Ancho de 25 mm.

Muesca de 3 mm por lado y hasta1.6 en el reforzamiento, medidodesde la superficie original.Area expuesta de mínimo 19 deanchoAncho de 25 mm.

Cantos longitudinalesredondeados.Remover losreforzamientos al ras.Cualquier rayón debeser ligero y transversal ala soldaduraAncho de 25 mm.

Igual que para doblezde cara o raíz.El ancho debe ser de13, si se corta conoxígeno debe ser a 19para luego maquinarloa 13.

Mínimo cuatroespecimenessegún figura10 y 11.

MétodoTraccionar ydeterminar elesfuerzo

Traccionado o impactado en elextremo o centro

Deben ser dobladas en una plantilla para ensayoguiado y hasta una forma aproximada de U.

Rotos en lasoldadura conun métodoconveniente

Requerimientos

b nominal

Si rompe en lasoldadura, ademásdebe cumplir sanidadsegún Nick Break

Penetración y fusión completaPoro 1.6 poros 2% áreaProfundidad escoria 0.8Long escoria 3 o 1/2E el menorMin 13 de separación entre escoriasOjos de pescado no son causa derechazo

Toda fisura u otra imperfección 3 o 1/2E elmenor.En el radio de doblez se admite hasta 6 a menosque obvias imperfecciones sean observadas.

Las mismasque para NickBreak

Las probetas pueden ser maquinadas o cortadas con oxigeno.La unidad de medida para los valores no indicados es en mm.Para calificación de soldadores se debe agregar inspección visual y la posibilidad de reemplazar los ensayos mecánicos porradiografías (las cuales deben cumplir con 9.3)En la calificación de soldadores el ensayo de tracción únicamente requiere sanidad pudiendo incluso reemplazarse por nick break.En la calificación de soldadores el ensayo de doblado de aceros de alta resistencia, si no cumple con doblez a 180º debe observarse lasanidad según requerimientos de nick break.

Criterios de aceptación para ensayos mecánicos de CalificaciónCriterios de aceptación para ensayos mecánicos de Calificación

Preparacion

Metodo

Requerimiento

• Con respecto al ensayo de tracción, las probetas deben ser preparadas conforme a las figuras 4, 5, 6 o 7 y deben enfriar hasta temperatura ambiente antes de ser ensayadas.

• El esfuerzo de tracción debe ser calculado dividiendo la máxima carga para falla entre el área de la probeta antes que la carga fuera aplicada (5.6.2.2).

• Con respecto a los requerimientos citaremos al estándar:

Calificación de Procedimientos de Soldadura

ENSAYOS DE TRACCIONENSAYOS DE TRACCION



Probeta rota en el material base

Material Soldado

ENSAYOS DE TRACCIONENSAYOS DE TRACCION



Probeta rota en la soldadura (raíz)



Probeta rota en la línea de fusión (cara)



•y consigue los requerimientos de sanidad de 5.6.3.3 (la figura es un ejemplo de una probeta que cumplió con los valores de resistencia sin embargo debido a la falta de sanidad de la superficie de fractura el procedimiento fue desaprobado) la soldadura debe ser aceptada cumpliendo los requerimientos.



• La Subsección 5.6.3 Describe los ensayos de nick break los cuales están destinados a verificar la sanidad de la junta, la figura 5 del estándar esquematiza las probetas y en la subsección 5.6.3.1 se describe la preparación de las probetas.

Entallas


• La figura muestra una superficie de fractura típica obtenida como resultado del ensayo de nick break.

Superficie de fractura en una probeta de nick break ensayada


• Además los ojos de pescado no son causa de rechazo, en la figura se observa un ojo de pescado rodeando una discontinuidad.

Ojos de pez (fish eyes): discontinuidad encontrada en una superficie de fractura de acero que consiste en un pequeño poro o inclusión rodeado por un área brillante aproximadamente circular.


• Los ensayos de raíz y cara (ver figura) son tratados en la subsección 5.6.4.

CARA

RAIZ

Figura 12: sección transversal de una probeta extraída de un cupón de tubería.


• Después que los especímenes han sido cortados y preparados adecuadamente (ver figuras 13 y 14 ), ellos deberían ser doblados en aproximadamente forma de U .

Fibra a compresión

Fibra a tracción

Figura 16: Probeta luego de haber sido sometida a un ensayo de doblado


• En una matriz para ensayo de dobles guiado mostrado en la figura 9 del código. La nota que proporciona las dimensiones del punzón y la matriz es dada.

Figura : Probeta de doblado colocada en el equipo de ensayo


• Los criterios de aceptación para dobles de cara y raíz son dados en 5.6.4.3 Ninguna discontinuidad que exceda 1/8” (3 mm) o la mitad del espesor nominal de pared (ver figura 17), cualquiera sea menor, puede presentarse en la soldadura o zona de fusión. Figura 17: Probeta de doblado presentando una

fisura admisible de aproximadamente 2 mm de longitud.


• Consideraciones especiales son dadas para las fisuras de esquina (ver figura)

Figura 18: Probeta de doblado presentando una fisura en el borde de la probeta


• Probetas para ensayo de doblado de lado según 5.6.5 (ver figura) son preparadas de manera diferente a como se describe en 5.6.5.1. Después que la probeta a sido removida, esta debe ser maquinada o esmerilada a ½” (13 mm) de ancho antes del doblado

CARA

RAIZ

Probeta de doblado de lado, se observa la cara y la raíz de la junta soldada


• La ubicación y número de probetas para ensayo de nick break son mostrados en la figura 10 y 11 del código

•Notar que en tuberías con diámetro menor que 2 3/8” (60.3 mm), puede ser necesario hacer dos cupones de soldadura. También notar que las figuras son para calificación de soldadores y

procedimientos. Los criterios de aceptación para filetes soldados son dados en 5.8.3.

Figura 21: Probetas de Nick Break para soldaduras de Filete

Calificación de Soldadores.

• El propósito de la calificación del soldador es determinar la habilidad de éste para realizar soldaduras sanas de acuerdo con un procedimiento de soldadura calificado. Para la calificación, el soldador usará la misma técnica que utilizará durante la soldadura de producción, antes de iniciar su prueba, se le debe dar un tiempo razonable para ajustar sus parámetros.

CAP 6 : Calificación de Soldadores.

• 6.2 Calificación Simple. •En la calificación simple, el soldador debe hacer un cupón de una soldadura a tope en alguna posición, fija o rotada. Cuando el soldador es calificado en la posición fija, el eje de la tubería debe estar en el plano horizontal, en el plano vertical o inclinado del plano horizontal en un ángulo no mayor a 45º.


• Así como en la calificación de procedimiento, la calificación del soldador tiene también variables esenciales. Para calificación simple, éstas son listadas en 6.2.2 y para calificación multiple 6.3.2


• Los grupos de diámetros son definidos como sigue:

• Diámetros exteriores menores que 2.375” (2 3/8”, 60.3 mm).

• Diámetro exterior de 2.375” hasta 12.750” (323.9 mm).

• Diámetros exteriores mayores que 12.750” (323.9 mm).

SECCION 6 : Calificación de Soldadores.

• Los grupos de espesor de pared son definidos como sigue:

• Tuberías de espesor de pared nominal menor que 0.188” (3/16”, 4.8 mm).

• Tuberías de espesor de pared nominal de 0.188” hasta 0.750” (19.1 mm).

• Tuberías de espesor de pared nominal mayor que 0.750” (19.1 mm).


• La Figura 12 del código muestra la ubicación de los especímenes de ensayo para el cupón de soldadura a tope.

•Para la conexión de ramal a una tubería, la ubicación de los especímenes de ensayo esta dada en la Figura 10 del código.


• 6.4 Inspección Visual. •En este punto es importante anotar que ningún procedimiento o calificación de soldador que por algún motivo deje de cumplir con la inspección visual puede aprobar así pase los ensayos siguientes, es mas se puede ahorrar mucho tiempo y recursos si mediante una correcta inspección visual detectamos a tiempo problemas de soldadura.

•La sección 6.4 menciona los criterios de calificación como fisuras, inadecuada penetración, quemones y otras discontinuidades.


• La profundidad de socavación no debe exceder de 1/32” (0.8 mm) o el 12.5% del espesor de pared de tubería, cualquiera que sea menor. No esta permitida una longitud de socavación de más de 2 pulgadas (50 mm) en cualquier soldadura continua de 12 pulgadas (300 mm).

Figura 23: Inspección visual de un cupón de soldadura


• 6.5 Ensayos Destructivos. • La Tabla 3 muestra el tipo y número de

especímenes de prueba requeridos para la calificación del soldador. Hay que notar que los tipos de ensayos destructivos usados en la calificación del soldador son los mismos que los usados en la calificación de procedimiento, excepto en que un igual número de especímenes de rotura con entalla (nick-break) puede ser sustituido por especímenes para tracción.


Tabla 3 – Tipo y número de probetas de soldadura a tope por soldador para ensayo de calificación de soldador ypara ensayos destructivos de soldadura de producción

Diámetro exterior de tubería Número de probetas

pulgadas milímetrosResistenciaa la tracción

Rotura conentalla

Doblado deraíz

Doblado decara

Doblado delado

Total

Espesor de pared <= 0.500” (12.7 mm)

<2.375 <60.3 0 2 2 0 0 4a

2.375-4.500 60.3-114.3 0 2 2 0 0 4

>4.500-12.750 <114.3-323.9 2 2 2 0 0 6

>12.750 >323.9 4 4 2 2 0 12

Espesor de pared > 0.500” (12.7 mm)

<= 4.500 <= 114.3 0b 2 0 0 2 4

>4.500-12.750 <114.3-323.9 2 2 0 0 2 6

>12.750 >323.9 4 4 0 0 4 12a Para tuberías de diámetros menores que o iguales a 1.315” (33.4 mm), deben ser tomados especímenes dedos soldaduras o uno de sección completa para resistencia a la tracción.


• 6.6 Radiografía – Solo Soldaduras a Tope.

• Esta subsección permite a la compañía calificar soldadores en soldaduras a tope usando radiografía en lugar de ensayos destructivos.

Tabla: Criterios de calificación para RT según API 1104 - 99Tipo deIndicación

Máximo tamaño(Long) individual

Max LongitudAcumulada en 300

Máx LongitudAcumulada en < 300

Max Anchode Indicación

Observaciones

Unidades mm mm % mmIP 25 25 8 Inadecuate Penetration without high-lowIPD 50 75 Inadecuate Penetration due to high-lowICP 50 50 Inadecuate Cross Penetration (interior)IF 25 25 8 Incomplete Fusion (Abierta a la sup)IFD 50 50 8 Incomplete Fusion due to cold lap (Cerrado a la sup)IC Mismo criterio que para BT Internal Concavity (Densidad mayor al MBD)BT (D >= 60.3)BT (D < 60.3)

6 ; 1 E MBD6 ; 1 E MBD

13Mas de uno

Burn-Through (Densidad mayor al MBD)

ESI (D >= 60.3)ESI (D < 60.3)

50 ; Nota3 E MBD, Nota

50 88

1.61.6

Elongated Slag Inclusion

8 3ISI (D >= 60.3)ISI (D < 60.3)

13 , mas de 48 2 E MBD / ½ E MBD

Isolated Slag InclusionAmbos a la vez

P y CP exceptoen el pase final

3 ; ¼ E MBD2 si esta cerca a CP

Porosity and Cluster Porosity (No excederconcentraciones de las figuras 19 y 20)

CP en pase final 13 13HB 13 ; 6 si dos están

separadas menos de 5050 8 Hollow-bead Porosity (poro vermicular)

C 4 Crack (Siempre que sea de crater o arranque)50EU + IU

Longitudes acumuladas que excedan 1/6 de la longitud soldadaUndercutting of cover pass (EU) and root pass (IU)(Se suman en cualquier combinación);Ver 9.7 para VI

Acumulación deimperfecciones

50 8 Excepto IPD y EU +IU

E : Espesor.MBD : Material base mas delgadoNota : Indicaciones ESI paralelas separadas por aproximadamente el ancho del pase de raíz (wagon track) deben ser considerados una indicación simple amenos que el ancho de cualquiera de ellas exceda 1/32” (0.8 mm) en el suceso.

CAP 6 : …Radiografía.


• 6.7 Contraensayos. • Un soldador está permitido de hacer una vez mas la

prueba sin penalidad si la compañía y el contratista están de acuerdo en que condiciones que estén mas allá del alcance del soldador han podido afectar los resultados de la prueba. En cualquier otra circunstancia, un soldador que falla en la prueba de calificación no podrá hacer nuevamente la prueba hasta que se tenga evidencia de haber sido sometido a un entrenamiento adicional aceptado por la compañía.

Sección 6 : Calificación de Soldadores.

• 6.8 Registros.

Los registros deben incluir todas las pruebas hechas a cada soldador y los resultados de éstas. Se debe mantener una lista de la calificación de los soldadores y los procedimientos para los cuales han calificado.

CAP 6 : …Utrasonido

SECCIÓN 10 – Reparación Y Retiro De Defectos

• Antes de iniciar este módulo se debe tomar conciencia que las reparaciones que involucran refusión aparte de generar retrasos en la producción deterioran los materiales base por lo cual debe ponerse en una balanza (siempre a la luz de las especificaciones del código) si vale la pena deteriorar el material por reparar la discontinuidad en una palabra debemos cuidarnos que el remedio no sea peor que la enfermedad, los daños producidos por el resoldeo son principalmente en la línea de fusión y ZAC por lo que los procedimientos deben ser muy cuidadosos y calificados mediante ensayos destructivos.


• 10.1 Autorización Para La Reparación• Subsección 10.1 Fisuras. Se indica que las

soldaduras fisuradas serán quitadas de la línea a menos que sean permitidas por 9.3.10, o cuando la compañía autoriza la reparación. Las grietas pueden ser reparadas si no exceden del 8% de la longitud de la soldadura. Cualesquiera y todas las reparaciones reunirán los estándares de aceptabilidad de la Sección 9.


• Subsección 10.1.2 Otros Defectos diferentes a Fisuras. Se indica que los defectos, con excepción de las grietas, en la raíz de la soldadura y/o en los pases de aporte se pueden reparar con la autorización previa de la compañía. Los defectos, con excepción de las grietas, en el pase superficial no necesitan la autorización previa. Cualesquiera y todas las reparaciones reunirán los estándares de aceptabilidad de la Sección 9.


• Antes de que se repare, el defecto será quitado totalmente del metal sano. Toda la escoria y salpicadura será quitada y se puede precalentar si es requerido por la compañía.

• Todas las reparaciones deben ser examinadas con los mismos medios usados previamente.


• 10.2 Autorización y Procedimiento para la Reparación de Fisuras.

Las soldaduras fisuradas deben ser quitadas, a menos que, sean permitidas por 6.3.9 o los apéndices o cuando están permitidas por la compañía. Las Fisuras podrán ser reparadas si se reúnen los siguientes criterios:


• a. La longitud de la grieta es menos del ocho (8) por ciento de la longitud de la soldadura.

• b. Se ha desarrollado y se ha documentado un procedimiento de reparación completo. El procedimiento de reparación incluirá lo siguiente:

» 1. Método de exploración del área de la grieta.

» 2. Método de retiro de la grieta. » 3. Temperaturas de

precalentamiento e interpases requeridas.


• c. Se repara bajo supervisión de un técnico que posea experiencia en técnicas de reparación de la soldadura.

• d. La soldadura es hecha por un soldador cualificado.

• e. El canal de la reparación es examinado por MT o PT para asegurar el retiro de la grieta.

EXSA AGRADECE SU EXSA AGRADECE SU GENTIL ASISTENCIAGENTIL ASISTENCIA

calificacion y procedimientos api 1104.ppt

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