Diplomatura de estudio Inspector de soldadura - INSPECSOLD

PUCP PAIDEIA

DIPLOMATURA DE ESTUDIO INSPECTOR DE SOLDADURA INSPECSOLD

INFORME N2

CONSTRUCCION DE LA DERIVACION DE UNA LINEA DE TUBERIA PARA TRANSPORTE DE PETROLEO

INTEGRANTES GRUPO 4:

OROSCO LEON, MANUEL GUILLERMOCHERRES CASTAEDA, BRIANVILLLALOBOS VILLANUEVA, CARLOS ALBERTOMAXIMO ANTONIO ARIAS ARIASGMEZ MONTOYA, RAMON1.- Tipos de ensayo que se utilizaran para calificar a los soldadores y el procedimiento de soldadura para el proyecto.PROCEDIMIENTODESOLDADURA(WPS)

Enlacalificacindelprocedimientodesoldaduraserequierelossiguientestiposde ensayosegnelAPI1104. 4probetasparapruebasdeensayodetraccin.

4probetasparapruebasdeensayoderoturaporentalla(Nick-BreakTest).

4probetasparapruebasdedoblezderaz.

4probetasparapruebasdedoblezdecara.

CALIFICACIONDESOLDADORES

Seccin6.2calificacinsimpleydebeseraceptadasirenelos requerimientosdelas secciones6.4yalgunodelassecciones6.5o6.6:

Deacuerdoalaseccin6.4Inspeccinvisual,tienequecumplirlaaceptacinenla inspeccinvisualconloslmitespermitidosenestaseccin. Deacuerdoalaseccin6.5ensayosdestructivos,esrequisitotomarprobetaspara realizarlossiguientesensayos:

Vertablaadjunta.

4probetasparapruebasdeensayodetraccin.

4probetasparapruebasdeensayoderoturaporentalla(Nick-BreakTest).

2probetasparapruebasdedoblezderaz.

2probetasparapruebasdedoblezdecara.

Deacuerdoalaseccin6.6InspeccinporRadiografasoloenjuntasatope,enla opcindelacompaa,lacalificacindejuntasatopepuedeserexaminadapor radiografaenlugardelosEnsayosespecificadosenSeccin6.5.

Lainspeccinradiogrficanoserusadaconelpropsitodelocalizarreassanaso quepresentenimperfeccionesydespushacerensayosentalesreasparacalificar odescalificarunsoldador.Ensayo de traccin.- Se debe de preparar para el ensayo de resistencia a la tensin probetas de aproximadamente de 9 de longitud y 1 de ancho, estas deben ser cortadas por mquina y no se necesita otra preparacin adicional a menos que los bordes estn muescados o no sean paralelos, Si es necesario las muestras deben ser maquinadas para que los lados queden lisos y paralelos; las muestras del ensayo de resistencia a la tensin deben ser rotas bajo carga de tensin con equipo capacitado para medir la carga con la que ocurre la falla. La resistencia a la tensin debe ser computada, dividiendo la carga mxima en el momento de la falla por la menor rea de la seccin transversal de la muestra como fue medido antes que la carga fuera aplicada.Ensayo de rotura con entalla (Nick-break).- Las muestras de ensayo de rotura de muesca deben ser aproximadamente de 9 de longitud y 1 de ancho, ellas deben ser muescadas con una sierra de metal en cada lado de centro de la soldadura y cada muesca debe ser aproximadamente de 1/8 de pulgadas (3mm) de profundidad.

Las muestras deben ser rotas mediante estiramiento en una mquina de tensin, sujetando los bordes y golpeando el centro, o sujetando un extremo y golpeando el otro con un martillo. El rea expuesta de la fractura debe tener un mnimo de (19mm) de ancho.

Ensayo de Doblez de cara y Raz.- Las muestras de ensayo para doblez de raz y cara deben ser de aproximadamente 9 de largo por 1 de ancho, y sus bordes largos deben ser redondeados. Los refuerzos de sobremonta y cordn de raz deben ser removidos hasta el nivel de la superficie de la muestra. Estas superficies deben ser lisas y cualquier raspadura que se presente debe ser ligera y transversal a la soldadura.

Las muestras de dobles de raz y de cara deben ser dobladas en un dispositivo para doblez guiado similar al mostrado a la figura 3. Cada muestra debe ser colocada entre los asientos de la hembra con la soldadura en el punto medio entre luz, las muestras de dobles de cara deben ser colocadas con la cara de la soldadura directamente hacia la abertura, y las muestras de dobles de raz deben ser colocadas con la raz de la soldadura directamente hacia la abertura. El macho debe ser empujado hacia la abertura hasta que la curvatura de la muestra tenga aproximadamente la forma de U.

Ensayo de Doblez de lado.- Las muestras de dobles de lado deben ser de aproximadamente 9 de longitud y de ancho, y los bordes longitudinales deben ser redondeados, los bordes deben ser lisos y paralelos, los esfuerzos de sobremonta y de cordn de raz deben ser removidos hasta el nivel de la superficie de la muestra.Las muestras de dobles de lado deben ser dobladas en un dispositivo de doblez guiado similar a la que se muestra en la figura 5, cada muestra debe ser colocada sobre asientos de la abertura (hembra) con la soldadura en el punto medio entre luz y con la cara de la soldadura perpendicular hacia la abertura.

El macho debe ser empujado hacia la abertura hasta que la curvatura de la muestra tenga aproximadamente la forma de U.

Figura 4: probeta para ensayo de Doblez de lado

Figura 5: Doblado mediante dispositivo de dobles guiado

2.- Ensayos No Destructivos Utilizados para el proyecto

Los ensayos no destructivos que se realizaran en el proyecto sern:

VT (100%DE JUNTAS), LP (100% DE JUNTAS EN EL PASE RAIZ), RT (100% DE JUNTAS, 3 PLACAS DE 12 C/U POR JUNTA ENSAYADA) o UT dependiendo de lo que se adecue mayor a la zona de ejecucin y disposicin del cliente; estas debern ser efectuados por personal certificado en los niveles I, II y III segn las recomendaciones de la ASNT, Practica recomendada No SNT-TC- 1A, ACCP, u programa de certificacin nacional reconocida que sea aceptado por la compaa en cuanto al mtodo utilizado, solo el personal Nivel II o III debe interpretar resultados del ensayo.

Examinacion Visual: Para que la soldadura de las juntas elaboradas en campo rena los requisitos y aceptacin para la examinacin visual, esta debe estar libre de fisuras, penetracin inadecuada, quemaduras transversales y debe presentar una apariencia ordenada y profesional. La profundidad de la socavacin colindante con la ultima costura en la parte exterior del tubo no debe exceder 1/32 (0.8mm) o 12.5% del espesor de la pared del tubo, considerando la que sea menor, y no debe haber mas de 2 (50mm) de socavacin en una longitud continua de soldadura de 12 ( 300mm).

Cuando se usa soldadura automtica o semi automtica se debe mantener al mnimo la cantidad de alambre de aporte que ingresa al interior del tubo.

Lquidos Penetrantes: Detectaremos discontinuidades superficiales, fisuras poros los cuales ingresaran por pequeas aberturas, tales como fisuras o porosidades por fuerte accin capilar, es un ensayo sencillo, el cual se realizara segn la norma ASTM E165 Prueba Radiogrfica: La radiografa es un mtodo de ensayos no destructivos basado en el principio de transmisin o absorcin de radiacin preferencial. Las areas de espesor reducido o menor densidad transmiten mas, y en consecuencia absorben menos radiacin.

La radiacin que pasa a travs del objeto de ensayo formara una imagen contraste en una pelcula que recibe la radiacin. Las reas de alta transmisin de radiacin, o baja absorcin, en la pelcula revelada aparecen como reas negras.

Las reas de baja transmisin de radiacin, o alta absorcin, en las pelculas reveladas aparecen como reas claras.Para liberar y dar por concluido los ensayos de RT se debe de considerar los criterios de aceptacin segn la norma API 1104 donde se tocan los siguientes puntos

Penetracin inadecuada sin desalineamientoPenetracin inadecuada debido al desalineamiento

Penetracin transversal inadecuada

Fusin incompleta

Fusin incompleta debido a superposicin fra

Concavidad internaQuemadura- TransversalInclusiones de escoriaporosidad

fisuras

Prueba por Ultrasonido. Si el cliente especifica la prueba de ultrasonido para inspeccionar las soldaduras a tope circunferenciales nueva, se aplican los requisitos de la seccion correspondiente a la norma API 1104. Debe establecerse y registrarse un procedimiento detallado para el uso de tecnicas de ultrasonido individuales. El uso y alcance de la prueba ultrasonica son opcion del cliente.

El cliente debe estar de acuerdo con los procedimientos ultraonicos antes de la realizacion de la prueba de produccion. El cliente debe solicitar al subcontratista de ultrasonido demostrar procedimientos propuestos para producir resultados aceptables y apropiados, asi como utilizar tales procedimientos para soldadura de produccion.Para el presente proyecto el retiro de la cubierta (longitud de la tuberia desnuda) en los extremos de la tuberia necesarios para el ultrasonido, deberian estar especificados antes de tapar la tuberia. Las ralladuras en la tuberia debe ser alisadas, con la superficie de la tuberia a distancia necesaria para el ultrasonido.Procedimiento del ensayo de ultrasonido

Como minimo, el procedimiento para la prueba ultrasonica de soldaduras debe incluir los siguientes detalles de aplicacin especificos:

a) Tipo de soldaduras, dimensiones de preparacion de la junta y procesos de soldadura

b) Tipo de material ( por ejemplo tamao, grado, espesor, proceso de manufacturacion.

c) Preparacion y condicion de la superficie de trabajo (Scanning)

d) Instrumento y sistema de ultrasonido ( caracteristicas)

e) Automatico o manual

f) Acoplante

g) Tecnicas de pruebas:

1. Angulos

2. Frecuencias (MHz)

3. Temperaturas y rangos

4. Modelos y velocidades del trabajo.

5. Dato de referencia y marcadores de localizacion (ejemplo cara de raz y localizaciones circunferenciales).

h) Patrones de referencia- Detallan bosquejos que muestran dimensiones de vision de planta y vision de seccion transversal del material de produccion y bloques de referencia.i) Requisitos de calibracion- El intervalo en el cula se requiere la calibracion del instrumento o sistema, la secuencia de seleccin de la calibracion antes de inspeccionar soldaduras, incluyendo los bloques de calibracion a ser utilizaos, los reflectores de sensibilidad a ser utilizados, la funcion de nivel de sensibilidad(por ejemplo DAC o TCG), y los intervalos para verificacion de funciones de la calibracion

j) Nivel de trabajo- la funcion de sencibilidad en decibeles(dB) a ser agregada a la sensitividad de referencia para el trabajok) Nivel de evaluacion- el nivel o altura de los ecos detectados durante el trabajo en la que se requiere una evaluacion mayor, y cualquier ajuste de sensitividad a realizarse antes de evaluar para aceptacion o rechazo

l) Registro de resultado- Tipo de registro )ejemplo:bosquejo, impresin termica, disco compacto, etc)

m) Reporte de examinacion por ultrasonido- un ejemplo de los reportes de examinacion

3.- Determinar que tipo e prueba y que presion de ensayo serian recomendadosPara evaluar la linea en tuberia se debe cumplir con lo establecido en el codigo ASME B31.3 o equivalente y calcular la presion de prueba utilizando la ecuacion.Sistema de tuberia:

Si esta presin calculada produce esfuerzo superiores al esfuerzo de cedencia del material a la temperatura de prueba, la presin de prueba debe ser inferior a la mxima presin a la cual se pueda exceder dicho valor de cedencia del material.La presin de diseo de la tubera se calcula de acuerdo con la formula siguiente:(ASME B31.8)

Factor de diseo por densidad de poblacin F

El factor de diseo se selecciona en funcin de la clase de localizacin, el cual se debe emplear en la formula (1). Dicho factor se encuentra en los cuadros siguientes:

TABLA 1: Factor de diseo bsico por densidad de poblacin (F)

3.1.1 Localizacin clase 1.

El rea unitaria que cuenta con diez o menos construcciones para ocupacin humana.

3.1.2 Localizacin clase 2.

El rea unitaria con ms de diez y hasta cuarenta y cinco construcciones para ocupacin humana.

3.1.3 Localizacin clase 3.

El rea unitaria que cuenta con cuarenta y seis construcciones o ms para ocupacin humana.

El tramo de una tubera clase 1 o 2 sera reclasificado como clase 3 cuando el eje de dicho tramo se encuentre a una distancia igual o menor a 100 metros de:a) Una construccin ocupada por veinte o ms personas, al menos 5 das en la semana, en 10 semanas en un periodo de 12 meses. Los das y las semanas no tienen que ser consecutivos, por ejemplo: escuelas, hospitales, iglesias, salas de espectculos, cuarteles y centros de reunin.b) Un rea al aire libre definida que sea ocupada por veinte o ms personas al menos 5 das a la semana, en 10 semanas en un periodo de 12 meses, los das y las semana no tienen que ser consecutivos, por ejemplo: campos deportivos, reas recreativas, teatro al aire libre u otro lugar pblico de reunin.c) Un rea destinada a fraccionamiento o conjunto habitacional o comercial que no tenga las caractersticas de la clase 4.

3.1.4 Localizacin clase 4.

El rea unitaria en la que predominen construcciones de cuatro a mas niveles incluyendo la planta baja, donde el trfico vehicular es intenso o pesado y donde pueden existir numerosas instalaciones subterrneas.Segn el caso presentado en donde aclara que se trata del primer frente del proyecto podemos concluir que el factor F es 0.8 (clase 1).3.2 Factor de eficiencia de la junta longitudinal de la tubera

Segn la tabla 3 se da el factor de eficiencia de la junta longitudinal para el tipo de tubera de nuestro caso.

Entonces E=1

Segn la ecuacin (2)

La Presin manomtrica de diseo seria

Ahora segn la ecuacin (1)

Considerando

Por lo tanto:

4.- Para la calificacin de soldadores y WPS del presente proyecto segn Norma API 1104 se deber utilizar los ensayos mostrados en las tablas N3 y N2 respectivamente.

Para calificacin de soldadores segn tabla N3:

4 ensayos de resistencia a la traccin

4 ensayos de rotura con entalla (Nick Break)

2 ensayos de doblez de cara

2 ensayos de doblez de lado

En esta figura se muestra la ubicacin de probetas del cupn, para la calificacin de soldadores.

Para la calificacin de WPS segn tabla N2:

4 Ensayos de resistencia de traccin.

4 Ensayos de rotura con entalla (Nick-Break).

4 Ensayos de doblez de cara.

4 Ensayos de doblez de lado.

En esta figura se muestra la ubicacin de probetas del cupn, para calificacin WPS.

5.- RECOPILACION DE LAS ETAPAS DE LA INSPECCION DE UN PROYECTOAqu resumiremos las etapas de inspeccin para nuestro proyecto:

Estudio de la documentacinRevisin de toda la documentacin del proyecto en mencin y de esta manera se desarrolla un plan de puntos de inspeccin el cual es un esquema donde se organiza las actividades de las inspecciones para identificar soldaduras, las pruebas a realizar, adems de tener claro los criterios de aceptacin y rechazo para cada etapa del proyecto.

Estudio de planos y alcances del proyecto

Revisin de normas a consultar para este proyecto (API 1104)

Elaboracin de Plan de Puntos de Inspeccin

Estudio de los procedimientos de soldeo y calificacin de los soldadoresSe estudian los procedimientos de soldeo entregados y verifica que estn calificados y sean aplicables a las fabricaciones a realizar.

Se examinaran las calificaciones de los soldadores u operarios de soldadura que vayan a realizar cada una de las uniones y al ejecutarlas verificando que sean acordes al respectivo procedimiento usado.

Si hubiere alguna disconformidad con los procedimientos y calificacin respectiva de los soldadores u operarios se pedir y realizara la adecuacin respectiva para el trabajo a realizar.

Comprobacin de la calidad del material base y de aporte

Se debe comprobar con los respectivos certificados de calidad de material base y de aporte las caractersticas de los materiales a usar y al existir alguna duda o falta de informacin especfica de alguno de estos materiales se solicitara las consultas y ensayos respectivos y posteriores resultados para dar con la conformidad de estos acorde a la documentacin establecida.

Inspeccin de Soldadura Antes, Durante y Despus de las Soldadura

ANTES Inspeccin de preparacin de la junta: Los extremos de cada bisel de la caera sern limpiados previamente a la alineacin y soldadura.

El ngulo de la ranura de fin de soldadura se realizar de acuerdo a los requerimientos de los planos/proyecto y la desviacin permitida ser ms 5 menos 0 grados. El tamao y ngulo de la ranura ser medido con un calibre de ranuras para soldaduras.

Las dimensiones de los biselados del piping y accesorios cumplirn con los requerimientos del cdigo se soldadura aplicable y la WPS calificada.

Cualquier material de aleacin que sea cortado con llama a base de oxiacetileno ser amolado hasta metal brillante, previamente a la soldadura.

Inspeccin de soldaduras de punto (apuntalado): Las soldaduras de puntos sern examinadas y chequeadas debido a la ocurrencia de defectos tales como fisuras, penetracin inadecuada y otras discontinuidades. Las soldaduras de puntos y soldaduras temporales de accesorios sern ejecutadas solamente por soldadores calificados.

Se utilizaran mordazas para alineacin de caeras.

La desalineacin mxima en la superficie interior de la caera por juntas circunferenciales ser +/-1/8 (3,2 mm). La desalineacin podr ser medida mediante el uso de patrones o del calibre de soldadura PASA / NO PASA.

No se permitir el calentamiento o enfriamiento de la caera con propsitos de alineacin.

DURANTEDurante el proceso de ejecucin real de la soldadura, los siguientes puntos debern ser inspeccionados: Limpieza de biseles El rea a soldar estar libre de aceite, oxido, cascarilla o cualquier otro material suelto ajeno, al menos dentro de los 50 mm del rea de soldadura para asegurar soldaduras firmes. Todas las superficies soldadas de los biseles sern cepilladas externamente y donde sea posible internamente antes de comenzar a soldar.

Asegurar que el calentamiento post-soldadura sea realizado, si esta especificado en el procedimiento de soldadura aplicable.

Remocin de escoria en cada capa de soldadura. La limpieza final y la de las pasadas intermedias se har manualmente o con herramientas mecnicas.

Identificacin adecuada de los soldadores/operadores de soldadura y nmeros de soldadura. Los cdigos de soldadores debern ser marcados al lado de la soldadura hecha. Esta prohibido el uso de matrices metlicas para la identificacin de caeras o soldaduras.

Cualquiera de los dos cordones de soldadura adyacentes o sucesivos no podrn empezarse ni terminarse en el mismo lugar.

Toda soldadura tendr esencialmente una seccin transversal uniforme alrededor del cao, con una transicin suave dentro de la superficie del cao y el refuerzo externo (sobremonta) cumplir con lo requerido en el cdigo de soldadura aplicable.

La soldadura no ser ejecutada cuando el viento sea lo suficientemente fuerte como para afectar la estabilidad del arco o la cobertura del gas de proteccin. Se requerirn protectores contra viento o carpas cuando el viento o la arena en el aire es suficiente como afectar la calidad de la soldadura.

No se realizaran soldaduras cuando la superficies estn mojadas o hmedas o expuestas a la lluvia o nieve o cuando los soldadores/operadores estn expuestos a condiciones extremas. Toda superficie mojada o hmeda deber ser secada por precalentamiento requerida antes de la soldadura.

Deber ser evitada toda contaminacin del amiente tal como el arrastre de arena por el viento.

DESPUESDespus de completada la soldadura, se realizara inspeccin visual de lo siguiente: Todas las juntas de soldadura de tope sern marcadas para su identificacin con un nmero de soldadura y un smbolo de soldador/operador de soldadura.

Toda soldadura ser completada ser limpiada previamente a la inspeccin visual.

Las soldaduras con bisel sern hechas con refuerzo de frente mnima o pequea, excepto si es indicado de otra manera. En el caso de soldaduras a tope el refuerzo de frente no exceder 1/16 y tendr una transicin gradual al plano de la superficie de metal de base, libre de socavaduras.

Las soldaduras estarn preferentemente libres de superposiciones.

De ser posible, se evitaran golpes de arco o arrastres de electrodo fuera del rea de soldaduras permanentes en cualquier metal base.

La soldadura y el metal base adyacente ser limpiado por cepillado u otro medio apropiado para remover la escoria.

No se permitirn soldaduras alternas o de puntos.

El tamao de la superficie de fusin en soldaduras de filetes corresponder con lo indicado en los planos.

Realizacin de los ensayos Se verificara cada uno de los diversos ensayos a realizar (VT, UT RT) as como cada uno de los instructivos, calificaciones del personal y de procedimientos aprobados y firmados por una persona autorizada y certificada, a realizar segn documentacin establecida para este proyecto:

Indicando fecha de examen, equipo y soldaduras inspeccionadas Procedimiento de ensayo identificado: el equipo utilizado, cada uno de los pasos seguidos, etc., de acuerdo a la normativa aplicable. Segn la norma API 1104 se tendr en cuenta los criterios de aceptacin y/o rechazo para los resultados de distintos ensayos.Realizacin de las reparaciones y los contraensayos requeridos Al existir resultados negativos en alguno de los ensayos se notificara al fabricante para que realice las respectivas y oportunas reparaciones. Seguido de estos correctivos se procedern a realizar los respectivos contraensayos especificados en la norma aplicable.

Elaboracin del Informe Final de InspeccinSe realizara un informe final en el que, con base en cada una de las etapas anteriores mencionadas y detalladas, se indicara si el conjunto soldado esta apto o no para el servicio segn todos los requisitos establecidos en el cdigo o documentos aplicables para este proyecto.

Se adjuntan 2 Planes de Inspeccin y Ensayos que podemos utilizar en el proyecto.