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Norma: AWS 2002
CÓDIGO DE SOLDADURAS EN ESTRUCTURAS DE ACERO.
1. Requerimientos Generales
1.1. Generalidades.
Este Código contiene los requerimientos para la fabricación y
el montaje de las estructuras de acero soldadas. Cuando este
Código está estipulado en los documentos del Contrato, se
requerirá la conformidad de todas las estipulaciones del Código,
(ver 1.4.1) excepto aquellas en que los documentos del Ingeniero o
del Contrato las modifiquen específicamente o las exima.
Lo siguiente es un resumen de las secciones del Código:
1. Requerimientos generales: Esta sección contiene información
básica sobre las generalidades y las limitaciones del Código.
2. Diseño para las conexiones soldadas: Esta sección contiene
los requerimientos para el diseño de las conexiones soldadas
compuestas de piezas tubulares o no-tubulares.
3. Precalificación: Está sección contiene los requerimientos sobre
las excepciones de los WPS. (Welding Procedure Specification;
“Procedimientos de Soldadura Especificados”) en cuanto a los
requerimientos de calificación de este Código.
4. Calificación: Esta sección contiene los requerimientos de WPS
y para el personal de soldadura (soldadores, operadores de
soldaduras y pinchadores) que se necesitan para realizar el
trabajo de acuerdo al Código.
5. Fabricación: Esta sección contiene los requerimientos, para la
preparación, el armado estructural y la mano de obra para las
estructuras de acero soldadas.
6. Inspección: Esta sección contiene los criterios para las
calificaciones y responsabilidades de los Inspectores, los
criterios de aceptación para la producción de soldaduras y los
procedimientos oficiales para realizar la inspección visual y los
ensayos no destructivos NDT (Nondestructive Testing).
7. Soldadura “Stud”: Esta sección contiene los requerimientos de
los conectores de corte en el acero estructural.
8. Refuerzo y reparación de las estructuras existentes: Esta
sección contiene información básica pertinente para las
modificaciones de las soldaduras o la reparación de las
estructuras de acero existentes.
1.2 Limitaciones
El Código no tiene el propósito de ser utilizado en lo siguiente:
(1) Aceros con un límite de fluencia mayor a 100 ksi (690 MPa)
(2) Aceros de un espesor inferior a 1/8 de pulgadas (3 mm).
Cuando se vayan a soldar metales base más delgados que 1/8
pulgadas (3 mm), deberían aplicarse los requerimientos de AWS
D1.3. Cuando se utilicen de acuerdo con la Norma AWS D1.3, se
requerirá la conformidad con las estipulaciones aplicables de este
Código.
(3) Estanques o tuberías (cañerías) a presión.
(4) Metales base que no sean de acero al carbono o de baja
aleación.
El AWS D1.6 Código de Soldadura Estructural para acero
inoxidable debería utilizarse para las soldaduras en estructuras
de acero inoxidable. Cuando los documentos del Contrato
especifiquen la Norma AWS D1.1 para soldar acero inoxidable,
deberían aplicarse los requerimientos de AWS D1.6.
1.3 Definiciones.
Los términos utilizados en este Código deberán interpretarse
en conformidad con las definiciones entregadas en la edición
más reciente de AWS A.30 “Standard Welding Terms and
Definitions (“Términos de Soldaduras y Definiciones Oficiales”)
que se proporcionan en el Anexo B de este Código y las
siguientes definiciones:
1.3.1 Ingeniero: Se definirá como un individuo debidamente
designado que actúe para, y a favor de, el propietario en todos
los asuntos del ámbito del Código.
1.3.2 Contratista: Se definirá como toda compañía, o individuo
representante de una compañía, responsable de la fabricación,
montaje, manufactura o soldadura, en conformidad con las
estipulaciones de este Código.
1.3.3 Inspectores
1.3.3.1 Inspector del Contratista: “El Inspector del Contratista”
se definirá como la persona debidamente designada que actúe
para y en beneficio del Contratista, en toda inspección y asuntos
sobre calidad en el ámbito de este Código y de los documentos del
Contrato.
1.3.3.2 Inspector de verificación: Se definirá como la persona
debidamente designada que actúe para y en beneficio del
Propietario o Ingeniero en toda inspección y asuntos sobre calidad
especificados por el Ingeniero.
1.3.3.3 Inspector (es) (no modificado): Cuando el término
“Inspector” sea utilizado sin calificación posterior, como la
Categoría específica del Inspector descrita anteriormente, se
aplica igualmente al Inspector del Contratista y al Inspector de
Verificación, dentro de los límites de responsabilidad descritos en
6.1.2.
1.3.4 O.E.M. (Original Equipment Manufacturer) Fabricante
del Equipo Original. OEM se definirá como el único Contratista
que asumirá algunas o todas las responsabilidades asignadas por
este Código al Ingeniero.
1.3.5 Propietario: Se definirá como el individuo o compañía que
ejerza la propiedad legal del producto o el armado estructural
producido bajo este Código.
1.3.6 Los términos del Código: “Shall” – deberá / tendrá que;
“Should”- debería / tendría que, y “May” – puede; tienen el
siguiente significado:
1.3.6.1 Shall – Deberá/ tendrá que. Las estipulaciones del
Código que utilicen “shall” – deberán ser obligatorias a menos que
sean específicamente modificadas en los documentos del Contrato
por el Ingeniero.
1.3.6.2 Should (debería). La palabra “should” se usa para
prácticas recomendadas que se consideren beneficiosas, pero que
no son requerimientos.
1.3.6.3 May (puede): La palabra “may” en una estipulación
permite el uso de procedimientos opcionales o practicas que
puedan utilizarse como una alternativa o complemento para los
requerimientos del Código. Aquellos procedimientos opcionales
que requieran la aprobación del Ingeniero, ya sea, que estén
especificados en los documentos del contrato o que necesiten la
aprobación del Ingeniero. El Contratista puede utilizar cualquier
opción sin la aprobación del Ingeniero cuando el Código no
especifique que deberá requerirse la aprobación del Ingeniero.
1.4 Responsabilidades: 1.4.1 Responsabilidades del Ingeniero.
El Ingeniero deberá ser responsable del desarrollo de los
documentos del Contrato que regulen los productos o las
estructuras armadas producidas bajo este Código. El Ingeniero
puede agregar, suprimir o modificar de otro modo los
requerimientos de este Código para cumplir con los
requerimientos particulares de una estructura específica.
Todos los requerimientos que modifiquen este Código deberán
incorporarse a los documentos del Contrato.
El Ingeniero deberá especificar en los documentos necesarios
del Contrato y según sea aplicable, lo siguiente:
1) Los requerimientos del Código que sean aplicables, solamente
especificados por el Ingeniero.
2) Todos los NDT (Non Destructive Test) ensayos no-destructivos
que no se refieran específicamente en el Código.
3) Inspección de verificación, cuando lo requiera el Ingeniero.
4) Criterios de aceptación de soldaduras que no sean los
establecidos en la sección 6.
5) Criterios de Tenacidad (CVN) para soldar un metal con otro,
y/o cuando se requiera HAZ.
6) Para aplicaciones no – tubulares, ya sea que estas estén
cargadas estáticamente o cíclicamente.
7) Todos los requerimientos adicionales a los que no se refiera
específicamente en este Código.
8) Para las aplicaciones OEM, las partes responsables
involucradas.
1.4.1.1 Responsabilidades del Contratista.
El Contratista deberá ser responsable de las WPS, de la
calificación del personal, la inspección del contratista y del trabajo
pertinente en conformidad con los requerimientos de los
documentos del Contrato.
1.4.3 Responsabilidad del Inspector
1.4.3.1 Inspección del Contratista.
La inspección del Contratista será proporcionada por el
Contratista y se realizará según sea necesario para asegurar que
la calidad del trabajo del material cumpla con los requerimientos
de los documentos del Contrato.
1.4.3.2 Inspección de Verificación:
El Ingeniero determinará si la Inspección de Verificación será
pertinente. Las Responsabilidades de la verificación de
Inspección deberán establecerse entre el Ingeniero y el Inspector
de Verificación.
1.5 Aprobación. Todas las referencias sobre la necesidad de aprobación, se
someterán a la aprobación por parte del Encargado de Obras
Civiles o del Ingeniero.
1.6 Símbolos de soldaduras.
Los símbolos de soldaduras serán aquellos que se muestran en la
última edición de AWS A2.4, símbolos para soldaduras, equipos de
soldadura y ensayos no- destructivos (“Symbols for Welding,
Brazing and Non-destructive Examination”). Las condiciones
especiales deberán explicarse en su totalidad mediante notas o
detalles agregados.
1.7 Precauciones sobre seguridad. Este documento técnico no está dirigido a todas las soldaduras y a
los peligros de la salud. Sin embargo, puede encontrarse
información pertinente en los siguientes documentos:
1) ANSI Z49.1 “Safety in Welding, Cutting and Allied Processes”
(Seguridad en soldaduras, cortes y procesos Anexos)
2) Impresos del fabricante sobre seguridad en cuanto a equipos
y materiales.
3) Otros documentos pertinentes según sea apropiado. Estos
documentos se referirán y deben seguirse de acuerdo a lo
requerido. (Ver también Anexo J sobre Prácticas Seguras) Nota:
Este Código puede involucrar materiales, operaciones y equipos
peligrosos. El Código no contiene indicaciones sobre todos los
problemas de seguridad asociados a su uso. Es responsabilidad
del usuario establecer la seguridad adecuada y las prácticas
saludables. El usuario debería determinar la aplicabilidad de
cualquier limitación reglamentaria previa a su uso.
1.8 Unidades Oficiales de Medidas. Esta Norma hace uso, tanto de las unidades que se acostumbran
utilizar en EEUU, como las del Sistema Internacional de Unidades
(SI: International System). Las medidas puede que no sean
exactamente equivalentes; por lo tanto, cada sistema deberá
utilizarse independientemente del otro, sin ninguna combinación de
algún tipo. La Norma con la Designación D1,1:2002. Usa las
Unidades acostumbradas en EEUU. La Norma con Designación
D1.1M:2002 usa las Unidades SI. Estas últimas se muestran entre
paréntesis cuadrados [ ].
1.9 Documentos de Referencia. El Anexo N contiene una lista de todos los documentos referidos
en este Código.
CAPITULO 2
2. DISEÑO DE CONEXIONES SOLDADAS.
2.0 Generalidades de la sección 2 Esta sección cubre los requerimientos para los diseños de las
conexiones soldadas. Está dividido en cuatro partes, de
acuerdo a lo siguiente:
Parte A Requerimientos comunes para el Diseño de
Conexiones Soldadas (Componentes No-tubulares y Tubulares)
Parte B Requerimientos Específicos para el Diseño de
Conexiones No-tubulares (Estáticamente o cíclicamente
cargadas). Los requerimientos deberán aplicarse además de
los requerimientos de la parte A y B.
Parte C Requerimientos específicos para el Diseño de
Conexiones No-tubulares (Cíclicamente cargados) cuando sea
aplicable, los requerimientos deberán aplicarse, además de los
requerimientos de la parte A y B.
Parte A
Requerimientos comunes para el diseño de conexiones
soldadas.
(Componentes No-tubulares y Tubulares)
2.1 Alcances de la Parte A Esta parte contiene los requerimientos aplicables para el diseño
de todas las conexiones soldadas de las estructuras no-
tubulares y tubulares, independientes de la carga.
2.2 Planos y Especificaciones del Contrato 2.2.1 Información sobre Planos y Diseños.
Complete la información con respecto a la designación de la
especificación del metal base (ver 3.3. y 4.7.3), la localización,
tipo, tamaño y extensión de todas las soldaduras deberán
mostrarse claramente en los planos y especificaciones del
Contrato; de aquí en adelante será referido como los
documentos del Contrato. Si el Ingeniero requiere que se
efectúen soldaduras especificas en terreno, estas deberán
designarse en los documentos del Contrato.
Los planos de fabricación y montaje de aquí en adelante serán
referidos como planos de taller; deberán distinguirse claramente
entre soldaduras de taller y soldaduras en terreno.
2.2.2 Requerimientos sobre Fracto Tenacidad o
Resiliencia Si se requiere fracto tenacidad o resiliencia de las uniones
soldadas, el Ingeniero deberá especificar la energía mínima
absorbida con la prueba de temperatura correspondiente para
la clasificación del metal de relleno que va a utilizarse, o el
Ingeniero deberá especificar que las WPS califiquen con las
pruebas CVN. Si se requiere de las WPS con las pruebas
CVN, el Ingeniero deberá especificar que las WPS califiquen
con las pruebas CVN . El Ingeniero deberá especificar la
energía mínima absorbida, la prueba de temperatura y si se va
a efectuar o no la prueba CVN en el metal para soldaduras, o
en ambas: el metal para soldadura y el HAZ (ver 4.1.1.3 y
Anexo III).
2.2.3 Requerimientos Específicos de Soldadura:
El Ingeniero, en los documentos del Contrato y el Contratista en
los planos de taller deberán indicar aquellas uniones o grupos
de uniones en las cuales el Ingeniero o el Contratista requieran
de un orden especifico de armado, de secuencia de soldadura,
la técnica de soldadura u otras precauciones especiales.
2.2.4 Tamaño y Longitud de las soldaduras:
Los planos de diseño del Contrato deberán especificar la
longitud efectiva de la soldadura, y para las soldaduras
acanaladas de penetración parcial; el tamaño de la soldadura
requerida “(E)”. Para soldaduras de filete y uniones T
inclinadas, los documentos de Contrato deberán contar con lo
siguiente:
1) Para las soldaduras de filete entre partes con superficies
entre piezas con superficies que se juntan en un ángulo entre
80º y 100º, los documentos del Contrato deberán especificar el
tamaño del lado de la soldadura de ángulo; si son requeridos
por diseño, deberán indicarse en los documentos del Contrato.
2) Para soldaduras entre partes que al juntarse por men de
ángulos menores que 80º o mayores que 100º, los documentos
del Contrato deben especificar la garganta efectiva
3) Los cordones de coronación para la soldaduras de filete, si
son requeridos por diseño, deben indicarse en los documentos
del Contrato
2.2.5 Requerimientos de los Planos de Taller:
Los planos de taller deberán indicar claramente, por medio de
símbolos o diagramas los detalles de las uniones soldadas
ranuras y la preparación del metal base requerido para
efectuarlas. Tanto el ancho como el espesor de la plancha de
acero de deberán detallarse.
2.2.5.1 Soldaduras Ranurados de Penetración Parcial:
Los planos de taller deberán indicar las profundidades de las
ranuras “S” necesarias para lograr el tamaño de la soldadura
“(E)” requerida para el proceso de soldadura y la posición de la
soldadura que vaya a utilizarse.
2.2.5.2 Soldaduras de Filete y Soldaduras de Uniones T
Inclinadas.
Lo siguiente se entregará en los planos del taller.
1) Para las soldaduras de filete en uniones en T inclinadas,
con superficies que se juntan en un ángulo entre 80º y 100º ,
los planos de taller deberán mostrar el tamaño del lado de la
soldadura.
2) Para las soldaduras en T inclinadas entre componentes
con superficies que se juntan en ángulos menores que 80º y
mayores de 100º , los planos deberán mostrar la disposición
detallada de las soldaduras y el tamaño del lado requerido para
responder por los efectos geométricos de las uniones y donde
sea apropiado la reducción de pérdida Z para el proceso que va
a utilizarse y el ángulo.
3) Coronación e interrupción de la soldadura
2.2.5.3 Símbolos:
Los documentos del Contrato deberán mostrar los
requerimientos de la soldaduras ranuradas de penetración
parcial o completa. Los documentos del Contrato no necesitan
mostrar el tipo de ranura o las dimensiones de éstas. El
símbolo de la soldadura sin dimensiones y con Penetración
completa en el extremo designa una a soldadura de penetración
completa de la siguiente manera:
El símbolo de soldadura sin dimensión y con penetración
completa en el extremo, diseña una soldadura que desarrollará
el metal base adyacente en cuanto a tensión y corte. Un
símbolo de soldadura para una soldadura ranurada de
penetración completa deberá mostrar las dimensiones que
aparecen entre paréntesis arriba “(E1)” y/o bajo “(E2)” en la
línea de referencia para indicar los tamaños de la soldadura
ranurada en la otra, y en los lados de la flecha de la unión de
soldadura respectivamente, tal como se muestra a
continuación.
2.2.5.4 Dimensiones del Detalle Pre-calificadas.
Los detalles de la unión de penetración parcial y penetración
completa descritos en 3.12 y 3.13 han demostrado
repetidamente su adecuación al proporcionar las condiciones y
tolerancias necesarias para depositar y fundir el metal de
soldadura en buen estado al metal base. Sin embargo, el uso
de estos detalles no deberá interpretarse como que implica una
consideración de los efectos del proceso de soldadura en el
metal base, más allá del límite de fusión, ni la conveniencia del
detalle de la unión para una aplicación determinada.
2.2.5.5 Detalles especiales:
Cuando se requiera de detalles especiales en las ranuras,
estas se deberán detallar en los documentos del Contrato.
2.2.5.6 Requerimientos Específicos:
Todos los requerimientos de inspección especifica deberán
anotarse en los documentos del Contrato.
2.3 Areas Efectivas 2.3.1 Soldaduras ranuradas
2.3.1.1 Longitud efectiva:
La máxima longitud de la soldadura de cualquier soldadura
ranuradas, sin tomar en cuenta su extensión, deberá ser el
ancho de la parte unida, perpendicular a la dirección de la
tensión o carga de comprensión. Para las soldaduras
ranuradas que transmiten corte, la longitud efectiva es la
longitud especificada.
2.3.1.2 Tamaño efectivo de las Soldaduras Ranuradas de
Penetración Completa:
El tamaño de una soldadura ranurada de penetración completa
deberá ser del espesor más delgado de la parte unida. Un
aumento en el área efectiva con respecto a los cálculos del
diseño por refuerzos de soldadura está prohibido. Los tamaños
de ranura para conexiones entre T – Y y K en las soldaduras de
construcciones tubulares se muestran en la Tabla 3.6.
2.3.1.3 Tamaño mínimo de la soldadura Ranuras de
Penetración Parcial:
El tamaño mínimo de las soldaduras ranuradas deberá ser igual
o mayor que “(E)”, especificado en 3.12.2.1, a menos que el
WPS esté calificado en total conformidad con la Sección 4.
2.3.1.4 Tamaño de la Soldadura Efectiva ( ranuras
abocinadas )
El tamaño efectivo de las soldaduras ranuradas abocinadas
cuando están en la superficie de una barra redonda, en una
formación de curvatura de 90º, o de un tubo rectangular, deberá
ser tal como se muestra en 3.6, excepto a lo permitido por
4.10.5.-
2.3.1.5 Area efectiva de las Soldaduras Ranuradas
El área efectiva de las soldaduras ranuradas deberá ser el área
efectiva multiplicada por el tamaño efectivo de la soldadura.
2.3.2 Soldaduras de Filete
2.3.2.1 La Longitud Efectiva (Recta)
La longitud efectiva de un filete de soldadura recta deberá ser la
longitud total, los coronamientos. Ninguna reducción en la
longitud efectiva deberá asumirse en los cálculos del diseño
para permitir el cráter de inicio o la detención de soldadura.
2.3.2.2 Longitud Efectiva (Curvada)
La longitud efectiva de una soldadura de filete curvada deberá
medirse por la línea central de la garganta efectiva.
2.3.2.3 Longitud mínima
La longitud mínima de la soldadura de filete deberá ser a lo
menos cuatro veces el tamaño nominal, o el tamaño efectivo de
la soldadura deberá considerarse de manera que no exceda el
25% de su longitud efectiva.
2.3.2.4 Soldaduras de Filete Intermitente (Longitud Mínima)
La longitud mínima de los filetes de una soldadura de filete
intermitente deberá ser de 1-1/2 pulgadas (38 mm)
2.3.2.5 Longitud efectiva máxima
Para las soldaduras de filete cargadas en una extremo, efectivas
con una longitud de lado de hasta 100 veces, se permite tomar
la longitud efectiva igual a la longitud equivalente a la longitud
real. Cuando la longitud del cordón cargado en su extremo
excede las 100 veces, pero no más de 300 veces, el valor de la
longitud efectiva deberá determinarse al multiplicar la longitud
Real por el coeficiente de reducción ß.
Donde
ß: Coeficiente de reducción.
L: Longitud real de soldadura cargada en un extremo (final),
pulgadas [mm]
W: Tamaño del lado soldado, pulgadas [mm]
Cuando la longitud excede 300 veces el tamaño del lado, la
longitud efectiva deberá tomarse en 180 veces el tamaño del
lado.
2.3.2.6 Cálculos de la garganta efectiva
Para soldaduras de filete entre partes que se unan en ángulos
entre 80º y 100º, la garganta efectiva deberá tomarse como la
distancia más corta desde la raíz de la unión hasta la superficie
de la soldadura de una soldadura diagramática de 90º (ver
Anexo I). Para soldaduras en ángulos agudos entre 60º y 80º y
para soldaduras en ángulos obtusos mayores a 100º, deberá
calcularse el tamaño del lado requerida para proporcionar la
garganta efectiva especificada para que responda por la
geometría (ver Anexo 11). Para soldaduras en ángulos
agudos, entre 60º y 30º, el tamaño del lado deberá aumentarse
por la pérdida de dimensión Z para responder por la certeza del
metal de soldadura en buen estado en el pasaje del ángulo de
fondo angosto, para el proceso de soldadura que va a utilizarse
(ver 2.3.3)
2.3.2.7 Refuerzo de las Soldaduras de filete
La garganta efectiva de una combinación de soldadura ranuras
de penetración parcial y de una soldadura de filete, será la
distancia más corta desde el ángulo de fondo (la raíz) hasta la
superficie (cara plana) de la soldadura diagramática, menos 1/8
pulgada [3mm] para el detalle de cualquier ranura que requiera
tal deducción. (ver Figura 3.3. y Anexo I).
2.3.2.8 Tamaño Mínimo:
El tamaño mínimo de la soldadura de filete no deberá ser
menor al tamaño requerido para transmitir la carga aplicada, no
lo que se entrega en 5.14.
2.3.2.9 Tamaño Máximo de Soldadura de Filete en Uniones
de Traslape.
El tamaño máximo de una soldadura de filete detallado en los
bordes del metal base en uniones de traslape deberá ser el
siguiente:
1) El espesor del metal base, para metales inferiores a ¼
pulgada de espesor [6mm] (ver Figura 2.1, detalle A).
2) 1/6 pulgada [2mm] menos de espesor del metal base,
para metal de ¼ pulgada [6mm] o más de espesor (ver Figura
2.1., Detalle B), a menos que la soldadura esté diseñada en
taller para ser construida y obtener el espesor de una garganta
efectiva para el tamaño de un lado igual al espesor del metal
base. En una condición así soldada, la distancia entre el borde
del metal base y el reborde de la soldadura puede ser inferior a
1/16 pulgadas [2mm], siempre que el tamaño de la soldadura
sea claramente verificable.
2.3.2.10 Area Efectiva de las Soldaduras de Filete:
El área efectiva deberá ser la longitud efectiva de la soldadura
multiplicada por la garganta efectiva.
2.3.3. Uniones en T Inclinadas
2.3.3.1 General:
Las uniones en T, en las cuales el ángulo entre las partes
unidas sea mayor a 100º o menor a 80º deberán definirse como
uniones en T inclinadas. Los detalles de la unión en T inclinadas
pre-calificadas se muestran en la Figura 3.11. Los detalles de
las uniones de los lados obtuso y agudo pueden utilizarse juntos
o independientemente, dependiendo de las condiciones de
servicio y diseño con las consideración apropiada para efectos
de excentricidad.
2.3.3.2 Soldaduras en Ángulos Agudos entre 80º y 60º y en
Ángulos Obtusos Mayores que 100º:
Cuando las soldaduras se depositan en ángulos entre 80º y 60º
o en ángulos superiores a 100º, los documentos del Contrato
deberán especificar la garganta efectiva requerida. Los planos
del taller deberán mostrar claramente la ubicación de las
soldaduras y las dimensiones de lado requeridas para satisfacer
la garganta efectiva requerida. (ver Anexo II)
2.3.3.3 Soldaduras en Ángulos entre 60º y 30º:
Cuando se requiera una soldadura en un ángulo agudo que sea
inferior a 60º pero igual o mayor a 30º (Figura 3.11 D), la
garganta efectiva deberá aumentarse por la tolerancia de la
pérdida de Z (Tabla 2.2.). Los documentos del contrato deberán
especificar la garganta requerida. Los planos de taller deberán
mostrar las dimensiones de lado del filete para satisfacer la
garganta efectiva requerida, aumentada por la pérdida – Z
(Tabla 2.2) (ver Anexo II para el cálculo de la garganta efectiva)
2.3.3.4 Soldaduras en Ángulos Menores a 30º:
Las soldaduras depositadas en ángulos agudos menores a 30º
no deberán considerarse como efectivas para transmitir fuerzas
aplicadas, excepto como están modificadas en las estructuras
tubulares en 4.12.4.2.
2.3.3.5 Longitud efectiva en uniones en T Inclinadas:
La longitud efectiva de las uniones en T inclinadas deberán ser
la longitud total del tamaño de toda la soldadura. No se
asumirá reducción en los cálculos del diseño para permitir el
comienzo o la detención de la soldadura.
2.3.3.6 Tamaño Mínimo de la Soldadura de Unión en T
Inclinadas:
Deberán aplicarse los requerimientos de 2.3.2.8.
2.3.3.7 Garganta Efectiva de las Uniones en T Inclinadas:
La garganta efectiva de una unión T inclinada, en ángulos entre
60º y 30º deberá ser la distancia mínima desde el ángulo de
fondo (la raíz) hasta la cara plana diagramática, menos la
dimensión de reducción de pérdida Z. La garganta efectiva de
una unión en T inclinada en ángulos entre 80º y 60º y en
ángulos superiores a 100º deberán tomar la distancia más
corta, desde el ángulo del fondo (la raíz) de la unión hasta la
cara plana de la soldadura.
2.3.3.8 Area efectiva de las uniones en T Inclinada:
El área efectiva de las uniones en T inclinada deberá ser la
garganta efectiva multiplicada por la longitud efectiva.
2.3.4 Soldaduras de Filete en Orificios y Tapones
alargados
2.3.4.1 Limitaciones del diámetro y ancho:
El diámetro mínimo del orificio o del ancho del tapón, en el cual
se va a depositarse una soldadura de filete, no deberá ser
inferior al espesor de la parte en la cual se efectúa, más 5/16
pulgadas, [6mm]
2.3.4.2 Extremos de Soldadura tipo Tapón: Excepto para
aquellos extremos que se prolongan hasta el borde de la pieza,
los extremos de las ranuras deberán ser semi-circulares o
deberán tener las esquinas redondeadas, en un radio no
inferior al espesor de la pieza en la cual se efectúa.
2.3.4.3 Longitud Efectiva de las Soldaduras de Filete en
Orificios o Ranuras tipo tapones alargados. Para las
soldaduras de filete en orificios la longitud, debería ser de la
soldadura a lo largo de la línea central de la garganta.
2.3.4.4 Área Efectiva o Soldaduras de Filete en Orificios o
en Ranuras tipo tapón alargado. El área efectiva deberá ser
la longitud efectiva multiplicada por la garganta efectiva. En el
caso de las soldaduras de filete, de medida tal que se recubran
en la línea central cuando depositan en los orificios o en las
ranuras, el área efectiva no deberá considerarse como un área
mayor que la del corte transversal del orificio o la ranura en el
plano de la superficie de empalme.
2.3.5 Soldaduras de Tapón redondo y alargado.
2.3.5.1 Limitaciones sobre el diámetro y el ancho. El
diámetro mínimo del orificio o el ancho de la ranura en la cual se
va a depositar una soldadura de tapón o en ranura, no deberá
ser inferior al espesor de la pieza de la cual está hecha, más
5/16 pulgadas (8 mm). El diámetro máximo del orificio o el
ancho de la ranura no deberá exceder el diámetro mínimo más
1/8 pulgada [3 mm] ó 2-1/4 veces el espesor de la pieza,
cualquiera de ellas que sea mayor.
2.3.5.2 Longitud y Forma de la Ranura. La longitud de la
ranura en la cual se van a depositar las soldaduras tipo tapón
alargado no deberán exceder diez veces el espesor de la parte
en la cual está hecha. Los extremos de la ranura deberán ser
semi-circulares o deberán tener las esquinas redondeadas en
un radio no inferior al grosor de la parte en la cual está hecha.
2.3.5.3 Área Efectiva de Soldaduras de Tapón Redondas y
Alargadas. El área efectiva de las soldaduras de tapón deberá
ser el área nominal del orificio o la ranura en el plano de la
superficie de empalme.
Parte B
Requerimientos Específicos
para el Diseño de Conexiones No-Tubulares
(Estáticamente o Cíclicamente Cargadas)
2.4 General
Los requerimientos específicos de la Parte B, junto con los
requerimientos de la Parte A, deberán aplicarse a todas las
conexiones de los componentes no-tubulares sujetos a carga
estática. Los requerimientos de las Partes A y B, excepto según
lo modificado en la Parte C, también deberá aplicarse a las
cargas cíclicas.
2.5 Esfuerzo
2.5.1 Esfuerzos Calculados: Los esfuerzos calculados que
vayan a compararse con las tensiones permisibles mediante el
análisis apropiado, o las tensiones determinadas a partir de los
requerimientos mínimos de resistencia de la unión que puedan
establecerse en las especificaciones aplicables al diseño que se
invocan en este Código en cuanto al diseño de las conexiones
soldadas.
2.5.2 Esfuerzos Calculados Debido a Excentricidad. En el
diseño de las uniones soldadas, los esfuerzos calculados que
van a compararse con los esfuerzos permisibles, deberán
incluir aquellos referidos a la excentricidad del diseño, si las
hubiera, al alineamiento de las partes conectadas y en la
posición, tamaño y tipo de soldadura; excepto lo que se entrega
a continuación: Para las estructuras estáticamente cargadas,
no se requiere la localización de las soldaduras de filete para
equilibrar las fuerzas con respecto al eje neutro o a los ejes
para las conexiones de extremo de un solo ángulo, de un
ángulo doble y de componentes similares. En tales
componentes, las disposiciones de las soldaduras, en cuanto a
la zona donde se ubica un ángulo menor a 90º y uno mayor a
90º. Piezas angulares pueden distribuirse para conformar la
longitud de varios bordes disponibles.
2.5.3 Esfuerzos Permisibles del Metal Base
Los esfuerzos calculados del metal base no deberán exceder
los esfuerzos permisibles en las especificaciones aplicables del
diseño.
2.5.4 Esfuerzos Permisibles del Metal de Soldadura.
El Esfuerzo calculado en el área efectiva de las uniones
soldadas no deberá exceder las tensiones permisibles que se
entregan en la Tabla 2.3 permitida por 2.5.4.2 y 2.5.4.3.
2.5.4.1 Esfuerzo en las Soldaduras de Filete. El esfuerzo en
las soldaduras de filete deberá considerarse como el corte
aplicado al área efectiva en cualquier dirección de la carga
aplicada.
2.5.4.2 Tensión Permisible Alternativa en la Soldadura. El
esfuerzo de corte permisible en una soldadura de filete cargada
en un plano a través del centro de gravedad puede
determinarse según la Fórmula (1):
Fórmula (1) Fv = 0.30 FEXX(1.0 + 0.50 seno1,5
Donde
Fv = Esfuerzo de unidad permisible
FEXX = Número de clasificación del electrodo; es decir la
resistencia (fuerza) del electrodo.
Θ = El ángulo entre la dirección de la fuerza y el eje
del elemento de soldadura, en grados.
2.5.4.3 Centro Instantáneo de Rotación.
Los esfuerzos permisibles en los elementos de soldadura
dentro de un grupo de soldaduras que estén cargadas en plano
y que se analizan utilizando un centro instantáneo del método
de rotación para mantener la compatibilidad de deformación y
el comportamiento no-lineal de deformación por carga de las
soldaduras emplazadas en ángulos variables deberá ser la
siguiente:
Fvx = Σ Fvix
FVY = Σ Fviy
Fvi = 0.30 FEXX (1.0+0.50 seno1.5 Θ F(p)
F (Ρ) = [p (1.9-0.9ρ)] 0.3
M = Σ [Fviy(x) - Fvix(y)]
donde
Fvx = Fuerza interna total en dirección x
Fvy = Fuerza interna total en dirección y
Fvix = Componente x de esfuerzo Fvi
Fviy = Componente y de esfuerzo Fvi
M = Momento de fuerzas internas con respecto al centro de
rotación instantánea
ρ = ∆1/∆m relación de la deformación del elemento “i” con
respecto al elemento en el esfuerzo máximo.
∆m = 0.209 (Θ + 6) 0.32 W, deformación del elemento soldado
en su tensión máximo, pulgadas (mm).
∆u = 1.087 (Θ+ 6) 0.65 W<0.17 W. Deformación del elemento
soldado en su tensión última, generalmente en el elemento más
lejano del centro de rotación instantáneo - pulgadas (mm).
W = Tamaño del lado de la soldadura de filete, pulgadas [mm].
∆i = Deformación de los elementos de soldados en niveles de
esfuerzo intermedio, la linearidad proporcionada para la
deformación crítica basada en la distancia desde el centro de
rotación instantáneo, pulgadas [mm]= r1 ∆u/rcrit
x = x1, componente de r1
y = y1, componente de r1
rcrit = distancia desde el centro de rotación instantánea
hasta el elemento soldado con una relación mínima de: ∆u/r1
razón, pulgada (mm).
2.5.5 Incremento del Esfuerzo Permisible.
En donde las especificaciones aplicables al diseño permitan el
uso de un incrementado esfuerzo en el metal-base por alguna
razón, deberá aplicarse un incremento correspondiente esfuerzo
permitido dado aquí, pero no a los rangos de esfuerzo
permitidos para el metal-base o el metal de soldadura sujeto a
carga cíclica.
2.6 Configuración y Detalles de la Unión. 2.6.1 Consideraciones Generales:
Las conexiones soldadas deberán estar diseñadas para
satisfacer los requerimientos de resistencia y rigidez o de
flexibilidad de las especificaciones generales que se invoquen.
2.6.2. Conexiones y Empalmes en piezas de compresión
2.6.2.1 Conexiones y Empalmes Designados para Soportar
a otros que no sean Conexiones a las Placas Base:
A menos que se especifique de otro modo en los documentos
del contrato, los empalmes de las columnas que estén
terminados para soportar, deberán estar conectados por
soldaduras de ranuras de penetración parcial o por soldaduras
de filete, suficientes como para mantener las partes en su lugar.
En donde estén terminados otros componentes para
compresión, que no sean columnas para soportar en empalmes
o en conexiones, deberán estar diseñados para mantener todas
las partes alineadas, y deberán proporcionarse para el 50% de
la fuerza en el componente. Deberán aplicarse los
requerimientos de la Tabla 3.4 ó 5.8.
2.6.2.2 Conexiones y Empalmes No Terminados para
Soportar, Excepto para las Conexiones a las Placas Base.
Las soldaduras que unen empalmes en columnas y empalmes
y conexiones en otras piezas de compresión que no estén
terminados para soportar, deberán diseñarse para transmitir la
fuerza en los componentes; a menos que se especifiquen en
las soldaduras de penetración completa o en requerimientos
más restrictivos en los documentos del contrato o en las
especificaciones regulatorias. Los que deberán aplicarse
según los requerimientos de la Tabla 3.4 o la Tabla 5.8.
2.6.2.3 Conexiones a las Placas Base.
En las Placas base de las columnas y en otros componentes de
compresión, la conexión deberá ser la adecuada para mantener
los componentes firmemente en su lugar.
2.6.3 Carga en todo el espesor del Metal base.
Las uniones en T y en esquina, cuya función sea transmitir el
esfuerzo normal a la superficie de un componente conectado,
especialmente cuando el espesor del metal base del
componente secundario o el tamaño de la soldadura requerida
sea de ¾ de pulgada(20 mm) o mayor, deberá prestársele
atención especial durante el diseño a la selección del metal
base y a los detalles. Los detalles de la unión que minimizan la
intensidad del esfuerzo en el metal base sujeto al esfuerzo en
dirección de todo el espesor, deberá utilizarse en donde sea
práctico. Deberán evitarse los tamaños de especificación de
soldaduras más grandes que lo necesario para transmitir el
esfuerzo calculado.
2.6.4 Combinaciones de Soldaduras:
Excepto a lo que se entrega aquí, si dos o más soldaduras de
diferente tipo (ya sea ranuradas o de filete o de tapón redondo
o de tapón alargado) están combinadas para compartir la carga
en una sola conexión, la capacidad de la conexión deberá
calcularse como la suma de las soldaduras individuales
determinadas relativas a la dirección de la carga aplicada. Este
método de agregar capacidades individuales de soldaduras no
se aplica a las soldaduras de filete que refuerzan las soldaduras
ranuradas de penetración completa (ver Anexo I).
2.6.5 Contorno de las Superficies de Uniones en T y en
Esquinas.
Las soldaduras de filete pueden aplicarse sobre las soldaduras
ranuradas de penetración completa y penetración parcial de
uniones en T y uniones de esquina, con el propósito de
contornear las superficies de la soldadura o para reducir las
concentraciones de esfuerzo en la esquina de 90º. Cuando se
usa en tales soldaduras de filete los contornos de superficie en
aplicaciones estáticamente cargadas, el tamaño no deberá ser
mayor que 5/16 pulgadas [8 mm]. El refuerzo tipo filete en la
superficie de las soldaduras de unión en T y en uniones de
esquina que ocurren naturalmente, no deberán ser rechazadas,
ni tampoco necesitarán quitarse; ya que no interfieren con otros
elementos de la construcción.
2.6.6 Orificios de Acceso a la Soldadura
Cuando se requieran orificios de acceso a la soldadura, estos
deberán tener el tamaño necesario para los espacios para el
relleno de metal del soldadura de buena calidad. Deberán
aplicarse los requerimientos forma y tamaño de 5.17.1. La
persona que está a cargo del diseño y los detalles deberá
reconocer que los orificios de tamaño mínimo requerido pueden
afectar el área neta máxima disponible en el metal base
conectado.
2.6.7 Soldaduras con Remaches o Pernos.
Las conexiones que están soldadas a un componente y
apernadas o remachadas a la otra, deberán permitirse. Sin
embargo, los remaches y pernos que se usan en conexiones de
soporte (provisorio) no deberán considerarse como para
compartir las carga en combinación con las soldaduras en una
superficie de empalme común. Las soldaduras en tales
conexiones deberán adecuarse para soportar la carga completa
en la conexión. Los pernos de alta resistencia, instalados
según los requerimientos para las conexiones slip critical,
previo a la soldadura, pueden considerarse como para
compartir la carga con las soldaduras. Ver: Especificaciones
para Uniones Estructurales, Utilizando la Norma ASTM A 325 o
Pernos A 490 del Consejo de Investigación sobre Conexiones
Estructurales. (“ A 490 bolts of the Research Council on
Structural Connections”).
2.7 Configuración y Detalles de la Unión –
Soldaduras Ranuradas.
2.7.1 Transiciones en Espesores y Anchos: La tensión de
las uniones a tope entre componentes alineados axialmente, de
diferentes espesores o anchos, o ambos, y que están sujetos a
un esfuerzo de tensión mayor que 1/3 de lo permitido según
diseño del esfuerzo de tensión, deberá efectuarse de tal
manera que la inclinación en la transición no exceda de 1 a 2 ½
pulgadas (ver Figura 2.2 sobre el espesor y Figura 2.3 sobre el
ancho). La transición deberá lograrse biselando la parte más
gruesa, ahusando la parte más ancha, inclinando el metal de
soldadura, o mediante una combinación de ambos. Cuando se
requieran las transiciones en el espesor o en el ancho, en los
casos donde el esfuerzo de tensión sea inferior al permisible,
éstas deberán mostrase en los documentos del contrato.
2.7.2 Prohibición de soldaduras Ranuradas de Penetración
Completa de Longitud Parcial.
Estarán prohibidas las soldaduras ranuradas de penetración
completa de longitud parcial o intermitente, excepto que los
componentes insertos de los elementos conectados por
soldaduras en ángulo puedan tener soldaduras acanaladas de
longitud limitada en puntos de aplicación de carga localizada
para participar en la transferencia de carga localizada. La
soldadura acanalada deberá extenderse de tamaño uniforme, a
lo menos en la longitud requerida para transferir la carga. Más
allá de esta longitud, la ranura se realizará con una transición
en profundidad cero a una distancia no inferior a 4 veces su
profundidad. La acanaladura deberá rellenarse pareja (a ras),
antes de la aplicación de la soldadura en ángulo.
2.7.3 Soldaduras Ranuradas Intermitentes de Penetración
Completa:
Las soldaduras ranuradas intermitentes de penetración parcial,
las de biselado sobresaliente y las soldaduras acanaladas
sobresalientes pueden utilizarse para transferir el esfuerzo
cortante entre las partes conectadas.
2.7.4 Remoción de Planchas de Extensión.
Para estructuras no-tubulares cargadas estáticamente, no es
necesario quitar las planchas de extensión. Cuando se requiera
quitarlas o cuando los requerimientos de acabado de la
superficie, sean diferentes a lo descrito en 5.15.4, los
requerimientos deberán especificarse en los documentos del
contrato.
2.8 Configuración y Detalles de la Unión – Uniones
Soldadas en Filete.
2.8.1 Uniones Traslapadas.
2.8.1.1 Soldaduras de Filete Transversales.
Las soldaduras de filete, transversales en uniones traslapadas
que transfieren el esfuerzo entre las partes cargadas
axialmente, deberán ser de doble soldadura (Ver Figura 2.4),
excepto en donde la deformación de la unión sea lo
suficientemente restringida como para evitar su abertura bajo
carga.
2.8.1.2 Traslape Mínimo.
El traslape mínimo de las partes en las uniones de traslape que
soportan esfuerzo, deberá ser de 5 veces el espesor de la parte
más delgada, pero no inferior a 1 pulgada (25 mm). A menos
que se evite la deformación fuera de plano de las partes, éstas
deberán soldarse con doble cordón (Ver Figura 2.4) o que estén
unidas a lo menos por dos líneas transversales de soldaduras
de tapón redondo o alargado, o por dos o más cordones
longitudinales o soldaduras de tapón alargado.
2.8.2 Soldaduras Longitudinales de Filete.
Si las soldaduras de filete longitudinales se van a utilizar
solamente en las uniones traslapadas de las conexiones finales
de barra plana o en los componentes de placas metálicas, la
longitud de cada soldadura de filete no deberá ser inferior a la
distancia perpendicular entre ellas (Ver Figura 2.5). El espacio
transversal de las soldaduras de filete longitudinales utilizadas
en las conexiones terminales no deberá exceder 16 veces el
espesor de la parte más delgada de la conexión, a menos que
se haga una estipulación apropiada (como soldaduras
intermedias tipo tapón redondo o alargado) para evitar la
deformación o separación de las partes. Las soldaduras de
filete longitudinal pueden estar en los bordes del miembro
(componente) o en las ranuras. El diseño de las conexiones
que utilicen soldaduras de filete longitudinales para los
componentes que no sean cortes transversales de barra plana,
deberá seguir las especificaciones generales del diseño.
2.8.3 Terminaciones de las Soldaduras de Filete.
2.8.3.1 General.
Las terminaciones de las soldaduras de filete pueden
extenderse hasta los extremos o hasta los lados de los
componentes o pueden interrumpirse o tener extremos
redondeados, excepto según los siguientes casos limitados.
2.8.3.2 Uniones Traslapadas Sujetas a Tensión.
En las uniones traslapadas en las cuales una parte se extiende
más allá del borde o del lado de una parte sujeta a un esfuerzo
de tensión, las soldaduras de filete deberán terminar en un
tamaño no menor que el tamaño de la soldadura, desde el
comienzo de la extensión (Ver Figura 2.6).
2.8.3.3. Longitud máxima de retorno en el extremo.
Las uniones deberán disponerse de manera que permitan la
flexibilidad en el diseño de conexión. Si los lados
sobresalientes de conexión con el metal-base están unidas con
retornos en los extremos, la longitud del retorno en el extremo
no deberá exceder cuatro veces el tamaño nominal de la
soldadura (ver Figura 2.7 sobre la extensión de las conexiones
flexibles.)
2.8.3.4 Soldaduras de los Atiezadores Transversales.
Excepto en donde los extremos de los atiezadores estén
soldados al flange, las soldaduras que unen los atiezadores
transversales a las vigas (de alma llena) deberán comenzarse o
terminarse en no menos de 4 veces, ni en más de 6 veces el
espesor de la brida de unión, desde la zona del ángulo mayor
que 90º de la soldadura hasta el flange de ésta.
2.8.3.5 Lados opuestos de un Plano Común.
Las soldaduras de filete en los lados opuestos de un plano
común, deberán interrumpirse en la esquina común de ambas
soldaduras (Ver Figura 2.8).
2.8.4 Soldadura de Filete en Orificios o Ranuras.
Las soldaduras de filete en orificios o ranuras en uniones de
traslape pueden utilizarse para transferir el corte o para evitar
la deformación o separación de los componentes traslapados.
Los espacios mínimos y dimensiones mínimas de los orificios o
ranuras para las soldaduras de filete deberán estar en
conformidad con los requerimientos de 2.9, 2.3.4.1, 2.3.4.2,
2.8.1 y 2.8.2. Estas soldaduras de filete pueden solaparse
según las estipulaciones de limitación de 2.3.4.4. Las
soldaduras de filete en orificios o ranuras no se consideran
como soldaduras de orificio tipo tapón redondo o alargado.
2.8.5 Soldaduras de filete Intermitente.
Pueden usarse las soldaduras en ángulo intermitente para
transferir el esfuerzo entre las partes conectados.
2.9 Configuración y Detalles de la Unión –
Soldaduras de Orificio tipo tapón redondo y
alargado.
2.9.1 Espacio Mínimo (Soldadura de orificio tipo tapón
redondo).
El espacio mínimo de un centro a otro de estas soldaduras
deberá ser de 4 veces el diámetro del orificio.
2.9.2 Espacio mínimo (Soldaduras de orificio tipo tapón
alargado).
El espacio mínimo de un centro a otro de las líneas de las
soldaduras tipo tapón alargado en dirección transversal a su
longitud, deberá ser 4 veces el ancho de la ranura. El espacio
mínimo de un centro a otro, en una dirección longitudinal,
deberá ser 2 veces la longitud de la ranura.
2.9.3 Dimensiones Pre-calificadas.
Las dimensiones para las soldaduras pre-calificadas de orificio
tipo tapón redondo o alargado están descritas en 2.3.5 y en
3.10.
2.9.4 Prohibición en acero enfriado y templado.
Deberán prohibirse las soldaduras de orificio tipo tapón redondo
o alargado en aceros enfriados y templados con un Fy mínimo
especificado y mayor a 70 ksi (490 Mpa).
2.10 Placas de relleno.
Cuando quiera que sea necesario utilizar placas de relleno en
las uniones que requieran transferir fuerza aplicada, las placas
de relleno y las soldaduras de conexión deberán cumplir con los
requerimientos de 2.10.1 ó 2.10.2; según sea aplicable.
2.10.1 Placas de relleno delgadas.
Las placas de relleno menores a ¼ de pulgada [6 mm] de
espesor no deberán utilizare para transferir tensión. Cuando el
espesor de la placa de relleno sea menor a ¼ de pulgada [6
mm], o cuando el espesor sea mayor a ¼ de pulgada [6 mm] ,
pero no sea adecuada para transferir la fuerza aplicada entre
las partes conectadas, la placa de relleno deberá mantenerse
pareja con el borde de la parte conectada externa, y el tamaño
de la soldadura aumentará por sobre el tamaño requerido en
una cantidad igual al espesor de la placa de relleno (Ver Figura
2.9).
2.10.2 Placas de Relleno Gruesas
Cuando el espesor de la placa de relleno es adecuado para
transferir la fuerza aplicada entre las partes conectadas, la
placa de relleno deberá prolongarse más allá de los bordes de
la parte externa conectada al metal base. Las soldaduras que
unen la parte externa conectada al metal base con la placa de
relleno, deberán ser suficientes para transmitir la fuerza a la
placa de relleno, y el área sujeta a la fuerza aplicada en la
placa de relleno deberá ser adecuada para evitar recargar la
placa de relleno con la parte interna conectada al metal base
deberán ser suficientes para transmitir la fuerza aplicada (Ver
Figura 2.10)
2.10.3 Requerimientos de Diseño de Taller.
Las uniones que requieren placas de relleno deberán contar
con todos los detalles del plano de taller y de montaje.
2.11 Componentes Construidos
2.11.1. Soldadura mínima requerida.
Si se van a utilizar dos o más placas o perfiles laminados para
construir un componente, deberán contarse con soldadura
suficiente ( de filete, tipo tapón redondo y alargado) para hacer
que las partes actúen al unísono ( como una sola) pero no
menor que lo que pueda requerirse para transmitir el esfuerzo
calculado entre las partes unidas.
2.11.2. Espacio máximo de las soldaduras intermitentes
2.11.2.1 General.
Excepto como se pueda establecer en 2.11.2.2 ó 2.11.2.3. el
máximo espacio longitudinal de las soldaduras intermitentes
que conecten una placa a otros componentes no deberán
exceder 24 veces el espesor de la placa más delgada, ni
exceder 12 milímetros [300mm]. el espacio longitudinal entre
las soldaduras intermitentes de filete que conectan dos o más
perfiles laminados, no deberán exceder 24 pulgadas [600mm].
2.11.2.2 Componentes de compresión.
En los componentes de compresión construidos , excepto lo
que se entrega en 2.11.2.3, el espacio longitudinal de los
segmentos con soldadura de filete intermitente, a lo largo de
los bordes de un componente de la placa externa con otros
componentes, no deberán exceder las 12 pulgadas [300mm],
no el espesor de la placa deberá excederse en 0.730 E/Fy
veces (Fy = límite de fluencia mínimo especificado, y E es el
módulo de elasticidad de Young para el tipo de acero que se
está utilizando). Cuando los segmentos intermitentes de la
soldadura de filete se alternan en los bordes opuestos de los
componentes de la placa externa más angosta que el ancho que
se especifica en la frase siguiente, el espacio no deberá exceder
las 18 pulgadas [460 mm],ni el espesor de la placa en 1.10 �
E/Fy veces. El ancho sin respaldo de la viga muestra, la placa
cubierta o as placas diafragma, entre líneas adyacentes de
soldaduras, no deberán exceder es espesor de la placa de 1.46
veces � E/ F Y2. Cuando el espacio transversal sin respaldo
exceda este límite, pero una porción de su ancho no sea mayor
a 1.46 � E/Fy veces, el espesor, satisfaría el requerimiento de
esfuerzo y el componente deberá ser considerado aceptable.
2.11.2.3 Acero Resistente a la intemperie no- pintado
Para los componentes de acero resistentes a la intemperie no –
pintado, expuesto a la corrosión atmosférica, si se van a utilizar
soldaduras de filete intermitente, el espacio no deberá exceder
14 veces el espesor de la placa más delgada, ni las 17 pulgadas
(180 mm).
Parte C
Requerimientos Específicos para el Diseño de Conexiones No- Tubulares (Cíclicamente
Cargadas.)
2.12 General
2.12.1 Aplicabilidad
La parte C se aplica solamente a los componentes no- tubulares
y a las conexiones sujetas a carga cíclica dentro del límite
rangos de una frecuencia y magnitud suficientes para originar
fisuras y la falla progresiva (fatiga). Las estipulaciones de la
Parte C entregan un método para evaluar los efectos de
repetidas fluctuaciones de esfuerzo en elementos estructurales
no- tubulares soldadas, los cuales deberán aplicarse para
minimizar la posibilidad de una falla por fatiga.
2.12.2 Otras estipulaciones pertinentes.
Las estipulaciones de las Partes A y B deberán aplicarse para
diseñar los componentes y a las conexiones sujetas a los
requerimientos de la Parte C.
2.12.3 Responsabilidad del Ingeniero.
El Ingeniero deberá proporcionar, ya sea, los detalles
completos, incluyendo los tamaños de las soldaduras; o deberá
especificar el ciclo de la vida útil planeado y rango máximo de
los momentos, los cortes y las reacciones de las conexiones en
los documentos del Contrato.
2.13 Limitaciones
2.13.1 Umbral de alcance (rango) de la Tensión.
No se requerirá evaluación de resistencia a la fatiga si el rango
de esfuerzo de carga viva es menor que el rango de esfuerzo
umbral: Fth (Ver Tabla 2.4)
2.13.2 Fatiga de Ciclo Bajo.
Las estipulaciones de la Parte C no son aplicables a los casos
de carga de ciclo – bajo, los cuales inducen tensiones
calculadas en el rango de tensión inelástico.
2.13.3 Protección contra Corrosión.
La resistencia a la fatiga descritas en la Parte C son aplicables
a las estructuras con protección apropiada contra la corrosión,
o que están sujetas sólo a ambientes corrosivos leves, tal como
las condiciones atmosféricas Normales.
2.13.4 Componentes Redundantes – No- Redundantes.
Este Código ya no reconoce una distinciones entre
componentes redundantes y no- redundantes.
2.14 Cálculo de Esfuerzo 2.14.1 Análisis Elástico.
Los esfuerzos calculados y los rangos de tensión deberán ser
nominales, basados en el análisis de esfuerzo elástica a nivel
del componente. Las tensiones no necesita amplificarse por
factores de concentración de esfuerzo para discontinuidades
geométricas locales.
2.14.2 Tensión Axial y Curvatura.
En el caso del esfuerzo axial combinado con curvatura, el
esfuerzo máximo combinado deberá ser el que corresponda a
los casos de carga aplicada correspondiente.
2.14.3 Secciones simétricas.
Para los componentes que tiene cortes transversales
simétricos, las soldaduras de conexión deberán disponerse, de
preferencia, simétricamente alrededor del eje del componente,
o si no es práctica la disposición simétrica, el total de esfuerzo,
incluyendo aquel resultante de la excentricidad de la unión,
deberán incluirse en el cálculo del rango de esfuerzo.
2.14.4 Componentes Angulares.
Para los componentes angulares tensionados axialmente, el
centro de gravedad de las soldaduras conectoras deberá
quedar entre la línea del centro de gravedad de la sección
transversal del ángulo y el centro del lado conectado, en cuyo
caso pueden ignorarse los efectos de excentricidad. Si el centro
de gravedad de la soldadura de conexión queda fuera de esta
zona, los esfuerzos totales, incluyendo aquellos que resultan de
la excentricidad de la unión, desde el centro de gravedad del
ángulo, deberán incluirse en el cálculo del rango de esfuerzo.
2.15 Esfuerzos y Rangos Permisibles. 2.15.1 Rangos Permisibles.
Las Tensiones calculadas de la unidad en soldaduras no
deberán exceder las tensiones permisibles descritas en la
Tabla 2.3.
2.15.2 Rangos de Esfuerzo Permisible
El rango de esfuerzo se define como la magnitud de fluctuación
en el esfuerzo que resulta de la repetida aplicación y eliminación
de la carga viva. En el caso de esfuerzo inverso, el rango de
esfuerzo deberá comportarse como la suma numérica de las
tensiones de los esfuerzo y comprensión máxima repetidas o la
suma de los esfuerzos cortantes máximos en dirección opuesta
a un punto dado; como resultado de disposiciones diferidas de
la carga viva. El rango calculado de esfuerzo no deberá
exceder el máximo computado por las Fórmulas (2) a la (5),
según sea aplicable. (Ver Figura 2.11, con respecto a un
trazado gráfico de las Fórmulas (2) hasta la (5) sobre Categorías
de esfuerzo A, B, B´, C, D, E, E´, y F).
Para las Categorías A, B, B´, C, D, E y E´, el rango de esfuerzo
no deberá exceder Fsr, de acuerdo a lo determinado por la
Fórmula (2).
Fórmula (2)
En la cual:
Fsr : Rango de esfuerxo permisible, ksi [ MPa ]
Cf : Constante de la Tabla 2.4 para todas las Categorías,
excepto la Categoría F.
N : Número de ciclos del rango de esfuerzo en la vida útil del
diseño.
: Ciclos por día x 365 x años de vida útil del diseño.
FTH : Umbral del rango de esfuerzo por fatiga; ese es el rango
de esfuerzo máxima para la vida útil infinita, ksi. [ MPa ].
Para Categoría de tensión F. El rango de esfuerzo no deberá
exceder FSR de acuerdo a lo determinado por la Fórmula (3).
Fórmula (3)
En la cual:
Cf : Constante de la Tabla 2.4 para la Categoría F.
Para los elementos de la placa cargada de tensión en uniones
cruciformes, en T y en detalle de esquinas, los detalles con
soldaduras de penetración completa o penetración parcial, con
soldaduras de filete, o una combinación de las anteriores,
transversales a la dirección del esfuerzo, el rango máximo de
tensión en la sección transversal del elemento de la placa
cargada de efuerzo deberá determinarse por (a), (b) o (c) como
sigue:
a) Para el corte transversal de un elemento de la plancha
cargada por esfuerzo, el rango de esfuerzo máximo en la
sección transversal del metal base en el área de la garganta de
la soldadura, regulada por consideración de iniciación de fisura
desde el área mayor a 90º de la soldadura el rango esfuerzo no
deberá exceder FSR como lo determina la Fórmula (2),
Categoría C; la cual deberá ser igual a:
b) Para las conexiones de los extremos de los elementos de
la placa cargada de esfuerzo que utilizan soldaduras
transversales de penetración parcial, con o sin soldaduras filete
con refuerzo o de contorno, el rango máximo de esfuerzo en la
sección transversal del metal base de la garganta de la
soldadura regulada considerando una iniciación de fisura
desde la raíz de la soldadura, no deberá exceder FSR, según
acuerdo a lo determinado por la Fórmula (4).
Fórmula (4)
En la cual:
R PJP : Factor de reducción para las uniones de penetración
parcial reforzadas o no- reforzadas.
R pjp
� 0.583 (para mm)
2ª : La longitud de la superficie de la raíz no- soldada en la
dirección del espesor de la placa cargada de tensión.
Tp : El espesor del elemento de la placa cargada de tensión.
(Pulgada o milímetro)
W : El tamaño del lado del cordón de refuerzo o contorno, si
lo hubiera, en la dirección del espesor de la placa cargada de
tensión (pulgada o milímetro)
C : Para las conexiones finales de los elementos de la placa
cargada de tensión, utilizando su par de soldaduras de filete, el
rango máximo de tensión en la sección transversal del metal
base de la garganta de la soldadura regulada por la
consideración de iniciación de fisura, desde la raíz de la
soldadura, debido a la tensión la raíz, no deberá exceder FSR,
según lo determinado por la Fórmula (5). Adicionalmente, el
rango de esfuerzo cortante en la garganta de la soldadura no
deberá exceder FSR, según la Fórmula (3).
Categoría F
Fórmula (5)
En la cual: R fil : Factor de reducción para uniones que usen solamente un
par de soldaduras de filetes transversales.
� 0.583 (para mm)
2.16 Detalles, Fabricación y Montaje
2.16.1 Transiciones en Espesor y Ancho
2.16.1.1 Transiciones en el espesor de las uniones a tope Las uniones de tope entre las partes que tienen un espesor
desigual y están sujetas a esfuerzo de tensión cíclica, deberán
tener una transición uniforme entre las superficies descentradas
en una inclinación no mayor a 1 – 2 ½ pulgadas con respecto a
la superficie de cada parte. La transición puede efectuarse
realizando la pendiente con la soldadura, biselando la parte
más gruesa o por la combinación de ambos métodos. (Ver
Figura 2.3).
2.16.1.2 Transiciones en el Ancho de la Unión de Tope.
Las uniones de tope entre partes que tienen espesor desigual y
están sujetas a esfuerzo de tensión cíclica deberán tener una
transición uniforme entre la diferencia de los bordes desviados
en una inclinación de no más de 1 en 2- ½ con el borde de
cada parte, o deberá contar con una transición de 24 pulgadas
[600 mm] de radio mínimo tangente a la parte más angosta en
el centro de la unión de tope (Ver Figura 2.12). Un aumentado
rango de esfuerzo puede utilizarse para aceros que tienen un
limite de esfuerzo mayor a 90 ksi [620 MPa] con detalles que se
incorporan al radio.
2.16.2 Backing de Acero 2.16.2.1 Soldaduras para anexar backings de acero
Los requerimientos sobre soldaduras para anexar planchas de
respaldo de acero, y si es que el refuerzo deberá quitarse o
dejarse en su lugar, deberá determinarse de acuerdo a lo
escrito en 2.15.2.2; 2.16.2.3; 2.16.2.4 y las categorías del rango
de esfuerzo de la Tabla 2.4. El Ingeniero deberá registrar la
categoría de esfuerzo por fatiga en los planos del Contrato. El
Contratista deberá anotar en los planos de taller la localización
requerida, el detalle de las soldaduras que van a utilizarse; si
las soldaduras por puntos deberán estar dentro o deberá
permitirse que estén fuera de ella; y si se permitirá que la
plancha de respaldo permanezca en su lugar o si deberá
quitarse para corresponder con la categoría del rango de
esfuerzo propuesto. 2.16.2.2 Uniones de esquina y en T de penetración
completa efectuadas en un solo lado.
Las soldaduras para anexar planchas de respaldo pueden estar
dentro o fuera de la ranura de unión. La plancha de respaldo
para las uniones sujetas a carga de tensión transversal cíclica
(fatiga), deberán quitarse, y el lado de la plancha de respaldo
de la unión terminada deberá ser consistente con la superficie
soldada. Cualquier discontinuidad inaceptable descubierta o
que sea provocada por haber quitado la plancha de respaldo
deberá ser reparada de acuerdo al criterio de aceptación de
este Código.
2.16.2.3 Empalmes a Tope de Penetración Completa
Las soldaduras para anexar planchas de respaldo pueden estar
adentro o fuera de la ranura, a menos que esté restringido en la
descripción sobre categoría de esfuerzo. Las soldaduras por
puntos colocadas afuera de la ranura de la unión deberán
terminar no más cerca que ½ pulgada [12 mm] desde el borde
de la parte conectada. La plancha de respaldo puede dejarse
en su lugar o quitarse, a menos que esté restringido en la
categoría de esfuerzo utilizada en el diseño.
2.16.2.4 Soldaduras Ranuradas y Uniones de Esquina Longitudinales
La plancha de respaldo de acero, si se utiliza deberá ser
continua, a todo el largo de la unión. Las soldaduras para
anexar la plancha de respaldo pueden estar dentro o fuera de la
ranura (Ver 5.10.2)
2.16.3 Soldaduras de Contorno en las Uniones de Esquina
y uniones en T. En las uniones de esquina transversales y en uniones en T
sujetas a tensión, o que la tensión se deba a curvaturas, deberá
agregarse en las esquinas entrantes una sola pasada de
soldadura de filete de un tamaño no inferior a ¼ de pulgada [6
mm]
2.16.4 Bordes Cortados con Soplete
Los bordes cortados con soplete no necesitan rectificado,
siempre que cumplan con las estipulaciones sobre aspereza de
5.15.4.3.
2.16.5. Uniones a Tope Cargadas Transversalmente Para las uniones a tope cargadas transversalmente, deberán
utilizarse planchas de extensión para la combinación de la
terminación soldada afuera de la unión terminada. No deberán
utilizarse discos terminales. Las planchas de extensión de las
soldaduras deberán quitarse y el extremo de la soldadura
terminada deberá quedar a ras con el borde de la pieza.
2.16.6 Terminaciones de Soldaduras de Filete Además de los requerimientos de 2.8.3.3, se aplica lo siguiente
para las terminaciones de las soldaduras sujetas a carga cíclica
(fatiga). Para las conexiones y detalles con fuerzas cíclicas en
elementos sobresalientes, de una frecuencia y magnitud que
tendería a provocar una falla progresiva que se inicie en un
punto de esfuerzo máximo al final de la soldadura, las
soldaduras de filete deberán dar vuelta alrededor de lado o del
final; a una distancia no menor a dos veces el tamaño de la
soldadura nominal.
2.17 Uniones y Soldaduras Prohibidas. 2.17.1 Soldaduras Ranuradas de un solo lado Las soldaduras ranuradas efectuadas de un solo lado sin
plancha de respaldo, o hechas con planchas de respaldo que no
sean de acero, que no hayan calificado para la conformidad con
la Sección 4 deberán prohibirse, excepto que estas
prohibiciones para soldaduras ranuradas de un lado no deberán
aplicarse a lo siguiente:
1) Componentes secundarios o miembros que no soporten
esfuerzo.
2) Uniones de esquina paralelas a la dirección del esfuerzo
calculado entre componentes de elementos construidos.
2.17.2 Soldaduras Ranuradas en Posición Plana
Las soldaduras de ranura en bisel simple y las soldaduras
ranuradas en J en uniones soldadas en posición plana deberán
prohibirse en donde las uniones ranuradas en V o en U se
puedan practicar.
2.17.3 Soldaduras de filete inferiores a 3/16 pulgadas [5 mm]
Las soldaduras de filete que sean inferiores a 3/16 [5 mm]
deberán prohibirse.
2.17.4 Soldaduras de Esquina y en T de Penetración
Completa con la plancha de respaldo dejada en su lugar.
Las soldaduras en T y de esquina con penetración completa
sujetas a esfuerzo de tensión transversal cíclico con la barra de
respaldo dejada en su lugar, deberán prohibirse.
2.18 Inspección Las categorías de fatiga B y C requieren que el Ingeniero
asegure que las soldaduras ranuradas de penetración
completa, que están sujetas a esfuerzo aplicado transversal
cíclico en el rango de tensión, sean inspeccionadas utilizando
métodos RT o UT. (Prueba ultrasónica o prueba de rayos X)
PARTE D
Requerimientos Específicos para el Diseño de
las Conexiones Tubulares (Estáticamente o
Cíclicamente Cargadas)
2.19 General Los requerimientos específicos de la parte D se aplican
solamente a las conexiones tubulares y se deberán usar con
los requerimientos aplicables de la parte A. Todas las
estipulaciones de la parte D se aplican a las aplicaciones
estáticas y a las aplicaciones cíclicas, con la excepción de las
estipulaciones de fatiga de 2.20.6, las que son únicas para las
aplicaciones cíclicas.
2.19.1 Excentricidad.
Momentos provocados por una desviación importante de las
conexiones concéntricas deberán entregarse para análisis y
diseño [ver Figura 2.14(H) para la ilustración de una conexión
excéntrica].
2.20 Esfuezos Permisibles
2.20.1 Esfuerzos del Metal Base.
Estas estipulaciones pueden utilizarse en conjunto con cualquier
especificación de diseño aplicable, ya sea en el diseño de
esfuerzo permitido (ASD: Allowable Stress Design) o en
formatos para carga y diseño de factor de resistencia (LRFD:
Load and Resistance Factor Design). A menos que la
especificación del diseño aplicable lo estipule de otra manera, el
diseño de conexión tubular deberá describirse como en 2.20.5,
2.20.6 y 2.24. Los esfuerzos del metal base deberán ser
aquellos detallados en las especificaciones aplicables al diseño,
con las siguientes limitaciones:
2.20.2 Limitaciones de la Sección Circular.
Deberán considerarse las limitaciones en cuanto al diámetro /
espesor para secciones circulares y la relación ancho / espesor
más plano para las secciones tubulares, más allá de las cuales,
la flexión local u otros modos de falla local deberán estar en
conformidad con el código de diseño de regulación. Los límites
de aplicabilidad para los criterios dados en 2.24 deberán
observarse como sigue a continuación:
(1) tubos circulares: D/t < 3300/Fy [para Fy en ksi], 478/F y
[para Fy en MPa]
(2) conexiones separadas de la sección tubular: D/t � 210/�Fy
[para Fy en ksi], 80/ �Fy [para Fy en MPa] pero no más de 35
(3) conexiones de traslape en la sección tubular: D/t � 190/ �Fy
[para Fy en ksi], 72/ �Fy [para Fy en MPa]
2.20.3 Esfuerzos de Soldaduras.
Los esfuerzos permisibles en soldaduras no deberán exceder a
aquellos entregados en la Tabla 2.5, o de acuerdo a lo
permitido por 2.5.4.2 y 2.5.4.3, excepto lo modificado por
2.20.5, 2.20.6, y 2.24.
2.20.4 Esfuerzos de la Fibra.
Los esfuerzos de la fibra debido a a la flexión no deberán
exceder los valores descritos para la tensión y compresión, a
menos que los componentes sean secciones compactas
(capaces de desarrollar un momento plástico completo), y
cualquier soldadura transversal se proporciona para desarrollar
completamente el refuerzo de las secciones unidas.
2.20.5 Diseño del Factor de Carga y Resistencia.
Los factores de resistencia, �, que se entregan en todas partes
en esta sección, pueden utilizarse en el contexto de los cálculos
del diseño de factor de carga y resistencia (Load and
Resistance factor design, LRFD), en el siguiente formato:
� x (Pu o Mu) = � (LF x Carga)
en donde Pu o Mu es la carga última o momento, de acuerdo a
lo entregado aquí y LF es el factor carga, tal como se define en
el código de diseño de regulación LRFD, por ejemplo AISC
Load and Resistance Factor Design Specification for Structural
Steel in Buildings (norma AISC Sobre Especificación de Diseño
del factor de Carga y Resistencia para el Acero Estructural en
Construcciones).
2.20.6 Fatiga
2.20.6.1 Rango de Esfuerzo y Tipo de Miembro.
Para diseño de miembros y conexiones sujetas a repetidas
variaciones del esfuerzo en la carga viva, deberá dársele
consideración al número de ciclos de esfuerzo, al rango
esperado de esfuerzo y al tipo y localización del miembro o
detalle.
2.20.6.2 Categorías de Esfuerzo por Fatiga.
El tipo y la localización del material deberán categorizarse de
acuerdo a la Tabla 2.6.
2.20.6.3 Limitación del Esfuerzo Permisible Básico.
Donde la especificación del diseño aplicable tenga un
requerimiento de fatiga, el esfuerzo máximo no deberá exceder
el esfuerzo básico permisible, entregado en cualquier otra parte,
y el rango de esfuerzo de acuerdo a un número dado de ciclos,
no deberá exceder los valores entregados en la Figura 2.13.
2.20.6.4 Daño acumulativo.
Donde el ambiente de fatiga involucra rangos de esfuerzo de
diversa magnitud, y de variados números de aplicaciones, la
razón del daño de fatiga acumulativo, D, sumado sobre varias
otras cargas no deberá exceder la unidad, en donde:
D = � n
N
donde
n = número de ciclos aplicados a un rango de esfuerzo dado.
N = número de ciclos para el cual el rango de esfuerzo dado se
permitiría en la Figura 2.13.
2.20.6.5 Miembros Críticos.
Para los miembros críticos cuyo único modo de falla sería
catastrófico, D (ver 2.20.6.4), deberá estar limitado por un valor
fraccional de 1/3.
2.20.6.6 Mejoramiento del Comportamiento de Fatiga.
En cuanto al propósito de un aumentado comportamiento de
fatiga, y en donde esté especificado según a los documentos del
contrato, los siguientes mejoramientos de perfil pueden
efectuarse para soldaduras en conexiones tubulares en T-, Y-, o
K-:
(1) Puede aplicarse una capa de protección, de modo que la
superficie recién soldada se una en forma pareja con el metal
base de unión, y se aproxime al perfil que se muestra en la
Figura 3.10. Las muescas en el perfil no deberán ser de una
profundidad mayor a 0.04 pulgadas o 1 milímetro, relativas al
disco que tenga un diámetro igual a o mayor que el espesor del
componente secundario.
(2) La superficie de la soldadura puede esmerilarse según el
perfil que se muestra en la Fig. 3.10. Las marcas finales de
esmerilado deberán ser transversales al eje soldado.
(3) La garganta de la soldadura puede martillarse con un
instrumento de punta roma, a modo de producir una
deformación plástica local, la que empareje la transición entre la
soldadura y el metal base, mientras se induce un esfuerzo
residual compresivo. Ese martillado siempre deberá hacerse
bajo una inspección visual, y debe ser seguido por una prueba
MT, como se describe a continuación. Deberá dársele
consideración a la posibilidad de fracto-tenacidad debido al
martillado de la muesca localmente degradada.
Para calificar las categorías de fatiga X1 y K1, las soldaduras
representativas (todas las soldaduras para estructuras no-
redundantes o en donde se haya aplicado martillado), recibirán
una MT para las discontinuidades de la superficie y cerca de
ella. Cualquier indicación que no pueda resolverse mediante
un leve esmerilado, deberá ser reparado en conformidad con el
número 5.26.1.4.
2.20.6.7 Tamaño y Efectos del Perfil.
La aplicabilidad de las soldaduras según las categorías de
fatiga listadas a continuación, está limitada a los siguientes
tamaños de soldaduras o los espesores del metal base:
C1 miembro más delgado en transición de 2 pulgadas [50 mm]
C2 anexo de 1 pulgada [25 mm]
D anexo de 1 pulgada [25 mm]
E anexo de 1 pulgada [25 mm]
ET un componente secundario de 1.5 pulgadas [38 mm]
F tamaño de la soldadura de 0.7 pulgadas [18 mm]
FT tamaño de la soldadura de 1 pulgada [25 mm]
Para aplicaciones que excedan estos límites, deberá tomarse
en consideración la reducción del esfuerzo permisible o mejorar
el perfil de la soldadura (ver Comentario). Para las conexiones
en T-, Y-, y K-, se cuenta con dos niveles de comportamiento
de fatiga, de acuerdo a la Tabla 2.7. El diseñador deberá
designar cuando debe aplicarse el Nivel I; en ausencia de tal
designación; y para las aplicaciones en donde la fatiga no esté
en consideración, el Nivel II deberá ser el mínimo estándar
aceptable.
2.21 Identificación Los componentes en estructuras tubulares deberán
identificarse tal como aparece en la figura 2.14.
2.22 Símbolos
Los símbolos utilizados en la Sección 2, Parte D, se muestran
en el anexo XII.
2.23 Diseño de Soldaduras 2.23.1 Soldaduras de Filete
2.23.1.1 Área Efectiva.
El área efectiva deberá estar en conformidad con 2.3.2.10 y con
lo siguiente: la longitud efectiva de las soldaduras de filete en
conexiones estructurales en T-, Y- y K- deberán calcularse en
conformidad con 2.23.4 o 2.23.5, utilizando el radio o las
dimensiones de la superficie del componente secundario medido
en la línea central de la soldadura.
2.23.1.2 Limitación Beta Para Detalles Precalificados.
Los detalles para las soldaduras de filete precalificadas en las
conexiones en T-, Y- y K-, se describen en la Figura 3.2. Estos
detalles están limitados a � � 1/3 para las conexiones tubulares
circulares y � � 0.8 para las secciones tubulares rectangulares.
También están sujetas a las limitaciones de 3.9.2. Para una
sección rectangular con un gran radio de esquina, puede
requerirse un límite menor en � para mantener el componente
secundario y la soldadura sobre la superficie plana.
2.23.1.3 Uniones de Traslape.
Las uniones traslapadas de tubos telescópicos (como los
opuestos a una unión “slip” de interferencia, tal como la que se
usa en los postes cónicos) en las cuales la carga se transfiere
vía soldadura, puede ser de soldadura de filete simple, en
conformidad con la Figura 2.15.
2.23.2 Soldaduras Ranuradas.
El área efectiva deberá estar en conformidad con 2.3.1.5 y con
lo siguiente: la longitud efectiva de las soldaduras acanaladas
en conexiones estructurales en T-, Y- y K-, deberán calcularse
en conformidad con 2.23.4 o 2.23.5, usando la media del radio
rm o las dimensiones de la superficie del componente
secundario.
2.23.2.1 Detalles de las Soldaduras Ranuradas de
Penetración parcial, Precalificadas.
Las soldaduras ranuradas de penetración parcial precalificadas
en conexiones tubulares T-, Y-, o K- deberán estar conforme a
la Figura 3.5. El Ingeniero deberá utilizar la figura en conjunto
con la Tabla 2.8 para calcular el tamaño mínimo de la soldadura,
para determinar el esfuerzo máximo de la soldadura, excepto en
donde tales cálculos sean descartados por 2.24.1.3(2).
La dimensión de la pérdida Z deberá deducirse de la distancia
del punto de trabajo hasta la superficie soldada teórica para
encontrar el tamaño mínimo de la soldadura.
2.23.2.2 Detalles de la Soldadura Ranurada de Penetración
Parcial, Precalificada, Soldada por Un Solo Lado, sin
Refuerzo en las Conexiones T-, Y-, y K-.
Ver 3.13.4 para las opciones de detalle. Si se requiere
mejoramiento en el comportamiento de fatiga, los detalles
seleccionados deberán basarse en los requerimientos del perfil
de 2.23.6.6 y la Tabla 2.27.
2.23.3 Esfuerzos en las Soldaduras.
Cuando se requieren cálculos de tensión permisibles en
soldaduras para las secciones circulares, el esfuerzo nominal
en el componente secundario que une la soldadura al cordón
en una conexión simple en T-, Y-, o K- deberá ser computado
de esta manera:
donde
tb = espesor del componente secundario
tw = garganta efectiva de la soldadura
ƒa y ƒb = los esfuerzos de curvatura y axial nominal en el
componente secundario
Para rm y rw, ver Figura 2.16.
Ka y Kb son la longitud efectiva y los factores de la
sección entregados en 2.23.4 y 2.23.5.
En el esfuerzo último o el formato LRFD, la siguiente expresión
para la capacidad de la carga axial del componente secundario
P, deberá aplicarse tanto para las secciones circular como para
la sección rectangular:
Pu = Qw · Leff donde Qw = capacidad de carga de la línea de soldadura
(kips/inch) y Leff = longitud efectiva soldada.
Para soldaduras de filete,
Qw = 0.6 tw FEXX
con � = 0.8
donde FEXX = fuerza de tensión mínima clasificada del depósito
de soldadura.
2.23.4 Longitudes de Conexión Circular.
La longitud de las soldaduras y la longitud de la intersección en
las conexiones en T-, Y-, y K-, deberán estar determinadas
como 2�rKa, en donde r es el radio efectivo de la intersección
(ver 2.23.2, 2.23.1.1, y 2.24.1.3(4).
donde
� = El ángulo agudo entre componentes de dos ejes
� = la relación del diámetro, componente secundario / principal,
tal como se definió previamente
Nota: Lo siguiente puede utilizarse como aproximaciones
conservadoras:
Ka = 1+ 1/seno � para carga axial
2
Ka = 3 +1/seno � para curvatura en plano 4 sin �
Kb = 1 + 3/seno � para curvatura fuera de plano 4
2.23.5 Longitudes de Conexión Rectangular.
2.23.5.1 Conexiones en K- y en N-.
La longitud efectiva de soldaduras en componentes secundarios
en conexiones estructurales, planas en separación K y N entre
secciones rectangulares, sujetas a carga axial
predominantemente estática deberá tomarse como:
2ax + 2b, para � � 50º
2ax + b, para � � 60º
Por lo tanto, para � � 50º en áreas donde el ángulos sea
menor que 90º, el área donde el ángulo sea mayor que 90º y los
lados del componente secundario pueden considerarse
totalmente efectivo. Para � � 60º, el área donde el ángulo sea
menor que 90º, se considera inefectivo, debido a la distribución
dispareja de la carga. Para 50° < � < 60°, interpolar.
2.23.5.2 Conexiones en T-, en Y- y en X.
La longitud efectiva de las soldaduras de componentes
secundarios en conexiones estructurales, planas y en T-, Y- y X-
entre secciones rectangulares sujetas, predominantemente a
carga axial estática, deberá tomarse como:
2ax + b, para � � 50º
2ax, para � � 60º
para 50º < � < 60º, interpolar.
2.24 Limitaciones de la Resistencia de las
Conexiones Soldadas
2.24.1 Conexiones Circulares en T-, Y- y en K- (ver 2.26.1.1)
2.24.1.1 Falla Local.
En donde las conexiones en T-, Y- o en K- estén hechas
simplemente por soldaduras, soldando los componentes
secundarios o individualmente al componente principal, las
tensiones locales en superficies de falla potencial a través de la
pared del miembro principal pueden limitar la resistencia
utilizable de la unión soldada. El esfuerzo de corte típico en el
que ocurre tal falla depende no sólo de la resistencia del acero
del componente principal, sino también de la geometría de la
conexión. Tales conexiones deberán ser proporcionadas sobre
la base, ya sea de (1) del corte por perforación (2) los cálculos
fundamentales de la carga, tal como aparecen a continuación.
El corte por perforación es un criterio de diseño de esfuerzo
permisible (ASD) (“Allowable Stress Design”) e incluye el factor
seguridad. El formato fundamental de la carga puede utilizarse
en el diseño de factor de carga y resistencia (LRFD) (“Load and
Resistance factor Design”), con el factor de resistencia � que
debe ser incluido por el diseñador, ver 2.20.5.
(1) Formato de Corte por Perforación. El esfuerzo cortante
por efecto de la perforación en la superficie potencial de falla
(ver Figura 2.17) no deberá exceder el esfuerzo de corte
permisible por desgarro.
El efecto del esfuerzo de corte por desgarro se entrega
mediante:
Efecto Vp = �ƒn seno �
El esfuerzo de corte permisible por desgarro se entrega
mediante:
Efecto Vp Permisible = Qq · Qf · Fyo/(0.6 )
El efecto Vp permisible también deberá estar limitado por el
esfuerzo de corte típico permisible, en la especificación del
diseño aplicable (Ej. 0.4 Fyo).
Los términos utilizados en las siguientes ecuaciones se definen
como sigue:
τ, �, γ, � y otros parámetros de geometría de conexión se
definen en la Figura 2.14(M).
ƒn es el valor axial nominal (fa) o el esfuerzo por flexión (pandeo)
(fb) en el componente secundario (el corte por desgarro para
cada uno se mantiene por separado)
Fyo = Límite de fluencia mínimo especificado de la cuerda del
componente principal, pero no mayor a 2/3 de la carga límite de
ruptura.
Qq, Qf son modificadores geométricos y los términos de
interacción del esfuerzo se entregan respectivamente en la
Tabla 2.9.
Para el curvado cercano a los dos ejes (Ej. y y z), el esfuerzo de
curvado resultante, efectivo en las secciones circulares y
rectangulares pueden tomarse como sigue:
Para los esfuerzos combinados axiales y de curvatura la
siguiente fórmula deberá ser satisfactoria:
(2) Formato LRFD (cargas factorizadas hasta la condición
última - ver 2.20.5)
Las cargas del componente secundario en las cuales ocurre una
falla plástica en la pared de la cuerda del componente principal
se entrega mediante:
carga axial: Pu seno � = t2c Fyo [6 � � Qq] Qf
momento de flexión:
Mu seno � = t2c Fyo [db/4] [6 � � Qq] Qf
Con el factor de resistencia � = 0.8
Qf debería computarse con 2 redefinido como
(Pc/AFyo)2 + (Mc/SFyo)2 en donde Pc y Mc son carga de la cuerda
factorizada y momento, A es área, S es el módulo de sección.
Estas cargas también están sujetas a los límites de esfuerzo de
corte del material de la cuerda:
Pu seno � � � dbtc Fyo/ �3
Mu seno � � d2b tc Fyo/ �3
con � = 0.95
donde
tc = espesor de la pared de la cuerda
db = diámetro del componente secundario y otros
términos se definen como 2.24.1.1(1).
El estado límite para combinaciones de carga parcial P y
momento de flexión (M) se entregan mediante:
(P/Pu)1.75 + M/Mu � 1.0
2.24.1.2 Colapso General.
La resistencia y estabilidad de un componente principal en una
conexión tubular, con algún refuerzo, deberá ser investigada
utilizando la tecnología disponible en conformidad con el
código de diseño aplicable. El colapso general es
particularmente grave en las conexiones transversales y en las
conexiones sujetas a cargas de compresión [ver Figura 2.14
(G) y (J)]. Tales conexiones pueden reforzarse aumentando el
espesor del componente principal, o mediante el uso de
diafragmas, anillos o pasadores. (1) Para las conexiones transversales circulares no-reforzadas,
la carga de la cuerda transversal permisible, debido a la carga
axial del componente secundario de compresión, no deberá
exceder:
P seno � = t2c Fy (1.9 + 7.2 �) Q�Qf
(2) Para conexiones transversales circulares reforzadas por un
“lata de unión” (“joint can”), que tenga un incrementado espesor
tc, y una longitud, L, la carga axial permisible del componente
secundario, P, puede emplearse como:
P = P(1) + [P(2) – P(1)]L/2.5D
P = P(2)
En donde P(1) se obtiene usando el espesor nominal del
componente secundario en la ecuación (1); y P(2) se obtiene
usando el espesor de la “lata de unión” en la misma ecuación.
El estado último del límite puede tomarse como 1.8 veces
el valor anterior ASD permisible con � = 0.8.
(3) Para las conexiones circulares en K-, en las cuales el
espesor del componente principal que se requiere para cumplir
con las estipulaciones locales en cuanto al corte del 2.24.1.1, se
extiende a lo menos hasta D/4, más allá de las soldaduras del
componente secundario conector; el colapso general no
necesita verificarse.
2.24.1.3 Distribución Dispareja de la Carga
(Dimensionamiento de la Soldadura)
(1) Debido a las diferencias de las flexibilidades relativas del
componente principal, cargado normal con respecto a su
superficie, y al componente secundario que conlleva los
esfuerzos de la membrana paralela a su superficie, la
transferencia de la carga a través de la soldadura es altamente
no-uniforme, y el límite elástico local puede alcanzarse antes de
que la conexión alcance su carga de diseño. Para evitar la falla
progresiva o “unzipping”, de la soldadura y asegurar el
comportamiento dúctil de la unión, la soldaduras mínimas que
se entregan en las conexiones simples en T-, Y-, o K- deberán
ser capaces de desarrollar en su resistencia última a la ruptura,
el menor límite elástico de la pieza o de la resistencia local
(corte por desgarro) del componente principal.
La resistencia última a la ruptura de las soldaduras de filete y
soldaduras ranuradas de penetración parcial, deberán
calcularse 2.67 veces el esfuerzo básico permisible para 60 ksi
[415 MPa] o 70 ksi [485 MPa] la carga límite de ruptura y en 2.2
veces el esfuerzo básico permisible para niveles de resistencia
superiores. El corte por perforación último deberá tomarse como
1.8 veces el Vp permisible de 2.24.1.1.
(2) Puede presumirse que este requerimiento cumpla con los
detalles precalificados de la unión de la figura 3.8 (de
penetración completa) y 3.12.4 ( de penetración parcial), cuando
se utilizan materiales de calificación (Tabla 3.1).
(3) También puede presumirse que la resistencia compatible de
las soldaduras cumple con los detalles precalificados de
soldadura de filete de la figura 3.2, cuando se cumplen los
siguientes requerimientos de garganta efectiva:
(a) E = 0.7 tb para el diseño del límite elástico nominal de
los tubos circulares de acero dulce (Fy � 40 ksi [280 Mpa]
unidos con soldaduras sobre calificados (resistencia clasificada
FEXX = 70 ksi [485 Mpa])
(b) E = 1.0 tb para el último diseño de resistencia última
(LRFD) de conexiones circulares o tubulares rectangulares de
acero dulce, Fy � 40 ksi [280 Mpa], con las soldaduras que
satisfagan los requerimientos de resistencia correspondientes
de la Tabla 3.1.
(c) E = inferior a tc o 1.07 tb para todos los otros casos
(4) Las soldaduras de filete más pequeñas a aquellas
requeridas en la Figura 3.2 para corresponder con la resistencia
de conexión, pero dimensionadas sólo para resistir las cargas
de diseño deberán ser dimensionadas, a lo menos de acuerdo
a los siguientes esfuerzos simultáneos, calculados de de
acuerdo a 2.23.3 para responder por la distribución no uniforme
de la carga:
ASD LRFD E60XX y E70XX 1.35 1.5
Resistencias mayores 1.6 1.8
2.24.1.4 Transiciones.
Las conexiones enflanchadas y las transiciones del tamaño del
tubo, sin excepción de lo que aparece a continuación, deberán
revisarse con respecto a los esfuerzos locales provocados por
el cambio de dirección en la transición (ver Nota 4 de la Tabla
2.6). Excepción para cargas estáticas:
Tubos circulares que tengan D/t inferior a 30
Inclinación de transición inferior a 1:4.
2.24.1.5 Otras Configuraciones y Cargas
(1) El término “Conexiones en T-, Y- y K“ a menudo se utiliza
genéricamente para describir conexiones tubulares en las que
los componentes secundarios están soldados a un componente
principal o cuerda, a un modo estructural. También se entregan
criterios específicos para las conexiones transversales (X-)
(también referidos como doble T) en 2.24.1.1 y 2.24.1.2. Las
conexiones en N- son un caso especial de las conexiones en K-
, en las cuales uno de los componentes secundarios sea
perpendicular a la cuerda, y se aplican los mismos criterios (ver
Comentario para conexiones de planos múltiples).
(2) Las clasificaciones de las conexiones en T-, Y-, y K- o
conexiones transversales deberían aplicarse a los
componentes secundarios individuales, de acuerdo al patrón de
carga para cada caso de carga. Para ser considerada una
conexión en K-, la carga por desgarro en un componente
secundario debería estar equilibrada esencialmente por las
cargas en otros refuerzos en el mismo plano en el mismo lado
de la unión. La carga por desgarro en las conexiones en T- y en
Y- reacciona como el corte de una viga en la cuerda. En las
conexiones transversales, la carga por desgarro se lleva a
través de la cuerda hasta los refuerzos en el lado opuesto. Para
los componentes secundarios que llevan parte de su carga,
como conexiones K-, y parte de ella como conexiones en T- y en
Y-, o en conexiones transversales, se interpolan basadas en la
porción de cada una en total, o se utiliza alfa calculada (ver
Comentario).
(3) Para conexiones en planos múltiples, alfa se calculó como
se informa en el Anexo L, puede utilizarse para estimar el efecto
beneficioso o dañino de las diversas cargas del componente
secundario en el componente principal ovalado. Sin embargo,
para conexiones cargadas en forma similar en planos
adyacentes, por ejemplo, en conexiones pareadas en T- y en K-
en refuerzos delta no deberán considerarse el aumento de la
capacidad por sobre lo que corresponde a conexiones de un
solo plano.
2.24.1.6 Conexiones de Traslape.
Las uniones de traslape, en las cuales parte de la carga se
transfiere directamente desde un componente secundario a otro
a través de una soldadura común, deberán incluir las siguientes
verificaciones:
(1) La carga permisible de un componente individual, P1,
perpendicular al eje del componente principal deberá tomarse
como P1 = (Vp tc I1) + (2Vw tw 12) en donde Vp es el corte
permisible por desgarro, de acuerdo a lo definido en 2.24.1.1; y
tc = el espesor del componente principal.
I1 = La longitud real de la soldadura para aquella porción del
componente secundario que está en contacto con el
componente principal.
Vp = el corte permisible por desgarro para el componente
principal como la conexión K- (α = 1.0)
Vw = el esfuerzo cortante permisible para la soldadura entre los
componentes secundarios (Tabla 2.5)
Tw = el tamaño menor de la soldadura (garganta efectiva) o el
espesor de tb del componente secundario más delgado.
l2= La longitud de la cuerda proyectada (un lado) de la
soldadura de traslape, medida perpendicularmente con
respecto al componente principal.
Estos términos se ilustran en la Figura 2.18.
El estado último elemental puede tomarse como 1.8 veces el
valor anterior permisible de ASD, con φ = 0.8.
(2) La carga permisible combinada del componente paralelo al
eje del miembro principal, no deberá exceder Vw tw � I1, donde
� I1 es la suma de las longitudes reales de la soldadura para
todos los refuerzos en contacto con el componente principal.
(3) El traslape, de preferencia deberá ser proporcionado a lo
menos para un 50% en función de P1. En ningún caso el
espesor de la pared del componente secundario deberá
exceder el espesor de la pared del componente principal.
(4) En donde los componentes secundarios lleven cargas
sustancialmente diferentes, o un componente secundario tenga
un espesor de pared mayor que otro, o ambos, el componente
secundario más grueso o con una carga mayor, deberá ser de preferencia el componente completo, con todas sus
circunferencias soldadas al componente principal.
(5) La carga transversal neta en el rastro combinado deberá
cumplir satisfactoriamente con 2.24.1 y 2.24.1.2.
(6) El tamaño mínimo de la soldadura para las soldaduras de
filete deberá proporcionar una garganta efectiva de 1.0tb para
Fy < 40 ksi [280 MPa], 1.2 tb para Fy > 40 ksi [280 MPa].
2.24.2 Conexiones Rectangulares en T-, Y- y en K- (ver
2.26.1.1).
Los criterios entregados en esta sección están todos en el
formato de carga fundamental, con el factor seguridad
eliminado. Los factores de resistencia para LRFD se entregan
completos. Para ASD, la capacidad permisible deberá ser la
fundamental, dividida por un factor de seguridad de 1.44/�. La
elección de las cargas y los factores de carga deberán estar en
conformidad con la especificación del diseño reglamentado; ver
2.5.5 y 2.20.5. Las conexiones deberán revisarse para cada
uno de los modos de falla descritos a continuación.
Estos criterios son para las conexiones entre secciones
rectangulares de espesor uniforme de pared, en los refuerzos
planos, donde las cargas de los componentes secundarios
sean principalmente axiales. Si se utilizan secciones
compactas, material dúctil y soldaduras de resistencia
compatibles, la curvatura secundaria del componente puede
descuidarse. (El curvado de los elementos secundarios se debe
a la deformación de la unión, o a la rotación de los refuerzos
totalmente triangulares. La flexión del componente secundario,
debido a las cargas aplicadas, a las estructuras laterales no
reforzadas etc... no pueden descuidarse, y deberán ser
diseñadas de acuerdo a (ver 2.24.2.5).
Los criterios en esta sección están sujetos a las limitaciones que
se muestran en la Figura 2.19.
2.24.2.1 Falla Local.
La carga axial del componente secundario Pu, en la cual ocurre
la falla plástica de la pared de la cuerda en el componente
principal se entrega por:
para conexiones transversales en T- y en Y- con 0.25 � β < 0.85
y φ = 1.0.
También Pu seno θ = Fyo t2c [9.8 βeff √γ] Qf
Con φ = 0.9
Para aberturas en K- y conexiones en N- con el mínimo
βeff ≥ 0.1 + γ y g/D = ξ ≥ 0.5 (1 - β) 50 en donde Fyo es el límite de fluencia mínimo especificado del
componente principal, tc, es el espesor de la pared de la cuerda,
γ es D/2tc (D = el ancho de la superficie de la cuerda); β, η, θ, y ξ
son los parámetros topológicos de conexión, de acuerdo a lo
definido en la Figura 2.14 (M) y en la Figura C2.26; (βeff es
equivalente a β definido a continuación): y Qf = 1.3-0.4 /β(Qf �
1.0); usar Qf = 1.0 (para la cuerda en tensión) con U siendo el
rango de utilización de la cuerda.
βeff = ( b compresión + a compresión del + b tensión del ) /4D
componente secundario del componente secundario
componente secundario
Estas cargas también están sujetas a los límites de resistencia
al corte del material de la cuerda
Pu seno θ = (Fyo/ √3) tcD [2η + 2βcop abertura B]
Para componentes transversales y conexiones en T o en Y- con
β > 0.85, usando � = 0.95, y
Pu seno θ = (Fyo/ √3) tcD [2η + 2βcop + βgap]
Para conexiones de aberturas en K- y en N- con β ≥ 0.1 + γ/50,
utilizando
� = 0.95 (esta verificación es innecesaria si los componentes
secundarios son cuadrados y de un ancho igual), en donde:
βgap = β para conexiones en K- y en N- con ξ � 1.5 (1-β)
βgap = βcop para todas las otras conexiones.
βcop (perforación efectiva externa) = 5β/γ pero no mayor a β
2.24.2.2 Colapso General.
La resistencia y la estabilidad de un componente principal en
una conexión tubular, con cualquier refuerzo, deberá ser
investigada utilizando la tecnología disponible en conformidad
con el código aplicable al diseño.
(1) El colapso general es particularmente severo en las
conexiones transversales y en las conexiones sujetas a cargas
de compresión. Tales conexiones pueden reforzarse
aumentando el espesor del componente principal o por medio
diafragmas, refuerzos, o anillos.
Para las conexiones rectangulares no-reforzadas calificadas, la
carga fundamental normal para el componente principal
(cuerda) debido a la carga axial del componente secundario, P,
deberá estar limitada por:
Pu seno θ = 2tc Fyo(ax + 5 tc)
Con � = 1.0 para las cargas de tensión,
Y � = 0.8 para compresión.
Y
Con � = 0.8 para conexiones transversales, reacciones
del extremo del pilar, etc... en compresión y E = módulo de
elasticidad
O
Con � = 0.75 para todas las cargas de compresión de los
componentes secundarios.
(2) Para las conexiones de abertura en K- y en N-, deberá
revisarse la adecuación del corte del componente principal para
transportar cargas transversales a través de la región de la
abertura, incluyendo la interacción con las fuerzas axiales de la
cuerda. Esta revisión no se requiere para U � 0.44 en las
conexiones rectangulares inclinadas, que tengan β + η � H/D (H
es la altura del componente principal en el plano de refuerzo).
2.24.2.3 Distribución Dispareja de la Carga (Ancho Efectivo).
Debido a las diferencias en las flexibilidades relativas del
componente principal con carga normal a su superficie y del
componente secundario que soporta el esfuerzo de la
membrana paralelo a su superficie, la transferencia de carga a
través de la soldadura es altamente no-uniforme, y el límite local
puede alcanzarse antes de que la conexión alcance su carga de
diseño. Para evitar la falla progresiva y asegurar el
comportamiento dúctil de la unión, tanto los miembros del
componente secundario como la soldadura deberán revisarse
de la siguiente manera:
(1) Revisión del Componente Secundario. La capacidad axial
del ancho efectivo Pu del componente secundario deberá
revisarse para todas las conexiones en K- y en N-, y otras
conexiones que tengan β > 0.85. (Note que esta revisión es
innecesaria si los componentes secundarios son cuadrados y de
igual ancho.)
Pu = Fytb [2a +bgap +bcoi – 4tb]
con � = 0.95
donde Fy = límite de fluencia mínimo especificado del
componente secundario.
tb = espesor de la pared del componente secundario.
a, b = dimensiones del componente secundario [ver Figura
2.14(B)]
babertura= b para las conexiones en K- y en N- con ξ � 1.5(1
β)
babertura= bcon para todas las otras conexiones.
Nota: se presumen τ � 1.0 y Fy � Fyo
(2) Verificaciones de las Soldaduras. Las soldaduras mínimas
proporcionadas en conexiones simples en T-, en Y- o en K-,
deberán ser capaces de desarrollar en su última resistencia a la
ruptura, el mínimo del límite de fluencia del componente
secundario, o la resistencia local del componente principal.
Se puede presumir que este requerimiento que cumpla con los
detalles de la unión precalificada de la Figura 3.6 (Penetración
completa y Penetración parcial), cuando se usan materiales
enn conformidad (Tabla 3.1).
(3) Las soldaduras de filete deberán revisarse de acuerdo a lo
descrito en 2.23.5.
2.24.2.4 Conexiones de Traslape.
Las uniones de traslape reducen los problemas de diseño en el
componente principal, transfiriendo la mayor parte de la carga
transversal directamente de un componente secundario a otro
(ver Figura 2.20).
Los criterios de esta sección son aplicables a las conexiones
cargadas estáticamente que cumplan con las siguientes
limitaciones:
(1) El componente secundario más grueso y más largo es la
pieza completa.
(2) β � 0.25.
(3) El componente secundario de traslapamiento es 0.75 a 1.0 veces el tamaño del componente completo, a lo menos con un
25% de sus superficies laterales, traslapando el componente
completo.
(4) Ambos componentes secundarios tienen el mismo límite de
fluencia.
(5) Todos los componentes secundarios y la cuerda de las
piezas son tubos rectangulares compactos con un espesor de �
35 para los componentes secundarios y � 40 para la cuerda.
Deberán efectuarse las siguientes revisiones:
(1) Capacidad axial Pu del tubo de traslapamiento,
utilizando
� = 0.95 con
Pu = Fy tb [QOL (2a - 4tb) + bco + bet]
para un 25% a un 50%, de traslape con
QOL = %traslape 50% Pu = Fy tb [(2a - 4tb) + bco + bet]
para un 50% a un 80% de traslape.
Pu = Fy tb [(2a - 4tb) + b + bet]
Para un 80% a un 100% de traslape.
Pu = Fy tb [(2a - 4tb) + bet] Para un traslapamiento superior al 100%
donde bco es el ancho efectivo para la superficie soldada a la
cuerda.
bco = (5b) Fyo � b γ(τ)Fy y bet es el ancho efectivo para la superficie soldada al soporte
completo.
Bet = (5b) Fyo � b γ1τ1 γ1 = b/(2tb) del soporte completo
τ1 = ttraslape / tcompleto y otros términos, son como se han definido anteriormente.
(2) La carga transversal neta en el rastro combinado tratado
como una conexión en T- o Y-
(3) Para traslapes mayores al 100%, el corte longitudinal
deberá revisarse, considerando sólo que las paredes del rastro
del componente completo sea efectivo.
2.24.2.5 Doblado.
El momento de doblado primario, M, debido a la carga aplicada
a las vigas de apoyo libre, a las estructuras sin refuerzos
laterales, etc., deberán considerarse en el diseño como una
carga axial adicional, P:
P = M
JD seno θ
En lugar de un análisis más racional (ver Comentario), el
diámetro de la unión (JD) puede tomarse como η D/4 para una
curvatura en plano, y como βD/4 para una curvatura fuera de
plano. Los efectos de la carga axial en las curvaturas en plano y
en la dobladura fuera de plano deberán considerarse como
adicional. Los momentos deben tomarse en el rastro del
componente secundario.
2.24.2.6 Otras Configuraciones.
Las conexiones transversales de abertura en T- Y, las
conexiones de aberturas en K y N con estructuras compactas
de tubos secundarios circulares en un componente principal de
sección rectangular pueden diseñarse utilizando un 78.5% de la
capacidad entregada en 2.24.2.1 y 2.24.2.2, al reemplazar la
dimensión rectangular “a” y “b” en cada ecuación por el
diámetro del componente secundario db (limitado a secciones
compactas con 0.4 � β � 0.8).
2.25 Transición del Espesor
Las uniones a tope con tensión en los componentes primarios
alineados axialmente, de materiales de diferentes espesores o
tamaños, deberán hacerse de tal manera que la inclinación a
través de la zona de transición no exceda de 1 a 2-1/2
pulgadas. La transición deberá lograrse biselando la parte más
gruesa, inclinando el metal soldado o mediante una
combinación de estos dos métodos.(ver Figura 2.21).
2.26 Limitaciones del Material
Las conexiones tubulares están sujetas a concentraciones de
esfuerzo local, las cuales pueden producir un límite local y
esfuerzos plásticos en la carga del diseño. Durante la vida útil
en servicio, la carga cíclica puede iniciar agrietamientos por
fatiga, aumentando la ductilidad del acero; particularmente bajo
cargas dinámicas. Estas demandas son especialmente
severas en latas para unión de paredes gruesas diseñadas
para corte por desgarro (ver Comentario C2.26.2.2).
2.26.1 Limitaciones
2.26.1.1 Límite de Fluencia.
Las estipulaciones del diseño de 2.24 para las conexiones
tubulares soldadas no tienen la intención de utilizarse en tubos
circulares que tengan un límite mínimo especificado, Fy, mayor
a 60 ksi [415 MPa] o para secciones rectangulares superiores a
52 ksi [360 MPa].
2.26.1.2 Límite Efectivo Reducido.
El límite efectivo reducido deberá utilizarse como Fyo en el
diseño de las conexiones tubulares con límites de Fyo ,de la
siguiente manera:
(1) 2/3 de la resistencia a la tensión mínima especificada para
las secciones circulares (ver Notas Generales en la Tabla 2.9).
(2) 4/5 de la resistencia a la tensión mínima especificada para
las
secciones rectangulares (ver Figura 2.19).
2.26.1.3 Conexiones rectangulares en T-, Y- y K-.
El diseñador debería considerar las demandas especiales que
se solicitan para el acero utilizado en las conexiones
rectangulares en T-, Y- y K-.
2.26.1.4 Precauciones de la Norma ASTM A 500.
Los productos fabricados de acuerdo a esta especificación
pueden no ser apropiados para aquellas aplicaciones tales
como los elementos cargados dinámicamente en estructuras
soldadas, etc... en donde las propiedades de la fracto tenacidad
a baja temperatura pueden ser importantes. Puede requerirse
una investigación especial o un tratamiento térmico si este
producto se aplica a conexiones tubulares en T-, Y-, y K-.
2.26.2 Fracto-Tenacidad del Metal Base en Componentes
Tubulares.
2.26.2.1 Requerimientos de la Prueba CVN.
Los componentes tubulares soldados en tensión deberán
requerir demostrar la prueba CVN de energía absorbida de 20
pies por libra a 70ºF [27 J a 20ºC] para las siguientes
condiciones:
(1) Espesor del metal base de 2 pulgadas [50 mm] o mayores
con un límite de fluencia mínimo especificado de 40 ksi o mayor
[280 MPa] o mayor.
La prueba CVN deberá estar en conformidad con la Norma
ASTM A 673 (Frecuencia H, cantidad de calor). Para los
propósitos de esta subsección, un componente de tensión se
define como uno que tiene más de 10 ksi [70 MPa] de esfuerzo
a la tensión debido a las cargas de diseño.
2.26.2.2 Requerimientos de la Temperatura más Baja de
Servicio Anticipada (LAST).
Los componentes tubulares utilizados como la pieza principal en
los nodos estructurales, cuyo diseño está reglamentado por
carga de fatiga o carga cíclica (ejemplo: la lata de unión (“joint-
can”) en las conexiones en T-, Y-, y K- ) deberán requerirse para
demostrar la prueba CVN de energía absorbida de 20 pies por
libra [27 J] (LAST) Lowest Anticipated Service Temperature,
para las siguientes condiciones:
(1) Espesor del metal base de 2 pulgadas [50 mm] o mayor.
(2) Espesor del metal base de 1 pulgada [25 mm] o mayor, con
un límite de fluencia especificado de 50 ksi [345 MPa] o mayor.
Cuando no está especificada la temperatura más baja de
servicio anticipado (LAST), o la estructura no esté
reglamentada por carga de fatiga o carga cíclica, la prueba
deberá ser a una temperatura no mayor a 40ºF [4ºC]. La
prueba CVN deberá representar normalmente a los
componentes tubulares que se proporcionan; y deben
someterse a prueba en conformidad con la norma ASTM A 673
de Frecuencia de calor H (cantidad de calor).
2.26.2.3 Fractotenacidad Alternativa
Los requerimientos alternativos de fractotenacidad deberán
aplicarse cuando se especifiquen en los documentos del
contrato. El Comentario entrega una pauta adicional para los
diseñadores. La resiliencia debería considerarse en relación a
la redundancia versus criticalidad de la estructura en una etapa
inicial en los planos y el diseño.
Tabla 2.1 Tamaños Efectivos de las
Soldaduras Ranuradas achaflanadas (Ver 2.3.1.4)
Soldaduras ranuradas achaflanadas Soldaduras ranuradas achaflanadas En bisel en V
������� � � � � � � ����
�
Nota General:R: radio de la superficie externa Nota: Use un R 3/8 para procesos GMAW (excepto para el poceso GMAW-S) cuando el radio sea 1/2 pulgada [12 mm] o mayor. �
�
Tabla 2.2 Pérdida de Dimensión Z (No tubular) (Ver Tabla 2.3.3.3)
� Posición de la soldadura V o OH Posición de la soldadura H o F
Angulo Proceso Z (pulgada) Z (mm) Proceso Z (pulgada) Z (mm) diedro �� � � � � � �
� � � � � �
SMAW 1/8 3 SMAW 1/8 3 FCAW-S 1/8 3 FCAW-S 0 0
60°>� >45º FCAW-G 1/8 3 FCAW-G 0 0 GMAW N/A N/A GMAW 0 0 SMAW 1/4 6 SMAW 1/4 6
45°>� > 30 FCAW-S 1/4 6 FCAW-S 1/8 3 FCAW-G 3/8 10 FCAW-G 1/4 6 GMAW N/A N/A GMAW 1/4 6
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TABLA 2.3 Tensiones permitidas (Ver 2.5.4 y 2.15.1)
Tipo de esfuerzo aplicado Esfuerzo permitido Nivel de Resistencia de aporte requerido
Soldaduras Ranuradas de Penetración Completa
Tensión normal para el área efectiva1
Igual al metal base Se deberá usar un metal de aporte calificado
Compresión normal para el área efectiva
Igual al metal base
Tensión o compresión paralela en el eje de la soldadura3
No hay consideración en cuanto al diseño de la unión soldada
Corte en el área efectiva 0.30 x clasificación de la carga límite de rotura del metal de relleno, excepto que el corte en el metal base no exceda 0.40 x límite de fluencia del metal base.
Se puede utilizar un metal de aporte con un nivel de resistencia igual o inferior al del metal de aporte calificado.
Soldaduras Ranuradas de Penetracion Parcial
Tensión normal para el área efectiva. 0.30 x clasificación de la carga límite de rotura del metal de aporte.
Compresión normal para el área efectiva de la soldadura en uniones diseñadas para soportar.
0.90x clasificación de la carga límite de rotura del metal de aporte. Pero no mayor a 0.90 x limite de fluencia del metal base conectado.
Compresión normal para el area efectiva de la soldadura en uniones no diseñadas para soportar.
0.75 x clasificación de la carga límite de rotura del metal de relleno.
Tensión o compresión paralela al eje de la soldadura
No hay consideración en cuanto al diseño de la unión soldada.
Corte paralelo al eje del área efectiva. 0.30 x clasificación de la carga límite de rotura del metal de relleno, excepto que el corte en el metal base no excederá 0.40 x limite de fluencia del metal base.
Se debe usar un metal de aporte con con un nivel de resistencia igual o inferior al del metal de aporte calificado.
Soldaduras de Filete
Corte en el área efectiva o en la soldadura
0.30 x clasificación de la carga límite de rotura del metal de aporte, excepto que el esfuerzo del area neta de corte de la sección del metal base no deberá exceder 0.40x límite de fluencia del metal base4.5 .
Tensión o compresión paralela al eje de la soldadura3.
No hay consideración en cuanto al diseño de la unión soldada.
Se puede usar un metal de aporte con un nivel de carga igual o inferior Que al metal de aporte calificado.
Soldaduras de muesca tipo tapón redondo o tipo
tapón alargado Corte paralelo a la superficie de empalme en el área efectiva
0.30 x clasificacion de la carga límite de rotura del metal de aporte
0.30 x clasificacion de la carga límite de rotura del metal de aporte aporte calificado.
Notas: 1. Para definiciones de áreas efectivas, ver 2.3 2. Para metal de aporte calificado para la resistencia del metal base para aceros aprobados por el código, ver Tabla 3.1 y
Anexo M 3. Los componentes para la unión de las soldaduras de filete o de ranura de piezas construidas. Están permitidos para el
diseño, sin considerar los esfuerzos de tensión y compresión en los componentes conectados en forma paralela al eje de la soldadura, aunque se puede incluir el área de la soldadura normal hasta el eje de la soldadura en el área transversal del componente.
4. La limitación en el esfuerzo en el metal base para 0.40 x límite de deformación del metal base no se aplica al esfuerzo en el lado de la soldadura diagramática; sin embargo, se deberá efectuar una revisión para asegurar que la resistencia de la conexión no esté limitada por el espesor del metal base en el área neta alrededor de la conexión; particularmente en el caso de un par de soldaduras de filete en los lados opuestos de un elemento de la plancha.
5. Alternativamente, Ver 2.5.4.2 y 2.5.4.3. Se aplica la Nota 4 (arriba).
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Tabla 2.6 Categorías de Esfuerzo por Tipo y Localización del Material para Secciones Circulares (Ver 2.20.6.2)
�
Categoría de Esfuerzo
Situación Clases de Esfuerzo1
A Cañería plana no soldada TCBR B Cañería con cordón longitudinal TCBR B Empalmes a tope, soldaduras ranuradas de penetración
completa, esmeriladas e inspeccionadas mediantes pruebas de rayos x o prueba de ultra sonido (Clase R)
TCBR
B Componentes con atiezadores longitudinales con soldadura continua
TCBR
C1 Empalmes a tope, soldaduras ranuradas de penetración completa, como quede soldado
TCBR
C Componentes con atiezadores transversales (anillos) TCBR D Componentes con anexos diversos tales como grapas,
abrazaderas, etc. TCBR
D Uniones cruciformes y en T con soldaduras de penetración completa (excepto en conexiones tubulares)
TCBR
DT Conexiones diseñadas como conexiones simples en T, Y o K con soldaduras acanaladas de penetración completa, conforme a las figuras 3.8 y 3.10 (incluyendo conexiones de traslapamiento en las cuales el componente principal en cada intersección cumpla con los requerimientos de corte por perforación) (Ver nota 2)
TCBR en el componente secundario (Nota: el componente principal debe revisarse separadamente de acuerdo a la categoría K1 o K2.)
E Uniones en T y cruciformes equilibradas, con soldaduras ranuradas de penetración parcial o soldadura de filete (excepto en conexiones tubulares)
TCBR en el componente; la soldadura también debe revisarse en cuanto a la categoría F
E Componentes en donde terminen la doble envoltura, planchas de recubrimiento, atiezadores longitudinales, placas de empalme, etc. (excepto en conexiones tubulares)
TCBR en el componente; la soldadura también debe revisarse en cuanto a la categoría F
ET Conexiones simples en T, Y y K con soldaduras ranuradas de penetración parcial o soldaduras de filete; también conexiones tubulares complejas en las cuales la capacidad de corte de perforación del componente principal no pueda soportar la carga total, y la transferencia de carga se logra mediante traslapamiento (excentricidad negativa); placas de empalme, atiezadores de anillo, etc. (Ver nota 2)
TCBR en el componente secundario (Nota: El componente principal en conexiones simples en T, Y o K deben revisarse separadamente en cuanto a categorías K1 o K2; la soldadura también debe verificarse en cuanto a categoría FT y 2.24.1)
F Extremo de la soldadura de la plancha de recubrimiento o de doble envoltura; soldaduras en placas de empalme, atiezadores, etc.
Corte en la soldadura
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Tabla 2.6 Categorías de esfuerzo por Tipo y Localización del Material para Secciones Circulares (Ver 2.20.6.2)
Categoría
de Esfuerzo
Situación Clases de Esfuerzo
A Cañería plana no soldada TCBR
B Cañería con cordón longitudinal TCBR
B Empalmes a tope, soldaduras ranuradas de penetración
completa, esmeriladas enrasadas e inspeccionadas
mediante prueba de rayos x o pruebas de ultra sonido
(Clase R)
TCBR
B Componentes con atiezadores longitudinales con
soldadura continua
TCBR
C1 Empalmes a tope, soldaduras ranuradas de penetración
completa, como quede soldado
TCBR
C Componentes con atiezadores transversales (anillos) TCBR
D Componentes con anexos diversos tales como grapas,
abrazaderas, etc.
TCBR
D Uniones cruciformes y en T con soldaduras de
penetración completa (excepto con conexiones tubulares)
TCBR
DT Conexiones diseñadas como conexiones simples en T, Y
o K con soldaduras acanaladas de penetración completa,
conforme a las figuras 3.8 y 3.10 (incluyendo conexiones
de traslapamiento en las cuales el componente principal
en cada intersección cumple con los requerimientos de
corte por perforación) (Ver Nota 2)
TCBR en el componente secundario
(Nota: el componente principal debe
revisarse separadamente de acuerdo a la
categoría K1 o K2.)
E Uniones en T y cruciformes equilibradas, con soldaduras
ranuradas de penetración parcial o soldadura de filete
(excepto en conexiones tubulares)
TCBR en el componente; la soldadura
también debe revisarse en cuanto a la
categoría F
E Componentes en donde terminen la doble envoltura,
planchas de recibimiento longitudinales, placas de
empalme, etc. (excepto en conexiones tubulares)
TCBR en el componente; la soldadura
también debe revisarse en cuanto a la
categoría F.
ET Conexiones simples en T, Y y K con soldaduras
ranuradas de penetración parcial o soldaduras de filete;
también conexiones tubulares complejas en las cuales la
capacidad de corte por perforación del componente
principal no pueda soportar la carga total, y la
transferencia de carga se logra mediante traslapamiento
(excentricidad negativa); placas de empalme, atiezadores
de anillo, etc. (Ver Nota 2)
TCBR en el componente secundario.
(Nota: El componente principal en
conexiones simples en T, Y o K deben
revisarse separadamente en cuanto a
categorías K1 o K2; la soldadura también
debe verificarse en cuanto a categoría FT y
2.24.1)
F Extremo de la soldadura de la plancha de recubrimiento o
de doble envoltura; soldaduras en placas de empalme,
atiezadores, etc.
Corte en la soldadura
F Uniones cruciformes y en T, cargadas por tensión o
dobladura que tengan soldadura de filete o ranurada de
penetración parcial. (excepto en conexiones tubulares)
Corte en la soldadura (sin considerar la
dirección de la carga) (Ver 2.23)
T Conexiones simples en T, Y o K cargadas en tensión o
en dobladura que tengan soldaduras de filete o
ranuradas de penetración parcial.
Corte en la soldadura (sin considerar la
dirección de la carga)
X2 Componentes de intersección en conexiones simples en
T, Y o K; cualquier conexión cuya adecuación esté
determinada por las pruebas de modelos a escala
exactos o por análisis teóricos (por ejemplo, elementos
finitos)
El rango total mayor del esfuerzo de los
puntos calientes o la deformación en la parte
externa de la superficie de los componentes
de intersección en la garganta de la
soldadura que los une – medida después de
la fase de observación en el modelo o en la
conexión prototipo, o calculado con la mejor
tecnología disponible.
X1 En cuanto a X2, perfil mejorado por 2.20.6.6 y 2.20.6.7 Igual que X2
X1 Intersección de los cilindros – cónicos no reforzados Esfuerzo en puntos calientes en cambio de
ángulo; calcular Nota 4
K2 Conexiones simples en T, Y y K en las cuales el radio de
gama R/t del componente principal no excede 24 (Ver
Nota 3)
Corte por perforación para los componentes
principales: Calcularlos Nota 5
K1 En cuanto K2 , perfil mejorado por 2.20.6.6 y por 2.20.6.7
Notas: 1. T = Tensión, C = Compresión, B = Dobladura, R = Reverso; es decir, el rango total del esfuerzo axial nominal y del
esfuerzo por curvatura.
2. Curvas empíricas (Figura 2.13), basadas en típicas conexiones geométricas; si los factores de concentración de esfuerzo
real o los esfuerzos del punto caliente son K1; se prefiere la curva X1 o X2.
3. Curvas empíricas (figura 2.13) basadas en pruebas con rayos gamma (R/t) de 18 a 24; las curvas en el lado seguro para
componentes de cuerda muy pesados (componentes de cuerdas con carga) (R/t mayor que 24) reduce el esfuerzo
permisible en proporción a:
En donde se conocen los factores de concentración de esfuerzo real o de deformaciones en puntos calientes, se prefiere el
uso de la curva X1 o X2.
4. Factor de concentración de esfuerzo
donde
= Cambio del ángulo en transición
= Radio del rango de espesor del tubo en transición
5. El rango cíclico por corte por perforación, se entrega mediante:
donde
se definen en la Figura 2.14 y
ƒ a = rango cíclico del esfuerzo nominal del componente secundario para carga axial ƒ by = rango cíclico del esfuerzo por dobladura en plano ƒ bz = rango cíclico del esfuerzo por dobladura fuera del plano � = se define en la Tabla 2.9
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3. Precalificación de las Especificaciones de los Procedimientos de
Soldadura.
3.1 Generalidades
La precalificación de los WPSs (Especificaciones de
Procedimientos de Soldadura) deberá definirse como la
exepción de las pruebas de calificación de los WPS requeridos
en la Sección 4. Todas los WPS precalificados deberán estar
por escrito. Para que un WPS esté precalificado, deberá
requerirse la total conformidad con todos los requerimientos
aplicables de la Sección 3. Los WPS que no estén en total
conformidad con los requerimientos de la Sección 3 pueden ser
calificados por pruebas en conformidad con la Sección 4 (ver
Anexo IV – Tabla IV-1). El uso de una unión precalificada no
deberá liberar la obligación del Ingeniero de hacer uso de su
juicio de ingeniería para determinar la conveniencia de la
aplicación de estas uniones a un conjunto o conexión
estructural soldada. Para una mayor conveniencia, el Anexo H
presenta una lista de estipulaciones que deben incluirse en un
WPS precalificad, el cual debería mencionarse en el programa
de soldadura del Contratista o del fabricante.
Los soldadores, los operadores de soldadura y los
pinchadores que usen los WPS precalificados deberán ser
calificados en conformidad con la Sección 4, Parte C.
3.2 Procesos de Soldadura 3.2.1 Procesos Precalificados.
Los WPS de los procesos SMAW, SAW, GMAW (excepto
GMAW-S), y FCAW, los cuales deberán estar en total
conformidad con las estipulaciones de la Sección 3, deberán
considerarse como precalificados y por lo tanto están
aprobados para el uso sin realizar las pruebas de calificación
de los WPS. Para esos procesos de precalificación de los
WPS, deberá requerirse la total conformidad con las
estipulaciones aplicadas de la Sección 3 (ver 3.1).
3.2.2 Procesos Aprobados del Código. Pueden utilizarse los procesos ESW, EGW, GTAW, y GMAW-
S, siempre que las especificaciones de las WPS estén
calificadas en conformidad con los requerimientos de la
Sección 4 (ver Anexo A con respecto a GMAW-S). Note que
las limitaciones de las variables esenciales en la Tabla 4.5 para
GMAW también deberán aplicarse a GMAW-S.
3.2.3 Otros Procesos de Soldadura.
Pueden utilizarse otros procesos de soldadura que no están
cubiertos por 3.2.1 y 3.2.2, siempre que los WPS estén
calificados mediante pruebas aplicables según lo que se
describe en la Sección 4 y estén aprobadas por el Ingeniero.
En conjunto con las pruebas, los WPS y la limitación de las
variables esenciales aplicables a los procesos específicos de
soldadura deberán establecerse por parte del Contratista que va
a efectuar los WPS. El rango de las variables esenciales
deberá basarse en evidencia documentada de la experiencia
con el proceso, o deberán efectuarse una serie de pruebas para
establecer el límite de las variables esenciales. Cualquier
cambio en las variables esenciales establecidas fuera del rango
requerirán de una recalificación.
3.3 Combinaciones del Metal Base / Metal de Aporte
Sólo pueden utilizarse los metales base y los metales de
aporte listados en la Tabla 3.1 en los WPS precalificados (para
la calificación de los metales base y los metales de aporte
listados, y para los metales base y los metales de aporte no
listados en la Tabla 3.1, ver 4.1.1.)
Las relaciones de resistencia del metal base / metal de
aporte, que aparecen a continuación deberán utilizarse en
conjunto con la Tabla 3.1 para determinar si se requieren
metales de aporte calificados o no calificados.
Relación Metal(es) base Relación requerida de la
resistencia para el Metal
de Aporte.
Calificado
Cualquier acero con
relación a sí mismo, o
cualquier acero en
relación a otro en el
mismo grupo.
Cualquier metal de aporte
listado en el mismo
grupo.
Cualquier acero en
un grupo en relación
a cualquier acero en
otro grupo.
Cualquier metal de
relleno listado para un
grupo de resistencia
menor [los electrodos
para el proceso SMAW
deberán ser los de una
clasificación baja en
hidrógeno]
No
calificado
Cualquier acero en
relación a cualquier
acero en cualquier
grupo.
Cualquier metal de aporte
listado para un grupo de
resistencia inferior [los
electrodos para el
proceso SMAW deberán
ser los de la clasificación
baja en hidrógeno]
Nota General: Ver Tablas 2.3 o 2.5 para determinar los
requerimientos en cuanto a la resistencia del metal de aporte
para que califiquen o no califiquen la resistencia del metal
base.
3.4 Aprobación del Ingeniero para Anexos Auxiliares.
El Ingeniero puede aprobar materiales no - listados para
anexos auxiliares que correspondan dentro del rango de la
composición química de un material listado, para ser soldado
con los WPS precalificados. El metal de aporte y el
precalentamiento requerido deberán estar en conformidad con
los requerimientos de 3.5 basado en similar resistencia de
material y en la composición química.
3.5 Requerimientos de Temperaturas Mínimas de
Precalentamiento y
Entre-pasadas.
La temperatura de precalentamiento y entre-pasadas
deberá ser lo suficiente como para evitar agrietamiento. La
Tabla 3.2 deberá utilizarse para determinar las temperaturas
mínimas de precalentamiento y entre-pasadas para los aceros
listados en el código.
3.5.1 Combinación del Metal Base/Espesor.
La temperatura mínima de precalentamiento o entre-pasadas
aplicadas a una unión compuesta de metales base con
precalentamientos mínimos diferentes a los que aparecen en la
Tabla 3.2 (basados en Categoría y espesor) deberán ser las
más altas de estas temperaturas mínimas de precalentamiento.
3.5.2 Opción del Anexo XI.
Opcionalmente, la temperatura mínima de precalentamiento y
entre-pasadas pueden establecerse sobre la base de la
composición del acero. Puden utilizarse los métodos
reconocidos de predicción o pauta, como los que se entregan
en el Anexo XI u otros métodos aprobados por el Ingeniero.
Sin embargo, si el uso de estas pautas resultara en
temperaturas de precalentamiento inferiores a aquellas de la
Tabla 3.2, deberá requerirse la calificación de los WPS en
conformidad con la Sección 4.
Los métodos del Anexo XI están basados en las
pruebas de agrietamientos en laboratorios y pueden predecir
temperaturas de precalentamiento superiores a la temperatura
mínima que muestra la Tabla 3.2. La pauta puede ser valiosa
para identificar situaciones en donde aumente el riesgo de
agrietamiento debido a la composición, a la restricción, al nivel
de hidrógeno o a la menor entrada de calor para las soldaduras;
en donde puede garantizarse un precalentamiento mayor. Por
otra parte, la pauta puede ayudar a definir las condiciones bajo
las cuales el agrietmiento por hidrógeno sea improbable y
donde los requerimientos mínimos de la Tabla 3.2 puedan
relajarse dentro de los límites de seguridad.
3.5.3 Temperaturas Alternas de Precalentamiento y Entre
pasados para el m´todoSAW.
Las temperaturas de precalentamiento y entre-pasadas para el
método SAW del electrodo paralelo o el electrodo múltiple
deberán seleccionarse en conformidad con la Tabla 3.2. Para
las soldaduras ranuradas de una sola pasada, o soldaduras de
filete, para combinaciones de metales que se estén soldando y
en donde esté involucrada la entrada de calor, y con la
aprobación del Ingeniero, pueden establecerse temperaturas de
precalentamiento y entre-pasadas, las cuales deberán ser
suficientes para reducir la dureza en la ZAT del metal base a
menos del número de dureza Vickers de 225 para el acero, que
tenga una resistencia a la tensión mínima especificada que no
exceda los 60 ksi [415 MPa], y el número 280 de dureza Vickers
para el acero que tenga una resistencia a la tensión mínima
especificada mayor que 60 ksi [415 Mpa], pero que no exceda
70 ksi [485 MPa].
Nota: El número de dureza Vickers deberá determinarse en
conformidad con ASTM E 92. Si se va a utilizar otro método de
dureza equivalente, éste deberá determinarse por ASTM ET 40,
y deberán efectuarse las pruebas de acuerdo a la especificación
aplicable de ASTM.
3.5.3.1 Requerimientos de Dureza.
La determinación de la dureza de ZAT deberá efectuarse de la
siguiente manera:
(1) Cortes transversales con macrografía inicial de un
espécimen de
muestra para ensayo.
(2) La superficie del componente durante el progreso del
trabajo. La
superficie deberá pulirse o esmerilarse antes de efectuar la
prueba de la dureza:
(a) La frecuencia de la prueba ZAT deberá realizarse a lo
menos en un área de prueba por soldadura del metal más
grueso involucrado en una unión de cada 50 pies [15 m] de las
soldaduras ranuradas, o de un par de soldaduras de filete.
(b) Estas determinaciones de dureza pueden descontinuarse
después de que el procedimiento se haya establecido a entera
satisfacción por parte del Ingeniero.
3.6 Limitación de las Variables de un WPS
Todos los WPS precalificados que se vayan a utilizar deberán
ser preparados por el fabricante, constructor o Contratista de
acuerdo a lo que esté escrito en los WPS precalificados, y
deberán estar disponibles para aquellos que estén autorizados
para usarlas o examinarlas. Los WPS escritos pueden tener
cualquier formato conveniente (ver Anexo E con respecto a
ejemplos). Los parámetros de las soldaduras establecidos en
el punto (1) hasta el punto (4) de esta subsección deberán
especificarse por escrito en las WPS dentro de la limitación de
variables descritos en la Tabla 4.5 aplicables para cada
proceso. Los cambios en estos parámetros, más allá de
aquellos especificados por escrito en el WPS, deberán
considerarse como cambios esenciales que requerirán de un
nuevo WPS escrito o de una revisión del WPS-precalificado:
(1) Amperaje (velocidad de alimentación del alambre)
(2) Voltaje
(3) Velocidad de Avance
(4) Tasa de Flujo del gas de protección
3.6.1 Combinación de WPS.
Puede usarse una combinación de WPS calificado y
precalificado, sin calificación de la combinación, siempre que se
observe la limitación de las variables esenciales aplicables para
cada proceso.
3.7 Requerimientos Generales para la WPS
Todos los requerimientos de la Tabla 3.7 deberán
cumplirse para los WPS precalificados.
3.7.1 Requerimientos de las Soldaduras Verticales
Ascendentes.
La Progresión para todas las pasadas de las soldaduras en
posición vertical deberán ser ascendentes, excepto que la
socavación pueda repararse verticalmente en forma
descendente cuando el precalentamiento esté en conformidad
con la Tabla 3.2, pero no menor a los 70° F [20°C]. Sin
embargo, cuando se sueldan piezas tubulares, la progresión de
la soldadura vertical puede ser ascendente o descendente, pero
sólo en la(s) direccion(es) para las cuales el soldador esté
calificado.
3.7.2 Limitación de Pasadas en cuanto al Ancho /
Profundidad.
Ni la profundidad máxima ni el ancho máximo en la sección
transversal del metal de soldadura depositado en cada pasada
deberá exceder el ancho de la superficie de la pasada de
soldadura (ver Figura 3.1).
3.7.3 Requerimientos según condiciones climáticas para el
acero.
Para aplicaciones expuestas sin revestimiento, sin pintura del
acero ASTM A 588, que se requiera, como metal de soldadura
con resistencia a la corrosión atmosférica y con características
de color similares a las del metal base, el electrodo o la
combinación de electrodo fundente deberá estar en conformidad
con la Tabla 3.3.
Las excepciones en cuanto a este requerimientos son
las siguientes:
3.7.3.1 Soldaduras Ranuradas de Una Sola Pasada.
Las soldaduras ranuradas efectuadas con una sola pasada a
cada lado pueden hacerse usando metales de aporte para los
metales base del Grupo II en la Tabla 3.1.
3.7.3.2 Soldaduras de Filete de Una Sola Pasada.
Las soldaduras de filete de una sola pasada, pueden efectuarse
utilizando hasta los siguientes tamaños con cualquiera de los
metales de aporte para los metales base del Grupo II listados
en la Tabla 3.1:
Proceso SMAW ¼ pulgada [6 mm]
Proceso SAW 5/16 pulgada [8 mm]
Proceso GMAW/FCAW 5/16 pulgada [8 mm]
3.8 Requerimientos Comunes para el Proceso SAW del
Electrodo Paralelo y el Electrodo Múltiple
3.8.1 Pasada en la Raíz del proceso GMAW.
Las soldaduras también pueden efectuarse en la raíz de la
ranura o en la soldadura de filete, utilizando el proceso GMAW,
seguido de arcos sumergidos de electrodos múltiples o
paralelos, siempre que el proceso GMAW esté conforme a los
requerimientos de esta sección y siempre que el espacio entre
el proceso GMAW y el siguiente arco del proceso SAW no
exceda 15 pulgadas [380 mm].
3.9 Requerimientos de la Soldadura de Filete
Ver Tabla 5.8 para los tamaños mínimos de la soldadura de
filete.
3.9.1 Detalles (Componentes no-Tubulares).
Ver Figuras 2.1 y 2.5 para las limitaciones de las soldaduras de
filete precalificadas.
3.9.2 Detalles (Componentes Tubulares).
Para el estatus precalificado, las conexiones tubulares
soldadas con filete deberán estar en conformidad con las
siguientes estipulaciones:
(1) Los WPS precalificados. Las conexiones tubulares
soldadas con filete realizadas mediante los procesos SMAW,
GMAW, o FCAW que puedan usarse sin efectuar las pruebas
de calificación del WPS están detalladas en la Figura 3.2 (Ver
2.23.1.2 sobre limitaciones). Estos detalles también pueden
usarse en los procesos GMAW-S calificados en conformidad
con 4.12.4.3.
(2) Los detalles de las soldaduras de filete precalificados en
uniones de traslape se muestran en la Figura 2.15.
3.9.3 Uniones en T oblicuas.
Estas deberán estar en conformidad con la Figura 3.11.
3.9.3.1 Limitaciones del Angulo Diedro.
El lado obtuso de las uniones en T con ángulos diedros
mayores que 100%, deberán preparase de acuerdo a la Figura
3.11, Detalle C, para permitir la colocación de una soldadura de
tamaño requerido. La cantidad de maquineado o esmerilado,
etc., de la Figura 3.11, Detalle C, no deberá ser mayor a
aquella que asegure el tamaño requerido de la soldadura (W).
3.9.3.2 Tamaño Mínimo de la Soldadura para Uniones en T
oblicuas.
Para uniones en T oblicuas, el tamaño mínimo de la soldadura
para los detalles A, B, y C en la Figura 3.11 deberán estar en la
Tabla 5.8.
3.10 Requerimientos para Soldaduras Tipo Tapón Redondo
y Tipo Tapón Alargado.
Los detalles de las soldaduras tipo tapón redondo y tipo tapón
alargado hechos mediante los procesos SMAW, GMAW
(excepto GMAW-S)), o FCAW se describen en 3.10.1 hasta el
3.10.3; 2.5.2; hasta 2.5.4 y 2.5.6, y pueden utilizarse sin
efectuar la calificación del WPS descrita en la Sección 4,
siempre que se cumpla con las estipulaciones técnicas de 5.25.
3.10.1 Limitaciones de Diámetro.
El diámetro mínimo del orificio para una soldadura tipo tapón
redondo no deberá ser inferior al espesor que contiene el
componente más 5/16 pulgadas [8 mm] de preferencia
redondeando hasta al próximo número impar mayor de 1/16
pulgadas [2 mm]. El diámetro máximo deberá igualar al
diámetro mínimo, más 1/8 pulgada [3 mm] o 2-1/4 veces el
espesor del componente; cualquiera que sea mayor.
3.10.2 Longitud de la soldadura de muesca tipo tapón
alrgado.
La longitud de la muesca para una soldadura tipo tapón
alargado, no deberá exceder 10 veces el espesor de la parte
que lo contiene. El ancho de la muesca no deberá ser inferior al
espesor de la parte que lo contenga, más 5/16 pulgada [8 mm],
de preferencia redondeado al siguiente número impar mayor de
1/16 pulgada [2 mm]. El ancho máximo deberá igualar al ancho
mínimo más 1/8 pulgada [3 mm] o 2-1/4 veces el espesor del
componente, cualquiera que sea mayor.
3.10.3 Profundidad del Relleno.
La profundidad del relleno de las soldaduras tipo tapón redondo
o tipo tapón alargado en un metal de 5/8 pulgada [16 mm] de
espesor o menor, deberán ser iguales al espesor del material.
En un metal mayor a un espesor de 5/8 pulgada [16 mm], la
profundidad deberá ser a lo menos de la mitad del espesor del
material, pero no inferior a 5/8 pulgada [16 mm].
3.11 Requerimientos Comunes de Soldaduras Ranuradas
de Penetración Parcial y Penetración Completa
3.11.1 Procesos FCAW/GMAW en Uniones SMAW.
Las preparaciones de las ranuras detalladas para las uniones
precalificadas SMAW pueden usarse para los procesos GMAW
o FCAW precalificados.
3.11.2 Preparación de Uniones de Esquinas.
Para las uniones de esquina, la preparación externa de la
ranura puede ser en uno o en ambos componentes, siempre
que la configuración básica de la ranura no se cambie y se
mantenga una distancia adecuada en el borde para apoyar las
operaciones de soldadura sin fundir excesivamente.
3.11.3 Aberturas en la Raíz.
Las aberturas en la raíz de la unión pueden variar, según lo
que se destaca en el número 3.12.3 y 3.13.1. Sin embargo,
para el uso de una máquina soldadora automática que se
utilicen para los procesos FCAW, GMAW y SAW, la variación
máxima de la abertura de raíz (abertura mínima a máxima de
cómo queda) no puede exceder 1/8 pulgada [3 mm]. Las
variaciones mayores a 1/8 pulgada [3 mm] deberán corregirse
apropiadamente antes de la soldadura automática o con
máquina.
3.12 Requerimientos de Penetración Parcial
Las soldaduras ranuradas de penetración parcial deberán
hacerse utilizando los detalles de la unión descritos en la
Figura 3.3. Deberán aplicarse las limitaciones de dimensión de
la unión descritas en el 3.12.3.
3.12.1 Definición.
Excepto a lo estipulado en 3.13.4 y en la Figura 3.4 (B-L1-S),
las soldaduras ranuradas sin backing metálico, soldadas de un
lado , y las soldaduras ranuradas soldadas de ambos lados,
pero sin torchado, se consideran soldaduras ranuradas de
penetración parcial.
3.12.2 Tamaño de la Soldadura.
El tamaño de la soldadura (E) de una ranura precalificada de
penetración parcial deberá ser tal como lo muestra la Figura 3.3
para el proceso de una soldadura particular, para la
designación de la unión, para el ángulo de la ranura y para la
posición de la soldadura propuestas para el uso en la
fabricación de la soldadura.
3.12.2.1 Tamaños de la Soldadura Precalificada
(1) El tamaño mínimo de la soldadura de penetración parcial,
simple o doble en V, biselada, en J, y las soldaduras ranuradas
en U, de los tipos 2 al 9, deberán ser como se muestran en la
Tabla 3.4. El espesor del metal base deberá ser suficiente
como para incorporar los requerimientos de los detalles de la
unión seleccionados, conforme a las variantes destacadas en
3.12.3 y en los requerimientos de la Tabla 3.4.
(2) El espesor máximo del metal base no deberá limitarse.
(3) Los tamaños mínimos de la soldadura a tope cuadrada de
penetración parcial B-P1 y la soldadura ranurada enflanchada
BTC-P10 deberán calcularse a partir de la Figura 3.3.
(4) Los planos de trabajo o de taller deberán especificar las
profundidades de las muescas “S” aplicables al tamaño de la
sodadura”(E)” requeridas según 3.12.2 (Fíjese que este
requerimiento no deberá aplicarse a los detalles B-P1 Y BTC-
P10).
3.12.3 Dimensiones de la Unión
(1) Las dimensiones de las soldaduras ranuradas especificadas
en 3.12 pueden variar en su diseño o en los planos de detalle,
dentro de los límites de las tolerancias que se muestran el la
columna de la Figura 3.3 llamada “según detalle” (“As
Detailed”).
(2) Las tolerancias del “como quedan” (“as fit up”) de la Figura
3.3 pueden aplicarse a las dimensiones que se muestran en los
planos de detalles. Sin embargo, el uso de las tolerancias del
como quedan no eximen al usuario en cuanto al cumplimiento
de los requerimientos mínimos sobre el tamaño de la soldadura
de 3.12.2.1.
(3) Las ranuras en J y en U pueden prepararse antes o
después del armado estructural.
3.12.4 Detalles (Componentes tubulares)
Los detalles de las soldaduras ranuradas de penetración parcial
en componentes tubulares que estén de acuerdo al estatus
precalificado deberán estar conforme a las siguientes
estipulaciones:
(1) Las soldaduras ranuradas de penetración parcial en
componentes tubulares, excepto las conexiones en T-, Y-, y K-
pueden utilizarse sin realizar las pruebas de calificación de
WPS; cuando estas puedan aplicarse deberán cumplir con
todas las limitaciones de dimensiones de la unión de acuerdo a
lo descrito en la Figura 3.3.
(2) Las conexiones tubulares de penetración parcial en T-, Y-,
y K- soldadas
solamente mediante los procesos SMAW, GMAW o FCAW,
pueden utilizarse sin efectuar las pruebas de calificación de los
WPS, cuando ellas puedan aplicarse y deberán cumplir con
todas las limitaciones de dimensión de la unión según lo
descrito en la Figura 3.5. Estos detalles también pueden
usarse para el proceso GMAW-S, calificado en conformidad
con 4.12.4.3.
3.12.4.1 Conexiones Rectangulares Calificadas.
Los detalles para las soldaduras ranuradas de penetración
parcial en estas conexiones, para las dimensiones de esquina y
para el radio del tubo principal se muestran en la Figura 3.5.
Las soldaduras de filete pueden utilizarse en zonas donde se
ubica un ángulo mayor que 90° y otro menor que 90° (ver
Figura 3.2). Si la dimensión de esquina o el radio del tubo
principal, o ambos, son inferiores a la que aparece en la Figura
3.5, deberá efectuarse una unión de muestra del detalle del
lado y seccionarse para verificar el tamaño de la soldadura. La
prueba de soldadura deberá hacerse en posición horizontal.
Este requerimiento puede anularse si el tubo secundario está
biselado, tal como lo muestran las soldaduras ranuradas de
penetración completa en la Figura 3.6.
3.13 Requerimientos de las Soldaduras Ranuradas de
Penetración Completa.
Las soldaduras ranuradas de penetración completa puedan
utilizarse sin efectuar las pruebas de calificación del WPS que
se describen en la Sección 4 y deberán detallarse de acuerdo a
la Figura 3.4, y están sujetas a las limitaciones descritas en
3.13.1.
3.13.1 Dimensiones de la Unión.
Las dimensiones de la soldaduras ranuradas especificadas en
3.13 pueden variar de acuerdo al diseño o a los planos de
detalle dentro de los límites o las tolerancias que se muestran
en la columna “Según detalle “ de la Figura 3.4. La tolerancia
“del como queda” de la Figura 3.4 puede aplicarse a la
dimensión que se muestra en el plano de detalles.
3.13.2 Preparación para la Ranura en J y en U.
Las ranuras en J y en U y el otro lado de las ranuras
parcialmente soldadas dobles en V y dobles biseladas pueden
prepararse antes o después del armado estructural. Después
del torchado, el otro lado de las uniones biseladas dobles
parcialmente soldadas o dobles en forma de V deberían
asemejarse a la configuración de la unión precalificada en forma
de U o J en la raíz de la unión.
3.13.3 Uniones a Tope en Componentes Tubulares.
A las soldaduras de ranuras en componentes tubulares que se
les vaya a dar un estatus precalificado deberán aplicarse las
siguientes condiciones:
(1) WPS Precalificados. En donde sea posible puede utulizarse
la soldadura de ambos lados o las soldadura de un lado con
backing metálico, cualquier WPS y cualquier detalle de la ranura
que esté apropiadamente precalificado en conformidad con las
Sección 3, excepto que el proceso SAW esté sólo precalificado
en cuanto a diámetros mayores que o iguales a 24 pulgadas
[600 mm]. Los detalles de la unión soldada deberán estar en
conformidad con la Sección 3.
(2) Detalle de la Unión No – Precalificada: No hay detalles de
uniones precalificadas para las soldaduras ranuradas de
penetración completa en uniones a tope hechas en un lado sin
backing metálico (ver 4.12.2).
3.13.4 Conexiones en Componentes Tubulares en
forma de T-, Y-, y K-.
Los detalles para las soldaduras ranuradas de penetración
completa soldadas en un lado sin backing metálico y en las
conexiones de componentes tubulares en forma de T-, Y-, y K-
utilizadas en tubos circulares se describen en esta Sección. El
rango de circunferencia aplicable de los Detalles A, B, C, y D, se
describen en las Figuras 3.6 y 3.7; y los rangos del los ángulos
diedros locales [ψ], correspondientes a éstos se describen en la
Tabla 3.5.
Las dimensiones de la unión que incluyen ángulos en las
ranuras se describen en la Tabla 3.6 y en la Figura 3.8. Cuando
se selecciona un perfil (compatible con la categoría de fatiga
utilizada en el diseño) como una función de espesor, deberán
observarse las pautas de 2.20.6.7. Los perfiles alternativos de
las soldaduras que puedan requerirse para las secciones más
gruesas se describen en la Figura 3.9. En ausencia de
requerimientos especiales de fatiga, estos perfiles deberán ser
aplicables a los espesores de los componentes secundarios que
excedan 5/8 pulgada [16 mm].
Los perfiles mejorados de soldaduras que cumplan con los
requerimientos de 2.36.6.6 y 2.36.6.7 se describen en la
Figura 3.10. En ausencia de requerimientos especiales de
fatiga, estos perfiles deberán ser aplicables a los espesores de
los componentes secundarios que excedan 1-1/2 pulgadas [38
mm] (no se requieren para carga de compresión estática).
Los detalles precalificados para las soldaduras ranuradas de
penetración completa en conexiones en T-, Y-, y K-, de
componentes tubulares, que utilizan secciones rectangulares
se describen posteriormente en la Figura 3.6. Los detalles
anteriores están sujetos a la limitación de 3.13.3.
Nota: Ver el Comentario sobre la pauta de ingeniería para la
selección de un perfil apropiado.
Las dimensiones de la unión y los ángulos de las ranuras no
deberán variar con respecto a los rangos detallados en la Tabla
3.6 y que se muestran en la Figura 3.6 y 3.8, hasta la 3.10. La
superficie de la raíz de las uniones deberá ser cero, a menos
que esté dimensionada de otra manera. Puede estar detallada
para que exceda cero o la dimensión especificada en no más
de 1/16 pulgada [2 mm]. No detallarse menor que las
dimensiones especificadas.
3.13.4.1 Detalles de la Unión.
Los detalles de las soldaduras ranuradas de penetración
completa en conexiones en forma de T-, Y-, y K- en
componentes tubulares se describen en el punto 3.13.4. Estos
detalles están precalificados para los procesos SMAW y
FCAW. Estos detalles también pueden utilizarse para el
proceso GMAW-S calificado en conformidad con 4.12.4.3.
3.14 Tratamiento Térmico después de la Soldadura
(PWHT Postweld heat treatment) El tratamiento térmico post
soldadura deberá estar precalificado, siempre que esté
aprobado por el Ingeniero y deberá cumplir las siguientes
condiciones:
(1) El límite de fluencia mínimo especificado del metal base no
deberá exceder los 50 ksi [345 Mpa].
(2) El metal base no deberá fabricarse mediante procesos
termodinámicos controlados (Q&T), de templado y revenido,
(Q&ST), mediante el proceso termomecánico controlado
(TMCP), o en donde se trabaje en frío para asegurar
propiedades mecánicas superiores (por ejemplo ciertos grados
de una tubería ASTM A 500).
(3) No deberá haber requerimientos para el ensayo de
resistencia del metal base, ZAT o metal de soldadura.
(4) Donde debiera haber disponibildad de datos que
demuestren que el metal de soldadura deberá tener la
resistencia y ductibilidad adecuada en la condición de PWHT
(por ejemplo como puede encontrarse en la especificación y
clasificación del metal de aporte AWS A5.X o por parte de un
fabricante de metal de aporte).
(5) El PWHT deberá efectuarse en conformidad con el punto
5.8.
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2. La unión deberá soldarse solamente en un lado.
3. La aplicación de la carga cíclica limita estas uniones para la posición de soldadura horizontal (Ver 2.27.5)
4. Someta a torchado la raíz para el metal base antes de soldar el segundo lado.
5. Pueden utilizarse uniones detalladas mediante el proceso SMAW para los procesos GMAW (excepto GMAW-S) y FCAW.
6. El tamaño mínimo de soldadura (E)es como el que se muestra en la Tabla 3.4. S de acuerdo a lo especificado en los
diseños.
7. Si se utilizan soldaduras de filete en estructuras cargadas estáticamente para reforzar las soldaduras de ranura en uniones
en T y en esquina, éstas deberán ser iguales a T1 /4; pero no necesitan exceder 3/8 pulgadas [10 mm]. Las soldaduras de
ranura en uniones de esquina y uniones en T de estructuras cargadas cíclicamente deberán reforzarse con soldaduras de
filete, igual a T1 /4, pero no necesitan exceder 3/8 pulgada [ 10 mm]
8. Las soldaduras de ranura doble pueden tener ranuras de profundidad desigual, pero la profundidad de la ranura más baja
no deberá ser menor a un cuarto del grosor de la unión más delgada.
9. Las soldaduras de ranura doble pueden tener ranuras de profundidad desigual, siempre que éstas estén en conformidad
con las limitaciones de la Nota E. El tamaño de la soldadura (E) se aplica también individualmente a cada ranura.
10. La orientación de los dos componentes en las uniones puede variar de 135° a 180° para las uniones a tope, o de 45° a
135° para las uniones de esquina, o de 45° a 90° para uniones en T.
11. Para uniones de esquina, la preparación externa de la ranura puede ser en uno o en ambos componentes, siempre que la
configuración básica de la ranura no se cambie y se mantenga una distancia adecuada del borde para apoyar las
operaciones de soldadura sin fundir excesivamente el borde.
12. El tamaño de las soldadura (E) deberá basarse en las uniones de soldadas rasantes.
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Figura 3.4 (Continuación) (Milímetros)
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Figura 3.4 (Continuación) (Milímetros)
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4. Calificación 4.0 Generalidades
Los requerimientos para las pruebas de
calificación de las especificaciones de los
procedimientos de soldadura (WPS) y para el personal
de soldadura se describen a continuación:
Parte A – Requerimientos Generales. Esta parte cubre
los requerimientos generales, tanto para los WPS como
los requerimientos de comportamiento (performance)
para el personal de soldadura.
Parte B – Especificación del Procedimiento de
Soldadura (WPS). Esta parte cubre la calificación de un
WPS que no está calificado como precalificado en
conformidad con la Sección 3.
Parte C – Calificación del Comportamiento
(Performance). Esta parte cubre las pruebas de
calificación del comportamiento requerido por el código
para determinar la habilidad de un soldador, un operador
de soldadura o de un pinchador para producir buenas
soldaduras.
Parte A
Requerimientos Generales
4.1 General
Los requerimientos para las pruebas de
Calificación de los WPS y del personal de soldadura
(definido como soldadores, operadores de soldaduras y
pinchadores) se describen en esta sección.
4.1.1 Especificación del Procedimiento de Soldadura
(WPS)
Excepto para los WPS precalificados que
estén en conformidad con la Sección 3, el uso de un
WPS en la producción de soldadura deberá estar
calificado en conformidad con la Sección 4, Parte B, y
deberá estar aprobado por el Ingeniero. La evidencia
apropiadamente documentada de la calificación previa
del WPS puede aceptarse con la aprobación del
Ingeniero. Los requerimientos listados en el Anexo IV,
Tabla IV – 1. Requerimientos del Código que pueden
cambiarse mediante las Pruebas de Calificación de los
procedimientos WPS pueden variar cuando los WPS
sean calificados por ensayos (pruebas).
4.1.1.1 Responsabilidad de Calificación Cada fabricante o contratista deberá efectuar
las pruebas requeridas por este Código para calificar los
WPS. Los WPS apropiadamente documentados,
calificados bajo las estipulaciones de este Código por
una Compañía que posteriormente cambie de nombre
debido a una acción voluntaria o consolidación con una
Compañía Matriz, puede utilizar el nuevo nombre en sus
documentos WPS.
4.1.1.2 Calificación Previa de los WPS
El Ingeniero puede aceptar evidencia
apropiadamente documentada de la calificación previa
de los WPS que se vayan a emplear. La aceptación de
la calificación de otros estándar es de responsabilidad
del Ingeniero, la cual va a ejercerse en base a la
estructura específica, o a las condiciones de servicio o
ambas. La Serie AWS B 2.1. XXX-XX sobre la Norma de
Especificaciones sobre el Procedimiento de Soldadura
puede, de esta manera, ser adaptada para usarla en
este Código.
4.1.1.3 Requerimientos para los ensayos de impacto (CVN) Cuando sea requerido por los planos de
contrato o especificaciones, los ensayos de impacto
deberán incluirse en la calificación de los WPS. Los
requerimientos y procedimientos de los ensayos de
impacto deberán estar en conformidad con las
estipulaciones del Anexo III, o según se especifique en
los documentos del contrato.
4.1.2 Calificación del Comportamiento (Performance)
del Personal de Soldadura
Los soldadores, operadores de soldaduras y
pinchadores que vayan a emplearse bajo este código, y
que utilicen la soldadura al arco protegido para los
procesos SMAW, SAW, GMAW, GTAW, FCAW, ESW o
EGW, deberán haber sido calificados mediante la
aplicación de pruebas, de acuerdo a lo descrito en la
Parte C de esta sección. (Ver comentario)
4.1.2.1 Calificación Previa de Comportamiento
(Performance)
La evidencia apropiadamente documentada de
la calificación previa de comportamiento de los
soldadores, los operadores de soldaduras y los
pinchadores pueden ser aceptadas con la aprobación
del Ingeniero. La aceptación de la calificación del
comportamiento (performance) de otros estándares es
de responsabilidad del Ingeniero, las cuales vayan a
ejercerse en base a la estructura específica, o a las
condiciones de servicio o ambas. Los soldadores y los
operadores de soldaduras calificados por pruebas
estándar para AWS B 2.1: “Norma para el Procedimiento
de Soldadura y Calificación de Comportamiento”,
pueden de este modo ser aceptadas para su uso en este
código.
4.1.2.2 Responsabilidad de Calificación Cada fabricante o contratista deberá ser
responsable de la calificación de los soldadores,
operadores de soldadura y pinchadores, ya sea que la
calificación sea efectuada por el fabricante, contratista o
una entidad independiente para pruebas.
4.1.3 Período de Efectividad
4.1.3.1 Soldadores y Operadores de Soldadura
La calificación del soldador o del operador de
soldadura, según lo especificado en este código, deberá
considerarse que queda en efecto indefinidamente, a
menos que: (1) el soldador no esté contratado
(empleado) en un proceso determinado de soldadura
para el cual el soldador o el operador de soldadura esté
calificado para un período que exceda los seis meses; o
(2) a menos que haya alguna razón específica para
cuestionar la habilidad del pinchador. (Ver 4.32.1)
4.1.3.2 Pinchadores Un pinchador que apruebe la prueba descrita
en la Parte C o las pruebas requeridas para la
calificación del soldador deberán considerarse elegibles
para realizar soldaduras por puntos (pinchazos)
indefinidamente en las posiciones y con el proceso para
el cual el pinchador esté calificado, a menos que haya
alguna razón específica para cuestionar la habilidad del
soldador. (Ver 4.32.2)
4.2 Requerimientos Comunes para la Calificación del
Comportamiento (Performance) del Personal de
Soldadura y de los WPS
4.2.1 Calificación de las Ediciones Anteriores
Las calificaciones que se realizaron y que
cumplieron con las ediciones anteriores de los AWS D
1.1 o AWS D 1.0 o AWS D 2.0 son válidas y pueden
usarse mientras esas ediciones estén vigentes. El uso
de ediciones anteriores deberá prohibirse para las
nuevas calificaciones, en lugar de las ediciones actuales;
a menos que la edición anterior específica esté
especificada en los documentos del contrato.
4.2.2 Envejecimiento
Cuando esté permitido por la especificación
del metal de aporte aplicable al metal de soldadura que
se esté sometiendo a ensayo, los especimenes de
pruebas de calificación totalmente soldados pueden
envejecerse térmicamente a 200º F – 220º F [95º C a
105º C] por 48 ± 2 horas.
4.2.3 Registros Los registros de los resultados de los ensayos
(pruebas) deberán guardarlos el fabricante o contratista
y tendrán que estar disponibles para aquellos que estén
autorizados para examinarlos.
4.2.4 Posiciones de las Soldaduras Todas las soldaduras deberán classificarse
como: planas (F), horizontales (H), verticales (V), y de
sobre-cabeza (OH); en conformidad con las definiciones
que muestran las Figuras 4.1 y 4.2.
Las posiciones de ensayo del armado
estructural se muestran en:
(1) Figura 4.3 (soldaduras ranuradas en planchas).
(2) Figura 4.4 (soldaduras ranuradas en cañerías o
tuberías).
(3) Figura 4.5 (soldaduras de filete en planchas).
(4) Figura 4.6 (soldaduras de filete en cañerías o
tuberías).
Parte B
Especificación del Procedimiento de Soldadura
(WPS)
4.3 Posiciones para la Producción de Soldaduras
Calificadas
Las posiciones de las soldaduras calificadas
por un WPS, deberán estar en conformidad con los
requerimientos de la Tabla 4.1.
4.4 Tipo de Pruebas de Calificación
El tipo y número de las pruebas de calificación
requeridos para calificar un WPS en cuanto a espesor,
diámetro dado, o ambos, deberán estar en conformidad
con la Tabla 4.2 (Penetración de Unión Completa); la
Tabla 4.3 (Penetración de Unión Parcial); o la Tabla 4.4
(Soldadura de Filete). Los detalles sobre los
requerimientos individuales de los Ensayos no-
destructivos (NDT) y los mecánicos, se encuentran en
las siguientes sub-secciones:
(1) Inspección Visual (Ver 4.8.1)
(2) Ensayo no-destructivo (Ver 4.8.2)
(3) Doblado de cara, raíz y lado (Ver 4.8.3.1)
(4) Sección reducida (Ver 4.8.3.4)
(5) Tensión del metal completamente soldado ( Ver
4.8.3.6)
(6) Macrografía (Ver 4.8.4)
4.5 Tipos de Soldadura para la Calificación de los
WPS
De acuerdo al propósito de calificación de los WPS, los
tipos de soldaduras deberán clasificarse como sigue:
(1) Soldaduras ranuradas de Penetración Completa para
Conexiones No-tubulares (Ver 4.9).
(2) Soldaduras ranuradas de Penetración Parcial para
Conexiones No-tubulares (Ver 4.10).
(3) Soldaduras de Filete para Conexiones Tubulares y
No-tubulares.
(4) Soldaduras ranuradas de Penetración Completa para
Conexiones Tubulares (Ver 4.12)
(5) Soldaduras ranuradas de Penetración Parcial para
Conexiones Tubulares en T, Y y K, y para Uniones a
tope (Ver 4.13).
(6) Las soldaduras tipo tapón redondo y tipo tapón
ranurado para conexiones tubulares y no-tubulares (Ver
4.14).
4.6 Preparación de los WPS
El fabricante o contratista deberá preparar por
escrito los procesos WPS que especifiquen todas las
variables esenciales aplicables a las que se hacen
referencia en 4.7. Los valores específicos para esas
variables de WPS deberán obtenerse del Registro de
Procedimiento de Calificación (PQR), el cual deberá
servir como confirmación escrita de una calificación de
WPS exitosa.
4.7 Variables Esenciales
4.7.1 Los procesos SMAW, SAW, GMAW, GTAW y
FCAW
Los cambios más allá de las limitaciones de
las variables esenciales del Registro de Procedimientos
de Calificación para los procesos SMAW, SAW, GMAW,
GTAW y FCAW que se muestran en las Tablas 4.5 y 4.6,
cuando se especifica el ensayo de impacto, deberá
requerir la re-calificación de los WPS (Ver 4.1.1.3).
4.7.2 Procesos ESW y EGW
Ver Tabla 4.7 para los cambios de las
variables esenciales que requieren de re-calificación de
los WPS para los procesos ESW y EGW.
4.7.3 Calificación del Metal – Base
Los metales base listados en la Tabla 3.1 que
están sujetos a las pruebas de calificación de los WPS
deberán calificar otros grupos de metal base en
conformidad con la Tabla 4.8. Los metales base que no
estén listados en la Tabla 3.1 o en el Anexo M deberán
calificar en conformidad con la Sección 4, y tener la
aprobación del Ingeniero.
Los WPS con aceros listados en el Anexo M
también deberán calificar con la Tabla 3.1 o con los
metales del Anexo M, el cual contiene las
recomendaciones para la resistencia del metal de aporte
calificado y las temperaturas mínimas de pre-
calentamiento y entre pasadas para ASTM A 514, A 517,
A 709 Grados 100 y 100W; aceros ASTM A 710 Grado A
(Clase 1 y 3), y ASTM A 871 Grados 60 y 65.
Las temperaturas de pre-calentamiento y
entre-pasadas inferiores a lo requerido por la Tabla 3.2,
o calculadas por el Anexo XI deberán calificarse
mediante ensayos aprobados por el Ingeniero.
4.8 Métodos de Prueba y Criterios de Aceptación
para la Calificación de los WPS
El armado estructural para las pruebas de
soldadura, en conformidad con 4.82 deberán tener
especimenes para ensayos preparados cortando la
plancha de ensayo, cañería o tubería que se muestran
en las Figuras 4.7 a 4.11, cualquiera sea aplicable. Los
especimenes para ensayos deberán estar preparados
para las pruebas en conformidad con las Figuras 4.12,
4.13, 4.14 y 4.18, según sea aplicable.
4.8.1 Inspección Visual
Para una calificación aceptable, las soldaduras
deberán cumplir con los siguientes requerimientos:
(1) La soldadura deberá estar libre de grietas.
(2) Todos los cráteres deberán llenarse en todo el corte
transversal de la soldadura.
(3) La cara de la soldadura deberá quedar rasante con la
superficie del metal base, y la soldadura deberá unirse
suavemente (en forma pareja) con el metal base. El
socavamiento no deberá exceder 1/32 pulgada [1 mm].
El refuerzo de la soldadura no deberá exceder 1/8
pulgada [3 mm].
(4) La raíz de la soldadura deberá ser inspeccionada, y
no deberá haber evidencia de grietas, fusión incompleta
o penetración inadecuada de la unión. Se permite una
superficie de raíz cóncava dentro de los límites que se
muestran a continuación, siempre que el espesor total
de la soldadura sea igual que o mayor a la del metal
base.
(5) La concavidad máxima de la cara de la raíz deberá
ser de 1/6 pulgadas [2 mm] y la fusión máxima completa
deberá ser 1/8 pulgada [3 mm]. Para las conexiones
tubulares en T, Y y K, la fusión total en la raíz es
considerada deseable y no deberá ser causa de
rechazo.
4.8.2 Ensayo no-destructivo (NDT)
Antes de preparar los especímenes para
ensayos mecánicos, la plancha de prueba de
calificación, la cañería o tubería deberán someterse a
ensayos no-destructivos para calificación, tal como
sigue:
4.8.2.1 El ensayo radiográfico (RT) o el ensayo
ultrasónico (UT)
Deberá utilizarse uno de los dos. La longitud
completa de la soldadura en las planchas de ensaayo,
excepto las longitudes eliminadas en cada extremo,
deberán examinarse en conformidad con la Sección 6,
Parte E o F. Para los componentes tubulares, la
circunferencia total de la soldadura completa deberá
examinarse en conformidad con la Sección 6, Parte C.
4.8.2.2 Criterios de Aceptación de RT o NT
Para una calificación aceptable, la soldadura,
según lo revelado por el Ensayo Radiográfico o el
ultrasónico, deberán estar en conformidad con los
requerimientos de la Sección 6, Parte C.
4.8.3 Pruaba mecánica
La prueba mecánica será como sigue:
4.8.3.1 Probetas de doblado de lado, raíz y cara
(Ver Figura 4.12 en cuanto a doblado de raíz y
de cara. La figura 4.13 para doblado de lado). Cada
espécimen deberá doblarse en una plantilla de prueba
que cumpla con los requerimientos que muestran las
Figuras 4.15 a la 4.17, o que esté sustancialmente en
conformidad con esas cifras (figuras), siempre que el
radio máximo de dobladura no sea excedido. Cualquier
medio conveniente puede usarse para mover (trasladar)
el pistón tubular con relación al punzón embutidor. La
probeta deberá estar colocada en el punzón embutidor
de la plantilla con la soldadura en la mitad del radio de
acción.
Las probetas de doblado de cara deberán
colocarse con la cara de la soldadura dirigida hacia la
abertura. Los especimenes de sondeo para la soldadura
de filete y la curvatura de la raíz deberán colocarse con
la raíz de la soldadura hacia la abertura. Los
especimenes de doblado de lado deberán colocarse con
ese lado que muestre la mayor discontinuidad, si la
hubiera, dirigida hacia la abertura.
El pistón tubular deberá forzar la probeta en el
punzón embutidor hasta que el espécimen tome la forma
de U. La soldadura y el ZAT deberán centrarse y quedar
completamente adentro de la porción inclinada de la
probeta después del ensayo. Cuando se utiliza la
plantilla de envoltura completa, la probeta deberá quedar
firmemente encajada (apretada) en un extremo, de modo
que no haya deslizamiento de ésta durante la operación
de doblado. La soldadura y las ZAT deberán estar en la
porción completamente doblada del espécimen después
del ensayo. Las probetas de ensayo deberán quitarse de
la plantilla cuando el rodillo externo se haya movido en
180º desde el punto de partida.
4.8.3.2 Especimenes de Doblado Longitudinal
Cuando las combinaciones de materiales
difieran notoriamente en cuanto a las propiedades
mecánicas de doblado, como entre dos materiales base,
o entre el metal de soldadura y el metal base, pueden
utilizarse los ensayos longitudinales de doblado
(superficie y raíz) en vez de los ensayos transversales
de doblado de superficie y raíz. Las armazones
estructurales para pruebas de soldaduras que estén en
conformidad con 4.8.2, deberán tener preparados
especimenes de muestra para ensayos cortando la
plancha de prueba, según se muestran en las Figuras
4.10 o 4.11; cualquiera sea aplicable. Los especimenes
de muestra para ensayos de la prueba longitudinal de
doblado deberán prepararse para la prueba de acuerdo
con lo que se muestra en la Figura 4.12.
4.8.3.3 Criterios de Aceptación para los Ensayos
de Doblado
La superficie convexa del espécimen de
muestra para ensayo de doblado deberá examinarse
visualmente en cuanto a discontinuidades superficiales.
Para su aceptación, la superficie no deberá contener
discontinuidades que excedan las siguientes
dimensiones:
(1) 1/8 pulgada [3 mm] medida en cualquier dirección
sobre la superficie.
(2) 3/8 pulgada [10 mm] - la suma de las dimensiones
mayores de todas las discontinuidades que excedan
1/32 pulgadas [1 mm], pero, menores que o iguales a 1/8
pulgada [3mm].
(3) 1/4 pulgada [6 mm] – el máximo agrietamiento de
esquina, excepto cuando éste fuera el resultado de la
acumulación visible de escoria o de oto tipo de
discontinuidad de fusión; entonces deberá aplicarse el
máximo de 1/8 pulgada [3 mm].
Los especimenes con agrietamiento de
esquina que excedan 1/4 pulgada [6 mm] que no
presenten evidencias de acumulación de escoria u otros
tipos de discontinuidades de fusión deberán descartarse,
y deberá someterse a prueba un espécimen de
reemplazo para ensayo de la soldadura original.
4.8.3.4 Especimenes de muestra para Tensión de
Sección Reducida
(Ver Fig. 4.14)
Antes del ensayo, deberá medirse el ancho
menor y el espesor correspondiente de la sección
reducida. El espécimen de muestra deberá romperse
bajo el esfuerzo de tensión (carga límite de rotura) y la
carga máxima deberá determinarse. El área transversal
se obtendrá multiplicando el ancho por el espesor. El
esfuerzo de tensión se obtendrá dividiendo la carga
máxima por el área transversal.
4.8.3.5 Criterios de Aceptación para el Ensayo de
Tensión de la Sección-Reducida
El esfuerzo de tensión (carga límite de rotura)
no deberá ser menor que el mínimo del rango de tensión
especificado del metal base utilizado.
4.8.3.6 Espécimen de muestra para la tensión de
todo el Metal de Soldadura (Ver Figura 4.18)
El espécimen de muestra para ensayo deberá
someterse a prueba en conformidad con la Norma ASTM
A 370; “Prueba Mecánica de los Productos de Acero”.
4.8.4 Prueba de Macrografía
Los especimenes de muestra para ensayos de
soldadura deberán prepararse con un acabado
apropiado para el examen de macrografía. Deberá
utilizarse una solución apropiada para el decapado con
ácido (la corrosión) para entregar una clara definición de
la soldadura.
4.8.4.1 Criterios de Aceptación para la Prueba de
Macrografía
Para una calificación aceptable, el espécimen
de muestra para ensayo, cuando se inspeccione
visualmente, deberá estar en conformidad con los
siguientes requerimientos:
(1) Soldaduras ranuradas de penetración parcial; el
tamaño real de la soldadura deberá ser igual que o
mayor al tamaño especificado de la soldadura (E).
(2) Las soldaduras de filete deberán combinarse por
fusión hasta la raíz de la unión, pero no necesariamente
más allá de ella.
(3) El tamaño mínimo del lado (pierna) deberá cumplir
con el tamaño especificado de la soldadura de filete.
(4) Las soldaduras ranuradas de penetración parcial y
las soldaduras de filete deberán tener lo siguiente:
(a) Sin grietas
(b) Fusión completa entre capas adyacentes de los
metales de soldadura y entre el metal de soldadura y el
metal base.
(c) Los perfiles de soldadura deberán estar en
conformidad con el detalle especificado, pero scon
ninguna de las variaciones prohibidas en 5.24.
(d) El socavado no deberá exceder 1/32 pulgada [1 mm].
4.8.5 Nuevos ensayos (Re-testeo)
Si alguno de los especimenes de muestra para
ensayos de todos aquellos testeados no cumple con los
requerimientos de la prueba, pueden efectuarse dos
nuevos ensayos (re-testeos) para ese tipo particular de
espécimen, con especimenes de muestra para ensayos
cortados a partir del mismo material de los WPS
calificados. Los resultados de ambos especimenes de
muestras para ensayos deberán cumplir con los
requerimientos de la prueba. Para material de un
espesor superior a 1-1/2 pulgadas [38], la falla de un
espécimen requerirá las pruebas de todos los
especimenes del mismo tipo a partir de dos
localizaciones adicionales en el material de prueba.
4.9 Soldaduras ranuradas de Penetración Completa
para Conexiones no-tubulares
Ver Tabla 4.2 (1) sobre los requerimientos
para calificar un WPS de una soldadura de penetración
completa en conexiones no-tubulares. Ver Figuras 4.9 –
4.11 para una plancha de prueba apropiada.
4.9.1.1 Uniones en T o de Esquina
Los especimenes de muestra para ensayos de
soldaduras ranuradas, en T o en esquina deberán ser
uniones a tope, que tengan la misma configuración de
ranura que la unión en T o de esquina que vaya a
utilizarse en la construcción, excepto que la profundidad
de la ranura no necesita exceder 1 pulgada [25 mm].
4.10 Soldaduras Ranuradas de Penetración Parcial
para Conexiones no-tubulares
4.10.1 Tipo y número de especimenes de muestra
que se van a someter a ensayo (testear)
El tipo y la cantidad de especimenes que
deberán someterse a prueba para un WPS calificado, se
muestran en la Tabla 4.3. Deberá hacerse una soldadura
de muestra utilizando el tipo de diseño de ranura y el
WPS que vaya a usarse en la construcción, excepto que
la profundidad de la ranura no necesita exceder 1
pulgada [25 mm]. Para la prueba de macrografía que se
requiere a continuación, puede usarse cualquier acero
de los Grupos I, II y III de la Tabla 3.1 para calificar el
tamaño de soldadura de cualquiera de los aceros o la
combinación de aceros en esos grupos. Si la soldadura
ranurada de penetración parcial se va a usar para las
uniones en T o de esquina, la unión a tope deberá tener
una plancha de restricción temporal en la planicie de la
cara cuadrada para simular la configuración de la unión
en T. Las soldaduras de muestra deberán someterse a
prueba de la siguiente manera:
4.10.2 Verificación del tamaño de la Soldadura
mediante la Prueba de Macrografía
Para los WPS que estén en conformidad con
todos los aspectos con la Sección 4, deberán prepararse
tres especimenes transversales para la macrografía con
la finalidad de demostrar que se cumpla con el tamaño
designado (diseñado) de la soldadura, (que se obtiene
de los requerimientos de los WPS).
4.10.3 Verificación de los WPS para Soldaduras
Ranuradas de Penetración Completa mediante la
prueba de Macrografía
Cuando un WPS ha sido calificada para una
soldadura ranurada de penetración completa y es
aplicada a las condiciones de soldadura de una
soldadura ranurada de penetración parcial, deberá
requerirse tres especimenes transversales de muestra
para pruebas de macrografía con la finalidad de
demostrar que el tamaño especificado de la soldadura
sea igualado o excedido.
4.10.4 Otras verificaciones de WPS mediante
Pruebas de Macrografía
Si un WPS no está cubierta, ya sea por 4.10.2
o 4.10.3, o si las condiciones de soldadura no cumplen
con un estatus precalificado, o si estas no han sido
utilizadas y sometidas a pruebas para una soldadura de
penetración completa en una unión a tope, entonces
deberá prepararse una unión de muestra, y la primera
operación deberá ser la de fabricar un espécimen de
muestra para la prueba de macrografía con la finalidad
de determinar el tamaño de la soldadura de la unión.
Entonces, el exceso de material deberá maquinarse en
el lado del fondo de la unión hasta el espesor del tamaño
de la soldadura. Deberán preparase los especimenes de
muestra para las pruebas de tensión y curvatura y
realizarse según lo requerido para las soldaduras
ranuradas de penetración completa. (Ver 4.9)
4.10.5 Soldaduras Ranuradas – Enflanchadas
Los tamaños efectivos de las soldaduras para
las soldaduras ranuradas – enflanchadas calificadas
deberán determinarse por lo siguiente:
(1) Cuando sea requerido por el Ingeniero, deberán
utilizarse las secciones de pruebas para verificar que el
tamaño efectivo de la soldadura se obtenga
consistentemente.
(2) Para un set (grupo) determinado de condiciones de
los WPS, si el Contratista ha demostrado una producción
consistente de tamaños efectivos de soldaduras
mayores que las que se muestran en la Tabla 2.1, el
Contratista puede establecer tales tamaños efectivos
mayores de soldaduras mediante la calificación.
(3) La calificación requerida por (2) deberá consistir en el
seccionamiento del componente redondeado, normal a
su eje, a una longitud media y en los extremos de la
soldadura. Tal seccionamiento deberá hacerse en una
cantidad de combinaciones de tamaños de materiales
que sean representativos del rango utilizado por el
Contratista en la construcción o según lo requerido por el
Ingeniero.
4.11 Requerimientos de la Calificación de la
Soldadura de Filete para Conexiones tubulares y No-
tubulares
4.11.1 Tipo y número de especimenes
El tipo y la cantidad de especimenes que
deberán someterse a prueba para calificar un WPS de
soldadura de filete se muestra en la Tabla 4.4.
4.11.2 Prueba de Soldadura de Filete
Una unión en T soldada con filete, según se
muestra en la Figura 4.19 para la plancha, o en la Figura
4.20 para tubería (Detalle A o Detalle B), deberá
realizarse para cada WPS y para la posición que debe
usarse en la construcción.
Una soldadura de prueba deberá ser una
soldadura de filete de una sola pasada de tamaño
máximo, y una soldadura de prueba deberá ser una
soldadura de filete de múltiples pasadas de tamaño
mínimo utilizadas en la construcción. Estas dos pruebas
de soldaduras de filete pueden combinarse en una sola
pieza soldada de prueba o de un conjunto armado. La
pieza soldada deberá cortarse en forma perpendicular a
la dirección de la soldadura en los lugares que se
muestran en la Figura 4.19 o en la Figura 4.20, según
sea aplicable. Los especímenes que representan una
cara de cada corte constituirán un espécimen de
muestra de prueba de macrografía y deberá someterse a
prueba en conformidad con 4.8.4.
4.11.3 Prueba de Verificación de Consumibles
Si, tanto, el consumible para soldar propuesto
y el WPS propuesto para soldar la plancha de prueba de
soldadura de filete, o la tubería de prueba descrita en
4.11.2 no están precalificadas ni calificadas de otro
modo por la Sección 4, es decir,
(1) Si los consumibles utilizados para soldar no están en
conformidad con las estipulaciones de precalificación de
la Sección 3; y también
(2) Si el WPS que utiliza el consumible propuesto no ha
sido establecido por el contratista en conformidad, ya
sea, con 4.9 o 4.10, entonces deberá soldarse una
plancha de prueba de soldadura ranurada de
penetración completa para calificar la combinación
propuesta.
La plancha de prueba deberá soldarse como sigue:
(1) La plancha de prueba deberá tener la configuración
ranurada que se muestra en la Figura 4.21 (Figura 4.22
para el proceso SAW) con backing de acero.
(2) La placa deberá soldarse en posición (plana) 1G.
(3) La longitud de la placa deberá ser adecuada para
proporcionar los especimenes de muestra para pruebas
requeridos y orientados según se muestra en la Figura
4.23.
(4) Las condiciones de las soldaduras de prueba en
cuanto a corriente, voltaje, velocidad de avance y flujo
de gas deberán aproximarse a aquellas que van a
utilizarse para producir soldaduras de filete en forma tan
práctica como sea posible.
Estas condiciones establecen el WPS, desde
las cuales, cuando se realizan soldaduras de filete, los
cambios en las variables esenciales se medirán en
conformidad con 4.7. La plancha de prueba deberá
someterse a prueba de la siguiente manera:
(1) Dos probetas de doblado de lado (Figura 4.13) y una
probeta para prueba de tensión del metal de soldadura
(del resto) (Figura 4.18), deberán obtenerse de la
probeta de prueba, según se muestra en la Figura 4.23.
(2) Dos probetas de doblado deberán ser testeadas en
conformidad con 4.8.3.1. Estos resultados deberán estar
en conformidad con los requerimientos de 4.8.3.3.
(3) La tensión de la probeta para prueba deberá ser
sometida a prueba en conformidad con 4.8.3.6. El
resultado de la prueba deberá determinar el nivel de
resistencia para el consumible de soldadura, el cual
deberá estar en conformidad con los requerimientos de
la Tabla 2.3, o del nivel de resistencia del metal base
que se esté soldando.
4.12 Soldaduras Ranuradas de Penetración
Completa para Conexiones Tubulares
Las soldaduras ranuradas de penetración
completa deberán clasificarse de la siguiente manera:
(1) Uniones a tope de penetración completa con backing
o con torchado (Ver 4.12.1).
(2) Uniones a tope de penetración completa sin backing
soldado sólo de un lado (Ver 4.12.2).
(3) Conexiones en T, Y y en K con backing o con
torchado (Ver 4.12.3).
(4) Conexiones en T, Y y en K sin backing soldado sólo
de un lado (Ver 4.12.4).
4.12.1 Uniones a tope de Penetración Completa
con Backing o con Torchado
Un WPS con backing o con torchado deberá
ser calificado utilizando el detalle que se muestra en la
Figura 4.24 (con torchado) o la Figura 4.25 (con
backing).
4.12.2 Uniones a tope de Penetración Completa
sin Backing soldado sólo de un lado
Un WPS sin backing soldado sólo de un lado
deberá calificarse utilizando el detalle de unión que se
muestra en la Figura 4.24.
4.12.3 Conexiones en T, Y o en K con Backing o con
Torchado
Un WPS para conexiones tubulares en T, Y o
K con backing o con torchado deberá calificarse
utilizando:
(1) El diámetro externo (OD) nominal apropiado de la
tubería de la Tabla 4.2 (2), y ,
(2) El detalle de la unión de la Figura 4.25, o
(3) Para tuberías con diámetros externos (OD)
nominales iguales que o mayores a 24 pulgadas [600
mm], la calificación de una plancha en conformidad con
4.9, utilizando el detalle de la unión de la Figura 4.25.
4.12.4 Conexiones en T, Y o K sin Backing soldado
sólo de un lado
Cuando se requiera calificación, un WPS para
conexiones en T, Y o K sin backing soldado sólo de un
lado requerirá lo siguiente:
4.12.4.1 WPS sin estatus precalificado
Para un WPS, cuyas variables esenciales
estén fuera del rango precalificado, la calificación para
las soldaduras ranuradas en componentes tubulares de
penetración completa requerirá lo siguiente:
(1) La calificación deberá estar en conformidad con la
Figura 4.27 para tuberías o con la Figura 4.28 para
tuberías rectangulares.
(2) Una Unión de Muestra o un Modelo Tubular: La
unión de muestra o el modelo tubular deberán
proporcionar a lo menos una sección de prueba de
macrografía para cada una de las siguientes
condiciones:
(a) La ranura que combine la mayor profundidad de ésta
con el ángulo menor de ranura, o la combinación de
ranuras que se vayan a utilizar: realice la prueba con
soldadura en posición vertical.
(b) La abertura más angosta de la raíz que se vaya a
utilizar con un ángulo de ranura de 37.5º; una prueba de
soldadura en la posición plana y una prueba de
soldadura con posición de sobre-cabeza.
(c) La abertura más ancha de la raíz que se va a utilizar
con un ángulo de ranura de 37.5º; una prueba de
soldadura a realizarse en posición plana y una prueba
de soldadura en posición de sobre-cabeza.
(d) Sólo para conexiones rectangulares calificadas, el
ángulo mínimo de ranura, la dimensión de esquina y el
radio de esquina que se vayan a utilizar en combinación:
una prueba en posición horizontal.
(3) Las probetas de prueba para macrografía requeridas
en (1) y (2) anteriores, deberán examinarse en cuanto a
discontinuidades y deberán tener:
(a) Ninguna grieta
(b) Fusión completa entre las capas adyacentes del
metal de soldadura y entre el metal de soldadura y el
metal base.
(c) Los detalles de soldaduras deberán estar en
conformidad con el detalle especificado, pero con
ninguna de las variaciones prohibidas en 5.24.
(d) Ningún socavamiento excederá los valores
permitidos en 6.9
(e) Para la porosidad de 1/32 pulgadas [1 mm] o mayor,
la porosidad acumulada no deberá exceder 1/4 de
pulgada [6 mm].
(f) NO deberrá acumularse escoria, la suma de la
dimensión mayor no deberá exceder 1/4 pulgadas [6
mm].
Aquellos especimenes que no estén en
conformidad con el punto (a) hasta el punto (f) deberán
considerarse inaceptables; y desde el punto (b) al (f) no
se considerarán aplicables para soldadura por detrás (de
respaldo).
4.12.4.2 Las Soldaduras Ranuradas de Penetración
Completa en WPS en Conexiones en T, Y o K con
Ángulos diedros menores que 30º
Se deberá requerir la unión de muestra
descrita en 4.12.4.1 (2) (a). Las 3 secciones para
muestras de prueba de macrografía deberán cortarse de
los especimenes de prueba y deberán estar en
conformidad con los requerimientos de 4.12.4.1 (3), y
deberán mostrar la soldadura teórica requerida, (con la
debida tolerancia para las soldaduras por detrás que
vayan a descontarse, según muestran los detalles C y D
de las Figuras 3.8 - 3.10). Ver Figura 4.26 en cuanto a
detalles de la unión de prueba.
4.12.4.3 Soldaduras ranuradas de penetración
completa WPS en conexiones en T, Y o K que
utilizan el proceso GMAW-S
Para conexiones en T, Y y K, en donde se
utilice el proceso GMAW-S, deberá requerirse la
calificación en conformidad con la Sección 4, previo a la
soldadura de las configuraciones estándar de la uniones
detalladas en 3.13.4. La unión testeada deberá
incorporar una soldadura de ranura en bisel simple de
37,5°, la excentricidad de la raíz y el segmento de
restricción, según se muestra en la figura 4.27.
4.12.4.4 Piezas soldadas que requieren la prueba de
impacto
Las especificaciones del proceso de soldadura
para uniones a tope (cordones longitudinales o
circunferenciales) dentro de 0.5D de los componentes
secundarios anexados, en latas de unión para
conexiones tubulares que requieren la prueba de
impacto en 2.26.2.2, deberán requerirse para demostrar
la energía absorbida en la prueba de impacto del metal
de soldadura de 20 pies – libra [27 J] en la Temperatura
de Servicio más baja anticipada (LAST), o 0° F [-18° C];
cualquiera que sea menor. Si las especificaciones AWS
para los materiales de soldadura que se vayan a utilizar
no cumplen con este requerimiento, o si la producción de
soldadura está fuera de rango de acuerdo al ensayo
anterior; por ejemplo, las pruebas de AWS en cuanto a
las especificaciones del metal de aporte, entonces las
pruebas de impacto para el metal de soldadura deberán
efectuarse durante la calificación del WPS; según se
describe en el Anexo III.
4.13 Conexiones tubulares de penetración parcial en
T, Y o K y uniones a tope.
Cuando las soldaduras ranuradas de
penetración parcial se especifican en conexiones T, Y o
K; o en las soldaduras a tope la calificación deberá estar
en conformidad con la Tabla 4.3.
4.14 Soldaduras en forma de tapón redondo y en
forma de tapón alargado para conexiones tubulares
y no tubulares.
Cuando se especifican las soldaduras
ranuradas tipo tapón redondo y tipo tapón alargado, los
procesos de calificación de WPS deberán estar en
conformidad con 4.29.
4.15 Procesos de Soldadura que requieren
calificación
4.15.1 Pueden utilizarse los procesos ESW, EGW,
GTAW y GMAW-S, siempre que los procesos de
calificación de WPS estén calificados en conformidad
con los requerimientos de la Sección 4. Ver Anexo A
para el proceso GMAW-S. Tenga en cuenta que las
limitaciones de las variables esenciales en la Tabla 4.5
para el proceso GMAW también se aplicará para el
proceso GMAW-S.
4.15.2 Otros procesos de Soldadura
Pueden utilizarse otros procesos de soldadura
que no estén cubiertos por 3.2.1 a 4.15.1, siempre que
los procesos de WPS califiquen mediante las pruebas
aplicables que se describen en la Sección 4 y que estén
aprobados por el Ingeniero. En conjunto con las
pruebas, los procesos de WPS y la limitación de las
variables esenciales aplicables a los procesos
específicos de soldaduras deberán establecerse por
parte del Contratista que desarrolle el proceso WPS. El
rango de las variables esenciales deberá basarse en
evidencia documentada de la experiencia con el
proceso, o deberá efectuarse una serie de pruebas para
establecer el límite de las variables esenciales.
Cualquier cambio en las variables esenciales fuera del
rango así establecido, deberá requerir recalificación.
4.16 Requerimiento del WPS (proceso GTAW)
Previo al uso, el Contratista deberá preparar
un WPS y calificar cada uno en conformidad con los
requerimientos de la Sección 4.
4.17 Requerimiento del Proceso de Soldadura
(procesos ESW / EGW)
Previo al uso, el Contratista deberá preparar y
calificar cada procedimiento de soldadura para el
proceso ESW o EGW que vaya a utilizar de acuerdo a
los requerimientos de la Sección 4. Los WPS deberán
incluir los detalles de la unión, el tipo y diámetro del
metal de aporte, el amparaje, voltage (tipo y polaridad),
velocidad de avance vertical si no es una función
automática de longitud de arco o la cantidad de depósito,
la oscilación (velocidad transversal, longitud y tiempo de
breve parada de movimiento), tipo de protección
incluyendo la velocidad de flujo y el punto de rocío del
gas o del tipo de fundente, tipo de zapata de moldura,
PWHT si se usa, y otra deformación pertinente.
4.17.1 Calificación previa
Con la aprobación del Ingeniero, puede
aceptarse la evidencia apropiadamente documentada de
la calificación previa de los procesos de los WPS que se
vayan a emplear.
4.17.2 Requerimientos para la Prueba de Tensión de
todo el metal de soldadura.
Previo al uso, el Contratista deberá demostrar,
por medio de la prueba descrita en la Sección 4, que
cada combinación del metal de protección y metal de
aporte producirá metal de soldadura que tenga las
propiedades mecánicas especificadas en la reciente
edición de AWS A5.25, “Especificación para acero al
Carbono y los electrodos de acero de baja aleación y los
fundentes para Soldadura Electroslag” (Escoria
electrostática), o la edición más reciente de AWS A5.26:
“Especificación para acero al Carbono y electrodos de
acero de baja aleación para Soldadura electrogas”,
según sea aplicable, cuando esté soldado en
conformidad con el WPS.
PARTE C
Calificación del Comportamiento
4.18 General
Las pruebas de calificación de performance
requeridas por este código son pruebas específicamente
creadas para determinar la habilidad del soldador, un
operador de soldadura o de un pinchador para producir
buenas soldaduras. Las pruebas de calificación no tiene
la intención de ser utilizadas como pautas para todas las
soldaduras o para las soldaduras por puntos (pinchazos)
durante la construcción real. Estas últimas deberán
efectuarse en conformidad con un WPS.
4.18.1.1 Soldadores
Las posiciones de producción de soldaduras
para las que un soldador esté calificado deberán estar
en conformidad con la Tabla 4.9.
4.18.1.2 Operadores de Soldaduras
La calificación de un operador de soldadura en
una plancha en el 1G (posición plana) o 2G (posición
horizontal) calificará al operador de soldadura para
soldar una cañería o tubería mayor que 24 pulgadas
[600 mm] de diámetro o una plancha para la posición
calificada, excepto que la calificación en la posición 1G
también deberá calificar para soldadura de filete en las
posiciones 1F y 2F, y la calificación en la posición 2G
también deberá calificar para las soldaduras de ranura
en la posición 1G, y para la soldadura de filete en las
posiciones 1F y 2F.
4.18.1.3 Pinchadores
Un pinchador deberá ser calificado por una
plancha de prueba en cada posición en la cual se vaya a
efectuar una soldadura por puntos.
4.18.2 Espesores y Diámetros para la Producción de
Soldadura Calificada
4.18.2.1 Soldadores u Operadores de Soldadura
El rango de espesores y diámetros de la
producción de soldaduras calificadas para las que un
soldador u operador de soldadura califiquen, deberá
estar en conformidad con la Tabla 4.10.
4.18.2.2 Pinchadores
La calificación del pinchador deberá calificar
para espesores mayores que o iguales a 1/8 pulgada [3
mm] y todos los diámetros.
4.18.3 Calificación del Soldador y del Operador de
Soldaduras mediante de la Prueba de Calificación de
WPS
Un soldador u operador de soldaduras también
puede ser calificado para soldar una placa de prueba de
calificación WPS, una cañería o tubería que cumpla con
los requerimientos de 4.8. Por lo tanto, el soldador o el
operador de soldadura está calificado en conformidad
con 4.18.1 y 4.18.2.
4.19 Tipo de Prueba de Calificación Requerida
4.19.1 Soldadores y Operadores de soldadura
El tipo y el número de pruebas de calificación
requeridas para los soldadores u operadores de
soldaduras deberán estar en conformidad con la Tabla
4.10. Los detalles de los requerimientos de los Ensayos
no – destructivos y de las pruebas mecánicas se
encuentran en las siguientes subsecciones.
1) Inspección visual (Ver 4.81) (Use los requerimientos
de WPS)
2) Doblado de laaado, cara y raíz (Ver 4.8.3.1) (use los
requerimientos de WPS)
3) Macrografía (Ver 4.30.2)
4) Interrupción de la Soldadura de filete (Ver 4.30.4)
4.19.1.1 Substitución de la Prueba Radiográfica por
ensayos de doblado guiados
Excepto para uniones soldadas por el proceso
GMAW-S, el examen radiográfico de una probeta de
plancha o cañería para precalificación de un soldador u
operador puede realizarse en lugar de los ensayos de
doblado guiados descritos en la Parte C (Ver 4.30.3 para
requerimientos RT).
En vez de las pruebas mecánicas o RT o de la
calificación de estructuras armadas, un operador de
soldadura puede ser calificado por RT de las15 pulgadas
iniciales [380 mm] de una producción de una soldadura
de ranura. El rango de espesor del material calificado
deberá ser el que se muestra en la Tabla 4.10.
4.19.1.2 Pruebas de doblado guiados
Los especimenes de muestra para pruebas
mecánicas deberán prepararse cortando la plancha de
prueba, la cañería o tubería, según se muestra en las
figuras 4.21, 4.29, 4.30, 4.31, 4.32 y 4.33 para la
calificación del soldador, o las Figuras 4.22, 4.32 o 4.35
para la calificación del operador de soldaduras;
cualquiera que sea aplicable. Estos especimenes
deberán ser aproximadamente rectangulares en la
sección transversal, y preparados para las pruebas en
conformidad con las Figuras 4.12, 4.13, 4.14 o 4.18;
cualquiera que sea aplicable.
4.19.2 Pinchadores
El pinchador deberá hacer una soldadura por
punto de un tamaño máximo de ¼ de pulgada [6 mm],
aproximadamente de una longitud de 2 pulgadas [50
mm] en el especimen de interrupción de la soldadura de
filete; tal como aparece en la Figura 4.38.
4.19.2.1 Envergadura de la Calificación
Un pinchador que apruebe la prueba de la
interrupción de la soldadura deberá estar calificado para
soldar por puntos (pinchar) todos los tipos de uniones
(excepto las soldaduras de ranura de penetración
completa soldadas de un lado sin “backing”; por ejemplo,
uniones a tope y conexiones en T, Y y K) para el
proceso y en la posición en la cual el pinchador esté
calificado.
Las soldaduras por puntos en la excepción anterior
deberán ser efectuadas por soldadores totalmente
calificados para el proceso y en la posición en la cual
debe hacerse la soldadura.
4.20 Tipos de soldadura para calificación del
comportamiento (Performance) del Operador de
Soldaduras, y del Soldador.
Con el propósito de la calificación del soldador
y del operador de soldaduras, los tipos de soldaduras
deberán clasificarse como sigue:
1) Soldaduras de ranura de penetración completa para
conexiones no tubulares (Ver 4.23)
2) Soldaduras de ranura de penetración parcial para
conexiones no tubulares (Ver 4.24)
3) Soldaduras de filete para conexiones no tubulares
(Ver 4.25)
4) Soldaduras de ranura de penetración completa para
conexiones tubulares (Ver 4.26)
5) Soldaduras de ranura de penetración completa para
conexiones tubulares (Ver 4.27)
6) Soldaduras de filete para conexiones tubulares (Ver
4.28)
7) Soldaduras tipo tapón redondo o tipo tapón alargado
para conexiones tubulares y no tubulares (Ver 4.29)
4.21 Preparación de formularios para calificación de
cumplimiento (Performance)
El personal de soldadura deberá seguir un
WPS aplicable para la prueba de calificación requerida.
Deberán aplicarse todas las limitaciones de las variables
esenciales WPS de 4.7, además de las variables
esenciales de comportamiento de 4.22.
“El registro de Calificación de Comportamiento de
Soldadura” (WPQR) deberá servir como verificación
escrita y listará todas las variables esenciales de la
Tabla 4.11. Las formas sugeridas se encuentran en el
Anexo E.
4.22 Variables esenciales
Los cambios más allá de la limitación de
variables esenciales para los soldadores, operadores de
soldadura o pinchadotes que aparecen en la Tabla 4.11
deberán requerir recalificación.
4.23 Soldaduras de ranura de penetración completa para
conexiones no tubulares.
Ver Tabla 4.9 para los requerimientos de la
calificación del soldador o del operador de soldadura en
conexiones no tubulares. Tome en cuenta que la
calificación en uniones con “backing” califica para
uniones de producción de soldaduras que son torchadas
y soldadas desde el segundo lado.
4.23.1 Planchas de calificación del soldador
Los siguientes números de figuras se aplican a
los requerimientos de posición y espesor para los
soldadores.
1) Figura 4.21- Todas las posiciones – Espesor ilimitado
2) Figura 4.29 – Posición horizontal – Espesor ilimitado
3) Figura 4.30 – Todas las posiciones – Espesor limitado
4) Figura 4.31 – Posición horizontal – Espesor limitado
4.23.2 Plancha de Calificación del Operador de
Soldaduras para los procesos ESW / EGW
La plancha de prueba para la calificación de un
operador de soldadura que no utilice los procedimientos
EGW o ESW o soldaduras tipo tapón redondo deberá
estar en conformidad con la Figura 4.22. Esta deberá
calificar a un operador de soldaduras para las
soldaduras de ranura y de filete en material de espesor
ilimitado para el proceso y posiciones testeadas.
La prueba de calificación para un operador de
soldaduras con los procedimientos ESW o EGW deberá
consistir en soldar una unión del espesor máximo del
material que se va a utilizar en la construcción, pero el
espesor del material de la soldadura de prueba no
necesita exceder 1-1/2 pulgadas [38 mm], (Ver Fig.
4.35). Si se efectúa una prueba de soldadura de espesor
de 1-1/2 pulgada [38 mm] no es necesario realizar una
prueba para un espesor menor. La prueba deberá
calificar al operador de soldadura para aquellas
soldaduras de ranura y de filete en material de espesor
ilimitado para esta prueba de proceso y posición.
4.24 Soldaduras Ranuradas de Penetración
parcial para conexiones no tubulares.
La calificación para soldaduras de ranura de penetración
completa deberá calificar para todas las soldaduras de
ranura de penetración parcial.
4.25 Soldaduras de Filete para conexiones no
tubulares
La calificación de las soldaduras de ranura de
penetración completa deberán calificar para las
soldaduras de filete. Sin embargo, en donde sólo se
requiera la calificación de la soldadura de filete, vea la
Tabla 4.10.
4.26 Soldaduras de ranura de penetración completa
para conexiones tubulares
Las pruebas para calificación del soldador o
del operador de soldaduras deberá utilizar los siguientes
detalles:
(1) Uniones a tope de las soldaduras de ranura de
penetración completa con “backing” o torchado en la
cañería. Use Fig. 4.25
(2) Uniones a tope de las soldaduras de ranura de
penetración completa sin “backing” o torchado. Use Fig.
4.24.
(3) Uniones a tope de las soldaduras de ranura de
penetración completa o conexiones en T, Y y K con
“backing” en tuberías rectangulares. Use Fig. 4.25 en
cañerías (cualquier diámetro), plancha o tubería
rectangular.
(4) Conexiones en T, Y y K de soldaduras de ranura de
penetración completa, soldadas de un lado con “backing”
en la tubería. Utilice la Fig. 4.25 en tuberías de diámetro
apropiado.
(5) Conexiones en T, Y y K de soldaduras de ranura de
penetración completa, soldadas de un lado sin “backing”
en la tubería. Use Fig. 4.27
(6) Conexión en T, Y y K de soldaduras de ranura de
penetración completa, soldadas de un lado sin “backing”
o torchado en la tubería rectangular. Las opciones son
las siguientes:
(a) Figura 4.27 en cañería (cualquier diámetro) o en
tubería rectangular, más Fig. 4.28 en tubería rectangular.
(b) Figura 4.27 en tubería rectangular con especimenes
de muestra para ensayo de macrografía que se han
quitado de las ubicaciones que se muestran en la Fig.
4.28.
Ver Tabla 4.10 para los rangos de producción
de diámetro y espesor calificados para la prueba de
diámetros y espesores del armado estructural.
4.26.1 Otros detalles de la unión de los WPS
Para los detalles de la unión de WPS, o de
profundidad asumida para soldaduras de buena calidad
que sean más difíciles que las descritas aquí, deberá
efectuarse una prueba que se describe en 4.12.4.2 por
parte de cada soldador, además de las pruebas 6GR
(Ver Fig. 4.27 o 4.28). la posición de prueba debería ser
vertical.
4.27 Soldaduras de ranura de penetración parcial
para conexiones tubulares.
La calificación para las soldaduras de ranura
de penetración completa en conexiones tubulares
deberá calificar para todas las soldaduras de ranura de
penetración parcial.
4.28 Soldaduras de Filete para conexiones tubulares
Ver Tabla 4.10 para los requerimientos de
calificación de soldadura de filete.
4.29 Soldaduras tipo Tapón Redondo o tipo
Tapón Alargado para Conexiones Tubulares y No-
tubulares
La calificación para las soldaduras de ranura
de penetración completa en conexiones tubulares o no-
tubulares deberán calificar para todas las soldaduras tipo
tapón redondo o tipo tapón alargado.
Ver Tabla 4.9 solamente para la calificación de
la soldadura tipo tapón redondo y tipo tapón alargado. La
unión deberá consistir en un orificio de 3/4 pulgadas [20
mm] de diámetro en una plancha de espesor de 3/8
pulgadas [10 mm] con una plancha de respaldo de un
espesor mínimo de 3/8 pulgadas [10 mm]. (Ver Figura
4.37).
4.30 Métodos de Prueba y Criterios de Aceptación
para la Calificación del Soldador y del Operador de
Soldadura
4.30.1 Inspección Visual
Ver 4.8.1 para criterios de aceptación
4.30.2 Ensayo de Macrografía
Los especimenes de muestra para ensayos
deberán prepararse con una terminación apropiada para
el ensayo de macrografía.
Una solución apropiada deberá utilizarse para
que el decapado con ácido entregue una definición clara
de la soldadura.
4.30.2.1 Ensayos de Macrografía en Soldaduras de
Filete y de Tipo Tapón Redondo
Los ensayos de macrografía en soldaduras de
tipo tapón redondo deberán cortarse a partir de las
uniones de prueba según:
(1) La calificación del soldador – Figura 4.37
(2) La calificación del operador de soldadura – Figura
4.37
Para las pruebas de macrografía en la
soldadura de filete deberá cortarse a partir de las
uniones de prueba según:
(a) La calificación del soldador – Figura 4.36
(b) La calificación del operador de soldadura – 4.36
La superficie para el ensayo de macrografía
deberá estar suave para el decapado con ácido.
4.30.2.2 Ensayo de Macrografía para las
Conexiones en T, Y y K.
La unión de esquina para la prueba de
macrografía de conexiones en T, Y y K en tuberías
rectangulares en la Figura 4.28, deberán tener cuatro
especimenes para ensayos de macrografía cortados a
partir de las esquinas soldadas en ubicaciones que se
muestran en la Figura 4.28. Una superficie de cada
espécimen de esquina deberá suavizarse para el
decapado con ácido.
Si el soldador testeado en un cupón 6GR
(Figura 4.27) está utilizando la tubería rectangular los
cuatro especimenes de esquina requeridos para el
ensayo de macrografía pueden cortarse a partir de las
esquinas del cupón 6GR de manera similar a la Figura
4.28. Una superficie de cada espécimen de esquina
deberá suavizarse para el decapado con ácido.
4.30.2.3 Criterios de Aceptación para la Ensayo de
Macrografía
Para una calificación aceptable, cuando se
realice una inspección visual, el espécimen de prueba
deberá estar en conformidad con los siguientes
requerimientos:
(1) La soldaduras de filete deberán fusionarse a la raíz
de la unión, pero no necesariamente más allá de ella.
(2) El tamaño mínimo de la pata deberá cumplir con el
tamaño de la soldadura de filete especificado.
(3) Las soldaduras de filete y la unión de esquina para
ensayos de macrografía en conexiones en T, Y y en K,
en tuberías rectangulares (Figura 4.28), deberá:
(a) Estar libre de agrietamiento
(b) Fusión completa entre las capas adyacentes de .los
metales de soldadura y entre el metal de soldadura y el
metal base.
(c) Los perfiles de soldaduras deberán estar en
conformidad con el detalle propuesto, pero sin ninguna
de las variaciones prohibidas en 5.24.
(d) El socavamiento no deberá exceder 1/32 pulgadas [1
mm].
(e) Para porosidad de 1/32 pulgadas [1 mm] o mayores,
la porosidad acumulada no deberá exceder 1/4 de
pulgada [6 mm].
(f) No debe haber escoria acumulada y la suma de las
dimensiones mayores no deberán exceder 1/4 pulgada
[4 mm]
(4) Las soldaduras tipo tapón redondo deberán:
(a) No presentar agrietamiento.
(b) Fusión completa para los “backing” y para los lados
del orificio.
(c) No presentar escoria visible en exceso de 1/4 de
pulgada [6 mm] de longitud total acumulada.
4.30.3 Ensayo de Radiografía (RT)
Si se utiliza el ensayo de radiografía (RT) en
vez de las pruebas de doblado descritos, el refuerzo de
soldadura no necesita esmerilarse o suavizarse de algún
otro modo para la inspección; a menos que las
irregularidades de su superficie o unión con el metal
base pudieran provocar discontinuidades objetables a la
soldadura que se obscurecieran en la radiografía. Si se
quita el “backing” para el RT, la raíz deberá esmerilarse
a ras con el metal base (Ver 5.24.4.1).
El procedimiento y la técnica de RT deberá
estar en conformidad con los requerimientos de la Parte
E, Sección 6. Para la calificación del soldador, excluya 1-
1/4 pulgada [32 mm] en cada extremo de la soldadura
que se va a evaluar en la probeta de ensayo: para la
calificación del operador de soldadura excluya 3
pulgadas [75 mm] en cada extremo de la longitud de la
plancha de prueba. La cañería o tubería soldada para la
probeta de 4 pulgadas [100 mm] de diámetro o mayor,
deberá examinarse como mínimo la mitad del perímetro
de soldadura seleccionada para incluir una muestra de
todas las posiciones soldadas. (Por ejemplo, una cañería
o tubería de prueba, soldada en la posición 5G, 6G o
6GR deberá radiografiarse a partir de la línea central de
la parte superior hasta la línea central superior hasta el
fondo, a cada lado). La cañería o tubería de prueba de
soldadura inferior a 4 pulgadas [100 mm] de diámetro
requerirá un RT del 100%.
4.30.3.1 Criterio de Aceptación de RT
Para una calificación aceptable, la soldadura,
según lo revelado por la radiografía, deberá estar en
total conformidad con los requerimientos de 6.12.2;
excepto que 6.12.2.2 no deberá aplicarse.
4.30.4 Prueba de interrupción de la soldadura de Filete.
La longitud total de la soldadura de filete
deberá examinarse visualmente, y luego un espécimen
de muestra de 6 pulgadas de largo [150 mm] (Ver Figura
4.36), o una cuarta parte del conjunto estructural de
cañería con soldadura de filete deberá cargarse de tal
manera que la raíz de la soldadura esté en tensión. Al
menos, un inicio y término de soldadura deberá incluirse
dentro del especimen de prueba. La carga deberá
incrementarse o registrarse hasta que la fractura del
especimen se doble sobre si misma.
4.30.4.1 Criterio de Aceptación para la Prueba de
Interrupción de la Soldadura de filete
Para aprobar el examen visual previo a la
prueba de interrupción, la soldadura deberá presentar
una apariencia razonablememnte uniforme y deberá
estar libre de traslapamiento, grietas y socavamiento
excesivo en cuanto a los requerimientos de 6.9. No
deberá haber porosidad visible en la superficie de la
soldadura.
El espécimen quebrado deberá aprobarse si:
(1) El espécimen se dobla sobre si mismo, o
(2) La soldadura de filete, si está fracturada, tiene una
fractura de superficie que muestra la fusión completa de
la raíz de la unión sin ninguna inclusión o porosidad
mayor que 3/32 pulgadas [2.5 mm] en su dimensión
mayor, y,
(3) La suma de las dimensiones mayores de todas las
inclusiones y porosidad no deberá exceder 3/8 pulgadas
[10 mm] en el espécimen de 6 pulgadas de largo.
4.30.5 Probeta de doblado de raíz, superficie y de
lado
Ver 4.8.3.3 para criterios de aceptación.
4.31 Método de Pruebas y Criterios de Aceptación
para la Calificación del Pinchadores
Deberá aplicarse una fuerza al espécimen
hasta que ocurra la ruptura (Figura 4.34). La fuerza
puede ser aplicada por cualquier medio conveniente. La
superficie de la soldadura y de la fractura deberán
examinarse visualmente por si hubiera defectos.
4.31.1 Criterios de Aceptación Visual
La soldadura por puntos deberá presentar una
apariencia razonablemente uniforme y deberá estar libre
de traslapamiento, grietas y socavamiento que exceda
1/32 pulgada [1 mm]. No deberá haber porosidad visible
sobre la superficie de la soldadura por puntos.
4.31.2 Criterios de Aceptación de Ensayos
Destructivos
La superficie fracturada de la soldadura por
puntos deberá mostrar fusión con la raíz, pero no
necesariamente más allá de ella, y no deberá exhibir
fusión incompleta con los metales base o cualquier
inclusión o porosidad superior a 3/32 pulgadas [2.5 mm]
en la dimensión mayor.
4.32 Sometimiento a Nuevas Pruebas (Re-testeo)
Cuando un soldador, operador de soldadura o
pinchador, ya sea que falle (fracase) en una prueba de
calificación o que si hubiera una razón específica para
cuestionar sus habilidades de soldadura, o que su
período de efectividad hubiese expirado, deberá
aplicarse lo siguiente:
4.32.1 Requerimientos para un Re-testeo (nuevo
sometimiento a pruebas) de un Soldador y un
Operador de Soldadura
4.32.1.1 Re-testeo Inmediato
Este puede consistir en dos soldaduras de
cada tipo y posición en que el soldador o el operador de
soldadura hubiese fallado. Todos los especimenes para
estas nuevas pruebas deberán cumplir con todos los
requerimientos especificados.
4.32.1.2 Nuevas Pruebas (Re-testeo) después de un
Entrenamiento o Práctica Posterior
Puede hacerse un re-testeo, siempre que haya
evidencia de que el soldador o el operador de soldadura
haya tenido entrenamiento o práctica posterior. Deberá
realizarse un completo nuevo re-testeo sobre los tipos y
posiciones falladas o cuestionadas.
4.32.1.3 Re-testeo después de un lapso del Período
de Calificación o Efectividad
Cuando el periodo de calificación de
efectividad haya expirado en cuanto a la calificación del
soldador o del operador de soldadura; deberá requerirse
una prueba de recalificación.
Los soldadores tienen la opción de utilizar un espesor
para prueba de 3/8 pulgadas [10 mm] para calificar
cualquier espesor de soldadura que sea mayor que o
igual a 1/8 pulgada [3 mm].
4.32.1.4 Excepción – Falla (fracaso) de un Re-testeo
de Recalificación
No deberá permitirse un re-testeo
inmediatamente después de haber fallado en una nueva
prueba de recalificación. Este será permitido solamente
después de un entrenamiento y una práctica posterior,
según 4.32.1.2.
4.32.2 Requerimientos para el Re-testeo del
Pinchador
4.32.2.1 Re-testeo sin Entrenamiento Adicional
En caso de que fracase en los requerimientos
de las pruebas, el pinchador puede realizar un re-testeo
sin capacitación adicional.
4.32.2.2 Re-testeo después de una Capacitación o
Prácitica Posterior
Puede realizarse un re-testeo, siempre que el
pinchador haya tenido una capacitación o práctica
posterior. Deberá requerirse un completo re-testeo.
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Tabla 4.2
Calificación de WPS de soldaduras de Ranura de penetración completa: Número y tipo de Especímenes para Ensayo y
Diámetros calificados (Ver 4.4) (Dimensiones en Pulgadas)
1. Pruebas en la Plancha 1,2
2. Pruebas en cañerías o tuberías 1,7
Prueba en ESW y EGW
1,8
Notas: 1. Todas las soldaduras de las planchas de prueba, cañerías o tuberías deberán inspeccionarse visualmente (Ver 4.8.1) y someterse a
ensayos no destructivo (Ver 4.8.2). Se requerirá de una plancha de prueba, cañería o tubería para cada posición calificada. 2. Ver figuras 4.10 y 4.11 sobre requerimientos de la plancha de prueba. 3. Para soldaduras de ranura rectangulares que estén calificadas sin torchado, el espesor máximo calificado deberá limitarse de
acuerdo al espesor de la plancha de prueba. 4. La calificación de la soldadura de ranura de penetración completa en cualquier espesor o diámetro deberá calificar cualquier tamaño
de soldadura de filete o soldadura de ranura de penetración parcial para cualquier espesor. 5. La calificación para cualquier diámetro de cañería deberá calificar todos los espesores y profundidades de la sección rectangular 6. Cuando esté especificado, las pruebas de tenacidad deberán estar en conformidad con el Anexo III 7. Ver tabla 4.1 para detalles de ranuras requeridos para la calificación de soldaduras a tope en conexiones tubulares. 8. Ver Figura 4.9 para requerimientos de la plancha.
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Tabla 4.2 Calificación de WPS de soldaduras de Ranura de penetración completa: Número y tipo de Especímenes para Ensayo y
Diámetros calificados (Ver 4.4) (Dimensiones en Milimetros)
1. Pruebas en la Plancha 1,2
2. Pruebas en cañerías o tuberías 1,7
Prueba en el proceso ESW y EGW
1,8
Notas: 1. Todas las soldaduras de las planchas de prueba, cañerías o tuberías deberán inspeccionarse visualmente (Ver 4.8.1) y someterse a
ensayos no destructivo (Ver 4.8.2). Se requerirá de una plancha de prueba, cañería o tubería para cada posición calificada. 2. Ver figuras 4.10 y 4.11 sobre requerimientos de la plancha de prueba. 3. Para soldaduras de ranura rectangulares que estén calificadas sin torchado, el espesor máximo calificado deberá limitarse de
acuerdo al espesor de la plancha de prueba. 4. La calificación de la soldadura de ranura de penetración completa en cualquier espesor o diámetro deberá calificar cualquier tamaño
de soldadura de filete o soldadura de ranura de penetración parcial para cualquier espesor. 5. La calificación para cualquier diámetro de cañería deberá calificar todos los espesores y profundidades de la sección rectangular 6. Cuando esté especificado, las pruebas de tenacidad deberán estar en conformidad con el Anexo III 7. Ver Tabla 4.1 para detalles de ranuras requeridas para la calificación de soldaduras a tope en conexiones tubulares. 8. Ver Figura 4.9 para requerimientos de la plancha.
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Detalle A = 2 ó 3 pulgadas de Diámetro [50 mm ó 75 mm de Diámetro]
Detalle B – 6 u 8 pulgadas de Diámetro
[ 150 mm ó 200 mm de Diámetro ]
Detalle C –
Localización del espécimen de prueba de impacto según
la dimensión de la cañería, si se requiere
Nota General: Pueden requerirse cañerías o tuberías de pruebas duplicadas o cañerías más grandes de dimensión de
prueba, cuando la prueba de impacto está especificada en los documentos de contrato o en las especificaciones.
Figura 4.7 Localización de los especimenes de ensayo para pruebas de tuberías rectangulares soldadas (Ver 4.8)
����
Parte superior de la tubería para las posiciones 5G, 6G y 6GR.
Figura 4.8 Localización de los Especímenes de ensayo para pruebas de tuberías rectangulares soldadas. (ver 4.8)
����
Notas Generales:
• La configuración de la ranura se muestra sólo como ilustración. La ranura perfilada testeada deberá
estar en conformidad con el perfil de producción de la ranura que se esté calificando.
• Cuando se requieran especimenes para prueba de impacto, vea el Anexo III sobre requerimientos.
• Todas las dimensiones son mínimas.
Figura 4.9 Localización de los especímenes de ensayo en las planchas de prueba soldadas, para calificación de los
WPS en los procesos ESW y EGW. (Ver 4.8).
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����
Notas generales:
• La configuración de la ranura se muestra sólo como ilustración. La ranura perfilada testeada deberá
estar en conformidad con el perfil de producción de la ranura que se esté calificando.
• Cuando se requieran probetas de impacto, los especímenes deberán quitarse de sus posiciones, como
lo muestra el Anexo III, Fig. III 1
• Todas las dimensiones son mínimas.
Figura 4.10 Localización de especimenes de ensayo para pruebas de placas soldadas de 3/8
pulgadas [10 mm] de espesor y menores - calificación WPS (Ver 4.8).
����
Notas generales:
• La configuración de la ranura se muestra sólo como ilustración. La ranura perfilada testeada deberá
estar en conformidad con el perfil de producción de la ranura que se esté calificando.
• Cuando se requieran probetas de impacto, los especímenes deberán quitarse de sus posiciones, como
lo muestra el Anexo III, Fig. III 1
• Todas las dimensiones son mínimas.
Figura 4.11 Localización de especímenes de ensayo para pruebas de planchas soldadas de
3/8 pulgadas [10 mm] de espesor y menores - calificación WPS (Ver 4.8).
����
Notas Generales:
• T = Espesor de la placa ó cañería.
• Cuando el espesor de la placa de prueba es menor que 3/8 pulgadas [10 mm], el espesor nominal deberá utilizarse para
las curvaturas de superficie y raíz.
Notas:
1. Puede ser necesario un espécimen de mayor longitud cuando se utilice una unión de montaje tipo envoltura, o cuando
se someta a prueba acero con un límite de fluencia de 90 Ksi [620 MPa] o más.
2. Estos bordes pueden cortarse con calor y pueden o no ser maquineados.
3. El refuerzo y “baching” metálico de la soldadura, si los hubiera, deberá quitarse rasante con la superficie del espécimen
(Ver 5.24.4.1 y 5.24.4.2). Si se utiliza un refuerzo en nicho, esta superficie puede maquinarse a una profundidad que no
exceda la del nicho para quitar el backing metálico; en ese caso, el espesor del espécimen terminado deberá ser el que
se especifica anteriormente. Las superficies cortadas deberán suavizarse y quedar paralelas.
���
Notas:
1. Puede ser necesario un espécimen de mayor longitud cuando se utiliza una unión de doblado tipo envoltura, o
cuando se somete a prueba acero con un límite de fluencia de 90 Ksi [620 MPa] o más.
2. Para planchas de un espesor mayor a 1 – ½ pulgadas [38mm] de espesor, el especimen deberá cortarse en
bandas aproximadamente iguales con T entre ¾ pulgadas [20mm] y 1 – ½ pulgadas [38mm] y luego someter a
prueba cada banda.
3. t = espesor de la plancha o cañería.
Figura 4.13 – Especímenes de doblado de lado (Ver 4.8.3.1)
���
Nota General: Debido a la capacidad limitada de algunas máquinas para ensayos de tracción, las dimensiones del espécimen para aceros del
Anexo M pueden convenirse según lo acordado por el Ingeniero y el Fabricante.
Notas: 1. Si es posible, es deseable hacer la sección adherida, lo suficientemente larga como para permitir que el espécimen prolongue dentro de las
retenciones en una distancia igual a los dos tercios o más de la longitud de ellas.
2. Los extremos de la sección reducida no deberán diferir en cuanto al ancho en más de 0.004 pulgadas [0.102 mm]. Además, puede haber
una disminución gradual en el ancho, desde los extremos hacia el centro, pero el ancho de cada extremo no deberá ser mayor de 0.015
pulgadas [0.381 mm] mayores que el ancho en el centro.
3. Pueden utilizarse los anchos más angostos (W y C) cuando sea necesario. En tales casos, el ancho de la sección reducida debería ser tan
grande como lo permita el ancho del material que se esté sometiendo a prueba. Si el ancho del material es menor que W, los lados pueden
ser paralelos a lo largo de toda la longitud del especimen.
4. Para especimenes estándar tipo-plancha, los extremos de estos deberán ser simétricos con la línea central de la sección reducida dentro de
¼ pulgada [6mm].
5. La dimensión t es el espesor del espécimen según lo que entregan las especificaciones aplicables al material. El espesor nominal mínimo de
especimenes de 1 – ½ pulgada [38mm] de ancho deberá ser de 3/16 pulgadas [5mm], excepto como lo permita la especificación del
producto.
6. Para planchas de un grosor superior a 1 – ½ pulgadas [38mm] los especímenes pueden cortarse en bandas aproximadamente iguales. Cada
banda deberá tener a lo menos un espesor de ¾ pulgadas [20 mm]. Los resultados de los ensayos de cada banda deberán cumplir con los
requerimientos mínimos.
Figura 4.14 Especímenes de tensión para sección reducida. (Ver 4.8.3.4)
����
Nota General:
Las caras de la matriz interior y el pistón tubular deberán maquinarse para un acabado.
Figura 4.15 Plantilla para prueba de doblado guiada. (Ver 4.8.3)
����
Figura 4.16 Plantilla para prueba de doblado guiado con Envoltura Alternativa
Figura 4.17 Plantilla para prueba de doblado guiado, equipada con rodillo alternativo, para la
eyección del fondo del espécimen de ensayo (Ver 4.8.3)
����
Notas Generales:
• La sección reducida puede tener un enflanchamiento gradual desde los extremos hacia el centro, con los extremos
no más que el 1% mayor de diámetro que el centro (controlando la dimensión).
• Si se desea, la longitud de la sección reducida puede aumentarse para acomodar un extensiómetro de cualquier
longitud de calibre conveniente. Las marcas de referencia para la medición de la elongación debería espaciarse
según la longitud del calibre indicado.
• La longitud del calibre y los filetes deberán ser tal como se muestran, pero los extremos pueden ser de cualquier
forma para que se ajuste a los soportes de la máquina de prueba, de tal manera que la carga debería ser axial. Si
los extremos se van a sostener en terrazas de cuña, es deseable, si es posible, hacer que la longitud de la sección
de tenaza sea lo suficientemente grande como para permitir que el espécimen se extienda en las tenazas a una
distancia igual a dos tercios o más de la longitud de ellas.
Figura 4.18 Especimen de muestra para prueba de tensión en metal completamente soldado.
����
Nota General:
En donde el espesor máximo de la plancha utilizada en producción sea inferior al valor que se muestra
arriba, el espesor máximo de las piezas de producción pueden sustituirse por T1 y T2
Figura 4.19 Pruebas de buen estado de soldaduras de filete para la calificación de los WPS
(Ver 4.11.2)
����
Notas Generales:
• Ver tabla 4.1 para los requerimientos de posición.
• La cañería deberá ser de un espesor suficiente para evitar la fundición
Localización de los especímenes de ensayo en cañerías soldadas – calificación de los WPS
Notas Generales:
• Ver tabla 4.1 sobre requerimientos de la posición
• La cañería deberá ser de un espesor suficiente para evitar la fundición
• Todas las dimensiones son mínimas
Figura 4.20 Prueba de buen estado de soldadura de filete en cañería – Calificación de los
WPS (Ver 4.11.2)
����
Nota General: Cuando se use RT, no deberá haber pinchazos en el área de prueba.
Nota: El espesor del “backing” metálico deberá ser de ¼ pulgada [6mm] mínimo hasta 3/8 pulgadas [10mm] máximo; el
ancho del “backing” metálico deberá ser de 3 pulgadas [75mm] mínimo cuando no se quite para RT, excepto 1 pulgada
mínimo [25mm]
Figura 4.21 Placa de prueba para espesor ilimitado – Calificación del Soldador (Ver 4.23.1)
Notas Generales:
• Cuando se utiliza el ensayo RT no deberá haber pinchazos de soldadura en esta área de prueba.
• La configuración de la unión de un WPS calificado puede utilizarse en lugar de la configuración de la ranura que se
muestra aquí.
Nota: 1. El espesor del “backing” metálico deberá ser mínimo de 3/8 pulgadas [10mm] hasta ½ pulgada [12mm] máximo; el
ancho del “backing” metálico deberá ser mínimo de 3 pulgadas [75mm] cuando no se quite para el ensayo RT; de lo
contrario 1 – ½ pulgada [40mm] mínimo.
����
Figura 4.22 Placa de prueba para espesor ilimitado – Calificación del Operador de soldadura
Figura 4.23 Localización del espécimen de ensayo para la prueba de plancha soldada de 1 pulgada [25mm] de espesor – La verificación de los consumibles para la calificación de los
WPS de soldadura de Filete (Ver 4.11.3)
����
Nota general: T = Calificación del espesor de pared de cañería o tubo rectangular.
Figura 4.24 Unión a tope tubular – Calificación del soldador o WPS – sin “backing” metálico
(Ver 4.12.1, 4.12.2, y 4.26)
Nota general: T = Calificación del espesor de pared de cañería o tubo rectangular.
Figura 4.25 Unión a tope tubular – Calificación del soldador o WPS – sin “backing” metálico
(Ver 4.12.1, 4.12.2, y 4.26)
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Figura 4.26 Prueba del ángulo agudo en inclinación (área en donde el ángulo es menor que 90°)
(No se muestran las restricciones) (Ver 4.12.4.2)
����
Figura 4.27 Unión de prueba para conexiones en T, Y y K sin “backing” metálico en cañería o en tubería
rectangular. Calificación del soldador y WPS. (Ver 4.12.4.1 y 4.26)
Figura 4.28 Prueba de Macrografía de Unión de esquina para conexiones en T, Y y K sin (backing) metálico en
tuberías rectangulares para soldaduras de ranura de penetración completa. Calificación del Soldador y los WPS
(Ver 4.12.4.1 y 4.26)
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�
�
Notas:
1. Cuando se usa RT, no deberá haber pinchazos de soldadura en el área de prueba
2. El espesor del backing metálico deberá ser ¼ pulg. [6mm] mínimo a 3/8 pulg. [10mm] máximo; el ancho del backing
metálico deberá ser de 3 pulg. [75mm] mínimo cuando no se quite para RT; de lo contrario 1 pulg. [25mm] mínimo.
�Figura 4.29 Placa de prueba opcional para espesor ilimitado – posición horizontal – calificación del Soldador
(Ver 4.23.1)
����
Notas:
1. Cuando se usa RT, no deberá haber pinchazos de soldadura en el área de prueba
2. El espesor del backing metálico deberá ser ¼ pulg. [6mm] mínimo hasta 3/8 pulg. [10mm] máximo; el ancho del backing
metálico deberá ser de 3 pulg. [75mm] mínimo cuando no se quite para RT; de lo contrario 1 pulg. [25mm] mínimo.
�Figura 4.30 Placa de prueba para espesor limitado – todas las posiciones para calificación del soldador
(Ver 4.23.1)
����
Notas:
3. Cuando se usa RT, no deberá haber pinchazos de soldadura en el área de prueba
4. El espesor del backing metálico deberá ser ¼ pulg. [6mm] mínimo hasta 3/8 pulg. [10mm] máximo; el ancho del backing
metálico deberá ser de 3 pulg. [75mm] mínimo cuando no se quite para RT; de lo contrario 1 pulg. [25mm] mínimo.
�Figura 4.30 Placa de prueba para opcional para espesor limitado – posición horizontal – calificación del Soldador
(Ver 4.23.1)
����
Nota:
1. L = 7 pulg. [125 mm] mínimo (Soldador), L = 15 pulg. [380 mm] mínimo (Operador de soldadura)
Figura 4.32 Placa de prueba para el doblado de la raíz de la soldadura de filete – Calificación del Soldador o del
Operador de soldadura – Opción 2 (Ver 4.28 ó 4.25)
���
Figura 4.33 Localización de Especímenes de prueba en cañería soldada para ensayo y tubería rectangular.
Calificación del Soldador (Ver 4.19.12)
���
Figura 4.34 Método de ruptura del Espécimen Calificación del Pinchador (Ver 4.31)
Notas:
1. Abertura de la raíz “R” establecida por WPS.
2. T = Máxima a soldarse en construcción pero no necesita exceder 1-1/2 pulg. [38 mm]
3. No es necesario usar extensiones si la unión es lo suficientemente larga como para proporcionar una buena soldadura
de 17 pulgadas [430 mm].
����
Figura 4.35 Unión a tope para la calificación del Operador de soldadura. Procesos ESW y EGW (Ver 4.23.2)
Notas:
1. L = 8 pulg. [200mm] mínimo para el soldador; 15 pulg. [380mm] mínimo (Operador de soldadura).
2. Puede utilizarse cualquier extremo para el espécimen requerido para la prueba de macrografía. El otro extremo puede
descartarse.
Figura 4.36 Interrupción de la soldadura de filete y placa de prueba para macrografía. Calificación para el Soldador
u Operador de soldadura. Opción 1 (Ver 4.28 ó 4.25).
����
Nota:
1. L1 = 2 pulg. [50mm], mínimo (soldador), 3 pulg. Mínimo [75 mm] (Operador de soldadura)
2. L2 = 3 pulg. [75mm], mínimo (soldador), 5 pulg. Mínimo [125mm] (Operador de soldadura)
Figura 4.37 Plancha de prueba para macrografía en soldadura tipo tapón redondo
calificación del Operador de soldadura ó del Operador (Ver 4.29).
����
Figura 4.38 Espécimen de interrupción de soldadura de filete.
Calificación del pinchador. (Ver 4.19.2)
179
Sección 5 Fabricación.
5.1 Generalidades.
Todas las estipulaciones aplicables de esta sección deberán
observarse en la fabricación y en el montaje de las
estructuras armadas soldadas y en aquellas producidas
mediante algún proceso aceptable bajo este código (ver 3.2 y
4.15).
5.2 Metal Base.
5.2.1 Metal Base Especificado:
Los documentos del Contrato deberán designar la
especificación y clasificación del metal base que se va utilizar.
Cuando esté involucrada una soldadura en la estructura, se
deberían utilizar en todas las partes en donde sea posible,
los metales base aprobados listados en la Tabla 3.1 o en el
Anexo M.
5.2.2 Metal Base para Planchas de Extensión de
Soldadura, Backing Metálico y Espaciadores.
5.2.2.1 Planchas de Extensión de Soldaduras:
Las planchas de extensión que se utilicen en soldaduras
deberán estar en conformidad con los siguientes
requerimientos:
(1) Cuando se utilicen en soldaduras con acero aprobado,
listado en la Tabla 3.1 o Anexo M, estas planchas de
extensión pueden ser de cualquiera de los aceros
listados en la Tabla 3.1 o Anexo M.
(2) Cuando se utilicen en soldaduras con acero calificado en
conformidad con 4.7.3, pueden ser de:
a) Acero calificado, o
b) Cualquier acero listado en Tabla 3.1 o en Anexo M.
5.2.2.2 Backing metálico:
El Acero para “backing” deberá estar en conformidad con los
requerimientos de 5.2.2.1 ó de ASTM A109 T3 y T4, excepto
que el límite de fluencia mínimo de 100 ksi [690Mpa] del
acero como “backing” deberá utilizarse sólo con aceros de un
límite de fluencia mínimo de 100 ksi [690 Mpa] .
5.2.2.3 Espaciadores:
Los espaciadores deberán ser del mismo material que el
metal base.
5.3 Consumibles de Soldaduras y Requerimientos
de Electrodos.
5.3.1 General.
5.3.1.1 Certificación para Electrodos o Combinaciones de
Fundentes de Electrodos:
Cuando el Ingeniero lo solicite, el Contratista o el Fabricante
deberán entregar la certificación de que el electrodo o una
combinación de fundentes - electrodos estén en conformidad
con los requerimientos de la clasificación.
5.3.1.2 Conveniencia de la Clasificación:
La clasificación y el tamaño del electrodo, la longitud del arco,
el voltaje y amperaje deberán ser los apropiados para el
espesor del material, el tipo de ranura, las posiciones de las
soldaduras y otras circunstancias adecuadas al trabajo. La
corriente de soldadura deberá estar dentro del rango
recomendado por el fabricante del electrodo.
5.3.1.3 Gas de Protección:
Un gas o una mezcla de gases que se utilicen para protección
deberán ser de un grado de soldadura, y tener un punto de
rocío de -40º F [-40º C] o menor. Cuando el Ingeniero lo
solicite, el Contratista o el fabricante deberán proporcionar la
certificación del fabricante de gas, estableciendo que el gas o
la mezcla de gases estén en conformidad con los
requerimientos del punto de rocío. Cuando se mezclen en el
sitio de la soldadura, deberán utilizarse los medidores
apropiados para proporcionar los gases. El porcentaje de
gases deberá estar en conformidad con los requerimientos de
los WPS.
5.3.1.4 Almacenamiento:
Los consumibles para soldaduras que se hayan sacado de su
envase original deberán protegerse y almacenarse, de modo
que no se afecten las propiedades de la soldadura.
5.3.1.5 Condición:
Los electrodos deberán estar secos y en condiciones
apropiadas para el uso.
5.3.2 Electrodos para el proceso SMAW.
Los electrodos para el proceso SMAW (soldadura al arco con
metal protegido) deberán estar en conformidad con los
requerimientos de la última edición de AWS A5.1,
“Especificación para Electrodos de Acero al Carbono para
Soldadura al Arco con Metal Protegido (Specification for
Carbon Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding) o con
los requerimientos de AWS A5.5, “Especificación para
180
Electrodos de baja Aleación de Acero para Soldaduras al
Arco con Metal Protegido (Specification for Low – Alloy Steel
Electrodes for Shielded Metal Arc Welding).
5.3.2.1 Condiciones de Almacenamiento para Electrodos
bajos en Hidrógeno:
Todos los electrodos que tengan recubrimientos bajos en
hidrógeno, en conformidad con AWS A5.1 y AWS A5.5,
deberán comprarse en contenedores sellados
herméticamente, o el usuario deberá secarlos en conformidad
con 5.3.2.4, previo a su uso. Inmediatamente después de
abrir el contenedor que está herméticamente sellado, los
electrodos deberán almacenarse en hornos mantenidos a una
temperatura de a lo menos 250º F [120º C]. Los electrodos
no deberán re-secarse más de una vez. Los electrodos que
se hayan humedecido no deberán utilizarse.
5.3.2.2 Períodos de Tiempo Atmosférico Aprobados:
Después de que se hayan abierto los contenedores
herméticamente sellados, o luego de que los electrodos se
hayan quitado de los hornos de secado o del
almacenamiento, la exposición del electrodo a la atmósfera
no deberá exceder los valores que se muestran en la
columna A, Tabla 5.1 sobre la clasificación específica del
electrodo con diseñadores suplementarios opcionales, donde
sea aplicable. Los electrodos expuestos a la atmósfera por
períodos inferiores a los permitidos por la columna A, Tabla
5.1 pueden devolverse a un horno de mantención a 250º F
(120º C) mínimo; después de un período de mantención
mínimo de cuatro horas a 250º F, los electrodos pueden
volver a ocuparse.
5.3.2.3 Períodos de Tiempo de Exposición Atmosférica
Alternativos, Establecidos para Pruebas:
Los valores de tiempo de exposición alternativos que se
muestran en la columna B de la Tabla 5.1 pueden utilizarse,
siempre que la prueba establezca el tiempo máximo
permisible. La prueba deberá efectuase en conformidad con
AWS A5.5, sub-sección 3.10 para cada clasificación de
electrodo y cada fabricante de electrodos. Tales pruebas
deberán establecer que no se excedan los valores máximos
del contenido de humedad de AWS A5.5 (Tabla 9).
Adicionalmente, los recubrimientos de los electrodos de bajo
hidrógeno E 70 XX o E 70 XX-X (AWS A5.1 ó A5.5) deberán
estar limitados a un máximo contenido de humedad que no
exceda 0.4% por peso. Estos electrodos no deberán
utilizarse en combinaciones relativas de humedad -
temperatura que excedan, ya sea, la humedad relativa o el
contenido de humedad del aire que prevaleció durante el
programa de prueba.
Para una aplicación apropiada de esta sub-sección, ver Anexo
VIII sobre el diagrama del contenido de humedad –
temperatura y sus ejemplos. El diagrama que se muestra en el
Anexo VIII o en cualquier diagrama sicométrico estándar
deberá utilizarse en la determinación de los límites de
temperatura relativa a la humedad.
5.3.2.4 Secado de Electrodos:
Los electrodos expuestos a la atmósfera por períodos mayores
que los permitidos en la Tabla 5.1 deberán secarse de la
siguiente manera:
1. Todos los electrodos que tengan recubrimientos bajos en
hidrógeno, en conformidad con AWS A5.1, deberán secarse
por lo menos durante dos horas a temperaturas de entre 500º
F y 800º F [260º C y 430º C], o
2. Todos los electrodos que tengan recubrimientos bajos en
hidrógeno en conformidad con AWS A5.5 deberán secarse por
a lo menos durante una hora a temperaturas de entre 700º F y
800º F [370º C y 430º C].
Todos los electrodos deberán colocarse en un horno apropiado
a una temperatura que no exceda la mitad de la temperatura
final de secado, durante un mínimo de media hora, previo al
incremento de la temperatura del horno hasta la temperatura
final de secado.
El tiempo final de secado deberá comenzar después de que el
horno alcance la temperatura final de secado.
5.3.2.5 Restricciones del Electrodo para Aceros ASTM A
514 ó A 517:
Cuando se utilicen aceros ASTM A 514 ó A 517 para
soldaduras, los electrodos de cualquier clasificación menor que
E100XX-X, excepto para E7018M y E70XXH4R, deberán
secarse a lo menos durante una hora a temperaturas entre
700º F y 800º F [370º C y 430º C] antes de que se utilicen; ya
sea que provengan de contenedores herméticamente sellados
o de algún otro modo.
5.3.3 Electrodos y Fundentes del proceso SAW:
El proceso SAW (soldadura por arco sumergido) puede
efectuarse con uno o más electrodos simples, uno o más
electrodos paralelos o combinaciones de electrodos simples y
paralelos. El espacio entre los arcos deberá ser tal, que el
recubrimiento de escoria sobre el metal de soldadura
181
producido por un arco emplomado (de conducción) no se
enfríe lo suficiente para evitar el depósito apropiado de
soldadura de un electrodo siguiente. Puede utilizarse el
proceso SAW con electrodos múltiples para cualquier pasada
de soldadura de filete o de ranura.
5.3.3.1 Requerimientos para la Combinación Electrodo-
Fundente:
Los electrodos sin revestimiento y el fundente utilizados en
combinación para el proceso SAW de aceros, deberán estar
en conformidad con los requerimientos de la última edición de
AWS A5.17, “ Especificación para los Electrodos de Acero al
Carbono y Fundentes para Soldadura por Arco Sumergido”
(“Specification for Carbon Steel Electrodes and Fluxes for
Submerged Arc Welding”), o para los requerimientos de la
última edición de AWS A5.23, “ Especificación para
Electrodos de Acero de Baja Aleación y Fundentes para
Soldaduras por Arco Sumergido” (“Specification for Low Alloy
Steel Electrodes and Fluxes for Submerged Arc Welding”).
5.3.3.2 Condición del Fundente:
El fundente utilizado para el proceso SAW deberá estar seco
y libre de contaminación por suciedad, fragmentos de
laminación u otro material extraño. Todo el fundente deberá
comprarse en envases que puedan almacenarse bajo
condiciones normales, a lo menos por seis meses, sin que
dicho almacenamiento afecte sus características o
propiedades de soldadura. El fundente de los envases
dañados deberá eliminarse o secarse a una temperatura
mínima de 500º F [260º C] durante una hora antes de usarse.
El fundente deberá colocarse en el sistema dispensador
inmediatamente después de abrir el envase, o si se usa un
paquete ya abierto, deberá eliminarse una pulgada de la parte
superior.
El fundente que se haya humedecido no deberá utilizarse.
5.3.3.3 Recuperación del Fundente:
El fundente del proceso SAW que no se haya fundido durante
la operación de soldadura puede re-utilizarse después de
recuperarlo mediante sistemas de vacío, de tolvas, barrido u
otros medios. El fabricante de soldadura deberá tener un
sistema para recoger el fundente que no se haya derretido,
agregando nuevo fundente y soldando con la mezcla de
ambos; de modo que la composición del fundente y la
distribución del tamaño de las partículas en el pudelado de la
soldadura sean relativamente constantes.
5.3.3.4 Escoria Recuperada:
La escoria recuperada puede utilizarse siempre que tenga su
propia marca, que use el nombre y la designación comercial
del recuperador. Además, cada capa seca o mezcla seca de
fundente, según lo definido en AWS A5.01, “Pautas para
Adquirir Metal de Aporte” (“Filler Metal Procurement
Guidelines”), deberán someterse a prueba en conformidad con
el Catálogo I del proceso AWS A5.01 y clasificado por el
Contratista o el recuperador según el proceso AWS A5.17 o
A5.23, según sea aplicable.
5.3.4 Electrodos para los procesos GMAW/FCAW:
Los electrodos y la protección para los procesos de soldadura
al arco con gas con metal (GMAW) o para la soldadura con
fundente en el núcleo del metal (FCAW), para producir metal
de soldadura con límites de fluencia mínimos especificados de
60 ksi [415 Mpa] o menores, deberán estar en conformidad
con los requerimientos de la última edición de AWS A5.18,
“Especificación para Electrodos de Acero al Carbono y Varillas
para Soldadura al Arco con Gas Protegido” (“ Specification for
Carbon Steel Electrodes and Rods for Gas Shielded Arc
Welding”), o AWS A5.20, “Especificación para Electrodos de
Acero al Carbono para Soldadura al Arco con Fundente en el
Núcleo (“Specification for Carbon Steel Electrodes for Flux
Cored Arc Welding”), según sea aplicable.
5.3.4.1 Electrodos de baja aleación para el proceso GMAW:
Los electrodos y la protección para el proceso GMAW para
producir metal de soldadura con un límite de fluencia mínimo
especificado, que sea mayor que 60 ksi [415 Mpa] deberá
estar en conformidad con última edición de AWS A5.28,
“Especificación para Metales de Aporte de Acero de Baja
Aleación para Soldadura al Arco con Gas Protegido”
(“Specification for Low Alloy Steel Filler Metals for Gas
Shielded Arc Welding”).
5.3.4.2 Electrodos de Baja Aleación para el proceso FCAW:
Los electrodos y el gas de protección para el proceso FCAW
para producir metal de soldadura con un límite de fluencia
mínimo especificado mayor que 60 ksi [415 Mpa] deberán
estar en conformidad con la última edición de AWS A5.29,
“Especificación para Electrodos de baja Aleación de Acero
para Soldadura al Arco con Fundente en el Núcleo del Metal”
(“Specification for Low Alloy Steel Electrodes for Flux Cored
Arc Welding”).
182
5.3.5 GTAW.
5.3.5.1 Electrodos de Tungsteno:
La corriente de soldadura deberá ser compatible con el
diámetro y tipo o con la clasificación del electrodo. Los
electrodos de tungsteno deberán estar en conformidad con
AWS A5.12, “Especificación para el Tungsteno y los
Electrodos de Aleación de Tungsteno para Soldadura al Arco
y Corte” (“Specification for Tungsten and Tungsten Alloy
Electrodes for Arc Welding and Cutting”)
5.3.5.2 Metal de Aporte:
El metal de aporte deberá estar en conformidad con todos los
requerimientos de la última edición de AWS A5.18 ó AWS
A5.28 y AWS A5.30, “Especificación para piezasinsertaws
consumibles” (“Specification for Consumable Inserts”), según
sea aplicable.
5.4 Procesos ESW y EGW
5.4.1 Limitaciones de los Procesos:
Los procesos ESW y EGW no deberán utilizarse para
soldaduras de acero sometidos al proceso termodinámico de
templado y revenido, para soldaduras de componentes
estructurales cíclicamente cargados sujetos a esfuerzo de
tensión o a alteraciones de esfuerzos.
5.4.2 Condición de los Electrodos y los Tubos-Guía:
Los electrodos y los consumibles de los tubos-guía deberán
estar secos, limpios y en condiciones apropiadas para el uso.
5.4.3 Condición del Fundente:
El fundente utilizado para el proceso ESW deberá estar seco
y libre de contaminación por suciedad, fragmentos de
laminación u otros materiales extraños. Todo el fundente
deberá comprarse en envases que puedan almacenarse bajo
condiciones normales por lo menos durante seis meses sin
que se afecten sus características de soldadura o sus
propiedades. El fundente de los envases dañados, en
tránsito o en manipulación, deberán eliminarse o secarse a
una temperatura mínima de 250º F [120º C] durante una hora
antes de utilizarse. El fundente que se haya humedecido no
deberá utilizarse.
5.4.4 Inicios y Terminaciones de Soldaduras:
Las soldaduras deberán iniciarse de tal manera que permitan
la suficiente acumulación de calor para una fusión completa
del metal de soldadura en las caras de la ranura de la unión.
Las soldaduras que se hayan detenido en algún punto de la
unión de soldadura, durante un tiempo suficiente para que la
escoria o “weld pool” empiece a solidificarse, puede re-iniciarse
y completarse; siempre que la soldadura terminada sea
examinada por prueba ultrasónica (UT) en un mínimo de 6
pulgadas [150 mm] a cada lado del reinicio, y a menos que
esté prohibido por la geometría de la unión, también se debe
confirmar mediante la Prueba RT. Todas las localizaciones de
reinicio deberán registrarse e informarse al Ingeniero.
5.4.5 Pre-Calentamiento:
Debido a la característica de entrada de gran cantidad de calor
de estos procesos, normalmente no se requiere pre-
calentamiento, Sin embargo, no deberá efectuarse ninguna
soldadura cuando la temperatura del metal base, en el punto
de la soldadura, sea inferior a 32º F [0º C].
5.4.6 Reparaciones:
Las Soldaduras que tengan deformaciones prohibidas por la
Sección 6, Parte C deberán repararse según lo permitido por
5.26, utilizando un proceso de soldadura calificado, o toda la
soldadura deberá eliminarse y reemplazarse.
5.4.7 Requerimientos del Acero a la Exposición
Atmosférica:
Para los procesos ESW y EGW de aplicaciones de acero
ASTM A5.88, expuesto, no-recubierto y no-pintado, requerido
como metal de soldadura con resistencia a la corrosión y a las
características de colores similares a las del metal base, la
combinación de electrodo - fundente deberá estar en
conformidad con 4.17.2, y la composición química del metal de
aporte deberá estar en conformidad con la Tabla 3.3.
5.5 Variables del proceso WPS:
Las variables de soldaduras deberán estar en conformidad
con un proceso WPS escrito (ver Anexo E, Forma E1, como
ejemplo). Cada pasada deberá tener una fusión completa con
el metal base adyacente y no deberá haber depresiones o
socavamientos indebidos en la garganta de la soldadura. La
concavidad excesiva de las pasadas iniciales deberá evitar el
agrietamiento en las raíces de las uniones bajo restricción.
Todos los soldadores, los operadores de soldadura y los
pinchadores deberán estar informados sobre el uso apropiado
de los procesos WPS; y deberá seguirse el proceso WPS
aplicable durante la ejecución de la soldadura.
5.6 Temperaturas de Pre-calentamiento y Entrapasadas:
183
El metal base deberá precalentarse, si se requiere, a una
temperatura no menor que el valor mínimo listado en el
proceso WPS (ver 3.5 para las limitaciones precalificadas del
proceso WPS y la Tabla 4.5 para las limitaciones de las
variables esenciales de los procesos WPS). Para las
combinaciones de metales base, el precalentamiento mínimo
deberá basarse en el mínimo más alto.
Este precalentamiento y todas las temperaturas posteriores
mínimas entrepasadas deberán mantenerse durante la
operación de soldadura a una distancia a lo menos igual al
espesor de la parte más gruesa soldada (pero no menor que
3 pulgadas [75 mm]) en todas las direcciones a partir del
punto de soldadura.
Los requerimientos de temperatura mínima entrepasadas
deberán considerarse iguales que los requerimientos de
precalentamiento; a menos que se indique lo contrario en el
proceso WPS.
Las temperaturas de precalentamiento y entrepasadas
deberán revisarse justo antes de la iniciación del arco para
cada pasada.
182
5.7 Control de Entrada del Calor para Aceros Sometidos
al Proceso termodinámico de Templado y Revenido.
Cuando los aceros se sueldan con el proceso de templado y
revenido, la entrada de calor deberá restringirse junto con las
temperaturas máximas de pre-calentamiento y entrepasadas
requeridos. Tales consideraciones deberán incluir la entrada
adicional de calor producida en soldaduras simultáneas en
ambos lados de un componente común. Las limitaciones
precedentes deberán estar en total conformidad con las
recomendaciones del productor de la soldadura. Se deberá
prohibir el rebaje con oxígeno para los aceros sometidos al
proceso de templado y revenido.
5.8 Tratamiento Térmico para Alivio de Tensión.
En donde los diseños del contrato, o las especificaciones lo
requieran, las estructuras soldadas deberán alivianarse de
carga por medio de tratamiento térmico. Cuando sea
necesario se deberá considerar un maquineado final después
del alivio de tensión para mantener las tolerancias
dimensionales.
5.8.1 Requerimientos.
El tratamiento de alivio de tensión deberá estar en
conformidad con los siguientes requerimientos:
(1) La temperatura del horno no deberá exceder los 600º F
(315º C) en el momento en que la estructura soldada se
coloque en él.
(2) Sobre los 600º F, la cantidad de calor no deberá ser
mayor a 400º F por hora dividido por el espesor máximo del
metal de la parte más gruesa, en pulgadas; pero en ningún
caso mayor que 400º F por hora. Sobre los 315º C, la
cantidad de calor en º C/hr no deberá exceder los 5600
dividido por el espesor máximo del metal, pero no mayor que
220º C/hr. Durante el periodo de tratamiento térmico, las
variaciones en la temperatura a través de toda la parte que se
esté calentando, no deberá ser mayor que 250º F (140º C),
dentro de cualquier intervalo de longitud de 15 pies [5
metros]. Los índices de calentamiento y enfriamiento no
necesitan ser menores que 100º F por hora (55º C). Sin
embargo, en todos los casos en que se consideren las
cámaras cerradas y las complejas estructuras, pueden
indicarse índices reducidos de calentamiento y enfriamiento
para evitar daño estructural debido a las gradientes térmicas
excesivas.
(3) Después que se alcanza una temperatura máxima 1100º
F (600º C) en aceros sometidos al proceso de templado y
revenido, o un rango de temperatura media entre los 1100º F
y 1200º F (600º C y 650º C) que se alcance en otros aceros, la
temperatura de la estructura deberá mantenerse dentro de los
límites especificados durante un tiempo no menor al
especificado en la Tabla 5.2, basado en el espesor de la
soldadura. Cuando el alivio de tensión especificado se refiera a
la estabilidad dimensional, el tiempo de permanencia no
deberá ser menor que el especificado en la Tabla 5.2, con
respecto al espesor de la parte más gruesa. Durante el periodo
de permanencia no deberá haber mayor diferencia que 150º F
(85º C) entre la temperatura más alta y la más baja a través de
toda la parte de la estructura que se esté calentando.
(4) A una temperatura sobre 600º (315º C), el enfriamiento
deberá hacerse en un horno cerrado o en una cámara de
enfriamiento a un rango no mayor de 500º F (260º C) por hora
divido por el espesor máximo del metal de la parte más gruesa
en pulgadas; pero en ningún caso mayor que 500º F (260º C)
por hora. Desde 600º F (315º C), la estructura puede enfriarse
al aire libre.
5.8.2 Procesos PWHT alternativo.
Alternativamente, cuando no se puede practicar el tratamiento
térmico pos-soldadura (PWHT) para las limitaciones de
temperatura, establecidas en 5.8.1, las estructuras soldadas
pueden aliviarse de tensión a temperaturas inferiores por
largos periodos de tiempo, según la información que se
entrega en la Tabla 5.3.
5.8.3 Aceros no Recomendados para Procesos PWHT.
El alivio de la tensión de las piezas soldadas de aceros ASTM
A 514, ASTM A 517, ASTM A 709 Grados 100 (690) y 100W
(690W), y aceros ASTM A 710 no se recomienda
generalmente. El alivio de la tensión puede ser necesario para
aquellas aplicaciones en donde las soldaduras requerirán
retener la estabilidad dimensional durante el maquineo, o en
donde puede estar involucrada la corrosión por tensión;
tampoco las condiciones que sean únicas a los componentes
soldados que involucran aceros ASTM A 514, ASTM A 517,
ASTM A 709, Grado 100 (690) y 100W (690W), y aceros
ASTM A 710. Sin embargo, los resultados de las pruebas de
resilencia han demostrado que el tratamiento térmico post-
soldadura (PWHT) puede realmente deteriorar el metal de
soldadura y la resistencia de la zona afectada térmicamente
(ZAT), y a veces puede ocurrir el agrietamiento ínter granular
en la región de grano endurecido de la zona afectada
térmicamente de la soldadura.
5.9 Backing, “Backing Gas” o Piezas Insertas.
183
Las soldaduras de ranura de penetración completa, pueden
hacerse con o sin utilizar “backing gas”, backing o piezas
insertas consumibles, o pueden tener la raíz de la soldadura
inicial rebajada, desgastada o eliminada de algún otro modo
en el metal de buena calidad antes que se inicie la soldadura
en el segundo lado.
5.10 Backing
Las raíces de las soldaduras de filete o de ranura pueden
tener una soldadura por detrás de cobre, fundente, cinta de
vidrio, cerámica, polvo de hierro o materiales similares para
evitar que se funda. También pueden sellarse por medio de
pasadas en la raíz depositadas con electrodos de bajo
hidrógeno si se utiliza el procedimiento SMAW, o mediante
otros procesos de soldadura al arco. El backing metálico
deberá estar en total conformidad con los siguientes
requerimientos:
5.10.1 Fusión.
Las soldaduras de ranura que se realicen utilizando un
backing metálico deberán tener el metal de soldadura
totalmente fundido con el backing.
5.10.2 Backing a Todo el Largo.
El backing de acero deberá hacerse en forma continua, a
todo el largo de la soldadura. Todas las uniones en backing
metálico deberán ser uniones a tope de soldaduras de ranura
de penetración completa, que cumplan con todos los
requerimientos de la Sección 5 de este código.
5.10.3 Espesor del backing.
El espesor nominal mínimo recomendado de las barras para
backing, siempre que el backing sea del espesor suficiente
como para evitar el fundido, aparecen en la siguiente tabla.
Procesos
Espesor Mínimo Pulgadas Milímetros
GTAW 1/8 3 SMAW 3/16 5 GMAW 1/4 6 FCAW-S 1/4 6 FCAW-G 3/8 10 SAW 3/8 10 Nota: Es aceptable el acero que está comercialmente
disponible para cañerías y tuberías, siempre que no haya
evidencia de fundición en las superficies internas expuestas.
5.10.4. Conexiones No-Tubulares Cargadas
Cíclicamente.
Para estructuras cargadas cíclicamente, el backing metálico
de las soldaduras que sean transversales a la dirección de la
carga a la fuerza calculada, deberán quitarse, y las uniones
deberán esmerilarse o darles un acabado parejo. Los backing
metálicos de las soldaduras que sean paralelas a la dirección
de la tensión o que no estén sujetas a la tensión calculada no
necesitan eliminarse; a menos que así lo especifique el
Ingeniero.
5.10.4.1. Backing Anexado Externamente.
En donde el backing metálico de las soldaduras longitudinales
en estructuras cíclicamente cargadas esté unido externamente
al metal base mediante soldadura, tal soldadura deberá ser
continua en toda la longitud del backing.
5.10.5. Conexiones estáticamente cargadas.
Los backing metálicos para soldadura en estructuras
estáticamente cargadas (componentes tubulares y no-
tubulares) no necesitan soldarse a todo el largo, y no necesitan
eliminarse; a menos que lo especifique el Ingeniero.
5.11. Equipo de Soldadura y Corte
Todo el equipo para soldadura y para corte térmico deberá
estar diseñado y fabricado de tal manera que le permita estar
en condiciones para posibilitar que el personal designado
pueda seguir los procedimientos y lograr los resultados
descritos en otras partes en este código.
5.12. Ambiente de la Soldadura
5.12.1 Máxima Velocidad del Viento.
Los procesos GMAW, GTAW, EGW, o FCAW-G no deberán
hacerse exponiéndolas al viento o corriente de aire, a menos
que la soldadura esté protegida por una estructura especial.
Esa protección deberá ser del material y la forma apropiados
para reducir la velocidad del viento en la cercanía de la
soldadura a un máximo de 5 millas por hora (8 kilómetros por
hora).
5.12.2 Temperatura Ambiental Mínima. La soldadura no
deberá efectuarse:
(1) Cuando la temperatura ambiente sea menor que 0º F ¨[-
20º C] , ó
(2) Cuando las superficies estén humedas o expuestas a la
lluvia, a la nieve, ó
(3) A altas velocidades de viento, ó
(4) Cuando el personal de soldadura esté expuesto a
condiciones inclementes del tiempo.
Nota: Cero grados Fahrenheit no significa la temperatura
ambiental, sino que la temperatura en la vecindad inmediata
184
de la soldadura. La temperatura del medio ambiente puede
estar bajo 0º F [-20º C], pero una estructura caliente o una
protección en un área en donde se esté realizando una
soldadura, puede mantener la temperatura adyacente a la
pieza que se va a soldar a 0º F ¨[-20º C], o mayor..
5.13. Conformidad con el Diseño
Los tamaños y longitudes de los diseños no deberán ser
inferiores a aquellos especificados por los requerimientos del
diseño y los planos de detalles, excepto según lo permitido en
la Tabla 6.1. La posición de las soldaduras no deberá
cambiarse sin la aprobación del Ingeniero.
5.14. Tamaños Mínimos de la Soldadura de Filete
El tamaño mínimo de la soldadura de filete, excepto para las
soldaduras de filete utilizadas para reforzar soldaduras de
ranura, deberá ser tal como las que se muestran en la Tabla
5.8. El tamaño mínimo de la soldadura de filete deberá
aplicarse en todos los casos, a menos que los planos de
diseño especifiquen soldaduras de un tamaño mayor.
5.15. Preparación del Metal Base
Las superficies en las cuales se va a depositar el metal base,
deberán ser suaves, uniformes y estar libres de escamas,
desgarros, grietas y otras irregularidades que podrían afectar
adversamente la calidad o la resistencia de las soldaduras.
Las superficies que se vayan a soldar y las superficies
adyacentes a una soldadura también deberán estar libres de
escoria gruesa, óxido, humedad, grasa y otros materiales
extraños que pudiesen evitar una soldadura apropiada o
producir humos inconvenientes. Las escamas de laminado
que puedan soportar un cepillado vigoroso con escobilla
metálica, un revestimiento delgado para inhibir la corrosión o
un compuesto anti-salpicadura pueden permanecer, con la
siguiente excepción: para vigas maestras en estructuras
cíclicamente cargadas, todas las escamas del fresado
deberán quitarse de la superficie en las cuales se realizan
soldaduras de flange a la viga.
5.15.1. Irregularidades Inducidas por fresado.
Los límites de aceptabilidad y la reparación de irregularidades
que se puedan observar fácilmente en las superficies de corte
deberán estar en conformidad con la Tabla 5.4, en cuya
longitud la irregularidad es la dimensión mayor visible en la
superficie de corte del material y la profundidad sea la
distancia en que la discontinuidad se prolonga dentro del
material de la superficie de corte. Todas las reparaciones
soldadas deberán estar en conformidad con este código. La
eliminación o remoción de la irregularidad puede hacerse en
cualquier punto de la superficie del metal base. La longitud
agregada de soldadura no deberá exceder el 20% de la
longitud de la superficie de la plancha que se está reparando,
excepto que se cuente con la aprobación del Ingeniero.
5.15.1.1. Criterios de Aceptación.
Para irregularidades mayores que una pulgada [25 mm] de
longitud y en profundidad descubiertas en las superficies de
corte, deberán observarse los siguientes procedimientos:
(1) En donde las irregularidades tales como W, X, o Y en
la Figura 5.1 se observen antes de completar la unión, el
tamaño y el perfil de la irregularidad deberá determinarse
mediante un ensayo UT. El área de la irregularidad deberá
estar determinada como el área de pérdida total del reflejo
posterior (“back reflection”), cuando esté sometido a ensayo en
conformidad con el procedimiento ASTM A 435, “Specification
for Straight Beam Ultrasonic Examination of Steel Plates 1”
(Especificación para el Examen de Prueba Ultrasónica de la
Viga Recta de Planchas de Acero ).
(2) Para la aceptación de las irregularidades de W, X o Y,
el área de la discontinuidad (o el área agregada de múltiples
irregularidades) no deberá exceder el 4% del área del material
de corte (longitud de veces del ancho) con la siguiente
excepción: si la longitud de la irregularidad, o el ancho
agregado de las irregularidades de cualquier sección
transversal, según se mida en forma perpendicular a la
longitud del material de corte, excediendo 20% del ancho del
material de corte, el 4% del área del material de corte deberá
reducirse en un porcentaje correspondiente al ancho
excediendo un 20%. (por ejemplo, si una irregularidad es del
30% del ancho del material de corte, el área de la irregularidad
no puede exceder 3.6% del área de material de corte). La
irregularidad en la superficie de corte del material deberá
eliminarse hasta una profundidad de una pulgada [25 mm.]
más allá de su intersección con la superficie por medio de
desbaste, rebajado o cincelado y bloqueado por soldadura con
un proceso bajo en hidrógeno en capas que no excedan 1/8’ [3
mm ]de espesor, por lo menos las cuatro primeras capas.
(3) No se requerirá reparación si se descubre una
irregularidad Z, que no exceda el área permisible en 5.15.1.1
(2), después de que se haya completado la unión y esté
determinada a ser de 1 pulgada [25 mm.] o mayor fuera de la
cara de la soldadura, según lo que se mida en la superficie de
corte del metal base. Si la irregularidad Z es menor que 1
pulgada [25 mm.] fuera de la cara de la soldadura, deberá
quitarse una distancia de 1 pulgada [25 mm.] desde la zona
185
de fusión de la soldadura mediante desbaste, rebaje o
esmerilado. Luego deberá bloquearse mediante soldadura
con un proceso bajo en hidrógeno en capas no superiores a
1/8 pulgada de espesor [3 mm.] a lo menos para las
primeras cuatro capas.
(4) Si el área de la irregularidad W, X,. Y o Z excede lo
permitido en 5.15.1.1. (2) el material de corte o el
subcomponente se deberán rechazar y reemplazar, o
repararse de acuerdo a lo que considere el Ingeniero.
5.15.1.2 Reparación.
En la reparación y determinación de los límites de fresado
que inducen a irregularidades fáciles de observar visualmente
en las superficies de corte, la cantidad de metal que se
elimina deberá ser el mínimo necesario para quitar la
irregularidad o determinar que no se excedan los límites de la
Tabla 5.4. Sin embargo, si se requiere reparación de la
soldadura, deberá quitarse suficiente metal base para
proporcionar acceso a la soldadura. La superficie de corte
puede existir en cualquier ángulo con respecto a la dirección
de alineamiento. Todas las reparaciones soldadas de las
irregularidades deberán hacerse mediante:
(1) Preparación adecuada del área a reparar
(2) Soldadura con un proceso aprobado bajo en hidrógeno y
observando las estipulaciones aplicables de este código
(3) Esmerilando la superficie completada de la soldadura en
forma pareja y suave (ver 5.24.4.1), con la superficie
adyacente para producir un acabado similar al hecho a mano.
Nota: los requerimientos de 5.15.1.2 pueden no ser
adecuados en los casos de carga de tensión aplicada en todo
el espesor del material.
5.15.2 Preparación de la Unión.
Puede usarse el maquineado, el corte térmico, el rebaje, el
cincelado o el esmerilado para la preparación de la unión, o
eliminarse el trabajo o el metal inaceptable; excepto que el
rebaje por oxígeno no deberá utilizarse en aceros que hayan
sido sometidos al proceso termodinámico de templado y
revenido o normalizado.
5.15.3 Desbaste del material.
Para estructuras cíclicamente cargadas, el material con un
espesor mayor que lo especificado en la siguiente lista
deberá ser desbastado si se requiere la producción un borde
de soldadura satisfactorio, en alguna parte en la soldadura
que vaya a llegar una tensión calculada:
(1) Material cortado más grueso que 1/2 pulgada [12 mm]
(2) Bordes laminados de plancha (excepto las planchas con
fresado universal) más gruesas que 3/8 pulgada. [10 mm]
(3) Las gargantas de los ángulos o los perfiles laminados
(excepto los de las secciones de flanges anchos) más gruesos
que 5/8 pulgada [16 mm]
(4) Las planchas de frezado universal o bordes de flanges de
secciones de flanges anchos más grueso que 1 pulgada.
[25mm]
(5) La preparación para uniones a tope deberá estar en
conformidad con los requerimientos de los detalles del diseño.
5.15.4 Procesos de Corte Térmico.
Los procesos de corte térmico al arco eléctrico y de rebaje y dl
corte con gas oxifuel se reconocen en este código para ser
utilizado en la preparación, corte, o desgaste del material. La
utilización de este proceso deberá estar en conformidad con
los requerimientos aplicados de la Sección 5.
5.15.4.1 Otros Procesos.
Se pueden utilizar otros procesos de corte térmico y rebaje
bajo este código, para preparar, cortar o desbastar materiales.
El uso de estos procesos deberá estar en total conformidad
con los requerimientos de los diseños de detalle.
5.15.4.2 Exactitud del Perfil.
El metal de acero y el metal de soldadura pueden cortarse
térmicamente, siempre que se asegure una superficie pareja y
regular, libre de grietas y muescas y siempre que se cuente
con un perfil exacto seguro para el uso de una guía mecánica.
Para estructuras cargadas cíclicamente deberá hacerse el
corte térmico a mano alzada, solamente donde sea aprobado
por el Ingeniero.
5.15.4.3 Requerimientos de Aspereza.
En el corte térmico, el equipo deberá ajustarse y manipularse
evitando el corte mas allá (adentro) de las líneas prescritas.
Las asperezas de las superficies con corte térmico no deberá
ser mayor que las definidas por la “American National Standars
186
Institute”, que entrega un valor de aspereza de superficie de
1000 µin por pulgada. (25 µm), para el material, hasta 4
pulgada de espesor [100 mm] y 2000 µin [50 µm] para el
material de 4 pulgadas a 8 pulgadas de espesor [200 mm],
con la siguiente excepción: los extremos de los componentes
que no están sujetos a tensión calculada en los extremos no
deberán exceder un valor de aspereza de superficie de 2000
µin. ASME B46.1, Surface Texture (Surface Roughness,
Waviness, and Lay) (Norma ASME)= “Textura de Superficie”
(Aspereza de Superficie, Ondulación y Dirección), esta es la
norma de la referencia. AWS Surface Roughness Guide for
Oxygen Cutting (Aspereza de Superficie de AWS para el
Corte con Oxigeno) (AWS C4.1-77) puede utilizarse como
una pauta para evaluar la aspereza de la superficie de estos
bordes. Para materiales de hasta 4 pulgadas [100 mm],de
espesor deberá utilizarse el Espécimen No. 3, y para
materiales superiores a 4 pulgadas y hasta 8 pulgadas de
espesor [200 mm] deberá utilizarse el Espécimen No. 2.
5.15.4.4 Limitaciones de Rebaje o Muescas.
Las asperezas que excedan estos valores y las muescas o
rebajes no mayores de 3/16 pulgadas de profundidad [5 mm]
en superficies, de algún otro modo satisfactorio, deberán
quitarse maquineándose o esmerilándose. Las muescas o
rebajes que excedan 3/16 pulgadas de profundidad [5 mm]
pueden repararse esmerilando si el área nominal de la
sección transversal no está reducida en más del 2%. Las
superficies esmeriladas o maquineadas deberán abocinarse
hasta conseguir su superficie original con una inclinación
(pendiente) que no exceda uno en 10. Las superficies de
corte y los bordes adyacentes deberán quedar libres de
escoria. En las superficies con corte térmico, las muescas o
rebajas ocasionales pueden repararse con soldadura,
siempre que cuenten con la aprobación del Ingeniero.
187
187
5.16 Coronamientos.
Los coronamientos del material de corte deberán estar
formadas para proporcionar una transición gradual con un radio
de no menor a una pulgada [25 mm]. Las superficies
adyacentes deberán calificar sin desviación o corte, pasado el
punto de tangencia. Los coronamientos pueden formarse
mediante corte térmico seguido por esmerilado si fuese
necesario; en conformidad con los requerimientos de superficie
de 5.15.4.3.
5.17 Rebajes de la Viga y Orificios de Acceso de la
Soldadura
Los radios de los rebajes de la viga y los orificios de acceso la
soldadura deberán proporcionar una transición suave, libre de
muescas o cortes, pasados los puntos de tangencia entre las
superficies adyacentes y deberán cumplir con los
requerimientos de superficie de 5.15.4.3.
5.17.1 Dimensiones del Orificio de Acceso de la
Soldadura.
Todos los orificios de acceso de la soldadura requeridos para
facilitar las operaciones de soldadura deberán tener una
longitud ( � ) desde la garganta de la preparación de la
soldadura no menor a 1-1/2 veces el espesor del material en el
cual se hace el orificio. La altura (h) del orificio de acceso
deberá adecuarse para depositar metal de soldadura de buena
calidad en las planchas adyacentes y entregar una abertura
para las extensiones de la soldadura (tabs) en el material en el
cual se hace el orificio, pero no debe ser menor que el espesor
del material. En los perfiles laminados en caliente y en los
perfiles construidos, todos los rebajes de viga y los orificios de
acceso de las soldaduras deberán formarse libres de muescas
o coronamientos filosos, excepto cuando se utilicen soldaduras
de filete de alma al flange en perfiles construidos; los orificios
de acceso, pueden terminar perpendiculares hacia el flange .
Las soldaduras de filete no deberán dar vueltas hasta los
orificios de acceso de la soldadura (ver Figura 5.2).
5.17.2 Grupo 4 y Perfiles 5.
Para la norma ASTM A 6 Grupo 4 y 5 los perfiles construidos
con un espesor de material de la viga maestra mayor que 1-
1/2 pulgada [40 mm] las superficies cortadas térmicamente de
los rebajes de la viga y los orificios de acceso de soldaduras
deberán esmerilarse para hacer brillar el metal, e
inspeccionarse ya sea por medio de la prueba MT o PT. Si la
porción transición curvada de los orificios de acceso de
soldadura y los rebajes de la viga están formados por orificios
pretaladrados u orificios aserrados, la porción del orificio de
acceso o el rebaje no necesitan esmerilarse. Los orificios de
acceso de soldadura y los rebajes de la viga en otros perfiles
no necesitan esmerilarse ni inspeccionarse mediante los
ensayos MT o PT.
5.18 Soldaduras Temporales y Pinchazos
5.18.1 Soldaduras Temporales.
Las soldaduras temporales deberán someterse a los mismos
requerimientos de los procesos WPS al igual que las
soldaduras finales. Estas deberán quitarse, cuando lo
requiera el Ingeniero. Cuando se hayan quitado, la superficie
deberá quedar enrasada con la superficie original.
Para conexiones no tubulares cargadas cíclicamente, no
deberán haber soldaduras temporales en las zonas de tensión
de los componentes hechos de acero sometidos al proceso
termodinámico de templado y revenido, excepto en
localizaciones mayores a 1/6 de profundidad de la viga de
alma llena, desde los flanges de tensión de las vigas o la
vigas maestras; las soldaduras temporales en otras
localizaciones deberán mostrarse en los planos de taller.
5.18.2 Requerimientos Generales para los Pinchazos.
Los pinchazos deberán sujetos a los mismos requerimientos
de calidad que las soldaduras finales, con las siguientes
excepciones:
(1) No se requiere precalentamiento para pinchazos de una
sola pasada, los cuales se vuelven a fundir y se
incorporan en soldaduras continuas del proceso SAW.
(2) No se requiere quitar las irregularidades tales como
socavamiento o cráteres no rellenos y la porosidad
antes del proceso SAW final.
5.18.2.1 Soldadura con Pinchazos Incorporados.
Los pinchazos que están incorporados en la soldadura final
deberán hacerse con electrodos que cumplan con los
requerimientos de las soldaduras finales y deberán limpiarse
cuidadosamente. Los pinchazos de pasadas múltiples
deberán tener los extremos escalonados.
5.18.2.2 Requerimientos Adicionales para los Pinchazos
Incorporados en los Procesos de Soldadura SAW.
Los pinchazos en la forma de las soldaduras de filete 3/8
pulgada [10 mm] o menores, o en las raíces de las uniones
que requieren penetración específica en la raíz no deberán
producir cambios objetables en la apariencia de la superficie
188
de soldadura resultar en una penetración disminuida. Los
pinchazos que no estén en conformidad con los requerimientos
anteriores deberán quitarse o reducirse por algún medio
apropiado antes de soldar. Los pinchazos en la raíz de una
unión con backing metálico menor a 5/16 pulgadas de espesor
[8 mm] deberán quitarse o hacerse continuos a todo lo largo de
la unión, utilizando el proceso SMAW con electrodos bajos en
hidrógeno, mediante los procesos GMAW o FCAW-G.
5.18.2.3 Soldaduras con Pinchazos no Incorporados.
Los pinchazos que no estén incorporados en las soldaduras
finales deberán quitarse, excepto para las estructuras
estáticamente cargadas, que no necesitan quitarse, a menos
que sea requerido por el Ingeniero.
5.19 Combadura en Componentes Construidos
5.19.1 Combadura.
Los bordes de las vigas construidas y de las vigas maestras
deberán cortarse hasta la combadura prescrita con una
tolerancia apropiada para la contracción debido al corte y a la
soldadura. Sin embargo, una variación moderada de la
tolerancia de la combadura especificada puede corregirse
mediante una cuidadosa aplicación de calor.
5.19.2 Corrección.
Las correcciones de los errores en la combadura del acero
sometido al proceso termodinámico de templado y revenido
deberá tener la aprobación previa por parte del Ingeniero.
5.20 Empalmes en Estructuras Cargadas Cíclicamente
Los empalmes entre secciones de las vigas laminadas o
estructuras de vigas maestras, deberán hacerse, de
preferencia, en un plano transversal único. Los empalmes de
taller de las vigas y los flanges en estructuras de vigas
maestras, hechas antes de unir las vigas y los flanges entre si,
pueden colocarse en un solo plano transversal o en múltiples
planos transversales; pero deberán aplicarse las estipulaciones
en cuanto a tensión de fatiga en las especificaciones
generales.
5.21 Control de Distorsión y Contracción
5.21.1 Procedimiento y Secuencia.
En el montaje y en componentes unidos de una estructura o en
componentes construidos y en piezas de refuerzos soldados a
los componentes, el procedimiento y la secuencia deberán
ser tal como se minimiza la distorsión y la contracción.
5.21.2 Secuencias.
En cuanto se pueda practicar, todas las soldaduras deberán
hacerse en una secuencia que equilibrará el calor aplicado de
la soldadura mientras ésta se encuentre en fabricación.
5.21.3 Responsabilidad del Contratista.
En componentes o estructuras en donde se espera una
excesiva contracción o distorsión, el Contratista deberá
preparar una secuencia de soldadura por escrito para que
este componente o esa estructura cumpla con los
requerimientos especificados sobre calidad. El programa de
control de distorsión y de secuencia de soldadura deberá ser
emitido por el Ingeniero, para información y comentario, antes
de iniciar la soldadura en el componente o estructura en la
cual es probable que la contracción o distorsión afecten un
componente o estructura.
5.21.4 Progresión de la Soldadura.
La dirección de la progresión general al soldar un
componente deberá ser desde aquellos puntos en donde las
partes estén relativamente fijas en su posición entre sí hacia
los puntos que tengan una mayor libertad relativa de
movimiento.
5.21.5 Restricción Minimizada.
En montajes, las uniones que se espera que tengan una
importante contracción, generalmente deberían soldarse
antes de esperar que las uniones tengan una contracción
menor. Estos también deberían soldarse con la menor
restricción posible.
5.21.6 Empalmes en la Subestructura.
Todos los empalmes soldados en taller en cada componente,
parte de una viga cubierta con una plancha o una pieza
construida, deberá hacerse antes de que la parte del
componente esté soldada a otros componentes de la pieza.
Las vigas maestras más largas o las secciones de la viga
pueden hacerse soldando la subestructura; cada una hecha
en total conformidad con 5.21.6. Cuando se realicen estos
empalmes en la subestructura, ya sea en el taller o en
terreno, la secuencia de la soldadura deberá estar
razonablemente equilibrada entre las soldaduras de la viga
maestra y el flange, al igual que en los ejes mayores y
menores de la pieza.
189
5.21.7 Limitaciones de Temperatura.
Al realizar las soldaduras bajo condiciones de severa
restricción externa por contracción, una vez que la soldadura se
haya iniciado, la unión no deberá dejarse enfriar por debajo del
mínimo de precalentamiento especificado, sino que hasta que
la soldadura se haya completado o se haya depositado
suficiente soldadura como para asegurar que quede libre de
grietas.
5.22 Tolerancia de las Dimensiones de las Uniones
5.22.1 Estructura con Soldadura de Filete.
Las partes que vayan a unirse mediante soldadura de filete
deberán acercarse lo más posible una a otra. La abertura de
la raíz no deberá exceder 3/16 pulgadas [5 mm], excepto en
casos en donde estén involucrados perfiles o planchas de 3
pulgadas [75 mm] o de un espesor mayor, si después del
enderezamiento y en el conjunto estructural la abertura de la
raíz no puede acercarse lo suficiente para cumplir con esta
tolerancia. En tales casos puede utilizarse la abertura máxima
de la raíz de 5/16 pulgadas [8 mm], siempre que se utilice un
baking adecuado. El backing puede ser de fundete, cinta o
mica de vidrio, polvo de fierro, o materiales similares, o
soldaduras que usen un proceso bajo en hidrogeno, compatible
con el metal de aporte depositado. Si la separación es mayor
que 1/16 pulgadas [2 mm], el lado (la pata) de la soldadura de
filete deberá aumentarse de acuerdo a la cantidad de la
abertura de la raíz; o el Contratista deberá demostrar que se ha
logrado la garganta efectiva requerida.
5.22.1.1 Superficie de Empalme.
La separación entre las superficies de empalme de soldaduras
tipo tapón redondo y alargado, y de uniones a tope apoyados
en un Backing, no deberán exceder 1/16 pulgada [2 mm]. En
donde ocurran irregularidades en los perfiles laminados
después del enderezamiento, no permita el contacto dentro de
los límites anteriores, el procedimiento necesario para acercar
o mantener el material dentro de estos límites estará sujeto a la
aprobación por parte del Ingeniero. El uso de planchas de
relleno deberá prohibirse, excepto según lo especifiquen los
diseños o sean especialmente aprobado por el Ingeniero y
realizados en total conformidad con 2.13.
5.22.2 Montaje de Soldaduras de Ranuras con
Penetración Parcial.
Las partes que se vayan a unir mediante soldaduras ranuras de
penetración parcial, paralelas a la longitud del componente
deberán acercarse lo más posible. La abertura de la raíz
entre los componentes no deberá exceder 3/16 pulgadas [5
mm], excepto en los casos en donde estén involucrados los
perfiles laminados o planchas de 3 pulgadas [75 mm] o de
mayor espesor, si después del enderezamiento y en el
montaje, la abertura de la raíz no puede cerrarse lo suficiente
como para cumplir con esta tolerancia. En tales casos, una
abertura máxima de 5/16 pulgadas [8 mm] puede utilizarse;
siempre que se use el backing apropiado y que la soldadura
final cumpla con los requerimientos sobre el tamaño de la
soldadura. Las tolerancias para las uniones con soportes
provisorios deberán estar en total conformidad con las
especificaciones aplicables al contrato.
5.22.3 Alineamiento de las Uniones a Tope.
Las partes que se vayan a unir mediante uniones a tope
deberán alinearse cuidadosamente. En donde las partes
estén efectivamente reprimidas contra la dobladura debido a
la excentricidad en el alineamiento, la desviación de la
alineación teórica no deberá exceder al 10% del espesor de la
parte más delgada unida, ó 1/8 pulgadas [3 mm], cualquiera
sea menor. Para corregir el mal alineamiento, en estos
casos, las partes no deberán someterse a una inclinación
mayor que 1/2 pulgada [12 mm] en 12 pulgadas [300 mm].
La medida de la desviación estará basada en la línea central
de las partes, a menos que los diseños demuestren lo
contrario.
5.22.3.1 Alineamiento de la Soldadura de
Circunferencia (en Componentes
Tubulares).
Las partes que empalman y que se van a unir mediante
soldadura de circunferencia, deberán estar cuidadosamente
alineadas, No deberán colocarse dos soldaduras de
circunferencia juntas en el diámetro de una tubería, o de 3
pies [1m] cualquiera sea menor No deberá haber más de 2
soldaduras de circunferencia en cualquier intervalo de tubería
de 10 pies [3 m]; Excepto lo que pueda ser acordado por el
Propietario y el Contratista. La desviación del radio de los
bordes a empalmarse de los cordones de soldadura continua
circunferencial no deberá exceder 0,2t (en donde t es el
espesor del componente más delgado) y el máximo
permisible será de 1/4 de pulgada [6 mm], siempre que
alguna desviación que exceda 3/8 pulgada [3 mm] esté
soldado a ambos lados. Sin embargo, con la aprobación del
Ingeniero, un área localizada de soldadura continua de
circunferencia puede desviarse hasta 0.3t con un máximo de
190
3/8 pulgada [10 mm]; siempre que el área localizada tenga
menos de 8t de longitud. El metal de aporte se agregará a
esta región para proporcionar una transición de 4 a 1 y puede
agregarse junto con efectuar la soldadura. Las desviaciones
excesivas deberán corregirse de acuerdo a lo estipulado en el
punto 5.22.3. Los cordones de soldadura longitudinales de las
secciones adjuntas deberán decalar en mínimo de 90º, a
menos que se acuerde un espacio más cercano entre el
Propietario y el Fabricante.
5.22.4 Dimensiones de la Ranura
5.22.4.1 Variaciones de la sección Transversal en
Componentes no Tubulares.
Con la exclusión de los procesos ESW y ESG y con la
excepción de 5.22.4.3 para las aberturas de la raíces
excesivas a aquellas permitidas en la Figura 5.3, las
dimensiones de la sección transversal de la uniones soldadas
en ranuras que varían respecto a aquellas que se muestran en
los gráficos de detalles, mucho más de aquellas tolerancias,
deberán ser informadas al Ingeniero para su aprobación y
corrección.
5.22.4.2 Variaciones de las Secciones Transversales en
Componentes Tubulares.
La variación de la dimensión en la sección transversal de las
uniones soldadas en ranura, que sean diferentes de aquellas
que se muestran en diseños militares, deberán estar en
conformidad con 5.22.4.1, excepto:
(1) Las tolerancias para las conexiones en T-, y-, y K- están
incluidas en los rangos que se entregan en 3.13.4.
(2) Las tolerancias que se muestran en la Tabla 5.5 se aplican
a las uniones a tope en soldaduras de ranura en
componentes tubulares de penetración completa, hechas
solamente de un lado, sin backing.
5.22.4.3 Corrección.
Las aberturas de raíz mayores que aquellas permitidas en
5.22.4.1, pero no mayores que dos veces al espesor de la parte
más delgada o de 3/4 de pulgada [20 mm], pueden corregirse
soldando en dimensiones aceptables, previo a la unión de las
partes por medio de soldaduras.
5.22.4.4 Aprobación del Ingeniero.
Las aberturas de raíz, mayores que lo permitidas por 5.22.4.3
pueden corregirse mediante soldaduras solamente con la
aprobación del Ingeniero.
5.22.5 Ranuras Rebajadas.
Las ranuras producidas por rebaje deberán estar en total
conformidad con las dimensiones del perfil de la ranura, de
acuerdo a lo especificado en la Figura 3.3 y 3.4, y de las
estipulaciones de 3.12.3 y 3.12.1. Deberá mantenerse un
acceso apropiado a la raíz.
5.22.6 Métodos de alineamiento.
Los componentes que vayan a soldarse deberán quedar en
un alineamiento correcto y mantenidos en esa posición
mediante pernos, abrazaderas, cuñas, cuerdas de retención,
soportes y otros dispositivos apropiados; o mediante
pinchazos hasta que se haya completado la soldadura. Se
recomienda el uso de plantillas de montaje y fijaciones en
donde pueda practicarse. Las tolerancias apropiadas
deberán hacerse para las combaduras y las contracciones.
5.23 Tolerancia Dimensional de los Componentes de
Estructuras Soldadas
Las dimensiones de los componentes de estructuras soldadas
deberán estar en conformidad con las tolerancias (1) las
especificaciones generales que rigen el trabajo, y (2) las
tolerancias dimensionales especiales en 5.23.1 al 5.23.11.3.
(Debe destacarse que una columna tubular se interpreta
como un componente tubular de compresión).
5.23.1 Rectilineidad (Enderezamiento) de Columnas y
Refuerzos.
Para las columnas soldadas y los componentes de refuerzo
primario, sin considerar la sección transversal, la variación
máxima en cuanto a rectilineidad deberá ser:
Longitudes menores que 39 pies (9 metros):
10º
lg8/1totallongituddepiesdeN
adaspu ×
totallongituddemetrosdeNmm º1 ×
Longitudes de 30 pies [10 m] a 45 pies [15 m] = 3/8 pulgadas
[10 mm]
Longitudes sobre 45 pies [15 m] :
191
5.23.2 Rectilineidad de la Viga y de la Viga Maestra (sin
Combadura Especificada).
Para las vigas soldadas o las vigas maestras sin considerar la
sección transversal, donde no haya una combadura
especificada, la variación máxima en cuanto a rectilineidad
deberá ser :
10º
lg8/1totallongituddepiesdeN
adaspu ×
totallongituddemetrosdeNmm º1 ×
5.23.3 Combadura de la Viga y de la Viga Maestra (Viga
Maestra Típica).
Para las vigas o vigas maestras soldadas, excepto aquellas
cuyo flange superior esté empotrado en concreto sin una pierna
de concreto diseñada, y sin considerar la sección transversal, la
variación máxima de la combadura requerida en un montaje de
taller (para taladrar orificios para empalmes en terreno o
preparar empalmes soldados en terreno) deberá ser:
En la mitad del trayecto,
-0, + 1-1/2 pulgadas [40 mm] para trayectos ≥ 100 pies
[30 m]
-0, + 3/4 pulgadas [20 mm] para trayectos < 100 pies
[30 m]
En apoyos, o para apoyos de extremos
± 1/8 [3 mm] para apoyos interiores
En puntos intermedios, -
SSaba )/1()(4
,0−+−
En donde
a = distancia en pies (metros) desde el punto de la inspección
hasta el apoyo (soporte) más cercano
S= longitud de la abertura en pies (metros)
b = 1 – 1/2 pulgada [40 mm] para aberturas ≥ 100 pies [30 m]
b = 3/4 pulgada [20 mm] para aberturas < 100 pies [30 m]
Ver Tabla 5.6 para valores tabulados.
5.23.4 Combadura de la Viga y de la Viga Maestra (Sin una
pierna de Concreto Diseñada).
Para los componentes cuyo flange superior esté empotrado en
concreto sin una pierna diseñada en el concreto, la variación
máxima de la combadura requerida en el montaje en taller
(para taladrar orificios para los empalmes en terreno o para
preparar los empalmes soldados en terreno) deberá ser:
a la mitad del trayecto,
± 3/4 pulgadas [20 mm] para trayectos ≥ 100 pies
[30 m]
± 3/8 pulgadas [10 mm] para trayectos < 100 pies
[30 m]
(aberturas)
Para apoyos, 0 para soportes o apoyos de extremos
+ 1/8 pulgadas [3 mm] para soportes interiores
En puntos intermedios,
SSaba /1()(4 −±
En donde a y S sean como se definió anteriormente
b = 3/4 pulgada [20mm] para aberturas ≥ 100 pies [30 m]
b = 3/8 pulgada [10 mm] para aberturas < 100 pies [30 m]
Ver Tabla 5.7 para los valores tabulados.
Sin considerar como se muestra la combadura en los diseños
de detalle, el signo convencional para la variación permisible
es más ( + ) para arriba, y menor ( - ) abajo, referente a la
forma detallada de la combadura. Estas estipulaciones
también se aplican a un componente individual cuando no se
requieren empalmes en terreno o en el montaje en taller. Las
mediciones de la combadura deberán hacerse en
condiciones sin carga.
5.23.5 Alineamiento de la Brida de unión y de la Viga
Maestra.
La variación máxima de la rectilineidad (alineamiento) o el
barrido especificado en el punto medio deberá ser:
10º
lg8/1totallongituddepiesdeN
adaspu ×±
totallongituddemetrosdeNmm º1 ×±
Siempre que el componente tenga la flexibilidad lateral
suficiente para permitir el anexo de diafragmas, estructuras
transversales, apuntalamiento lateral, etc., sin dañar el
componente estructural o sus anexos.
5.23.6 Variación en el Aplanamiento de Brida de unión
5.23.6.1 Medidas.
Las variaciones de aplanamiento de las vigas maestras
deberá determinarse midiendo la desviación desde la línea
192
central de la viga real hasta un borde recto, cuya longitud sea
mayor que la dimensión mínima del panel y esté colocado en
un plano paralelo al plano de la brida de unión nominal. Las
medidas deberán tomarse previo al montaje (ver Comentario).
5.23.6.2 Estructuras no Tubulares Cargadas
Estáticamente.
Las variaciones de aplanamiento de las bridas de unión que
tengan una profundidad, D, y un espesor, t, en paneles unidos
por atiesadores o flanges, o por ambos; cuya dimensión
mínima del panel sea d no deberán exceder lo siguiente:
Los Atiesadores intermedios en ambos lados de la brida de
unión
donde D/t < 150, variación máxima = d/100
donde D/t ≥ 150, variación máxima = d/80
Atiesadores intermedios sólo en un lado de la brida de unión
donde D/t < 100, variación máxima = d/100
donde D/t ≥ 100, variación máxima = d/67
Sin atiesadores intermedios
donde D/t ≥ 100, variación máxima = D/150
(Ver Anexo VI con respecto a la tabulación.)
5.23.6.3 Estructuras No-Tubulares Cargadas
Cíclicamente.
La variación de aplanamiento de las bridas de unión que
tengan una profundidad, D, y un espesor, t, en paneles unidos
por atiesadores o flanges; o por ambos, cuya dimensión
mínima del panel sea d no deberán exceder lo siguiente:
Atiesadores intermedios en ambos lados de la brida de unión
Vigas maestras interiores –
donde D/t < 150 – variación máxima = d/115
donde D/t ≥ 150 – variación máxima = d/92
Vigas maestras Fascia –
donde D/t < 150 – variación máxima = d/130
donde D/t ≥ 150 – variación máxima = d/105
Atiesadores intermedios en un solo lado de la brida de unión
Vigas maestras interiores
donde D/t < 100 – variación máxima = d/100
donde D/t ≥ 100 – variación máxima = d/67
Vigas maestras Fascia –
donde D/t < 100 – variación máxima = d/120
donde D/t ≥ 100 – variación máxima = d/80
Sin atiesadores inermedios- variación máxima = D/150
(Ver Anexo VII con respecto a tabulación.)
5.23.6.4 Distorsión Excesiva.
Las distorsiones de la brida de unión de dos veces las
tolerancias permisibles de 5.23.6.2 ó 5.23.6.3 serán
satisfactorias cuando ocurran al extremo de una viga maestra,
la cual haya sido taladrada, o sub-perforada y escareada; ya
sea durante el montaje o a una plantilla de empalme para
apernado en terreno; siempre que las planchas de empalme
sean apernadas, la brida de unión asume las tolerancias de
dimensiones apropiadas.
5.23.6.5 Consideraciones Arquitectónicas.
Si las consideraciones arquitectónicas requieren tolerancias
más restrictiva que las descritas en el punto 5.23.6.2 ó
5.23.6.3, la referencia específica deberá incluirse en los
documentos del contrato.
5.23.7 Variación entre la brida de unión y Líneas
Centrales del Flange.
Para componentes construidos en H ó en I la variación
máxima entre la línea central de la brida de unión y la línea
central del flange en superficie de contacto no deberá exceder
1/4 de pulgada [6 mm].
5.23.8 Combadura e Inclinación del Flange.
Para las vigas o las vigas maestras soldadas, la combadura
combinada y la inclinación del flange deberán determinarse
midiendo la desviación en la garganta del flange a partir de
una línea normal al plano de la brida de unión, a través de la
intersección de la línea central de la viga con la superficie
externa de la plancha del flange. Esta desviación no deberá
exceder 1% del ancho total del flange o 1/4 pulgada [6 mm],
cualquiera que sea mayor; excepto que las uniones soldadas
a tope de las partes colindantes deberán cumplir con los
requerimientos de 5.22.3.
5.23.9 Variación de Profundidad.
Para las vigas y vigas maestras soldadas, la variación
máxima permisible de la profundidad especificada medida en
la línea central de la brida de unión deberá ser:
Para profundidades de hasta 36 pulgadas [1 m] incluisive +
1/8 pulgada [3 mm]
Para profundidades mayores a 36 pulgadas [1 m]
hasta 72 pulgadas [2 m] incluidos ± 3/16 pulgadas [5 mm]
193
Para profundidades superiores a 72 pulgadas [2 m]
+ 5/16 pulgadas [8 mm] –3/16 pulgadas [5 mm]
5.23.10 Soportes en los Puntos de Carga.
Los extremos del soporte de los atiesadores deberán escuadrar
con la brida de unión y deberán tener a lo menos un 75% del
área de la sección transversal del soporte atiesador en
contacto con la superficie interna de los flanges. Cuando la
superficie externa de los flanges soporta una base de acero o
asiento deberá ajustarse dentro de 0.010 pulgadas [0.25 mm]
para el 75% del área proyectada de la brida de unión y los
atiesadores, y no mayores que 1/32 pulgadas [1 mm] para el
25% restante del área proyectada. Las vigas maestras sin
atiesadores deberán soportar el área proyectada de la brida de
uniónsobre la superficie del flange externo dentro de 0.010
pulgadas [0.25 mm] y el ángulo incluido entre la brida de unión
y el flange no deberá exceder los 90º en la longitud del soporte
(ver Comentario).
5.23.11 Tolerancia en los en los Atiesadores
5.23.11.1 Ajuste de los Atiesadores Intermedios.
En donde se especifique el ajuste estrecho de los atiesadores
intermedios, se deberá definir como una abertura permitida de
hasta 1/16 pulgada [2 mm] entre el atiesador y el flange.
5.23.11.2 Rectilineidad de los Atiesadores Intermedios.
La variación externa de la rectilineidad de los atiesadores
intermedios no deberá exceder 1/2 pulgada [12 mm] para vigas
maestras de hasta 6 pies de profundidad [1.8 m], y de 3/4
pulgada [20 mm] para vigas maestras sobre 6 pies de
profundidad [1.8 m] con la debida consideración de las piezas
que lo componen.
5.23.11.3 Rectilineidad y Localización de los
Atiesadores de Soporte.
La variación externa de la rectilineidad de los atiesadores de
soporte no deberá exceder 1/4 de pulgada [6 mm] hasta 6 pies
de profundidad [1.8 m] o 1/2 pulgada [12 mm] sobre 6 pies de
profundidad. La línea central real del atiesador deberá quedar
dentro del espesor del atiesador, según lo medido a partir de la
localización teórica de la línea central
5.23.11.4 Otras Tolerancias Dimensionales.
La torcedura de los componentes rectangulares y otras
tolerancias dimensionales de los componentes que no están
cubiertos por 5.23 deberán determinarse individualmente y
llegar a un acuerdo mutuo por parte del Contratista y el
Propietario con respecto a los requerimientos apropiados del
montaje.
5.24 Perfiles de Soldadura
Todas las soldaduras, excepto lo contrario permitido más
abajo, deberán estar libres de grietas, traslapamientos e
irregularidades inaceptables del perfil que se muestran en la
Figura 5.4.
5.24.1 Soldaduras de Filete.
Las caras de las soldaduras de filete pueden ser levemente
convexas, planas o levemente cóncavas, según lo que se
muestra en las Figuras 5.4 y 5.4( C ), la que muestra perfiles
de soldadura de filete típicamente inaceptables.
5.24.2 Excepción para las Soldaduras de Filete
Intermitentes.
Excepto para socavamiento, según lo permitido por el código,
los requerimientos del perfil de la Figura 5.4 no deberán
aplicarse a los extremos de la soldadura de filete intermitente
fuera de su longitud efectiva.
5.24.3 Convexidad.
Excepto en las soldaduras externas en uniones de esquina,
la convexidad C de una soldadura o de un cordón de
soldadura individual, no deberá exceder los valores
entregados en la Figura 5.4.
5.24.4 Soldaduras Ranuradas o a Tope.
Las soldaduras ranuradas se deberán hacer con un refuerzo
mínimo de la cara, a menos que se especifique de otro modo.
En el caso de las uniones a tope y de esquina, el refuerzo de
la cara no deberá exceder 1/8 de pulgada de altura [3 mm].
Todas las soldaduras deberán tener una transición gradual
hasta el plano de las superficies del metal base con áreas de
transición libres de socavamiento, excepto lo permitido por
este código. La Figura 5.4 (D) muestra perfiles de soldadura
de ranura típicamente aceptables en uniones a tope. La
Figura 5.4 (E) muestra perfiles de soldaduras típicamente
inaceptables para uniones a tope de soldaduras de ranuras.
5.24.4.1 Superficies Enrasada.
Las soldaduras a tope que requieran enrasarse deberán
acabarse de modo que no reduzcan los espesores del metal
base más delgado o el metal base en más de 1/32 pulgadas
194
[1 mm], o del 5% del espesor del material; cualquiera sea
menor. El refuerzo restante no deberá exceder 1/32 pulgadas
de altura [1 mm]. Sin embargo, todos los refuerzos deberán
quitarse donde la soldadura forme parte de una superficie de
contacto o de empalme. Todo refuerzo deberá alearse en
forma pareja y suave en la superficies de la plancha con áreas
de transición libres de socavamiento.
5.24.4.2 Métodos de Acabado y Valores.
El cincelado y el rebaje pueden usarse siempre que estén
seguidos por esmerilado. En donde se requiera el acabado de
una superficie, los valores de desbaste (ver ASME B46.1) no
deberán exceder 250 micropulgadas [6.3 micrometros]. El
acabado de superficies en valores superiores a 125
micropulgadas [3.2 micrometros] a través de 250
micropulgadas deberán tener un acabado paralelo a la
dirección de la tensión primaria. El acabado de superficie a
valores de 125 micropulgadas o menos puede terminarse en
cualquier dirección.
5.25 Técnica para Soldaduras de Ranura Tipo Tapón
Redondo y Tipo Tapón Alargado
5.25.1 Soldaduras Tipo Tapón Redondo.
La técnica utilizada para efectuar soldaduras de tipo tapón
redondo utilizando los procesos SMAW, GMAW (excepto
GMAW-S), y FCAW deberán ser como se detallan a
continuación:
5.25.1.1 Posición Plana.
Para las soldaduras que vayan hacerse en la posición plana,
cada pasada deberá depositarse alrededor de la raíz de la
unión y luego depositarse a lo largo del trayecto en espiral
hacia el centro del orificio, fundiendo y depositando una capa
de metal de soldadura en la raíz y en el fondo de la unión.
Luego el arco se lleva hacia la periferia del orificio y se repite el
procedimiento, fundiendo y depositando sucesivas capas para
rellenar el orificio hasta la profundidad requerida. La escoria
que cubre el metal de soldadura debería mantenerse fundida
hasta que la soldadura esté terminada. Si el arco se
interrumpe o la escoria se deja enfriar, ésta deberá quitarse
completamente antes de reiniciar la soldadura.
5.25.1.2 Posición Vertical.
Para las soldaduras que vayan a realizarse en posición vertical,
el arco se inicia en la raíz de la unión en el lado más bajo del
orificio y se lleva hacia arriba, fundiéndola en la cara de la
plancha interna y hacia el lado del orificio. El arco se detiene
en la parte superior del orificio, se limpia la escoria y el
proceso se repite en el lado opuesto del orificio. Después de
limpiar la escoria de la soldadura, otras capas deberían
depositarse de manera similar para rellenar el orificio hasta la
profundidad requerida.
5.25.1.3 Posición de Sobrecabeza.
Para las soldaduras que vayan a realizarse en posición de
sobrecabeza, el procedimiento es el mismo que para la
posición plana, excepto que la escoria debería dejarse enfriar
y debería quitarse completamente después de haberse
depositado cada cordón de soldaduras sucesivo, hasta que el
orificio esté relleno a la profundidad requerida.
5.25.2 Soldaduras de Tipo Tapón Alargado.
Estas soldaduras deberán realizarse utilizando técnicas
similares a aquellas especificadas en 5.25.1 para las
soldaduras de ranuras de tipo tapón redondo, excepto si la
longitud de la ranura tipo tapón alargado exceda tres veces el
ancho, o si la ranura tipo tapón alargado se extiende hasta el
borde del componente, deberán aplicarse los requerimientos
de las técnicas de 5.25.1.3.
5.26 Reparaciones
La remoción del metal de soldadura o de porciones del metal
base puede realizarse maquineando, esmerilando,
cincelando o rebajando. Se deberá hacer de tal manera que el
metal de soldadura adyacente o el metal base no tengan
muescas o rebajes. El rebaje con oxígeno no deberá utilizarse
en el acero sometido a proceso termodinámico de templado y
revenido. Las porciones inaceptables de la soldadura
sacarse quitarse sin quitar gran parte del metal base. Las
superficies deberán limpiarse a fondo antes de soldar. El
metal de soldadura deberá depositarse para compensar
cualquier deficiencia de tamaño.
5.26.1 Opciones del Contratista.
El Contratista tiene la opción, ya sea de reparar una
soldadura inaceptable o de removerla y volver a colocar una
soldadura entera; excepto lo que esté modificado por 5.26.3.
La soldadura reparada o reemplazada deberá ser sometida a
nuevas pruebas mediante los métodos originalmente
utilizados, y se deberá aplicar la misma técnica y los mismos
criterios de aceptación de calidad. Si el Contratista elige
195
reparar la soldadura, ésta deberá corregirse de la siguiente
manera:
5.26.1.1 Traslapamiento, Convexidad Excesiva, o Refuerzo
Excesivo.
Se deberá quitar el metal de soldadura en exceso.
5.26.1.2 Concavidad Excesiva de Soldadura o Cráter,
Soldadura de Tamaños Inexactos, Socavamientos.
Las superficies deberán preparase (ver 5.30) y deberá
depositarse el metal base adicional.
5.26.1.3 Fusión Incompleta, Porosidad Excesiva de la
Soldadura, o Inclusiones de Escoria.
Las porciones inaceptables deberán quitarse y volverse a
soldar (ver 5.26).
5.26.1.4 Grietas en la Soldadura o en el Metal Base.
El tamaño de la grieta deberá reconocerse por medio de la
prueba de macrografía, (MT), PT o cualquier otro medio
igualmente positivo; la grieta y el metal de buena calidad con 2
centímetros [50 mm] mas allá de cada extremo de la grieta
deberá quitarse y volverse a soldar.
5.26.2 Limitaciones de Temperatura para Reparación con
Calor Localizado.
Los componentes distorsionados por la soldadura deberán
enderezarse mediante medios mecánicos o por la aplicación
limitada de calor localizado. La temperatura de las áreas
calientes medidas por métodos aprobados no deberán exceder
1100º F [600º C] para aceros sometidos al proceso
termodinámico de templado y revenido, ni los 1200º F [650º C]
para otros aceros. La parte que deba calentarse para
enderezarse deberá estar principalmente libre de tensión y de
fuerzas externas, excepto aquellas tensiones resultantes de
métodos de enderezamiento mecánico utilizados en conjunto
con la aplicación del calor.
5.26.3 Aprobación del Ingeniero.
Deberá lograrse previamente la aprobación del Ingeniero para
las reparaciones del metal base (excepto aquellas requeridas
por 5.15), la reparación de grietas mayores o diferidas, las
reparaciones según los métodos ESW y EGW con defectos
internos, o un diseño revisado para compensar deficiencias. El
Ingeniero deberá ser notificado antes que se corten y se
separen los componentes de la soldadura.
5.26.4 Inaccesibilidad de Soldaduras Inaceptables.
Si después que se haya realizado una soldadura inaceptable,
se realiza un trabajo que haya dado como resultado una
soldadura inaccesible o haya creado nuevas condiciones que
hagan que la corrección de la soldadura inaceptable sea
peligrosa o inefectiva, entonces las condiciones originales
deberán restaurarse quitando las soldaduras o los
componentes, o ambos; antes de realizar las correcciones.
Si esto no se hace, la deficiencia será compensada por
trabajo adicional efectuado en conformidad con el diseño
revisado y aprobado.
5.26.5 Restauración de la Soldadura del Metal Base con
Orificios mal Colocados.
Excepto en donde la restauración mediante soldadura sea
necesaria por razones estructurales u otras, los orificios
perforados o taladrados mal colocados pueden ser dejarse
abiertos o llenarse con pernos. Cuando el metal base con los
orificios mal colocados es recuperado por soldadura, se
aplican los siguientes requerimientos:
(1) El metal base no sujeto a carga de tensión cíclica se
puede restaurarse por medio de soldaduras, siempre que el
Contratista prepare y siga los procedimientos para una
reparación WPS. La buena calidad de la reparación de la
soldadura deberá verificarse mediante un NDT, cuando esas
pruebas están especificadas en los documentos del contrato
para soldaduras de ranura sujetas a compresión o a carga por
tensión.
(2) El metal base sujeto a carga por tensión cíclica puede
restaurarse mediante soldaduras, siempre que:
(a) El Ingeniero apruebe la reparación mediante soldadura y
repare según el proceso de WPS.
(b) La reparación mediante los WPS se sigue en el trabajo y
la buena calidad del metal base restaurado debe ser
verificado por NDT especificados en los documentos del
contrato para el examen de tensión de la soldaduras de
ranura o de acuerdo a lo aprobado por el Ingeniero.
(3) Además de los requerimientos (1) y (2), cuando se
restauren los orificios mediante soldadura de metales base
sometidos a procedimiento termodinámico de templado y
revenido deberá efectuarse lo siguiente:
(a) Deberá utilizarse un metal de relleno apropiado, la
entrada de calor correspondiente y PWHT (cuando se
requiera).
(b) Las soldaduras de muestreo deberán hacerse
utilizando la reparación WPS.
196
(c) El RT de las soldaduras de muestreo deberá verificar
que la soldadura de buena calidad esté conforme con los
requerimientos de 6.12.2.1.
(d) Deberá utilizarse una prueba de tensión de sección
reducida (metal de soldadura); dos pruebas de doblado de
lado (metal de soldadura) y tres pruebas CVN (impacto de la
ZAT) (en el área de grano grueso) removidas de la soldaduras
de muestreo, para demostrar que las propiedades mecánicas
del área reparada estén en conformidad con los requerimientos
especificados del metal base (Ver Anexo III para los
requerimientos de los ensayos CVN).
(4) Las superficies soldadas deberán tener un acabado de
acuerdo a lo especificado en 5.24.4.1.
5.27 Martillado (Peening)
Puede utilizarse el martillado en capas de soldadura intermedia
para el control de la tensión por contracción en soldaduras
gruesas para evitar las grietas o la distorsión, o ambas. No
deberá realizarse el martillado en la raíz o en la capa superficial
de la soldadura o en los bordes del metal base de la soldadura,
excepto lo estipulado en 2.36.6.6(3). Deberá tenerse cuidado
de evitar el traslapamiento o las grietas de la soldadura o del
metal base.
5.27.1 Herramientas.
Está permitido el uso de martillos manuales, para quitar
escoria, cinceles y herramientas livianas con vibración para
quitar la escoria y las salpicaduras y no deberá considerarse el
martillado.
5.28 Rellenar.
Relleno (“Caulking”) se definirá como una deformación plástica
de la soldadura y de las superficies del metal base por medios
mecánicos para sellar u obscurecer las irregularidades. El
relleno estará prohibido para los metales base con un límite de
fluencia mayor que 50ksi [345 Mpa].
Para los metales base con un límite de fluencia mínimo
especificado de 50 ksi o menor [345 Mpa], puede utilizarse el
relleno, siempre que:
(1) se hayan completado y aceptado todas las inspecciones.
(2) El relleno sea necesario para evitar la falla en el
revestimiento
(3) la técnica y las limitaciones del relleno están aprobadas
por el Ingeniero.
5.29 Formación de Arcos
La formación de arcos fuera del área de las soldaduras
permanentes en cualquier metal base. Las fisuras o
deformaciones provocadas por la formación de arcos deberán
esmerilarse para lograr un contorno suave y parejo y verificar
la buena calidad de la soldadura.
5.30 Limpieza de la Soldadura
5.30.1 Limpieza en el Proceso.
Antes de soldar sobre el metal previamente depositado, se
deberá quitar toda la escoria, y la soldadura junto con el metal
base adyacente y deberán cepillarse para que queden
limpios. Este requerimiento deberá aplicarse no solo a las
capas sucesivas sino que también a los cordones de
soldadura continua y al área del cráter cuando la soldadura
se reanude después de alguna interrupción. Sin embargo,
no estará restringido para las soldaduras de ranura tipo tapón
redondo y tipo tapón alargado; en conformidad con 5.25.
5.30.2 Limpieza de la Soldadura Terminada.
Se deberá quitar la escoria de todas las soldaduras completa,
y la soldadura y el metal base adyacente deberán limpiarse
cepillando o mediante otro medio apropiado. Las salpicaduras
remanentes que permanecen adheridas fuertemente aún
después de la operación de limpieza son aceptables, a
menos que sea necesario quitarlas con el propósito de
efectuar el NDP. Las uniones soldadas no deberán pintarse
hasta después que se haya completado y aceptado la
soldadura.
5.31 Planchas de Extensión (Ver 5.2.2)
5.31.1 Uso de las Planchas de Extensión de Soldadura.
Las soldaduras se deberán terminar en el extremo de una
unión de manera que aseguren soldaduras de buena
calidad. Cuando sea necesario, esto deberá hacerse por
medio de planchas de extensión de soldadura alineadas de
tal manera que proporcionen una prolongación de la
preparación de la unión.
5.31.2 Eliminación de las Planchas de Extensión de
Soldadura Para Estructuras No Tubulares Cargadas
Estáticamente.
Para las estructuras no tubulares cargadas estáticamente, las
planchas de extensión de soldadura no deberán quitarse, a
menos que lo requiera el Ingeniero.
197
5.31.3 Eliminación de las Planchas de Extensión de
Soldadura Para Estructuras No tubulares Cíclicamente
Cargadas.
Para las estructuras no tubulares cargadas cíclicamente, las
planchas de extensión de soldadura deberán quitarse después
de que la soldadura se haya completado y enfriado, y que los
extremos de las soldaduras se haya alisado y enrasado con los
bordes de las partes colindantes.
5.31.4 Extremos de la Uniones Soldadas a Tope.
Los extremos de las uniones soldadas a tope requieren tener
un acabado rasante, de manera de no reducir el ancho
detallado, o del ancho real proporcionado; cualquiera que sea
mayor, en más de 1/8 pulgada [3 mm], de manera de no dejar
refuerzo en cada extremo que sea 1/8 pulgada [3 mm]. Los
extremos de las uniones soldadas a tope no deberán alcanzar
una inclinación que no exceda 1 en 10.
199
6. Inspección
Parte A
Requerimientos Generales 6.1 Alcance
La Sección 6 contiene todos lo requerimientos para las
calificaciones y responsabilidades del Inspector, los criterios de
aceptación para irregularidades y los procedimientos para NDT.
6.1.1 Información proporcionada a los contratistas. Cuando se
requiere la prueba NDT además de la inspección visual, deberá
establecerse así en la información que se entrega a los
contratistas. Esta información designará las categorías de
soldadura que se van a examinar, la envergadura del examen de
cada categoría y el método o métodos de prueba.
6.1.2 Inspección y estipulaciones del contrato. Con respecto a
este código, la inspección sobre fabricación y montaje y pruebas
y la inspección de verificación y pruebas deberán ser funciones
separadas.
6.1.2.1 Inspección del Contratista. Este tipo de inspección y de
prueba deberá efectuarse según sea necesario previo al montaje,
durante montaje, durante la soldadura y después de la soldadura
para asegurar que los materiales y la calidad del trabajo cumplan
con los requerimientos de los documentos del contrato. La
inspección de fabricación y montaje y pruebas deberán ser de
responsabilidad del Contratista, a menos que se establezca lo
contrario en los documentos del contrato.
6.1.2.2 Inspección de verificación. Este tipo de inspección y
pruebas deberá efectuarse y sus resultados deberán informarse al
Propietario y al Contratista a tiempo para evitar retrasos en el
trabajo. La inspección de verificación y pruebas son las
prerrogativas del Propietario, quien puede efectuar esta función, o
cuando lo establezca el contrato, se otorgue verificación
independiente, o se estipule que tanto la inspección como la
verificación deberán ser efectuadas por el Contratista.
6.1.3 Definición de categorías del inspector.
6.1.3.1 Inspector del Contratista. Este Inspector es la persona
debidamente designada, quien actúa para y en beneficio del
Contratista en todas las inspecciones y en las materias de calidad,
dentro del ámbito de los documentos del contrato.
6.1.3.2 Inspector de verificación. Este inspector es la persona
debidamente designada, quien actúa para y en beneficio del
Propietario o Ingeniero en todos los asuntos sobre inspección y
calidad dentro del ámbito de los documentos del contrato.
6.1.3.3 Inspector (Inspectores). Cuando se utilice el término
inspector sin una calificación mayor, como la del inspector
específico de acuerdo a la categoría que se describió anteriormente,
se aplica igualmente para la inspección y la verificación dentro de
los límites de la responsabilidad descrita en 6.1.2.
6.1.4 Requerimientos de calificación del Inspector.
6.1.4.1 Bases para calificación. Los Inspectores responsables
para aceptar o rechazar el material y la calidad del trabajo deberán
estar calificados. La base de la calificación de Inspector deberá
estar documentada. Si el Ingeniero elige especificar las bases de la
calificación de Inspector, deberá ser especificado así en los
documentos del contrato.
Las bases de calificación aceptables serán las siguientes:
(1) Certificación actual o previa como un Inspector de Soldadura
Certificado por AWS (CWI), en conformidad con las
estipulaciones de AWS QC1, norma y pauta para la calificación y
la certificación de los Inspectores de soldadura (“Standard and
Guide for Qualification and Certication of Welding Inspectors”), o
(2) Calificación actual o previa por parte de la Agencia Canadiense
de Soldadura (CWB Canadian Welding Bureau), en conformidad
con los requerimientos de la (CSA) Asociación de Normas
Canadienses, norma W178.2, certificación de los inspectores de
soldadura (“Certification of Welding Inspectors”), o
(3) Un Ingeniero o técnico, que mediante capacitación o
experiencia, o ambos en fabricación de metales, en inspección y
pruebas, sea competente para efectuar la inspección del trabajo.
6.1.4.2 Término de la efectividad. La calificación de un
Inspector permanecerá en efecto indefinidamente, siempre que el
Inspector permanezca activo en la inspección de fabricaciones de
estructuras soldadas de acero; a menos que haya una razón
específica que cuestione la habilidad del inspector.
6.1.4.3 Asistente del Inspector. El Inspector puede ser apoyado
por los Inspectores asistentes quienes pueden realizar funciones de
inspección específica bajo la supervisión del Inspector. Los
asistentes de los Inspectores deberán estar calificados mediante
capacitación o entrenamiento y experiencia para realizar las
funciones especificas para las cuales ellos están asignados. El
200
trabajo de los Asistentes deberá ser regularmente monitoreado por
el Inspector, generalmente día a día.
6.1.4.4 Examen Visual. Los Inspectores y los Asistentes
deberán haber aprobado un examen visual con o sin lentes de
corrección para probar: (1) La agudeza de la visión cercana del
Snellen English, o equivalente, a no menos que 12 pulgadas (300
mm); y (2) agudeza de la visión lejana de 20/40, o mejor. El
examen visual del personal de inspección se requerirá cada 3 años
o menos, si fuera necesario demostrar idoneidad.
6.1.4.5 Verificación de Autoridad. El Ingeniero deberá tener la
autoridad para verificar la calificación de los Inspectores.
6.1.5 Responsabilidad del Inspector. El Inspector deberá
asegurar que toda la fabricación y el montaje de la soldadura se
efectúe en conformidad con los requerimientos de los documentos
del contrato.
6.1.6 Ítems que deben proporcionarse al Inspector. Al
Inspector deberá proporcionársele los planos completos y
detallados mostrando el tamaño, la longitud, el tipo y la
localización de todas las soldaduras que deban hacerse. El
Inspector también deberá proporcionar los documentos del
contrato que describen los requerimientos sobre material y
calidad para los productos que vayan a fabricarse, construirse o
ambos.
6.1.7 Notificación del Inspector. El Inspector deberá ser
notificado con anticipación del inicio de las operaciones relativas
a la inspección y a la verificación.
6.2 Inspección de Materiales
El Inspector del Contratista deberán asegurarse de que sólo los
materiales que estén en total conformidad con los requerimientos
de este código deberán utilizarse.
6.3 Inspección de los WPS y del Equipo
6.3.1 WPS. Los Instructores deberán revisar todo los WPS que
se vaya a utilizar para el trabajo y se asegurarán que los
procedimientos estén en conformidad con los requerimientos de
este código.
6.3.2 Equipo de soldadura. El Inspector deberá inspeccionar
el equipo de soldadura que se vaya utilizar para asegurarse que el
trabajo se efectué en conformidad con los requerimientos del
5.11.
6.4 Inspección del Soldador, del Operador de Soldadura, y
calificaciones del pinchador.
6.4.1 Determinación de la Calificación. El Inspector deberá
permitir que las soldaduras se efectué sólo por parte de los
soldadores, los operadores de soldadura y los pinchadores que
estén calificados en conformidad con los requerimientos de la
Sección 4, o deberán asegurarse que cada soldador, operador de
soldadura o pinchador haya demostrado previamente dicha
calificación bajo otra supervisión aceptable y apropada por el
Ingeniero en conformidad 4.1.2.1.
6.4.2 Retesteo basado en la calidad del trabajo. Cuando la
calidad de un soldador, un operador de soldadura o un pinchador
calificado aparezca estar por debajo de los requerimientos de este
código, el Inspector puede requerir que el soldador, operador de
soldadura o el pinchador demuestren habilidad para producir
soldaduras de buena calidad por medio de una prueba simple, tal
como la prueba de ruptura de la soldadura de filete o puede
requerir la recalificación completa en conformidad con la Sección
4.
6.4.3 Retesteo basado en el Vencimiento (o expiración) de
la Calificación. El Inspector requerirá la recalificación de
cualquier soldador calificado u operador de soldadura quien no
haya utilizado el proceso (para el cual está calificado), duenate un
periodo que exceda 6 meses (ver 4.1.3.1)
6.5 Inspección del Trabajo y Registros
6.5.1 Tamaño, Longitud y Localización de la Soldadura. El
Inspector deberá asegurarse que el tamaño, la longitud y la
localización de todas las soldaduras estén conforme a los
requerimientos de este código y a los planos de detalle, y que no se
hayan agregado soldaduras no especificadas sin aprobación.
6.5.2 WPS. El Inspector deberá asegurarse que solamente se
empleen los WPS que cumplan con las estipulaciones de la
Sección 3 o Sección 4.
6.5.3 Clasificación y Uso de los Electrodos. El Inspector
deberá asegurarse que los electrodos se utilicen solamente en las
posiciones y con un tipo de soldadura y polaridad correspondiente,
para las cuales están clasificados.
6.5.4 Alcance de los Exámenes. El Inspector deberá, a
intervalos apropiados, observar la preparación de la unión, la
práctica del montaje, las técnicas de soldadura y el
comportamiento de cada soldador, operador de soldadura y
pinchador para asegurarse que los requerimientos aplicables de
este código se cumplan.
201
6.5.5 Envergadura del Examen. El Inspector deberá
examinar el trabajo para asegurase que cumpla con los
requerimientos de este código. Otros criterios de aceptación,
diferentes de aquellos descritos en los códigos, pueden utilizarse
cuando están aprobados por el Ingeniero. El tamaño y el contorno
de la soldadura deberá medirse con calibradores apropiados. La
inspección visual de las grietas en soldaduras y el metal base y
otras irregularidades deberían recibir la ayuda de una luz potente,
lupa, u otros implementos que puedan ser útiles.
6.5.6 Identificación del Inspector o de las Inspecciones
Efectuadas. Los Inspectores deberán identificar con una marca
distintiva u otros métodos de registro todos los componentes o las
uniones que hayan inspeccionado y aceptado. Cualquier método
de registro que ellos hayan acordado mutuamente pueden utilizar.
El molde (o patrón) de estampado de los componentes cargados
cíclicamente, sin la aprobación del Ingeniero deberán prohibirse.
6.5.7 Mantención de Registros. El Inspector mantendrá un
registro de las calificaciones de todos los soldadores, operadores
de soldaduras y pinchadores; todas las calificaciones de los WPS
u otras pruebas que se efectúen; y cualquier otra información que
pueda requerirse.
Parte B
Responsabilidades del Contratista
6.6 Obligaciones del Contratista
6.6.1 Responsabilidades del Contratista. El Contratista será
responsable de la inspección visual y de la corrección necesaria
de todas las deficiencias en cuanto a materiales y a la calidad del
trabajo que se establezca en los documentos del contrato.
6.6.2 Requerimientos del Inspector. El Contratista deberá
cumplir con todos los requerimientos del Inspector (Inspectores)
para corregir las deficiencias en los materiales y la mano de obra,
según lo establezcan los documentos del contrato.
6.6.3 Criterio de Ingeniería. En el caso de que una soldadura
con falla, o la remoción (eliminación) de la nueva soldadura, dañe
el metal base, de acuerdo al juicio del Ingeniero su retención no
esté en conformidad con la intención de los documentos del
contrato, el contratista deberá remover (quitar) y reemplazar el
metal base dañado o deberá compensar esta deficiencia de alguna
manera aprobada por el Ingeniero.
6.6.4 NDT Especificado Diferente a la Inspección Visual.
Cuando se especifique un NDT, que no sea la inspección visual
especificada en la información proporcionada a los clientes, deberá
ser la responsabilidad del Contratista la que asegure que todas las
soldaduras especificadas deberán cumplir con los requerimientos
de calidad de la Sección 6, Parte C, cualquiera que sea aplicable.
6.6.5 NDT No Especificados, que no sean la Inspección
Visual. Si el NDT que no sea la inspección visual no esté
especificado en el acuerdo del contrato original, pero que se
solicite posteriormente por parte del Propietario, el Contratista
deberá efectuar todas las pruebas solicitadas o deberá permitir que
las pruebas se efectúen en conformidad con 6.14. El Propietario
será responsable de todos los costos asociados incluyendo el
traslado (manipulación), preparación de la superficie, NDT, y
reparación de irregularidades, excepto las descritas en 6.9;
cualquiera que sea aplicable, en porcentajes mutuamente acordados
entre el Propietario y el Contratista. Sin embargo si tales pruebas
revelan un intento de fraude o una notoria no conformidad con este
código, el trabajo de reparación deberá ser efectuado por gastos del
Contratista.
Parte C
Criterios de Aceptación
6.7 Alcance
Los criterios de aceptación para la inspección visual y los NDT de
las conexiones tubulares y de las conexiones no tubulares
estáticamente y cíclicamente se describen en la Parte C. La
envergadura del examen y los criterios de aceptación deberán
especificarse en los documentos del contrato o en la información
proporcionada al cliente.
6.8 Aprobación del Ingeniero para los Criterios de
Aceptación Alternativos
La premisa fundamental del código es la de proporcionar
estipulaciones generales aplicables a la mayoría de las situaciones.
Los criterios de aceptación para la producción de soldadura
diferentes a aquellas descritas en el código pueden utilizarse para
una aplicación particular; siempre que se cuente con la
documentación adecuada por parte del proponente y la aprobación
del Ingeniero. Estos criterios de aceptación alterna pueden basarse
en la evaluación de la conveniencia del servicio utilizado en
experiencias pasadas, la evidencia experimental o el análisis de
ingeniería que considere el tipo de material, los efectos de carga
del servicio y los factores ambientales.
6.9 Inspección Visual
202
Todas las soldaduras deberán inspeccionarse visualmente y
aceptarse si se satisfacen los criterios de la Tabla 6.1.
6.10 PT y MP (Prueba de liquido penetrante y Prueba de
Partícula Magnética)
Las soldaduras que están sometidas a MP y PT, además de la
inspección visual, deberán evaluarse sobre las base de los
requerimientos aplicables para la inspección visual. Las pruebas
deberán efectuarse en conformidad con 6.14.4 o 6.14.5,
cualquiera que sea aplicable.
6.11 NDT
Excepto lo entregado en 6.18, todos los métodos NDT que
incluyen requerimientos de equipos y calificaciones,
calificaciones del personal y métodos operativos deberán estar en
conformidad con la Sección 6 Inspección. Los criterios de
aceptación deberán describirse en esta sección. Las soldaduras
sujetas a los ensayos NDT deberán haber sido encontrados
aceptable por la inspección visual en conformidad con 6.9.
Para soldaduras sujetos a ensayos NDT en conformidad con
6.10, 6.11, 6.12.3, y 6.13.3, la prueba puede comenzar
inmediatamente después que las soldaduras completadas se hayan
enfriado a temperatura ambiente. Los criterios de aceptación para
los aceros ASTM A 514, A 517, y A 709, grado 100 y 100W
deberán basarse en los ensayos NDT efectuados no menos de 48
horas después de haber completado la soldadura.
6.11.1 Requerimientos de las Conexiones Tubulares. Para las
soldaduras a tope de ranura de penetración completa soldadas de
un solo lado sin backing, toda la longitud de las soldaduras de la
producción de los componentes tubulares deberán examinarse ya
sea por RT o UT. Los criterios de aceptación deberan estar en
conformidad con 6.12.3 o 6.13.3, según sea aplicable.
6.12 RT
Las soldaduras probadas mediante la prueba radiográfica que no
cumplan con los requerimientos de la Parte C o con los criterios
de aceptación alternos según 6.8, deberán ser reparados en
conformidad con 5.26. Las irregularidades que no sean grietas,
deberán evaluarse sobre la base de ser alargadas o redondeadas.
Sin considerar el tipo de irregularidad, una irregularidad alargada
será definida como una en la cual su longitud excede 3 veces su
ancho. Una irregularidad redondeada será definida como una en
la cual su longitud es 3 veces su ancho o menor y puede tener
añadiduras.
6.12.1 Criterios de Aceptación para Conexiones No Tubulares
Cargadas Estáticamente
6.12.1.1 Irregularidades. Las soldaduras que están sujetas a
RT, además de la inspección visual no deberá tener grietas y serán
inaceptables si la prueba Radiográfica muestra irregularidades que
excedan las siguientes limitaciones (E = tamaño de soldadura)
(1) Irregularidades alargadas que excedan el tamaño máximo de
la Figura 6.1.
(2) ___________________
(3) Irregularidades redondeadas mayores que un tamaño máximo
de E/3, que no exceda 1/4 de pulgada (6mm). Sin embargo, cuando
el espesor sea mayor que 2 pulgadas (50 mm), la indicación
máxima redondeada puede ser 3/8 de pulgada (10mm). La
tolerancia mínima de este tipo de irregularidad mayor que o igual a
3/32 pulgadas (2.5mm) para una irregularidad aceptable alargada o
redondeada, o en un borde o en un extremo de una soldadura de
intersección deberá ser 3 veces la dimensión mayor de la más
grande de las irregularidades que estén en consideración.
(4) Las irregularidades asiladas tales como un grupo de
indicaciones redondeadas, que tengan una suma de sus
dimensiones mayores que excedan la irregularidad única de
tamaño máximo permitido en la Figura 6.1. La tolerancia mínima
con otro grupo o con una irregularidad alargada o redondeada o a
un borde o a un extremo de la soldadura de intersección deberá ser
3 veces la dimensión mayor de las irregularidades más grandes que
se estén considerando.
(5) La suma de las irregularidades individuales, que cada una
tenga una dimensiona mayor de menos 3/32 pulgadas (2.5 mm) no
deberán exceder 2E/3 o 3/8 pulgadas (10mm); cualquiera que sea
menor en la medición lineal de 1 pulgada (25mm) de soldadura.
Este requerimiento es independiente de (1), (2), y (3) anteriores.
(6) Las irregularidades en línea, en donde la suma de las mayores
dimensiones exceda E en cualquier longitud de 6E. Cuando la
longitud de la soldadura que se esté examinando sea menor que 6E,
la suma permitida de las mayores dimensiones deberá ser
proporcionalmente menor.
6.12.1.2 Ilustración de los Requerimientos. La Figura 6.2 y la
Figura 6.3 ilustran la aplicación de los requerimientos entregados
en 6.12.1.1.
6.12.2 Criterios de Aceptación para Conexiones No
Tubulares Cargadas Cíclicamente. Las soldaduras que estén
sujetas a RT además de la inspección visual no deberán tener
203
grietas y serán inaceptables si RT muestra cualquiera de los tipos
de irregularidades descritos en 6.12.2.1, 6.12.2.2, 6.12.2.3, o
6.12.2.4.
6.12.2.1 Soldaduras con Esfuerzo de Tensión. Para las
soldaduras sujetas a esfuerzo de tensión bajo cualquier condición
de carga, la dimensión más grande de cualquier irregularidad de
porosidad o tipo de fusión que sea 1/16 pulgadas (2mm) o mayor
en su dimensión más grande no deberá exceder el tamaño, B,
indicado en la Figura 6.4, para el tamaño de la soldadura
involucrada.
La distancia de la irregularidad de alguna porosidad o tipo de
fusión descrito anteriormente en relación con otra irregularidad, a
un borde o a la raíz o la garganta de
6.12.2.2 Tensión de Comprensión de Soldadura. Para la
soldadura sujeta a tensión por compresión solamente y
específicamente indicado así en los planos de diseño, la
dimensión mayor de la irregularidad de porosidad o de un tipo de
fusión que sea 1/8 pulgadas (3mm) o mayor en la dimensión más
grande no deberá exceder el tamaño, B, ni el espacio entre las
irregularidades adyacentes que sean menores que la tolerancia
mínima permitida, C, indicada por la Figura 6.5 para el tamaño de
la irregularidad que está siendo examinada.
6.12.2.3 Irregularidades Menores que 1/16 pulgadas (2mm)
204
6.12.3.1. Discontinuidades
Las soldaduras que estén sometidas a pruebas RT además de la
inspección visual no deberán presentar grietas y serán
inaceptables si el RT muestra cualquier discontinuidad que
exceda las siguientes limitaciones ( E = tamaño de la soldadura )
(1) Las discontinuidades prolongadas que excedan el tamaño
máximo de la figura 6.6.
(2) Las discontinuidades más cercanas a las tolerancias
mínimas permitidas en la figura 6.6.
(3) En la intersección de una soldadura con otra o con un borde
libre (ejemplo, es decir, un borde más allá del cual no exista
una extensión material). Las discontinuidades aceptables
deberán ser:
a) En conformidad con las limitaciones de la figura 6.6
para cada soldadura individual.
b) En conformidad con las limitaciones de soldaduras de
intersección de la figura 6.6 Caso I o II según sea aplicable
(4) Las discontinuidades aisladas tales como un grupo de
indicaciones redondeadas que tengan un total de sus
dimensiones mayores y que excedan la discontinuidad única del
tamaño máximo permitido en la figura 6.6. La tolerancia mínima
para otro grupo o para una discontinuidad redondeada o hacia un
borde extremo de una soldadura de intersección deberá ser 3
veces más que la dimensión mayor de las discontinuidades más
grandes que se están considerando.
(5) La suma de las discontinuidades individuales en las que cada
una tenga una dimensión mayor a 3/32 pulgadas (2,5 mm) no
deberá exceder 2E/3 ó 3/8 pulgadas (10mm); cualquiera que sea
menor en cualquier medición lineal de 1 pulgada (25mm) de
soldadura. Este requerimiento es independiente de (1), (2), (3)
antes mencionado .
(6) Las discontinuidades en línea donde el total de la suma de
las dimensiones mayores exceda E en cualquier longitud de 6 E
.Cuando la longitud de la soldadura que se está examinando sea
menor que 6 E , el total permisible de las dimensiones mayores
deberá ser proporcionalmente menor.
6.12.3.2. Ilustración
Las Figuras 6.2 y 6.3 ilustran la aplicación de los requerimientos
entregados en 6.12.3.1.
6.13 UT (Test ultrasónico)
6.13.1 Criterio de aceptación para conexión no tubular
cargadas estáticamente.
El criterio de aceptación para las soldaduras sujetas a UT
además de la inspección visual deberá cumplir con los
requerimientos de la tabla 6.2. Para soldaduras CJP de ala de
viga al flange, las discontinuidades de aceptación detectadas
por los movimientos de los exámenes escaneados en el patrón
“E” ( ver 6.32.2.2 ) pueden basarse en el espesor de la
soldadura igual al espesor real del ala de viga , más 1 pulgada (
25 mm). Las discontinuidades detectadas por el patrón de
examen “E” deberán ser evaluadas según el criterio de la tabla
6.2 en cuanto al espesor real del ala de viga. Cuando las
soldaduras del ala de viga al flange con penetración completa
estén sujetas a la tensión normal calculada para la soldadura
deberían ser designadas en los planos de diseño y deberán
estar en conformidad con los requerimientos de la tabla 6. 2. Las
soldaduras sometidas a pruebas ultrasónicas se evalúan sobre
la base de un ultrasonido que refleje la discontinuidad en
proporción a su efecto en la integridad de la soldadura. Las
indicaciones de discontinuidades que permanezcan en el visor
a medida que la unidad investigada se traslade lejos de la
discontinuidad mediante el movimiento “B” puede ser la
indicación de discontinuidades de planalidad con importante
dimensión a través de toda la garganta.
Debido a que la mayor superficie que refleja las más grandes
discontinuidades criticas está orientada a un mínimo de 20
grados (para una unidad de investigación de 70 grados) a 45
grados (para unidad de exploración de 45 grados ) desde la
perpendicular hasta el as de sonido la evaluación de la amplitud
(porcentaje de decibeles db) no permite una disposición viable .
Cuando las indicaciones exhiben estas características de
planalidad que están presenten en la sensibilidad del examen
deberá requerirse una evaluación más detallada de la
discontinuidad mediante otros medios (ejemplo técnicas
alternadas UT , RT , esmerilando o puliendo para la inspección
visual )
6.13.2 Criterio de aceptación para conexión no tubular
cargada cíclicamente.
Los criterios de aceptación para las soldaduras a UT además de
la inspección visual deberán cumplir con los siguientes
requerimientos:
(1) Las soldaduras sujetas a esfuerzos de tensión bajo cualquier
condición de carga deberán estar en conformidad con los
requerimientos de la tabla 6.3.
(2) Las soldaduras sujetas a esfuerzo de compresión deberán
estar en conformidad con los requerimientos de la tabla 6.2.
6.13.2.1 Indicaciones.
Las soldaduras sometidas a pruebas ultrasónicas son evaluadas
sobre la base de un ultrasonido que refleje la discontinuidad en
proporción a su efecto sobre la integridad de la soldadura. Las
indicaciones de discontinuidades que permanezcan en la
205
presentación instrumental a medida que la unidad de exploración
se mueva hacia y fuera de la discontinuidad (el movimiento de
examen “B”) pueden indicar discontinuidades de planalidad con
importante dimensión a través de la garganta. En cuanto a la
orientación de tales o de dichas discontinuidades, relativas al as
de sonido que se desvía de la perpendicular , pueda resultar que
el rango de decibeles db no permita la evaluación confiable y
directa de la unión de las soldaduras a tope íntegramente.
Cuando las indicaciones que exhiben estas características de
planalidad están presentes en la sensibilidad del examen, deberá
requerirse una evaluación más detallada de la discontinuidad por
otros medios (ejemplo técnicas alternadas de UT, RT,esmerilado
o rebaje para inspección visual , etc.
6.13.2.2. Exámenes.
Las soldaduras del ala de viga al flange deberán estar en
conformidad con los requerimientos de la tabla 6.2 y la
aceptación para las discontinuidades detectadas por los
movimientos del scanner que no sea el patrón de examen “E”
(ver 6.32.2.2) puede basarse en un espesor de soldadura igual
al grosor de ala de viga actual más 1 pulgada ( 25 mm ). Las
discontinuidades detectadas por el patrón de examen “E”
deberán evaluarse de acuerdo a los criterios de 6.13.2 para el
grosor real del ala de viga. Cuando tales soldaduras del ala de
viga al flange estén sujetas para calcular el esfuerzo de tensión
normal de la soldadura, estarán diseñadas en los planos y
deberán estar en conformidad con los requerimientos de la Tabla
6.3.
6.13.3 Criterios de Aceptación para Conexiones Tubulares
Los criterios de aceptación para UT deberán ser según lo que se
entrega en los documentos del contrato. La Clase R o Clase X , o
ambas, pueden incorporarse mediante referencias. La amplitud
basada en los criterios de aceptación según se entrega en 6.13.1
también puede utilizarse para las soldaduras de ranuras en
uniones a tope en tubos de 24 pulgadas ( 600 mm) de diámetro y
mayores, siempre que se sigan todas las estipulaciones
relevantes de la Sección 6 Parte F. Sin embargo, esos criterios
de amplitud no deberán aplicarse a las conexiones tubulares T-
Y-K.
6.13.3.1 Clase R ( aplicable cuando se utiliza UT como una
alternativa para RT)
Se deberán descartar todas las indicaciones que tengan la mitad
de la amplitud (6 db ) o menos que el nivel de sensibilidad
estándar (considerando obligatoriamente 6.27.6). Las
indicaciones que excedan el nivel de descarte deberán ser
evaluada de la siguiente manera:
(1) Se deberán aceptar los reflectores esféricos aislados
aleatorios con una pulgada (25 mm ) de separación
mínima hasta un nivel de sensibilidad estándar. Los
reflectores de mayor tamaño se deberán evaluar como
reflectores de posición lineal.
(2) Los reflectores esféricos alineados deberán evaluarse
como reflectores en posición lineal .
(3) Se deberán rechazar los reflectores esféricos agrupados
que tengan una densidad mayor a 1 por pulgada cuadrada
(645 mm cuadrado) con indicaciones por sobre los niveles
descartados (área proyectada normal a la dirección de
tensión aplicada promediada por sobre 6 pulgadas (150
mm ) de longitud de soldadura.
(4) Se deberán rechazar los reflectores en posición lineal o en
posición plana cuyas longitudes excedan los límites de la
Figura 6.7. Adicionalmente los reflectores de la raíz no
deberán exceder los limites de la Clase X .
6.13.3.2 Clase X (Basados en la Experiencia, en los
Criterios con Propósitos de Ajuste Aplicables a las
Conexiones en T Y K en Estructuras Redundantes con
Componentes Soldados Resistentes a la Hendidura)
Todas las indicaciones que tengan la mitad de la amplitud 6 db o
menos que el nivel de sensibilidad estándar (con la debida
consideración deberán descartarse de 6.27.6). Las indicaciones
que excedan el nivel de descarte deberán ser evaluadas de la
siguiente manera :
(1) Los reflectores esféricos deberán ser según lo que se
describe en la Clase R, excepto que cualquier indicación
dentro de los siguientes límites para planos lineales o de
planaridad sea aceptable.
(2) Los reflectores lineales o en posición plana deberán ser
evaluados por medio de técnicas de límites de has de luz y
se deberán rechazar aquellos cuyas dimensiones excedan
los límites de la Figura 6.8. El área de la raíz deberá
definirse como la que queda dentro de 1/4 de pulgada ( 6
mm ) o tw / 4 cualquiera que sea mayor , de la raíz de la
soldadura teórica , tal como lo muestra la Figura 3.8.
Parte D Procedimientos NDT
6.14 Procedimientos
Los procedimientos de ensayos no destructivos (NDT), según lo
que se describe en este código, se han utilizado durante
muchos años y entregan un aseguramiento razonable sobre la
integridad de la soldadura; sin embargo, algunos usuarios que lo
han utilizado incorrectamente consideran que cada método es
206
capaz de detectar todas las discontinuidades inaceptables. Los
usuarios del código deberían familiarizarse con todas las
limitaciones de los métodos NDT que se van a usar,
particularmente la inhabilidad para detectar y caracterizar las
discontinuidades en planaridad con orientación especifica. (Las
limitaciones y el uso complementario de cada método se explica
en la última edición de AWS B1.10, Guía para Pauta no
Destructiva de la Soldadura. (“Guide for Nondestructive
Inspection of Welds”).
6.14.1 RT
Cuando se utiliza RT, el procedimiento y la técnica deberán estar
en conformidad con la Parte E de esta Sección.
6.14.2 Sistema de Imágenes de Radiación
Cuando se efectúa el examen utilizando sistema de imagen de
radiación, los procedimientos y las técnicas deberán estar en
conformidad con la Parte G de esta Sección.
6.14.3 UT
Cuando se usa la prueba ultrasónica, el procedimiento y la
técnica deberán estar en conformidad con la Parte F de esta
Sección.
6.14.4 MT
Cuando se utiliza la prueba magnética (MT), el procedimiento y la
técnica deberán estar en conformidad con ASTM E 709 , y la
norma de aceptación deberá estar en total conformidad con la
Sección 6, Parte C de este Código; cualquiera sea aplicable.
6.14.5 PT
Para detectar las discontinuidades que se abren hacia la
superficie , puede utilizarse PT. Los métodos de las normas
establecidas en ASTM E 165 deberán utilizarse para la
inspección PT, y las normas de aceptación deberán estar en
conformidad con la Sección 6 Parte C de este código ; cualquiera
sea aplicable.
6.14.6 Calificación del Personal
6.14.6.1 Requerimientos ASNT
EL personal que efectúe las pruebas NDT, que no sean la
inspección visual, deberán estar calificado en conformidad con la
edición actual de la American Society for Nondestructive testing
Recommended Practice N°SNT – TC- 1A. Los individuos que
efectúen las pruebas NDT deberán estar calificados para:
(1) NDT Nivel II o
(2) NDT Nivel I trabajando bajo el NDT nivel II
6.14.6.2 Certificación
La certificación de los individuos en cuanto al Nivel I y al Nivel II
deberán efectuarse por parte de un individuo del Nivel III que
haya estado certificado con (1) The American Society for
Nondestructive Testing (la Sociedad Americana para Ensayos
No Destructivos) o (2) tenga la educación, la experiencia, el
entrenamiento y haya aprobado con éxito el examen escrito ,
descrito en SNT – TC- 1A.
6.14.6.3 Excepción de los Requerimientos QC1
El personal que efectúe los ensayos no destructivos bajo las
estipulaciones de 6.14.6 no necesita ser calificado ni certificar
bajo las estipulaciones de AWS QC1.
6.15 Envergadura de la Prueba
La información proporcionada a los clientes deberá identificar
claramente la envergadura las pruebas NDT (tipos, categorías,
localización) de las soldaduras que vayan a someterse a
prueba.
6.15.1 Prueba Completa
Las uniones de soldaduras que requieran las pruebas mediante
especificación del contrato deberán ser testeadas en cuanto a
su longitud completa, a menos que se especifique una prueba
parcial o una prueba spot .
6.15.2 Pruebas Parciales
Cuando se especifiquen pruebas parciales, la longitud y la
localización de la soldadura o categoría de soldadura que vayan
a someterse a prueba estarán designadas claramente en los
documentos del contrato.
6.15.3 Prueba Spot ( en un Punto Especifico)
Cuando se especifica una prueba “spot”, el números de puntos
específicos en cada categoría designada de la unión soldada
que va ser sometida a prueba en una longitud establecida de la
soldadura o en un segmento designado de la soldadura deberán
incluirse en la información que se proporciona a los clientes.
Cada prueba “spot“ deberá cubrir a lo menos 4 pulgadas (100
mm) de la longitud de soldadura. Cuando la prueba “spot” revela
indicaciones de discontinuidades rechazadas que requieran
reparación, la envergadura de esas discontinuidades deberá
explorarse. Dos “spot” adicionales en el mismo segmento de la
unión de la soldadura deberán tomarse en localizaciones lejos
del “spot” original. La localización de los spots adicionales
deberán acordarse entre el Contratista y el Inspector de
verificación.
207
Cuando uno de los dos spots adicionales muestran defectos que
requieran reparación, el segmento completo de la soldadura
representado por el spot original deberá ser sometido
completamente a una prueba. La soldadura que involucra más de
un segmento, los dos spots adicionales en cada segmento
deberán ser sometidos a prueba en localizaciones acordadas por
el Contratista y el Inspector de verificación, sujetos a la
interpretación anterior.
6.15.4 Información Relevante
El personal que realice las pruebas NDT deberá, previo a
efectuar las pruebas, contar con toda la información relevante o
tener acceso a ella con respecto a las geometrías de la unión de
soldadura, al espesor del material y a los procesos de soldadura
que se utilicen en la estructura soldada. El personal que realice
los ensayos NDT deberán ser valorados para cualquier
reparación posterior a la soldadura .
Parte E Pruebas Radiográficas ( RT)
6.16 Prueba Radiográficas (RT) de la Soldadura de
Ranura en Uniones a Tope
6.16.1 Procedimientos y Normas
Los procedimientos y las normas establecidas en la Parte E
regirán la RT de las soldaduras cuando tal inspección sea
requerida por los documentos del contrato, según lo estipulado
en 6.14. Los requerimientos descritos aquí son específicamente
para la soldadura de ranura sometidas a prueba en uniones a
tope en planchas, perfiles y barras mediante rayos X y fuente de
rayos gama. La metodología deberá estar en conformidad con
ASTM E 94, “Standard Recommended Practice for Radographic
Testing, (“Práctica Recomendada para Pruebas Radiográficas”)
ASTM E 142, Stándar Method for Controlling Quality of
Radiographic Testing, (“Método Estándar de Control de Calidad
en Pruebas Radiográficas”) ASTM E 747, Controlling Quality of
Radiographic Testing Using Wire Penetrameters (“Control de
calidad en los ensayos radiográficos utilizando penetra metros
de cable”) y ASTM E 1032, Radiographic Examination of
Weldments (“Examen Radiográfico de las Estructuras Soldadas”).
6.16.2 Variaciones
Las variaciones en los procedimientos de prueba, equipo y
estándares de aceptación pueden usarse mediante el acuerdo
entre el Contratista y el Propietario. Dichas variaciones incluyen,
pero no están limitadas a lo siguiente: RT de filete, T y
soldaduras de esquina; en la distancia de la fuente a la película;
aplicaciones de tipo de orificios no usuales o indicadores de
calidad de imagen tipo cable o alambre (IQI), (incluyendo el lado
IQI de la película ) y el RT de un grosor mayor a 6 pulgadas
(150mm ), de los tipos de películas, densidades y variaciones en
exposición, desarrollo y técnicas de visualización .
6.17 Procedimientos RT
6.17.1 Procedimiento
Las radiografías deberán utilizarse por medio de una fuente
única ya sea de radiación X o gama. La sensibilidad
radiográfica deberá juzgarse basada en los IQI tipo cable o tipo
imagen y orificio. La técnica radiográfica y el equipo deberán
proporcionar suficiente sensibilidad para delinear claramente el
IQI requerido tipo orificio y los orificios esenciales o alambres
como según lo descrito en 6.17.7, Tablas 6.4 y 6.5 y Figura 6.9
y 6.10. Las letras y los números de identificación se mostrarán
claramente en la radiografía.
6.17.2 Requerimiento de Seguridad
El RT deberá efectuarse en total conformidad con los
requerimientos de seguridad aplicables .
6.17.3 Remoción del Refuerzo.
Cuando los documentos del contrato requieran la eliminación del
refuerzo de la soldadura, la soldadura deberá prepararse para la
prueba RT mediante esmerilado, según lo describe el número
5.24.4.1. Otras superficies de soldadura no necesitan
esmerilarse, de otro modo ser suavizadas para la prueba RT, a
menos que las irregularidades de la superficie o la unión entre la
soldadura y el metal base pueden provocar discontinuidades
objetables de soldadura que vayan a oscurecer la radiografía.
6.17.3.1 Tablas (Lengüeta )
Las lengüetas de la soldadura deberán quitarse antes de la
prueba RT, a menos que se apruebe de otro modo por parte del
Ingeniero.
6.17.3.2 Backing Metálico
Cuando sea requerido por 5.10 o por otras estipulaciones de los
documentos del contrato se deberá sacar el backing metálico y
la superficie deberá quedar con un acabado a ras puliéndose
previo a la prueba RT, el pulido deberá hacerse según lo
establecido en 5.24.4.1.
6.17.3.3 Refuerzo
Cuando un refuerzo soldado o un backing, o ambos no se quiten
o no se utilice la colocación de un IQI de alambre alternado, las
cuñas de acero con prolongaciones de a lo menos 1/8 de
208
pulgada (3 mm ) mas allá de los tres lados IQI requeridos tipo
orificio o IQI de alambre deberá colocarse debajo del IQI tipo
orificio o IQI tipo alambre; de modo que el grosor total del acero
entre el IQI tipo orificio y la película sea aproximadamente iguales
al grosor promedio de la soldadura medida a través de su
refuerzos y backing.
6.17.4 Película Radiográfica
La película radiográfica deberá ser tal como se describe en
ASTM E 94. La pantalla de hoja de plomo se utilizará según lo
descrito en ASTM E 94. Las pantallas fluorescente estarán
prohibidas.
6.17.5 Técnica
Las radiografías se deberán hacer con una fuente única de
radiación centrada lo más cerca posible que sea practicable, con
respecto a la longitud y a lo ancho de esa porción de la soldadura
que se esté examinando .
6.17.5.1 Falta de Precisión Geométrica
Las fuentes de rayo gama, sin considerar el tamaño, deberá ser
capaz de cumplir con la limitación de la falta de nitidez o
precisión geométrica de el código de recipientes presurizados y
calderas ASME (Boiler and Pressure Vessel Code) , Sección V
articulo 2.
6.17.5.2 Distancia de la Fuente al Sujeto
La distancia de la fuente al sujeto no deberá ser menor que la
longitud total de la película que se está exponiendo en el plano
único. Esta estipulación no deberá aplicarse a exposiciones
panorámicas efectuadas bajo las estipulaciones de 6.16.2.
6.17.5.3 Limitaciones de la Distancia de la Fuente al Sujeto
La distancia de la fuente al sujeto no deberán ser menor que
siete veces el grosor de la soldadura más el refuerzo y el
backing, ni tal radiación de inspección deberá penetrar tampoco
ninguna parte de la soldadura representada en la radiografía en
un ángulo mayor que 26-1/2° a partir de una línea normal de la
superficie de la soldadura.
6.17.6 Fuentes
Las unidades de rayos X, 600 kVp más y el iridio 192 pueden
utilizarse como fuente para todos los RT, siempre que tengan
una habilidad de penetración adecuada. El cobalto 60 se utilizará
solo como una fuente radiográfica cuando el acero que se haya
radiografiado exceda 2.5 pulgada (65 mm) de grosor. Otras
fuentes radiográficas estarán sujetas a la aprobación al
Ingeniero.
6.17.7 Selección y Colocación de IQI
Los IQI estarán seleccionados y colocados sobre la estructura
soldada en el área de interés que vaya a radiografiarse tal como
lo muestra la Tabla 6.6.
6.17.8 Técnica
Las uniones soldadas serán radiografiadas y la película será
identificada mediante métodos que proporcionarán o entregarán
una inspección completa y continua de la unión dentro de los
límites especificados que vayan a examinarse. Los límites de la
unión se mostrarán claramente en la radiografía. Las películas
cortas, las pantallas pequeñas y el excesivo socabamiento por
radiación difusa o cualquier otro proceso que oscurezca las
partes de la longitud total de la soldadura harán que las
radiografías sean inaceptables.
6.17.8.1 Longitud de la Película.
La película deberá tener el largo suficiente y deberá colocarse
para proporcionar al menos 1/2 pulgada (12mm) de película
más allá del borde proyectado de la soldadura.
6.17.8.2 Traslapamiento de la Película.
Las soldaduras más largas que 14 pulgadas (350mm) pueden
ser radiografiadas traslapando los cassettes de la película y
haciendo una sola exposición utilizando cassettes de una sola
película y haciendo exposiciones por separado. Se deberán
aplicar las estipulaciones de 6.17.5.
6.17.8.3 Retrodispensión.
Para ratificar la radiación por retrodispensión, un símbolo de
plomo “B,1/2 pulgada (12mm) de alto, 1/16 pulgadas (2mm) de
espesor deberá anexarse a la parte posterior de cada cassette
de película. Si aparece la imagen “B” en la radiografía, la
radiografía deberá considerarse como inaceptable.
6.17.9 Ancho de la Película.
Los anchos de la película deberán ser lo suficiente como para
mostrar todas las partes de la unión de la soldadura, incluyendo
los HAZ (son afectadas térmicamente), y deberán proporcionar
el espacio adicional suficiente para los IQI requeridos o IQI para
alambre y la identificación de la película sin infringir en el área
de interés de la radiografía.
6.17.10 Calidad de las Radiografías
Todas las radiografías deberán estar libres de errores
mecánicos, quimicos o de otro tipo hasta el grado en que no
puedan enmascarse o confundirse con la imagen de cualquier
discontinuidad en el área de interés de la radiografía. Tales
errores incluyen, pero no están limitados a lo siguiente:
(1) veladura
209
(2) defectos del procesamiento tales como rayas, marcas de
agua o manchas de productos químicos.
(3) Raspaduras, marcas digitales, arrugas, suciedad, marcas
estáticas, tiznas, o desgarros .
(4) la pérdida del detalle debido al mal contacto entre la pantalla y
la película.
(5) falsas indicaciones debido a las pantallas defectuosas o
fallas internas
6.17.11 Limitaciones de la Densidad
La densidad de la película transmitida a través de la imagen
radiografica del cuerpo del o de los IQI requeridos tipo orificio y el
área de interés deberán tener 1.8 mínimo de visión de una sola
película para las radiografías hechas con una fuente de rayos X y
2.0 como mínimo para radiografías hechas con fuentes de rayos
gama. Para vistas compuestas de exposición de doble película,
la densidad mínima será de 2.6. Cada radiografía de un set de
compuesto tendrá una densidad mínima de 1.3. La densidad
máxima deberá ser de 4.0 para cada visión simple o compuesta.
6.17.11.1 Densidad H y D
La densidad medida deberá ser densidad H y D (densidad
radiografica) la cual es una medida de ennegrecimiento de la
película expresada como:
D = registro l 0 / l.
Donde
D = H y D densidad (radiográfica).
I o = intensidad de la luminosidad en la película, y
I = luminosidad transmitida a través de la película.
6.17.11.2 Transiciones
Cuando las transiciones de las soldaduras en cuanto a su
espesor estén radiografiadas y la razón del espesor de la sección
más gruesa hasta el espesor de la sección más delgada sea 3 o
mayor, las radiografías deberían exponerse para producir
películas de densidades simples de 3.0 a 4 .0 en la sección más
delgada. Cuando esto se haya hecho, los requerimientos
mínimos de densidad de 6.17.11 habrán variado a menos que se
haya estipulado de otro modo en los documentos del contrato.
6.17.12 Marcas de Identificación.
Una marca de identificación de radiografía y dos marcas de
identificación de colocación deberán ponerse en el acero de cada
localización radiográfica. Una marca de identificación radiografica
correspondiente y dos marcas de identificación de colocación,
todas las cuales deberán mostrarse en la radiografía, serán
producidas al colocar los números de plomo o las letras o ambos
sobre cada identificación idéntica y las marcas de localización
hechas en acero para proporcionar un medio de hacer
corresponder la radiografía desarrollada para la soldadura. La
información adicional de identificación puede imprimirse
previamente a no menos de 3/4 pulgada (20mm) desde el eje
de la soldadura o se producirá en la radiografía colocando
figuras de plomo en el acero. La información requerida para
mostrar la radiografía deberá incluir la identificación del contrato
del propietario, las iniciales de la compañía RT, las iniciales del
fabricante, el número de orden del taller de fabricación, la marca
de identificación radiografica, la fecha y el número de reparación
de la soldadura si fuera aplicable .
6.17.13 Bloques del Borde.
Los bloques del borde deberán utilizarse cuando las soldaduras
a topes radiografiadas sean mayores que 1/2 pulgada (12mm)
de espesor. Los bloques del borde deberán tener una longitud
suficiente para prolongarse más allá de cada lado de la línea
central de la soldadura por una distancia mínima o igual al
espesor de la soldadura, pero no inferior a 2 pulgadas (50 mm) y
deberá tener un espesor igual o mayor que el grosor de la
soldadura. El ancho mínimo de los bloques del borde deberá ser
igual de la mitad del espesor de la soldadura pero no menor que
1 pulgada (25 mm). Los bloques del borde deberán centrarse en
la soldadura en contra de la placa que se esté radiografiando
dejando no más de 1/16 pulgadas (2 mm) para la longitud
mínima especificada de los bordes del bloque. Los bordes del
bloque se harán por medio del acero radiograficamente limpio y
la superficie deberá tener un acabado de ANSI 125 uin
(3um) o más suave (ver figura 6.15)
6.18 Requerimiento Complementarios RT para
Conexiones Tubulares
6.18.1 Soldaduras en Ranuras Circunferenciales en Uniones
a Tope
La técnica utilizada para radiografiar uniones circunferenciales a
tope deberá ser capaz de cumplir toda la circunferencia
completa. La técnica preferentemente deberá ser una
exposición de una pared única / visualización de una sola pared.
En donde el acceso o el tamaño de la tubería prohiba esto, la
técnica puede ser de exposición de doble pared / visualización
de pared doble.
6.18.1.1 Exposición de Pared Simple / Visualización de
Pared Simple
La fuente de radiación deberá colocarse dentro de la tubería y la
película en la parte exterior de ella (Ver Fig. 6.16). La exposición
panorámica puede hacerse si los requerimientos de fuente a
210
objeto están satisfechos; si no deberá hacerse un mínimo de tres
exposiciones. El IQI puede seleccionarse y colocarse en el lado
de la fuente de la tubería. Si esto no puede practicarse, se puede
colocar en el lado de la película de la tubería.
6.18.1.2 Exposición Doble de Pared / Visualización de Pared
Simple
Cuando el acceso o las condiciones geométricas prohiben la
exposición de una sola pared la fuente puede colocarse en el
lado externo de la tubería y la película en el lado opuesto afuera
de la pared de la tubería (ver Fig. 6.17). Deberá requerirse un
numero de tres exposiciones para cubrir la circunferencia
completa. El IQI puede seleccionarse y colocarse en el lado de la
película de la tubería.
6.18.1.3 Exposición Doble de Pared / Visualización Doble de
Pared
Cuando el diámetro externo de la tubería sea de 3-1/2 pulgada
(90 mm) o menor, tanto el lado de la fuente y el lado de la
película soldada pueden proyectarse en la película y ambas
paredes pueden visualizarse para la aceptación. La fuente de
radiación deberá desviarse de la tubería por una distancia que
sea a lo menos 7 veces el diámetro externo. El as de radiación
deberá desviarse del plano de la línea central de la soldadura en
un ángulo suficiente como para separar las imágenes del lado de
la fuente y la soldadura del lado de la película. No deberá haber
traslapamiento de las dos zonas interpretadas. Un mínimo de
dos exposiciones de 90° entre si se requerirán (ver Fig. 6. 18) La
soldadura también puede radiografiarse sobreponiendo las dos
soldaduras en cuyo caso habrá un mínimo de tres exposiciones
de 60° entre sí (ver Fig. 6.19). En cada una de estas dos
técnicas, el IQI deberá colocarse en la fuente al lado de la
tubería.
6.19 Examen, Informe y Disposición de las
Radiografías
6.19.1 Equipo Proporcionado por el Contratista.
El Contratista deberá proporcionar un iluminador (visor) de
intensidad apropiada, con una capacidad de revisión spot o
revisión spot enmascarada. El visor deberá incorporar un
dispositivo para ajustar el tamaño del spot que está siendo
examinado. El visor deberá tener la capacidad suficiente como
para iluminar las radiografías con una densidad HID de 4.0. La
revisión de la película deberá hacerse en un área de baja
iluminación.
6.19.2 Informes.
Antes de que sea aceptada una soldadura sometida a la prueba
RT por el Contratista para el propietario, todas sus radiografías,
incluyendo cualquiera que pueda presentar una calidad
inaceptable previo a la reparación, deberá realizarse un informe
que las interprete sometida a la verificación del Inspector.
6.19.3 Retención del Informe.
Un set completo de radiografías para soldaduras sometidas a la
prueba RT por el Contratista para el propietario, incluyendo
cualquiera que muestre una calidad inaceptable previo a la
reparación deberá ser entregada al propietario después de
haber completado el trabajo. La obligación del contratista para
retener radiografía terminará en los siguientes casos: (1) cuando
la entrega de este set completo se hace al propietario o (2) o un
año completo después de haber terminado el trabajo del
Contratista, siempre que al propietario se le entregue una nota
por escrito con anticipación.
Parte F
Pruebas Ultrasónicas (UT) de las Soldaduras de Ranuras
6.20 General
6.20.1 Procedimientos y Normas
Los procedimientos y las normas establecidas en la parte F
deberán reglamentar la UT de las soldaduras de ranuras y la
HAZ entre los espesores de 5/16 pulgadas y 8 pulgadas (8mm y
20 mm) inclusive cuando se requiera tal prueba por 6.14 de
este código. Para espesores menores a 5/16 pulgadas (8 mm)
o mayores que 8 pulgadas (200 mm), las pruebas deberán
efectuarse en conformidad con el anexo K. Estos
procedimientos y normas deberán prohibirse para le conexiones
de pruebas de tubo a tubo T-Y-K.
6.20.2 Variaciones
El anexo K es un ejemplo de una técnica alternativa para
efectuar el examen UT de las soldaduras ranuradas. Las
variaciones en los procedimientos de prueba, equipos y normas
de aceptación no incluidas en la parte F de la sección 6 pueden
usarse de acuerdo con el Ingeniero. Dichas variaciones incluyen
otros espesores, geometría de soldadura, tamaños de los
transductores frecuencias, acoplamientos, superficies pintadas,
ensayos , etc. Tales variaciones aprobadas deberán estar
registradas en los registros del contrato.
6.20.3 Porosidad de la Tubería
211
Para detectar la posible porosidad de la tubería, se recomienda
RT para complementar el ensayo UT , la soldadura ESW o EGW.
6.20.4 Metal Base
Estos procedimientos no tienen la intención de emplearse para
someter a prueba los metales base. Sin embargo, las
discontinuidades relativas a la soldadura (grieta, desgarro
laminar, delaminaciones, etc. ) en el metal base adyacente el
cual no sería aceptable bajo las estipulaciones de este código
deberán informarse al Ingeniero para su disposición.
6.21 Requerimiento de la Calificación
Para satisfacer los requerimientos de 6.14.6, la calificación de
operador de UT deberá incluir unos exámenes específicos y
prácticos , los cuales deberán estar basados en los
requerimientos de este código. Este examen requerirá que el
operador UT demuestre la habilidad para aplicar las reglas de
este código en la detección exacta y la disposición de las
discontinuidades.
6.22 Equipo UT
6.22.1 Requerimientos del equipo
El instrumento UT deberá ser de tipo eco apropiado para usarse
en las oscilaciones de los transductores en frecuencias entre 1 y
6 megahertz. El visor deberá tener un examen “ A “ para la huella
o el trazado del vídeo rectificado.
6.22.2 Linealidad Horizontal
La linealidad horizontal del instrumento de prueba deberá estar
calificado sobre la distancia completa del trayecto de sonido que
vaya a utilizarse en la prueba en conformidad con 6.30.1.
6.22.3 Requerimientos para los Instrumentos de Pruebas
Los instrumentos de prueba deberán incluir la estabilización
interna de modo que después del calentamiento no haya como
respuesta ni una variación mayor que + 1 dB, con una fuente de
voltaje que cambia de 15 % o en el caso de la batería a través de
toda la vida de la carga. Deberá haber una alarma o medidor
para señalizar una caída del voltaje de la batería previo al corte
del instrumento debido al desgaste de la batería.
6.22.4 Calibración de los Instrumentos de Pruebas
Un instrumento de ensayo o prueba deberá tener un control de
ganancia calibrado ( atenuador) ajustable en etapas discretas de
1ó 2 dB de un rango de a lo menos 60 dB. La exactitud de los
ajustes del atenuador deberán estar dentro de más o menos 1dB.
El procedimiento para la calificación deberá ser como se
describe en 6.24.2 y 6.30.2.
212
6.22.5 Rango del Visor
El rango dinámico del visor del instrumento deberá ser tal que
la diferencia que 1dB de amplitud puede detectarse fácilmente
en el visor.
6.22.6 Unidades de Exploración del HAZ Recto (Onda
Longitudinal)
Los transductores de una unidad de exploración de haz recto o
directo (onda longitudinal ) deberán tener un área activa no
menor a 1/2 pulgada cuadrada [ 323 mm cuadrados] ni mayor
a 1 pulgada cuadrada [ 645 mm cuadrados]. El transductor
deberá ser redondo o cuadrado. Los transductores deberán ser
capaces de resolver los tres reflejos descritos en 6.29.1.3.
6.22.7 Unidades de Exploración de Haz de Angulo
Las unidades de exploración de haz de ángulo consistirán de
un transductor y una de ángulo. La unidad puede
comprenderse de dos elementos separado o puede ser una
sola unidad integral.
6.22.7.1 Frecuencia
La frecuencia del transductor deberá estar entre 2 y 2.5
megahertz, inclusive.
6.22.7.2 Dimensiones del transductor
El cristal del transductor deberá ser cuadrado o rectangular en
su forma y puede variar de 5/8 de pulgada a 1 pulgada [15 mm
a 25 mm] de ancho y de 5/8 a 13/16 pulgadas [15 a 20 mm] de
alto (Ver figura 6.20). El ancho máximo de la razón de altura
deberá ser de 1.2 a 1.0, y el rango mínimo de ancho a altura
deberá ser de 1.0 a 1.0.
6.22.7.3 Ángulos
La unidad de exploración producirá un haz de sonido en el
material que se esté sometiendo a prueba dentro de más o
menos 2º de uno de los siguientes ángulos apropiados: 70º ,
60º,ó 45º como se describe en 6.29.2.2.
6.22.7.4 Marcas de Identificación
Cada unidad de exploración deberá marcarse para indicar
claramente la frecuencia del transductor, el ángulo nominal de
refracción y el punto índice. El procedimiento de locación del
punto índice se describe en 6.29.2.1.
6.22.7.5 Reflejos Internos
Los reflejos internos máximos permitidos a partir de la unidad
de exploración deberán ser los que se describen en 6.24.3.
6.22.7.6 Distancia del Borde
Las dimensiones de la unidad de exploración deberán ser
tales que la distancia desde el borde anterior de la unidad de
exploración hacia el punto de índice no deberá exceder 1
pulgada [25mm].
6.22.7.7 Bloque IIW
El procedimiento de calificación que esté utilizando el bloque
en referencia IIW deberá estar en conformidad con 6.29.2.6 y
como lo muestra la figura 6.21.
6.23 Normas de Referencia
6.23.1 Norma IIW
El bloque de referencia UT del Instituto Internacional de
Soldadura (IIW) que se muestra en la Figura 6.22 deberá ser
usado tanto para la distancia como para la calibración de la
sensibilidad. Otros bloques portátiles pueden utilizarse
siempre que la sensibilidad del nivel de referencia para que el
instrumento/ unidad de exploración tenga la combinación que
se ajuste al equivalente de lo logrado con el bloque IIW (Vr
Anexo X en cuanto a ejemplo).
6.23.2 Reflectores Pohibidos
Estará prohibido el uso de un reflector de “esquina” para
propósitos de calibración.
6.23.3 Requerimientos de Resolución
La combinación de unidad de exploración y de instrumentos
deberá resolver los tres orificios en el block de prueba de
referencia de resolución RC que se muestra en la Figura 6.23.
La posición de unidad de exploración se describe en 6.29.2.5.
La resolución será evaluada con los controles de los
instrumentos ajustados a las pruebas normales y con
indicaciones a partir de los orificios ubicados a la altura de la
mitad de la pantalla. La resolución deberá ser lo suficiente
como para distinguir los picks de indicaciones a partir de los
tres orificios. Se deberá prohibir el uso del block de referencia
RC para la calibración. Cada combinación de unidad de
exploración de instrumento (la zapata y el transductor)
deberán ser revisados previos a su uso inicial. La verificación
de este equipo deberá efectuarse inicialmente con cada
unidad de exploración y con cada combinación de unidad UT.
No es necesario efectuar nuevamente la verificación , siempre
que se mantenga la documentación sobre los registros de los
siguientes ítemes:
( 1 ) La fabrica de la máquina de prueba radiográfica, el
modelo y el número de serie.
( 2 ) El fabricante de la unidad de exploración, tipo,
tamaño,ángulo y número de serie.
213
( 3 ) Fecha de verificación y nombre del técnico.
6.24 Calificación del Equipo
6.24.1 Linealidad Horizontal
La linealidad horizontal del instrumento de prueba deberá
recalificarse después de cada 40 horas de uso del instrumento
en cada uno de los rangos de distancia en que se utilizará el
instrumento. El procedimiento de calificación deberá estar en
conformidad con 6.30.1 (Ver Anexo X para alternativa de
método).
6.24.2 Control de Ganancia
El control de ganancia de un instrumento (atenuador) deberá
cumplir con los requerimientos de 6.22.4. y deberá verificarse
en cuanto a una calibración correcta con el intervalo de 2
meses en conformidad con 6.30.2. Los métodos alternativos
pueden usarse para la calificación del control de ganancia
calibrado (atenuador) si se prueba que cumple a lo menos con
el equivalente de 6.30.2.
6.24.3 Reflejos Internos
Los máximos reflejos internos de cada unidad angular deberán
verificarse a un intervalo máximo de tiempo de 40 horas del uso
del instrumento en conformidad con 6.30.3.
6.24.4 Calibración de las Unidades de Exploración del
Angulo de Abertura del Haz
Con el uso de un block de calibración aprobado, cada unidad
de exploración del ángulo de abertura del Haz deberá revisarse
después de cada 8 horas de uso para determinar que la cara
del contacto esté plana y que el punto de entrada acústico sea
el correcto, y que el ángulo del haz este dentro de lo permitido
con una tolerancia de más o menos 2º con una tolerancia en
conformidad con 6.29.2.1 y con 6.29.2.2. Las unidades de
exploración que no cumplan con estos requisitos deberán ser
corregidas o reemplazarse.
6.25 Calibración para la Prueba
6.25.1 Posición del Control de Rechazo
Todas las calibraciones y las pruebas deberán hacerse con el
control de rechazo apagado (limitación o supresión), el control
puede alterar la linealidad del instrumento y alterar los
resultados de la prueba.
6.25.2 Técnica
La calibración en cuanto al barrido de sensibilidad y horizontal
(distancia) deberá hacerse por parte del operador de la
prueba de UT y en la localización de la prueba de cada
soldadura.
6.25.3 Recalibración
La recalibración deberá hacerse después de un cambio de
operadores, después de un intervalo de cada 30 minutos, o
cuando el circuito eléctrico esté perturbado de alguna manera
que incluya lo siguiente:
(1) cambio del transductor ( 2 ) cambio de batería ( 3) cambio de salida eléctrica ( 4) cambio de cable coaxial ( 5 ) caída eléctrica (falla) 6.25.4 Prueba de Haz de Luz Directa ( recta ) del
Metal Base
La calibración para la prueba del haz de luz directa del metal
base deberá hacerse con la unidad de exploración aplicada a
la Fase A del metal base y efectuado de la siguiente manera.
6.25.4.1 Barrido
El barrido horizontal deberá ajustarse para que la calibración
de la distancia presente el equivalente de a lo menos el grosor
de 2 planchas en el visor.
6.25.4.2 Sensibilidad
La sensibilidad deberá ajustarse en una localización libre de
indicaciones, de modo que el primer reflejo posterior desde el
lado de atrás de la plancha sea de un 50% a un 75% de la
altura total de la pantalla.
6.25.5 Calibración para la Prueba del Angulo de
Abertura del Haz
La calibración para la prueba del ángulo de abertura del haz
deberá efectuarse de acuerdo a lo siguiente (Ver Anexo X,
X.2.4) para un método alternativo.
6.25.5.1 Barrido Horizontal
El barrido horizontal deberá ajustarse para representar la
distancia del trayecto acústico utilizando el bloque IIW o
bloques alternativos según lo descrito en 6.23.1. La
calibración de la distancia deberá hacerse utilizando ya sea
una escala o balanza de 5 pulgadas [125 mm] o de 10
pulgadas [250 mm] en el visor cualquiera sea apropiado. Sin
embargo, si la configuración de la unión o del espesor evita
un examen completo de la soldadura, en cada uno de estos
ajustes, la calibración de la distancia deberá hacerse usando
214
una escala o balanza de 5 pulgadas o 20 pulgadas [400 mm ó
500 mm], según se requiera. La posición de la unidad de
exploración se describe en 6.29.2.3.
Nota: La localización horizontal de todas las indicaciones de la
pantalla se basa en la ubicación en la cual el lado izquierdo de
la desviación del trazado interrumpe la línea base horizontal.
6.25.5.2 Nivel de Referencia Cero
La sensibilidad del nivel de referencia cero utilizada para la
evaluación de la discontinuidad ( “b” en el informe de la prueba
ultrasónica Anexo D , Formulario D-11) se logrará ajustando el
control de ganancia calibrado (atenuador) del detector de
discontinuidad que cumpla con los requerimientos de 6.22; de
modo que la desviación de la traza horizontal maximizada
(ajustada a la línea de referencia horizontal en cuanto a altura
con el control de ganancia calibrado [ atenuador] ) resulte en la
pantalla en conformidad con 6.29.2.4.
6.26 Procedimientos de Prueba
6.26.1 Línea “X”
Deberá marcarse una Línea “X” para la localización de la
discontinuidad sobre la cara de prueba de la estructura
soldada en una dirección paralela al eje de la soldadura. La
distancia de localización perpendicular al eje de la soldadura
deberá basarse en las figuras dimensionales en el detalle de
planos y generalmente corresponde a la línea central de las
soldaduras de uniones a tope, y siempre corresponde a la cara
cercana de un componente conector de T y las soldaduras de
unión de esquina (la cara opuesta a Cara C ).
6.26.2 Línea “Y”
Una “Y” acompañada con un número de identificación de
soldadura deberá marcarse con claridad sobre el metal base
adyacente a la soldadura que está sometida a la UT. Esta
marca se utiliza generalmente para los siguientes propósitos :
(1) identificación de la soldadura .
(2) identificación de la cara A.
(3) Mediciones de distancia y dirección ( + o - ) a partir de la
línea “X” .
(4) medición de la localización desde los extremos de la
soldadura o bordes.
6.26.3 Limpieza
Todas las superficies en las cuales una unidad de exploración
deberá estar libre de salpicaduras, de soldaduras, suciedad,
grasa, aceite (que no sean los que se utilizan como
acoplamiento) pintura, escamas o laminillas suelta y deberán
tener un contorno que permita el acoplamiento intimo.
6.26.4 Material de Acoplamiento
Se deberá utilizar un material de acoplamiento entre la unidad
de exploración y el material de prueba. El material de
acoplamiento deberá ser glicerina o goma de celulosa y
mezclado con agua con una consistencia apropiada. Puede
agregarse un agente humectante si fuera necesario. Puede
usarse un suave maquineo para el acoplamiento en los
bloques de calibración
6.26.5 Envergadura de las Pruebas
El metal base completo a través del cual debe viajar el ultra
sonido para someter a prueba la soldadura, deberá testearse
para que los reflectores laminados utilicen una unidad de
exploración de haz de luz directa conforme a los
requerimientos de 6.22.6 y calibrados en conformidad con
6.25.4. Si cualquier área del metal base exhibe una pérdida
total del back reflection , o una indicación igual a o mayor que
la altura del back reflection original que está localizada en una
posición que vaya a interferir con el procedimiento de
exploración normal de la soldadura, su tamaño, localización y
profundidad de la cara ( superficie A deberá determinarse y
darse a conocer en el informe UT y deberá utilizarse un
procedimiento alternativo de exploración de soldadura.
6.25.1 Tamaño del Reflector
El procedimiento de evaluación del tamaño del reflector
deberá estar en conformidad con 6.3.1.1.
6.26.5.2 Inaccesibilidad
Si una parte de la soldadura es inaccesible a las pruebas en
conformidad con los requerimientos de la tabla 6.7, debido a
que el contenido laminar registrado en conformidad con
6.26.5, la prueba se deberá efectuarse usando uno o más de
los siguientes procedimientos alternativos, según sea
necesario para lograr la cobertura completa de la soldadura:
(1) superficie de la soldadura, esta deberá ser esmerilada a
ras en conformidad con 5.24.4.1.
(2) Deberá efectuarse la prueba da las Caras A y B.
(3) Deberán utilizarse otros ángulos de unidad de
exploración.
6.26.6 Pruebas de Soldaduras
Las soldaduras deberán someterse a prueba utilizando una
unidad de exploración del ángulo de abertura del haz en
conformidad con los requerimientos de 6.22.7, con el
instrumento calibrado en total conformidad con 6.25.5.,
utilizando un ángulo tal como se demuestra en la tabla 6.7.
Luego de la calibración y durante la prueba, el único ajuste de
215
instrumento permitido es el nivel de ajuste de la sensibilidad
con el control de ganancia calibrada ( atenuador) el control de
rechazo (limitación o supresión) deberá apagarse o cortarse. La
sensibilidad deberá aumentarse a partir del nivel de referencia
para la exploración de la soldadura en conformidad con la
Tabla 6.2 ó 6.3 según sea aplicable.
6.26.6.1 Exploración
El procedimiento de exploración y el ángulo de prueba deberán
estar en conformidad con aquellos que se muestran en la tabla
6.7.
6.26.6.2 Uniones a Tope
Todas las soldaduras con uniones a tope deberán ser
sometidas a prueba en cada lado del eje de la soldadura. Las
soldaduras de esquina y de uniones en T deberán a someterse
a prueba básicamente solo de un lado del eje de la soldadura.
Todas las soldaduras deberán someterse a prueba utilizando
los patrones de exploración aplicables, que se muestran en la
figura 6.24. según sea necesario para detectar tanto las
discontinuidades longitudinales como las transversales. Se
supone que como mínimo todas las soldaduras deberán ser
sometidas a prueba haciendo pasar el sonido a través de todo
el volumen completo de la soldadura y en la zona térmicamente
afectada (ZAT) dos direcciones transversales; cualquiera sea
más práctico .
6.26.6.3 Indicación Máxima
Cuando aparezca una indicación de discontinuidad en la
pantalla, la indicación máxima alcanzada de esta
discontinuidad deberá ajustarse para producir una desviación
del trayecto del nivel de referencia horizontal en la pantalla.
Este ajuste deberá hacerse con el control de ganancia
calibrado ( atenuador) y la lectura del instrumento en dB deberá
usarse como “ el nivel de indicación , a” para calcular “La
clasificación de indicación, d” tal como se muestra en el
informe de la prueba ( Anexo D, Formulario D-11).
6.26.6.4 Factor de Atenuación
El “factor de atenuación, c “ en el informe de la prueba deberá
lograrse al restar 1 pulgada [25 mm] de la distancia del trayecto
del sonido y multiplicando el remanente por 2. Este factor
deberá redondearse hasta el valor más cercano al dB. Los
valores fraccionales inferiores a 1/2 dB se reducirán al dB
menor y aquellos de 1/2 dB o mayores se aumentará al más
alto.
6.26.6.5 Clasificación de la Indicación
La “clasificación de indicación d” en el informe de la UT,
Anexo D, Formulario D-11, representa la diferencia algebraica
en dB entre el nivel de indicación y el nivel de referencia con
corrección para la atenuación de acuerdo a lo indicado en las
siguientes expresiones:
instrumento con ganancia en dB:
a – b – c = d
instrumentos con atenuación en dB :
b – a – c = d
6.26.7 Longitud de las Discontinuidades
La longitud de las discontinuidades estará determinada en
conformidad con el procedimiento descrito en 6.31.2.
6.26.8 Bases para la Aceptación o el Rechazo
Cada discontinuidad de soldadura deberá aceptarse o
rechazarse sobre la base de su clasificación de indicación y su
longitud, en conformidad con la Tabla 6.2, para las estructuras
estáticamente cargadas, o la Tabla 6.3 para las estructuras
cíclicamente cargadas; cualquiera sea aplicable. Solamente
aquellas discontinuidades que sean rechazables necesitan
registrarse en el informe del ensayo, excepto para las
soldaduras designadas en los documentos del contrato como
“fractura critica” (Fracture Critical) la clasificación aceptables
que este dentro de 6dB inclusive, de la clasificación mínima
rechazable deberán registrarse en el informe de la prueba.
6.26.9 Identificación del Área Rechazada
Cada discontinuidad rechazable deberá estar indicada en la
soldadura mediante una marca directamente sobre la
discontinuidad en toda su longitud. La profundidad de la
superficie de la clasificación de la indicación deberán estar
anotadas lo más cerca posible del metal base.
6.26.10 Reparación
La soldadura que se encuentre inaceptable mediante la UT
deberá repararse a través de los métodos permitidos por 5.26
de este código. Las áreas reparadas deberán retestearse
ultrasónicamente con resultados tabulados en el formulario
original o en formularios de informe adicional.
6.26.11 Informes de Retesteo
La evaluación de área de soldadura reparada retesteada
deberán tabularse en una nueva línea en un formulario de
informe. Si se utiliza el formulario original del informe el prefijo
R1, R2... Rn serán el prefijo para el nº de indicaciones. Si se
utilizan formularios adicionales de informe el prefijo deberá ser
el número y R en el número de informe.
216
6.26.12 Backing Metálico
La UT de las soldaduras ranuradas de penetración completa
con respaldo de acero deberán efectuarse como un
procedimiento UT que reconozca los reflectores potenciales
creados por la base de la interface del backing metálico (Ver
comentario en C6.26.12 para una pauta adicional sobre las
soldaduras de ranuras escaneadas que contengan backing
metálico ).
6.27 Prueba UT de conexiones tubulares T-, Y-, y K
Los requerimientos de la prueba UT de esta sección
representan la tecnología de punta disponible para los
exámenes de las estructuras tubulares, especialmente en las
conexiones en T-, Y-, K . La determinación de la altura de los
reflectores prolongados .
6.27.1 Procedimiento
Todos los procedimientos UT deberán estar en conformidad
con un procedimiento escrito el cual ha sido preparado o
aprobado por un individuo calificado en SNT- TC- 1 A , Nivel III
y experiencia en UT de estructuras tubulares. El procedimiento
se basará en los requerimientos de esta sección y Sección 6,
Parte F, sea aplicable. Anterior a su uso en producción de
soldaduras, el procedimiento y el criterio de aceptación deberá
ser aprobado por el Ingeniero, y el personal deberá haber sido
exitosamente calificado en conformidad con 6.27.2. El
procedimiento deberá contener, como mínimo, las siguiente
Información con respecto al método y las técnicas de UT:
(1) El tipo de configuración de la unión de soldadura que vaya
a examinarse ( por ejemplo, el rango aplicable de diámetro,
espesor y ángulo diedro local). Las técnicas convencionales
están limitadas generalmente a diámetros de 12- 3/4 pulgadas
[325 mm] y mayores espesores de 1/2 pulgada [12 mm] y
superiores y ángulos diedro locales de 30º ó mayores. Las
técnicas especiales para los lados más pequeños pueden
utilizarse siempre que estén calificadas según como se
describan aquí, utilizando el menor tamaño de aplicación.
(2) Aceptación del criterio para cada tipo y tamaño de
soldadura .
(3) Tipos de instrumentos para prueba radiográfica (marca y
modelo).
(4) Frecuencia del transductor (unidad de exploración, tamaño
y forma activa, ángulo de abertura del haz y tipo de cuña
en las sondas de pruebas del ángulo de abertura del has.
Los procedimientos que utilizan los transductores hasta
de 6 MHZ disminuyen a 1/4 de pulgada [6 mm] y de
diferente forma de la que se específica en otras partes,
está puede usarse siempre que estén calificadas según
lo descrito aquí.
(5) Preparación de la superficie y del material de
acoplamiento (en donde sea utilizado ).
(6) Tipo de bloque de prueba de calibración y reflector de
referencia.
(7) Método de calibración y exactitud requerida para la
distancia (el barrido) linealidad vertical, expansión de la
abertura del haz de luz , sensibilidad y resolución .
(8) Intervalo de recalibración para cada ítem en No (7)
anterior.
(9) Método para determinar la acústica del metal base (Ver
6.27.4) y para establecer la geometría como una función
del ángulo diedro local y el espesor.
(10) Patrón de exploración y sensibilidad (Ver 6.27.5 )
(11) Corrección para la transferencia para la curvatura de
superficie y aspereza (irregularidad ) en donde se utilizan
los métodos de amplitud (Ver 6.27.3)
(12) Métodos para determinar el ángulo de la abertura del haz
efectivo (en materiales curvos, en el área de ajuste de la
raíz, y en localizaciones de discontinuidad.
(13) Método de la longitud de la discontinuidad y
determinación de la altura.
(14) Método de la verificación de la discontinuidad durante la
excavación y la reparación.
6.27.2 Personal
Además de los requerimientos sobre el personal del 6.14.6
cuando se vayan a efectuar los exámenes en las conexiones
de T-, Y-, y K , el operador requerirá demostrar una habilidad
para aplicar técnicas especiales requeridas para tales
exámenes. Las pruebas prácticas deberán efectuarse en
soldaduras de modelos simulados que representen el tipo de
soldaduras que vayan a inspeccionarse, incluyendo un rango
representativo del ángulo diedro y los espesores que vayan a
encontrarse en producción utilizando los procedimientos y
utilizando la aprobación calificada aplicable. Cada modelo
simulado deberá contener deformaciones naturales o
artificiales que entreguen indicaciones de la prueba UT por
arriba y por debajo de los criterios de rechazo especificados
en el procedimiento aprobado. El comportamiento deberá
juzgarse sobre la base de la habilidad del operador para
determinar el tamaño y la clasificación de cada discontinuidad
con una exactitud requerida para aceptar o rechazar cada
pieza soldada y ubicar con exactitud las deformaciones
rechazables en las soldaduras y dentro de la sección
transversal de la soldadura. A lo menos el 70% de las
217
discontinuidades deberá corregirse identificadas como
rechazadas y el comportamiento deberá ser a entera
satisfacción del Ingeniero (con consideración particular al nivel
de falsas alarmas). Para el trabajo en estructuras no
redundantes, todas las discontinuidades serias (por ejemplo,
aquellas que excedan las dimensiones rechazables por un
factor de dos, amplitudes por seis dB) deberán localizarse e
informarse.
6.27.3 Calibración
La calificación del equipo UT y los métodos de calibración
deberán cumplir con los requerimientos y la aprobación del
procedimiento de la sección 6, Parte F, excepto lo siguiente :
6.27.3.1 Rango ( distancia )
El rango de calibración deberá incluir, como mínimo, la
distancia completa del trayecto acústico para ser utilizado
durante el examen específico. Esto puede ajustarse para
representar ya sea el trayecto acústico la distancia de la
superficie o la profundidad equivalente debajo de la superficie
de contacto, desplegada en la escala horizontal del
instrumento, según lo que se diga en el procedimiento
aprobado.
6.27.3.2 Calibración de la Sensibilidad
La sensibilidad estándar para examinar la producción de
soldadura que utiliza las técnicas de amplitud deberán ser: la
sensibilidad máxima más la corrección de amplitud distante,
más la corrección de transferencia. Esta calibración deberá
efectuarse a lo menos 1 vez para cada unión que vaya a
someterse a prueba; excepto que para las pruebas repetitivas
del mismo tamaño y configuración, se puede usar la frecuencia
de calibración de 6.25.3.
(1) Sensibilidad Básica
La altura de la pantalla del nivel de referencia se obtiene
utilizando la reflexión máxima desde 0.60 pulgadas [1.5 mm]
del orificio del diámetro en el bloque IIW (u otro bloque que de
cómo resultado la misma sensibilidad básica de calibración)
como se describe en 6.25 ( ó en 6.29).
(2) Corrección de la Amplitud de Distancia
El nivel de sensibilidad deberá ajustarse para entregar una
pérdida de atenuación a través de todo el rango del trayecto
acústico que se vaya a utilizar, ya sea en las curvas de
corrección de amplitud de distancia, por medios electrónicos o
como se describe en 6.26.6.4. En donde se utilizan los
transductores de alta frecuencia, la atenuación mayor deberá
tomarse en consideración. La corrección de transferencia
puede usarse para acomodar la prueba UT a través de capas
estrechas de pintura que no excedan las 10 mils [0.25 mm] de
espesor.
6.27.4 Examen del Metal Base
Toda área sujeta al examen de prueba UT deberá
examinarse mediante la técnica de la onda longitudinal para
detectar reflectores laminados que pudieran interferir con la
propagación intencionada y directa de la onda sonora. Todas
las áreas que contengan reflectores laminales deberán
marcarse para ser identificadas antes del examen de la
soldadura y de las consecuencias consideradas en la
selección de la unidad de los ángulos de la unidad de
exploración y de las técnicas de examen de las soldaduras en
esa área. Las discontinuidades del material base que excedan
los limites de 5.15.1.1 deberán llamar la atención del Ingeniero
o del Inspector.
6.27.5 Examen de la Soldadura
Los exámenes de la soldadura en conexiones T-, Y-, K
deberán efectuarse desde la superficie del componente
secundario ( ver figura 6.25) . Todas los exámenes deberán
hacerse en las partes Patas I y II, donde sea posible. Para un
examen inicial la sensibilidad deberá incrementarse en 12 dB
por sobre lo establecido en el punto 6.27.3 para el trayecto
máximo de salida. La evaluación de la indicación deberá
efectuarse con referencia a la sensibilidad estándar.
6.27.6 Angulo Optimo
Las indicaciones que se encuentren en las áreas de la raíz de
las soldaduras de ranura en uniones a tope y a lo largo de la
cara de fusión
6.27.7 Evaluación de la Discontinuidad.
Las discontinuidades serán evaluadas utilizando una
continuación de límites de haz de luz y técnicas de amplitud.
Los tamaños se entregaran como longitud y altura (dimensión
de profundidad) ó amplitud, según sea aplicable, la amplitud
estará relacionada “la calibración estándar.” Además, las
discontinuidades deberán clasificarse como lineales o planas
versus esféricas, pero destacando los cambios en amplitud a
medida o que el transductor oscile en un arco centrado en el
reflector. Se deberá determinar l localización (posición) de las
discontinuidades dentro de la sección transversal de la
soldadura, al igual que de un punto de referencia establecido
a o largo del eje soldado.
6.27.8 Informes
6.27.8.1 Formularios.
218
Un formulario de informe deberá identificar claramente el
trabajo y el área de inspección deberán ser completadas por el
técnico en pruebas ultrasónicas y en el momento de la
inspección. Un informe detallado y un diagrama que muestre la
localización a lo largo del eje de la soldadura, la ubicación
dentro de las secciones transversales de la soldadura, el
tamaño (ó en la clasificación de la indicación), la extensión,
orientación y clasificación para cada discontinuidad deberá ser
completada para cada soldadura en la cual se encuentren
indicaciones significativas.
6.27.8.2 Discontinuidades Informadas.
Cuando se especifiquen, las discontinuidades que se acerquen
a un tamaño rechazable, especialmente aquellas en donde
haya alguna duda en cuanto a su evaluación también deberán
ser informadas.
6.27.8.3 Inspección Incompleta.
Las áreas para las cuales la inspección completa no se pueda
llevar a la práctica, también deberán ser registrada, junto con el
motivo por el cual la inspección estaba incompleta.
6.27.8.4 Marcas de Referencia.
A menos que se especifique de otro modo, la posición de
referencia y la localización y extensión de las discontinuidades
rechazadas también pueden marcarse físicamente en la pieza
que vaya a soldarse.
6.23 Preparación y Disposición de los Informe
6.28.1 Contenido de los Informes.
Un formulario de informe que identifique claramente el trabajo y
el área de inspección deberá ser completado por el operador
de la prueba ultrasónica en el momento de la inspección. El
formulario de informe para soldaduras que sean aceptables
sólo necesitan contener la información suficiente para
identificar la soldadura, la firma del operador, y la aceptación de
la soldadura. Un ejemplo de tal formulario se muestra en el
Anexo D, Formulario D-11.
6.28.2 Informes Previos a la Inspección.
Antes de que una soldadura esté sujeta a una prueba
ultrasónica por parte del Contratista para que sea aceptada por
el Propietario, todos los formularios de informe pertenecientes a
la soldadura, incluyendo cualquiera que muestre una calidad
inaceptable previa a la reparación, deberá ser entregada al
Inspector.
6.28.3 Informes Completados.
Un grupo completo de formularios de informes terminados de
soldaduras sometidas a pruebas ultrasónicas por parte del
Contratista para el Propietario, incluyendo cualquiera que
muestre alguna calidad inaceptable previo a la reparación,
deberá ser entregado al Propietario después de que se haya
completado el trabajo. La obligación del Contratista para
retener los informes de pruebas ultrasónicas terminará en los
siguientes casos:
(1) en cuanto se entregue el set completo al Propietario, (2) un
año completo después de haber terminado el trabajo del
Contratista, siempre que se le dé un aviso por escrito con
anticipación al Propietario.
6.29 Calibración de la Unidad Para Prueba Ultrasónica
con Bloques IIW u Otros Bloques de Referencia
Aprobados
Ver 6.23 y Figuras 6.22, 6.23, y 6.26.
6.29.1 Modo Longitudinal
6.29.1.1 Calibración de Distancia.
Ver Anexo X, X1 para un método alternativo.
(1) El transductor deberá colocarse en la posición G en el
bloque IIW.
(2) El instrumento deberá ajustarse para producir
indicaciones en 1 pulgada [25 mm en un bloque métrico], 2
pulgadas [50 mm en un bloque métrico], 3 pulgadas [75 mm
en un bloque métrico], 4 pulgadas [100 mm en un bloque
métrico], etc. en el visor.
6.29.1.2 Amplitud.
Ver Anexo X, X1.2 para métodos alternativos. (1) El
transductor deberá ajustarse en la posición G en el bloque
IIW. (2) la ganancia deberá ajustarse hasta que la indicación
maximizada del primer reflejo posterior corresponda a una
altura de pantalla de 50 a 75%.
6.29.1.3 Resolución.
(1) El transductor deberá ajustarse en posición F en el
bloque IIW.
(2) El transductor y el instrumento deberán resolver las tres
distancias.
6.29.1.4 Calificación de la Linealidad Horizontal.
El procedimiento de calificación será según 6.24.1.
6.29.1.5 Calificación del Control de Ganancia
(Atenuación).
El procedimiento de calificación deberá estar en conformidad
con 6.24.2 ó un método alternativo, en conformidad con
6.24.2, este deberá utilizarse.
219
6.29.2 Modo de Onda de Corte (Transversal)
6.29.2.1 Punto Indice.
El punto de entrada del sonido del transductor (punto índice)
deberá ubicarse o verificarse para los siguientes
procedimientos:
(1) El transductor deberá estar colocado en la posición D en
el bloque IIW.
(2) El transductor deberá moverse hasta que la señal de la
radio se maximice. El punto en el transductor en el cual se
alinea con la línea del radio en el bloque de calibración es el
punto de entrada del sonido (ver Anexo X, X2.1 para un
método alternativo).
6.29.2.2 Ángulos.
El ángulo del trayecto acústico del transductor deberá
verificarse o deberá ser determinado por uno de los siguientes
procedimientos:
(1) El transductor deberá ajustarse en la posición B en el
bloque IIW para los ángulos de 40º hasta 60º, ó en la posición
C en el bloque IIW para ángulos de 60º a 70º (ver Figura 6.26).
(2) Para el ángulo seleccionado el transductor deberá moverse
hacia atrás y hacia delante por sobre la línea indicadora del
ángulo del transductor, hasta que la señal de radio se
maximice. El punto de entrada acústica en el transductor
deberá compararse con la marca del ángulo en el bloque de
calibración (tolerancia ± 2º) (ver Anexo X, X2.2 para métodos
alternativos).
6.29.2.3 Procedimiento de Calibración de Distancia.
El transductor deberá ajustarse en la posición D en el bloque
IIW (en cualquier ángulo). El instrumento entonces será
ajustado para lograr las indicaciones a 4 pulgadas [100 mm en
un bloque métrico], y 8 pulgadas [200 mm en un bloque
métrico] ó 9 pulgadas [225 mm en un bloque métrico] en la
pantalla; 4 pulgadas [100 mm] y 9 pulgadas [230 mm] en un
bloque Tipo 1 ó 4 pulgadas [100 mm] y 8 pulgadas [200 mm] en
un bloque Tipo 2 (ver Anexo X, X2.3 para un método
alternativo).
6.29.2.4 Amplitud ó Procedimiento de Calibración de la
Sensibilidad.
El transductor deberá ajustarse en la posición A en el bloque
IIW (cualquier ángulo). La señal maximizada entonces deberá
aceptarse a partir del orificio de 0.060 pulgadas [1.59 mm] para
lograr una indicación horizontal en la altura de la línea de
referencia (ver Anexo X, X2.4 para un método alternativo). La
lectura máxima de decibeles obtenidos deberá cursarse como
“Nivel de Referencia b”; esta lectura deberá aparecer en la Hoja
de Informe de Pruebas en conformidad con 6.23.1 (Anexo D,
Formulario D11).
6.29.2.5 Resolución
(1) El transductor deberá ajustarse en el bloque de
resolución RC posición Q para un ángulo de 70º, posición R
para un ángulo de 60º, posición S para un ángulo de 45º.
(2) El transductor y el instrumento deberán resolver los tres
orificios de ensayo ó de prueba, a lo menos hasta un punto de
distinguir los peaks de las indicaciones de los tres orificios.
6.29.2.6 Aproximación de la Distancia de la Unidad de
Exploración.
La distancia mínima permisible entre la garganta de la unidad
de exploración y el borde del bloque IIW deberá ser la
siguiente (ver Figura 6.21):
Para el transductor de 70º
X = 2 pulgadas [50 mm]
para el transductor de 60º
X = 1-7/16 pulgadas [37 mm]
Para el transductor de 45º
X = 1 pulgada [25 mm]
6.30 Procedimientos Para la Calificación del Equipo
6.30.1 Procedimientos de Linealidad Horizontal.
Nota: Ya que este procedimiento de calificación se efectúa
con una unidad de exploración de un haz de luz directo, el
cual produce ondas longitudinales con una velocidad del
sonido de casi el doble de las ondas de corte; es necesario
doblar los rangos de distancia de la onda de corte que se
vayan a utilizar para aplicar este procedimiento.
Ejemplo: El uso de una calibración de pantalla de 10
pulgadas [250 mm] en la onda de corte requeriría una
calibración de pantalla de 20 pulgadas [500 mm] para este
procedimiento de calificación.
El siguiente procedimiento deberá utilizarse para la calificación
del instrumento (ver Anexo X, X3, para un método alternativo):
(1) Una unidad de exploración de haz de luz directa deberá
acoplarse cumpliendo con los requerimientos de 6.22.6 para el
bloque IIW o el bloque DS en posición G, T ó U (ver Figura
6.26) según sea necesario para lograr los cinco reflejos en el
rango de clasificación que sé este certificando (Ver Figura
6.26).
(2) El primero y el quinto reflejo posterior deberán ajustarse
en sus propias localizaciones con el uso de ajuste de la
calibración de distancia y del retardo de cero.
220
(3) Cada indicación deberá ajustarse al nivel de referencia con
el control de ganancia o de atenuación para el examen de la
localización horizontal.
(4) Cada localización de deflexión del trazado intermedio
deberá corregirse dentro de un ancho de pantalla del 2%.
6.30.2 Exactitud dB
6.30.2.1 Procedimientos.
Nota :Para lograr una exactitud requerida (±1%) al leer la altura
de la indicación, la pantalla deberá graduarse verticalmente en
intervalos del 2% ó del 2.5% para instrumentos con lectura de
amplitud digital en pantalla liviana y horizontales de una altura
media. Estas graduaciones se colocarán en la pantalla entre el
60% y el 100% de altura de pantalla. Esto puede lograrse con
el uso de una sobreposición de pantalla transparente graduada.
Si esta sobreposición se aplica como una parte permanente de
la unidad de la prueba térmica, debería tenerse cuidado de que
esta superposición no oscurezca la prueba normal.
(1) Una unidad de exploración de haz de luz directa deberá
acoplarse, cumpliendo con los requerimientos de 6.22.6
con el bloque DS que aparece en la Figura 6.23, y en la
posición “T”, Figura 6.26.
(2) La calibración de la distancia deberá ajustarse de modo
que la primera indicación de retro reflexión de 2 pulgadas
[50 mm] (de aquí en adelante llamada la indicación), esté
en la mitad de la pantalla horizontal.
(3) El control de atenuación o de ganancia calibrada deberá
ajustarse de modo que la indicación esté exactamente en
ó levemente por sobre el 40% de la altura de la pantalla.
(4) La unidad de exploración deberá moverse hasta la
posición U, ver Figura 6.26, hasta que la indicación esté
exactamente en el 40% de la altura de la pantalla.
(5) La amplitud del sonido deberá aumentarse en 6 decibeles
con el control de atenuación o el de ganancia calibrada.
El nivel de indicación teóricamente debería ser
exactamente a la altura del 80% de la pantalla.
(6) La lectura de decibeles deberá registrarse bajo una “a” y
el porcentaje real de la altura de la pantalla bajo “b”, de la
etapa 5 en el informe de certificación (Anexo D,
Formulario D-8), Línea 1.
(7) La unidad de exploración deberá moverse hacia delante
hasta la posición de U, Figura 6.26, hasta que la
indicación esté exactamente en el 40% de la altura de la
pantalla.
(8) Deberá repetirse la etapa 5.
(9) Deberá repetirse la etapa 6; excepto que la información
debería aplicarse a la línea consecutiva siguiente en el
Anexo D, Formulario D-8.
(10) Las etapas 7, 8 y 9 deberán repetirse consecutivamente
hasta que se logre el rango completo del control de
ganancia (atenuador) (60 decibeles mínimo).
(11) La información de las Filas o Líneas “a” y “b” deberá
aplicarse a la ecuación 6.30.2.2 ó al nomograma descrito
en 6.30.2.3 para calcular el decibel correcto.
(12) Deberá aplicarse el decibel corregido de la etapa 11 a la
Línea “c”.
(13) Deberá sustraerse el valor de la Línea “c” de la Fila
del valor “a” y la diferencia en la Fila “d”, el error de decibeles
deberá aplicarse.
Nota: Los valores pueden ser positivos ó negativos y
esto deberá anotarse así. Ejemplos de
Aplicaciones de los Formularios D-8, D-9, y D-10 se
encuentran en el Anexo D.
(14) Deberá tabularse la información en el formulario,
incluyendo la información mínima equivalente que
aparece en el Formulario D-8, y la unidad deberá
evaluarse en conformidad con las instrucciones que
aparecen en este formulario.
(15) El formulario D-9 entrega un medio relativamente simple
de evaluación de datos del Ítem (14). Las instrucciones
para esta evaluación se entregan entre (16) hasta (18).
(16) La información de decibeles desde la Fila “e” (Formulario
D-8) deberá aplicarse verticalmente y la lectura de
decibeles de la Fila “a” (Formulario D-8) horizontalmente
a medida que ó ya que X e Y coordinan para un trazado
de una curva de dB en el Formulario D-9.
(17) La mayor longitud horizontal, representado por la
diferencia de lectura de decibeles, la cual puede
inscribirse en un rectángulo representado 2 decibeles de
altura, denota que el rango de decibeles en el cual el
equipo cumple los requerimientos del código. El rango
mínimo permisible es de 60 decibeles.
(18) El equipo que no cumpla este requerimiento mínimo que
deben utilizarse, los factores de corrección que se
desarrollen y se utilicen para la evaluación de la
discontinuidad fuera del rango de linealidad ajustable del
instrumento, o que la evaluación de la prueba de
soldadura y la discontinuidad se mantengan dentro del
rango de linealidad vertical ajustable del equipo.
Nota: Las figuras con error dB (Fila “d”) pueden utilizarse
como figuras de factor de corrección.
221
6.30.2.2 Ecuación de Decibeles.
La siguiente ecuación deberá utilizarse para calcular los
decibeles:
dB2 – dB1 = 20X Registro %2
%1
dB2 = 20 x Registro %2 dB1
%1
De acuerdo a lo relacionado con Anexo D, Formulario
D-8
dB1 = Fila “a”
dB2 = Fila “c”
%1 = Fila “b”
%2 = Definido en el Formulario D-8
222
6.30.2.3 Anexo D. La siguientes notas se aplican al uso del
nomografo en el Anexo D Formulario D-10:
(1) Filas a, b, c, d y e están en la hoja de especificación,
Anexo D, Formulario D-8.
(2) Las series A, B y C están en el nomografo, Anexo D,
Formulario D-10.
(3) Los puntos cero en la serie C deberán tener un prefijo al
agregarse el valor necesario que corresponda con los
ajustes del instrumento; es decir 0, 10, 20, 30, etc.
6.30.2.4 Procedimiento. Los siguientes procedimientos
deberán aplicarse al uso de nomografo en el Anexo D,
Formulario D-10:
(1) Una línea recta entre la lectura del decibel de la fila “a”
aplicada a la serie C y al porcentaje correspondiente de la
fila “b” aplicado a la serie A deberá prolongarse.
(2) El punto en donde la línea recta de la etapa 1 cruce la
línea pivote B, como un punto pivote para una segunda
línea recta deberá utilizarse.
(3) Una segunda línea recta a partir de un punto de %
promedio en la serie A a través del punto del pivote
desarrollado en la etapa 2 y hasta el decibel de la escala
C deberá prolongarse.
(4) Este punto en la serie C indica el decibel corregido para
usarse en la fila “c”.
6.30.2.5 Nomografo. En cuanto a un ejemplo del uso del
nomografo, ver Anexo D, Formulario D-10.
6.30.3 Procedimiento de Reflexiones Internas
(1) Calibrar el equipo en conformidad con 6.25.5.
(2) Quitar la unidad de registro del bloque de calibración sin
cambiar ningún otro equipo de ajuste.
(3) Aumentar la ganancia calibrada o la atenuación de 20
decibeles más sensibles que el nivel de referencia.
(4) El área de la pantalla mas allá del trayecto acústico de ½
pulgada [12 mm] y la altura del nivel de referencia anterior
deberán estar libres de cualquier indicación.
6.31 Procedimientos de Evaluación del Tamaño de la
Discontinuidad
6.31.1 Prueba del Haz de Luz Directa (Longitudinal) El
tamaño de las discontinuidades lamelares no es siempre fácil
de determinar, especialmente aquellos que son menores (ó de
menor tamaño) que el tamaño del transductor. Cuando la
discontinuidad sea mayor que el transductor, ocurrirá una
pérdida completa del reflejo posterior y una pérdida de 6
decibeles de amplitud y de medición hasta la línea central del
transistor es generalmente confiable para determinar la
discontinuidad de los bordes. Sin embargo, la evaluación de
tamaño aproximado de esos reflectores, los cuales son más
pequeños que el transductor, deberán hacerse comenzando
por la parte de afuera (ó externa) de la discontinuidad con un
equipo calibrado en conformidad con 6.25.4 y moviendo el
transductor hacia el área de la discontinuidad hasta que alguna
indicación en la pantalla comience a formarse. El borde guía
de la unidad de registro en este punto es la que indica la
discontinuidad del borde.
6.31.2 Prueba del Haz de Luz en Angulo (Corte). El
procedimiento siguiente utilizara para determinar las longitudes
de las indicaciones que tengan valores de decibeles más serios
que para una indicación de Clase D. La longitud de tal
indicación deberá determinarse al medir la distancia entre las
localizaciones de la línea central del transductor en donde la
amplitud del valor de la indicación cae en un 50% (6 decibeles)
por debajo del valor para la calificación de discontinuidad
aplicable. Esta longitud deberá registrarse en el informe de
pruebas como: “longitud de discontinuidad”. En donde esté
garantizado por la amplitud de discontinuidad, este
procedimiento deberá repetirse para determinar la longitud de
las discontinuidades de la Clase A, B y C.
6.32 Patrones de Registro (Exploración) (Ver Figura 6.24)
6.32.1 Discontinuidades Longitudinales
6.32.1.1 Movimiento A de Exploración o Registro. Angulo
de rotación a = 10º.
6.32.1.2 Movimiento B de Exploración o Registro. La
distancia del registro b deberá ser tal que la sección de la
soldadura que se esté sometiendo a prueba sea cubierta (o se
cubre).
6.32.1.3 Movimiento C de Exploración o Registro. La
distancia de avance c deberá ser de aproximadamente de la
mitad del ancho del transductor.
Nota: Los movimientos A, B, y C pueden combinarse en un
patrón de registro o exploración.
6.32.2 Discontinuidades Transversales
6.32.2.1Soldaduras Esmeriladas. Deberá utilizarse el patrón
de registro D cuando las soldaduras están esmeriladas a ras
(enrasadas).
6.32.2.2 Soldaduras no Esmeriladas. Deberá utilizarse el
patrón de registro E,
cuando el refuerzo de la soldadura no esté esmerilado a ras.
Angulo de registro e = 15º máximo
223
Nota: El patrón de registro deberá cubrir toda la sección
completa de la soldadura.
6.32.2.3 Soldaduras ESW ó EGW (Patrón de Registro
Adicional). El ángulo de rotación de la unidad de exploración
del patrón de registro e, entre 45º y 60º.
Nota: El patrón de registro deberá cubrir toda la sección de
soldadura.
6.32 Ejemplos de Certificación de Exactitud dB
El Anexo D muestra ejemplos del uso de los Formularios D-8,
D-9 y D-10 para la solución de una aplicación típica de 6.30.2.
Parte G
Otros Métodos de Examen 6.34 Requerimientos Generales Esta parte contiene los métodos de ensayos no destructivos
(NDT) que no están contenidos en las partes D, E ó F de la
Sección 6 de este código. Los métodos NDT establecidos en
la Parte G requieren procedimientos escritos, calificaciones y la
aprobación por escrito específica por parte del Ingeniero.
6.35 Sistemas de Imagen de Radiación, Incluyendo Imagen
del Tiempo Real
6.35.1 General. El examen de la soldadura puede efectuarse
usando métodos de radiación de iones diferentes a la prueba
RT, por ejemplo la imagen electrónica, incluyendo los sistemas
de imagen de tiempo real, cuando estén aprobados así por
parte de Ingeniero. La sensibilidad de tal examen tal como se
ve en equipo de monitoreo (cuando se utiliza para aceptación y
rechazo) y el medio de registro no deberá ser menor que el
requerido para RT (prueba radiografica).
6.35.2 Procedimientos. Los procedimientos escritos deberán
contener las siguientes variables esenciales:
(1) Identificación del equipo especifico incluyendo la
fabricación, la marca, el modelo y el número de serie.
(2) Los ajustes de control de imagen y radiación especifica
para cada combinación de variables establecidas aquí.
(3) Rangos de espesor de la soldadura.
(4) Tipos de unión de soldadura
(5) Velocidad del registro ó exploración.
(6) Fuente de radiación para distancia de la soldadura.
(7) Pantalla de conversión de imagen hacia o hasta la
distancia de la soldadura.
(8) Angulo de rayos X a través de la soldadura (normal)
(9) Localización IQI (lado de la fuente o lado de la pantalla)
(10) Tipo de medio de registro (registro de vídeo, película
fotográfica fija, película fotográfica para cine u otros
medios aceptables)
(11) Ampliación por computador (sí se utilizara)
(12) Ancho del haz de radiación
6.35.3 Calificación del Procedimiento. Los procedimientos
serán calificados sometiendo a prueba el sistema de radiación,
de imagen y de registro para establecer y registrar todas las
variables esenciales y las condiciones. Las pruebas de
calificación consistirán en demostrar que cada combinación de
las variables esenciales o de los rangos de las variables
pueden proporcionar la sensibilidad mínima requerida. Los
resultados de la prueba (ensayos) deberán registrarse en el
medio que sea utilizada para el examen de producción. Los
procedimientos deberán estar o ser aprobados por un individuo
calificado como ASNT SNT-TC-1A, Nivel III (ver 6.35.4) y
deberá ser calificado también por el Ingeniero.
6.35.4 Calificaciones del Personal. Además de las
calificaciones del personal del número 6.14.6, deberán
aplicarse las siguientes calificaciones:
(1) Nivel III: Deberá tener un mínimo de seis meses de
experiencia utilizando los mismos equipos y procedimientos
similares para el examen de la soldadura en materiales
metálicos estructurales o en tuberías.
(2) Niveles I y II: Deberán estar certificados por el Nivel III
anterior y tendrá un mínimo de tres meses de experiencia,
utilizando los procedimientos y equipos iguales o similares para
el examen de las soldaduras en materiales metálicos de
tuberías o en estructuras. La calificación consistirá en
exámenes escritos y prácticos para demostrar la capacidad
para utilizar el equipo específico y los procedimientos para el
examen de producción.
6.35.5 IQI. El tipo de alambre IQI, tal como se describió en la
Parte B, deberá utilizarse. La colocación del alambre o cable
IQI deberá especificarse en la parte B para el examen estático.
Para examen en movimiento la colocación deberá ser de la
siguiente manera:
(1) Dos IQI colocados a cada extremo del área de interés y
registrado durante el trayecto de recorrido.
(2) Un IQI a cada extremo del trayecto recorrido y colocado a
una distancia no mayor que 10 pies [3 mt] entre cualquiera
de los dos IQI durante el trayecto recorrido.
6.35.6 Ampliación de la Imagen. La ampliación computacional
de las imágenes deberán ser aceptables para mejorar la
imagen y obtener información adicional, siempre que se
mantenga el mínimo de sensibilidad requerida. Las imágenes
224
aumentadas registradas deberán marcarse con claridad con
respecto a que tipo de ampliación se utilizó y dar a conocer los
procedimientos de este.
6.35.7Registros. Los exámenes de imágenes de radiación
que se utilicen para aceptar o rechazar la soldadura deberán
registrarse en un medio aceptable. Las imágenes registradas
deberán ser en movimiento o estáticas, cualquiera que se use
para aceptar o rechazar la soldadura. Deberá incluirse un
registro escrito de las imágenes registradas que entreguen la
siguiente información como mínimo:
(6) Identificación y descripción de las soldaduras examinadas
(7) Procedimientos utilizados
(8) Equipo utilizado
(9) Localizaciones de la soldadura dentro del medio
registrado
(10) Resultados, incluyendo una lista de soldaduras y
reparaciones inaceptables y sus localizaciones dentro del
medio de registro
225
Tabla 6.1 Criterios de Aceptación de la Inspección Visual (ver 6.9)
Conexiones Conexiones Conexione No tubulares No tubulares Tubulares Estáticamente cíclicamente (todas las Categoria de discontinuidad y criterios de inspección Cargadas cargadas cargas)
(1) Prohibición de Grietas
Cualquier grieta será inaceptable; sin considerar el tamaño o localización. (2) Fusión del Metal Base/Soldadura Deberá existir una fusión completa entre las capas adyacentes del metal base y entre el metal de soldadura y el metal base. (3) Sección Transversal del Cráter Todos los cráteres deberán rellenarse para proporcionar el tamaño de la soldadura especificada, excepto los extremos de las soldaduras de filete intermitente fuera de su longitud efectiva. (4) Perfiles de soldadura Los perfiles soldados deberán estar en conformidad con 5.24. (5) Tiempo de Inspección La inspección visual de las soldaduras en todos los aceros pueden comenzar inmediatamente después de que las soldaduras completadas se hayan enfriado a temperatura ambiente. Los criterios de aceptación para ASTM a 514, A 517, y A 709 de aceros grados 100 y 100W deberán basarse en la inspección visual efectuada en no menos de 48 horas después de haber completado la soldadura. (6) Soldadura Sub – Dimensionada El tamaño de una soldadura de filete en cualquier soldadura continua puede ser inferior que el tamaño nominal especificado (L) sin corrección por las siguientes cantidades (U): L, U, Tamaño de la soldadura Disminución aceptable Nominal especificada, pulgadas [mm] de L, pulgada [mm] < 3/16 [5] < 1/16 [2] 1/4 [6] < 3/32 [2.5] > 5/16 [8] <1/8 [3] En todos los casos, la porción sub-dimensionada no debera exceder el 10% de la longitud de ella. En la soldadura del alma al flange en las vigas maestras deberá prohibirse una cantidad menor en los extremos en una longitud igual a dos veces el ancho del flange. (7) Socavamiento (A) Para materiales menores que 1 pulgada [25 mm] de espesor, el
socavamiento no deberán exceder 1/32 pulgadas [1 mm], con la siguiente excepción: el socavamiento no deberá exceder 1/16 pulgadas [2 mm] para cualquier longitud acumulada hasta 2 pulgadas [50 mm] en cualquier o en todas 12 pulgadas [300 mm]. Para el material igual a ó mayor que 1 pulgada de espesor, el socavamiento no deberá exceder 1/16 pulgadas [2 mm] para cualquier longitud de soldadura
(B) En los componentes primarios el socavamiento no deberá ser mayor que 0.01 pulgadas de profundidad [0.25 mm], cuando la soldadura sea ó esté transversal al esfuerzo de tensión bajo cualquier condición de carga de diseño. El socavamiento no deberá ser mayor que 1/32 pulgadas de profundidad [1 mm] para todos los otros casos
226
Conexiones Conexiones Conexione No tubulares No tubulares Tubulares Estáticamente cíclicamente (todas las Categoria de discontinuidad y criterios de inspección Cargadas cargadas cargas)
Nota General: Una “X” indica la aplicabilidad para el tipo de conexión; un área sombreada indica no-aplicabilidad
(8) Porosidad (A) Las soldaduras de ranura de penetración completa en uniones a tope
transversales a la dirección de la tensión de carga computarizada, no deberá tener porosidad visible en tubería. Para todas las demás soldaduras de ranura y para soldaduras de filete, la suma de la porosidad visible de la tubería de 1/32 pulgadas [1 mm] o mayor en el diámetro, no deberá exceder 3/8 pulgadas [10 mm] en cualquier pulgada lineal de soldadura y no deberá exceder ¾ pulgadas [20 mm] en cualquiera de 12 pulgadas[300 mm] de longitud de soldadura.
(B) La frecuencia de la porosidad la de tubería en la soldadura de filete
no deberá exceder a una en cada 4 pulgadas [100 mm] de longitud de soldadura y el diámetro máximo no deberá exceder 3/32 pulgadas [2.5 mm]. Excepción: Para las soldaduras de filete que conectan los atiesadores a la viga maestra, la suma del diámetro de la porosidad de la tubería no deberá exceder 3/8 de pulgadas [10 mm] en cualquier pulgada lineal de soldadura y no deberán exceder ¾ pulgada [20 mm] en cualquier longitud de soldadura de 12 pulgadas[300 mm].
(C) Las soldaduras de ranura de penetración completa en uniones a tope
transversales A la dirección del esfuerzo de tensión computarizado no deberán tener porosidad en la tubería. Para todas las demás soldaduras de ranura, la frecuencia de la porosidad de la tubería no deberá exceder de una en 4 pulgadas [100 mm] de longitud y el diámetro máximo no deberá exceder3/32 pulgadas [2.5 mm].
227
Tabla 6.2 Criterios de Aceptación-Rechazo de la Prueba Ultrasónica
(Conexiones no Tubulares cargadas estáticamente) (Ver 6.13.1)
Clase A (Irregularidades grandes)
Clase B (Irregularidades medianas)
Clase C (Irregularidades pequeñas)
Clase D (Irregularidades menores)
Niveles de Exploración
Trayecto del sonido2 Sobre Cero en pulg. [mm] Referencia dB hasta 2-1/2 [ 65mm ] 14
> 2-1/2 hasta 5 [65-125mm] 19
> 5 hasta 10 [125-250 mm] 29
>10 hasta 15 [250-380 mm] 39
Nota 2. Esta columna se refiere a la distancia del trayecto del sonido; No al espesor del material.
228
Tabla 6.3
Criterios de Aceptación – Rechazo de la Prueba Ultrasónica (UT) (Conexiones no tubulares cíclicamente cargadas)
Espesor de la Soldadura en pulgadas [mm] y Angulo de la Unidad de Exploración 5/16 hasta
¾ [820]
> ¾ hasta 1-1/2
[20 –38] >1- ½ hasta 2- ½ [38 – 65] >2- ½ hasta 4 [65 – 100] >4 hasta 8 [100 – 200]
Severidad de la clase de irregularidad
70º 70º 70º 60º 45º 70º 60º 45º 70º 60º 45º Clase A +10 y
meno-res
+8 y meno-
res
+4 y meno-
res
+7 y meno-
res
+9 y meno-
res
+1 y meno-
res
+4 y meno-
res
+6 y meno-
res
-2 y meno-
res
+1 y meno-
res
+3 y meno-
res
Clase B
+11 +9 +5 +6
+8 +9
+10 +11
+2 +3
+5 +6
+7 +8
-1 0
+2 +3
+4 +5
Clase C
+12 +10 +7 +8
+10 +11
+12 +13
+4 +5
+7 +8
+9 +10
+1 +2
+4 +5
+6 +7
Clase D +13 y mayo-
res
+11 y mayo-
res
+9 y mayo-
res
+12 y mayo-
res
+14 y mayo-
res
+6 y mayo-
res
+9 y mayo-
res
+11 y mayo-
res
+3 y mayo-
res
+6 y mayo-
res
+8 y mayo-
res
Clase A (Irregularidades grandes)
Clase B (Irregularidades medianas)
Clase C (Irregularidades pequeñas)
Clase D (Irregularidades menores)
Niveles de Exploración
Trayecto del sonido2 Referencia en pulg. [mm] sobre cero dB hasta 2-1/2 [ 65mm ] 20
> 2-1/2 hasta 5 [ 65-125mm] 25
> 5 hasta 10 [125-250 mm] 35
>10 hasta 15 [250-380 mm] 45
Nota 2. Esta columna se refiere a la distancia del trayecto acústico; No al espesor del material.
229
Tabla 6.4 Requerimientos del Indicador de Calidad de Imagen tipo-orificio (ver 6.17.1)
Lado origen Lado de película Espesor del material nominal Rango, pulgadas
Espesor del material nominal
Rango, milímetros Designación Orificio Esencial Designación Orificio
Esencial Hasta 0.25 incluido Sobre 0.25 a 0.375 Sobre 0.375 a 0.50 Sobre 0.50 a 0.625 Sobre 0.625 a 0.75 Sobre 0.75 a 0.875 Sobre 0.875 a 1.00 Sobre 1.00 a 1.25 Sobre 1.25 a 1.50 Sobre 1.50 a 2.00 Sobre 2.00 a 2.50 Sobre 2.50 a 3.00 Sobre 3.00 a 4.00 Sobre 4.00 a 6.00 Sobre 6.00 a 8.00
Hasta de 6 incluido Sobre 6 hasta 10 Sobre 10 hasta 12 Sobre 12 hasta 16 Sobre 16 hasta 20 Sobre 20 hasta 22 Sobre 22 hasta 25 Sobre 25 hasta 32 Sobre 32 hasta 38 Sobre 38 hasta 50 Sobre 50 hasta 65 Sobre 65 hasta 75 Sobre 75 hasta 100 Sobre 100 hasta 150 Sobre 150 hasta 200
10 12 15 15 17 20 20 25 30 35 40 45 50 60 80
4T 4T 4T 4T 4T 4T 4T 4T 2T 2T 2T 2T 2T 2T 2T
7 10 12 12 15 17 17 20 25 30 35 40 45 50 60
4T 4T 4T 4T 4T 4T 4T 4T 2T 2T 2T 2T 2T 2T 2T
Notas
1. Espesor radiográfico de una sola pared (para componentes tubulares) 2. Sólo aplicable a estructuras tubulares
Tabla 6.5 Requerimientos del Indicador de Calidad de Imagen del Alambre (ver 6.17.1)
Lado origen Diámetro máx. del
alambre
Lado de película Diámetro máx. del
alambre
Espesor del material nominal
Rango, pulgadas
Espesor del material nominal
Rango, milímetros pulgadas mm pulgadas mm
Hasta de 0.25 incluido Sobre 0.25 a 0.375 Sobre 0.375 a 0.625 Sobre 0.625 a 0.75 Sobre 0.75 a 1.50 Sobre 1.50 a 2.00 Sobre 2.00 a 2.50 Sobre 2.50 a 4.00 Sobre 4.00 a 6.00 Sobre 6.00 a 8.00
Hasta 6 incluido Sobre 6 hasta 10 Sobre 10 hasta 16 Sobre 16 hasta 20 Sobre 20 hasta 38 Sobre 38 hasta 50 Sobre 50 hasta 65 Sobre 65 hasta 100 Sobre 100 hasta 150 Sobre 150 hasta 200
0.010 0.013 0.016 0.020 0.025 0.032 0.040 0.050 0.063 0.100
0.25 0.33 0.41 0.51 0.63 0.81 1.02 1.27 1.60 2.54
0.008 0.010 0.013 0.016 0.020 0.025 0.032 0.040 0.050 0.063
0.20 0.25 0.33 0.41 0.51 0.63 0.81 1.02 1.27 1.60
Notas
1. Espesor radiográfico de una sola pared (para componentes tubulares) 2. Aplicable sólo para estructuras tubulares
230
Tabla 6.6 Selección y ubicación del Indicador de Calidad de la Imagen (Ver 6.17.7)
T = 10 pulg. T = 10 pulg. T ≥ 10 pulg. T < 10 pulg. [250 mm] L [250 mm] L [250 mm] L [250 mm] L Tipos de IQI Orificio Alambre Orificio Alambre Orificio Alambre Orificio Alambre Números de IQIs Comp. No Tubulares 2 2 1 1 3 2 2 1 Circunferencia De la tubería 3 3 3 3 3 3 3 3 Selección de Norma ASTM E1025 E 747 E1025 E 747 E1025 E 747 E1025 E 747 Tabla 6.4 6.5 6.4 6.5 6.4 6.5 6.4 6.5 Figuras 6.11 6.12 6.13 6.14 T = Espesor nominal del metal base (T1 y T2 de Figuras) L = Longitud de Soldadura en el área de interés de cada radiografía. Notas Generales: 1.- El Backing de acero no deberá considerarse parte de la soldadura o del refuerzo de la soldadura en la selección IQI. 2.- T puede aumentarse para proporcionar el espesor del refuerzo de la soldadura permisible, siempre que se usen cuñas debajo del orificio IQI de acuerdo a 6.17.3.3. 3.- Cuando se radiografía una soldadura de tubería de circunferencia completa con una sola exposición y la fuente de la radiación se coloca en el centro de la curvatura, a lo menos deberán utilizarse tres orificios igualmente espaciales tipo IQI.
231
Tabla 6.7
Ángulo de Prueba (Ver 6.26.5.2) Esquema de Procedimiento
Espesor del Material, pulgadas [mm] 5/16[8] >1-1/2 [38] >1-3/4[45] >2-1/2[60] >3-1/2[90] >4-1/2[110] >5[130] >6-1/2[160] >7[180]
Tipo de a a a a a a a a a
Soldadura 1/1/2[38] 1-3/4[45] 2-1/2[60] 3-1/2[90] 4-1/2[110] 5[130] 6-1/2[160] 7[180] 8[200] * * * * * * * * * 1G 1G 6 8 9 12
Soldadura a 1 O 1 F ó F ó F ó F ó F ó F ó F 12 F
Tope 4 5 7 10 11 13 F F F F F F F
Soldadura en T 1 O 1 ó 4 ó 5 ó 7 ó 10 ó 11 ó 13 ó -- --
XF XF XF XF XF XF XF F 1G F 1G F 6 F 8 F 9 F 13 F
Soldadura de 1 O 1 ó ó ó ó ó ó ó ó ó ó ó ó ó -- --
Esquina XF 4 XF 5 XF 7 XF 10 XF 11 XF 14 XF Soldadura 1G 1G P1 6 11 11 11 11
Electrogas y 1 O 1 O ó 1** ó ó ó P3 ó P3 ó P3 ó P3 ó P3
Electroslag 4 3 P3 7 15 15 15 15**
Notas Generales: 1.- En donde sea posible, todos los exámenes deberán hacerse desde la Superficie A en el lado (Leg) a menos que se especifique lo contrario en esta Tabla. 2.- Las áreas de la raíz de las uniones de soldaduras de ranura simple que tengan backing, no requieren ser eliminadas mediante el contrato, deberán ser sometidas a prueba en el lado I (leg); en donde sea posible, con la Cara A que este opuesta al backing(el esmerilado de la cara de la superficie o las pruebas para las caras adicionales de soldadura pueden ser necesarias para permitir la exploración completa de la raíz de la soldadura). 3.- El éxamen en el Lado Leg II o III deberá hacerse solo para satisfacer las estipulaciones de esta tabla, o cuando sea necesario someter a prueba las áreas de soldadura que son inaccesible debido a una superficie de soldadura no esmerilada, o exista una interferencia con otras partes del componente a soldar, o para cumplir con los requerimientos de 6.26.6.2. 4.- Deberá utilizarse un máximo del Lado 3 (Leg), solamente en donde el espesor o la geometría evita la exploración de las áreas de soldadura completa y los zac en el lado I o lado II (leg I ó leg II). 5.- En soldaduras bajo tensión de estructuras cíclicamente cargadas, el cuarto superior del espesor deberá ser sometido a prueba con el Lado (Leg final) de buena calidad que va en progreso desde la Cara B hacia la Cara A; el cuarto del fondo de espesor deberá ser sometida aprueba con la parte final (leg) de buena calidad que va en progreso desde la Superficie A hacia la Superficie B; es decir el cuarto superior del espesor deberá ser sometido a prueba, ya sea desde la Superficie A en la parte segunda (leg second II) o desde la Superficie B en la parte I (Leg one) según la opción del Contratista, a menos que se especifique en los documentos del Contrato. 6.- La superficie de la soldadura indicada deberá esmerilarse enrasada antes de utilizar el procedimiento 1G, 6, 8, 9,12,14 ó 15. La Superficie A para ambos componentes conectados deberá estar en el mismo plano (ver leyenda en la página siguiente).
232
Tabla 6.7 (Continuación)
Leyenda
X - Revise desde la Superficie ”C”
G - Esmerile a ras la superficie de soldadura
O - No se requiere
Cara A- La cara del material desde el cual se efectúa la exploración inicial (en las uniones en T y en esquina de acuerdo a los
diagramas anteriores)
Cara B- Opuesto a la cara “A” (la misma plancha)
Cara C- La cara opuesta a la soldadura en el numero de conexión o una unión en T ó unión de esquina
∗ - Requerido solamente en donde se note una indicación de irregularidad en la altura de referencia del visor,
en la interfase del metal base de la soldadura, mientras se investiga a nivel de exploración con procedimientos
primarios seleccionados de la primera columna.
∗∗ - Use una calibración de distancia de pantalla de 15 pulgadas [400 mm] o 20 pulgadas [500 mm]
P - La separación y el enganche ( ) deberá efectuarse para la evaluación de irregularidades posteriores
solamente en la mitad del espesor del material con solo transtuctores de 45º o 70º de igual especificación; ambos;
enfrentando la soldadura. (Los transtuctores deben mantenerse en un equipo para posicionar el control - ver gráfico)
La calibración de la amplitud para la separación y enganche ( ) normalmente se hace calibrando una sola
unidad de exploración. Cuando se cambie a unidades de exploración dobles para la sección de la separación y
enganche ( ), deberá segurarse que esta calibración no cambie como resultado de las variables de los
instrumentos.
F - Las indicaciones sobre interferencia del metal base y metal de soldadura deberán evaluarse posteriormente, ya sea
con un transtuctor de 70º, 60º ó 45º - cualquier trayecto acústico que esté mas cercano a ser perpendicular a la
superficie de fusión figurada.
Leyenda del Procedimiento
Área del Espesor de la Soldadura
Cuarto Cuarto
No Superior Mitad Inferior
1 70° 70° 70°
2 60° 60° 60°
3 45° 45° 45°
4 60° 70° 70°
5 45° 70° 70°
6 70°G A 70° 60°
7 60° B 70° 60°
8 70°G A 60° 60°
9 70°G A 60° 45°
10 60° B 60° 60°
11 45° B 70°** 45°
12 70°G A 45° 70°G B
13 45° B 45° 45°
14 70°G A 45° 45°
15 70°G A 70°A B 70°G B
233
Leyendas para las Figuras 6.1, 6.4, 6.5, y 6.6
Dimensiones de Irregularidades
B = Dimensión máxima permisible de una irregularidad radiografiada. L = Dimensión mayor de una irregularidad radiografiada. L’ = Dimensión mayor de las irregularidades adyacentes. C = Abertura mínima medida a lo largo del eje longitudinal de la soldadura entre los bordes de las irregularidades de porosidad o tipo fusión, (rige la mayor de las irregularidades adyacentes); o hasta un borde o hasta un extremo de una soldadura d intersección. C1 = Distancia mínima permitida entre la irregularidad más cercana al borde libre de una plancha o de un componente tubular; o la intersección de una soldadura longitudinal con una soldadura de circunferencia, medida paralela al eje de la soldadura longitudinal. W = Dimensión mínima de cualquiera de las irregularidades adyacentes. Dimensiones del Material E = Tamaño de la soldadura T = Espesor de la plancha o de la cañería para soldaduras de ranura de penetración completa.
Dimensiones de Irregularidades
• Una irregularidad alargada tendrá la dimensión más
grande (L) que excede 3 veces la dimensión más pequeña.
• Una irregularidad redondeada tendrá la dimensión
mayor (L) menor que o igual a 3 veces la dimensión más pequeña.
• Una agrupación (cluster) se definirá como un grupo de
irregularidades no – alineadas de tamaño aceptable, las
irregularidades adyacentes individuales con espacios menores que
el mínimo permisible (C) para la irregularidad adyacente
individual de mayor tamaño (L’) pero con la suma de las
dimensiones más grandes (L) de todas las irregularidades en la
agrupación iguales a o menores que el tamaño máximo individual
permisible (B). Tales agrupaciones deberán considerarse como
agrupaciones individuales del tamaño L con el propósito de
evaluar el espaciamiento mínimo.
• Las irregularidades alineadas tendrán los mayores ejes
de cada irregularidad aproximadamente alineada.
ejes de cada irregularidad aproximadamente alineados.
Dimensión de Materiales
E = Tamaño de la Soldadura
T = Espesor de Plancha o tubería de ranura de penetración
completa
234
Notas Generales:
Para determinar el tamaño máximo de irregularidad permitido en cualquier unión o tamaño de soldadura, proyecte E horizontalmente hasta B. Para determinar la tolerancia mínima entre los bordes de la irregularidades de cualquier tamaño mayor que o igual a 3/32 [25 mm], proyecte B verticalmente hasta C. Ver Leyenda en la página 225 sobre definiciones.
235
Figura 6.1 Requerimientos de la calidad de Soldadura para irregularidades prolongadas según lo
determinado por RX para Estructuras No Tubulares estáticamente cargadas. (Ver 6.12.1.1)
236
237
238
Notas generales:
Para determinar el tamaño máximo de irregularidad permitida en cualquier unión o tamaño de soldadura, proyecte E
horizontalmente hasta B.
Para determinar la tolerancia mínima permitida entre los bordes de las irregularidades de cualquier tamaño, proyecte B
verticalmente hasta C.
Ver Leyenda en la página 225 sobre definiciones.
Figura 6.4 Requerimientos de calidad de soldadura para irregularidades que ocurren en soldaduras bajo tensión en componentes no-tubulares cargadas cíclicamente (Limitaciones de
porosidad e irregularidades en la fusión) (Ver 6.12.2.1)
239
Notas Generales:
Para determinar el tamaño máximo para irregularidad permitida en cualquier unión o tamaño de soldadura proyecte E horizontalmente hasta B. Para determinar la tolerancia mínima permitida entre los bordes de las irregularidades de cualquier tamaño, proyecte B verticalmente hasta C. Ver Leyenda en la pagina 225 sobre definiciones.
Nota:
1.- El tamaño máximo de irregularidad localizada dentro de esta distancia, a partir de un borde la plancha deberá ser de 1/8 pulg. [3 mm], pero una irregularidad de 1/8 pulg. [3 mm] deberá ser de ¼ pulg. [6 mm] o mas lejos del borde. La suma de las irregularidades menores que 1/8 pulg.[3 mm] de tamaño y localizadas dentro de esta distancia a partir del borde, no deberá exceder 3/16 pulg.[5 mm]. Las irregularidades 1/16 pulg.[2 mm] hasta menor que 1/8 pulg. [3 mm] no deberá restringirse en otras localizaciones, a menos que ellas estén separadas por menos que 2L (L es la longitud de la irregularidad mayor); en cuyo caso las irregularidades deberán medirse como una longitud igual a longitud total a la de las irregularidades y espaciadas y evaluadas tal como aparece en la Figura 6.5
Figura 6.5 Requerimientos de calidad de soldadura para irregularidades que ocurren en soldaduras bajo compresión en componentes No-tubulares cíclicamente cargados (Limitaciones
de porosidad o de irregularidades en el tipo de fusión). (Ver 6.12.2.2)
240
Notas Generales:
* Para determinar el tamaño máximo de irregularidad permisible en cualquier tamaño de unión o soldadura, proyecte E
horizontalmente a B.
* Para determinar la tolerancia mínima permisible entre los bordes de las irregularidades de cualquier tamaño mayor que o igual a
3/32 pulgadas [2 mm], proyecte B verticalmente a C
* Ver leyenda en página 225 sobre definiciones.
Figura 6.6 – Requerimientos de calidad de soldadura para irregularidades prolongadas según lo determinado por RT de las uniones de componentes tubulares (Ver 6.12.3.1)
241
Clave para la Figura 6.6, Casos I, II, III, y IV
Soldadura A = Soldadura de ranura de penetración completa longitud en un componente tubular longitudinal.
Soldadura B = Soldadura de ranura de penetración completa circunferencial en un componente tubular
Irregularidad A = Irregularidad redondeada o alargada localizada en la soldadura A.
Irregularidad B = Irregularidad redondeada o alargada localizada en la soldadura B.
L y W = Dimensiones mayores y menores, respectivamente, de la irregularidad A.
L’ y W’ = Dimensiones mayores y menores, respectivamente, de la irregularidad B.
E = Tamaño de la soldadura.
CI = La distancia más corta paralela al eje de la soldadura A, entre los bordes más cercanos de la irregularidad.
CASO 1 = LIMITACIONES DE LA IRREGULARIDAD 1
DIMENSIONES DE LA
IRREGULARIDAD LIMITACIONES CONDICIONES
< E/3, � ¼ pulg. [6 mm] E � 2 pulg. [50 mm]
L � 3/8 pulg. [10 mm] E > 2 pulg. [50 mm]
(A) Una irregularidad
CI � 3L redondeada, la otra
redondeada o alargada.
(B) L � 3/32 pulg. [2.5 mm]
Nota: 1.- La irregularidad alargada puede localizarse, ya sea en la soldadura longitudinal o en la circunferencia. Para propósitos de esta ilustración, la discontinuidad B se colocó en la soldadura de circunferencia.
Caso I = Irregularidad en la intersección de la soldadura.
Figura 6.6 (Continuación) = Requerimientos de calidad de la soldadura para irregularidades alargadas según lo determinado por el ensayo, RT de las uniones en componentes tubulares
(Ver 6.12.3.1)
242
CASO II Limitaciones de la Irregularidad
DIMENSIÓN DE LA LIMITACIONES CONDICIONES
IRREGULARIDAD
< E/3, � ¼ pulg. [6 mm] E�2 pulg. [50 mm]
L � 3/8 pulg. [10 mm] E > 2 pulg. [50 mm]
CI � 3L L � 3/32 pulg. [2.5 mm]
CASO II Irregularidad en el borde libre de la Soldadura de ranura de penetración Completa
CASO III Limitaciones de la Irregularidad
DIMENSIÓN DE LA LIMITACIONES CONDICIONES
IRREGULARIDAD
L � 2E/3 L > 3W
� 3L o 2E,
CI cualquiera que sea L � 3/32 pulg. [2.5 mm]
Mayor
Caso III Irregularidad en la intersección de la soldadura
Figura 6.6 (Continuación) Requerimientos de calidad de la soldadura para irregularidades alargadas, según lo determinado por RT en las uniones de componentes tubulares (Ver 6.12.3.1).
243
CASO IV Limitaciones de la Irregularidad
DIMENSIÓN DE LA LIMITACIONES CONDICIONES
IRREGULARIDAD
L � 2 E / 3 L / W >3
� 3L o 2E,
CI cualquiera que sea L � 3/32 pulg. [2.5 mm]
Mayor
Caso IV – Irregularidad en el Borde Libre de la Soldadura de Ranura de Penetración Completa.
Figura 6.6 (Continuación) Requerimientos de calidad de soldadura para irregularidades alargadas según lo determinado por RT de las uniones de componentes tubulares (Ver 6.12.3.1)
244
Tw Espesor de pared, mm
Espesor de pared, pulg.
tw
Notas:
1. Los Reflectores internos lineales o planos, por sobre la sensibilidad estándar, (excepto la raíz de conexiones en T, Y y K
de soldaduras simples [Ver Figura 6.8])
2. Reflectores menores (Sobre el nivel no considerado, hasta E incluyendo la sensibilidad estándar), (excepto la raíz de
una soldadura simple en conexiones en T, Y y K. [Ver Figura 6.8])
3. Los Reflectores adyacentes que estén separados por menos que su longitud promedio, deberán tratarse como
continuos.
Figura 6.7 Indicaciones de Clase R (Ver 6.13.3.1)
245
tw
Nota:
1. Las irregularidades del área de la raíz que quedan fuera de la soldadura teórica, deben eliminarse. (dimensiones en
“Tw” ó “L” en Figuras 3.8, 3.9 y 3.10).
Figura 6.7 (Continuación) Indicaciones Clase R (Ver 6.13.3.1)
246
Notas Generales:
• Las irregularidades alineadas separadas por
menos que (H1 + H2) / 2 y aquellas paralelas,
separadas por menos que (H1 + H2) / 2 deberán
ser evaluadas como continuas.
• Las irregularidades acumulativas deberán ser
evaluadas sobre 6 pulg. [150 mm.], o la longitud
de la soldadura D / 2 (cualquiera sea menor), en
donde el diámetro del tubo = D.
L y H basados en un rectángulo, el cual incluye totalmente la
irregularidad indicada.
Irregularidades de la raíz en las conexiones en T, Y y K.
Notas Generales:
• Para la soldadura de penetración completa en
conexiones tubulares en T, Y y K con soldadura
simple, hechas sin backing.
• Irregularidades en la raíz de la soldadura de respaldo;
los detalles C y D de las Figuras 3.8, 3.9 y 3.10
deberán descartarse.
Reflectores Internos y todas las otras Soldaduras.
Notas Generales:
Las irregularidades que estén dentro de H ó tw/6 de
la superficie externa, deberán medirse como si se extendieran hasta
la superficie de la soldadura.
Nota:
1. Los reflectores que estén por debajo de la sensibilidad
estándar (Ver 6.13.3.2) deberán descartarse.
Figura 6.8 Indicaciones Clase X (Ver 6.13.3.2)
247
Tabla de Dimensiones de IQI (pulg.)
Espesor IQI y tolerancias
Número A B C D E F del diámetro del orificio
5 – 20 1.500 0.750 0.438 0.250 0.500 0.250
± 0.015 ± 0.015 ± 0.015 ± 0.015 ± 0.015 ± 0.030 ± 0.0005
21 – 59 1.500 0.750 0.438 0.250 0.500 0.250
± 0.015 ± 0.015 ± 0.015 ± 0.015 ± 0.015 ± 0.030 ± 0.0025
60 – 179 2.250 1.375 0.750 0.375 1.000 0.375
± 0.030 ± 0.030 ± 0.030 ± 0.030 ± 0.030 ± 0.030 ± 0.005
Tabla de Dimensiones de IQI (mm)
Espesor IQI y tolerancias
Número A B C D E F del diámetro del orificio
5 – 20 38.10 19.05 11.13 6..35 12.70 6.35
± 0.38 ± 0. 38 ± 0. 38 ± 0. 38 ± 0. 38 ± 0.80 ± 0.013
21 – 59 38.10 19.05 11.13 6..35 12.70 6.35
± 0.38 ± 0. 38 ± 0. 38 ± 0. 38 ± 0. 38 ± 0.80 ± 0.06
60 – 179 57.15 34.92 19.05 9.52 25.40 9.525
± 0.80 ± 0.80 ± 0.80 ± 0.80 ± 0.80 ± 0.80 ± 0.13
Nota General: Los orificios deberán estar alineados y normales al IQI. No enflanchar.
Nota: Los IQIs números 5 al 9 no son 1T, 2T y 4T.
Figura 6.9 IQI tipo orificio (Ver 6.17.1)
(Re-impreso con el permiso de Am. Soc. for Test and Mat, Copyright)
248
Tamaños del IQI (Parámetro de alambre)
Diámetro del alambre, pulg. [mm]
Set A Set B Set C Set D
0.0032 [0.08] 0.010 [0.25] 0.032 [0.81] 0.10 [2.5]
0.004 [0.1] 0.013 [0.33] 0.040 [1.02] 0.125 [3.2]
0.005 [0.13] 0.016 [0.4] 0.050 [1.27] 0.160 [4.06]
0.0063 [0.16] 0.020 [0.51] 0.063 [1.6] 0.20 [5.1]
0.008 [0.2] 0.025 [0.64] 0.080 [2.03] 0.25 [6.4]
0.010 [0.25] 0.032 [0.81] 0.100 [2.5] 0.32 [8]
Figura 6.10 Alambre IQI (Ver 6.17.1)
(Re-impreso con el permiso de Am. Soc. for Test and Mat, Copyright)
249
Nota: La colocación del IQI al lado de la fuente alterna está permitida para las aplicaciones en componentes tubulares y en otras aplicaciones cuando estén aprobadas por el Ingeniero.
Figura 6.11 – RT Identificaciones y Localizaciones del IQI de alambre o tipo-orificio en uniones de 10 pulgadas, aproximadamente del mismo espesor [250 mm] y de Mayor
Longitud. (Ver 6.17.7)
250
Nota: La colocación del IQI al lado de la fuente alterna está permitida para las aplicaciones en componentes tubulares y en otras aplicaciones cuando estén aprobadas por el Ingeniero.
Figura 6.12 RT de Identificación y Localizaciones del IQI tipo orificio ó alambre en uniones menores que 10 pulg. Aproximadamente de igual espesor [250 mm] de longitud (Ver 6.17.7)
251
Nota: La colocación del IQI al lado de la fuente alterna está permitida para las aplicaciones en componentes tubulares y en otras aplicaciones cuando estén aprobadas por el Ingeniero.
Figura 6.13 RT de Identificación y localizaciones del IQI tipo-orificio ó IQI tipo alambre en uniones de Transición de 10 pulg. [250 mm] y en longitudes mayores (Ver 6.17.7)
253
7. Soldadura “Stud”
7.1 Alcance
La sección 7 contiene los requerimientos generales para las
soldaduras de conectores metálicos para acero, y estipula los
siguientes procedimientos específicos:
(1) Para la calidad del trabajo, las pruebas de reproducción, la
calificación del operador, y los ensayos de calificación, cuando
se requieran, todos deben ser efectuados por parte de
Contratista.
(2) Para la fabricación/montaje y la verificación de la
inspección durante la producción soldadura stud.
(3) Para las propiedades mecánicas de los conectores de
acero, y los requerimientos para la calificación de las bases de
los conectores, todas las pruebas y documentación deben ser
proporcionadas por los fabricantes de los conectores (stud).
Nota: Aceros Aprobados: Para studs, ver 7.2.6; para los
metales base ver tabla 3.1 (Grupos I y II). Para pauta ver
C7.6.1.
7.2 Requerimientos Generales
7.2.1 Diseño del conector. Los conectores deberán ser del
diseño apropiado para la soldadura al arco a los componentes
de acero utilizando equipo automático sincronizado para la
soldadura stud. El tipo y tamaño del conector deberá ser tal
como el que se especifica mediante los diseños, las
especificaciones o estipulaciones especiales. Para studs tipo
cabeza, ver figura 7.1. Pueden utilizarse las configuraciones
alternativas de cabeza con pruebas mecánicas y de
empotrado, para confirmar la gran resistencia del diseño, para
la aprobación del Ingeniero.
7.2.2 Protecciones al Arco. Una protección al arco (férula) de
cerámica resistente u otro material apropiado deberá
proporcionarse con cada conector.
7.2.3 Fundente. Un fundente de estabilización y desoxidado
apropiado para la soldadura deberá proporcionarse con cada
stud de 5/16 pulg. [8mm] de diámetro o mayor. Los studs
menores que 5/16 pulg [8mm] de diámetro pueden
proporcionarse con o sin fundente.
7.2.4 Bases stud. Una base de stud para que se califique,
deberá haber aprobado la prueba descrita en el articulo IX.
Sólo los stud con bases calificadas se utilizarán. La calificación
de las bases stud, que estén en conformidad con el anexo IX
deberá ser por cuenta del fabricante. La protección al arco
utilizada en la producción deberá ser igual a la utilizada en las
pruebas de calificación ó según lo recomendado por el
fabricante. Cuando lo solicite el Ingeniero, el Contratista deberá
entregar la siguiente información:
(1) Una descripción del conector y de la protección al arco.
(2) Certificación del fabricante de que la base del stud esté
calificada en total conformidad con el Anexo IX.
(3) Los datos de prueba de calificación.
7.2.5 Acabado de Stud. El acabado deberá producirse por
extrusión, laminación ó maquinación. El acabado de los studs
deberá ser de calidad y condición uniforme, libres de traslapes de
mala calidad, escamas, cordones de soldadura, grietas,
torceduras, dobladuras, u otras irregularidades impropias. Las
fisuras radiales o reventamientos en la cabeza de un stud
(conector) no deberá ser la causa de rechazo, siempre que las
grietas o reventamientos no excedan mas de la mitad de la
distancia desde la periferia de la cabeza hasta el vástago, según
lo determinado por la inspección visual. Las cabezas de los
conectores de corte o los conectores de anclaje están sujetas a
grietas o rupturas, las cuales se denominan de la misma manera.
Las grietas o rupturas provocan una interrupción abrupta de la
periferia de la cabeza del stud por separación radial del metal.
Las grietas o rupturas radiales en la cabeza de un stud no serán
causa de un rechazo; siempre que las grietas o rupturas no
excedan el valor: 0.25 (H-C) según lo determinado por la
inspección visual (ver Figura 7.1).
7.2.6 Material de “Stud”. Los conectores deberán hacerse de un
componente de barra estirada en frío, conforme de los
requerimientos de la norma ASTM A 108, Especificación para
Barras de Acero, Carbono, Acabado en Frío y Grados de Calidad
Estándar de 1010 a 1020, inclusive a un de aluminio semi-
calmado o calmado o de silicona desoxidada.
7.2.7 Espesor del Metal Base. Cuando se esté soldando
directamente al metal base, éste no deberá ser más delgado que
1/3 del diámetro del conector. Cuando se esté soldando sobre
cubierta, el diámetro del stud no deberá ser mayor que 2.5 veces
el espesor del material base. En ningún caso los studs deberán
soldarse con mas de dos espesores de la cubierta metálica
7.3 Requerimientos Mecánicos
7.3.1 Requerimientos Mecánicos Estándar. De acuerdo a la
opción del fabricante, las propiedades mecánicas de los studs
deberán determinarse mediante pruebas, ya sea del acero
después de un acabado en frío ó del acabado de los conectores
en su diámetro completo. En cualquier caso los studs deberán
estar en total conformidad con las propiedades estándar que
aparecen en la Tabla 7.1.
254
7.3.2 Ensayos. Las propiedades mecánicas deberán estar
determinadas en conformidad con las secciones aplicables de
ASTM A 370 “Mechanical Testing of Steel Products”. (Ensayos
Mecánicos de los Productos de Acero). Se utiliza un equipo de
ensayo similar al que aparece en la Figura 7.2.
7.3.3 Solicitud del Ingeniero. Si el Ingeniero lo solicita, el
Contratista deberá proporcionar:
(1) La certificación del fabricante del stud que los conectores
se hayan despachado en conformidad con los requerimientos
aplicables de 7.2 y 7.3.
(2) Copias certificadas de los informes de las pruebas del
fabricante que cubran hasta el último set completado de
pruebas mecánicas de control de calidad en la planta,
requeridas por 7.3 para cada diámetro entregado. Las
pruebas de control de calidad deberán hacerse dentro un
periodo de seis meses antes de la entrega de los conectores.
(3) Informes de pruebas de material certificado (CMTR)
(Certified material test reports), del fabricante de acero debe
indicar el diámetro, las propiedades químicas, el grado en el
cual se entrega cada número térmico.
7.3.4 Ausencia de Pruebas del Control de Calidad. Cuando
no están disponibles las pruebas sobre el control de calidad, el
Contratista deberá entregar informes sobre pruebas mecánicas
en conformidad a los requerimientos del 7.3. Las pruebas o
ensayos mecánicos deberán efectuarse en studs terminados
entregados por el fabricante de ellos. La cantidad de pruebas
a efectuarse deberá especificarse por parte del Ingeniero.
7.3.5 Opción del Ingeniero Para Seleccionar los “Stubs”.
El Ingeniero puede seleccionar los studs de cada tipo y tamaño
que se vayan a utilizar bajo el contrato, según sea necesario,
en cuanto a la verificación de los requerimientos de 7.2 y 7.3.
El proporcionar estos studs deberá ser por cuenta del
Contratista. Las pruebas deberán ser a expensas del
propietario.
7.4 Calidad de Trabajo
7.4.1 Limpieza. En el momento de la soldadura los studs
(pernos) deberán estar libres de óxidos, picaduras de óxido,
escamas, aceites, humedad u otros materiales perjudiciales
que pudieran afectar adversamente la operación de la
soldadura.
7.4.2 Restricciones del Revestimiento. La base del stud
(conector) no deberá pintarse, galvanizarse o recubrirse con
cadmio previo a la soldadura.
7.4.3 Preparación del Metal Base. Las áreas en las cuales
se van a soldar los studs deberán estar libres de escamas,
óxidos, humedad, pinturas u otros materiales perjudiciales en la
cantidad necesaria para lograr soldaduras satisfactorias y evitar
los humos indeseables. Estas áreas pueden limpiarse con cepillo
de alambre, desincrustación, picado de incrustaciones o
esmerilado.
7.4.4 Humedad. Las protecciones al arco o férulas deberán
mantenerse secas. Cualquier protección al arco que muestre
signos de humedad en la superficie debido a rocíos o lluvias
deberá secarse al horno a una temperatura de 250 ºF [120 ºC]
durante dos horas antes de utilizarse.
7.4.5 Requerimientos de Espacio. Los espacios longitudinales
y laterales de los conectores de corte de stud (tipo B) con
respecto a ellos mismos (entre sí) a los bordes de la viga o de los
flanges de la viga maestra pueden variar en el máximo de 1
pulgada [25 mm] desde la colocación que se muestra en los
diseños. La distancia mínima desde el borde de la base de un
stud hasta el borde del flange deberá ser del diámetro del stud
mas 1/8 pulgada [3 mm], pero de preferencia no menor que 1-1/2
pulgadas [40 mm].
7.4.6 Eliminación de la Protección del Arco. Después de
soldar, las protecciones al arco deberán liberarse de los studs que
vayan a empotrarse en el concreto y donde pueda practicarse
deberán eliminarse de todos los otros studs.
7.4.7 Criterios de Aceptación. Los studs después de soldarse
deberán quedar libres de cualquier irregularidad o sustancias que
pudieran interferir con su función apropiada y deberán tener un
arco completo de 360º. Sin embargo la falta de fusión en los
lados (piernas) del arco y pequeñas fisuras de arrugas deberán
ser aceptables. Los perfiles de las soldaduras de filete que se
muestran en la Figura 5.4 no deberán aplicarse al arco de
soldadura stud sincronizadas automáticamente.
7.5 Técnicas
7.5.1 Soldaduras con Máquinas Automáticas. Los studs
deberán soldarse con un equipo de soldadura para studs
sincronizados automáticamente, conectados a una fuente
apropiada de energía negativa de electrodos de corriente directa.
El voltaje de la soldadura, la corriente, el tiempo y los justes del
inyector para levantar y hundir deberían ajustarse en condiciones
óptimas, basándose en las prácticas anteriores, y en las
recomendaciones del fabricante de los studs y el equipo; o en
ambas. AWS C5.4, Prácticas Recomendadas Para Soldadura
“Stud”, deberán también utilizarse como guía técnica.
7.5.2 Múltiples Inyectores Para Soldadura. Si dos o mas
inyectores para soldadura stud deberán operarse a partir de la
misma fuente de poder estos deberán inter-bloquearse de modo
que solamente un inyector pueda operar a la vez, y de modo que
255
la fuente de poder se haya recuperado totalmente al hacer una
soldadura antes que la próxima comience.
7.5.3 Movimiento del Inyector de Soldadura. Mientras este
en operación el inyector de soldadura deberá mantenerse en
su posición sin moverse hasta que el metal de soldadura se
haya solidificado.
7.5.4 Requerimientos de la Temperatura Ambiental del
Metal Base. La soldadura no deberá hacerse cuando la
temperatura del metal base sea inferior a 0ºF [-18ºC] ó cuando
la superficie esté húmeda o expuesta a la lluvia o a la nieve.
Cuando la temperatura del metal base sea inferior a 32ºF
[0ºC], un stud adicional por cada 100 de ellos que estén
soldados deberán someterse a prueba mediante los métodos
descritos en 7.7.1.3 y 7.7.1.4; Excepto que el ángulo de la
prueba deberá ser aproximadamente de 15º. Esto es, en
alusión a los dos primeros stud sometidos a pruebas en cada
inicio de un nuevo periodo de producción ó en el cambio en la
disposición. La disposición incluye un inyector de stud, una
fuente de poder, el diámetro del stud, la capacidad de levantar
y hundir del inyector, la longitud total de la soldadura y los
cambios mayores que ± 5% en la corriente (amperaje) y
tiempo.
7.5.5 Opciones de Soldaduras de Filete Para los Procesos
FCAW, GMAW, y SMAW. Según la opción del Contratista, los
studs pueden soldarse utilizando los procesos precalificados
FCAW, GMAW, ó SMAW, siempre que se cumpla con los
siguientes requerimientos:
7.5.5.1 Superficies. Las superficies que se vayan a soldar y
aquellas adyacentes a una soldadura deberán estar libres de
laminillas gruesas, sedimentos, óxidos, humedad, grasas u
otros materiales extraños que pudieran evitar la soldadura
apropiada o producir humos indeseados.
7.5.5.2 Extremo del “Stud”. Para las soldaduras de filete el
extremo del conector (“stud”) también deberá limpiarse.
7.5.5.3 Ajuste del Stud (en Soldaduras de Filete). Para las
soldaduras de filete las bases del stud deberá prepararse de
modo que esta encaje en el metal base.
7.5.5.4 Tamaño Mínimo de la Soldadura de Filete. Cuando
deberá usarse las soldaduras de filete, el tamaño mínimo
deberá ser el mayor de los requeridos según la Tabla 5.8 ó
Tabla 7.2.
7.5.5.5 Requerimientos de Precalentamiento. El metal
base al cual se van a soldar los studs deberá precalentarse en
conformidad con los requerimientos de la Tabla 3.2.
7.5.5.6 Electrodos Para el Procedimiento SMAW. La
soldadura mediante el procedimiento SMAW deberá efectuarse
utilizando electrodos bajos en hidrógenos de 5/32 pulgadas o
3/16 pulgadas de diámetro [4.00 mm ó 4.8 mm]; excepto que
puede utilizarse un electrodo de diámetro menor en los studs de
7/16 pulgadas [11.1 mm] ó menor, de diámetro para soldaduras
fuera de posición.
7.5.5.7 Inspección Visual. Las soldaduras studs bajo los
procedimientos FCAW, GMAW, y SMAW deberán someterse a
inspección visual en conformidad con 6.6.1.
7.6 Requerimientos de la Calificación de la Aplicación del
Stud.
Cuando se van a soldar los studs a través de superficies planas,
las pruebas de calificación de la base del stud deberá incluir una
superficie plana representativa de aquella utilizada en
construcción.
7.6.1 Propósitos. Los studs que se apliquen en taller o en
terreno en la posición plana sobre una superficie plana y
horizontal deberán considerarse precalificadas en virtud de las
pruebas de calificación sobre la base del stud por parte del
fabricante (Anexo IX), y no se requerirán pruebas posteriores. El
límite de la posición plana se define como 0º - 15º de inclinación
en la superficie a la cual se va aplicar el stud. Algunas
aplicaciones de stud noprecalificadaos que requieren pruebas de
esta sección son las siguientes:
(1) Los studs que se vayan aplicar sobre superficies no planas o
a una superficie plana en posición vertical o de sobrecabeza.
(2) Los studs que se vayan a soldar a través de superficies
planas. Las pruebas serán con material representativo de las
condiciones que vayan a utilizarse en la construcción.
(3) Studs soldados a otros grupos de acero que no sea I ó II
listados en la Tabla 3.1.
7.6.2 Responsabilidad de las Pruebas. El Contratista ó el
aplicador del stud deberá ser responsable del cumplimiento de
estas pruebas. Las pruebas pueden efectuarse por parte del
Contratista o el aplicador de stud, el fabricante de stud, o por otra
entidad que efectúe pruebas a entera satisfacción de todas las
partes involucradas.
7.6.3 Preparación de los Especímenes
7.6.3.1 Especímenes de Ensayo. Para calificar las aplicaciones
que involucren materiales listados en la Tabla 3.1, los Grupos I y
II: los especímenes pueden prepararse utilizando materiales base
de acero ASTM A 36 ó materias base listadas en la Tabla 3.1, los
Grupos I y II.
7.6.3.2 Información Registrada. Para calificar las aplicaciones
las aplicaciones de material involucrado que no sean aquellos
listados en la Tabla 3.1, Grupos I y II material base del espécimen
256
de prueba deberá ser de las especificaciones químicas físicas
y del grado adecuado que vaya a utilizarse en la producción.
7.6.4 Número de Especímenes. Deberán soldarse diez
especímenes consecutivamente utilizando los procedimientos
recomendados y los ajustes para cada diámetro, posición y
geometría de superficie.
7.6.5 Prueba requerida. Los diez especímenes deberán
someterse a prueba utilizando uno ó más de los siguientes
métodos: Flexión, torque, ó tensión.
7.6.6 Métodos de Prueba
7.6.6.1 Prueba de Flexión. Los studs deberán someterse a
prueba alternando la flexión de 30º en direcciones opuestas en
un equipo típico para pruebas, tal como se muestra en el
Anexo IX, Figura IX-1 hasta que ocurra la falla. Los studs tipo
C cuando se presionan en 90º deberán doblarse sobre un
pasador con un diámetro de 4 veces el del stud. Por otra parte
los studs pueden doblarse (ó flexionarse) en 90º desde su eje
original. En cualquier caso la aplicación de un stud deberá
considerarse calificada si los studs se flexionan o se doblan en
90º y ocurre la fractura en la plancha o en el material de
contorno o en el vástago del stud y no en la soldadura.
7.6.6.2 Pruebas de Torque. Los studs deberán ser sometidos
a la prueba de torque utilizando una disposición de torque que
esté sustancialmente en total conformidad con la Figura 7.3.
La aplicación de un stud deberá considerarse como calificada
si todos los especímenes de prueba se someten a torque para
destrucción, sin falla en la soldadura.
7.6.6.3 Prueba de Tensión. Los studs deberán someterse a
prueba de tensión de destrucción utilizando cualquier máquina
que sea capaz de proporcionar la fuerza requerida. La
aplicación de un stud deberá considerarse como calificada si
los especímenes de prueba o ensayo no fallan en la soldadura.
7.6.7 Aplicación de los Datos de Pruebas de Calificación.
Los datos de prueba de calificación deberán incluir lo siguiente:
(1) Los diseños que muestren perfiles y dimensiones de stud y
protecciones al arco.
(2) Una descripción completa del stud y los materiales de
base, y una descripción de la protección al arco (número de
componentes).
(3) Posición de la soldadura y ajustes (corriente, tiempo).
(4) Un registro el cual deberá hacerse para cada calificación y
deberá estar disponible para cada contrato. Un formulario
sugerido de WPS/PQR para la aplicación de componente
noprecalificado puede encontrarse en el Anexo E.
7.7 Control de Producción
7.8
7.7.1 Prueba Pre - Producción
7.7.1.1 Inicio del Turno de Trabajo. Antes de la producción de
una soldadura con un ajuste particular y con un tamaño y tipo de
stud determinado, y al comienzo de la jornada laboral diaria o de
la producción del turno de trabajo, las pruebas deberán efectuarse
en los primeros dos studs que estén soldados. La técnica del
stud puede desarrollarse en un trozo de material similar al
componente de producción en cuanto a espesor y propiedad. Si
el espesor de la producción actual no está disponible, el espesor
puede variar en ± el 25%. Todos los studs de prueba deberán
soldarse en la misma posición general que la que se requiere en
un componente de producción (plano, vertical o de sobrecabeza).
7.7.1.2 Opción del Componente de Producción. En vez de
que esté soldado al material separado, las pruebas de studs
pueden estar soldadas en el componente de producción, excepto
cuando las planchas separadas se requieren de acuerdo al
7.7.1.5.
7.7.1.3 Requerimiento del Arco. Los studs de ensayo deberán
ser sometidos a examen visual. Ellos deberán mostrar un arco
completo de 360º sin evidencia de socavamiento en la base del
stud.
7.7.1.4 Doblados (Flexión). Además del examen visual, el
ensayo deberá consistir en la flexión (el doblado) de los studs
después que se hayan dejado enfriar, en un ángulo de
aproximadamente 30º desde su eje original ya sea mediante el
golpeteo de los studs con un martillo en el extremo sin soldadura
o colocando una tubería u otro dispositivo con orificio apropiado
sobre el stud y doblándolo mecánicamente o manualmente. A
temperaturas inferiores a 50ºF [10 ºC] el doblado preferentemente
deberá hacerse por aplicación continua y lenta de carga. Para
studs (pernos y lados) la prueba de torque de la Figura 7.3
deberá ser sustituida por la prueba de flexión o doblado.
7.7.1.5 Evento de Falla. Si en un examen visual los studs
sometidos a prueba no exhiben un arco de 360º, o si en la prueba
ocurre una falla en la zona de la soldadura de cualquier stud, el
procedimiento deberá corregirse, y dos studs más deberán
separarse o en el componente de producción y sometido a prueba
en conformidad con las estipulaciones de 7.7.1.3 y 7.7.1.4. Si
cualquiera de los dos segundos studs fallaran deberá continuarse
con soldadura adicional en planchas separadas hasta que se
sometan a prueba dos studs consecutivos y sean satisfactorios
antes de que se suelten mas studs en producción con el
componente.
7.7.2 Producción de Soldadura. Una vez que haya
comenzado la producción de soldadura, cualquier cambio en la
fijación de la soldadura, de acuerdo a lo determinado en 7.7.1,
257
requerirá que la prueba en 7.7.1.3 y 7.7.1.4 se efectúen antes
de reanudar la producción de soldadura.
7.7.3 Reparación de los Studs. En producción, los studs en
los cuales no se obtengan un arco de 360º, según la opinión
del Contratista, puede repararse agregando una soldadura de
filete mínima, según lo requerido en 7.5.5 en lugar del arco
faltante. La reparación de la soldadura deberá colocarse a lo
menos en 3/8 de pulgada [10 mm] más allá del extremo de la
irregularidad que está siendo reparada.
7.7.4 Calificación del Operador. La prueba de pre-
producción requerida por 7.7.1, si es satisfactoria, también
deberá servir para calificar al operador de soldadura stud.
Antes de cualquier producción los studs están soldados por un
operador no involucrado en la producción establecida en 7.7.1,
los dos primeros studs soldados por el operador deberán haber
sido sometidos a prueba en total conformidad con las
estipulaciones de 7.7.1.4 y 7.7.1.4. Cuando los dos studs
soldados hayan cumplido satisfactoriamente la prueba,
entonces el operador puede efectuar la soldadura stud.
7.7.5 Reparación de Area en que va a Removerse. Si se ha
quitado un stud inaceptable de un componente sujeto a
esfuerzo de tensión, el área de la cual se ha sacado el stud
deberá alisarse y enrazarse. En aquellas áreas en donde el
metal base se haya quitado en el transcurso de la remoción
(eliminación del stud) el procedimiento de SMAW con
electrodos bajos en hidrógenos, que estén en conformidad con
los requerimientos de este código, deberán utilizarse para
rellenar las cavidades y la superficie de la soldadura deberá
enrazarse.
En las áreas de compresión de los componentes, si las fallas
del stud están confinadas a los vástagos ó las zonas de fusión
de los studs, puede soldarse un nuevo stud adyacente a cada
área inaceptable, en lugar de reparar y reemplazar área
existente de soldadura (ver 7.4.5). Si el metal base se quita (ó
sale) durante la remoción (eliminación del stud) las
estipulaciones sobre reparación deberán ser las mismas que
para las áreas de tensión, excepto que cuando la profundidad
de la irregularidad sea inferior a 1/8 de pulgada [3 mm] ó el 7%
del espesor del metal base, la irregularidad puede alisarse
esmerilando en lugar de rellenar con metal de soldadura. En
donde se va a contar con un stud de reemplazo, la reparación
del metal base deberá hacerse previo a la soldadura del stud
de reemplazo. Los stud de reemplazo (que no sean los del
tipo hilado los cuales deben someterse a pruebas de torque),
deberán ser sometidos a prueba mediante el doblado a un
ángulo de aproximadamente 15º desde sus ejes originales.
Las áreas de los componentes expuestos a la vista en
estructuras completadas deberán suavizarse y enrazarse en
donde se haya quitado un stud.
7.8 Requerimientos de Inspección de Fabricación y
Verificación
7.8.1 Inspección Visual. Si una inspección visual revela que
algún stud que no muestra un arco completo de 360º ó que
cualquier stud que haya sido reparado mediante soldadura, ese
stud deberá doblarse o flexionarse hasta un ángulo de
aproximadamente 15º a partir de su eje original. Los studs
hilados deberán ser sometidos a la prueba de torque. El método
de doblado deberá estar en conformidad con 7.7.1.4. La
dirección del doblado para los studs con menos que un arco de
360º deberán ser opuestos a la porción faltante del arco. La
prueba de torque deberá estar en conformidad con la Figura 7.3.
7.8.2 Pruebas Adicionales. El Inspector de Verificación, en
donde las condiciones los garanticen, pueden seleccionar una
cantidad razonable de studs adicionales para ser sometidos a las
pruebas (ensayos) descritos en 7.8.1.
7.8.3 Criterios Aceptables del Stud Doblado. Los conectores
de corte del Stud doblado(Tipo B) y pernos de anclaje deformado
(Tipo C) y otros pernos que vayan a empotrarse en concreto (Tipo
A), que no muestren signos de falla deberán ser aceptables para
el uso y dejarse en la posición doblada. Todo el doblado y el
enderezamiento en cuanto a los requerimientos y la inspección de
fabricación, cuando se requieran deberá hacerse sin calor, antes
de completar la operación de soldadura del perno; excepto que se
estipule de otra manera en el contrato, y según si esté aprobado
por parte del Ingeniero.
7.8.4 Criterio de Aceptación de la Prueba de Torque. Los
pernos hilados (Tipo A) sometidos a prueba de torque con el nivel
de torque de carga de prueba en la Figura 7.3 que no muestre
signos de falla deberá ser aceptable para el uso.
7.8.5 Juicio de Ingeniería. Si de acuerdo al juicio del Ingeniero
los pernos soldados durante el proceso del trabajo no están en
conformidad con las estipulaciones del código, de acuerdo a lo
indicado por la inspección y las pruebas, se requerirá una acción
correctora por parte del Contratista. Esto será gasto del
contratista y él deberá establecer los cambios necesarios para
asegurar que los pernos posteriormente soldados cumplan con
los requerimientos del código.
7.8.6 Opción del Propietario. Bajo la opción y los gastos del
propietario, puede requerirse el Contratista, en cualquier momento
para proveer pernos (“studs”) de los tipos utilizados bajo el
contrato para una verificación de calificación en total conformidad
con los procedimientos del Anexo IX.
258
Tabla 7.1
Requerimientos de Propiedad Mecánica Para Los Pernos (Studs) (ver 7.3.1)
Tipo A1 Tipo B2 Tipo
C3,4
Psi min 61 000 65 000 80 000 Carga Límite de rotura
Tensible Strenght Mpa min 420 450 552
Límite de fluencia
Yield strenght 49 000 51 000 ---
(0.2% de desviación ) 340 350 70 000
(0.5% de desviación) --- --- 485
%en 2 pulg. Min
17% 20% Elongación
Elongation %en 5x daim. Min.
14% 15% ---
Reducción del Area
Reduction of area % min 50% 50% ---
Notas:
(1) Los pernos (“Studs”) Tipo A deberán ser para propósitos
generales de cualquier tipo y tamaño utilizado para
propósitos diferentes a la transferencia de corte en el diseño
de una viga compuesta y en construcción.
(2) Los pernos Tipo B deberán ser aquellos con cabeza,
doblados o con otra configuración en 1/ pulgada [12 mm],
5/8 de pulgada [16 mm], ¾ de pulgada [20 mm], 7/8 de
pulgada (22 mm) y 1 pulgada [25 mm] de diámetro que se
utiliza como un componente esencial en el diseño de la viga
compuesta y en construcción.
(3) Los pernos Tipo C (“Studs”), deberán ser barras de acero
deformadas trabajadas en frío, en conformidad con la
especificación de ASTM A 496, que tengan un diámetro
nominal equivalente al diámetro de un alambre sencillo
(plano), que tenga el mismo peso por pié que el alambre
deformado. La norma ASTM A 496 especifica un diámetro
máximo de 0.628 pulgadas [16 mm]. Cualquier barra
proporcionada que tenga sobre ese diámetro deberá tener
las mismas características físicas con respecto a las
deformaciones, según lo requerido por la norma ASTM A
496.
(4) Los pernos (“studs”) Tipo C deberán fabricarse del material
descrito en 7.2.6.
Tabla 7.2
Tamaño Mínimo de la Soldadura de Filete Para Pernos (“Studs”) de Diámetro Pequeño
(ver 7.5.4.4)
Stud Diameter Min Size Fillet
Diámetro del Perno Tamaño Mínimo del Filete
259
Nota: 1. Longitud fabricada antes de la soldadura
Dimensiones estándar, pulg.
Diámetro Tolerancia Diámetro Altura Del de de mínima Vástago Longitud Cabeza Cabeza (C) (L) (H) (T) ½ + 0.000 ± 1/16 1 ± 1/64 9/32
- 0.010 5/8 + 0.000 ± 1/16 1-1/4 ± 1/64 9/32 - 0.010 ¾ + 0.000 ± 1/16 1-1/4 ± 1/64 3/8 - 0.015 7/8 + 0.000 ± 1/16 1-3/8 ± 1/64 3/8 - 0.015 1 + 0.000 ± 1/16 1-5/8 ± 1/64 1/2 - 0.015
Dimensiones estándar, mm
12.7 + 0.00 ± 1.6 25.4 ± 0.4 7.1 - 0.25 15.9 + 0.00 ± 1.6 31.7 ± 0.4 7.1 - 0.25 19.0 + 0.00 ± 1.6 31.7 ± 0.4 9.5 - 0.38 22.1 + 0.00 ± 1.6 34.9 ± 0.4 9.5 - 0.38 25.4 + 0.00 ± 1.6 41.3 ± 0.4 12.7 - 0.38
Figura 7.1 – Dimensión y tolerancias de los conectores de corte tipo estándar
(Ver 7.2.1)
Equipo rasurado para sostener la cabeza del perno y la placa del equipamiento.
Figura 7.2 – Prueba de tensión en un equipo típico (Ver 7.3.2)
260
Prueba de torque requerido para ensayos de pernos hilados
Diámetro Nominal M.E.T.A.2 Thread Prueba de Torque3
Pulg. Mm pulg.2 Mm2 N° pulg. Paso/mm Serie Ib-ft Joule
0.236 M6 0.031 20.1 1.0 ISO-724 5.4 7.4
1/4 6.4 0.036 23.2 28 UNF 6.6 9.0 0.032 20.6 20 UNC 5.9 7.8
5/16 7.9 0.058 37.4 24 UNF 13.3 18.1 0.052 33.5 18 UNC 11.9 16.1
0.315 M8 0.057 36.6 1.25 ISO-724 13.2 17.9
3/8 9.5 0.088 56.8 24 UNF 24.3 32.9 0.078 50.3 16 UNC 21.5 29.2
0.394 M10 0.090 58.0 1.5 ISO-724 26.2 35.5
7/16 11.1 0.118 76.1 20 UNF 37.9 51.4 0.106 68.4 14 UNC 34.8 47.2
0.472 M12 0.131 84.3 1.75 ISO-724 45.7 61.9
1/2 12.7 0.160 103.2 20 UNF 58.8 79.7 0.142 91.6 13 UNC 52.2 70.8
0.551 M14 0.178 115.0 2.0 ISO-724 72.7 98.5
9/16 14.3 0.203 131.0 18 UNF 83.9 113.8 0.182 117.4 12 UNC 75.2 102.0
5/8 15.9 0.255 164.5 18 UNF 117.1 158.8 0.226 145.8 11 UNC 103.8 140.8
0.630 M16 0.243 157.0 2.0 ISO-724 113.4 153.7
3/4 19.1 0.372 240.0 16 UNF 205.0 278.0 0.334 215.5 10 UNC 184.1 249.7
0.787 M20 0.380 245.0 2.5 ISO-724 221.2 299.9
0.866 M22 0.470 303.0 2.5 ISO-724 300.9 408.0
7/8 22.2 0.509 328.4 14 UNF 327.3 443.9 0.462 298.1 9 UNC 297.1 402.9
0.945 M24 0.547 353.0 3.0 ISO-724 382.4 518.5
1 25.4 0.678 437.4 12 UNF 498.3 675.7 0.606 391.0 8 UNC 445.4 604.0
Notas: Figura 7.3 – Disposición de la prueba de Torque y tabla de los torques de prueba (ver 7.6.6.2)
261
8. Reforzamiento y Reparación de las Estructuras Existentes 8.1 General El reforzar o reparar una estructura existente deberá
consistir en modificaciones que cumplan con los
requerimientos de diseño especificados por el Ingeniero.
El Ingeniero deberá preparar el plan completo para el
trabajo. Tales planes deberán incluir, pero no estarán
limitados al, diseño, mano de obra, inspección y
documentación. Excepto según o modificado en esta
sección, todas las estipulaciones de éste código deberán
aplicarse, igualmente para el enderezamiento y la
reparación de las estructuras existentes, incluyendo el
enderezamiento por calor de los componentes
deformados.
8.2 Metal Base
8.2.1 Investigación. Antes de prepara los diseños y las
especificaciones para el reforzamiento o reparación en
las estructuras existentes, los tipos de metal base
utilizados en la estructura original deberán determinarse,
ya sea a partir de los diseños existentes, las
especificaciones ó las pruebas representativas del metal
base.
8.2.2 Adecuación para la Soldadura. Deberá
establecerse la adecuación del metal base para la
soldadura (ver Tabla C8.1 para guía).
8.2.3 Otros Metales Bases. En donde los metales
base vayan a unirse, excepto aquellos listados en la
Tabla 3.1, deberá, tener especial consideración por parte
del Ingeniero sobre la selección del metal de aporte y los
WPS.
8.3 Diseño Para el Reforzamiento y la Reparación
8.3.1 Proceso del Diseño. El proceso del diseño
consistirá en las estipulaciones aplicables al código de
regulación y a otras partes de las especificaciones
generales. El Ingeniero deberá especificar el tipo y la
envergadura del examen, necesario para identificar las
condiciones existentes que requieran resistencia o
reparación para satisfacer los criterios aplicados.
8.3.2 Análisis de Tensión. Deberá hacerse un
análisis de la tensión en el área afectada por el
reforzamiento o la reparación, los niveles de tensión
deberán establecerse para todos los casos de carga
constante in-situ y casos de carga bajo tensión. Deberá
tenerse en consideración el daño acumulado que los
componentes hayan tenido en servicio pasado.
8.3.3 Historia de Fatiga. Los componentes sujetos a
cargas cíclicas deberán diseñarse de acuerdo a los
requerimientos de esfuerzo por fatiga. La historia previa
de carga deberá considerarse en el diseño. Cuando la
historia de carga no esta disponible, deberá estimarse.
8.3.4 Restauración o Reemplazo. Deberá tomarse la
determinación si las reparaciones pudiesen consistir en
reparación de los componentes corroídos o dañados de
alguna otra manera o en reemplazo de los componentes
completos.
8.3.5 Carga Durante las Operaciones. El Ingeniero
deberá determinar la envergadura de las cargas
permitidas que soporte un componente mientras sé este
sometiendo a aplicación de calor, soldadura o corte
térmico. Cuando sea necesario, las cargas deberán
reducirse. La estabilidad local y general del
componente deberá investigarse, considerando el efecto
de la elevada temperatura que se propaga en los
componentes del área de la sección transversal.
8.3.6 Conexiones Existentes. Las conexiones
existentes en estructuras que requieren reforzamiento o
reparación deberán evaluarse en cuanto a la adecuación
del diseño y reforzarse según sea necesario.
8.3.7. Uso de Fijaciones Existentes. Cuando los
cálculos de diseño muestren remaches o pernos, estos
estarán sobre-tensionados por la nueva carga total, solo
la carga constante existente deberá asignársele. Si los
remaches o los pernos están sobre-tensionados por una
carga constante sola, o están sujetos a una carga
cíclica, entonces deberá agregarse metal base y
soldadura para apoyar (soportar) la carga total.
8.3 Intensificación de la Fatiga
8.4.1 Métodos. Los siguientes métodos de
reacondicionamiento de, los detalles de la soldadura
críticas pueden utilizarse cuando el Ingeniero haya
aprobado los procedimientos por escrito:
(1) Mejoramiento del Perfil. Reformar la cara de la
soldadura esmerilando con una fresa de placa de
carburo para lograr un perfil cóncavo con una
transición suave desde el material base a la
soldadura.
262
(2) Esmerilado de la Garganta. Reformar solamente
las gargantas de la soldadura esmerilando con una
fresa o con un rectificados.
(3) Martillado. Granallar la superficie de la soldadura, o
martillar las gargantas de la soldadura.
(4) Rectificado TIG. Reformar la garganta de la
soldadura volviendo a derretir el metal de
soldadura existente con calor mediante el arco del
método GTAW (no con el metal de aporte utilizado).
(5) Esmerilado de la Garganta más Apriete con
Martillo. Cuando se utilizan puntos los beneficios
son acumulativos.
8.4.2 Aumento del Rango de Tensión. El Ingeniero
deberá establecer el aumento apropiado en el rango de
tensión permitido.
8.5 Mano de Obra y Técnica
8.5.1 Condición de Metal base. El metal base que
vaya a repararse y la superficie del metal base existente
que está en contacto con un nuevo metal base deberá
estar libres de suciedad, óxido y de otros materiales
extraños, excepto la película de pintura adherente,
según SSPC SP2 (Herramienta Manual de Limpieza).
Las partes de tales superficies que se vayan a soldar
deberá limpiarse a fondo y quitársele todo el material
extraño, incluyendo la pintura a lo menos en 2 pulgadas
[50 mm] desde la raíz de la soldadura.
8.5.2 Irregularidades del Componente. Cuando el
Ingeniero lo requiera las irregularidades inaceptables en
el componente que se vaya a reparar o a reforzar
deberán corregirse previo al enderezamiento por calor, a
la curvatura por calor o a la soldadura.
8.5.3 Reparaciones de la Soldadura. Si se requiere
reparar la soldadura, ellas deberán hacerse en
conformidad con 5.26, según sea aplicable.
8.5.4 Metal Base de Espesor Insuficiente. El metal
base que tenga un espesor insuficiente para desarrollar
el tamaño de la soldadura requerida o la capacidad
requerida deberá ser determinada por el Ingeniero: (1)
construya con el metal de soldadura el espesor
requerido, (2) corte hasta que el espesor adecuado este
disponible, (3) refuerce con metal base adicional, ó (4)
quite y cambie el metal base de espesor adecuado o
refuerce.
8.5.5 Enderezamiento por Calor. Cuando se utilicen
los métodos de enderezamiento por calor ó dobladuras
por calor, la temperatura máxima de las áreas sometidas
al calor y medidas por métodos aprobados no deberán
exceder los 1100 ºF [600 ºC] para los aceros sometidos
al método de templado y revenido, 1200 ºF [650 ºC] para
otros aceros. El enfriamiento acelerado del acero a una
temperatura superior a 600 ºF [315 ºC] deberá
prohibirse.
8.5.6 Secuencia de Soldadura. En el refuerzo o en la
reparación de los componentes agregándoles metal
base o metal de soldadura, o ambos; la soldadura y la
secuencia de esta deberá resultar en una entrada de
calor equilibrada, según se pueda practicar, con
respecto al eje neutro para minimizar la distorsión y la
tensión residual.
8.6 Calidad
8.6.1Inspección Visual. Todos los componentes y las
soldaduras afectadas por un trabajo deberán
inspeccionarse visualmente en conformidad con el plan
general del Ingeniero.
8.6.2 NDT. El método, envergadura y criterio de
aceptación del ensayo no destructivo deberá
especificarse en los documentos del contrato.
263
Anexos Información Obligatoria
(Estos Anexos contienen información y requerimientos que se consideran parte de la norma).
Anexo I Garganta Efectiva
Anexo II Gargantas Efectivas de Soldaduras de Filete en Uniones inclinadas en T
Anexo III Requerimientos para Pruebas de Impacto
Anexo IV Requerimientos del WPS
Anexo V Requerimientos de Calidad de Soldadura para Uniones en Tensión de Estructuras Cargadas Cíclicamente
Anexo VI Aplanamiento de las Vigas de Alma Llena – Estructuras Cargadas Estáticamente Anexo VII Aplanamiento de las Vigas de Alma Llena – Estructuras Cargadas Cíclicamente Anexo VIII Gráficos de Contenido de Humedad - Temperatura
Anexo IX Requerimientos de Calificación Para los Fabricantes de “Stud Base”
Anexo X Calificación y Calibración de las Unidades UT con Otros Bloques de Referencia Aprobados UT
Anexo XI Pauta Sobre Métodos Alternativos Para Determinar el Precalentamiento Anexo XII Símbolos Para el Diseño de Conexiones Tubulares
Información No Obligatoria
(Estos anexos no se consideran parte de la norma y se entregan solo con propósitos de información.)
Anexo A Transferencias de Corto Circuito (Proceso GMAW-S)
Anexo B Términos y Definiciones
Anexo C Pauta Para los que Redactan las Especificaciones
Anexo D Formularios Para Calificación e Inspección del Equipo UT
Anexo E Formularios Para Muestras de Soldadura
Anexo F Pautas Para la Preparación de Averiguaciones Técnicas Para el Comité de Soldadura Estructural
Anexo G Angulos Locales Dihedral
Anexo H Contenidos de los WPS Precalificados
Anexo J Practica Segura
Anexo K UT de Soldadura Mediante Técnicas Alternativas
Anexo L Ovalización del Parámetro Alfa
Anexo M Metal Base Aprobados por el Código y Calificación que Requieren los Metales de Aporte, Según la Sección 4
Anexo N Lista de Documentos de Referencia
Anexo O Propiedades de Resistencia del Metal de Corte
Anexo P Reorganización de la Sección 2
265
Anexo I
Garganta Efectiva
(Este anexo es parte de A.W.S. D1.1/D1.1M:2002, código de Soldadura Estructural acero, e
incluye los requerimientos obligatorios para el uso con esta norma).
Nota General: La garganta efectiva de una soldadura deberá definirse como la distancia mínima desde la raíz de la unión hasta su superficie con o sin una deducción de 1/8 pulg. [ 3 mm], menos alguna convexidad
267
Anexo II
Gargantas Efectivas de las Soldaduras de Filete en T Inclinadas
(Este Anexo es parte de la Norma AWS D1.1/D1.1M:
2002, Código de Soldadura Estructural – Acero, e
incluye los requerimientos obligatorios para el uso de
esta norma.)
Tabla II-1 es una tabulación que muestra los factores del
tamaño del lado (pierna) equivalente con respecto al
rango de los ángulos diedro, entre 60º y 135º
suponiendo que no haya abertura en raíz. Las
aberturas en la raíz, 1/16 pulgadas [2 mm] ó mayores,
pero que no excedan los 3/16 pulgada [5 mm] deberán
agregarse al tamaño de la pierna. El tamaño requerido
de la pierna (lado) para las soldaduras de filete en
uniones inclinadas deberán calcularse utilizando el factor
del tamaño de la pierna equivalente para corregir el
ángulo diedro, tal como se muestra el ejemplo.
EJEMPLO
(Unidades acostumbradas en Estados Unidos)
Dado: Una unión en T inclinada, un ángulo
de 75º; una abertura de raíz de: de 1/16
(0.063) pulgadas
Requerido: Resistencia equivalente a una soldadura
de filete de 90º de tamaño: 5/16 (0.313)
pulgadas
Procedimiento (1) Factor de 75º a partir de la Tabla II-
1:0.86
(2) Tamaño equivalente de la pierna
(lado) w, de una unión inclinada
sin abertura de la raíz: w = 0.86 x
0.313 = 0.269 pulg.
(3) Por abertura de raíz de
0.063 pulg.
(4) Tamaño requerido de la pierna,
w = 0.332 pulg
De la soldadura de filete inclinada:
[(2) + (3)]
(5) Redondeando a una dimensión
práctica: w = 3/8 de pulgada
EJEMPLO
(UNIDAES SI)
Dados: Unión en T inclinada, ángulo: 75º;
abertura de la raíz: 2mm
Requerido: Resistencia equivalente a una
soldadura de filete de 90º de
Un tamaño de: 8 mm
Procedimiento: (1) Factor para 75º de la Tabla II-
1:0.86
(2) Tamaño equivalente de la pierna
(lado), w de una unión inclinada, sin
abertura en la raíz:
w = 0.86 x 8 = 6.9 mm
(3) Con abertura de raíz de: 2 mm
(4) Tamaño requerido de la pierna, w,
8.9 mm
de la soldadura de filete inclinada: [(2)
+ (3)]
(5) Redondeando a una dimensión
práctica
w = 9.0 mm
Para las soldaduras de filete que tenga piernas de igual
dimensión (wn), es la distancia desde la raíz desde la
unión hasta la superficie de la soldadura dia-gramatica
(tn) pueden calcularse como sigue:
Para aberturas de raíz > 1/16 pulgadas [2 mm] y < 3/16
pulgadas [5 mm], use:
Para aberturas de raíz < 1/16 pulgadas [2 mm], use:
En donde la pierna medida de dicha soldadura de filete
(wn) es la distancia perpendicular desde la superficie de
la unión hasta la garganta opuesta, y (R) es la abertura
de la raíz, si la hubiera, entre los componentes (ver
Figura 3.11). Las aberturas aceptables de la raíz se
definen en 5.22.1.
268
Tabla II-1 Factores del Tamaño Equivalente de la Pierna de Soldadura de Filete para Uniones en T
Inclinadas
Angulo DiedroΨ 60° 65° 70° 75° 80° 85° 90° 95° Tamaño comparable de la soldadura de filete 0.71 0.76 0.81 0.86 0.91 0.96 1.00 1.03 para el mismo refuerzo Angulo diedro Ψ 100° 105° 110° 115° 120° 125° 130° 135° Tamaño comparable de la soldadura de filete 1.08 1.12 1.16 1.19 1.23 1.25 1.28 1.31 para el mismo esfuerzo
269
Anexo III Requerimientos Para la Prueba de Impacto CVN
(Este anexo es parte de la norma AWS D1.1/D1.1M: 2002, Códigos de Soldaduras de Estructuras – Acero, e incluye
requerimientos obligatorios para utilizarse con estas normas.)
III1. General III1.1 Los requerimientos para la prueba de impacto y los
procedimientos de las pruebas en este Anexo deberán
aplicarse solamente cuando se especifica en los diseños
del contrato o las especificaciones estén en conformidad
con 5.26.5 (3)[d] y 4.1.1.3, y la Tabla 3.1 de éste código.
Mientras que los requerimientos de este Anexo no se
refieran a las pruebas de impacto de los metales base,
se asume que los metales base son los apropiados para
las aplicaciones en donde se requiera la prueba de
impacto de los WPS.
III1.2 Los especímenes para la prueba de impacto
deberán maquinearse y someterse a prueba en
conformidad con ASTM E 23, Métodos estándar para las
pruebas de impacto de la barra ranurada de materiales
metálicos, para espécimen de impacto (viga simple) Tipo
A Charpy, ó ASTM A 370, método estándar de prueba y
definiciones para las pruebas mecánicas de los
productos de acero.
III2. Localizaciones de la Prueba
III2.1 La localización de la prueba para especímenes
individuales de la prueba de impacto, a menos que sé
especifíque de otra manera en los diseños del contrato o
en las especificaciones, deberán ser tal como se
muestran en la Figura III-1 y en la Tabla III-1.
III2.2 La posición de la muesca para todos los
especimenes de prueba de impacto, deberá hacerse
primero maquineando los especimenes para la
soldadura de prueba en una profundidad apropiada tal
como se muestra en la Figura III-1. Los especimenes
deberían prolongarse o alargarse levemente para
permitir una posición exacta de la muesca.
Las barras deberán, someterse a un ensayo de
corrosión con un ácido suave tal como nital al 5%, para
revelar la localización de la zona de fusión de soldadura
y las zonas técnicamente afectadas (ZAT). La línea
central de la muesca entonces deberá localizarse en los
especimenes, tal como lo muestra la Figura III-1.
III3. Pruebas de Impacto
III3.1 Hay dos opciones para el número de especimenes
para pruebas de impacto que vayan a tomarse desde
una sola localización de prueba:
Opción A - 3 especimenes
Opción B - 5 especimenes
III3.2 Los especimenes para prueba de impacto deberán
maquinearse a partir de la misma unión soldada
sometida a prueba efectuada para determinar otras
propiedades de la unión de soldadura (ver Figura 4.7,
4.8, 4.10, ó 4.11). En donde el tamaño de las uniones
sometidas a prueba de soldadura no sean suficientes
para satisfacer todos los requerimientos del especimen
sometido a prueba mecánica, y deberá efectuarse una
prueba de soldadura adicional. Los especimenes para
prueba de impacto deberán maquinearse desde el
conjunto de la prueba soldada, en el cual los
especimenes para la prueba de tensión están
maquineados.
III3.3 Cuando sea un requerimiento de la prueba de
impacto y exista un WPS calificado que satisfaga todos
los requerimientos excepto para las pruebas de impacto,
será necesario solamente preparar una soldadura para
prueba adicional con material suficiente para entregar
los especimenes de prueba de impacto requeridos. La
planchas de prueba deberá soldarse utilizando WPS, el
cual está conforme a los límites de la Tablas 4.1, 4.2, y
4.5, más aquellas variables esenciales suplementarias
aplicables solamente a las pruebas de impacto (Tabla
4.6) deberá prepararse un nuevo PQR o uno revisado y
un nuevo ó revisado WPS por escrito, para acomodar las
variables de la calificación para las pruebas de impacto.
III3.4 La línea central longitudinal de los especimenes
deberá ser transversal al eje de la soldadura y la muesca
base deberá ser perpendicular (normal) a la superficie, a
270
menos que se especifique lo contrario en los diseños del
contrato o en las especificaciones.
III3.5 El especimen estándar de 10 x 10 mm deberá
utilizarse en donde el espesor del material de prueba
sea de 7/16 pulgadas [11 mm] ó mayor. Los
especimenes de tamaño inferior deberán utilizarse en
donde el espesor del material de prueba sea menor que
7/16 pulgadas [11 mm] ó donde la extracción de los
especimenes de tamaño completo no sean posible
debido a la forma de la soldadura. Cuando se requieran
especimenes bajo tamaño estos deberán hacerse de
acuerdo a una de las dimensiones que se muestran en
la Tabla III-2. (Nota: Los especimenes más grandes
deberán maquinearse a partir de la pieza de prueba de
calificación).
III3.6 Temperatura de la prueba de impacto estará
especificada en los diseños del contrato o en
especificaciones.
III3.7 Cuando se requieran especimenes de tamaño
inferior, y el ancho del especimen a través de la muesca
sea menor que el 80% del espesor del metal base, la
temperatura de la prueba deberá reducirse en
conformidad con la Tabla III-2, a menos que se
especifique de otro modo en los diseños del contrato o
en las especificaciones.
III4 Requerimientos de la Prueba
III4.1 Los requerimientos de la prueba para soldaduras
entre metales base con......de los límites de influencia de
50 ksi [345 Mpa] ó menor no deberá ser inferior a los
requerimientos mínimos de la Tabla III-1, a menos que
se especifique lo contrario. Los requerimientos de la
prueba para soldaduras entre metales base con un límite
de influencias mínima especificado mayor que 50 ksi
[345 Mpa] deberá especificarse en los diseños del
contrato o en las especificaciones. Estos
requerimientos pueden influir, pero no están limitados a
la energía absorbida, al porcentaje de apariencia de
fractura dúctil, y a valores de expansión lateral.
III4.2 Los criterios de aceptación para cada prueba
deberán especificarse en los diseños del contrato o en
las especificaciones, y consistirán en lo siguiente:
(1) Valor mínimo individual – el valor en el cual ningún
especimen puede estar por debajo, y
(2) Valor mínimo promedio – el valor en el cual el
promedio aritmético de los tres especimenes serán
iguales o excederán. A menos que se especifique
lo contrario, en los diseños del contrato o en las
especificaciones, los valores aceptables para los
requerimientos de la prueba de impacto descritos
en III4.1 para las soldaduras entre los metales base
con un límite de influencia mínimo especificado de
50 ksi [345 Mpa] ó menor, se muestran en la Tabla
III-1.
III4.3 Si se escoge la Opción B (ver III3.1) los
especimenes con los valores mas altos y más bajos
deberán descartarse, dejando 3 especimenes para la
evaluación. Tanto para la Opción A y para los 3
especimenes restantes de la Opción B, 2 de los 3
valores para los especimenes serán iguales o excederán
el valor promedio mínimo especificado. Uno de los tres
puede ser menor que el valor promedio mínimo
especificado, pero no inferior al valor individual mínimo
especificado, y el promedio de los tres no deberá ser
menor que el valor promedio mínimo especificado.
III5. Retesteo
III5.1 Cuando no se cumplan los requerimientos en III4.2
y III4.3, puede efectuarse una nueva prueba. Cada
valor individual de los tres especimenes restantes o
remanentes deberán ser iguales o exceder el valor
promedio mínimo especificado. Los especimenes
retesteados deberán quitarse de las soldaduras
originales de prueba. Si los especimenes no se cuentan
en estas soldaduras, deberá efectuarse un nuevo test de
soldadura y todas las pruebas mecánicas requeridas
para éste código deberán efectuarse también.
III6. Informes
III6.1 Todos los valores medidos para la prueba de
impacto requeridos por este código, por los documentos
de contrato o especificaciones deberán informarse en el
PQR.
271
Tabla III-1 Requerimientos de la Prueba de Impacto (CVN) (ver III3)
Procesos
De Soldadura
.
Localización de la Prueba
Número de Especimene
s
Temperatura de la
Prueba ºF/ºC
Tamaño del Especimen,4
mm
Promedio Mínimo de
Energía absorbida,5
Ft-lbf[j]
Promedio Mínimo de
Energía Absorbida Individual
Ft-lbf[j]
Porcentaje Promedio
Mínimo del Area de Corte
%
Expansión Lateral Mínima
Promedio Mils/m
m SMAW GTAW ESW EGW FCAW-S FCAW-G
Metal de Soldadura
3 (Nota 3) 10x10 20[27] 15[20] (Nota 6) (Nota 6)
Línea de Fusión +1 mm
3 (Nota 3) 10x10 20[27] 15[20] (Nota 6) (Nota 6)
Línea de Fusión +5 mm
3 (Nota 3) 10x10 20[27] 15[00] (Nota 6) (Nota 6)
Notas: 1.- Un WPS que combine el proceso FCAW-S con otro proceso de soldadura, deberá someterse a prueba específicamente
para asegurar que el criterio de la prueba de impacto se cumpla en la interfase entre los depósitos de soldadura. 2. El número alterno de especimenes permitidos por localización de prueba es cinco. Los valores más altos y los más
bajos deberán descartarse para minimizar algo de la dispersión normalmente asociada por las pruebas CVN de soldadura y los ZAT.
3. Las temperaturas de las pruebas deberán especificarse en los documentos del contrato o en especificaciones. Cuando se requieran especimenes bajo en tamaño, y el ancho de los especimenes a través de la muesca sean inferiores al 80% del espesor del metal base, la temperatura de prueba deberá reducirse en conformidad con la prueba III-2.
4. Los especimenes de tamaño completo deberán utilizarse cuando el material de prueba sea de 7/16 pulgada [11 mm] ó de un espesor mayor. Los especimenes de tamaño inferior deberán utilizarse cuando el espesor del material de prueba sea menor que 7/16 pulgadas [11 mm], ó cuando la geometría de la pieza soldada prohiba la inhibición (remoción) de las muestras de tamaño completo.
5. Aplicable en soldaduras entre materiales base con un límite de influencia especificado (SMYS) de 50ksi [345 Mpa] o menor. Los criterios de aceptación para las soldaduras entre materiales que excedan SYMS de 50ksi [345 Mpa] deberán especificarse en los documentos del contrato ó en las especificaciones.
6. Los valores para el porcentaje del corte y la expansión lateral deberán registrarse cuando estén especificados en los documentos del contrato o en las especificaciones.
Tabla III-2
Reducción de la Temperatura de Prueba de Impacto (ver III3.5) Para los especimenes de prueba de impacto de menor tamaño, en donde el ancho a través de la muesca sea menor que el 80% del espesor del metal base.
Tamaño del Especimen Mm
Reducción de la Temperatura de Prueba por Debajo de la Temperatura de Prueba Especificada
ºF ºC 10x10 10x9 10x8
10x7.5 10x7
10x6.7 10x6 10x5 10x4
10x3.3 10x3
10x2.5
0 0 0 5 8
10 15 20 30 35 40 50
0 0 0
2.8 4.5 5.6 8.4 11.1 16.8 19.4 22.4 27.8
Ejemplo: Si los diseños o las especificaciones indican que deberán especificarse que deberán efectuarse las pruebas de impacto a 32ºF [0ºC] y se van a utilizar especimenes de bajo tamaño de 10 mm X 5 mm, la temperatura real de la prueba deberá ser 12ºF [-11ºC]. Notas Generales: La reducción en los valores mínimos de energía aceptada para los especimenes de bajo tamaño deberán determinarse en conformidad con la norma ASTM A 370ª - 97, Tabla 9
272
Ranura simple en V: unión a tope, unión de esquina (todos los tipos) Ranura doble en V; unión a tope, unión de esquina (todos los tipos) Ranura de bisel simple: unión a tope, unión en T, unión de esquina. Ranura de bisel doble : Unión a tope, unión en T, unión de esquina (todos los tipos)
A = Línea central de soldadura en línea central de espécimen B = Z.A.T. 2 mm desde la línea de fusión D = Z.A.T. 5 mm desde la línea de fusión
Figura III-1 CVN Localización de espécimen para la prueba de impacto CVN (Ver III 2.1)
273
Anexo IV Requerimientos del WPS
(Este Anexo es una parte de la norma AWS D1.1/D1.1M: 2002, Código de Soldadura Estructural – Acero (Structural
Welding Code – Steel, e incluye requerimientos no obligatorios para utilizarse con esta norma.)
Esta parte incluye una tabla para utilizarse en el Anexo E para preparar el Formulario E-1, Especificación del Procedimiento
de Soldadura (WPS).
La Tabla IV–1 cubre las estipulaciones del código que puedan modificarse cuando un WPS esta calificado por pruebas (ver
Sección 4).
Tabla IV-1 Requerimientos del Código que Puedan Cambiarse por Pruebas de Calificación de WPS (ver
4.1.1)
Estipulación D1.1: 2002 Tema 3.3 Metal Base
3.2.3 Procesos de Soldadura
3.9, 3.10, 3.11, 3.12, 3.13 Detalles de Uniones Soldadas
3.3 Requerimientos del Metal de Aporte
3.5 Requerimientos de Temperatura de Precalentamiento y entrepasadas
5.3.2, 5.3.2.1 Electrodos para el Proceso SMAW
Tabla 3.7 Diámetro Máximo del Electrodo para el Proceso SAW
3.7.2 Sección Transversal de la Soldadura de Ranura o de Filete del Proceso SAW
5.3.3.1 Electrodos y fundente para el Proceso SAW
Tabla 3.7 Procedimiento para proceso SAW con un solo electrodo, electrodos paralelos y electrodos Múltiples
5.3.4 Electrodos para el proceso GMAW y el proceso FCAW
Tabla 3.7 Procedimiento para el proceso GMAW y el proceso FCAW con un solo electrodo (Nota: Los procesos GMAW y FCAW con electrodos múltiples, los procesos GMAW-S,
GTAW, EGW y ESW no tienen estatus precalificados) Notas Generales: Los otros requerimientos del código que no estén listados en la Tabla IV-1 pueden cambiarse cuando la
especificación del procedimiento de soldadura estén establecidos mediante pruebas (ver 3.6).
291
Anexo IX
Requerimientos de Calificación Para el Fabricante de la Base del Perno (“Stud Base”)
(Este Anexo es una parte de la norma AWS D1.1/D1.1M:2002, Código para Soldadura Estructura - Acero (Structural
Welding Code-Steel), e incluye los requerimientos obligatorios para utilizarse con esta norma.)
IX1. Propósitos
El propósito de estos requerimientos es la de ordenar
pruebas para la certificación de los fabricantes de pernos
en cuanto a la soldaduridad de la base del perno.
IX2. Responsabilidades para las Pruebas
El fabricante de pernos “stud” deberá ser responsable por
la realización de las pruebas de calificación. Estas
pruebas pueden efectuarse por parte de una entidad que
sea satisfactoria para el Ingeniero. La entidad que realice
las pruebas deberá entregar un informe certificado al
fabricante de los pernos (“stud”) entregando los
procedimientos y resultados para todas las pruebas,
incluyendo la información descrita en IX10.
IX3. Envergadura de la Calificación
La calificación de la base de perno constituye la calificación
para las bases de pernos con la misma geometría,
fundente y protección al arco, que tenga el mismo diámetro
y los diámetros que sean inferiores a 1/8 de pulgada [3
mm]. Una base de pernos calificada con un grado de
acero ASTM A 108 aprobado, deberá constituir la
calificación para otros grados de acero ASTM A 108
aprobados, (ver 7.2.6), siempre que estén en conformidad
con todas estipulaciones establecidas aquí.
IX4. Duración de la Calificación
El tamaño de una base de perno con una protección al
arco, una vez que se haya calificado, deberá considerarse
calificada hasta que el fabricante del perno efectúe
cualquier cambio en la geometría de la base del perno, el
material, el fundente, o la protección al arco que afecte las
características de la soldadura.
IX5. Preparación de Especimenes
IX5.1 Los especimenes de pruebas deberán preparase
como pernos representativos para soldaduras para
planchas de especimenes apropiados de acero ASTM A 36
de cualquier otro de los materiales listados en la Tabla 3.1 o
en Anexo M. Los pernos que vayan a soldarse a través de
la superficie del metal deberán tener las pruebas de
calificación de la base de soldadura efectuadas soldando a
través de la superficie metálica representativa de aquella
utilizada en construcción, galvanizada según la designación
de revestimiento G90 de ASTM A 653 para un espesor de
superficie , o una designación G60 para superficies dobles.
Cuando se vayan a soldar los pernos a través de la
superficie, la prueba de calificación de la base del perno
deberá incluir una representación de la superficie que se
vaya a utilizar en la construcción.
La soldadura deberá hacerse en posición plana (superficie
plana horizontal). Las pruebas para los pernos hilados
deberán estar en bruto (los pernos sin hilo).
IX5.2 Los pernos deberán soldarse con la fuente de poder,
la pistola de soldadura, y con equipo controlado
automáticamente, según lo recomiende el fabricante del
perno. El voltaje de soldadura, la corriente y el tiempo (ver
IX6) deberá medirse y registrarse para cada espécimen. El
procedimiento para levantar y hundir deberá ser del optimo
ajuste, tal como lo recomienda el fabricante
IX6. Número de Especimenes de Prueba
IX6.1 Para pernos de 7/8 de pulgada [22 mm] o menores en
diámetro, 30 especimenes de prueba deberán soldarse
consecutivamente con un tiempo constante optimo, pero
con corriente del 10% por sobre él optimo. Para pernos por
sobre 7/8 de pulgada [22 mm] de diámetro, el 10% de los
especimenes deberá
soldarse consecutivamente con tiempo constante optimo.
La corriente y el tiempo constante optimo deberán ser el
punto medio del rango normalmente recomendado por el
fabricante de la producción de soldadura.
IX6.2 Para pernos de 7/8 de pulgada [22 mm] o de diámetro
inferior, 30 especimenes de prueba deberán soldarse
consecutivamente con el tiempo constante optimo, pero con
corriente 10% bajo él optimo. Para pernos sobre 7/8 de
pulgada [22 mm] de diámetro 10 especimenes de prueba
deberán soldarse consecutivamente con el tiempo optimo
constante, pero con una corriente 5% inferior al optimo.
IX6.3 Para pernos que vayan a soldarse a través de la
superficie plana del metal, el rango de los diámetros bases
del metal deberán estar calificados mediante la soldadura de
10 pernos en un tiempo y corriente óptimos, según lo
292
recomendado por el fabricante, en conformidad con el
fabricante:
(1) Los diámetros máximos y mínimos soldados a través de
un espesor de una superficie plana de calibre 16, le
corresponderá la designación de revestimiento de G90.
(2)Los diámetros máximos y mínimos soldados a través de
superficies planas dobles de calibre 16 con una
designación de revestimiento G60.
(3) Los diámetros máximos y mínimos soldados a través
de un espesor de una superficie plana de calibre 18, G60
sobre un espesor de una superficie plana calibre 16 G60.
(4) Los diámetros máximos y mínimos soldados a través
de superficies planas dobles de calibre 18 con designación
de revestimiento G60.
El rango de los diámetros para una soldadura de máximo a
mínimo a través de dos superficies planas metálicas de
calibre 18 con un galvanizado de G60 deberá calificar para
la soldadura a través de una o dos superficies planas de
una cubierta de calibre 18 o de espesor menor.
IX7. Pruebas
IX7.1 Pruebas de Tensión. Diez de los especimenes
soldados en conformidad con IX6.1 y diez en conformidad
con IX6.2 estarán sujetos a la prueba de tensión en una
instalación similar a la que se muestra en la Figura 7.2,
excepto que los pernos sin cabeza pueden atascarse en el
extremo no soldado en las mordazas de la máquina de
prueba de tensión. La base de un perno deberá
considerarse como calificada si todos los especimenes de
prueba tienen una resistencia a la tensión igual a o mayor
que el mínimo descrito en 7.3.1.
IX7.2 Pruebas de Doblado (Pernos de 7/8 de pulgada
[22 mm] ó menores de diámetro. Veinte de los
especimenes soldados en conformidad con IX6.1 y veinte
en conformidad con IX6.2 deberán someterse a prueba de
doblado, doblando alternativamente 30º desde su eje
original en direcciones opuestas, hasta que ocurra una
falla. Los pernos deberán doblarse en un equipo (o
dispositivo) de prueba de doblado, tal como se muestra en
la Figura IX-1, excepto que los pernos menores que ½
pulgada [12 mm] de diámetro puedan doblarse utilizando un
dispositivo (equipo) según aparece en la Figura IX-2. Una
base de perno deberá considerarse como calificada, si en
todos los especimenes de prueba ocurre una fractura en el
material de la plancha o en el vástago del perno, y no en la
soldadura o en la prueba ZAT. Solo los especimenes de
prueba para pernos sobre 7/8 de pulgada [22 mm] estarán
sujetos a las pruebas de tensión.
IX7.3 Soldadura a través de las Pruebas de las
Superficies Planas. Todas las diez soldaduras a través
de los especimenes de pernos para superficies planas
deberán ser sometidos a la prueba de doblado de 30º, en
direcciones opuestas en un equipo (dispositivo) de pruebas
de doblado, tal como lo muestra la Figura IX-1, ó mediante
la prueba de doblado de 90º desde su eje original, ó la
prueba de tensión para destrucción en una máquina capaz
de entregar (proveer) la fuerza requerida. Con cualquier
método de prueba utilizado, el rango de los diámetros de los
pernos de máximo a mínimo deberán considerarse como
bases de soldadura calificada a través de la soldadura de la
superficie plana, si en todos especimenes de prueba, ocurre
una fractura en el material de la plancha, o en el vástago del
perno y no en la soldadura o en ZAT (zona de área térmica).
IX8. Re – testeos
Si ocurre una falla en una soldadura o en una ZAT en
cualquiera de los grupos de prueba de doblado del IX7.2 o
una carga de tensión mínima a la especificada o el perno en
cualquiera de los grupos de tensión en IX7.1, deberá
preparase y someterse a prueba un nuevo grupo de pernos
(descritos en IX6.1 ó IX6.2, según sea aplicable). Si tales
fallas se repiten, la base del perno no podrá calificarse.
IX9. Aceptación
Para una base de pernos de un fabricante y una
combinación de la protección al arco vayan a calificarse,
cada perno de cada grupo de los 30 pernos deberán cumplir
con los requerimientos descritos en IX7, mediante pruebas o
una nueva prueba. La calificación de un diámetro
determinado de base de perno deberá considerarse como la
calificación para las bases de los pernos del mismo
diámetro nominal (ver IX3. Geometría de la base del perno,
material, fundente y protección al arco).
IX10. Datos de Pruebas de Calificación del Fabricante
Los datos de prueba deberán incluir lo siguiente:
(1) Los diseños que muestren los perfiles y las
dimensiones con tolerancias del perno, la protección
del arco y el fundente.
(2) Una descripción completa de los materiales utilizados
en los pernos, incluyendo la cantidad y el tipo de
fundente, y una descripción de las protecciones al
arco.
(3) Se requieren resultados certificados en las pruebas en
laboratorio.
293
295
Anexo X Calificación y Calibración de las Unidades UT con otros Bloques de Referencia Aprobados
(Ver Figura X1)
(Este Anexo es una parte de la norma AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural - Acero (Structural Welding
Code - Steel), e incluye los requerimientos obligatorios para el uso de esta norma.
X1. Modo Longitudinal
X1.1 Calibración de Distancia
X1.1.1 El transductor deberá colocarse en posición H
sobre el bloque DC, ó en posición M en el bloque DSC.
X1.1.2 El instrumento deberá ajustarse para cumplir
indicaciones a 1 pulgada [25 mm] 2 pulgadas, [50 mm], 3
pulgadas [75 mm], 4 pulgadas [100 mm] etc. en la
pantalla.
Nota. Este procedimiento establece una calibración de
pantalla de 10 pulgadas [250 mm] que puedan unificarse
para establecer otras distancias, según lo permitido por
6.25.4.1.
X1.2 Amplitud. Con el transductor en la posición
descrita en X1.1, la ganancia deberá ajustarse hasta la
indicación maximizada a partir del primer reflejo posterior
“back reflection” correspondiente desde el 50% al 75%
de la altura de pantalla.
X2. Modo de Onda de Corte (Transversal)
X2.1 Punto de Verificación (Indice) de la Entrada del
Sonido
X2.1.1 La unidad de búsqueda deberá colocarse en la
posición J ó L sobre el bloque DSC; ó en la posición Y
sobre el bloque DC.
X2.1.2 La unidad de búsqueda deberá cambiarse
(moverse) hasta que se maximice la señal de radio.
X2.1.3 El punto de la unidad de búsqueda Unidad de
Búsqueda (Search Unit), que está en línea con la línea
del bloque de calibración indica el punto de entrada del
sonido.
Nota: Este punto de entrada del sonido deberá utilizarse
para todas las instancias posteriores y las verificaciones
de los ángulos.
X2.2 Verificación del Angulo de Trayecto del Sonido
X2.2.1El transductor deberá colocarse en posición:
K en el bloque DSC para 45º hasta 70º
N en el bloque SC para 70º
O en el bloque SC para 45º
P en el bloque SC para 60º
X2.2.2 El transductor deberá moverse hacia atrás y
hacia adelante sobre la línea indicadora del ángulo del
transductor hasta que la señal de radio se maximice.
X2.2.3 El punto de entrada de sonido en el transductor
deberá compararse con la marca del ángulo en el bloque
de calibración (tolerancia de 2º).
X2.3 Calibración de Distancia
X2.3.1 El transductor deberá estar en la posición (Figura
X-1) L en el bloque SC. El instrumento deberá ajustarse
para lograr las indicaciones a 3 pulgadas [75 mm] y 7
pulgadas [180 mm] en el visor.
X2.3.2 El transductor deberá ajustarse en la posición J
en el bloque DSC (cualquier ángulo). El instrumento
deberá ajustarse para lograr las indicaciones a 1 pulgada
[25 mm], 5 pulgadas [125 mm], 9 pulgadas [230 mm] en
el visor.
X.2.3.3 El transductor deberá ajustarse en la posición Y
en el bloque DC (cualquier ángulo). El instrumento
deberá ajustarse para lograr una indicación de 1 pulgada
[25 mm], 2 pulgadas [50 mm], 3 pulgadas [75 mm], 4
pulgadas [100 mm], etc. en la pantalla.
Nota: Este procedimiento establece una calibración de
pantalla de 10 pulgadas [250 mm] y puede modificarse
para establecer otras distancias, según lo permitido por
6.25.5.1.
X2.4 Amplitud o Calibración de la Sensibilidad
X2.4.1 El transductor deberá ajustarse en posición L en
el bloque DSC (cualquier ángulo). La señal maximizada
deberá ajustarse desde la ranura de 1/32 pulgadas [0.8
mm] para lograr una indicación en la altura de la línea de
referencia horizontal.
X2.4.2 El transductor deberá ajustarse en el bloque SC
en posición:
N para ángulo de 70º
O para ángulo de 45º
P para ángulo de 60º
296
La señal maximizada a partir del orificio 1/16 pulgadas
[1.6 mm] deberá ajustarse para lograr la indicación de
altura de la línea de referencia horizontal.
X2.4.3 La lectura de decibeles que se obtenga en X2.4.1
ó X2.4.2 deberá utilizarse como “nivel de referencia” “b”
en la hoja de Informe de Pruebas, en conformidad con
6.23.1 (Anexo D, Formulario D11).
X3 Procedimiento de Linealidad Horizontal
Nota: Debido a que el procedimiento de calificación se
efectúa con una unidad de búsqueda de haz de luz recto,
la cual produce ondas longitudinales con una velocidad
de sonido de casi el doble de las ondas de corte; es
necesario doblar los rangos de distancia de la onda de
corte que se van a utilizar en la aplicación de este
procedimiento.
X3.1 Una unidad de investigación de haz de luz recta,
que cumpla los requerimientos de 6.22.6, deberá
acoplarse en posición:
G en el bloque IIW (Figura 6.26)
H en el bloque DC (Figura X-1)
M en el bloque DSC (Figura X-1)
T ó U en el bloque DS (Figura 6.26)
X3.2 Deberá lograrse un mínimo de cinco reflejos
posteriores en el rango de calificación para ser
certificado.
X3.3 La primera y el quinto reflejo posterior deberá
ajustarse a sus localizaciones apropiadas con el uso de
ajustes de retardo cero y de calibración de distancia.
X3.4 Cada indicación deberá ajustarse al nivel de
referencia con el control de ganancia o atenuación para
el examen de localización horizontal
X3.5 Cada localización de deformación de trazos
intermedios deberá corregirse dentro de � 2% del
ancho de la pantalla.
299
Anexo XI
Pauta Sobre Métodos Alternativos Para Determinar el Precalentamiento
(Este Anexo es parte de la norma AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Estructuras Soldaduras-Acero (Structuras Welding
Code-Steel), e incluye los requerimientos obligatorios para el uso de esta norma.)
XI1. Introducción El propósito de esta pauta es proporcionar algunos métodos
optativos alternativos para determinar las condiciones de la
soldadura (principalmente el precalentamiento) para evitar el
agrietamiento en frío. Los métodos se basan principalmente
en la investigación en test a pequeña escala efectuados por
muchos años en diferentes laboratorios en todo el mundo.
Ningún método está disponible para predecir las condiciones
óptimas de todos los casos, pero la pauta realmente considera
varios factores importantes, tales como el nivel de hidrógeno y
la composición del acero que no están explícitamente incluidos
en los requerimientos en la Tabla 3.2. La pauta por lo tanto
puede ser valiosa al indicar sí los requerimientos de la Tabla
3.2 son mayormente conservadores, o en algunos casos no
con la demanda suficiente.
El usuario deberá referirse al Comentario para una
presentación más detallada si los antecedentes científicos y la
información investigada que presentan los dos métodos
propuestos.
El uso de esta Tabla es una alternativa a la Tabla 3.2, la que
otorga una cuidadosa consideración a las hipótesis hechas, los
valores seleccionados, y la experiencia pasada.
XI2. Métodos
Se usan dos métodos como base para estimar las condiciones
de soldadura y evitar el agrietamiento en frío.
(1) Control de dureza ZAT (Zona afectada térmicamente)
(2) Control de hidrógeno
XI3. Control de Dureza HAZ
XI3.1 Las estipulaciones incluidas en esta pauta para el uso de
este método están restringidas a las soldaduras de filete
XI3.2 Este método está basado en la hipótesis que no ocurrirán
en el agrietamiento y la dureza del ZAT se mantiene por debajo
de algunos valores críticos. Esto se logra controlando el índice
de enfriamiento por debajo del valor critico, dependiendo de la
templabilidad del acero. La templabilidad del acero en
soldaduras se refiere a la propensión de formación de un ZAT
duro y puede caracterizarse por el índice de enfriamiento
necesario para producir el nivel determinado de dureza. Los
aceros con alta templabilidad, por lo tanto pueden producir
ZATs duros a valores inferiores de enfriamiento que un acero
con templanbilidad más baja.
Las ecuaciones y los gráficos están disponibles en la
literatura técnica que se refieren al índice de enfriamiento
con respecto al espesor de los componentes de acero, el tipo
de soldadura, las condiciones de soldadura y otras variables.
XI3.3 La selección de la dureza crítica dependerá de una
cantidad de factores, tales como el tipo de acero, nivel de
hidrógeno, restricción y condiciones de servicio. Las
pruebas de laboratorio con soldaduras de filete muestran que
el agrietamiento en la zona afectada térmicamente no ocurre
sin el número de durezas Vickers ZAT (Vh) es menor que 350
Vh, aún con electrodos altos en hidrógeno. Con electrodos
bajos en hidrógeno, la dureza de 400 Vh podrían ser
tolerados sin agrietamiento. Sin embargo esta dureza puede
no ser tolerable en servicios donde haya gran un riesgo de
agrietamiento por corrosión y tensión, iniciación de fracturas
quebradizas, u otros riesgos para la seguridad o el servicio
de la estructura.
El valor crítico de enfriamiento para una dureza determinada
puede relacionarse aproximadamente al equivalente del
carbono (CE) (“Carbon Equivalent”) del acero (ver Figura XI-
2) debido a que la reducción solamente es aproximada, la
curva que se muestra en la Figura XI-2 puede ser
conservadora para los aceros al carbono simple y para los
aceros al manganeso y carbono simple, y por lo tanto
permiten el uso de una alta curva de dureza con menor
riesgo.
Algunos aceros de baja aleación, particularmente aquellos
que contienen columbium (niobium), pueden ser más
durables que lo que indica la Figura XI-2 y se recomienda el
uso de la curva de dureza menor.
XI3.4 Aunque el método puede utilizarse para determinar un
nivel de precalentamiento, su valor principal está en
determinar la entrada mínima de calor (y por lo tanto el
tamaño mínimo de soldadura) que evita el endurecimiento
excesivo. Esto es especialmente útil para determinar el
tamaño mínimo de las soldaduras de filete de una sola
pasada que puedan depositarse sin precalentamiento.
300
XI3.5 El enfoque de la dureza no considera la posibilidad de
agrietamiento del metal de soldadura. La experiencia
demuestra que el ingreso de calor determinado por este
método es generalmente adecuado para evitar el agrietamiento
del metal de soldadura en la mayoría de los casos, en las
soldaduras de filete si el electrodo no es un metal de aporte de
alta resistencia, y generalmente es del tipo bajo en hidrógeno
(ejemplo electrodo bajo en hidrogeno (SMAW), para los
procesos GMAW, FCAW, SAW).
XI3.6 Debido a que el método depende únicamente del control
de la dureza ZAT, el nivel de hidrógeno y la restricción no se
consideren explícitamente.
XI3.7 Este método no es aplicable para los aceros sometidos al
proceso de templado y revenido [ver X15.2(3) sobre
limitaciones].
XI4. Control del Hidrógeno
XI4.1 El método de control del hidrógeno se basa en la
hipótesis de que el agrietamiento no ocurrirá si la cantidad
promedio del hidrógeno remanente en la unión después de que
se haya enfriado hasta aproximadamente 120ºF [50ºC], no
exceda un valor crítico dependiente de la composición del
acero y de la restricción. El precalentamiento necesario para
permitir la suficiente difusión del hidrógeno fuera de la unión
pueda estimarse utilizando este método.
XI4.2 Este método esta basado principalmente en los
resultados de las pruebas de soldadura de ranura restringidas
de penetración parcial; El metal de soldadura utilizado en las
pruebas califica el metal principal. No se han revisado muchas
pruebas de este método en las soldaduras de filete; sin
embargo en forma restringida, el método ha sido
adecuadamente adaptado para estas soldaduras.
XI4.3 Una determinación para el nivel de restricción y el nivel
de hidrógeno original en el baño de soldadura se requiere para
el método de hidrógeno.
En esta pauta, la restricción se clasifica como alta, media y
baja; y la categoría debe establecerse a partir de la
experiencia.
XI4.4 El método de control de hidrógeno se basa en un condón
simple de soldadura con baja entrada de calor que represente
una pasada de raíz y asuma el endurecimiento del ZAT. Por lo
tanto este método es especialmente útil para aceros de alta
resistencia y de baja aleación, que tengan una alta
templabilidad en donde el control de la dureza no siempre sea
factible. Por lo tanto debido a que supone que la zona
térmicamente afectada se endurece completamente, el
precalentamiento pronosticado puede ser demasiado
conservador para los aceros al carbón.
XI5. Selección del Método
XI5.1 Se recomienda el siguiente procedimiento como una
pauta para la selección, ya sea del método de control de
dureza ó el método de control de hidrógeno.
Determinar el carbono y el carbono equivalente:
Para localizar la posición de la zona del acero en la Figura XI-
1 (ver XI6.1.1 para diferentes maneras de obtener el análisis
químico).
XI5.2 Las características de comportamiento de cada zona y
la acción recomendada son las siguientes:
(1) Zona I. El agrietamiento es improbable, pero puede
ocurrir con alto hidrógeno o alta restricción. Use el método
de control de hidrógeno para determinar el precalentamiento
para los aceros en esta zona.
(2) Zona II. El método de control de dureza y la dureza
seleccionada deberán utilizarse para determinar el mínimo de
ingreso de energía para las soldaduras de filete de una sola
pasada sin precalentamiento.
Si no puede practicarse el ingreso de energía, utilice el
método de hidrógeno para determinar el precalentamiento.
Para soldaduras de ranura, el método de control de
hidrógeno se utilizará para determinar el precalentamiento.
Para aceros altos en carbono, puede requerirse un mínimo
de energía para el control de la soldadura y el
precalentamiento para controlar el hidrógeno que pueda
requerirse para ambos tipos de soldadura; Es decir las
soldaduras de filete y las soldaduras de ranura.
(3) Zona III. El método de control de hidrogeno deberá
utilizarse. En donde el ingreso de calor este restringido para
preservar las propiedades de las zonas térmicamente
aceptadas (por ejemplo, algunos aceros sometidos al
proceso de revenido y templado), el método de control de
hidrógeno debería utilizarse para determinar el
precalentamiento.
XI6. Pauta Detallada XI6.1 Método de Dureza XI6.1.1 El carbono equivalente deberá calcularse como sigue:
El análisis químico puede lograrse a partir de:
(1) Certificación de la prueba de fresado
301
(2) Producción típica de la química (del fresado) (3) Especificación de la química (usando valores máximos) (4) Pruebas del usuario (análisis químico)
XI6.1.2 El índice de enfriamiento químico deberá estar
determinado para una dureza máxima seleccionada de la zona
afectada térmicamente, ya sea de 400 Vh ó de 360 Vh de la
Figura XI-2.
XI6.1.3 Al utilizar el espesor aplicable para las planchas del
“flange” y la “brida de unión” (“web”) deberá seleccionarse el
diagrama apropiado de la Figura XI-3 y deberá determinarse el
ingreso mínimo de energía para las soldaduras de filete de una
sola pasada. Este ingreso de energía se aplica a las
soldaduras del proceso SAW.
XI6.1.4 Para otros procesos, puede estimarse la entrada
mínima de energía para las soldaduras de filete de una sola
pasada aplicando los siguientes factores de multiplicación a la
energía estimada para el proceso SAW en XI6.1.3:
Procesos de Soldadura Factor de Multiplicación
SAW 1 SMAW 1.50 GMAW, FCAW 1.25 XI6.1.5 La Figura XI-4 puede utilizarse para determinar los
tamaños de filete como una función de ingreso de energía.
XI6.2 Método de Control de Hidrógeno
XI6.2.1 El valor del parámetro de la composición, Pcm, deberá
calcularse de la siguiente manera:
El análisis químico deberá determinarse como en XI6.1.1.
XI6.2.2 El nivel de hidrogeno estará determinado y será
definido como sigue:
(1) Hidrogeno Extra Bajo H1. Estos consumibles dan un
contenido de hidrógeno difuso menor que 5 ml/100g de metal
depositado cuando se mide utilizando la norma ISO 3690-1976,
ó un contenido de unidad de electrodo que cubra el máximo del
0.2% en conformidad con la norma AWS A5.1 ó A5.5. Esto
puede establecerse sometiendo a prueba cada tipo, marca o
combinación de alambre/fundente después de haberlos sacado
del paquete o contenedor y exponerlo a la duración estimada;
con debida consideración de las condiciones reales de
almacenamiento previo al uso inmediato. Lo siguiente puede
asumirse para cumplir con este requerimiento:
(a) Los electrodos bajos en hidrógeno sacados de
contenedores sellados herméticamente, y secados a 700ºF-
800ºF [370º-430ºC] durante una hora y utilizado dentro de
las dos horas de haberse quitado del contenedor.
(b) El proceso GMAW con alambres sólidos limpios
(2) H2 Hidrógenos Bajos. Estos consumibles dan un
contenido de hidrógeno difusible ó menor que 10ml/100g de
metal depositado cuando se mide utilizando la norma ISO
3690-1976, ó un contenido de unidad de electrodos
cubriendo un máximo del 0.4% en conformidad con la norma
AWS A5.1. Esto puede establecerse mediante una prueba
en cada tipo, marca de consumible o combinación utilizada
de alambre/fundente. Lo siguiente puede asumirse para
cumplir con este requerimiento:
(a) Los electrodos bajos en hidrógenos tomados de
contenedores sellados herméticamente y condicionados en
conformidad con 5.3.2.1 de este código y utilizados dentro
de las cuatro horas después de haberse quitado del
envase.
(b) Proceso SAW con fundente seco.
(3) H3 Hidrógeno no Controlado. Todos los consumibles
que no cumplan con los requerimientos de H1 ó H2.
XI6.2.3 El índice de susceptibilidad que agrupa la Tabla XI-1
deberá determinarse.
XI6.2.4 Niveles Mínimos de Precalentamiento y
Entrepasadas. La Tabla XI-2 entrega temperaturas mínimas
de precalentamiento y entrepasadas que deberán utilizarse.
La Tabla XI-2 entrega tres niveles de restricción. El nivel de
restricción que se va a utilizar deberá determinarse en
conformidad con XI6.2.5.
XI6.2.5 Restricción. La clasificación de los tipos de
soldaduras en diversos niveles de restricción debería
determinarse sobre la base de la experiencia, el juicio de
ingeniería, la investigación ó el cálculo.
Se han entregado tres niveles de restricción:
(1) Restricción Baja. Este nivel describe las uniones de
filetes comunes y las soldaduras de ranura en la cual existe
una libertad razonable de movimiento de los componentes.
(2) Restricción Media. Este nivel describe las uniones
soldadas de filete y de ranura, en las cuales; debido a que los
componentes ya se han anexado al trabajo estructural, existe
una reducida libertad de movimiento.
(3) Alta Restricción. Este nivel describe las soldaduras en
las cuales casi no hay libertad de movimiento de los
componentes unidos (tales como reparación de soldaduras,
especialmente en material grueso).
302
Tabla XI-1 Agrupación del Indice de Susceptibilidad como Función del Nivel
de Hidrogeno y Parámetro de Composición Pcm (Ver XI6.2.3)
Agrupación3 del Indice2 de Susceptibilidad
Nivel de Carbono Equivalente = P1cm
Hidrógeno, H
Notas: Índice de Suceptibilidad
Las agrupaciones del Indice de Susceptibilidad, de A hasta G, abarcan el efecto combinado del parámetro de composición, Pcm, y del nivel de hidrógeno, H, en conformidad con la fórmula que muestra la Nota 2.
Las cantidades numéricas exactas se obtienen de la fórmula de la Nota 2, utilizando los valores establecidos de Pcm y los siguientes valores de H, dados en ml/100g de metal base (ver XI6.2.2, a, b, c):
H1 – 5; H2 – 10; H3 – 30. Para mayor conveniencia, las agrupaciones de índice de susceptibilidad han sido expresados en la tabla por medio de letras, de siguientes rangos estrechos:
A = 3.0; B = 3.1–3.5; C = 3.6–4.0; D = 4.1–4.5; E = 4.6–5.0; F = 5.1–5.5; G = 5.6–7.0 Estas agrupaciones se usan en la Tabla XI-2 en conjunto con la restricción y el espesor para determinar la temperatura mínima de precalentamiento y entre pasadas.
Tabla XI-2 Temperaturas mínimas de Precalentamiento y entre pasadas
para Tres Niveles de Restricción (Ver XI6.2.4)
Temperatura Mínima de Precalentamiento y entre Pasadas (ºF)
Agrupación del Indice de Susceptibilidad Nivel de Espesor1 Restricción pulgadas Bajo Media Alto
(Continua) Nota:
1.- El espesor de la parte más gruesa soldada.
303
Tabla XI-2 (Continuación)
Temperatura Mínima de Precalentamiento y entre Pasadas (ºC)
Agrupación del Indice de Susceptibilidad Nivel de Restricción Espesor1 mm
Bajo Medio Alto
• El espesor es el de la parte más gruesa soldada.
304
Carbono Equivalente (CE)
Notas Generales: • CE = C + (Mn + Si)/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 • Ver XI5.2(1), (2), o (3) para características aplicables a la zona.
Figura XI-1 – Clasificación de la Zona de Aceros (Ver XI5.1)
R540 (ºc/s) para la Dureza Z.A.T. de 350 VH y 400 VH.
Nota General: CE = C + (Mn + Si)/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15
Figura XI-2 – Indice de Enfriamiento Crítico para 350 VH y 400 VH (Ver XI3.3)
305
Cualquier Designado como Espesor brida de unión Designado como flango Espesor de la brida
de unión y del flanje
Indice de Enfriamiento a 540ºC (ºC/s)
Nota General: El ingreso de energía determinado por el gráfico no será apropiado para aplicaciones prácticas. Para cierta combinación de fundición de espesores que puedan ocurrir a través del espesor.
(A) Soldadura de Filete aserradas, de una sola pasada con la brida de unión y el flanje del mismo espesor.
Diseñado como brida
Cualquier de unión Espesor Diseñado como flanje Espesor de la brida
de unión
Indice de enfriamiento a 540 ºC (ºC/s)
(B) Soldaduras de filete aserradas de una sola pasada, con flanjes de 1/4 de pulgada (6 mm) y de variados espesores en la viga de unión.
Figura XI-3 – Gráficos para determinar los Indices de Enfriamiento para Soldaduras de Filete de una sola pasada según el Proceso SAW (Ver XI6.1.3)
306
Diseñado como brida Cualquier de unión Espesor Diseñado como flanje Espesor de la brida
de unión
Indice de enfriamiento a 540 ºC (ºC/s)
Nota General: El ingreso de energía determinado por el gráfico no será apropiado para aplicaciones prácticas. Para cierta combinación de fundición de espesores que puedan ocurrir a través del espesor. (C) Soldadura de Filete de una sola pasada con flanjes de 1/2 pulgada (12 mm) y espesores variables de la brida de unión
Diseñado como brida de unión Cualquier
Espesor Diseñado como flanje Espesor de la brida
de unión
Indice de enfriamiento a 540 ºC (ºC/s)
Nota General: El ingreso de energía determinado por el gráfico no será apropiado para aplicaciones prácticas. Para cierta combinación de fundición de espesores que puedan ocurrir a través del espesor.
(D) Soldadura de Filete de una sola pasada con flanjes de 1 pulgada (25 mm) y espesores variables de la brida de unión
Figura XI-3 (Cont). – Gráficos para determinar los Indices de Enfriamiento
para Soldaduras de Filete de una sola pasada del proceso SAW (Ver XI6.1.3)
307
Diseñado como brida Cualquier de unión Espesor Diseñado como flanje Espesor de la brida
de unión
Indice de enfriamiento a 540 ºC (ºC/s)
(E) Soldaduras de Filete aserradas, de una sola pasada con flanges de 2 pulgadas (50 mm) y variados espesores de brida de unión.
Diseñado como brida Cualquier de unión Espesor Diseñado como flanje
Espesor de la brida de unión
Indice de enfriamiento a 540 ºC (ºC/s)
Nota General: El ingreso de energía determinado por el gráfico no será apropiado para aplicaciones prácticas. Para cierta combinación de fundición de espesores que puedan ocurrir a través del espesor. (F) Soldadura de Filete de una sola pasada con flanjes de 4 pulgadas (100 mm) y espesores variables de la brida de unión
Figura XI-3 (Cont). – Gráficos para determinar los Indices de Enfriamiento para Soldaduras de Filete de una sola pasada según proceso SAW (Ver XI6.1.3)
308
Entrada promedio de Energía - kj/pulg. (kj/mm)
(A) (SMAW) = Soldadura al arco con metal Protegido
Curva de diseño para DCEN Curva de diseño para DCEP
Entrada promedio de Energía - kj/pulg. (kj/mm)
(B) (SAW) = Soldadura por arco sumergido
Figura XI-4 – Relación entre el tamaño de la Soldadura de Filete y vla Entrada de Energía (Ver XI16.1.5)
309
Anexo XII
Símbolos para Diseños de Soldaduras de Conexiones Tubulares
(Este anexo es una parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, “Código de Estructuras Soldadas – Acero”, e incluye requerimientos obligatorios para utilizar con esta norma).
Los símbolos utilizados en la Sección 2, Parte D son los siguientes:
Símbolo Significado � (alfa) parámetro de ovalización de la cuerda. a ancho del producto de la sección del orificio rectangular. ax relación de a con respecto a seno �. b ancho transversal de las tuberías rectangulares.
bet (be(ov)) ancho efectivo del componente secundario en la pieza terminal. beo (be) ancho efectivo del componente secundario en la cuerda. beoi (bep) ancho efectivo del componente secundario para perforación externa.
bgap ancho efectivo en el intersticio de las conexiones en K. � (beta) relación del diámetro de db a D
relación de rb a R (secciones circulares) relación de b a D (secciones tubulares)
�gap ancho efectivo sin dimensión en el intersticio de las conexiones en K �eop ancho efectivo sin dimensión para el punzonamiento externo. �eff � efectivo para la plastificación de la cara de la cuerda de la conexión en K. c dimensión de esquina. D diámetro externo (OD = Outer Diameter), (tubos circulares) o
ancho externo del componente principal (secciones tubulares) D
relación del daño por fatiga acumulativa, � Nn
db diámetro del componente secundario. � (eta) relación de ax con respecto a D. �TR (epsilon) rango total de tensión. F tamaño de la garganta de la soldadura de filete.
Fexx resistencia a la tensión mínima clasificada del depósito de soldadura. Fy límite de fluencia del metal base. Fyo límite de fluencia del componente principal. ƒa esfuerzo axial en el componente secundario. fa esfuerzo axial en el componente principal. ƒb esfuerzo por flexión (doblado) en el componente secundario. fb esfuerzo por flexión en el componente principal. ƒby tensión nominal, curvatura (flexión) en plano. ƒbz tensión nominal, curvatura (flexión) fuera de plano. ƒn tensión nominalen componente secundario. g insterticio en conexiones en K. H profundidad de la brida de unión (cordón tubular) en el plano del refuerzo.
� (gama) parámetro de flexibilidad del componente principal;
relación de R a tc (secciones circulares); relación de D a 2tc (secciones tubulares).
�b radio a razón de espesor del tubo en transición. �t pieza terminal � (para conexión de traslapamiento). ID diámetro interno. K- configuración de la conexión. Ka factor relativo de longitud Kb factor relativo de sección � (lambda) intersección del tamaño del parámetro de sensibilildad L Tamaño de la dimensión de la soldadura de filete, según se muestra en la Figura 2.14. L longitud de la lata de unión
LF Factor de carga (factor de seguridad parcial para carga en LRFD) l1 longitud real de la soldadura, donde el componente secundario contacta al componente principal. l2 longitud proyectada de la cuerda (un lado) de la soldadura de traslapamiento. M Momento aplicado. Mc Momento en la cuerda. Mu Momento último. n Ciclo de carga aplicada N Numero de ciclos permitidos a un rango determinado de tensión.
310
OD Diámetro externo. P Carga axial en componentes secundarios. Pc Carga axial en cuerda. Pu Carga última.
⊥P Componente de carga de la pieza individual perpendicular al eje principal de la pieza.
p Longitud del rastro proyectado de la pieza de traslapamiento. q Cantidad de traslape.
φ (phi) Angulo de unión incluido.
π (pi) Razón de la circunferencia al diámetro del circulo.
Ψ (psi) Angulo local diedro. Ver definición en Anexo B.
Ψ (barra psi) Angulo complementario al ángulo diedro local en el cambio en la transición.
Qb Modificador geométrico. Qf Término de interacción de la tensión. Qq Geometría del componente secundario y modificador del patrón de carga. R Radio externo, componente principal. R Abertura de raíz (ajuste de la unión). r Radio de esquina de la secciones de orificios rectangulares según se miden por el medidor del radio. r Radio efectivo de intersección. rb Radio del componente secundario. rm Promedio del radio hacia la garganta efectiva de las soldaduras.
SCF Factor de concentración de tensión.
� 1/ (sigma) Suma de las longitudes de soldaduras reales.
T– Configuración de conexión. TCBR Tensión/compresión o doblado, o ambos, rango total de la tensión nominal.
t Grosor de pared del tubo. tb Grosor de pared del componente secundario Componente secundario para el dimensionamiento de soldaduras de ranura de penetración completa. Componente más delgado para el dimensionamiento de las soldaduras de ranura y soldaduras de filete de
penetración parcial. tc Espesor de pared de la lata de unión del componente principal. tw Tamaño de la soldadura (garganta efectiva). t’w tw según lo definido en 2.24.1.6. τ (tau) Parámetro geometrico del espesor relativo del componente secundario al componente principal, razón
de tb a tc.
tτ ttraslapamiento/tcompleto
θ (theta) Angulo agudo entre el eje de los componentes Angulo entre las lineas centrales de la pieza. Angulo de intersección del soporte.
U Utilización de la razón de la tensión axial y de doblado a una tensión permitida, en un punto bajo consideración en el componente principal.
Vp Tensión de corte por perforación. Vw Tensión permisible para la soldadura entre los componentes secundarios. x
Variable algebraica θπ seno2
1
Y– Configuración de la conexión. y
Variable algebraica 2
2
23
31
ββ
π −−⋅
Z Dimensión de perdida Z.
ξ (zeta) Razón de abertura a D.
311
312
Tabla A-1
Rangos Típicos Actuales para GMAW-S en Acero
Corriente de Soldadura, Amperes (Electrodo Positivo)
Diámetro del Electrodo Posiciones Plana y Horizontal Posiciones Vertical y de Sobre – Cabeza.
Pulg. mm. mín máx mín máx
Tiempo
Cero
Arco Periodo
Corto
Cero
Figura A-1 - Oscilogramos y Gráficos del metal de Transferencia GMAW-S
313
Anexo B Términos y Definiciones
(Este Anexo no es parte de la Norma AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural-Acero (Structural Welding Code-Steel, Pero se incluye solo para los propósitos de información).
Los términos y definiciones en este glosario están divididos en tres categorías (1) términos generales de soldaduras
compilados por el Comité AWS sobre Definiciones y Símbolos; (2) términos definidos por el Comité de Soldadura
Estructuras AWS; el cual se aplica solamente a UT, designado por la continuación del término (UT); (3) otros términos,
precedidos por asterisco, los cuales se destinen según se relacionen con este código.
A
*alloy flux. (Fundente de Aleación.)Es un fundente en el cual
el contenido de aleación del metal de soldadura depende
mayormente.
*all-weld-metal test specimen.(Espécimen (probeta) de
prueba de todo el metal de soldadura: Es un espécimen
(probeta de prueba) con la sección reducida compuesta
completamente del metal de soldadura.
*amplitude length rejection level (UT)= Nivel de rechazo de
Longitud (UT) Longitud máxima de irregularidad permitida por
diversos indicadores asociados con el tamaño de la soldadura,
según se indica en las Tablas 6.2, 6.3
*angle of bevel.= ángulo de bisel. Ver ángulo de bisel bevel
angle.
arc gouging. = rebaje por arco. Este es un rebaje térmico que
utiliza una variación del proceso de corte al arco para formar
un bisel o una ranura.
as-welded. = tal como queda soldado. Esta es la condición
del metal de soldadura, las uniones soldadas, y las piezas
soldadas después de la soldadura, pero previo a cualquier
tratamiento posterior térmico, mecánico o químico.
*attenuation (UT). : Atenuación (UT) Es la pérdida en la
energía acústica, la cual ocurre entre dos puntos del trayecto
(avance). Esta pérdida puede deberse a la absorción,
reflexión, etc. (en este código, utilizando el método de prueba
del eco/pulso de la onda de corte, el factor de atenuación es de
2 dB por pulgada de distancia de recorrido del sonido después
de la primera pulgada.
automatic welding. Soldadura automática. La soldadura con
equipo que requiere solamente observación ocasional o
ninguna observación de la soldadura, y tampoco requiere
ajuste manual de los controles del equipo. Las variaciones
de este término automatic brazing (equipo automático de
soldadura, automatic soldering ( soldador automático),
automatic thermal cutting (corte térmico automático) y
automatic thermal spraying (rociador térmico automático).
*auxiliary attachments. dispositivos auxiliares. Son
componentes o aditamentos anexados a los componentes
principales que soportan carga mediante soldaduras. Tales
componentes pueden o no llevar carga.
axis of a weld. Eje de una soldadura. Ver weld axis. (eje de
una soldadura).
B backgouging. Torchado. La eliminación (remoción) del
metal de soldadura y del metal base desde el lado de la raíz
de soldadura en una unión soldada para facilitar la fusión
completa y la penetración completa, luego de una soldadura
posterior de ese lado.
backing. Backing (respaldo) es un material o dispositivo
colocado contra la parte de atrás de la unión, o a ambos lados
en una soldadura en el proceso ESW y EGW, para apoyar y
retener el metal de soldadura fundido. El material puede
estar parcialmente fundido o puede permanecer no fundido
durante la soldadura, y puede ser de metal o no de metal.
backing pass. Pasada de respaldo. Esta es una pasada de
soldadura hecha para una soldadura de respaldo.
backing ring. Anillo de apoyo. Es un backing en la forma de
un anillo, generalmente utilizada en la soldadura de tubería.
backing weld. Soldadura por detrás. Es un refuerzo en
forma de soldadura.
314
*backup weld (tubular structures). Soldadura de respaldo
(estructuras tubulares) La pasada inicial de fierro en una
soldadura de ranura de penetración completa, hecho solo
desde un lado; la cual sirve, “backing” para una soldadura
posterior, pero no se considera como parte de la soldadura
teórica (Figura 3.8 a 3.10 Detalles C y D).
back weld. Soldadura por detrás. Esta es una soldadura
hecha en la parte de atrás de una soldadura de ranura simple.
base metal. Metal base. Es el metal o la aleación que se
suelda, se suelda en fuerte, o se corta
bevel angle. ángulo en bisel. Este es el ángulo entre el bisel
de un componente de unión y un plano perpendicular a la
superficie del componente.
box tubing. Tubería rectangular. Es un producto tubular de
corte transversal cuadrado o rectangular. (Ver tubular).
*brace intersection angle, θθθθ (tubular structures). Ángulo de
intersección del soporte (estructuras tubulares). Es el
ángulo agudo formado entre las líneas centrales del soporte.
*Building Code. Código de construcción. El término código
de construcción, dondequiera que aparezca esta expresión en
este código se refiere, se refiere a la ley de construcción o
especificaciones u otras normativas sobre construcción, en
conjunto con las que se aplica este código. En ausencia de
alguna ley de construcción aplicable localmente, o en
especificaciones o en otras normativas de construcción, se
recomienda que la construcción requiera cumplir con las
especificaciones para el diseño, la fabricación y el montaje del
acero estructural para construcciones del Instituto Americano
de Construcción de Acero (AISC: American Institute of Steel
Construction).
butt joint. Unión a tope. Esta es una unión entre dos
componentes alineados aproximadamente en el mismo plano.
butt weld. Soldadura a tope. Es un término no estandarizado
para una soldadura en una unión a tope. Ver butt joint (ver
unión a tope).
C
*cap pass. Pasada de capa.
*caulking. Relleno. Es la deformación plástica de la soldadura
y de la superficie del metal base por medios mecánicos para
sellar u oscurecer las irregularidades.
complete fusion. Fusión completa. Fusión sobre las caras
de fusión completa y entre todos los cordones de soldadura
adjuntos.
CJP (complete joint penetration). Penetración de unión
completa. Esta es una condición de la raíz de la unión en
una soldadura de ranura en la cual el metal de soldadura se
extiende a través del espesor de la unión.
*CJP groove weld (statically and cyclically loaded
structures). Soldadura de ranura de penetración completa
(estructura cargada estáticamente y cíclicamente). Esta
es una soldadura de ranura que se ha hecho desde ambos
lados o de un lado en un “backing” que tenga penetración
completa y la fusión de la soldadura y del metal base a través
de toda profundidad de la unión.
*CJP groove weld (tubular structures). Soldadura de
ranura de penetración completa (estructuras tubulares).
Es una soldadura de ranura que tiene CJP y la fusión de la
soldadura y el metal base a través de toda la profundidad de
la unión ó según lo que se detalla en la Figura 2.4, 4.26, 3.6
hasta 3.10. Una soldadura de ranura en componente tubular
de penetración completa que se hace solamente de un lado,
sin “backing” se permite en donde el tamaño o la
configuración, o ambos evitan el acceso al lado de la raíz de
la soldadura.
complete penetration. Penetración completa. Es un
término no estandarizado para CJP. (penetración completa de
la unión).
consumable guide ESW. Guía de consumible del proceso
ESW. Ver ESW.
continuous weld. Soldadura continua. Es una soldadura
que se extiende continuamente de un extremo a otro de la
unión. En donde la unión sea esencialmente circular, se
extiende completamente alrededor de la unión.
*contract documents. Documentos de contrato. Todos los
códigos, especificaciones, diseños u otros requerimientos
adicionales que estén especificados contractualmente por
parte del Propietario.
*Contractor. Contratista. Cualquier compañía o el
individuo que represente una compañía, responsable de la
315
fabricación, montaje, fabricación ó soldadura en conformidad
con las estipulaciones de éste código.
*Contractor’s Inspector. Inspector del contratista. Esta es
la persona debidamente designada quien actúa para y, en
beneficio del Contratista en todas las materias referentes a la
inspección y a la calidad, dentro del ámbito del código y de los
documentos del contrato.
corner joint. Unión de esquina. Es una unión entre dos
componentes colocados aproximadamente en ángulos rectos
entre sí en forma de L.
*cover pass. Pasada de cubierta. Ver cap pass. (Pasada de
capa).
CO2 welding. Soldadura CO2. Es un término no
estandarizado para el proceso GMAW con gas de protección
de dióxido de carbono.
Crater. Cráter. Es una depresión en la cara de la soldadura
en la terminación de un cordón de soldadura.
*CVN. CVN charpy V-notch.
D *decibel (dB) (UT). Esta es la expresión logarítmica de una
razón de dos amplitudes o intensidades de energía acústica.
*decibel rating (UT). Potencia de decibeles (prueba
ultratérmica). Ver de preferencia el término “indication rating”
(indicación de potencia).
defect. Defecto. Es una irregularidad ó irregularidades que,
por naturaleza o efecto acumulado, (por ejemplo una grieta de
longitud total), que corresponda a una parte o un producto
incapaz de cumplir con las normas mínimas aplicables de
aceptación o especificaciones.
El término se designa como rechazo.
defective weld. Soldadura defectuosa. Esta es una soldadura
que contiene una o más defectos.
*defect level (UT). Nivel de defecto. Ver “indication level”
(indicación de nivel).
*defect rating (UT). Indicación de potencia. Ver “indication
rating” (indicación de potencia).
depth of fusion. Profundidad de la fusión. Esta es la
distancia en que se prolonga la fusión en el metal base ó en el
cordón de soldadura previo desde la superficie fundida
durante la soldadura.
*dihedral angle. Angulo dihedral. Ver local dihedral angle
(ángulo de dihedral local).
discontinuity. Irregularidad. Esta es una interrupción de la
estructura típica de un material, tal como la falta de
homogeneidad en sus características mecánicas o
metalúrgicas ó físicas. Una irregularidad no es
necesariamente un defecto.
downhand. (Mano abajo). Este es un término no
estandarizado para “flat welding position” (posición de
soldadura plana).
*drawings. Diseños. Se refiere a los planos de diseños y a
los diseños de detalles y a los planos de montaje.
E
*edge angle (tubular structures). Ángulo del borde (en
estructuras tubulares). El ángulo agudo entre un borde
biselado hecho para preparar una soldadura y una tangente a
la superficie del componente, medido localmente en un plano
perpendicular a la línea de intersección. Todos los biseles
abiertos hacia fuera del soporte.
*effective length of weld. Longitud excesiva de soldadura.
Es la longitud a través de la cual existe la sección transversal
correctamente proporcionada de la soldadura. En una
soldadura curva, deberá medirse a lo largo del eje de la
soldadura.
EGW (electrogas welding). Proceso EGW (soldadura
electrogas). Es un proceso de soldadura al arco que usa un
arco entre un electrodo continuo del metal de aporte y el
“pool” de soldadura; empleando aproximadamente una
soldadura vertical con “backing” para confinar el metal de
soldadura fundido. El proceso se utiliza con o sin gas de
protección proporcionado externamente y sin la aplicación de
presión.
ESW (electroslag welding). Proceso de soldadura
electroslag. Este es un proceso de soldadura que produce
coalesencia de metales con escoria fundida que derrite el
metal de aporte y las superficies de los componentes de
trabajo. El “pool” de soldadura esta protegido por esta
316
escoria, la cual se mueve a lo largo de la sección transversal
completa de la unión mientras se está realizando la soldadura.
El proceso se inicia por un arco que calienta la escoria. El
arco luego se apaga por la escama de conducción, la cual se
mantiene fundida por su resistencia al paso de la corriente
eléctrica entre el electrodo y las piezas que se estén
trabajando.
Consumable guide ESW. Guía de comsumible del proceso
ESW. Es una variación del proceso de soldadura elestroslag
en la cual el metal de aporte es proporcionado por un electrodo
y su pieza guía.
*end return. Coronamiento (extremos soldados). Esta es la
continuación de una soldadura de filete alrededor de una
esquina de un componente como una prolongación de la
soldadura principal.
*Enginner. Ingeniero. Es un individuo debidamente
designado quien actúa para y en beneficio del Propietario en
todos los asuntos dentro del alcance del código.
F *fatigue. Fatiga. Tal como se utiliza aquí, se define como el
daño que puede resultar en fracturas después de una cantidad
suficiente de fluctuaciones de esfuerzos. El rango de tensión
se define como la magnitud máxima de estas fluctuaciones.
En el caso de alternación de esfuerzos, el rango de tensión
deberá contabilizarse como la suma numérica (diferencia
algebraica) de la tensión máxima repetida y del esfuerzo de
compresión, o la suma de los esfuerzos de corte de la dirección
opuesta a un punto dado; resultando de las condiciones
cambiantes de la carga.
faying surface. Superficie de empalme. Es la superficie que
califica con un componente que este en contacto con ó en una
proximidad cercana a otro componente al cual se va a unir.
FCAW (flux cored are welding). Proceso FCAW (soldadura
al arco contundente en el núcleo con metal). Un proceso
de soldadura al arco que usa un arco entre un electrodo
continuo de metal de aporte y el “weld pool”. El proceso se
utiliza con un gas de protección a partir de un fundente
contenido dentro del electrodo tubular, con o sin protección
adicional de un gas proporcionado externamente, y sin la
aplicación de presión.
*FCAW-G (flux cored are welding- gas shielded). Proceso
FCAW-G (soldadura al arco con fundente en el núcleo de
metal con gas protegido). Esta es una variación del
proceso de soldadura al arco con fundente en el núcleo, en el
cual la protección adicional se obtiene de la mezcla del gas
que se proporciona externamente.
*FCAW-S (flux cored are welding- self shielded). Proceso
FCAW-S ( soldadura al arco con fundente en el núcleo de
metal-autoprotegido). Es un proceso de soldadura al arco
con fundente protegido en donde la protección se proporciona
exclusivamente mediante un fundente contenido dentro del
electrodo tubular.
filler metal. Metal de aporte. Es el metal o la aleación que
debe agregarse para hacer una soldadura, una unión soldada
o una unión soldada en fuerte.
fillet weld leg. Pierna de soldadura de filete. Esta es la
distancia desde la raíz de la unión hasta la garganta de la
soldadura de filete.
flare-bevel-groove weld. Soldadura de ranura de el bisel
sobresaliente. Es una soldadura en la ranura formada entre
un componente de unión con una superficie curva y otra con
una superficie plana.
*flash. Rebaba. Este es el material el cual es expelido o
eliminado de las uniones de soldadura que se forman
alrededor de la soldadura.
flat welding position. Posición plana de la soldadura. Esta
es la posición de la soldadura que se utiliza para soldar desde
la parte superior de la unión hasta un punto en donde el eje
de la soldadura sea aproximadamente horizontal y la
superficie de la soldadura quede aproximadamente en un
plano horizontal.
flux cored are welding. Soldatura al arco con fundente en
el núcleo de metal. Ver FCAW.
fusion. Fusión. Es fundir juntos el metal de aporte y el metal
base(sustrato), o el metal base solamente para producir una
soldadura.
*fusion-type discontinuity. Irregularidad typo fusión.
Significa la inclusión de escorias, de fusión incompleta,
penetración incompleta de la unión e irregularidades similares
asociadas con la fusión.
317
fusion zone. Zona de fusión. Es el área de metal base
fundido según lo determinado en la sección transversal de una
soldadura.
G
gas metal arc welding. Soldadura al arco con gas con
metal. Ver GMAW
*gas pocket. Bache de gas. Este es un termino no
estandarizado para porosity(porosidad).
*Geometric unsharpness. Inexactitud geométrica. Es el
aspecto borroso o la falta de definición en una imagen
radiográfica resultante del tamaño de la fuente, de la distancia
del objeto a la película, y de la distancia de la fuente al objeto.
La inexactitud geométrica puede expresarse matemáticamente
de la siguiente manera:
( ) 00ig LLLFU −=
Donde Ug es la Inexactitud geométrica, F es el tamaño del
punto focalizado o la radiación gama, Li es la distancia de la
fuente a la película y L0 es la distancia de la fuente al objeto.
GMAW (gas metal arc welding). Soldadura al arco con gas
con metal. Este es un proceso con soldadura al arco que
utiliza un arco entre un electrodo continuo de metal de aporte y
el “weld pool” el proceso se usa con una protección de un gas
proporcionado externamente y sin la aplicación de presión.
GMAW-S (gas metal arc welding-short circuit arc).
Soldadura al arco con gas con metal arco de cortocircuito.
Esta es una variación del proceso de soldadura al arco con gas
con metal en la cual el electrodo consumido se deposita
durante repetidos cortocircuitos.
gouging. Rebaje. Ver Thermal Gouging (rebaje térmico).
groove angle. Angulo de ranura. Este es el angulo total
incluido de la ranura entre las piezas que van a unirse.
*groove angle, φφφφ (tubular structures). Angulo de ranura φφφφ
(estructuras tubulares). Este es el ángulo entre las caras
opuestas de la ranura que van a rellenarse con metal de
soldadura, determinados después de que la unión se haya
ajustado.
groove face. Cara de la ranura. La superficie de una pieza de
unión incluida en la ranura
groove weld. Soldadura de ranura. Esta es una soldadura
hecha en la ranura entre las piezas que van a unirse.
GTAW. Soldadura al arco con gas tungsteno.
H
HAZ (heat-affected zone). ZAT (zona afectada
térmicamente). Esta es la porción del metal base cuyas
propiedades metálicas o microestructuras han sido alteradas
por el calor de la soldadura, la soldadura fuerte o el corte
térmico.
heat –affected zone. Zona afectada termicamente. Ver
HAZ (ZAT)
horizontal fixed position (pipe welding). Posición fija
horizontal(soldadura de cañerías). La posición de una unión
de cañerías en la cual el eje de ésta es aproximadamente
horizontal, y la cañería no se rota durante la soldadura (ver
Figuras 4.1 4.2 4.3)
horizontal welding position, fillet weld. Posición de
soldadura horizontal, soldadura de filete. Esta es la
posición de la soldadura en la cual esta se ubica en el lado
superior de una superficie aproximadamente horizontal y
contra una superficie aproximadamente vertical (ver Figura
4.1, 4.2, 4.3, y 4.5).
*horizontal reference line (UT). línea de referencia
horizontal (UT). Esta línea horizontal cerca del centro del
alcance del instrumento UT, al cual se ajustan los ecos para
la lectura de decibeles.
horizontal rotared position (pipe welding). Posición
rotada horizontal (soldadura de cañería). Es la posición
de una unión de cañería en la cual el eje de esta es
aproximadamente horizontal, y la soldadura se efectúa en
posición plana haciendo rotar la cañería (ver Figuras 4.1, 4.2,
y 4.4).
*hot-spot strain (tubular structures). Tensión en el punto
caliente (estructuras tubulares). Este es el rango cíclico
total de la tensión, la cual se podría medir en el punto de la
concentración más alta de esfuerzo en una conexión soldada.
Cuando se mide la tensión en el punto caliente, el tensómetro
debería ser suficientemente pequeño como para evitar
alcanzar tensiones altas y bajas en las regiones de gradiente
inclinada.
I
*IQI (image quality indicator). IQI (indicador de calidad de
imagen). Este es un dispositivo cuya imagen se usa en una
radiografía para determinar el nivel de calidad RT (test
318
radiografico). No tiene la intención de usarse para usar el
tamaño ni para establecer límites de aceptación de
irregularidades.
image quality indicator. Indicador de calidad de imagen.
Ver IQI.
*indicator (UT). Indicación (UT)(prueba ultrasónica). Es la
señal desplegada en el osciloscopio que significa la presencia
de una onda sonora en el reflector en la parte que se esta
sometiendo a prueba.
*indicator level (UT). Nivel de indicación (prueba
ultrasónica). Es la lectura de la ganancia calibrada o en control
de atenuación obtenido por la indicación de la altura de la línea
de referencia de una irregularidad.
*indication rating (UT). Valor de indicación (prueba
ultratérmica). Esta es la lectura de decibeles en relación al
nivel de referencia cero después de haber sido corregido por la
atenuación de sonido.
intermittent weld. Soldadura intermitente. Es una soldadura
en donde la continuidad se rompe, debido a espacios
recurrentes no soldados.
Interpass temperature. Temperatura entrepasadas. En una
soldadura de pasadas múltiples, la temperatura del área de
soldadura entre las pasadas de la soldadura.
J
joint. Unión. Esta es la unión de los bordes de las piezas que
vayan a unirse o que se hayan unido.
joint penetration. Penetración de la unión. Es la distancia
del metal de soldadura que se prolonga desde la cara de la
soldadura dentro de una unión, exclusivo en el refuerzo de
soldadura.
joint root. Raíz de la unión. Porción de una unión que se va a
soldar en donde los componente se aproximan lo mas
cercanamente posible entre sí. En la sección transversal, la
raíz de unión puede ser un punto, una línea o un área.
*joint welding procedure. Procedimiento de soldadura de
unión. Estos son los materiales y los métodos detallados y las
prácticas empleadas en la soldadura de una unión particular.
L
lap joint. Unión de traslape. Esta es una unión entre dos
componentes traslapados en planos paralelos.
*layer. Capa. Este es un estrato del metal de soldadura o del
material de superficie. La capa puede consistir en una o en
más cordones de soldadura colocados de lado a lado.
*leg (UT). Pierna (lado) (prueba ultratérmica). Esto es el
trayecto que recorre la onda de corte en línea recta antes de
ser reflejado por la superficie del material que se está
sometiendo a prueba. Ver el diagrama para la identificación
de pierna (leg). Nota: Leg I plus leg II equals one V-path. =
pierna I más pierna II igual uno trayecto en V.
leg of a fillet weld. Pierna de una soldadura de filete. Ver
fillet weld leg (pierna de soldadura de filete).
*local dihedral angle, ΨΨΨΨ (tubular structures). Ángulo
diedro local ΨΨΨΨ, (estructuras tubulares). El ángulo medido
en un plano perpendicular a la línea de la soldadura, entre
tangente de la superficie externa de las tuberías que van a
unirse en las soldaduras. El ángulo diedro externo, en donde
uno ve en una sección localizada de la conexión, de modo
que la superficies de intersección pueden tratarse como
planas.
M
*machine welding. Soldadura a máquina. Es una
soldadura con equipo que efectúa la operación de soldadura
bajo la observación constante y el control de un operador de
soldadura. El equipo puede o no cargar y descargar las
piezas de trabajo. Ver tambien automatic weilding (soldadura
automática).
manual welding. Soldadura manual. Es una soldadura,
soplete, pistola para soldar o electrodos y se manipulan
manualmente. El equipo accesorio, tal como los dispositivos
para el movimiento de las partes y los alimentadores del
material de aporte controlado manualmente pueden
utilizarse. Ver automatic welding, machine welding, y
319
semiautomatic welding. (Ver soldadura automática, soldadura a
máquina y soldadura semiautomática).
*MT. MT. Prueba de partícula magnética.
N
NDT. Ensayo no destructivo.
*node (UT). nodo (prueba ultrasonica). Ver leg (pierna/lado).
*nominal tensile strength of the weld metal. Esfuerzo de
tensión nominal del metal de soldadura. Es el esfuerzo de
tensión del metal de soldadura indicado por el número de
clasificación del metal de aporte (por ejemplo el esfuerzo de
tensión nominal de E60XX es 60ksi [420 Mpa]).
O
*OEM (Original Equipment Manufacturer). OEM (fabricante
del equipo original). Es un contratista único que asume
todas o parte de la responsabilidad asignada por este código al
Ingeniero.
overhead welding position. Posición de soldadura de
sobrecabeza. La posición de la soldadura en la cual la
soldadura se efectúa desde la parte de abajo de la unión (ver
Figuras 4.1, 4.2, ,4.3, y 4.5).
overlap, fusion welding. Traslape soldadora de fusión. Es
la prominencia del metal de soldadura mas allá de la garganta
de soldadura o de la raíz de soldadura.
*Owner. Propietario. Es un individuo o la compañía que
ejerce la propiedad legal del producto o el montaje estructural
producido mediante este código.
oxygen cutting (OC). Corte con oxigeno. Es un grupo de
procesos de corte térmico que separa o quita el metal por
medio de la reacción química entre el oxigeno y el metal base a
elevadas temperaturas. La temperatura necesaria se
mantiene por el calor del arco, la llama de las oxifuel, ó alguna
otra fuente.
oxygen gouging. Rebaje con oxigeno. Es el rebaje térmico
que utiliza una variación del proceso de corte con oxigeno para
formar un bisel o una ranura.
P
*parallel electrode. Electrodo paralelo. Ver SAW (soldadura
con arco sumergido).
partial joint penetration. Penetración parcial de la unión.
Ver PJP.
pass. Pasada. Ver weld pass (pasada de soldadura).
Peening. Martillado (apriete). Es el trabajo mecánico de los
metales utilizando golpes de impacto.
*pipe. Cañería. Producto de forma tubular de sección
transversal circular. Ver tubular.
*pipping porosity (ESW and EGW). Porosidad de la
cañería (procesos ESW y EGW). Porosidad extendida cuya
mayor dimensión reside en una dirección aproximadamente
paralela al eje de la soldadura.
*pipping porosity (general). Porosidad de la cañería
(general). Es la porosidad extendida cuya mayor dimensión
reside en una dirección aproximadamente normal a la
superficie de la soldadura. Frecuentemente se refieren como
“pin holes” (orificios de alfiler), cuando la porosidad se
extiende hasta la superficie de la soldadura.
PJP. Penetración parcial es intencionalmente menor que la
penetración completa
plug weld. Soldadura tipo tapón redondo. Es una
soldadura hecha en un orificio circular en un componente de
una unión que funde este componente con otra pieza. Un
orificio soldado en filete no deberá construirse conforme a
esta definición.
porosity. Porosidad. Irregularidades tipo cavidad formadas
por el atrapamiento de gas durante la solidificación o en un
deposito de pulverización térmica.
positioned weld. Soldadura colocada. Es una soldadura
hecha en una unión que ha sido colocada para facilitar la
realización de una soldadura.
*postweld heat treatment. Tratamiento térmico pos-
soldadura. Cualquier tratamiento térmico después de
soldar.
preheating. Precalentamiento. Es la aplicación de calor al
metal base inmediatamente antes de la soldadura, soldadura
fuerte, o pulverización térmica ó corte.
preheat temperature, welding. Temperatura de
precalentamiento para soldadura. La temperatura del metal
320
base en el volumen que rodea el punto de la soldadura
inmediatamente antes de que esta se inicie. En una soldadura
de pasadas múltiples, también es la temperatura
inmediatamente antes de que se inicie la segunda pasada y las
posteriores.
*PT. Liquid penetrant testing. Prueba del líquido penetrante.
*PWHT.”Post weld heat treatement” Tratamiento térmico pos-
soldadura.
Q qualification. Calificación. Ver “welder performance
qualification and WPS qualification”. Ver calificación del
comportamiento del soldador y calificación del WPS
R
random sequence. Frecuencia errática. Es una secuencia
longitudinal en la cual los incrementos del cordón de soldadura
se hacen al azar.
*reference level (UT) Nivel de referencia (Test ultrasónico).
Es la lectura en decibeles obtenida de una indicación de la
lectura horizontal de la línea de referencia a partir de un
receptor de referencia.
*reference reflector (UT). Reflector de referencia (prueba
ultrasónica). El reflector de la geometría conocida contenida
en el bloque de referencia IIW, u otros bloques aprobados.
reinforcement of weld. Refuerzo de soldadura. Ver “weld
reinforcement”. (refuerzo de soldadura).
*rejectable discontinuity. Irregularidad rechazada. Ver
defectos.
*resolution (UT). Resolución (prueba ultrasónica). Es la
habilidad del equipo de prueba ultrasónica para entregar
indicaciones separadas de los reflectores estrechamente
espaciados.
root face . Cara de la raíz. Es la porción de la superficie de la
raíz dentro de la raíz de la unión.
root gap. Abertura de la raíz. Este es un término no
estandarizado para “root opening” (abertura de raíz).
root of joint. Raíz de la unión. Ver “joint root” (raíz de unión).
root of weld. Raíz de soldadura. Ver weld root (raíz de
soldadura).
root openning. Abertura de la raíz. Es una separación en la
raíz de la unión entre las piezas que van a trabajar.
*RT. “Radiografhic testing. Prueba radiográfica.
S SAW (submerged arc welding). Soldadura por arco
sumergido. Este es un proceso de soldadura al arco que usa
un arco o arcos entre un electrodo de metal no protegido o
electrodos “weld pool”. El arco y el metal fundido se protegen
por un manto de fundente granular en las piezas que van a
trabajarse. El proceso se utiliza sin tensión y con metal de
aporte del electrodo y a veces de una fuente suplementaria
(electrodos de soldaduras, fundente o gránulos de metal).
*single electrodo. Electrodo único. Es un electrodo
conectado exclusivamente a una fuente de poder, la cual
puede consistir en uno o más unidades de poder.
*parallel electrode. Electrodo paralelo. Estos son dos
electrodos conectados eléctricamente en paralelo y
exclusivamente a la misma fuente de poder. Ambos
electrodos generalmente se alimentan por medio de un
alimentador de electrodo simple. La corriente de soldadura
cuando, esta certificada es el total de los dos.
*multiple electrodes. Electrodos múltiples. Es la
combinación de dos o más electrodos únicos o en sistemas
de electrodos paralelos. Cada uno de los sistemas del
componente tiene su propia fuente de poder independiente y
su propio alimentador de electrodos.
*scanning level (UT). Nivel de exploración (prueba
ultrasónica). El ajuste de decibeles utilizados durante la
exploración, según se describe en las Tablas 6.2 y 6.3.
semiautomatic welding. Soldaduras semi-automáticas.
Esta es la soldadura manual con equipo que controla
automáticamente uno o más de las condiciones soldadas.
shielded metal arc welding. Soldadura al arco con metal
protegido. Ver SMAW.
321
shielding gas. Gas de protección. Es el gas de protección
utilizado para evitar o reducir la contaminación atmosférica.
single-welded joint. Unión soldada simple. Es una unión
que está soldada solamente desde un lado.
size of weld. Tamaño de soldadura. Ver “weld size” (tamaño
de soldadura).
slot weld. Soldadura ranurada. Esta es una soldadura hecha
en un orificio alargado en un componente de una unión que
funde este componente con otro. El orificio puede estar
abierto en un extremo. La ranura soldada en filete no deberá
construirse, según la conformidad de esta definición.
SMAW (shielded metal arc welding). Soldadura al arco con
metal protegido. Es un proceso de soldadura al arco con un
arco entre un electrodo cubierto y el “weld pool”. El proceso se
usa con protección de la descomposición de la cubierta del
electrodo, sin la aplicación de presión, y con el metal de aporte
del electrodo.
*sound beam distance (UT). distancia del haz acústico
(prueba ultrasónica). Ver “sound path distance” (distancia del
trayecto acústico).
*sound path distance (UT). Distancia del trayecto acústico
(prueba ultrasónica). Es la distancia entre la interface del
material de prueba de la unidad de exploración, y el reflector
mientras se mide a lo largo de la línea central del haz de
sonido.
spatter. Salpicaduras. Son las partículas metálicas que se
expelen durante la soldadura por fusión que no forman parte de
la soldadura.
stringer bead. Cordón de soldadura de fibra. Es un tipo de
cordón de soldadura hecho sin un movimiento tipo tejido
apreciable.
*stud base. Base Stud (base del tornillo). Es la punta del
tornillo al extremo de la soldadura, incluyendo en fundente y el
contenedor, y 1/8 pulgadas [3 mm] del cuerpo del “stud”
adyacente a la punta.
*stud arc welding (SW). Soldadura “stud” al arco. Este es
un proceso de soldadura al arco que produce coalescencia de
metales calentándolos con un arco entre un “stud” metálico o
un componente similar y otras piezas. Cuando las superficies
vayan a unirse tienen el calor apropiado se unen bajo presión.
La protección parcial puede lograrse utilizando una férula de
cerámica que rodea el “stud”. Puede usarse o no gas de
protección o fundente.
submerged arc welding. Soldadura por arco sumergido.
Ver SAW.
T
tack weld. Pinchazo. Es una soldadura hecha para sostener
los componentes de una pieza soldada en alineamiento
apropiado hasta que se realicen las soldaduras finales.
*tack welder. Soldador pinchador. Es un ajustador o
alguien supervisado por un ajustador quién suelda con
pinchazos los componentes de una pieza soldada para
mantenerlos en alineación apropiada hasta se realicen las
soldaduras finales.
*tandem. Tándem (en serie). Se refiere a la disposición
geométrica de los electrodos en el cual una línea a través de
los arcos es paralela a la dirección de la soldadura.
temporary weld. Soldaduras temporales. Es una soldadura
hecha para anexar una pieza o varias piezas a una estructura
soldada para uso temporal, para su manipulación despacho o
trabajo en la pieza soldada.
thermal gouging. Rebaje térmico. Es una variación del
proceso de corte térmico que quita el metal fundiendo o
quemando toda la porción removida, para formar un bisel o
ranura.
throat of a fillet weld. Garganta de una soldadura de filete.
Actual throat. Garganta real. Esta es la distancia mas corta
entre la raíz de la soldadura y la cara de una soldadura de
filete.
Theoretical Throat: Garganta Teórica. Es la distancia desde
el inicio de la raíz de la unión perpendicular a la hipotenusa
del triangulo recto mayor que pueda inscribirse dentro de la
sección transversal de una soldadura de filete. Esta
dimensión se basa en la presunción de que la abertura de la
raíz es igual a cero.
Throat of a groove weld: Garganta de una soldadura de
ranura. Este es un término no estandarizado para “groove
weld size” (Tamaño de Soldadura de ranura).
T-Joint: Unión en T. Esta es una unión entre 2 componentes
localizados aproximadamente en ángulos rectos entre si en
una forma de T.
322
Toe of weld: Garganta de la Soldadura. Ver “weld toe”
(garganta de la soldadura).
*Transverse discontinuity: Irregularidad. Esta es una
irregularidad de soldadura, cuyas mayores dimensiones están
en dirección perpendicular al eje de la soldadura “X”, ver Anexo
v, Formulario D-11.
*Tubular: Los productos tubulares es un termino genérico para
una familia de productos de sección de orificios de diversas
configuraciones de corte transversal. El termino “pipe”
(cañeria) se refiere a productos cilíndricos para diferenciarlos
de los productos de sección de orifico cuadrado y rectangular.
Sin embargo, un tubo o tubería también puede ser cilíndrico. El
usuario debería considerar la designación AISC de las
secciones tubulares:
TSD x t = Para tubos circulares (cañería) TSa x b x t = Para tubos cuadrados y rectangulares
(referidos colectivamente como secciones transversales en este código.
en donde: TS = Símbolo del dibujo t = Espesor de pared nominal D = Diámetro externo nominal a = Ancho mayor nominal b = Ancho menor nominal *Tubular Conexions: Conexión tubular. Esta es una conexión
en la parte de una estructura que contiene dos o más
componentes de intersección, a lo menos uno de los cuales es
una pieza tubular.
*Tubular Joint: Unión tubular. Es una unión en la interfase
creada por la intersección de un componente tubular con otro
(el cual puede o no ser tubular)
U Undercut: Socavamiento. Esta es una ranura fundida en un
metal base adyacente a la garganta de la soldadura o a la raíz
de la soldadura y se deja sin relleno de metal de soldadura.
*UT: Prueba Ultrasónica
V *Verification Inspector: Inspector de verificación. Es la
persona debidamente designada quien actúa para y en
beneficio del Propietario en la inspección y en los asuntos de la
calidad designados por el Ingeniero.
Vertical welding position: Posición vertical de la soldadura.
La posición de la soldadura en la cual el eje de la soldadura,
en el punto de la soldadura es aproximadamente vertical y, la
cara de la soldadura queda aproximadamente en el plano
vertical (ver Figuras 4.1, 4.2, 4.3, y 4.5.
*Vertical position (pipe welding): Posición Vertical
(soldadura de cañeria). La posición de la unión de una
cañería en la cual se efectúa la soldadura en posición
horizontal y la cañería no se rota durante la soldadura (ver
Figura 4.1, 4.2 y 4.4)
*V-patch (UT): Recorrido V (Prueba Ultrasónica). La distancia
que un haz de sonido de onda de corte realiza un trayecto
desde la interfase del material de prueba de la unidad de
exploración hasta la otra fase del material de prueba y vuelve
a la superficie original.
W
Weave bead: Cordón de soldadura entretejido . Es un tipo de
cordón de soldadura hecho con oscilación transversal.
Weld: Soldadura. Es una coalescencia localizada de metales
o no metales producidos por el calentamiento de materiales
para la temperatura de la soldadura, con o sin la aplicación de
presión o por las aplicaciones solo de presión y con o sin el
uso de material de aporte.
Weldability: Soldabilidad. Es la capacidad de un material
para ser solddo bajo condiciones impuestas de fabricación en
una estructura especifica apropiadamente diseñado y realizar
satisfactoriamente el servicio requerido.
Weld axis: Eje de soldadura. Es una línea a través de la
longitud de una soldadura, perpendicular a y en el centro
geométrico de su sección transversal.
Weld bead: Cordón de soldadura. Es una soldadura
resultante de una pasada. Ver stringer bead y weave bead
(cordón de nervadura y cordón entretejido).
Welder: Soldador. Una persona que realize una operación de
soldadura manual o semi automática.
Welder certification: Certificación del soldador. Esta es una
certificación escrita de que un soldador ha producido
323
soldaduras que cumplan con las normas preescritas del
comportamiento del soldador.
Welder performance qualification: Calificación del
comportamiento del soldador. Esta es la demostración de la
habilidad de un soldador para producir soldaduras que cumplan
con las normas preescritas.
Weld face: Cara de la soldadura. Esta es la superficie
expuesta de una soldadura en un lado desde el cual se ha
hecho la soldadura.
Welding: Soldadura. Este es un proceso de unión que produce
coalescencia de materiales mediante su calentamiento a
temperaturas para soldar, con o sin la aplicación de presión o
solo por aplicación de presión, y con o sin el uso de metal de
aporte. Ver también “Master Chart of Welding and Allied
Processes” (diagrama modelo de soldaduras y procesos
anexos, en la edición reciente de AWS A3.0.
Welding machine: Máquina soldadora. Este equipo se ultiliza
para realizar la operación de soldadura. Por ejemplo la
máquina de soldadura “spot”, la maquina de soldadura al arco y
la máquina de soldadura de cordón.
Welding operator: Operador de soldadura. Esta es una
persona que opera el control de un equipo de soldadura
automático, mecanizado o robótico.
Welding sequence: Secuencia de soldadura. Es el orden para
realizar la soldaura en una pieza soldada.
Weld pass: Pasada de soldadura. Es una progresión única de
soldadura a lo largo de una unión. El resultado de una pasada
es un cordón de soldadura o una capa de soldadura.
Weld reinforcement: Refuerzo de soldadura. El metal de
soldadura excedente en cuanto a la cantidad requerida para
rellenar una unión.
Weld root: Raíz de soldadura. Estos son los puntos, tal como
se muestran en la sección transversal, en la cual la superficie
de la raíz interfecta la superficie de un metal base.
Weld size: Tamaño de soldadura Fillet weld size: Tamaño de la soldadura de filete. Para las
soldaduras de filete de piernas (lados) iguales, la longitud de
las piernas del triangulo recto isósceles de mayor tamaño que
se pueda inscribir dentro de la sección transversal de la
soldadura de filete. Para la soldadura de filete de piernas
desiguales, la longitud de estas del triangulo recto de mayor
tamaño que pueda inscribirse dentro de la sección transversal
de la soldadura de filete.
Nota: Cuando un componente hace un ángulo con la otra
pieza, y el ángulo es mayor que 105º, la longitud de la pierna
(tamaño) es de menor significación que la garganta efectiva;
la cual es el factor que controla la resistencia de la soldadura.
Groove weld size: Tamaño de la soldadura de ranura. La
penetración de la unión de una soldadura de ranura.
Weld tab.: Planta de extension de soldadura. Es el material
adicional que se extiende más allá de cada unión, en la cual
se inicia o termina la soldadura.
Weld toe.: Garganta de soldadura. La unión de la cara de la
soldadura y el metal base.
Weldment: Pieza soldada. Este es un conjunto cuyos
componentes están unidos mediante soldadura.
WPS qualification: Calificación del WPS. Es la demostración
que la soldadura hecha mediante un procedimiento especifico
pueden cumplir con las normas preescritas.
*WPS (welding procedure specification): Especificación del
procedimiento de soldadura. Los metodos detallados y las
practicas que incluyen los procedimientos de soldadura
uniones, involucrados en la producción de una pieza soldada.
Ver “joint welding procedure” (procedimiento de unión de
soldadura.
324
Anexo C Guía para los Escritores de las Especificaciones
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, “Código de Soldadura Estructural de Acero”, pero está incluido solo para propósitos de información) Una declaración en un documento de Contrato en que toda soldadura deberá hacerse en total conformidad con el Código Estructural de Soldadura de Acero, AWS D1.1, cubre sólo los requerimientos obligatorios de soldaduras. Otras estipulaciones en el código son opcionales. Ellas se aplican sólo cuando se especifican. Las siguientes son algunas de las estipulaciones más comúnmente utilizadas y ejemplos de cómo pueden especificarse.
Estipulaciones opcionales Especificaciones Típicas
Inspección de Fabricación/Montaje [Cuando la responsabilidad no es del Contratista(6.1.1)] Verificación de la Inspección (6.1.2) Ensayo No-destructivo (6.15.3) (6.15.3)
La Inspección de Fabricación/Montaje será efectuada por el Propietario.
O
La Inspección de Fabricación/Montaje será efectuada por la Agencia
Examinadora contratada por el Propietario.
Nota: Cuando la Inspección de Fabricación/Montaje es realizada por el Propietario o la Agencia Examinadora del Propietario, deben entregarse detalles completos sobre la magnitud de tales pruebas. La Verificación de la Inspección (6.1.2) deberá ser realizada por el Contratista. o La verificación de la inspección deberá ser realizada por el Propietario. o La Verificación de la Inspección deberá ser realizada por una agencia examinadora contratada por el Propietario. o La Verificación de la inspección deberá ser descartada. NDT General: para cada tipo de unión (excepto visual [6.14] y tipo de esfuerzo [tensión, compresión y corte]) indicar tipo de NDT que se vaya a utilizar, la magnitud de la inspección, alguna técnica especial que se vaya a usar, y el criterio de aceptación. Los que siguen son ejemplos específicos (interpretados como ejemplos y no como recomendaciones). El Ingeniero deberá determinar los requerimientos específicos para cada condición. Fabricación de estructura cargada estáticamente: Tensión del Momento de Conexión de Soldaduras de Ranura en Uniones a Tope – 25% UT (Prueba Ultrasónica) inspección de cada una de las cuatro primeras soldaduras, disminuyendo a 10% de las uniones restantes. Criterio de aceptación - Tabla 6.2. Soldaduras de Filete - MT - Inspección del 10% de longitud de cada soldadura. Criterio de aceptación - Tabla 6.1.
Fabricación de la Estructura Cargada Cíclicamente: Tensión de empalmes a Tope - 100% UT (Prueba Ultrasónica), o 100% RT (Prueba Radiográfica) -Criterio de aceptación - UT: 6.13.2; RT: 6.12.2. Soldaduras de Esquina de Penetración Completa en Componentes Cargados Axialmente: Esfuerzo de Tensión - 100% UT, Patrones de Exploración D o E - Criterio de Aceptación - Tabla 6.3. Esfuerzos de Compresión - 25%, UT, Movimientos para Scanning A, B o C. Criterio de Aceptación - Tabla 6.1. Soldaduras de Filete - MT - Inspección del 10% de la longitud de cada soldadura. Criterio de aceptación - Tabla 6.12.2. o Rechazo de cualquier porción de una soldadura inspeccionada sobre una base menor que 100% requerirá inspección del 100% de esa soldadura. o Rechazo de cualquier porción de una soldadura inspeccionada basándose en la longitud parcial, requerirá de inspección de la longitud establecida en cada lado de la irregularidad.
325
Anexo D Calificación del Equipo UT (Prueba Ultrasónica) y Formularios de Inspección
(Este anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural de Acero, pero está incluido solo para
propósitos de información)
Este Anexo contiene ejemplos para el uso de los 3 formularios, D-8, D-9 y D-10 para el registro de información de
Pruebas Ultrasónicas. Cada ejemplo de los formularios D-8, D-9 y D-10 muestran cómo deben utilizarse en la inspección UT
de las soldaduras. El formulario D-11 es para informar los resultados de la inspección UT de soldaduras.
326
Informe de Calibración de la Unidad Ultrasónica - AWS
Modelo de Unidad Ultrasónica Número de Serie
Tamaño de la Unidad de Investigación Tipo Frecuencia MHz
Fecha de Calibración Intervalo Método
Número de Serie del Bloque Información Como se encontró Como se ajustó
Instrucciones Complementarias
���� Empezar con el nivel más bajo de dB que usted pueda para lograr 40 por ciento de la indicación de altura de pantalla, directamente sobre la sección de 2 pulgadas del Bloque DS. Agregar 6dBs y registrar esta lectura dB de altura de pantalla “a” y “b” como el punto de partida en la tabla de tabulación.
���� Después de registrar estos valores en las filas "a" y "b" deslice el transductor para lograr una nueva altura del visor de
40%. Sin mover el transductor agregue 6 dB y registre la nueva lectura de dB y la nueva altura del visor en la fila apropiada. Repita este paso cuantas veces lo permita la unidad.
���� Encuentre valores promedio en pantalla de la columna "b" al no considerar las 3 primeras y las últimas 3 tabulaciones.
Utilice esto como %2 al calcular la lectura correcta. ���� La siguiente ecuación sirve para calcular la columna "c":
%1 es la fila "b"
%2 es el promedio de la fila "b", sin considerar la primera y las últimas tres tabulaciones.
dB1 es fila "a"
dB2 es fila "c"
���� El valor errático de dB "d" se establece al restar la fila "c" de la fila "a": (a - b = d). ���� El valor errático colectivo de dB "e", se establece al empezar con el valor errático de dB "d" más cerca al 0.0,
agregando colectivamente los valores erráticos horizontales de dB "d", colocando los subtotales en la fila "e". ���� Moviendo horizontalmente a izquierda y derecha la línea Promedio %, encuentre el espacio en el cual las cifras de
valor errático colectivo de dB mayores y menores permanezcan en o sobre 2 dB. Cuente el número de espacios horizontales de movimiento, reste uno y multiplique los restantes por seis. Este valor dB es el rango aceptable de la unidad.
���� Para establecer el rango gráficamente aceptable, el Formulario D-8 debería usarse en conjunto con el Formulario D-9,
como se muestra a continuación: (1) Aplicar los valores colectivos erráticos dB "e" verticalmente en la desviación horizontal que coincida con los valores de
lectura de dB "a". (2) Establecer una línea curva que pase a través de esta serie de puntos. (3) Aplicar una ventana horizontal de 2 dB sobre esta curva colocada verticalmente, para que la sección más larga se
involucre completamente dentro de la altura de Error de 2 dB. (4) Esta longitud de ventana representa el rango de dB aceptable de la unidad.
Fila Número 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
a Lectura de dB
b Altura del Visor
c Lectura Corregida
d Valor errático de dB
e Valor errático colectivo de dB
Exactitud Requerida: Rango mínimo permitido es %2 (Promedio) %
El equipo es: Aceptable para su uso / No es aceptable para su uso / Fecha límite de recalibración
Rango total calificado ____ dB a ____ dB = dB Error total ___ dB (del gráfico de arriba)
Rango total calificado ____ dB a ____ dB = dB Error total ____ dB (del Formulario D-9)
Calibrado por Nivel Ubicación
Formulario D-8
110
0
200
2 20 dBregistrodB +���
����
�×=
327
Informe de Calibración de la Unidad Ultrasónica - AWS
Modelo de la Unidad Ultrasónica USN-50 Número de Serie 47859-5014
Tamaño de la Unidad de Inspección 1" Redonda Tipo SAB Frecuencia 2.25 MHz
Fecha de Calibración 17 de Junio 1996 Intervalo 2 Meses Método AWS D1.1
Número de Serie del Bloque 1234-5678 Información XX Como se encontró Como se ajustó
Instrucciones Complementarias
���� Empezar con el nivel más bajo de dB que usted pueda para lograr 40 por ciento de la indicación de altura de pantalla, directamente sobre la sección de 2 pulgadas del Bloque DS. Agregar 6dBs y registrar esta lectura dB de altura de pantalla “a” y “b” como el punto de partida en la tabla de tabulación.
���� Después de registrar estos valores en las filas "a" y "b" deslice el transductor para lograr una nueva altura del visor de
40%. Sin mover el transductor agregue 6 dB y registre la nueva lectura de dB y la nueva altura del visor en la fila apropiada. Repita este paso cuantas veces lo permita la unidad.
���� Encuentre valores promedio en pantalla de la columna "b" al no considerar las 3 primeras y las últimas 3 tabulaciones.
Utilice esto como %2 al calcular la lectura correcta. ���� La siguiente ecuación sirve para calcular la columna "c": %1 es la fila "b"
%2 es el promedio de la fila "b", sin considerar la primera y las últimas tres tabulaciones.
dB1 es fila "a"
dB2 es fila "c"
���� El valor errático de dB "d" se establece al restar la fila "c" de la fila "a": (a - b = d). ���� El valor errático colectivo de dB "e", se establece al empezar con el valor errático de dB "d" más cerca al 0.0,
agregando colectivamente los valores erráticos horizontales de dB "d", colocando los subtotales en la fila "e". ���� Moviendo horizontalmente a izquierda y derecha la línea Promedio %, encuentre el espacio en el cual las cifras de
valor errático colectivo de dB mayores y menores permanezcan en o sobre 2 dB. Cuente el número de espacios horizontales de movimiento, reste uno y multiplique los restantes por seis. Este valor dB es el rango aceptable de la unidad.
���� Para establecer el rango gráficamente aceptable, el Formulario D-8 debería usarse en conjunto con el Formulario D-9,
como se muestra a continuación: (5) Aplicar los valores colectivos erráticos dB "e" verticalmente en la desviación horizontal que coincida con los valores de
lectura de dB "a". (6) Establecer una línea curva que pase a través de esta serie de puntos. (7) Aplicar una ventana horizontal de 2 dB sobre esta curva colocada verticalmente, para que la sección más larga se
involucre completamente dentro de la altura de Error de 2 dB. (8) Esta longitud de ventana representa el rango de dB aceptable de la unidad.
Fila Número 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
A Lectura de dB
B Altura del Visor
C Lectura Corregida
d Valor errático de dB
e Valor errático colectivo de dB
Exactitud Requerida: Rango mínimo permitido es 60dB %2 (Promedio) %
El equipo es: Apropiado para su uso No es apropiado para su uso Fecha límite de recalibración
Rango total calificado dB a dB = dB Error total dB (desde el gráfico anterior)
Rango total calificado dB a dB = dB Error total dB (desde el Formulario D-9)
Calibrado por Nivel Ubicación
Formulario D-8
Figura D-1-- Ejemplo del uso del Formulario D-8 para la Certificación de la Unidad UT
110
0
200
2 20 dBregistrodB +���
����
�×=
328
ERROR dB COLECTIVO e EVALUACIÓN DEN LA EXACTITUD dB
LECTURA dB a
FORMULARIO D-9
FORMULARIO D-9
329
EJEMPLO DEL USO DEL FORMULARIO D-9
EVALUACIÓN DE EXACTITUD DE dB
ERROR COLECTIVO DE Db e
VENTANA DE 2 dB
LECTURA dB a
RANGO ACEPTABLE DE dB -70dB FORMULARIO D-9
LA CURVA EN EL EJEMPLO DEL FORMULARIO D-9 SE DERIVA DE LOS CÁLCULOS DEL FORMULARIO D-8 (FIGURA D-1).
EL AREA SOMBREADA EN LA FIGURA D-2 MUESTRA EL AREA SOBRE LA CUAL LA UNIDAD DE EJEMPLO CALIFICA PARA ESTE CÓDIGO.
NOTA GENERAL: LA PRIMERA LINEA DE EJEMPLO DEL USO DEL FORMULARIO D-8 SE MUESTRA EN ESTE EJEMPLO.
Figura D-2 -- Ejemplo del Uso del Formulario D-9
330
331
NOMOGRAFO DE LOS VALORES DE DECIBELES (ATENUACIÓN O GANANCIA)
A B C
Porcentaje ó Voltaje del Visor Pivote Atenuación / Ganancia de Decibeles
Formulario D-10
Nota General: Ver 6.30.2.3 para instrucciones sobre el uso de este nomografo.
Formulario D-10
332
Notas:
1. La lectura de 6 dB y la escala del 69% se derivan de lectura del instrumento y se transforman en dB1 "b" y %1 "c"
respectivamente.
2. %2 es 78 - constante.
3. dB2 (el cual es corregido dB "d") es igual a 20 veces X registro (78/69) + 6 o 7.1.
EL USO DEL NOMOGRAFO EN LA RESOLUCIÓN DE LA NOTA 3 ES TAL COMO SE MUESTRA EN EL SIGUIENTE
EJEMPLO.
NOMOGRAFO DE LOS VALORES DE DECIBELES (ATENUACIÓN O GANANCIA)
A B C
78% PROMEDIO
PIVOTE
. Porcentaje ó Voltaje del Visor Pivote Atenuación / Ganancia de Decibeles
FORMULARIO D-10
Notas Generales: Procedimiento para el uso del Nomografo:
���� Extenda una línea recta entre la lectura de decibeles de la fila "a" aplicada a la escala C y el porcentaje correspondiente de la fila "b" aplicada a la escala A.
���� Use el punto donde la línea recta de arriba cruza sobre la línea pivote B, como una línea pivote para una segunda línea recta.
���� Extienda una segunda línea recta desde el punto de señal promedio en la escala A, a través del punto pivote desarrollado arriba, y hacia la escala C de dB.
���� Este punto en la escala C es un indicador del dB corregido para usarlo en la fila "c".
Figura D-3 -- Ejemplo del uso del Formulario D-10
333
Formulario D-11
Informe UT (Prueba Ultrasónica) de las Soldaduras
Proyecto Informe no.
Identificación de la Soldadura Espesor del material Unión de Soldaduras AWS Proceso de Soldadura Requerimientos de Calidad -- Sección no. Comentarios
Decibeles Irregularidades Distancia Comentarios Desde X Desde Y
Nosotros, los que firmamos a continuación, certificamos que las declaraciones en este informe son correctas y que las soldaduras fueron preparadas y probadas in conformidad con los requerimientos de la Sección 6, Parte F del AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural - Acero. Fecha de la Prueba Fabricante o Contratista
Inspeccionado por Autorizado por
Fecha
Nota General: Este Formulario es aplicable a la Sección 2, Partes B o C (Estructuras No Tubulares Cargadas Estáticamente
y Cíclicamente). NO usar este formulario para Estructuras Tubulares (Sección 2, Parte D).
Formulario D-11
334
Notas Generales:
���� Para lograr el Valor "d"
1. Con instrumentos con control de ganancia, use la formula a-b-c=d.
2. Con instrumentos con control de atenuación, use la formula b-a-c=d.
3. Un signo más o menos (+ o -) deberá acompañar la figura "d", a menos que "d" sea igual a cero.
���� La distancia desde X se usa para la descripción de la ubicación de la discontinuidad de una soldadura en una dirección
perpendicular a la línea de referencia de la soldadura. A menos que esta cifra sea cero, un signo más o menos (+o-)
deberá acompañarla.
���� La distancia desde Y se usa para la descripción de la localización de una irregularidad de una soldadura en una
dirección paralela a la línea de referencia de la soldadura. Esta cifra se logra al medir la distancia desde el extremo "Y"
de la soldadura al principio de dicha irregularidad.
���� La evaluación de las Áreas de Soldaduras Reparadas Reexaminadas deberá ser tabulada en una nueva línea del
informe del formulario. Si se usan formularios adicionales, el número R deberá anteponerse al número R del informe.
Nota:
1. Usar Lado (Pierna) I, II, III. Ver el glosario de términos (Anexo B).
333
Anexo E
Formularios de Soldaduras de Muestra
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural - Acero, pero esta incluido solo para
propósitos de información)
Este anexo contiene seis formularios que el
Comité de Soldadura Estructural ha aprobado para el
registro de calificación del WPS, la calificación del
soldador, la calificación del operador de la soldadura, y
la información de la calificación del pinchador requerida
por este código. También se incluyen formularios de
informe de laboratorio para registrar los resultados de las
NDT (Pruebas No Destructivas) de las soldaduras.
Se recomienda que las calificaciones y la
información de las NDT requeridas por este código sean
registradas en estos formularios o en formularios
similares, los cuales deben ser preparados por el
usuario. Se permiten variaciones de estos formularios
que se ajusten a las necesidades del usuario. Estos
formularios están disponibles desde AWS.
E1. Comentario sobre el Uso de los Formularios E1
(Anterior) y E1 (Posterior)
El Formulario E1 puede usarse para registrar
información, ya sea un WPS o un PQR. El usuario debe
indicar sus aplicaciones en los rectángulos apropiados, o
el usuario puede elegir eliminar los encabezados
inapropiados.
Los formularios WPS y PQR deben ser
firmados por el Fabricante o por el Contratista.
Para los detalles de soldadura en los WPS, un
gráfico o una referencia sobre detalle de la unión
precalificada aplicable puede utilizarse (Ejemplo B-U4a).
E2. Precalificada
Los WPS pueden ser precalificados en
conformidad con todas las estipulaciones de la Sección
3 en cuyo caso se requiere sólo el documento de una
página: Formulario E1.
E3. Formulario de Ejemplo
Ejemplos de los WPS y PQR completados han
sido incluidos para propósitos de información. Los
nombres son ficticios y los datos de las pruebas no
provienen de una prueba real y no deben ser usados. El
Comité confía en que los ejemplos ayudarán a los
usuarios para producir documentación aceptable.
E4. Calificado a través de Pruebas
Los WPS deben ser calificados por pruebas en
conformidad con las estipulaciones de la Sección 4. En
este caso, se requiere un PQR de respaldo además del
WPS. Para el formulario E1 PQR, (anterior) puede ser
nuevamente usado con el cambio de encabezados
apropiados. También, el formulario E1 (Posterior), puede
ser usado para el registro de los resultados de la prueba
y la certificación de las declaraciones.
Para los WPS, establezca los rangos
permitidos calificados mediante pruebas o fije las
variables esenciales de tolerancia apropiada (Ejemplo,
250 amps ± 10%).
Para los PQR, deberán registrarse los datos
reales de la unión y los valores de las variables
esenciales utilizadas en las pruebas.
Una copia del Informe de Prueba de Fresado
para el material deberá incluirse. También, deberán
incluirse informes de los datos de las pruebas de
laboratorio como información de respaldo.
La inclusión de los ítems no requeridos por el
Código es opcional; sin embargo; ellos pueden ser
utilizados en la reparación (o puesta a punto) del equipo
o en la comprensión de los resultados de la prueba.
334
ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) SI
PRECALIFICADO CALIFICADO POR PRUEBA
O REGISTRO DE CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS (PQR) SI
Nombre de la Compañía Proceso(s) de Soldadura Número(s) de PQR de Apoyo
DISEÑO DE UNIÓN USADO Tipo: Simple Doble Soldadura Backing: Si No
Material de Backing: Abertura de la Raíz Dimensión de Cara de la Raíz Angulo de Ranura: Radio (J-U)
Torchado: Si NO Método METALES BASE Especificación de Materiales Tipo o Grado Grosor: Ranura Filete Diámetro (Tubería)
METALES DE APORTE Especificación AWS Clasificación AWS PROTECCION
Fundente Composición Fundente Electrodo (Clase) Ritmo de Flujo
Tamaño del colector de gas Temp. Precalentamiento, Min.
Temp. entre pasadas, Min.
Número de Identificación Revisión Fecha Por Autorizado por Fecha Tipo – Manual Semi-Automático Máquina Automática POSICIÓN Posición de Ranura Filete Progreso Vertical Arriba Abajo CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia GMAW Corte circuito Globular Rociado Corr. AC DCEP DCEN Pulsada Electrodo de Tungsteno (GTAW) Tamaño Tipo TÉCNICA Nervadura ó Cordón tipo tejido Pasada Múltiple o Pasada única (por lado) Número de Electrodos
Espacio entre electrodos Longitudinal Lateral Ángulo Tubo de Contacto para distancia Martillado Limpieza entre pasadas TRATAMIENTO TÉRMICO POST SOLDADURA Temperatura Tiempo
Procedimiento de Soldadura
Paso ó Materiales de Aporte Corriente Velocidad
Capa(s) de Tipo y Amp. Ó Vel. De de
Soldadura Proceso Clase Diámetro Polaridad Ali. del alambre Voltaje Avance Detalles de Uniones
Formulario E-1
335
ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) SI
PRECALIFICADO CALIFICADO POR PRUEBA
O REGISTRO DE CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS (PQR) SI
Nombre de la Compañía Lenco Proceso(s) de Soldadura Saw Número(s) de PQR de Apoyo Precalificado
DISEÑO DE UNIÓN USADO Tipo: Simple x Doble Soldadura Backing: Si No x
Material de Backing: ASTM A 36 Abertura de la Raíz 5/8” Dimensión de Cara de la Raíz Angulo de Ranura: 20° Radio (J-U)
Torchado: Si NO x Método METALES BASE Especificación de Materiales ASTM A 36 Tipo o Grado Grosor: Ranura 1” Filete Diámetro (Tubería)
METALES DE APORTE Especificación AWS A5.17 Clasificación AWS EM12K PROTECCION
Fundente 860 Composición Fundente Electrodo (Clase) Ritmo de Flujo
F7A2-EM12K Tamaño del colector de gas Temp. Precalentamiento, Min. 150°F
Temp. entre pasadas, Min. 150°F 350°F
Número de Identificación W2081 Revisión 2 Fecha 1-3-89 Por R, García Autorizado por P Ruíz Fecha 2-3-89 Tipo – Manual Semi-Automático Máquina x Automática POSICIÓN Posición de Ranura 1 G Filete Progreso Vertical Arriba Abajo CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia GMAW Corte circuito Globular Rociado Corr. AC DCEP x DCEN Pulsada Electrodo de Tungsteno (GTAW) Tamaño Tipo TÉCNICA Nervadura ó Cordón tipo tejido Pasada Múltiple o Pasada única (por lado) Número de Electrodos 1
Espacio entre electrodos Longitudinal Lateral Ángulo Tubo de Contacto para distancia 1- ¼” Martillado Limpieza entre pasadas TRATAMIENTO TÉRMICO POST SOLDADURA Temperatura Tiempo
Procedimiento de Soldadura
Paso ó Materiales de Aporte Corriente Velocidad
Capa(s) de Tipo y Amp. Ó Vel. De de
Soldadura Proceso Clase Diámetro Polaridad Ali. del alambre Voltaje Avance Detalles de Uniones
Formulario E-1
336
ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) SI
PRECALIFICADO CALIFICADO POR PRUEBA
O REGISTRO DE CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS (PQR) SI
Nombre de la Compañía RED Inc. Proceso(s) de Soldadura FCAW Número(s) de PQR de Apoyo PRECALIFICADO
DISEÑO DE UNIÓN USADO Tipo: A TOPE Simple x Doble Soldadura Backing: Si No
Material de Backing: ASTM A131A Abertura de la Raíz 1/4 “ Dimensión de Cara de la Raíz Angulo de Ranura: 52-1/2” Radio (J-U)
Torchado: Si NO X Método METALES BASE Especificación de Materiales ASTM A 131 Tipo o Grado A Grosor: Ranura 1” Filete Diámetro (Tubería)
METALES DE APORTE Especificación AWS A5.20 Clasificación AWS E71T-1 PROTECCION
Fundente CO2 Composición 100% CO2 Fundente Electrodo (Clase) Ritmo de Flujo 45CFH
Tamaño del colector de gas N° 4 Temp. Precalentamiento, Min. 75°
Temp. entre pasadas, Min. 75° 350°F
Número de Identificación PQR 231 Revisión 1 Fecha 12-1-87 Por M. Cid Autorizado por J. Soto Fecha 18-1-88 Tipo – Manual Semi-Automático x Máquina Automática POSICIÓN Posición de Ranura O.H. Filete Progreso Vertical Arriba Abajo CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia GMAW Corte circuito Globular x Rociado Corr. AC DCEP x DCEN Pulsada Electrodo de Tungsteno (GTAW) Tamaño Tipo TÉCNICA Nervadura ó Cordón tipo tejido NERVADURA Pasada Múltiple o Pasada única (por lado) PASADAS Número de Electrodos 1
Espacio entre electrodos Longitudinal Lateral Ángulo Tubo de Contacto para distancia 3/4 1” Martillado Limpieza entre pasadas ESCORIA REMOVIDA TRATAMIENTO TÉRMICO POST SOLDADURA Temperatura Tiempo
Procedimiento de Soldadura
Paso ó Materiales de Aporte Corriente Velocidad
Capa(s) de Tipo y Amp. Ó Vel. De de
Soldadura Proceso Clase Diámetro Polaridad Ali. del alambre Voltaje Avance Detalles de Uniones
Formulario E-1
337
ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) SI
PRECALIFICADO CALIFICADO POR PRUEBA
O REGISTRO DE CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS (PQR) SI
Nombre de la Compañía RED Inc. Proceso(s) de Soldadura FCAW Número(s) de PQR de Apoyo PQR 231
DISEÑO DE UNIÓN USADO Tipo: A TOPE Simple x Doble Soldadura Backing: Si No
Material de Backing: ASTM A131A Abertura de la Raíz 1/4 “ Dimensión de Cara de la Raíz Angulo de Ranura: 52-1/2” Radio (J-U)
Torchado: Si NO X Método METALES BASE Especificación de Materiales ASTM A 131 Tipo o Grado A Grosor: Ranura 1” Filete Diámetro (Tubería)
METALES DE APORTE Especificación AWS A5.20 Clasificación AWS E71T-1 PROTECCION
Fundente CO2 Composición 100% CO2 Fundente Electrodo (Clase) Ritmo de Flujo 45-55CFH
Tamaño del colector de gas N° 4 Temp. Precalentamiento, Min. 60°
Temp. entre pasadas, Min. 60° 350°F
Número de Identificación PQR 231 Revisión 1 Fecha 12-1-87 Por M. Cid Autorizado por J. Soto Fecha 18-1-88 Tipo – Manual Semi-Automático x Máquina Automática POSICIÓN Posición de Ranura O.H. Filete Progreso Vertical Arriba Abajo CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia GMAW Corte circuito Globular x Rociado Corr. AC DCEP x DCEN Pulsada Electrodo de Tungsteno (GTAW) Tamaño Tipo TÉCNICA Nervadura ó Cordón tipo tejido NERVADURA Pasada Múltiple o Pasada única (por lado) PASADAS Número de Electrodos 1
Espacio entre electrodos Longitudinal Lateral Ángulo Tubo de Contacto para distancia 1/2- 1” Martillado Limpieza entre pasadas ESCORIA REMOVIDA TRATAMIENTO TÉRMICO POST SOLDADURA Temperatura Tiempo
Procedimiento de Soldadura Paso ó Materiales de Aporte Corriente Velocidad
Capa(s) de Tipo y Amp. Ó Vel. De de
Soldadura Proceso Clase Diámetro Polaridad Ali. del alambre Voltaje Avance Detalles de Uniones
Todas
338
Registro de Calificación del Procedimiento #
Resultados de la Prueba
PRUEBA DE TENSION
Muestra No. Ancho Espesor Area Carga última de
tensión lb
Tensión última
de la unidad,
psi
Carácter de la
falla y
localización
PRUEBA DE DOBLADO GUIADA
Espécimen
No. Tipo de doblado Resultado Comentarios
INSPECCIÓN VISUAL
Apariencia Examen Radiográfico - Ultrasónico
Socavamiento Informe RT (radiográfica) Resultado Porosidad de la tubería Informe UT (ultrasónica) Resultado Convexidad RESULTADOS DE LA PRUEBA DE SOLDADURA DE FILETE Fecha de la Prueba Tamaño mínimo de pasada múltiple Máx de pasada única Presenciado por Macrografía Macrografía
Otras Pruebas Prueba de tensión de todo el metal de soldadura
Carga límite de rotura, psi Punto límite de fluencia, psi Elongación en 2 pulgadas, % Prueba de laboratorio no.
Nombre del Soldador Reloj no. Sello no.
Pruebas efectuadas por
Número de prueba
Por Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que lo establecido en este registro está correcto y que las soldaduras de prueba fueron preparadas soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de la Sección 4 de AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural Acero. Firma (Fabricante ó Contratista) Por
Título
Fecha Formulario E-1 (Atrás)
339
Registro de Calificación del Procedimiento #
Resultados de la Prueba
PRUEBA DE TENSION
Muestra No. Ancho Espesor Area Carga última de
tensión lb
Tensión última
de la unidad,
psi
Carácter de la
falla y
localización
Dúctil
Dúctil
PRUEBA DE DOBLADO GUIADA
Espécimen
No. Tipo de doblado Resultado Comentarios
De lado Pasó
De lado Pasó Pequeño (<1/16”) abertura aceptable
De lado Pasó
De lado Pasó
INSPECCIÓN VISUAL
Apariencia ACEPTABLE Examen Radiográfico - Ultrasónico
Socavamiento ACEPTABLE Informe RT (radiográfica) D231 Resultado APROBADO Porosidad de la tubería NINGUNA Informe UT (ultrasónica) Resultado Convexidad NINGUNA RESULTADOS DE LA PRUEBA DE SOLDADURA DE FILETE Fecha de la Prueba 12-3-2002 Tamaño mínimo de pasada múltiple Máx de pasada única Presenciado por J. CID Macrografía Macrografía
Otras Pruebas Prueba de tensión de todo el metal de soldadura
Carga límite de rotura, psi 83,100 Punto límite de fluencia, psi 72,100 Elongación en 2 pulgadas, % 28 Prueba de laboratorio no. PW 231
Nombre del Soldador JUAN SOTO Reloj no. 261 Sello no.
Pruebas efectuadas por Examen Radiográfico - Ultrasónico
Número de prueba PQR 231
Por PEDRO BELLO Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que lo establecido en este registro está correcto y que las soldaduras de prueba fueron preparadas soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de la Sección 4 de AWS D1.1/D1.1M, (__2002__) Código de Soldadura Estructural Acero. Firma RED INC. (Fabricante ó Contratista) Por R.M.
Título Q.C. Mgr
Fecha 15-12-2002 Formulario E-1 (Atrás)
340
ANEXO E AWS D1.1/D1.1M:2002 REGISTRO DE LA PRUEBA DE CALIFICACIÓN DEL WPS PARA SOLDADURAS (ELECTROCSLAG) Y ELECTROGAS
ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO RESULTADOS DE LA PRUEBA
Especificación del material Prueba del tensor de sección - reducida Proceso de soldadura Carga límite de rotura, psi Posición de la soldadura Especificación del metal de aporte Clasificación del metal de aporte
Metal de aporte Prueba de tensión de todo el metal de soldadura Fundente
Gas de protección Velocidad flujo Fuerza del tensor, psi Punto de rocío del gas Punto límite de fluencia, psi El rango del espesor que esta prueba califica Elongación en 2 pulgadas, % Pasada múltiple o única Arco múltiple o único Pruebas de doblado de lado Corriente de Soldadura Temperatura de precalentamiento Temperatura de postcalentamiento Nombre del soldador
Informe RT (radiográfica) N° Informe UT (ultrasónica) N°
INSPECCIÓN VISUAL (Tabla 6.1, limitaciones cargadas cíclicamente) Apariencia Pruebas de impacto Socavamiento Tamaño del espécimen °t de la prueba Porosidad de la tubería Promedio Fecha de la prueba Alta Baja Presenciada por Prueba de laboratorio no.
PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
Corriente de Soldadura Número
de
pasada
Tamaño
del
electrodo Amperes Volts
Detalle de la Unión
Fundente del tubo – guía
Composición del tubo – guía
Diámetro del tubo - guía
Velocidad de incremento vertical
Longitud transversal
Velocidad transversal
Breve parada de movimiento
Tipo de zapata de patrón
Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que lo establecido en este registro está correcto y que las soldaduras de prueba fueron preparadas, soldadas y examinadas en conformidad con los requerimientos de la Sección 4 del AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural Acero.
N° Procedimiento Fabricante o Contratista
N° de la Revisión Autorizado por
Fecha
Formulario E-3
341
REGISTRO DE PRUEBA DE CALIFICACIÓN DEL SOLDADOR, DEL OPERADOR DE LA SOLDADURA, O DEL PINCHADOR
Tipo de Soldador
Nombre No. Identificación N° Especificación del procedimiento de Soldadura Revisión Fecha
Registrar Valores Actuales Rango de Calificación
Variables Usados en la Calificación
Proceso/Tipo [Tabla 4.11, Item (1)] Electrodo (simple o múltiple) [Tabla 4.11 Item (8)] para Corriente / Polaridad Posición [Tabla 4.11, Item (4)] Progreso de la soldadura [Tabla 4.11 Item (6)] Backing (SI o NO) [Tabla 4.11, Item (7)] Especificaciones / Material Metal Base Espesor: (Plancha) Ranura Filete Espesor: (Cañería/Tubería) Ranura Filete Diámetro: (Tubería) Ranura Filete Metal de Aporte [Tabla 4.11, Item (3)] Número de Especificación Clase F- No. [Tabla 4.11, Item (2)] Tipo Gas/Fundente [Tabla 4.11, Item (3)] Otro
INSPECCIÓN VISUAL(4.8.1)
Aceptable SI o NO
Resultados de la prueba de Doblado Guiada (4.8.1)
Tipo Resultado Tipo Resultado
Resultados Prueba de Filete (4.30.2.3 y 4.30.4.1)
Apariencia Tamaño del Filete
Fractura en prueba de penetración de raíz Macrografía
(Describir la Ubicación, naturaleza, y tamaño de cualquier grieta o desgarro del espécimen)
Inspeccionado por ____________________ Número de la Prueba _________________ Organización Fecha
RESULATDOS DE LA PRUEBA RADIOGRÁFICA (4.30.3.1)
Numero de Número de
Identificación Identificación
de la película Resultados Comentarios de la película Resultados Comentarios
Interpretado por _____________________ Número de la Prueba _________________ Organización _____________________ Fecha _____________________________ Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que se establece en este registro es correcto y que las soldaduras de prueba fueron preparadas, soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de la Sección 4 de AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural Acero. Fabricante o Contratista _____________ Autorizado por _______________________
Formulario E-4 _____________________ Fecha ______________________________
342
INFORME DE EXAMEN RADIOGRAFICO DE SOLDADURAS
Proyecto
Requerimientos de calidad - Sección No. Informado para
LOCALIZACIÓN DE LA SOLDADURA Y BOSQUEJO DE IDENTIFICACIÓN
Técnica Fuente Película a la fuente Tiempo de exposición Pantallas Tipo de película
(Descripción de longitud, ancho y espesor de todas las uniones radiografiadas)
Interpretación Reparaciones Fecha
Identificación
de la
Soldadura
Area Aceptado Rechazado Aceptado Rechazado
Comentarios
Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que lo establecido en este registro es correcto y que las soldaduras de prueba fueron preparadas, soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural Acero. Radiografo(s) ________________________ Fabricante o Contratista _______________
Interprete ________________________ Autorizado por _______________________
Fecha de la prueba ________________________ Fecha ______________________________
Formulario E-7
343
INFORME DE EXAMEN DE PARTICULAS MAGNETICAS DE SOLDADURAS
Proyecto
Requerimientos de calidad - Sección No. Informado para
LOCALIZACIÓN DE LA SOLDADURA Y BOSQUEJO DE IDENTIFICACIÓN
Cantidad: ________________ Total Aceptado: __________________ Total Rechazado: ____________
Area examinada Interpretación Reparaciones Fecha
Identificación
de la
Soldadura Completa Especifica Aceptado Rechazado Aceptado Rechazado
Comentarios
PRE - EXAMINACIÓN
Preparación de la Superficie: _________________________________________________________________________
EQUIPO
Marca del Instrumento: ________________________________ Modelo: ____________ S. No.: __________
METODO DE INSPECCION
Seco Húmedo Visible Fluorescente Como se aplicaron los medios:
Residual Continuo Línea recta - Continua AC DC Media Ondulación Prod Par Env. de Cable Otro
Dirección para Campo: Circular Longitudinal Fuerza de Campo:____________________________________________________________________________________ (Contra – amperios - vueltas, densidad del campo, fuerza magnetizadora, número y duración de la aplicación de fuerza.)
POST EXAMINACIÓN
Técnica Desmagnetizadora (Si es que se requiere): _________________________________________________________
Limpieza (Si es que se requiere): _______________________ Método de Marcado: ____________________________
Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que los planteamientos en este registro son correctos y que las soldaduras de prueba fueron preparadas, soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural Acero. Inspector _________________________________ Fabricante o Contratista ______________
Nivel _____________________________________ Autorizado por ______________________
Fecha de la prueba _________________________ Fecha _____________________________
Formulario E-8
344
ESPECIFICACION DEL PROCEDIMIENTO (WPS) DE LA SOLDADURA STUD SI
O REGISTRO DE CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO (PQR) SI
O REGISTRO DE LA CALIFICACION DEL SOLDADOR (WQR) SI
Nombre de la Compañía _______________________ Número de la Prueba _______________________
Número(s) de apoyo del PQR _______________________ Número de revisión _______ Fecha ___________
Nombre del Operador ________________________ Por _____________________________________
Material STUD ________________________________ Autorizado por __________ Fecha ___________
Especificaciones del material ________________________ Material base
Diámetro de la base de la soldadura ________________ Especificación _____________________________
Bosquejo del Perno Base/Detalle de la Aplicación Aleación y temple __________________________
No. del grupo ____ Condición de la Superficie HR CR
Gráfico de la base del STUD Revestimiento ______________________________
Método de Limpieza __________________________
Calibración de la plataforma ____________________
Forma
Plana Redonda Tubo Angular
Espesor ___________________________________
Casquillo
Número de la parte __________________________
Datos de la Maquina Descripción del casquillo ______________________
Fuente de poder Posición
Marca ________ Modelo ________________________ (Overhead)) _____ (Downhand) _____ (Sidehand) __
Modelo de la maquina de taponear STUDS____________ Angular _______ grados de lo normal ___________
Tiempo de soldadura Seg. ___ Ciclos ________________ Angulo del hierro __Radio interior__Talón del ángulo_
Corriente _______ ±5% OCV ______________________
Polaridad ___________ Elevación ___________________ Gas de protección
Torno elevador __________________________________ Gas(es) de protección _________________________
Tamaño del alambre de la soldadura ____ Largo ________ Composición ________________________________
N°de puestos a tierra (conductores de la pieza de trabajo) ___ Proporción de flujo ____________________________
RESULTADOS DE LA PRUEBA DE SOLDADURA
STUD
No. Aceptación Visual
Prueba de doblado
Opción # 1
Prueba de Tensión
Opción # 2
Prueba de Torque
Opción # 3
∗Nota: La prueba de torque es opcional solo para abrazaderas hiladas.
Pruebas mecánicas efectuadas por___________ (Compañía) ________________ Fecha
Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que lo establecido en este registro es correcto, y que las soldaduras de prueba fueron preparadas soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de la Sección 7 de AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural de Acero. Firmado por ___(Contratista/Aplicador)___ Título___________________________ Fecha ____________________ Formulario E-9
345
345
Anexo F
Pauta para la Preparación de Estudios Técnicos para el Comité de Soldadura Estructural
(Este Anexo no es parte de AWS (American Welding Steel) D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural - Acero, pero está incluido sólo para propósitos de información)
F1. Introducción La Junta de Directores de AWS ha
adoptado una política por medio de la cual todas las
interpretaciones oficiales de las normas AWS serán
manejadas de una manera formal. Bajo esta política, todas
las interpretaciones son hechas por el comité el cual es
responsable de las normas. La comunicación oficiales acerca
de una interpretación se hacen a través de un miembro del
personal de AWS que trabaja con ese comité. La política
requiere que todos los estudios que requieren una
interpretación, sean enviados por escrito. Dichos estudios
serán manejados de forma tan expedita como sea posible,
pero debido a la complejidad del trabajo y a que los
procedimientos que deben seguirse, algunas interpretaciones
podrían requerir un tiempo considerable.
F2. Procedimiento
Todas las interrogantes deben ser dirigidas a:
Managing Director, Technical Services
American Welding Society
550 N.W. LeJeune Road
Miami, FL 33126
Todas las interrogantes deben contener el nombre,
dirección y afiliación del Consultor, y deberán entregar
suficiente información para que el Comité comprenda
totalmente la duda en la pregunta. Donde este punto no esté
claramente definido, la consulta será devuelta para
clarificarla. Para un manejo eficiente, todas las preguntas
deben ser mecanografiadas y deben estar también en el
formato utilizado aquí.
F2.1. Alcance. Cada pregunta deberá dirigirse a sólo una
estipulación del Código, a menos que el punto de la pregunta
involucre dos o más estipulaciones interrelacionadas. Esa
estipulación deberá ser identificada en el alcance de la
pregunta, junto con la edición del código que contiene las
estipulaciones, o la que el Consultor se esté refiriendo.
F2.2 Propósito de la Pregunta. El propósito de la pregunta
debe ser estipulado en esta parte de la pregunta. El propósito
puede ser el de obtener una interpretación de un
requerimiento del código, o el pedir la revisión de una
provisión en el código.
F2.3 Contenido de la Pregunta. La pregunta debe ser
concisa, pero completa, para permitir al Comité una
comprensión rápida y completa del punto de la pregunta. Los
bosquejos deben utilizarse cuando sea necesario y todos los
párrafos, cifras, y tablas (o el anexo), los cuales se incluyen en
la pregunta y deben ser citados. Si el punto de la pregunta es
lograr una revisión del código, la pregunta debe proporcionar
justificación técnica para esa revisión.
F2.4 Respuesta de la Sugerencia. La persona que pregunta
debe, como una contestación de la pregunta, manifestar una
interpretación de la estipulación que es el punto de la pregunta,
o la redacción de una revisión propuesta, si es eso lo que el
Consultor busca.
F3. Interpretación del Código de Provisiones
Las interpretaciones de las estipulaciones del código son
hechas por el Comité Estructural de Soldadura. El secretario
del Comité, remite todas las preguntas al presidente del Sub
Comité particular que tiene jurisdicción sobre la parte del
código dirigida por el Consultor. El Sub Comité revisa la
pregunta y la supuesta respuesta para determinar cual será la
respuesta a la pregunta. Siguiendo el desarrollo de la
pregunta del Sub Comité, la pregunta y la respuesta se
presentan a todo el Comité de Soldadura Estructural para su
revisión y aprobación. En la aprobación del Comité, la
interpretación deberá ser la oficial de la Sociedad, y el
secretario deberá transmitir la respuesta al Consultor y al
Welding Journal para su publicación.
F4. Publicación de las Interpretaciones
Todas las interpretaciones oficiales deberán aparecer en
Welding Journal.
F5. Preguntas Telefónicas
Las preguntas telefónicas a la Oficina Principal de AWS
concernientes al Código de Soldaduras Estructural deben estar
limitadas a preguntas de naturaleza general o asuntos
directamente relacionados con el uso del código. La política del
Directorio requiere que todos los miembros del personal de
AWS respondan a una petición telefónica de una interpretación
de cualquier norma AWS con la información de que tal
interpretación pueda ser obtenida sólo a través de una petición
escrita. El personal de la Oficina Principal puede, sin embargo,
remitir a la persona que está llamando a cualquiera de esos
consultores cuyos nombres están en los archivos de la Oficina
Principal de AWS.
346
F6. El Comité de Soldadura Estructural
Las actividades del Comité de Soldadura Estructural, en
consideración con las interpretaciones, están estrictamente
limitadas a las interpretaciones de las estipulaciones
existentes sobre la base de nueva información o tecnología.
Ni el Comité ni el personal están en posición de ofrecer
servicios interpretativos o de consulta en: (1) problemas
específicos de ingeniería, o (2) requerimientos del código
aplicados a construcciones fuera del alcance del código o
puntos cubiertos por el código. En tales casos, el Consultor
deberá buscar la ayuda de un ingeniero competente, con
experiencia en el campo de un interés particular.
347
Anexo G
Angulo Diedro Local
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para
propósitos de información)
348
180°
Soldadura
Ángulo Diedro
Valores de
Valores de
Valores de
Eje de soldadura a cualquier punto “P”
349
Valores de Valores de Valores de
Valores de
Valores de
Valores de
350
Valores de
Valores de
Valores de
Valores de
Valores de
Valores de
351
Valoreas de
Valores de
Valores de
Valores de Valoreas de
Vlores de
352
Anexo H Contenidos de WPS Precalificados
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información)
353
La soldadura precalificada requiere un WPS escrito dirigido a las siguientes subsecciones del código aplicables a
soldaduras preocupantes, además de los requerimientos para un WPS escrito, este código informa sobre muchos otros
requerimientos y limitaciones para la soldadura precalificada. La organización, que use soldaduras precalificadas, deberá
cumplir con todos los requerimientos relevantes.
La especificación del WPS deberá cumplir con las necesidades del usuario. Puede hacerse referencia a los ítems
con las tolerancias del armado estructural.
1.2 Limitaciones
2.3.1.4 Tamaño de la Soldadura Efectivo (Ranura -
Sobresaliente )
2.3.4.2 Tamaño máximo de la Soldadura de Filete en
Uniones de Traslape
2.3.3 Extremo de la Ranura
3.2.1 Uniones-T Inclinadas
3.3 Combinación Metal Base / Metal de Aporte
3.5 Requerimientos de Temperatura Mínima de
Precalentamiento y entre pasadas (todas las
subsecciones)
3.6 Limitación de Variables del WPS (todas las
subsecciones)
3.7 Requerimientos Generales del WPS
3.9.3 Requerimientos de Soldaduras de Filete –
Uniones en T inclinadas
3.10 Requerimientos de Soldaduras tipo tapón
redondo y tipo tapón alargado
3.12 Requerimientos PJP (todas las subsecciones)
3.13 Requerimientos de Soldadura de Ranura CJP
Porciones Cambios de la Variable Esencial del
PQR
Específicas Recalificación del WPS para SMAW,
de la Tabla SAW,
4.5 GMAV, FCAW, y GTAW
5.2.2 Metal Base para Soldaduras con planchas de
extensión, Backing, y Separadores
5.3.1.2 Conveniencia de la Clasificación de
Soldaduras (consumibles)
5.3.2 Electrodos SMAW
5.3.3 Electrodos y Fundentes SAW
5.3.4 Electrodos GMAW/FCAW
5.5 Variables del WPS
5.7 Entrada de calor para aceros Templados y
Revenidos
5.10 Backing (todas las subsecciones)
5.14 Tamaños Mínimos de la Soldadura de Filete
5.15 Preparación del Metal base (todas las
subsecciones)
5.22.1.1 Superficie Rasante
5.25 Técnica para Soldaduras tipo tapón redondo y
tipo tapón alargado
5.27 Peeneing (todas las subsecciones)
5.30.1 Limpieza En Proceso
7.5.5 Opciones de Soldadura de Filete FCAW,
GMAW, SMAW (todas las subsecciones)
7.7.5 Reparación del Area eliminada
354
Anexo J Prácticas Seguras
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información)
355
Este anexo abarca muchos de los elementos básicos de seguridad general para los proceso de soldadura al arco.
Incluye muchos, pero no todos los aspectos de seguridad relacionados con la soldadura estructural.
Los peligros que pueden encontrarse y las prácticas que minimizarán las lesiones al personal y los daños a la
propiedad se revisan aquí.
D1. PELIGROS ELECTRICOS
Las descargas eléctricas pueden matar. Sin
embargo, se pueden prevenir. Partes eléctricas
expuestas no deben tocarse. Lea y entienda las
instrucciones del fabricante y las recomendaciones de
prácticas seguras. Instalaciones defectuosas,
conexiones a tierra, operación incorrecta y el
mantenimiento de equipo eléctrico, son todas fuentes de
peligro.
Todo el equipo eléctrico y los componentes
deberán ser conectados a tierra. Una conexión separada
se requiere para la conexión a tierra
Los conductores eléctricos no deberan ser
confundidos con una conexión a tierra.
Para prevenir descargas eléctricas, el área de
trabajo, el equipo y ropa deberán ser mantenidos secos
todo el tiempo. Guantes secos y zapatos con suela de
goma deberán usarse. El soldador deberá permanecer
en un piso seco o en una plataforma aislada.
Cables y conectores deberán ser mantenidos
en buenas condiciones.
Cables gastados, dañados o descubiertos, no
deberán usarse. En caso de un golpe de electricidad, el
poder deberá ser cortado inmediatamente. Si el
rescatista debe sacar a la victima del contacto directo, se
deberán usar materiales no conductores. Un doctor debe
llamarse y un continuo CPR debe ser aplicado hasta que
se restablezca la respiración o hasta que el doctor
llegue. Vea referencias 8,7 y 10.
J2. Humos y Gases
Muchas soldaduras, cortes y proceso anexos
producen humo y gases que pueden ser dañinos para la
salud. Los humos y partículas sólidas originadas de los
consumibles de soldadura, el metal base y cualquier
recubrimiento presente en el metal base. Los gases se
producen durante el proceso de soldadura o pueden ser
producidos por efectos del proceso de radiación en el
ambiente que lo rodea. Todos los que estén
relacionados con la operación de soladura deben estar
informados de los efectos de estos humos y gases.
Los posibles efectos de la sobre - exposición a
estos humos y gases van desde la irritación de los ojos,
piel y sistema respiratorio a complicaciones más
severas. Los efectos pueden ocurrir inmediatamente o
más tarde. Los humos pueden causar síntomas como
nauseas, dolor de cabeza, mareos y el humo del metal,
fiebre.
Una ventilación suficiente, escape en el arco o
ambas, deben usarse para mantener los humos y gases
lejos de las áreas de respiración y el área de trabajo en
general.
Para información más detallada en cuanto a
humos y gases producidos por varios procesos de
soldadura, vea Referencias 1,4 y 11.
J3. Ruido
El ruido excesivo es un peligro conocido para
la salud. La exposición a ruidos excesivos puede causar
la pérdida de la audición. Esta pérdida de la audición
puede ser total o parcial, y temporal o permanente. Los
ruidos excesivos afectan adversamente la capacidad
auditiva. Además, hay evidencia de que el ruido
excesivo afecta otras funciones y comportamientos
corporales.
Equipos de protección personal tales como
orejeras o tapones pueden utilizarse. Generalmente,
estos equipos
son aceptados solamente cuando los controles de
ingeniería no son totalmente efectivos. Vea Referencias
1, 5 y 11.
J4. Protección Contra Quemaduras
Metal fundido, chispas, escoria y superficies
de trabajo calientes, son producidos por la soldadura,
corte y procesos anexos. Esto puede causar fuego o
explosión si no se toman medidas de precaución.
Han ocurrido explosiones donde se han
efectuado soldaduras y cortes en espacios que
contienen gases inflamables, vapores, líquidos o polvo.
Todo material combustible deberá ser eliminado del área
356
de trabajo. Donde sea posible, traslade el trabajo a un
lugar bien alejado de materiales combustibles. Si
ninguna acción es posible, los combustibles deberán
estar protegidos con un material resistente al fuego.
Todos los materiales combustibles deberán ser
removidos o con seguridad dentro de un radio de 35 pies
(11 mt.) al rededor del área de trabajo.
La soldadura o el corte no deben hacerse en
una atmósfera que contenga reactivos peligrosos o
gases inflamables, vapores, líquidos o polvo. No se debe
aplicar calor a contenedores que han almacenado
sustancias desconocidas o un material combustible
cuyos contenidos, cuando son calentados, pueden
producir vapores inflamables o explosivos. Una
ventilación adecuada deberá proporcionarse en áreas de
trabajo para evitar la acumulación de gases, vapores o
polvos inflamables. Los contenedores deberán limpiarse
y depurados antes de aplicarles calor.
Para más información detallada en cuanto a
peligros de incendio en operaciones de corte y
soldadura, vea referencias 6, 8, 9 y 11.
J6. Radiación
Soldadura, corte y operaciones anexas
pueden producir energía radiante (radiación), dañina
para la salud. Todos deberían estar informados de los
efectos de esta energía radiante.
La energía radiante, podría ser ionizante (tal
como los rayos X) o no-ionizante (tal como los rayos
ultravioleta, luz visible o infrarroja). La radiación puede
producir una variedad de efectos tales como:
quemaduras a la piel y daños oculares, esto ocurre en
caso de exposición excesiva.
Algunos procesos tales como: soldaduras de
resistencia y soldadura de presión fría, comúnmente
producen cantidades insignificantes de energía radiante.
Sin embargo, la mayoría de las soldaduras al arco y
procesos de corte (excepto por arco sumergido, cuando
se usa apropiadamente), soldadura con láser y
soldadura con soplete, corte, o soldadura pueden
producir cantidades de radiación no-ionizante, de
manera tal, que se necesiten medidas precautorias.
La protección de posibles efectos de radiación
dañina incluye lo siguiente:
(1) Los arcos de soldadura no deben mirarse,
excepto a través de una placa de filtro (vea Referencia
2). Cortinas transparentes para soldadura, no fueron
pensadas como placas de filtro de soldadura, sino,
fueron pensadas para proteger a los transeúntes de una
exposición incidental.
(2) La piel expuesta deberá ser protegida con
agentes adecuados y ropa; como se especificó (ver
referencia 8).
(3) El transeúnte que casualmente transita por
lugares de operaciones de soldadura, deberá estar
protegido por el uso de pantallas, cortinas o una
adecuada distancia de los pasillos, pasarelas, etc.
(4) Lentes de seguridad con protecciones
laterales que tengan protección ultravioleta, han sido
presentados para entregar protección de la radiación
ultravioleta producida por la soldadura al arco.
Referencias Citadas
(1) American Conference of Govermental
Industry Hygienists (ACGIH). Threshold limit values for
chemical substances and physical agents in the
workroom enviroment. Cincinnati, Ohio: American
conference of Govermental Industry Hygienists (ACGIH).
(2) American National Standards Institute.
Practice for occupational and educational eye and face
proteccion,
ANSI Z87.1. New York: American National Standards
Institute.
(3) American National Standards Institute.
Personal Protection - Protective Footwear, ANSI Z41.1.
New York: American National Standards Institute.
(4) American Welding Society. Fumes and
gases in the welding environment, AWS report. Miami,
Florida: American Welding Society.
(5) American Welding Society. Method for
sound level measurement of manual arc welding and
cutting processes, AWS F6.1. Miami, Florida. American
Welding Society.
(6) American Welding Society. Recommended
safe practices for the preparation for welding and cutting
containers piping, AWS F4.1. Miami, Florida: American
Welding Society.
(7) American Welding Society. Safe Practices.
(Reprint from Welding Handbook, Volume 1, English
Edition) Miami, Florida: American Welding Society.
(8) American Welding Society. Safety in
welding, cutting and allied processes. ANSI Z49.1.
Miami, Florida: American Welding Society.
(9) National Fire Protection Association. Fire
prevention in use of cutting and welding processes,
357
NFPA Standard 51B. Quincy, Massachusetts: National
Fire Protection Association.
(10) National electric code. NFPA no. 70.
Quincy, Massachusetts: National Fire Protection
Association.
(11) Occupational Safety and Health
Administration. Code of federal regulations, Title 29
subtitle B, chapter XVII, part 1910; Occupational Safety
and Health Standards. Washington, DC: U.S. Goverment
Printing Office.
Anexo K Examen UT (prueba ultrasónica) de Soldaduras por Técnicas Alternativas
(Este anexo no es parte del AWS D1.1/D1.1 M: 2002, Código de Soldadura Estructural - Acero, pero está incluido solo para
propósitos de información)
358
K1. General
El propósito de este Anexo, es describir las técnicas
alternativas para soldadura UT (prueba ultrasónica). Las
técnicas descritas son métodos probados. Las técnicas
alternativas presentadas requieren procedimientos escritos
calificados, calificaciones especiales para el operador UT
(prueba ultrasónica) y métodos especiales de calibración
necesarios para lograr la exactitud requerida en cuanto a
medición de la irregularidad. El uso de este Anexo y los
procesos resultantes desarrollados, incluso el criterio de
aceptación aplicable, están sujetos a la aprobación por parte
del Ingeniero.
Este Anexo no es obligatorio, a no ser que el
Ingeniero lo especifique. Cuando se especifique, sin
embargo, el total de los requerimientos contenidos aquí
(según sea aplicable) serán considerados como obligatorios,
a menos que sean modificados específicamente por el
Ingeniero y por escrito.
Requerimientos aplicables del código con respecto
a la calificaciones sobre instrumentación y del operador,
excepto como es exigido aquí, deben usarse para
complementar este Anexo. Sin embargo, no es la intención
que estas técnicas se usen para complementar los
requerimientos existentes de la Sección 6 del código, ya que
los procedimientos y las técnicas especificadas son
completas y representan un enfoque diferente para las
soldaduras, Pruebas UT.
Parte A
Procedimientos Básicos de UT (prueba ultrasónica)
K2. Introducción
El procedimiento básico de UT (prueba ultrasónica),
los requerimientos de instrumentación y del operador
contenidos en la parte A son necesarios para asegurar una
máxima exactitud en la medición y evaluación de la
irregularidad. Los métodos descritos aquí, no son nuevos.
Ellos han sido usados por otras empresas incluyendo la
construcción naval y estructuras costeras, durante los últimos
25 años. Aunque ellos no se han sido prohibido, no se han
organizado y no están específicamente dispuestos para el
uso en documentos AWS. Algunos de los métodos incluidos
en esta sección también están contenidos en el API RP 2X
del American Petroleum Institute, Prácticas Recomendadas
para Inspección Ultrasónica de Construcciones Estructurales
Costeras y Pautas para la Calificación de Técnicos en
Ultrasonido. Información adicional puede obtenerse para
referencia. Para un control máximo de la medición de la
irregularidad, el énfasis se ha puesto en: el procedimiento UT
(prueba ultrasónica) que se escribirá y calificará; los
requerimientos especiales del técnico en UT, y los
requerimientos de instrumentación y calibración de las UT
AWS reconoce las limitaciones inherentes e inconsistencias
de la inspección UT para la medición y caracterización de la
irregularidad. Las exactitudes que se logren, requieren que
sean probadas por el técnico UT usando los procedimientos y
equipos aplicables.
Los resultados del procedimiento de calificación
deberán entregarse al Ingeniero. AWS no exige exactitudes
posibles para usar los métodos aquí contenidos.
K3. Procedimiento UT
Todas las UT (prueba ultrasónica) deberán
realizarse en conformidad con un procedimiento escrito, el
cual deberá contener un mínimo de la siguiente información
con respecto al método y a las técnicas de inspección UT
(prueba ultrasónica):
(1) Los tipos de configuraciones de las uniones de
soldadura que vayan a examinarse.
(2) Criterio de aceptación para los tipos de uniones de
soldadura a examinarse (criterio adicional cuando el
criterio de aceptación de la Sección 6, Parte C no es
requerido por el Ingeniero.
(3) Tipo de equipo UT (fabricante, número de modelo,
número de serie)
(4) Tipo de transductor, incluyendo frecuencia, tamaño,
forma, ángulo y tipo de cuña, si es que es diferente de
las que están en 6.22.6 o 6.22.7
(5) Preparación de la superficie de scanning (exploración) y
requerimientos del equipamiento.
(6) Tipo de bloque(s) de prueba de calibración con los
reflectores de referencia apropiados.
(7) Método de calibración e intervalo de calibración.
(8) Método para examinar las laminaciones previa a la
evaluación de la soldadura; si el método es diferente de
6.26.5.
(9) Identificación del índice de la raíz de soldadura y otros
métodos preliminares.
(10) Modelo de scanning (exploración) y requerimientos de
sensibilidad.
(11) Métodos para determinar la altura de la localización de la
irregularidad y nivel de amplitud de esta.
359
(12) Método de corrección de transferencia para la aspereza
de superficie, recubrimiento de la superficie y curvatura,
si es posible.
(13) Método para verificar la precisión del examen
completado. Esta verificación se puede hacer aplicando
una nueva UT (prueba ultrasónica), otra verificación,
otros métodos NDE, un espécimen de macrografía,
rebaje u otras técnicas visuales siempre que sean
aceptadas por el Ingeniero.
(14) Requerimientos de documentación para exámenes,
incluyendo cualquier verificación realizada.
(15) Requerimientos para la retención de la documentación.
El procedimiento escrito deberá ser calificado probando
soldaduras tipo modelo simulado, las cuales representan
las soldaduras de producción que van a ser examinadas.
Las soldaduras tipo modelo simulado, deberán ser
seccionadas, examinadas apropiadamente y
documentadas para probar la realización satisfactoria del
procedimiento. El procedimiento y toda la información
sobre calificación deberá ser aprobada por un individuo
que haya sido certificado con el Nivel III en UT (prueba
ultrasónica) examinado en conformidad con ASNT SNT-
TC-1A y que será posteriormente calificado por su
experiencia en el examen de los tipos de uniones de
soldadura específicas a ser examinadas.
K4. Operador UT y Equipo.
Además de los requerimientos de 6.14.6, 6.21, y
6.27.2, el operador de UT deberá demostrar habilidad para
usar el procedimiento escrito, incluyendo todas las técnicas
especiales requeridas. y cuando la altura y la longitud de la
irregularidad se requieran, deberán demostrar habilidad y
exactitud para determinar estas dimensiones.
El equipo de UT deberá alcanzar los requerimientos
de 6.22 como es requerido en este Anexo. El equipo
alternativo que utiliza computarización, sistema de imágenes,
scanning mecanizado, y dispositivos para registrar, deben ser
usados cuando el Ingeniero lo califique y acepte. Los
transductores con una frecuencia por sobre de 6 MHz, con
tamaños inferiores a 1/4 de pulgada (6mm) y de cualquier
tamaño pueden usarse siempre que ellos sean incluidos en el
procedimiento y calificados apropiadamente.
K5. Estándar de Referencia
El reflector estándar deberá tenerun orificio
taladrado lateral de 1.5 mm de diámetro o equivalente. El
reflector deberá colocarse en cualquier diseño del bloque de
calibración, soldadura tipo modelo simulado o parte de la
producción real según opción del usuario. La orientación y
tolerancias para la ubicación del reflector está señalado en la
Figura K-1. Una calibración recomendada del bloque están
señaladas en la Figura K-2. Posibles usos alternativos del
reflector se indican en la Figura K-3. Cuando se coloca en
soldaduras tipo modelo simulado y secciones de piezas
soldadas, el reflector debería estar en una localización donde
sea difícil dirigir el haz de sonido, por consiguiente, garantizar
la detección de las irregularidades en todas las áreas de
interés.
K6. Métodos de Calibración
Los métodos de calibración aquí descritos, son
considerados aceptables y se usan para lograr estos
procedimientos alternos UT. El código reconoce que otros
métodos de calibración pueden ser preferidos por el usuario
individual. Si otros métodos son usados, deberían producir
resultados, los cuales pueden demostrar que sean al menos
iguales a los métodos aquí recomendados. El reflector
estándar descrito en K5 deberá ser considerado el reflector
estándar para estos y para todos los otros métodos que
puedan usarse.
K6.1 Sensibilidad Estándar. La sensibilidad estándar
debería consistir de la siguiente suma:
(1) Sensibilidad Básica. La indicación maximizada del
reflector estándar, más
(2) Corrección de Amplitud de la Distancia.
Determinados por indicaciones de reflectores estándar
múltiples a profundidades que representan el mínimo,
medio y máximo, que vaya a examinarse.
(3) Corrección de la Transferencia. Ajuste para tipo de
material, perfil y condiciones scanning de la superficie
como se describen a continuación:
Para la estandarización precisa de sensibilidad, la
corrección de transferencia deberá efectuarse. Esto
asegurará que las diferencias en propiedades acústicas,
superficies de scanning y los perfiles entre la calibración
estándar y el bloque de calibración se utilicen cuando se
realice la calibración estándar de sensibilidad. Los
valores de la corrección de transferencia deberían ser
determinados inicialmente antes del examen y cuando
varía el tipo de material, forma, espesor y superficies de
scanning, tales valores diferentes excedan ±25% de los
valores originales esperados. Los valores de corrección
de transferencia deberán determinarse como se muestra
en la Figura K-4.
360
K6.1.1 Sensibilidad de Scanning. La sensibilidad
de scanning debería ser la sensibilidad estándar +
aproximadamente 6-12 dB, o como se requiera para
verificar la penetración del sonido desde indicaciones de
los reflejos de la superficie. La evaluación de la
indicación debería realizarse refiriéndose a la
sensibilidad estándar, excepto que esta no sea requerida
si la alta o baja sensibilidad es más apropiada para
determinar el tamaño máximo de la irregularidad (altura
y longitud).
K6.2 Onda de Compresión
K6.2.1 Profundidad (Barrido Horizontal). Las,
indicaciones de reflejos múltiples obtenidos del espesor de la
calibración estándar o del área calibrada del tipo de modelo
simulado o de la producción de estructuras soldadas que
deberían usarse como se muestra en la Figura K-5. La
exactitud de la calibración deberá estar dentro de un ±5% del
espesor real para el exámen de los metales base para
laminaciones y ±2% para determinar el tamaño (altura) y
posición de la irregularidad.
K6.2.2 Calibración de Sensibilidad (estándar). La
unidad de búsqueda debería estar ubicada sobre los
reflectores estándar a un mínimo de 3 profundidades par
asegurar una cobertura en todo el espesor para ser
inspeccionado en conformidad con la Figura K-6. Los valores
de dB obtenidos de las indicaciones maximizadas de cada
reflector deberán ser registrados y una (DAC) Curva de
Amplitud de la Distancia establecida o métodos electrónicos
deberán usarse para conocer la indicación de la ubicación en
la pantalla, la cual representa el reflector estándar en varios
espesores que vayan a examinarse.
K6.3 Onda Corte
K6.3.1 Profundidad (Barrido Horizontal). Las
indicaciones de los reflectores estándar seleccionados
deberían usarse para cubrir la máxima profundidad durante la
inspección, en conformidad con la Figura K-7. La exactitud
debería estar dentro de un ±1% para facilitar la medida de
altura de la más precisa de la irregularidad. La técnica del
retardo deberá ser usada para irregularidades con una
profundidad mayor que 1,5 pulgadas aproximadamente para
maximizar la lectura de la profundidad de la irregularidad de
manera más exacta (y la altura de la irregularidad).
K6.3.2 Sensibilidad (estándar). Los reflectores
estándar ubicados a profundidad mínima, media o máxima,
bajo la superficie, a ser usados para exámenes deberán
utilizarse en conformidad con la Figura K-7. Las indicaciones
deberían ser maximizadas y una DAC (curva de amplitud de
la distancia) establecida o los métodos electrónicos usados
para ubicar las indicaciones de la pantalla, que representa el
reflector estándar a diversas profundidades seleccionadas. La
DAC deberá ser ajustada, basándose en los resultados de la
corrección de transferencia. Los métodos de calibración de la
sensibilidad descritos aquí no son esenciales cuando el
tamaño real de la irregularidad (altura y largo) sea requerida.
En este caso, solo es necesario mantener la sensibilidad
suficiente en toda la parte que está siendo inspeccionada
para que todas las irregularidades se encuentren y sean
debidamente evaluadas.
K7. Scanning
Scanning deberá ser como se describió en 6.32 y
6.27.7. Además, para aplicaciones especiales no cubiertas en
la referencia del código que se describen, los métodos de
scanning de la Figura K8 deberán ser usados, según sea
aplicable.
K8. Métodos de Caracterización de la Irregularidad de la
Soldadura
K8.1 Las irregularidades deben ser caracterizadas como
sigue a continuación:
(1) Esférica (poros individuales y porosidad ampliamente
separada, escoria no alongada).
(2) Cilíndrica (escoria alargada, poros alineados de la
porosidad, cordones de soldadura en orificios.
(3) Plana (fusión incompleta, penetración inadecuada de la unión, grietas)
K8.2 Los siguientes métodos deberán ser usados para
determinar las características básicas de la irregularidad:
K8.2.1 Esférica: El sonido es reflejado equitativamente en
todas direcciones. La indicación permanece básicamente sin
cambio, mientras la unidad de búsqueda se mueve alrededor
de la irregularidad esférica como se muestra en la Figura K-9.
K8.2.2 Cilíndrica: El sonido es reflejado equitativamente en
una dirección, pero se cambia en otras direcciones. Las
indicaciones permanecen básicamente sin cambios cuando la
unidad de búsqueda se mueve en una dirección, pero cambia
drásticamente cuando se mueve en otras direcciones, como
se muestra en la Figura K-10.
K8.2.3 Plana: El sonido es reflejado a su máximo solo desde
un ángulo de incidencia con uno plano. La indicación se
cambia con cualquier movimiento angular de la unidad de
búsqueda, como se muestra en la Figura K-11. Las
indicaciones de grietas típicamente tienen múltiples puntos
culminantes, como resultado de las muchas facetas de
irregularidad usualmente presentes.
361
K9. Tamaño de la Irregularidad de la Soldadura y Métodos
de Localización
K9.1 Calibración. La calibración debería basarse en la
profundidad de la superficie en conformidad con K6. Las
irregularidades deben medirse con el más alto nivel de
exactitud alcanzable, usando los métodos descritos en esta
sección; sin embargo, se le recuerda al usuario que UT
(prueba ultrasónica), como todos los otros métodos NDT
(prueba no destructiva) entregan dimensiones de
irregularidad relativas.
La orientación y forma de la irregularidad, junto con las
limitaciones del método NDT (pruebas no destructivas),
pueden resultar en variaciones significativas entre
dimensiones relativas y reales.
K9.2 Altura. La altura de la irregularidad (dimensiones de
profundidad) deberá ser determinada usando los siguientes
métodos:
K9.2.1 La indicación de la altura deberá ser maximizada,
moviendo la unidad de búsqueda hacia y desde la
irregularidad, en conformidad con A de la Figura K-12. La
indicación de la altura deberá ser ajustada a un valor
conocido (ejemplo: 80% de la altura total de la pantalla
[FSH]).
K9.2.2 La unidad de búsqueda deberá moverse hacia la
irregularidad hasta que la indicación de altura empiece a bajar
rápida y continuamente hacia la línea base. La localización
del borde principal (izquierdo) de la indicación en la ubicación
B en la Figura K-12 con relación a la escala de medición de
línea base de la escala de la pantalla horizontal, deberá ser
conocida. una escala de división de 0.10 pulgadas [2.5 mm]
o escala métrica deberán usarse.
K9.2.3 La unidad de búsqueda deberá ser alejada de la
irregularidad hasta que indicación de altura empiece a bajar
rápida y continuamente hacia la línea base. La localización
del borde principal de la indicación en la ubicación C de la
Figura K-12 en relación con la escala de medición de la línea
base de la pantalla horizontal deberá ser conocida.
K9.2.4 La diferencia matemática entre "B" y "C" deberá
obtenerse para determinar la dimensión de la altura de la
irregularidad.
K9.3 Longitud. El largo de la irregularidad deberá ser
determinado usando los siguientes métodos:
K9.3.1 La orientación de la irregularidad deberá ser
determinada por la manipulación de la unidad de búsqueda
para determinar el plano y la dirección de la indicación más
fuerte, en conformidad con A de la Figura K-13.
K9.3.2 La unidad de búsqueda deberá moverse de a un
extremo de la irregularidad mientras se mantiene parte de la
indicación visible en la pantalla todo el tiempo hasta que la
indicación baje completamente a la línea base. La unidad de
búsqueda deberá ser movida para atrás hacia la irregularidad,
hasta que la indicación de altura alcance el 50% de la
máxima altura original, obtenida cerca del extremo, en
conformidad con B de la Figura K-13. La ubicación deberá ser
marcada al extremo de la irregularidad en la superficie de
scanning o soldada en línea con la marca de indicación
máxima de la unidad de búsqueda. Esta marca deberá ser
realizada cuidadosamente usando un método de marcación
de línea fina.
K9.3.3 Los pasos de arriba deberán ser repetidos para
localizar el extremo opuesto de la irregularidad en
conformidad con C de la Figura K-13 y deberá ser marcada
cuidadosamente.
K9.3.4 La longitud de la irregularidad deberá obtenerse
midiendo la distancia entre las dos marcas, en conformidad
con la figura K-13.
K9.4 Localización - Profundidad bajo la Superficie de
Scanning. La localización de la profundidad de las
irregularidades puede ser leída directamente desde la escala
de línea base de la pantalla horizontal cuando se usen los
métodos descritos arriba para determinar la altura de la
irregularidad. La localización informada deberá ser el punto
determinado más profundo, a menos que se haya
especificado de otra manera para ayudar en funciones de
eliminación.
K9.5 Localización - A lo largo de la Longitud de la
Soldadura. La localización de la irregularidad desde un punto
de referencia conocido puede ser determinado midiendo la
distancia desde el punto de referencia a las marcas de
longitud de la irregularidad establecida para la longitud.
Deberán hacerse mediciones al principio de la irregularidad, a
menos que se especifique de otra manera.
K10. Problemas con las Irregularidades
Los usuarios de UT (prueba ultrasónica) para
exámenes de soldadura deberán estar conscientes de los
potenciales problemas de interpretación, asociados con las
características de irregularidad de la soldadura.
K10.1 Tipo de Irregularidad. El sonido ultrasónico tiene una
sensibilidad variable a las irregularidades de la soldadura,
dependiendo de su tipo. La sensibilidad relativa se muestra
en la siguiente tabla y deberá ser considerada durante la
evaluación de la irregularidad. Los técnicos de UT pueden
cambiar la sensibilidad a todos los tipos de irregularidad
362
cambiando la configuración del instrumento de UT, buscando
la unidad de frecuencia, el tamaño y los métodos de
scanning, incluyendo los patrones de scanning y
acoplamiento.
Tipo de Irregularidad (1) Fusión Incompleta (2) Grietas (superficie)
(3) Penetración Inadecuada
(4) Grietas (sub-superficie)
(5) Escoria (continua)
(6) Escoria (esparcida)
(7) Porosidad (tubería)
(8) Porosidad (agrupación)
(9) Porosidad (esparcida)
Sensibilidad Relativa UT
La más Alta La más Baja
K10.2 La clasificación general de irregularidades puede
compararse así:
Clasificación General de Irregularidad
(a) plana
(b) lineal
(c) esférica
Sensibilidad Relativa UT
La más Alta La más Baja
Nota: La tabulación de arriba supone la mejor orientación
para detección y evaluación.
K10.3 Tamaño. El tamaño de la irregularidad afecta una
interpretación exacta. Las irregularidades con gran altura o
pequeña, pueden dar una interpretación de tipo plano menos
exacta que las de altura media. Los poros pequeños y
esféricos son difíciles de medir debido a los cambios rápidos
de la superficie reflectante, los cuales ocurren a medida que
el haz de sonido es movido a través del componente.
K10.4 Orientación. La orientación de la irregularidad, afecta
la sensibilidad de la UT ya que la sensibilidad más alta es la
que refleja el sonido directamente de vuelta a la unidad de
búsqueda. Las sensibilidades relativas con respecto a la
orientación y tipos de irregularidades son opuestas a las
mostradas en tablas anteriores. El técnico de UT, puede
incrementar la sensibilidad para la orientación y los tipos de
irregularidad, seleccionando el ángulo del haz de luz, el cual
es más normal para el plano de la irregularidad y superficie
reflectante. La selección de ángulos que califica con el ángulo
de la ranura aumentará la sensibilidad para irregularidad de
tipo plano y lineal, las cuales pueden ocurrir más
probablemente a lo largo del plano.
K10.5 Localización. La localización de las irregularidad
dentro de la soldadura y metales base adyacentes pueden
influir en la capacidad de detección y la evaluación apropiada.
Las irregularidades cerca de la superficie son a menudo más
fáciles de detectar, pero pueden ser más complicadas de
clasificar según su tamaño.
K10.6 Tipo de Uniones de Soldadura y Diseño de la
Ranura. El tipo de unión de soldadura y diseño de ranura,
son factores importantes que afectan las capacidades de la
UT para detectar irregularidades.
Los siguientes son factores de diseño que pueden
causar problemas y deberán considerarse por sus posibles
efectos:
(1) Backings
(2) Ángulo en bisel
(3) Ángulos de los componentes de la unión de intercepción.
(4) Soldaduras PJP
(5) Soldaduras en T
(6) Componentes tubulares
(7) Aspereza de la superficie de la soldadura y su contorno K11. Niveles de Amplitud de la Irregularidad e Irregularidad de Clases de Soldadura Las siguientes categorías de nivel de amplitud de la
irregularidad, deberán ser aplicadas en evaluaciones de
aceptabilidad:
Nivel Descripción
1 Igual a o mayor que SSL (ver Figura K-14)
2 Entre el SSL y el DRL (ver Figura K-14)
3 Igual a o menor que el DRL (ver Figura K14)
SSL = Nivel de Sensibilidad Estándar – según Sección 6.
DRL = Nivel no considerado = Menos que el SSL Clases de Soldadura. Las siguientes clases de soldadura
deberán usarse para la evaluación de la aceptabilidad de la
irregularidad:
Clase de Soldadura Descripción
S Estructuras cargadas estáticamente D Estructuras cargadas cílclicamente R Estructuras tubulares (substituto para RT) X Conexiones tubulares en T-, Y,- K-.
K12. Criterio de Aceptación - Rechazo K12.1 Amplitud. El criterio de aceptación - rechazo de la
Tabla K-1 deberá aplicarse cuando la amplitud y longitud son
los factores principales y la altura máxima de irregularidad no
es conocida o especificada.
K12.2 Tamaño. Cuando el tamaño máximo de la irregularidad
aceptable (altura y longitud) es conocido y especificado por el
Ingeniero, el tamaño real (tanto la altura y longitud) junto con
la localización (profundidad y a lo largo de la soldadura)
363
deberán ser determinadas e informadas. La evaluación final y
la aceptación-rechazo, deberá ser por parte del Ingeniero.
K13. Preparación y Disposición de informes
Un informe deberá hacerse identificando
claramente el trabajo y el área de inspección del operador de
UT al momento del exámen. El informe, como mínimo, deberá
contener la información señalada en el formulario de muestra
de la Figura K-15. La caracterización de la irregularidad UT y
la categorización siguiente e informe deberán limitarse a
esféricos, cilíndricos y planos, solamente.
Cuando se especifique, las irregularidades
aproximadas al tamaño rechazable, particularmente aquellas
donde haya alguna duda en su evaluación, deberán ser
también informadas.
Antes que una soldadura sea sometida a UT por el
Contratista para que el Propietario acepte, todos los informes
pertinentes a la soldadura, incluyendo cualquiera que muestre
una calidad previa inaceptable anterior a la reparación,
deberá ser remitida al Propietario al término del trabajo. La
obligación del Contratista de retener los informes UT deberá
terminar (1) en la entrega de un set completo al Propietario, o
(2) un año completo después de la completación del trabajo
del Contratista, siempre que al Propietario se le entregue una
notificación por escrito.
Superficie de Scanning
364
Superficie Reflectora
Notas Generales:
���� d1 = d2 ± 0.5 mm d3 = d4 ± 0.5 mm
SP1 = SP2 ± 1mm SP3 = SP4 ± 1 mm
���� Las tolerancias de arriba deben considerarse como apropiadas. El reflector debe, en todos los casos, colocarse de una manera que permita el máximo reflejo e indicación de la UT. (Este es un comentario general para todas las notas del Anexo K.)
Figura K-1 -- Reflector de Referencia Estándar (ver K5)
Nota General: Las dimensiones deberán requerirse para ajustar las unidades de búsqueda para la trayectoria del sonido de distancias requeridas.
Figura K-2 -- Bloque de Calibración Recomendado (ver K5)
365
(A) SOLDADURA DE RANURA CON BACKING (B) SOLDADURA DE RANURA PJP
(C) SOLDADURA DE RANURA DE ESQUINA (D) SOLDADURA DE EN T
(E) SOLDADURAS DE RANURA EN T-, Y-, K-
Figura K-3 -- Reflector Estándar Típico (Ubicado en Soldadura Tipo Simulación y Soldaduras de Producción) (ver K5)
366
Nota General:
Procedimiento: (1) Coloque dos haces de ángulos similares en las unidades de búsqueda en el bloque de calibración o de tipo simulación que se utilizará en la posición que se muestra arriba. (2) El uso a través de métodos de transmisión maximiza la indicación obtenida y logra un valor dB de la indicación. (3) Transfiera las mismas dos unidades de búsqueda a la parte a ser examinada, oriente en la misma dirección en la cual se realizará el scanning, y logre un valor dB de indicaciones como se explica en las últimas tres localizaciones. (4) La diferencia en dB entre el bloque de calibración o de tipo de simulación y el promedio de lo que se obtiene de la
parte examinada debe registrarse y usarse para ajustar la sensibilidad estándar.
Figura K-4 -- Corrección de Transferencia (ver K6.1)
1°
2°
3°
4°
Figura K-5 -- Profundidad de la Onda de Compresión (Calibración del Barrido Horizontal) (ver K6.2.1)
367
DAC
Bloque Alterno
Figura K-6 -- Calibración de la Sensibilidad de la Onda de la Compresión (ver K6.2.2)
Profundidad Profundidad Profundidad
DAC
Profundidad bajo la Superficie
DAC
Retraso
Figura K-7 -- Distancia de la Onda del Corte y Calibración de la Sensibilidad (ver K6.3.1)
Ejemplo: La técnica del retardo para irregularidades entre 1.5 - 2.5 pulgadas [38.10 -63.50 mm] para una exactitud mayor en la determinación de la localización de profundidad y en la medición de la altura.
368
Onda de Escaneo pasado Compresión BMHAZ
ESMERILADO PLANO DE LA SOLDADURA ESMERILADO ENRASADO DE LA SOLDADURA
(PREFERIDO)
Escaneo Pasado BMHAZ
Ondulación del Corte Distancia Fijada
Cuando sea accesible
Cuando sea Distancia Accesible Fija
Notas Generales:
���� Destaque el scanning de lo contrario, la unidad de búsqueda deberá estar a una distancia fija de la soldadura, mientras se escanea hacia debajo de la soldadura.
���� La sección transversal de scanning se muestra. Se supone que el scanning también se efectuará completamente hacia debajo de toda la longitud de la soldadura, con un mínimo de 25% de traslape para asegurar un 100% de cobertura. Todas las posiciones de scanning mostradas pueden no requerirse para una cobertura total. Las posiciones opcionales se dan en caso de que la inaccesibilidad impida el uso de algunas posiciones.
Figura K-8 -- Métodos de Scanning (ver K7)
369
Vista Plana
A B C
Nota General: La amplitud y la profundidad son inalterables, cuando la
unidad de búsqueda se mantiene a una distancia constante de la
irregularidad y se mueve alrededor de la misma.
Figura K-9 -- Características de la Irregularidad Esférica (ver K8.2.1)
Vista Plana
A B C
La amplitud cae rápidamente mientras que se cambia la posición de la
unidad de búsqueda desde un ángulo incidente al normal con la
irregularidad.
Vista Lateral
La amplitud permanece inalterable (asumiendo calibración igual de la sensibilidad y ajuste para la atenuación), la distancia cambia con el ángulo (a menos que el calibrado sea el mismo) mientras que el sonido se mueve alrededor de la irregularidad.
El mismo ángulo
Vista Lateral
La amplitud cae rápidamente, mostrando poca o ninguna indicación de irregularidad con el mismo ángulo, pero la distancia cambia a medida que la unidad de búsqueda se mueve hacia la irregularidad y se aleja de ella.
Figura K-10 -- Características de la Irregularidad Cilíndrica (ver K8.2.2)
370
Vista Plana
Vista Lateral
La amplitud cae ligeramente al primer movimiento de la unidad de búsqueda, hasta que luego disminuye rápidamente. Una envoltura de movimiento a lo largo de la línea base, muestra la altura de la irregularidad mientras la búsqueda se mueve hacia la irregularidad y lejos de ella.
Figura K-11 -- Características de la Irregularidad Plana (ver K8.2.3)
La localización de la irregularidad es desde la superficie de scanning, mientras se mide a lo largo de la pantalla.
h = Dimensión de la altura de la Irregularidad
Figura K-12 -- Dimensión de la Altura de la Irregularidad (ver K9.2)
La amplitud cae rápidamente a medida que la posición de la unidad de búsqueda se cambia de un ángulo incidental normal con la irregularidad.
Maximizar la indicación de altura y ajustar a un valor conocido.
Mover la unidad de búsqueda hacia la irregularidad, hasta un punto donde la indicación cae rápidamente hasta la línea base. Marque o señale la ubicación.
Separar la unidad de búsqueda de la irregularidad hasta un punto donde la indicación disminuye rápidamente a la línea base. Marque o señale la localización.
371
Marca de referencia de la pieza soldada
L = Largo total de la irregularidad La localización de la irregularidad a lo largo de la soldadura es desde la marca de referencia de la pieza soldada
.
Figura K-13 -- Dimensión de la longitud de la Irregularidad (ver K9.3)
Nota General: La pantalla visual se puede marcarse para mostrar el SSL establecido durante la calibración de sensibilidad con el DRL localizado 6 dB más abajo.
Figura K-14 -- Marcas en la Pantalla Visual (ver K11)
Mueva la unidad de búsqueda al extremo de C y repetir B, anterior. El largo de la indicación (L) es la distancia entre ambas marcas.
Determine la orientación de la irregularidad y la altura de la indicación mínima y máxima.
Mueva la unidad de búsqueda al extremo de la unidad B, hasta que la indicación disminuya a la mitad de la altura, cerca del extremo. Señale la superficie de scanning adyacente a la marca de referencia del haz del centro, de la unidad de búsqueda.
372
Página de
Proyecto Informe No. I.Soldadura Espesor Clase
Procedimiento UT No. Técnica
Instrumento UT U. búsqueda: No. Ángulo Frecuencia Tamaño
RESULTADO (identificar y describir cada irregularidad)
No. Localización desde Nivel de la
Amplitud Longitud Altura Comentarios
Gráfico (identificar cada irregularidad listada arriba)
Técnica NDT Contratista
Fecha Examinada Aprobación
Fecha de Aprobación
Figura K-15 -- Informe de UT (Procedimiento Alternativo) (ver K13)
373
Tabla K-1 Criterio de Aceptación-Rechazo (ver K12.1)
Longitudes Máximas de la Discontinuidad por Clases de Soldadura Nivel máximo logrado de
la Amplitud de la
Irregularidad
Cargada
Estáticamente Cargada Cíclicamente Clase Tubular R Clase Tubular X
Nivel 1 - Igual o mayor
que SSL (ver K6.1 y
Figura K14)
5dB sobre SSL =
ninguno permitido 0 a
5 dB y mayores SSL
= 3/4 pulgadas
[20mm]
5dB sobre SSL =
ninguno permitido 0 a 5
dB y mayores SSL = 1/2
pulgadas [12mm]
Ver Figura 6.7 Ver Figura 6.8
(utiliza altura)
Nivel 2 - Entre el SSL y el
DRL (ver Figura K14)
2 pulgadas [50mm] Mitad ½ de soldadura =
2pulgadas [50mm]
Tope y fondo 1/4 de
soldadura ¾ pulgadas
[20mm]
Ver Figura 6.7 Ver Figura 6.8
(utiliza altura)
Nivel 3 - Igual a o menor
que el DRL (ver Figura K-
14)
No considerar (cuando esté especificado por el Ingeniero, registre información)
374
Anexo L Parámetro Alfa Ovalizador
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información)
La Figura L-1 entrega una formula y define los términos
usados para la composición de un valor del parámetro
alfa α de ovalización de la cuerda cuando se diseñan
uniones tubulares multiplanares. Los valores de alfa
obtenidos son compatibles tanto con el diseño de
resistencia estática (Tabla 2.9) y el de fatiga (Nota 5 y
Tabla 2.6) usando el formato de corte por troquelado.
Alfa es evaluada separadamente para cada
componente secundario para lo cual el corte por
troquelado se revisa (“soporte de referencia”), y para
cada caso de carga, se realiza una suma para todos los
soportes presentes en el nodo, cada vez que alfa es
evaluada. En la suma, el término coseno expresa la
influencia de soportes como una función de posición
alrededor de la circunferencia, y el término de
desmoronamiento exponencial expresa la influencia de
los soportes de los equipos a medida que la distancia L1
aumenta; estos términos son ambos unidad para el
soporte de referencia que aparece de nuevo en el
denominador. En estructuras de espacios complejos, el
calculo repetitivo puede ser incorporado dentro de un
post procesador para el diseño de uniones para el
análisis del diseño computarizado.
Para cálculos a mano, el diseñador podría
preferir las formas más simples de alfa dadas en la
Tabla 2.9. Sin embargo, estas no cubren los casos
multiplanares donde puedan aplicarse valores mayores
de alfa (por ejemplo, 3.8 para una unión transversal tipo
cubo con 4 componentes secundarios), y requiere una
clasificación de tipo de uniones un tanto arbitrarias. Para
uniones cuyo patrón de carga corresponde dentro de los
casos estándar (por ejemplo, parte de la carga es
transportada como en una unión en K y otra parte como
una unión en T) los valores interpolados de alfa deberán
determinarse. Alfa computada deberá cuidar de esto
automáticamente.
� P seno o coseno )6.0/(2 yze−φ
Todos los componentes secundarios en una unión.
[P sen ø] Componente secundario de referencia para la cual se aplica �
(Tensión Positiva)
Figura L-1 – Definición de Términos para Alfa Computada
Componente secundario de referencia para miembros para los cuales se aplica �.
375
376
Anexo M Metales Base Aprobados por el Código y Metales de Aporte que requieren Calificación
según la Sección 4
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información)
Los aceros listados en el Anexo M pueden ser utilizados, siempre que la calificación WPS esté en conformidad
con la Sección 4. Esta prueba WPS deberá usar los metales de aporte correspondientes y las limitaciones de
precalentamiento y de temperatura y entre pasadas. Otros metales de aporte y temperaturas pueden utilizarse con la
aprobación del Ingeniero y la calificación del WPS, en conformidad con la Sección 4 (ver Tabla 4.8 para la calificación de
otros aceros aprobados por el código).
377
382
Anexo O Propiedades de Resistencia de Metal de Aporte
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información) La información contenida en este Anexo está copiada de la especificación apropiada A5. Los valores mostrados
aquí son solo propósitos de referencia y otros variables de procesos deberán ser controlados para lograrlos.
Nota: Las versiones métricas de estos electrodos se describen en las versiones A5M de las especificaciones apropiadas.
AWS A5.1-91, Especificación para Electrodos de Acero al Carbono
para Soldadura al Arco con Metal Protegido
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
(ksi) (ksi)
Nota General: n/s = no especificado.
383
AWS A5.5-96, Especificación para Electrodos de Acero de Baja Aleación
para Soldadura al Arco con Metal Protegido
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
384
AWS A5.5-96, Especificación para Electrodos de Acero de Baja Aleación
para Soldadura al Arco con Metal Protegido (continuación)
Clasificación AWS esfuerzote Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
AWS A5.17-97, Especificación para Electrodos de Acero de Carbono
y para Soldadura al Arco Sumergido
Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Clasificación del Fundente
Nota general: La letra “X” usada en varios lugares en las clasificaciones en esta tabla se refiere, respectivamente, a la condición del tratamiento térmico, la resistencia del metal de soldadura y la clasificación del electrodo.
AWS A5.18-93, Especificación para Metales de Aporte de Acero al Carbono
para Soldadura al Arco con Gas con Metal
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Notas Generales:
• n/s = no especificado. • La “X” final mostrada en la clasificación, representa a “C” o “M”, la cual corresponde al gas de protección con el cual se clasifica el electrodo.
385
AWS A5.20-95, Especificación para Electrodos de Acero al Carbono
para Soldadura al Arco con Fundente Protejido
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Nota General: n/s = no especificado.
AWS A5.23-97, Especificación para Electrodos de Acero de Baja Aleación
y Flujos para Soldadura al Arco Sumergida
Clasificación de Combinación Refuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Nota general: La letra “X” usada en varios lugares en las clasificaciones en esta tabla significa, respectivamente, la condición del tratamiento térmico, la resistencia del metal de soldadura, y la clasificación del electrodo.
386
AWS A5.28-96, Especificación para Electrodos de Carbón de Acero
para Soldadura al Arco de Metal Protegido
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Nota General: n/s = no especificado.
387
AWS A5.29:1998, Especificación para Electrodos de Acero
de Baja Aleación para Soldadura al Arco Protegido con Fundente
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Nota General: n/s = no especificado.
388
Anexo P
Sección 2 Reorganización
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información)
389
El Anexo P describe los números de la nueva sub-sección para las estipulaciones en la Sección 2 y su
comentario que resulta de la reorganización para esta edición. Las estipulaciones del AWS D1.1:2000 están listadas en
secuencia en la columna del lado izquierdo; las estipulaciones análogas AWS D1.1/D1.M:2002 están identificadas en la
columna del lado derecho. Por favor tome en cuenta que este Anexo no se repita en las siguientes ediciones.
390
391
392
393
Comentario sobre el Código de Soldadura Estructural-Acero
Edición #13
Preparado por
AWS D1 “Comité de Soldadura Estructural”
Bajo la Dirección del Comité de Actividades Técnicas de AWS.
Aprobado por la Directiva de AWS
394
395
Prólogo
(Este Prólogo no es parte del Comentario del AWS D1.1/D1.1M: 2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero
está incluido sólo para propósitos de información)
Este Comentario del AWS D1.1/D1.1M: 2002 se preparó para lograr una mejor comprensión en aplicación del
Código para soldaduras en construcciones de acero.
Ya que el Código está escrito en forma de especificación, no puede presentar material de apoyo o discutir las
intenciones del Comité de Soldadura Estructural; es función de este Comentario el llenar esa necesidad.
Se ofrecen sugerencias para la aplicación, así como la clarificación de los requerimientos del Código, con un
énfasis específico en secciones nuevas o revisadas que puedan ser menos familiares para el usuario.
Desde la publicación de la 1ª edición del Código, la naturaleza de las preguntas dirigidas a la Asociación
Americana de Soldadura (AWS) y al Comité de Soldadura Estructural, ha indicado que existen algunos requerimientos
en el Código que son, difíciles de entender o no lo suficientemente específicos, y otros que parecen ser demasiado
conservadores.
Deberá reconocerse que la premisa fundamental del Código es proporcionar estipulaciones generales
aplicables a cualquier situación y para dejar suficiente amplitud para el ejercicio del juicio del Ingeniero.
Otro punto a reconocer es que el código representa la experiencia colectiva del comité y aunque algunas
estipulaciones parecen ser demasiado conservadoras, ellas se han basado en la práctica de ingeniería de buena
calidad.
El Comité cree, por lo tanto, que un comentario es el medio más apropiado para clarificar tanto como para
interpretar adecuadamente muchos de los requerimientos del código. Obviamente, la envergadura del comentario tuvo
que imponer algunas limitaciones con respecto al alcance de la cobertura.
Este Comentario no intenta entregar antecedentes históricos del desarrollo del Código, tampoco se intenta
entregar un resumen detallado de los estudios y de la investigación de datos revisada por el Comité para informar las
estipulaciones del Código.
Generalmente, el código no trata consideraciones diseñadas tales como carga y el cálculo de tensiones con
el fin de proporcionar los componentes que llevan la carga de la estructura y sus conexiones. Tales consideraciones se
asumen que están cubiertas en otra parte: en un Código de Construcción General, especificaciones de puentes o
documentos similares.
Como excepción, el Código si informa sobre tensión permisible en soldadura, estipulaciones de fatiga para
soldaduras, en estructuras cíclicamente cargadas y estructuras tubulares, y limitaciones de esfuerzo para conexiones
tubulares. Estas estipulaciones están relacionadas con las propiedades particulares de conexiones soldadas.
El Comité ha procurado producir un documento útil en lenguaje apropiado, forma y cobertura para la
soldadura en construcción de acero. El código entrega un medio para establecer las normas de soldadura para el uso
en diseño y construcción para el Propietario o el representante designado por el Propietario. El código incorpora
estipulaciones para la regulación de la soldadura que se consideran necesarias para la seguridad pública.
El comité recomienda que el Propietario o el representante del Propietario se guíen por el comentario con
respecto a la aplicación del código a la estructura soldada. El comentario no intenta complementar los requerimientos
del código, sino, solo entregar un documento útil para la interpretación y aplicación del código; ninguna de sus
estipulaciones son obligatorias.
La intención del Comité de Soldadura Estructural es revisar el comentario sobre una base regular, de modo
que el comentario sobre cambios al código puedan ser proporcionados pronto al usuario. De esta manera, el
comentario siempre estará actualizado con la edición del Código de Soldadura Estructural Acero, con el cual está
unido.
Los cambios en el comentario se indican subrayándolos. Cambios a las ilustraciones se indican con una línea
vertical en el margen.
396
Comentario sobre el
Código de Soldadura Estructural de Acero
C1. Requerimientos Generales
397
C1.1 Alcance
El Código de Soldadura Estructural-Acero,
de aquí en adelante referido como el Código, entrega
los requerimientos de soldadura para la construcción
de estructuras de acero. Se intenta que sea
complementar; a cualquier código general o
especificación para el diseño y construcción de
estructuras de acero.
Cuando se use el código, para otras
estructuras, los Propietarios, arquitectos e Ingenieros,
deberían reconocer que no todas las estipulaciones
podrán ser aplicables o apropiadas para su estructura
particular. Sin embargo, cualquier modificación del
código que se considere necesaria por estas
autoridades deberá hacer una clara referencia sobre
el acuerdo contractual entre el Propietario y el
Contratista.
C1.2 Limitaciones
El código fue específicamente desarrollado
para estructuras de acero soldadas que utilizan
carbón o aceros de baja aleación que sean de 1/8 in.
[3 mm] o de mayor espesor con un límite de fluencia
mínima especificada de 100 ksi [690 MPa] o menor. El
código puede ser apropiado para dirigir fabricaciones
estructurales mas allá del alcance del propósito
intencionado. Sin embargo, el Ingeniero deberá
evaluar tal conveniencia, y basado en tales
evaluaciones, incorporar en los componentes del
contrato cualquier cambio necesario a los
requerimientos del código para dirigirse a los
requerimientos específicos de la aplicación que está
fuera del alcance del código. El Comité de Soldadura
Estructural alienta al Ingeniero a considerar la
aplicabilidad de otros códigos AWS D1 para
aplicaciones que involucren aluminio (D1.2), láminas
de acero de espesor igual a o menor que 3/16
pulgadas [5 mm] (D1.3), acero de refuerzo (D1.4) y
acero inoxidable (D1.6). La AASHTO/AWS D1.5
Código de Soldadura de Puentes fue específicamente
desarrollada para componentes de soldadura de
puentes de autopista y se recomienda para esas
aplicaciones.
C1.3.1 Ingeniero. El código no define al Ingeniero en
términos de educación, registro profesional, licencia
profesional, área de especialización u otro criterio. El
código no entrega una prueba de competencia o
habilidad del Ingeniero. Sin embargo, la suposición a
través del código ya que se refiere a
responsabilidades y autoridades asignadas al
Ingeniero es que el individuo sea competente y capaz
de ejecutar estas responsabilidades. Los códigos de
construcción aplicables pueden tener requerimientos
que se puedan cumplir por parte del Ingeniero. Estos
requerimientos pueden incluir, pero no limitarse al
cumplimiento con las leyes jurisdiccionales locales y
regulaciones que guíen la Práctica de Ingeniería.
C1.3.3.1 Inspector del Contratista. En ediciones
pasadas de este código, el término “inspector de
fabricación y montaje” se usaba para designar al
individuo, que supervisaba el trabajo del Contratista.
Las responsabilidades específicas del Inspector del
Contratista se definen en 6.1. En algunas industrias
esto puede llamarse “control de calidad” o “Inspección
QC”.
C.1.3.3.2 Inspector de Verificación. Los deberes del
Inspector de Verificación son identificados por el
Ingeniero. El Ingeniero tiene la responsabilidad de
determinar si se requerirá o no de un Inspector de
Verificación para un proyecto específico, y cuando se
requiera definirá las responsabilidades de tal
Inspector. En algunas industrias, este tipo de
inspección se llama “Aseguramiento de Calidad” o
inspección “QA”. Los códigos de construcción pueden
especificar los requerimientos de inspección de la
verificación. El Ingeniero deberá, entonces, identificar
dichos requerimientos en los documentos de contrato.
C1.3.3.3 Inspector(es) sin modificación. Cuando la
palabra “Inspector” se usa sin el término modificador
“Contratista” o “Verificación”, la estipulación es
igualmente
aplicable a ambos tipos de Inspectores (ver 6.1.4
como ejemplo).
C1.3.4 OEM (Fabricante del Equipo Original). Las
industrias principales y aplicaciones dirigidas por este
código incluyen entidades típicamente separadas, que
se ajustan dentro de las amplias categorías de
Contratista e Ingeniero. Para algunas aplicaciones de
este código una entidad funciona al mismo tiempo
398
como Ingeniero y Contratista. En este código se
refiere a esto como un (OEM) (Fabricante del Equipo
Original). Los ejemplos podrían incluir sistemas de
construcciones metálicas, equipos skids y
plataformas, sistemas de almacenamiento de material,
torres de transmisión, postes de luz y estructuras de
propaganda. Para estas situaciones los documentos
del contrato deberán definir como se manejan las
diversas responsabilidades. Por definición, este
código separa las funciones del Ingeniero de las del
Contratista, y aún así, se combinan para aplicaciones
del OEM. Existen muchas disposiciones posibles, pero
las siguientes categorías generales involucran muchos
ejemplos de aplicaciones de OEM:
� OEM 1 – El OEM asume la responsabilidad del
“productos listos para ser utilizados” y el Propietario
no está involucrado en asuntos de ingeniería o
inspección.
� OEM 2 – Un producto listo para ser utilizado se
entrega, pero el Propietario suministra sus propios
Inspectores de verificación quién reporta los hallazgos
al Propietario.
� OEM 3 – Los deberes del Ingeniero definidos por el
código están dirigidos a OEM y al Ingeniero del
Propietario.
Para manejar cada una de las situaciones
precedentes, se incluyen abajo ejemplos de posibles
lenguajes establecidos. Estos deberán revisarse para
estar seguro que sean aplicables a la situación
específica.
Lenguaje de muestra para OEM 1:
“D1.1 deberá usarse. El Ingeniero del
Contratista deberá asumir las responsabilidades del
Ingeniero como se definió en 1.3.1. Las desviaciones
de los requerimientos del código como tal se
describen en 1.4.1, no se permitirán”.
Lenguaje de muestra para OEM 2:
“D1.1 deberá usarse. El Ingeniero del
Contratista deber asumir las responsabilidades del
Ingeniero como se definió en 1.3.1, excepto todas las
referencias al “Ingeniero” en la Sección 6 significarán
al “Propietario”. La inspección de la verificación será
como se determinó por parte del Propietario, y la
Inspección de la Verificación deberá informar los
resultados al Propietario. Además, las decisiones que
sean tomadas por el Ingeniero del Contratista que
requieran cambios al código escrito en 1.4.1 deberán
someterse a la aprobación del Propietario”.
Lenguaje de muestra para OEM 3:
Un lenguaje no-específico sugerido, se
entrega aquí porque la cantidad de cambios es muy
grande. Se alienta al usuario a mirar cada referencia
del Ingeniero y resolver como manejar cada situación.
Como un ejemplo, los contenidos de las Secciones 1,
2 y 6 podrán asignarse al Ingeniero del Propietario y
las responsabilidades de las Secciones 3, 4, 5 y 7
asignadas al Ingeniero del Contratista.
C1.3.6.2 Should (debería). Las estipulaciones
“debería” son aconsejables (ver 5.29 por ejemplo – los
golpes de arco deberían evitarse, pero no están
prohibidos). Sin embargo, si ellos están presentes,
“deberán” (por ejemplo, se requieren para) eliminarse.
Ciertas estipulaciones del código son
opciones que se dan al Contratista (ver 5.27 como un
ejemplo donde (puede) permitirse el martillado pero no
(deberá) requerirse en capas intermedias de la
soldadura).
C1.4.1 May (puede). Algunas estipulaciones del
código no son obligatorias, a menos que el Ingeniero
las invoque en los documentos del contrato.
C1.4.1 Responsabilidades. El Ingeniero es
responsable al momento de la preparación de los
contratos para entregar recomendaciones al
Propietario o autoridades contratistas con respecto a
la apropiabilidad del código para cumplir con los
requerimientos particulares de una estructura
específica. El Ingeniero puede cambiar cualquier
requerimiento del código, pero la base para tales
cambios deberá estar bien documentada y tomar en
consideración la apropiabilidad del servicio utilizando
experiencias pasadas, evidencia experimental o
análisis de ingeniería, considerando el tipo de
material, efectos de carga y factores ambientales.
El Ingeniero puede recomendar, de vez en
cuando, durante el curso del proyecto cambios
adicionales a las estipulaciones del código para el
bien del proyecto. Tales cambios deberán
399
documentarse. El efecto en la relación contractual
debería resolverse entre las partes involucradas.
Se involucran ejemplos comunes de
modificaciones del código permitidas por el contrato
para la resolución de dificultades imprevistas del
proyecto, el manejo de no-conformidades menores, y
manejar temas específicos de violación del código.
Por ejemplo, la aceptación de una no-conformidad
menor con la debida consideración de los
requerimientos de servicio pueden ser más deseables
para el proyecto total una reparación obligatoria que
resultará en total conformidad con el código, pero un
producto final menos deseable.
La premisa fundamental del código es
entregar estipulaciones generales aplicables a la
mayoría de las situaciones. El criterio de aceptación
para la producción de soldaduras, diferentes de
aquellas especificadas en el código pueden utilizarse,
pero debería haber una base de tal criterio alternativo
de aceptación, como experiencias anteriores,
evidencia experimental o análisis de ingeniería.
Después que el contrato se otorga, el
Ingeniero puede cambiar los requerimientos del
código, pero los cambios deberán documentarse y
acordarse entre las partes involucradas. El Ingeniero
no podrá modificar o cambiar unilateralmente
cualquier estipulación del código después que el
contrato sea otorgado sin crear un conflicto potencial
con las condiciones del contrato. Estos tipos de
modificaciones deberían acordarse mutuamente entre
las partes involucradas para manejar
satisfactoriamente circunstancias inesperadas.
C1.4.1(1) Ciertas estipulaciones del código son
obligatorias sólo cuando sean especificadas por el
Ingeniero. Esto se requiere por el código para hacerse
en documentos del contrato.
C1.4.1(2) El Ingeniero tiene la autoridad y la
responsabilidad de determinar cual NDT (si la hubiera)
será especificada para un proyecto específico.
El Ingeniero deberá tomar en consideración
las consecuencias de la falla, la aplicabilidad del
proceso de inspección de las soldaduras específicas y
eliminar las limitaciones de los métodos especificados
de NDT y extensión de ella.
C1.4.1(3) La inspección de verificación no es
requerida por el código y, si se usara, se requiere
según el código, que sea especificada por el Ingeniero
(ver 6.1.2.2). El Ingeniero puede elegir no tener
ninguna inspección de verificación, la inspección de
verificación de sólo una parte de la fabricación, o
inspección, de la verificación que remplace totalmente
la inspección del Contratista. Sin embargo, cuando el
Ingeniero elija eliminar la inspección del Contratista, el
Ingeniero deberá estar conciente de que hay un gran
número de responsabilidades asignadas al Inspector
del Contratista que incluyen actividades que pueden
no ser tradicionalmente consideradas como parte de
la inspección de verificación (ver 6.1.2.1, 6.2, 6.3, 6.5
y 6.9). Estas actividades son importantes para el
control de la calidad de la soldadura. No deberá
asumirse que el NDT, no importa cuan extenso sea,
eliminará la necesidad de control de estas actividades.
C1.4.1(5) La fractotenacidad para metal de soldadura,
metal base y/o ZAT no es obligatoria según este
código. Tales requerimientos, cuando sea necesario,
se requieren por el código para que sean
especificados en los documentos del contrato.
C1.4.1(6) El código contiene estipulaciones para
aplicaciones no tubulares cargadas estáticamente y
cíclicamente. El criterio para tales fabricaciones
difiere, y como tal, la forma de acero aplicable y
condiciones de carga requieren que sean
especificadas por el código en los documentos del
contrato.
C1.4.1(7) Para aplicaciones OEM (ver 1.3.4) algunas
de las responsabilidades del Ingeniero son efectuadas
por el Contratista. El código requiere que los
documentos del contrato defina estas
responsabilidades (ver C1.3.4).
C1.4.1(8) El Ingeniero es responsable de especificar
los requerimientos adicionales de fabricación e
inspección que no son necesariamente referidos en el
código. Estos requerimientos adicionales pueden ser
necesarios para condiciones tales como: temperaturas
operativas extremas (caliente o fría) de la estructura,
requerimientos de fabricación de material, etc.
C1.4.2 Responsabilidades del Contratista. La lista
abreviada en 1.4.2 resalta las principales áreas de las
responsabilidades del Contratista, y no está completa.
400
Las responsabilidades para los Contratistas están
contenidas en todo el código.
C1.4.3 Inspección de Verificación. La lista abreviada
en 1.4.3 resalta las principales áreas de
responsabilidad para los diversos inspectores y no
está completa. La Sección 6 resalta responsabilidades
específicas
401
401
C2. Diseño de Conexiones Soldadas
C2.2.2 Requerimientos de la Fracto-Tenacidad. La
fracto-tenacidad es una propiedad del material que entrega
una medida de su sensibilidad a la resistencia. La prueba
CVN es el método más común de medición de fracto-
tenacidad. Otras pruebas están disponibles y pueden ser
más confiables, pero también son más complejas y caras.
No se justifican medidas más precisas de resistencia, a
menos que se usen en el diseño los métodos mecánicos
de fractura.
La demanda de resistencia depende del tipo de
carga, índice de aplicación de la carga, temperatura y otros
factores. La redundancia y las consecuencias de la fractura
también pueden considerarse para determinar los
requerimientos de la prueba CVN para una unión de
soldadura. Muchas aplicaciones no requieren una medida
de fracto-tenacidad. En aplicaciones donde se requiere un
valor mínimo de la prueba CVN, como la especificación de
la clasificación de un metal de aporte que incluye los
valores de la prueba CVN, puede ser suficiente. Muchas
clasificaciones del metal de aporte están disponibles que
entregan el criterio de la prueba CVN. La mayoría de los
metales de aporte que se usan en aplicaciones
estructurales en terreno no son probados según los valores
de la prueba CVN. De los metales de aporte que se
prueban para los valores de la prueba CVN y se usan en
aplicaciones estructurales, el más común cumple con 20 ft-
lb a -20° o 0° F [27 J a -29° o -18° C]. En casos más
severos, los WPS pueden calificarse para cumplir con los
valores de la prueba CVN. Debería reconocerse que el
criterio de prueba CVN en el metal de aporte o en una
calificación WPS se relaciona con la susceptibilidad de
resistencia del material pero no es una medida precisa de
la propiedad del material en una unión de producción. El
objetivo de la mayoría de los requerimientos de la prueba
CVN es asegurar que el material no está en su nivel más
bajo de fracto-tenacidad en la temperatura de servicio de la
estructura.
Los perfiles estructurales y planchas han sido
estudiadas y el resultado de la prueba CVN en valores de
15 ft-lbs [20 J] o más altos a 40° F [4° C]. Estos estudios
fueron efectuados a petición de los productores de fresado
para demostrar que las pruebas CVN del metal base eran
innecesarias para la mayoría de las aplicaciones en
construcción (ver Referencia 30). Las sub-secciones 4.7.1,
C2.4.2.2, C4.12.4.4 y el Anexo III contienen información
acerca de los valores de la prueba CVN (ver también
Control de Fractura y Fatiga en Estructuras, Barson y
Rolfe).
C2.2.4 Tamaño y Longitud de la Soldadura: el Ingeniero
que prepara los planos de diseño del contrato no puede
especificar la profundidad de la ranura “S” sin conocer el
proceso de soldadura y la posición de la soldadura. El
código es explícito en estipular que solo el tamaño de la
soldadura “(E)” debe especificarse en los planos de diseño
para soldaduras de ranura PJP (ver 2.2.5.1). Esto permite
al Contratista producir el tamaño de la soldadura asignando
una profundidad de preparación de la ranura mostrada en
los planos de taller, según se relacionan con la elección del
Contratista del proceso de soldadura y su posición
La penetración de la raíz generalmente
dependerá del ángulo en la raíz de la ranura, en
combinación con la abertura de la raíz, la posición de la
soldadura y el proceso de soldadura. Para uniones que
usen soldaduras en bisel y ranuras V, estos factores
determinan la relación entre la profundidad de la
preparación y el tamaño de la soldadura para soldaduras
de ranura precalificadas de penetración parcial .
El refuerzo de las soldaduras de filete depende
del tamaño de la garganta; sin embargo, el tamaño de la
pierna (lado) de las soldaduras de filete es la dimensión
más útil mensurable para la ejecución del trabajo. Tanto en
los documentos del contrato como en planos de taller
cuando las partes unidas se encuentran en un ángulo entre
80° y 100°, el tamaño efectivo se toma para que sea la
dimensión de la garganta de una soldadura de filete de 90°,
y está diseñada en los documentos del contrato y en los
planos de taller como tamaño de la pierna (lado).
En el lado del ángulo agudo de uniones en T
significantemente oblicuas [ver Figura 3.11 (A), (B) y (C)],
la relación entre el tamaño de la pierna (lado) y la garganta
efectiva es compleja. Cuando las partes se encuentran en
ángulos menores que 80° o mayores que 100°, los
documentos del contrato muestran la garganta efectiva
requerida para proporcionar las condiciones de diseño y los
planos de taller muestran el tamaño de la pierna (lado)
requerida para proporcionar la garganta específica efectiva.
Cuando el ángulo agudo está entre 30° y 60°, el
tamaño efectivo de la soldadura depende de la reducción
de pérdida Z [ver Figura 3.11 (D)] la cual es dependiente
402
del proceso y posición de la soldadura. Especificando solo
el tamaño de la garganta efectiva requerida para satisfacer
las condiciones del diseño en los documentos del contrato
le permite al fabricante utilizar procesos de soldadura
apropiados a su equipo y práctica, para indicar su intención
e instrucciones para los WPS apropiados, y los símbolos
en los planos de taller.
C2.2.5.4 Detalle de Dimensiones Precalificadas. Los
antecedentes y las bases para la precalificación de uniones
se explican en C3.2.1. Los diseñadores y expertos en
detallamiento deberían notar que la precalificación de las
geometrías de la unión se basa en condiciones aprobadas
satisfactoriamente de forma, tolerancias, posición de la
soldadura y acceso a una unión entre los elementos de la
plancha para que un soldador calificado deposite metal de
soldadura de buena calidad, bien fundido al metal base.
Otras consideraciones de diseño importantes para la
apropiabilidad de una unión particular para una aplicación
particular no son parte del status precalificado. Tales
consideraciones incluyen, pero no se limitan
necesariamente a:
(1) el efecto de restricción impuesto por la rigidez del
metal base conectado en una contracción de metal de
soldadura.
(2) el potencial para provocar un desgarro laminar por
grandes depósitos de soldadura bajo condiciones de
restricción en el metal base pensionado en la
dirección de todo el espesor,
(3) las limitaciones del acceso del soldador a la unión
para un posicionamiento y manipulación apropiados
del electrodo impuesto por el metal base cercano,
pero no parte de la unión,
(4) el potencial para el estado de tensiones biaxiales o
triaxiales en las soldaduras que se intersectan,
(5) las limitaciones en el acceso para permitir
inspecciones UT o RT confiables,
(6) efecto de las tensiones residuales por contracción de
la soldadura.
(7) el efecto en la distorsión de soldaduras más grandes
de lo necesario.
C2.3.2.5 Longitud Máxima Efectiva. Cuando las
soldaduras de filete longitudinales paralelas a la tensión se
usan para transmitir la carga al extremo de un componente
cargado axialmente, las soldaduras se llaman "cargadas al
extremo". Los ejemplos típicos de tales soldaduras podrían
incluir, pero no se limitan necesariamente a, las uniones de
traslape soldadas longitudinalmente al extremo de
componentes cargados axialmente, soldaduras que unen
atiesadores de soporte, soldaduras que unen atiesadores
transversales a las vigas de alma llena diseñadas
basándose en el campo de acción de la tensión y casos
similares. Ejemplos típicos de soldaduras de filete
cargadas longitudinalmente que no se consideran que
tengan una carga al extremo, pero están limitadas a
soldaduras que conectan planchas o perfiles para formar
secciones transversales construidas en las cuales la fuerza
de corte se aplica para cada incremento de longitud de
tensión de la soldadura dependiendo de la distribución de
la carga de corte en el largo del componente, las
soldaduras unen ángulos de conexión de viga principal y
las planchas de corte, porque el flujo de la fuerza de corte
desde la viga principal o de la viga de alma llena hasta la
soldadura es esencialmente uniforme a través del largo de
la soldadura, esto es, la soldadura no está cargada en el
extremo, a pesar del hecho de que esté cargada paralela al
eje de la soldadura. Tampoco se aplica el factor de
reducción a las soldaduras que unen los atiesadores a las
bridas de unión diseñadas en base al corte de viga
convencional porque los atiesadores y las soldaduras no
están sujetas a la tensión axial calculada, pero solo sirve
para mantener la brida de unión plana.
La distribución de la tensión a través en toda la
longitud de las soldaduras de filete cargadas al extremo
están lejos de ser uniformes y dependen de las complejas
relaciones entre la rigidez de la soldadura longitudinal de
filete, relacionado con la rigidez de los metales base
conectados. Más allá de alguna longitud, no es formal
asumir que el promedio de tensión en el largo total de la
soldadura puede tomarse como igual a la tensión
permisible total. La experiencia ha mostrado que cuando la
longitud de la soldadura es igual a aproximadamente 100
veces el tamaño de la soldadura o menor, es razonable
asumir que el largo efectivo es igual al largo real. Para
longitudes de soldadura mayores que 100 veces el tamaño
de la soldadura, el largo efectivo debe tomarse menor que
el largo actual. El coeficiente de reducción, β,
proporcionado en 2.3.2.5 es el equivalente (en unidades y
terminología americana) del Eurocode 3, el cual es una
aproximación simplificada para formulas exponenciales,
desarrollada por estudios de elementos finitos y pruebas
efectuadas en Europa durante muchos años. El criterio
403
está basado en una consideración combinada del refuerzo
final para las soldaduras de filete con un tamaño de la
pierna (lado) menor que 1/4 pulgadas [6 mm] y en juicios
basados en el límite de servicio ligeramente menor que
1/32 pulgadas [1 mm] el desplazamiento al final de la
soldadura para aquellas con un tamaño de la pierna (lado)
de 1/4 in. [6 mm] y mayores. Matemáticamente, la
multiplicación de la longitud actual por el factor β lleva a
una expresión, la cual implica que la longitud efectiva
alcanza un máximo cuando la longitud actual es
aproximadamente 300 veces el tamaño de la pierna (lado);
por lo tanto la longitud máxima efectiva de una soldadura
de filete cargada al extremo, se toma como 180 veces el
tamaño de la soldadura de la pierna.
C2.5.1 Tensiones Calculadas. Se intenta que las
tensiones calculadas se comparen con las tensiones
permisibles que sean tensiones nominales determinadas
por métodos de análisis apropiados y no tensiones de "hot
spot" (puntos calientes), los cuales pueden determinarse
por un análisis de elementos finitos, usando una malla más
fina que un pié aproximadamente. Algunas
especificaciones de diseño aplicables que invocan,
requieren que ciertas uniones están diseñadas para
proporcionar, no solo para las fuerzas calculadas debido a
las cargas aplicadas, sino también por un cierto porcentaje
mínimo del refuerzo del componente, sin tomar en cuenta
la magnitud de las fuerzas aplicadas a la unión. Ejemplos
de tales requerimientos se encontrarán en las
especificaciones AISC.
C2.5.2 Tensiones Calculadas Debido a la Excentricidad.
Las pruebas han demostrado que el equilibrio de las
soldaduras cerca del eje neutro de un ángulo único o
componente de doble ángulo, o miembros similares no
aumentan la capacidad de carga de la conexión. Por lo
tanto, se permiten soldaduras no-equilibradas. Debe
destacarse que los coronamientos no son necesarios, ya
que los desgarros no son problemas (ver Figura 2.1).
C2.5.4 Tensiones Permisibles del Metal de Soldadura.
La filosofía que conllevan las estipulaciones del código
para tensiones en soldaduras pueden describirse por los
siguientes principios:
(1) El metal de soldadura en soldaduras de ranura CJP
sujetas a esfuerzos por tensiones normales al área efectiva
deberían tener propiedades mecánicas muy comparables a
las del metal base. Esto en efecto, proporciona una
soldadura de sección transversal no reducida casi
homogéneas de modo que los esfuerzos usados para
proporcionar a las partes del componente puedan usarse y
adyacentes al metal de soldadura depositado. Para las
tensiones resultantes de otras direcciones de carga se
pueden usar metales de soldadura de menor resistencia,
siempre que se cumpla con los requerimientos de
resistencia.
(2) Para soldaduras de filete y soldaduras de ranura
PJP, el diseñador tiene gran flexibilidad para escoger las
propiedades del metal de soldadura si se comparan con los
componentes que están siendo unidos. En la mayoría de
los casos, la fuerza que va a transferirse mediante esta
soldadura es menor que la capacidad de los componentes.
Tales soldaduras se proporcionan para la fuerza que se va
a transferir. Esto puede lograrse con un metal de soldadura
de menor resistencia que el metal base, siempre que el
área de la garganta sea adecuada para soportar la fuerza
entregada. Debido a la mayor ductilidad del metal de
soldadura de menor resistencia, esta elección puede ser
preferible.
Una tensión de trabajo igual a 0.3 veces el esfuerzo por
tensión del metal de aporte, designado por la clasificación
del electrodo, aplicada a la garganta de una soldadura de
filete, se ha demostrado a través de pruebas (Referencia
31) para proporcionar un factor de seguridad del rango de
2.2 para fuerzas de corte paralelas al eje longitudinal de la
soldadura, de 4.6 para fuerzas normales al eje bajo carga
de servicio. Esta es la base para los valores dados en la
Tabla 2.3.
(3) Las tensiones en la garganta efectiva de las
soldaduras de filete siempre se consideran ser corte.
Aunque una resistencia a la falla de soldaduras de filete
cargadas perpendicularmente a su eje longitudinal es
mayor que las soldaduras de filete cargadas paralelamente
a este eje, no se han asignado mayores capacidades de
carga en la Tabla 2.3 para soldaduras de filete con carga
normal a su eje longitudinal.
Un criterio alternativo que permite mayores tensiones
permisibles para soldaduras de filete cargadas
oblicuamente al eje longitudinal de la soldadura, se
entregan en 2.5.4.2.
(4) La capacidad de soportar carga de cualquier
soldadura se determina por las más bajas capacidades
404
calculadas en cada plano de transferencia de tensión.
Estos planos para corte en soldaduras de filete y de ranura
se ilustran en la figura C2.2.
(a) Plano 1-1, en el cual la capacidad puede está
gobernada por el corte de tensión permisible por
el material "A"
(b) Plano 2-2, en el cual la capacidad está
gobernada por el corte de tensión permisible del
metal de soldadura.
(c) Plano 3-3, en el cual la capacidad puede está
gobernada por el corte de tensión permisible por
el material "B".
C2.5.4.2 Tensión Alternativa Permisible por la
Soldadura de Filete. Hace mucho que se reconoce que el
comportamiento de la resistencia y la deformación de los
elementos de la soldadura de filete dependen del ángulo Θ
que hace la fuerza con el eje del elemento de la soldadura.
Las soldaduras de filete cargadas transversalmente tienen
una resistencia mayor de aproximadamente un 50% que
las soldaduras cargadas longitudinalmente. Al contrario, se
ha sabido que las soldaduras de filete cargadas
transversalmente tienen menor capacidad de distorsión
previo a la fractura que las soldaduras de filete cargadas
longitudinalmente. Siguiendo las pruebas de Higgins y
Preece, del “Suplemento de Investigación del Periódico de
Soldadura”, Octubre 1968, en el interés de la simplicidad y
porque los métodos para manejar la interacción entre
casos de carga longitudinal y transversal no estaban
disponibles, la tensión permitida para soldaduras de filete
en el código se ha limitado a 0.3 Fexx.
Este valor se basa en los menores resultados de la
prueba de resistencia para soldaduras cargadas
longitudinalmente con un factor de seguridad contra ruptura
de aproximadamente 2.2 a 2.7. Aún se aplica el mismo
criterio básico; sin embargo, el código ahora proporciona la
opción de una mayor tensión permitida las para soldaduras
de filete basada en cálculos de un valor específico para el
ángulo de carga.
La resistencia máxima de corte de un elemento de
soldadura simple de filete a varios ángulos de aplicación de
carga se obtuvo de las relaciones de carga-deformación de
Butler (1972) para electrodos E60. Las curvas para los
electrodos E70 fueron obtenidas por Lesik (1990). El
comportamiento de la resistencia y de la deformación de
las soldaduras dependen del ángulo Θ que la fuerza
elemental resultante hace con el eje del elemento de la
soldadura (ver Figura C2.3). La relación real y deformación
de carga para soldaduras de filete, tomada de Lesik, se
muestra en la Figura C2.4.
La siguiente es la fórmula para la tensión máxima de
soldadura, Fv
Fv = 0.852 (1.0 + 0.50 sin1.5 Θ) Fexx
Debido a que la tensión permitida se limita a 0.3 Fexx
para las soldaduras cargadas longitudinalmente (Θ = 0°),
los resultados de la prueba indican que las formulas en
2.5.4.2 y 2.5.4.3 entregan un factor de seguridad mayor
que el valor comúnmente aceptado de 2.
C2.5.4.3 Centro Instantáneo de Rotación. Cuando
grupos de soldadura se cargan en el corte por una carga
externa que no actúa a través del centro de gravedad del
grupo, la carga es excéntrica y tenderá a provocar una
rotación relativa y translación entre las partes conectadas
por las soldaduras. El punto en el cual la rotación tiende a
efectuarse se llama centro instantáneo de rotación. Su
localización depende de la excentricidad de la carga, la
geometría del grupo de soldadura y la deformación de la
soldadura en ángulos diferentes de la fuerza elemental
resultante relativa al eje de la soldadura. La fuerza de
resistencia individual de cada elemento de soldadura de la
unidad puede asumirse que actúa en una línea
perpendicular a un rayo que pasa a través del centro
instantáneo de rotación y la localización de los elementos
(ver Figura C2.3).
La resistencia total de todos los elementos de
soldadura combinan para resistir la carga excéntrica, y
cuando se haya seleccionado la localización correcta del
centro instantáneo de rotación, las ecuaciones de estática
en plano (�x, �y, �M) serán satisfechas.
Una explicación completa del procedimiento, incluyendo
problemas de muestra se entregan en Tide (Referencia
29). Se han desarrollado técnicas numéricas como las
entregadas en Brandt (Referencia 26) para localizar el
centro instantáneo de rotación para la tolerancia de la
convergencia. Para eliminar las posibles dificultades
computacionales, la deformación máxima en los elementos
de soldadura se limita al valor limitado mas bajo de 0.17W.
Para la conveniencia del diseño, se utiliza una simple
formula elíptica F (ρ) para aproximar cercanamente la
derivada empíricamente polinominal en Lesik (Referencia
28).
405
C2.6.1 Consideraciones Generales. En general los
detalles deben minimizar la represión, la cual inhibirá la
conducta dúctil, evitar la concentración indebida de la
soldadura, así como enfrentar un amplio acceso para
depositar el metal de soldadura.
C2.6.3 Carga en todo el Espesor del Metal Base. El
laminado del acero para producir perfiles y planchas para
el uso en estructuras de acero causa que el metal base
tenga diversas propiedades mecánicas en las diferentes
direcciones ortogonales. Esto hace necesario para los
diseñadores, los expertos en detallamiento y los
fabricantes el reconocer el potencial para las laminaciones
y/o desgarro laminar que afecte la integridad de las
uniones completadas, especialmente cuando está
involucrado el metal base espeso.
Las laminaciones no son resultado de la
soldadura. Ellas son el resultado de los procesos de la
fabricación del acero. Generalmente, ellas no afectan la
resistencia del metal base cuando el plano de la laminación
es paralelo al campo de tensión, es decir, tensionado en la
dirección longitudinal o transversal. Ellas no tienen un
efecto directo sobre la habilidad del metal base en uniones
en T y de esquinas para transmitir las fuerzas a través en
todo el espesor.
Los desgarros laminares, si es que y cuando
estos ocurran, generalmente son el resultado de la
contracción de grandes depósitos de metal de soldadura
bajo condiciones de gran restricción. Los desgarros
laminares raramente ocurren cuando el tamaño de la
soldadura es menor que 3/4 a 1 in. [20 a 25 mm]. Los
desgarros laminares ocurren raramente bajo soldaduras de
filete. Los desgarros laminares no ocurren en ausencia de
restricción para la contracción de metal de soldadura
caliente solidificada; sin embargo, en grandes soldaduras,
las pasadas iniciales de soldadura solidificadas
depositadas en el área de la raíz de la soldadura, puede
provocar un empalme rígido externo al esfuerzo de tensión
por contracción de las siguientes pasadas de soldadura
depositada.
Debido a que los desgarros laminares son
causados por contracción del metal de soldadura que es
forzado a acomodarse dentro de la corta longitud del
calibre por la limitación por compresión de equilibrio, la
dirección de la unidad del esfuerzo en todo el espesor en el
metal base puede ser muchas veces mayor que el esfuerzo
de punto límite de relajamiento . Pueden ocurrir desgarros
laminares. Los esfuerzos localizados que pueden producir
desgarros laminares, ocurren en el enfriamiento durante la
fabricación y constituyen la condición más severa que será
impuesta sobre el metal base en la cercanía de la unión en
la vida de la estructura. Debido a las tensiones por
compresión y tensión dentro o, cercana a la unión son
equilibradas por sí mismas, y porque los esfuerzos
asociados con las tensiones de diseño aplicadas son una
pequeña fracción de aquellas asociadas con la contracción
de la soldadura, las cargas aplicadas externamente no
inician los desgarros laminares; sin embargo, si los
desgarros se han iniciado por la soldadura, los desgarros
laminares existentes pueden prolongarse.
El diseño y detallamiento de las uniones en T y
de esquina establecen las condiciones que pueden
aumentar o disminuir el potencial del desgarro laminar, y
hacer de la fabricación de una soldadura, una operación
sencilla y directa o una difícil, o virtualmente imposible. Por
lo tanto, es necesario la atención por parte de todos los
miembros del equipo, el diseñador, el experto en
detallamiento, el fabricante y el soldador para minimizar el
potencial de desgarro laminar.
Las reglas definitivas no pueden entregarse en el
código para asegurar que el desgarro laminar no ocurrirá;
por lo tanto, este comentario intenta entregar comprensión
de las causas y proporcionar una guía de los modos de
minimizar la probabilidad de que esto ocurra. Las
siguientes precauciones se han demostrado en pruebas y
experiencias para minimizar el riesgo de desgarro:
(1) El espesor del metal base y el tamaño de la
soldadura deberían ser adecuados para satisfacer los
requerimientos del diseño; sin embargo, las uniones
diseñadas sobre la base de tensiones mas bajas que las
permitidas por el código, en vez de proporcionar un diseño
conservador, resulta en un incremento de la restricción y
un aumento del tamaño de la soldadura y esfuerzo por
contracción deberá ser acomodado. Por lo tanto, tal
practica aumenta mas que disminuye el potencial para un
desgarro laminar.
(2) Use electrodos de bajo hidrogeno cuando
esté soldando grandes uniones en T y de esquinas. El
hidrógeno absorbido no se considera que sea la causa
principal para la iniciación del desgarro laminar, pero el uso
de electrodos de bajo hidrogeno en grandes uniones
(longitudinales, transversales o a través de todo el espesor)
para minimizar la tendencia al agrietamiento un frío por
electrodos bajos en hidrógeno es una buena practica en
406
cualquier caso. El uso de electrodos que no sean bajos
hidrogeno pueden traer problemas.
(3) La aplicación de una capa de pasadas de
soldaduras de “contacto” (buttering) de aproximadamente
1/8 in. a 3/16 in. [3 mm a 5 mm] de espesor hacia la cara
del metal base a ser tensando en dirección de todo el
espesor previo al ensamblaje de la unión, se ha
demostrado en pruebas y experiencias que reducen la
probabilidad de un desgarro laminar. Tal capa “de
contacto”, proporciona un metal de soldadura firme con una
estructura de grano fundido en lugar de una estructura de
acero laminado de grano fibroso anisotrópico en la
ubicación de los esfuerzos más intensos de contracción de
la soldadura.
(4) En grandes uniones, las pasadas de
soldadura en secuencia de una manera que construya la
superficie del metal base tensado en la dirección
longitudinal, previo al deposito de cordones de soldadura
contra la cara del metal base tensado en dirección de todo
el espesor. Este procedimiento permite que una parte
significativa de la contracción de la soldadura ocurra en
ausencia de restricción
(5) En uniones de esquina, donde sea practicable, la
preparación de una unión biselada debería ser en el metal
base tensado en la dirección de todo el espesor para que
el metal de soldadura se funda con el metal base en un
plano dentro del espesor del metal base al máximo grado
práctico.
(6) Las uniones dobles en - V y de doble - bisel
requieren un depósito de mucho menos metal de soldadura
que las uniones de simple en - V y simple en – bisel; y por
lo tanto reducen la cantidad de contracción de la soldadura
para acomodarse aproximadamente en la mitad. Donde
pueda practicarse, el uso de tales uniones puede ser de
gran ayuda.
(7) En soldaduras que involucran varias uniones del
metal base de diferentes espesores, las uniones más
grandes deben soldarse primero para que los depósitos de
soldaduras que pueden involucrar la mayor cantidad de
contracción puedan completarse bajo condiciones de la
menor restricción posible. Las uniones más pequeñas, a
pesar de estar soldadas bajo condiciones de más alta
restricción, involucraran una cantidad más pequeña de
contracción de la soldadura que acomodar.
(8) El área de los componentes a los cuales grandes
soldaduras transferirán tensiones en dirección de todo el
espesor deberán inspeccionarse durante el trazado para
asegurar que la contracción de la soldadura de la unión no
aplica esfuerzos en todo el espesor sobre el metal base
con laminaciones preexistentes o grandes inclusiones (ver
ASTM A 578).
(9) El martillado ejecutado apropiadamente de pasadas
de soldaduras intermedias se ha demostrado que reduce el
potencial del desgarro laminar. Las pasadas de raíz no
deberían ser martilladas para evitar la posibilidad de
originar grietas en las pasadas de soldaduras delgadas
iniciales las cuales pueden pasar inadvertidas y luego
propagarse a través de la unión. Las pasadas intermedias
deberían martillarse con una herramienta de nariz redonda
con el suficiente vigor para deformar plásticamente la
superficie de la pasada y cambiar las tensiones residuales
a tensiones residuales compresivas, pero no tan
vigorosamente para provocar un corte en la superficie o
traslapamientos. Las pasadas de acabado no deben
martillarse.
(10) Evitar el uso del metal de aporte muy reforzado.
(11) Cuando pueda practicarse, use el metal base con
bajo sulfuro (< 0.006%) o metal base con propiedades
mejoradas, en todo el espesor.
(12) Las uniones críticas deben examinarse por RT o
UT después que la unión se haya enfriado a temperatura
ambiente.
(13) Si se detectan irregularidades menores el Ingeniero
debería evaluar cuidadosamente si las irregularidades
pueden dejarse sin reparar, sin poner en juego la
apropiabilidad para el servicio o la integridad estructural. El
rebaje y soldadura de reparación añadirán ciclos
adicionales de calentamiento y enfriamiento, y la
contracción de la soldadura bajo condiciones de restricción,
que son probablemente más severas que las condiciones
bajo las cuales la unión fue soldada inicialmente. Las
operaciones de reparación pueden causar una condición
más perjudicial.
(14) Cuando los desgarros laminares se identifican y se
reparan es aconsejable juzgar, el trabajo no debe ser
emprendido sin revisar primero el WPS y debe hacerse un
esfuerzo para identificar la causa del resultado
insatisfactorio. Se requiere un WPS especial o un cambio
en el detalle de la unión.
C2.6.4 y C2.6.5 Combinaciones de Soldaduras. Las
soldaduras de filete depositadas sobre las soldaduras de
407
ranura no aumentan directamente la garganta efectiva de
la unión; por lo tanto la resistencia de la unión no se tomará
como la suma de las resistencias de las soldaduras de
ranura y de filete. Sin embargo, tal reforzamiento y las
soldaduras de filete contorneadas sirven para un propósito
útil en uniones en T y de esquinas. Ellas proporcionan un
filete que reduce la severidad de la concentración de
esfuerzo que existiría en el cambio geométrico de 90° en la
sección.
C2.6.6 Orificios de Acceso a la Soldadura. Los orificios
de acceso a la soldadura no son requeridos ni menos
deseados para cada aplicación. Sin embargo es importante
reconocer que cualquier unión transversal en el flange de
flange ancho, H y secciones transversales similares hechas
sin el uso de un orificio de acceso a la soldadura no puede
considerarse como una unión soldada de ranura CJP
precalificada. Esto es cierto, porque las uniones soldadas
de ranura CJP precalificada se limitan a los casos de
elementos de plancha plana a los elementos de plancha
plana que se muestra en la Figura 3.4. La decisión de usar
uniones precalificadas CJP o de usar uniones no
precalificadas sin orificios de acceso depende de la
consideración de varios factores los cuales incluyen pero
puede que no se limiten a lo siguiente:
(1) El tamaño de los componentes que vayan a unirse.
(2) si es que la unión es una soldadura de taller o en
terreno, esto es, si las partes pueden ser posicionadas
para soldadura, de modo que la soldadura de sobre-
cabeza pueda evitarse y los filetes de refuerzo puedan ser
prontamente depositados en la localización de grandes
concentraciones de tensión
(3) La variación en la restricción de la contracción de la
soldadura y la distribución de la tensión aplicada en todo el
largo de la unión transversal debido a la geometría de las
partes que se están uniendo. Por ejemplo, la mayor
restricción debido a la brida de unión de la columna en la
región de la línea central del flange de la columna si se
compara con la menor restricción fuera de la línea central
provoca tensiones residuales de la soldadura y tensiones
aplicadas a la agudeza máxima en la región difícil de soldar
en la mitad del flanje de la viga maestra.
(4) Si es que, en el caso de la geometría que enfrenta
una restricción más uniforme sin un "hard spot" (punto
caliente) a lo largo de la unión, la probabilidad de un gran
numero de pequeñas irregularidades internas del metal de
soldadura, pero sin gran irregularidad del orificio de acceso
a la soldadura, podría proporcionara una unión de mayor
resistencia. Por ejemplo, las pruebas de las conexiones del
momento del extremo de la plancha (Murray 1996) han
demostrado que las uniones entre los extremos de la viga y
los extremos de las planchas hechas sin orificios de acceso
a la soldadura, pero con irregularidades sin reparar en la
región de la brida de unión del flange proporciona un mayor
refuerzo que conexiones similares hechas utilizando
orificios de acceso, pero con menos irregularidades
internas.
La investigación, pensamiento e ingenuidad se están
dirigiendo hacia los detalles mejorados para la conexiones
del momento de la viga a la columna.
El diseño alternativo de la unión y los detalles para
proporcionar resistencia y la apropiabilidad para el servicio
deberían considerarse en donde sean aplicable. Se
requiere el juicio de Ingeniería.
Cuando se requieren los orificios de acceso de
soldadura, los requerimientos mínimos de 5.17 se aplican.
El tamaño mínimo requerido para proporcionar aberturas
para una buena calidad de trabajo y soldaduras de buena
calidad pueden tener un efecto importante en las
propiedades de la sección neta de los componentes
conectados.
C2.7.1 Transiciones de Espesor y Ancho. Las
concentraciones de tensión que ocurren en los cambios en
el espesor o ancho del material de los elementos tensados,
o ambos, dependen de la brusquedad de la transición con
los factores de concentración de la tensión que varían
entre 1 y 3. En aplicaciones cargadas estáticamente, tales
como concentraciones de tensión pueden ser tener
significación estructural sólo el esfuerzo sea tensión y el
factor de tiempo de concentración de la tensión excede el
límite de fluencia del material. Al requerir una transición de
1 en 2-1/2, solo en esos caso donde la tensión excede la
tensión permitida, el factor de seguridad usual se preserva
con la economía de la construcción. Las estipulaciones de
fatiga proporcionadas para efectos de irregularidades
geométricas en aplicaciones cargadas cíclicamente y
debería adherirse a esto.
C2.8.1.1 Soldaduras de Filete Transversales. Debido a
que las uniones de traslape soldadas con filete cargadas
transversalmente involucran excentricidad, la fuerza
aplicada tiende a abrir la unión y causa una acción de
palanca en la raíz de la soldadura, como se muestra en el
Detalle B de la Figura C2.5 a menos que esté restringido
por una fuerza, R, mostrada en el Detalle A. El código
408
requiere que se evite este modo de acción por soldaduras
dobles de filete u otros medios.
C2.8.2 Soldaduras de Filete Longitudinales. La
transferencia de fuerzas por soldaduras de filete
longitudinales solas en los extremos de los componentes
causa un efecto conocido como retardo de corte en la
región de transición entre la unión donde se concentra la
tensión de corte en todos los bordes del componente a la
ubicación donde la tensión en la pieza puede considerarse
uniforme a través de la sección transversal. La disposición
de las soldaduras longitudinales relativas al perfil de la
sección transversal afecta el diseño del componente tanto
como la resistencia de la conexión. Para el caso simple de
barra plana y conexiones transversales de tipo plancha, la
experiencia tanto como la teoría han mostrado que los
requerimientos de 2.8.2 aseguran de la adecuación de la
conexión tanto como las partes conectadas. Para otras
secciones transversales, el área efectiva del componente
conectado depende de la disposición de las soldaduras
que conectan el extremo; por lo tanto, debe hacerse
referencia a la especificación aplicable para el componente
y la estructura de diseño.
C2.8.3.1 Terminaciones de la Soldadura de Filete
General. En la mayoría de los casos, si es que las
soldaduras de filete terminan en los extremos o en los
lados de un componente no tiene efecto sobre la
apropiabilidad para el servicio de una unión, por lo tanto,
este es el caso por defecto; sin embargo, en diversas
situaciones la manera de terminación es importante.
Reglas racionales separadas se entregan para casos
individuales.
C2.8.3.2 Uniones de Traslape Sujetas a Tensión.
Cuando se hace una unión entre componentes en los
cuales una parte conectada se extiende mas allá del borde
o al extremo de la otra parte, es importante que se eviten
las muescas en los bordes de una parte sujeta a esfuerzo
por tensión calculada. Una buena práctica para evitar tales
muescas en localizaciones críticas es golpear el arco para
soldar ligeramente hacia atrás, desde el borde y luego
proceder con el depósito del cordón de soldadura en la
dirección lejana al borde para protegerse de las muescas.
C2.8.3.3 Longitud Máxima del Coronamiento. Para
ángulos de estructuras y conexiones simples al extremo de
la plancha en las cuales la flexibilidad de la conexión
asumida en el diseño del componente es importante, las
pruebas han demostrado que la resistencia estática de la
conexión no depende de la presencia o ausencia de un
coronamiento. Por lo tanto, una soldadura hecha a lo largo
de la pierna (lado) sobresaliente de la conexión
(generalmente la soldadura vertical) puede descontinuarse
del extremo o fectuarse en los extremos superiores y del
fondo del ángulo o retornar ligeramente a lo largo de los
extremos horizontales. Si los retornos, de todos modos se
utilizan, es importante asegurarse que la longitud se limite
para que la flexibilidad de la conexión no se dañe.
C2.8.3.4 Soldaduras de Atiesadores Transversales. La
experiencia ha demostrado que, cuando los atiesadores no
están soldados a los flanges, es importante detener las
soldaduras del atiezador a – la – brida de unión a una corta
distancia de la garganta de soldadura de la brida de unión
al flange. Si esto no se hace, una leve torcedura en el
flange durante la manipulación normal y embarque inducirá
a tensiones de doblado extremadamente altas en el
indicador de longitud entre la terminación de la soldadura
del atiesador y la garganta de la brida de unión a la
soldadura del flange. Unos pocos ciclos de estas tensiones
no calculadas dentro del rango no elástico inician el
agrietamiento, el cual finalmente se puede propagar a
través de la brida de unión o del flange en servicio. La
longitud no-soldada no deberá ser mayor que 6 veces el
espesor de la brida de unión para evitar el pandeo de la
columna en la porción sin atiesadores de la brida de unión.
C2.8.3.5 Lados Opuestos de un Plano Común. Un
intento por unir dos soldaduras de filete depositadas en los
lados opuestos de un plano común de contacto entre dos
partes podría resultar en muescas o enmascaramiento de
un mal ajuste.
C2.11.2.1 General. Independientemente de los
requerimientos para soldaduras suficientes para asegurar
que las partes actúan al unísono, un espaciado máximo
para soldaduras de filete intermitentes se especifica para
asegurar la firmeza de las uniones que permitirán pintura
para sellar las porciones no soldadas de la unión y para
prevenir un "acolchado deforme” (“quilting”) del metal base
entre las soldaduras para las uniones que están protegidas
contra la corrosión al estar confinadas dentro de un edificio.
C2.11.2.2 Componentes de Compresión. El criterio para
el espaciado de las soldaduras de filete intermitentes
409
adjuntando planchas externas de los componentes sujetos
a compresión se deriva de la teoría clásica del pandeo de
la plancha elástica y son consistentes con el criterio
entregado en el AISC Especificación para la Fabricación
del Diseño y Montaje de Construcciones de Acero
Estructural.
C2.11.2.3 Acero No-Pintado Expuesto al Clima. Para
acero expuesto al clima sin pintar, el cual estará expuesto
a la corrosión atmosférica, basándose en la experiencia y
en las pruebas, se requiere un espaciado más cercano
para proporcionar resistencia al pandeo de los productos
de corrosión entre las partes causantes de un ligero
"acolchamiento" casi invisible entre las soldaduras y el
potencial para la iniciación del agrietamiento en las
terminaciones de la soldadura.
C2.12.1 Aplicabilidad. Las estipulaciones de la Parte C
del código se aplican a estructuras y piezas soldadas
sujetas a muchos ciclos de aplicación, remoción y
reaplicación de la carga viva dentro del rango elástico de la
tensión. Este tipo de carga se denomina generalmente
fatiga de ciclo alto. Las tensiones máximas de diseño
calculadas permitidas bajo el código están en el rango de
0.60 Fy o como sea permitido de manera similar por otra
norma invocando los códigos y las especificaciones. De
esta manera, el rango máximo de tensión debido a la
aplicación y remoción de la carga viva es generalmente
una fracción de este nivel de tensión. Aunque estas
condiciones no se adoptaron con el propósito de limitar el
alcance de la aplicabilidad de las estipulaciones del código,
ellas realmente establecen fronteras naturales, las cuales
deberían reconocerse.
El diseño para resistencia a la fatiga no se
requiere normalmente para estructuras de edificios; sin
embargo, los casos que involucren carga cíclica, la cual
pudiera causar la iniciación de una grieta y la propagación
de la misma incluyen, pero no necesariamente se limitan a
lo siguiente:
(1) Componentes que soporten equipos de
levantamiento.
(2) Componentes que soporten cargas de tráfico
rodante.
(3) Componentes sujetos a la vibración armónica
producida por el viento.
(4) Soporte para maquinaria alternativa.
Para colocar alguna perspectiva sobre el alcance de
la aplicabilidad, por ejemplo, si el rango de tensión en el
metal base conectado de un detalle de soldadura
relativamente sensible (el extremo de la plancha de
cubierta de longitud parcial) debido a que los ciclos de
aplicación y remoción de cargas vivas completas es de 30
ksi [210 MPa], la vida útil de falla por fatiga es 36000 ciclos
(4 aplicaciones por dia durante 25 años). Para el mismo
detalle, si el largo de tensión es menor que 4 ksi [32 MPa],
podría esperarse vida infinita. Por lo tanto, si los ciclos de
aplicación de carga viva completa son menores que unos
pocos miles de ciclos, o el rango de tensión resultante es
menor que el rango de tensión umbral, la fatiga no será
preocupante.
C2.13.2 Bajo Ciclo de Fatiga. Debido a que las cargas de
terremoto involucra un número relativamente bajo de ciclos
de alta tensión dentro del rango no inelástico, no es
apropiada la confiabilidad en las estipulaciones de esta
Parte C para el diseño de carga de terremoto.
C2.13.4 Componentes Redundantes y no Redundantes.
El concepto de reconocer una distinción entre
componentes redundantes y no redundantes y los detalles
no se basa en la consideración de cualquier diferencia en
el comportamiento de fatiga de algún componente o detalle
determinado, sino que más sobre las consecuencias de
falla. Previo a la adopción de AASHTO/AWS D1.5,
AASHTO. Las especificaciones proporcionaban un criterio
para componentes con fractura critica, los cuales incluirán
requerimientos especiales del metal base y la inspección,
pero los que se incorporaron por referencia, redujeron las
curvas de rango de tensión permitidas como en D1.1
Sección 9 (descontinuado en 1996). Las curvas de rango
de tensión reducidas permitidas, diseñadas para
estructuras no redundantes, se derivaron por la limitante
arbitraria de los rangos de la tensión de fatiga en
aproximadamente 80% de las curvas de rango de tensión
para componentes redundantes y detalles. Con la adopción
de AASHTO/AWS D1.5, referencia a AWS D1.1 Sección 9
del Código (discontinuado 1996) para tensiones
permisibles y tensiones y rangos de tensión se han
eliminado y cambiado a las especificaciones de diseño del
AASHTO. Como consecuencia, dentro del AASHTO se
decidió que los rangos de tensión específica permitidos
específicos que eran solamente el 80% de la media menos
2 curvas de desviación estándar para los datos de prueba
del detalle de fatiga, además de los requerimientos del
metal base y de la inspección, constituyeron un doble
conservatismo. Por lo tanto, en la especificación actual
410
AASHTO LRFD para el diseño de puentes, los rangos de
tensión permitidos para el diseño de componentes y
detalles no redundantes se han eliminado mientras los
requerimientos especiales del metal base y de la
inspección se han retenido.
C2.14.1 Análisis Elástico. El criterio contenido en esta
Tabla 2.4 se basa en las pruebas de fatiga de especimenes
típicos de tamaño completo de los casos presentados. Los
efectos de concentraciones de tensión geométrica local
corresponden a las categorías de tensión.
C2.15.2 Rango de Tensión Permitido. El criterio de las
curvas de vida útil del rango/ciclo de tensión entregados
por las Formulas (2) a la (4) gráficamente trazado en las
Figuras 2.11 donde se desarrollo a través de una
investigación patrocinada por el “Programa Cooperativo
Nacional de Investigación de Autopistas” en detalles reales
los cuales incorporaron irregularidades geométricas
realistas, convirtiéndose en inapropiado para amplificar las
tensiones calculadas para considerar el efecto de muesca.
Esta investigación se publica como informes de
investigación 102 y 147 "Efectos de las Soldaduras en la
Resistencia de las vigas": y "Resistencia de las vigas de
Acero con Atiesadores y Anexos Soldados". Una
investigación posterior en los Estados Unidos y en el
extranjero sobre otros casos de detalles reales apoyan los
casos, contenidos en la Tabla 2.4, pero no están
contenidos en el programa de prueba NCHRP.
Cuando un elemento de la plancha, el cual está
conectado por una soldadura transversal CJP o PJP, o por
un par de soldaduras de filete transversales en los lados
opuestos de la plancha, está sujeto de la carga aplicada
cíclicamente, las gargantas de las soldaduras transversales
son generalmente la localización crítica para la iniciación
de agrietamiento en el metal base conectado. El rango
crítico de tensión para la iniciación del agrietamiento en
esta ubicación es el mismo para cada uno de los tipos de
uniones y puede determinarse por la Fórmula (2), y los
criterios de la Categoría C. Por otro lado, si la soldadura
transversal es una soldadura PJP o un par de soldaduras
de filete, el potencial para la iniciación del agrietamiento
desde la raíz de las soldaduras, al igual que la iniciación de
grietas desde la garganta de la soldadura opuesta, si el
metal base al cual se entrega la carga, está sujeto al
esfuerzo de tensión por doblado, también deberá
considerarse. El rango máximo de tensión para la unión
responsable del agrietamiento desde la raíz se determina
multiplicando el criterio del rango de tensión permitido para
el agrietamiento desde la garganta por un factor de
reducción. El tamaño relativo de la dimensión del espesor
no soldado de la unión al espesor de la plancha, es el
parámetro esencial en el factor de reducción incorporado
en la Fórmula (4). Para el caso de una par de soldaduras
de filete en los lados opuestos de la plancha, 2a/tp se
transforman en unidad y la fórmula factor se reduce a la
Formula (5) (ver Referencia 32).
C2.16.6 Terminaciones de la Soldadura de Filete. En los
soportes del ángulo soldado en filete, el ángulo de asientos
de viga, los ángulos de estructuras y conexiones similares,
en los cuales la carga aplicada tiende a separar las partes
conectadas y a aplicar una tensión de palanca a la raíz de
la soldadura, se requiere que la soldadura retorne para
proteger la raíz al comienzo de la soldadura contra la
iniciación de agrietamiento.
C2.19 General (Conexiones Tubulares)
Las estipulaciones tubulares de este código
originalmente evolucionaron de antecedentes prácticos y
experiencias con plataformas marítimas fijas de
construcción tubular soldada. Como los puentes, están
sujetos a una cantidad moderada de carga cíclica. Como
estructuras convencionales de edificios, ellas son
redundantes hasta un grado, que mantiene a la unión
aislada de fallas que puedan ser catastróficas. Los
requerimientos de la Sección 2, Parte D, tienen la intención
de ser aplicables generalmente a una amplia variedad de
estructuras tubulares.
C2.20 Tensión Permitida (Tubular)
Esta que parte trata con tensiones permitidas
para conexiones tubulares, incluye requerimientos para
secciones cuadradas y rectangulares tanto como para
tubos circulares.
En tipos de conexiones tubulares típicamente
usadas, la soldadura, por sí misma no puede ser el factor
limitante de la capacidad de la unión. Tales limitaciones
como la falla local (corte por troquelado), el colapso
general del componente principal, y desgarro laminar son
analizados porque ellos no están cubiertos adecuadamente
en otros códigos.
C2.20.1 Tensiones del Metal Base. El diámetro/espesor
limitante y radios de espesor/ancho, dependen de la
411
aplicación. Refiriéndose a la Tabla C2.1, el lado izquierdo
trata con los aspectos del diseño de la conexión cubiertos
por el código AWS D1.1. Las tres primeras columnas
delimitan los componentes de acopio para los cuales se
aplican simples reglas de diseño; más allá de estos límites,
las cálculos más detallados en el código deberán
efectuarse.
Los límites para diseñar componentes contra
pandeo local en diversos grados de plasticidad se
muestran en el lado derecho. Estos son una amalgama de
los requerimientos API, AISC y AISI. Naturalmente, los
requerimientos de la especificación gobernante tomarían
precedencia aquí.
C2.20.3 Tensiones de la Soldadura. Las tensiones
permitidas de la unidad en las soldaduras se presentan en
la Tabla 2.5. Esta tabla es una versión consolidada y
condensada, la cual gradúan para cada tipo de soldadura,
la tensión de la unidad permitida para una aplicación
tubular y el tipo de tensión que la soldadura experimentará.
El nivel del resistencia del metal de soldadura también se
especifica. Esta tabla se presenta en el mismo formato de
la Tabla 2.3.
C2.20.6.2 Categorías de Tensión de la Fatiga.
Las bases para las categorías de tensión de fatiga pueden
encontrarse en la Referencia 1. Estas se derivaron de los
datos en las secciones circulares y proporcionan sólo una
guía aproximada para las secciones rectangulares.
Las categorías de tensión y las curvas de fatiga
se han revisado para ser consistentes con las
estipulaciones actuales de la estructura cargada
cíclicamente 2.15.2 y la última revisión del API RP 2 A
(Referencia 9).
La porción inclinada de la mayoría de las
primeras curvas se ha retenido. Después de API, las
curvas X y K se han dividido en dos curvas cada una. La
curva superior representa a los especimenes de calidad de
laboratorio a una escala menor en la información base
histórica (pre-1972), mientras que la curva inferior
representa pruebas recientes a gran escala teniendo
soldaduras sin control del perfil. Al interpretar las últimas, y
las primeras ediciones de los códigos Americanos
enfatizados el perfil de la soldadura mientras se proponen
las reglas Británicas (Referencia 12) que enfatizan los
efectos de espesor. La hipótesis actual es que el perfil de
soldadura y los efectos del tamaño son importantes para
entender el comportamiento de la fatiga, y que están
interrelacionadas. Esta es también un área donde el diseño
y la soldadura no se pueden separar, y 2.20.6.7 hace
referencia a un set consistente estándar de prácticas de
control del perfil de la soldadura y selecciones de categoría
de la fatiga, como una función del espesor. Los perfiles
mejorados y el esmerilado se analizan en 2.20.6.6 junto
con el martillado como un método alternativo.
Los límites de resistencia en la mayoría de las
curvas se han retardado más allá de los dos millones de
ciclos tradicionales. La base de datos histórica no entrega
muchas pautas en esta área, mientras más recientes sean
los datos de las muestras de soldaduras mayores, la
información muestra claramente que la porción inclinada
debe continuarse. Los cortes son consistentes con aquellos
Adoptadas para estructuras cargadas cíclicamente y en
servicio atmosférico. Para cargas al azar en un ambiente
marítimo, el API adopta un rebaje de 200 millones de
ciclos; Sin embargo esta necesidad no se aplica a las
aplicaciones AWS.
Con los rebajes realizados, un set único de
curvas puede usarse para las estructuras redundantes y no
redundantes cuando las estipulaciones de 2.20.6.5 se
toman en cuenta.
Para la Categoría K (corte por troquelado para
conexiones en K), la curva de diseño empírico se derivó de
pruebas que involucran cargas axiales en componentes
secundarios. La formula de corte por troquelado basada en
las consideraciones estáticas globales (actuando Vp en
2.24.1.1) y geometría (2.23.3) no siempre producen
resultados consistentes con lo que se sabe acerca de la
influencia de varios modelos de carga en tensión “hot spot”
localizada, particularmente se involucra el doblado. Desde
algunos de los parámetros relevantes (por ejemplo, la
distancia entre soportes) no están incluidas, las siguientes
aplicaciones simplificadas que parecen ser mas apropiadas
para conexiones típicas con 0.3 ≤ β ≤ 0.7.
En estas formulas, las tensiones nominales del
componente secundario fa , fby , fbz corresponden a los
modos de carga mostrados en la Figura C2.6. El factor α
en fa se ha introducido para combinar las curvas anteriores
en K y en T dentro de una curva única. Otras
denominaciones se ilustran en la Figura C2.10.
412
Vocabulario de la figura:
(1) EN LAS LOCALIZACIONES 1 y 2
(2) EN UBICACIONES 3 Y 4
(3) EN EL PUNTO DE MAYOR
TENSIÓN
C2.20.6.3 Limitación Básica de Tensión Permitida. La
información de fatiga muestra característicamente una gran
cantidad de dispersión. Las curvas de diseño se han
dibujado para que correpondan en el lado seguro del 95%
de los puntos de información. Los criterios de diseño del
AWS son apropiados para estructuras redundantes, libre
de fallas, en las cuales la falla de fatiga de una conexión
simple no lleva inmediatamente al colapso. Para
componentes críticos cuya falla única seria catastrófica, el
radio de daño acumulativo de la fatiga, D, como se define
en 2.20.6.4, deberá limitarse al valor fraccional (por
ejemplo 1/3) para entregar un factor de seguridad
agregado. Esta afirmación presume que no hay un prejuicio
informal o un factor de seguridad escondido en el espectro
de cargas aplicadas usadas para el análisis de fatiga
(muchos códigos incluyen tales prejuicios). Las referencias
8 y 9 analizan la aplicación de este criterio en estructuras
marítimas, incluyendo las modificaciones que pueden ser
apropiadas para fatiga de alto ciclo, bajo carga al azar y
ambientes corrosivos.
C2.20.6.6 Mejoramiento del Comportamiento de Fatiga.
El comportamiento de fatiga de uniones soldadas tal como
queda (as welded)puede mejorarse al reducir el efecto de
la muesca en la garganta de la soldadura o reduciendo las
tensiones residuales, ninguna de las cuales están incluidas
dentro del rango de esfuerzo medido del hot spot que usan
los diseñadores. Varios métodos para mejorar la conducta
de uniones soldadas, como se discute en la Referencia 11,
son los siguientes: mejorar el perfil tal como queda “as
welded” (incluyendo el uso de electrodos especiales
designados a entregar una transición suave a la garganta
soldada): esmerilado completo del perfil, esmerilado de la
garganta de soldadura, refundido de garganta de la
soldadura (rectificado de GTAW o rectificado del arco de
plasma), martillado y forjado en frío.
Una practica largamente establecida (pero no
utilizada universalmente) en la industria marítima sobre
perfil de soldadura mejorado se muestra la Figura C2.7. El
perfil deseado es cóncavo, con un radio mínimo de la mitad
del espesor del componente secundario y se une
suavemente con el metal base adjunto. Alcanzar el perfil tal
como queda (“as welded”) deseado, generalmente requiere
la selección de materiales de soldadura que tengan buenas
características de humedad y perfil, junto con los servicios
de un especialista en coronamiento quien ha dominado la
técnica de lavado del cordón de soldadura del tensor para
diversas posiciones y geometrías que se encuentran. Se
han experimentado dificultades para lograr esto,
generalmente con procesos de altos índices de depósito en
las posiciones de sobre-cabeza y verticales. La inspección
del perfil de soldadura terminado es mayormente visual,
con la prueba del disco aplicable para resolver los casos de
márgenes. Las muescas relativas al perfil de soldadura
deseado se consideran inaceptables si un alambre de 0.04
pulgadas [1 mm] puede insertarse entre el disco del radio
especifico y la soldadura, ya sea en la garganta de la
soldadura o entre las pasadas.
Ediciones anteriores del AWS D1.1 que
contienen un requerimiento de perfil de la soldadura menos
severo. Perfiles de soldaduras sorprendentemente pobres
podrían pasar esta prueba, con el efecto de la muesca
relativa convirtiéndose cada vez más severo mientras el
espesor de los componentes aumenta. Una investigación
Europea reciente ha demostrado que el D1.1 anterior es
inadecuado para distinguir entre conexiones tubulares
soldadas que cumplen con el comportamiento de la
Clasificación de Fatiga X1 de AWS, y aquellos que no
corresponden (Referencias 11 y 12).
El análisis de la tensión de la muesca y las
consideraciones sobre fractura mecánica, mientras se
confirma la insuficiencia de los antiguos requerimientos del
perfil para secciones pesadas, también indica que los
requerimientos más apropiados de la Figura C2.7 son más
efectivos para mantener el comportamiento de la fatiga de
Clase X1 sobre un amplio rango de espesores. La Figura
C2.7 también sugiere el uso de un esmerilado suave para
corregir los defectos de la garganta, tales como la
profundidad excesiva de muesca o socavamiento. Una vez
que se inicia el esmerilado, fijes que la profundidad
permitida de la muesca se reduce a 0.01 pulgadas [0.25
413
mm]; solamente las partes superiores de aplanar las
pasadas de soldaduras individuales, mientras se dejan
cañones filosos en el medio, mejorar poco el
comportamiento de fatiga, aunque lograra la letra del disco
de prueba.
Ya que las gargantas de las soldaduras
contienen frecuentemente grietas microscópicas y otros
defectos parecidos a las grietas, es necesario un MT para
asegurarse que estos defectos sean eliminados. El uso
juicioso del esmerilado para resolver la indicación MT, a
menudo se realiza rutinariamente como parte de la
inspección, también realza el perfil de soldadura.
Dependiendo de las circunstancias, puede ser
costo efectivo el esmerilar parejo el perfil completo de la
soldadura. Esto evitará el uso de técnicas especiales,
chequeo del perfil, esmerilado corrector y el MT como se
describió anteriormente para controlar el perfil “así soldado”
(“as welded”). Para conexiones tubulares, con múltiples
capas de pasadas cóncavas, las grietas de fatiga pueden
iniciarse en la muesca entre las pasadas; aquí, el
esmerilado de la garganta de la soldadura por sí solo no es
tan efectivo como en los perfiles de soldaduras de filete
plano que se utilizaron en muchas de las investigaciones.
Las técnicas de refundido de la garganta de la
soldadura pueden mejorar la geometría de la muesca en la
garganta de la soldadura, y se ha demostrado en pruebas
de laboratorio para mejorar la ejecución de las conexiones
soldadas. Sin embargo, a no ser que se controle
cuidadosamente, el ciclo rápido de calentamiento y
enfriamiento tiende a producir unas ZAT inaceptablemente
duras, con una posible susceptibilidad al agrietamiento por
corrosión de la tensión en ambientes agresivos (por
ejemplo, agua de mar).
El martillado con una herramienta de nariz
redonda también mejora la geometría de la garganta de la
soldadura; esto induce adicionalmente a una tensión
residual compresiva en las capas superficiales donde se
habrían iniciado de otro modo las grietas por fatiga. La
deformación excesiva del metal base puede originar
fragilidad del refuerzo susceptible de la soldadura cercana.
Además, las capas superficiales pueden mancharse
mucho como para oscurecer o borrar grietas preexistentes;
Esto es el requerimiento para MT. El forjado en frío es
menos radical es sus efectos de deformación, pero también
es menos efectivo para mejorar la geometría.
Debe enfatizarse que, para muchas aplicaciones
de estructura tubular, el comportamiento de las
Clasificaciones de fatiga X2, K2 y ET serán suficiente, y las
medidas anteriores tomadas para mejorar el
comportamiento de fatiga no se requieren. Además las
prácticas "estándar" del perfil de soldadura descritas en
3.13.4 pueden lograr el comportamiento de fatiga de las
Clasificaciones X1, K1 y DT para todas las secciones,
excepto las más pesadas.
C2.20.6.7 Efectos y Perfil y el Tamaño. El efecto del
tamaño adverso en la fatiga de conexiones soldadas está
bien documentado (Referencias recientes 11, 12 y 13, al
igual que muchas anteriores). Para uniones soldadas con
una muesca filosa en la garganta de la soldadura, medir el
tamaño de los resultados de la soldadura y de la muesca
disminuye el compotamiento de fatiga. Cuando la
aplicación excede la escala de la base de datos, el efecto
del tamaño debe considerarse para el diseño. La
Referencia 12 sugiere una disminución en la resistencia a
la fatiga en proporción a:
Tamaño -0.25
limite del tamaño
Otras autoridades (Referencia 14) indican un
efecto de tamaño mas suave, aproximándose a un
exponente de -0.10.
El efecto de la muesca geométrica,
principalmente responsable, del efecto del tamaño en las
soldaduras, no está presente en los perfiles completamente
esmerilados y es relativamente menor para aquellos
perfiles que se fusionan levemente con el metal base
adjunto (Categorías de Fatiga B y C1). Los límites del
tamaño expresados (no contamos con base de datos
histórica) para la mayoría de las demás categorías son
similares a las citadas en la Referencia 12, excepto las
dimensiones en pulgadas que han no se han redondeado .
Los limites de tamaños mayores para las Categorías X2,
K2 y DT reflejan el hecho que estas curvas S-N ya hayan
sido dibujadas para quedar por debajo de la información de
una prueba reciente a gran escala.
La Referencia 13 analiza el rol del efecto del
tamaño relacionado con el perfil de la soldadura, a varios
niveles de comportamiento de fatiga. Las practicas
"estándar" del perfil de soldadura para conexiones en T, Y
y K, referidas en 2.20.6.7, varían con el espesor como para
definir dos niveles de comportamiento de fatiga, los cuales
son independientes del tamaño. Sin embargo, donde un
perfil inferior se extienda más allá de su rango estándar, el
414
efecto del tamaño (reducción de comportamiento) entrará
en juego. Los perfiles de soldadura "mejorados", que
cumplen con los requerimientos de 2.20.6.6 (1) mantienen
el efecto de la muesca constante en un amplio rango de
espesores, de este modo mitigan el efecto del tamaño. El
perfil de la superficie suave y parejo de soldaduras
completamente esmeriladas tampoco exhibe efectos de
tamaño. Ya que el martillado solo mejora un volumen
limitado relativo de la unión soldada, se espera que el
efecto del tamaño aparezca muy pronto, si el martillado es
la única medida tomada; sin embargo, el martillado no
debe incurrir en una falta del efecto del tamaño donde se
realiza, además, el control del perfil.
El efecto del tamaño también puede exhibirse a
sí mismo como un comportamiento del refuerzo ultimo
estático, ya que las reglas de diseño se basan en parte en
pruebas a fractura por tensión. Para conexiones tubulares
en T, Y y K que involucren aceros de alta resistencia de
fracto tenacidad baja o desconocida, las selecciones del
perfil del Nivel I se recomiendan de preferencia para
grandes muescas permitidos por el Nivel II.
C2.24 Limitaciones de Resistencia de Conexiones
Soldadas.
Una cantidad única de modos de falla es posible
en conexiones tubulares. Además de los chequeos usuales
te tensión de soldadura que entregan la mayoría de los
códigos de diseño, el diseñador debe chequear lo
siguiente:
VOCABULARIO:
(1) Falla local *
(2) Colapso general
(3) Falla progresiva (“unzipping”)
(4) Problemas de material
* Las conexiones de traslape se cubren en 2.24.1.6 y
2.24.2.4, respectivamente.
C2.24.1.1 Falla Local. Los requerimientos de diseño se
expresan en términos de tensión de corte nominal por
troquelado (ver Figura C2.8 para el concepto simplificado
de corte por troquelado). La situación de la tensión actual
localizada es más compleja que estas sugerencias de
conceptos simples, e incluyen el doblado de la caja, y
también la tensión de membrana. Cualquiera sea el modo
real de falla del componente principal Vp es una
representación de la tensión de corte promedio en la falla
en pruebas estáticas de simples conexiones tubulares,
incluyendo un factor de seguridad de 1.8. para información
de respaldo, el usuario de be consultar las Referencias 1-6.
El tratamiento de las secciones rectangulares se
ha hecho tan consistente como sea posible como las
secciones circulares. La derivación de la Vp básica
permitida para secciones rectangulares incluye un factor de
seguridad de 1.8, basado en el análisis límite utilizando el
refuerzo de tensión último, el cual se asumió que fuera 1.5
veces el límite mínimo especificado. Esto es porque α
(Alfa) en la Tabla 2.9 limita Fy en la formula de diseño para
corte por troquelado a 2/3 del refuerzo de la tensión.
Una redistribución favorable de la carga también
se asumió donde fuera apropiada. El límite localizado debe
esperarse que ocurra dentro de los niveles de carga
permitidos. Una limitación bastante general con una
deflexión que excede 0.02D puede esperarse en cargas
que excedan el 120%-160% de la estática permitida. Las
alternativas del corte por troquelado aproximadas para la
medición de conexiones tubulares pueden encontrarse en
la literatura (por ejemplo, Referencia 3). Sin embargo tales
reglas empíricas, ecuaciones particularmente diseñadas
las cuales no son dimensionalmente completas, deben
limitarse a las configuraciones y tamaños (y unidades) del
tubo del cual se derivaron.
En la edición de 1984 se hicieron cambios
substanciales para los requerimientos del corte troquelado
para secciones circulares para actualizarlos. Estos
incluyen:
(1) La eliminación de Ka , Kb de la formula por Vp activo.
aunque lógico desde el punto de partida de la geometría y
estática, estos producen una tendencia inapropiada en
comparación con la información de la prueba en el refuerzo
de las conexiones tubulares.
(2) Nuevas expresiones para la Vp básica permitida y un
nuevo modificador Qq el cual da resultados numéricamente
similares a aquellos en la Referencia 2
(3) Introducción del parámetro ovalado del cordón, α, con
resultados disponibles iguales a los de las uniones de
plano único y ofrece una extensión prometedora a uniones
multiplanares (Referencia 3)
(4) Una nueva expresión para Qf, basada en las pruebas
recientes de Yura (Referencia 4).
(5) la interacción no linear entre la carga axial y la
dobladura en el componente secundario, basado en el
comportamiento completamente plástico de las secciones
tubulares (Referencia 5).
415
La Figura C2.9 muestra la confiabilidad del nuevo
criterio de corte por troquelado basado en alfa calculada,
como un histograma del radio de la prueba última de
refuerzo (prueba P)a la permitida. Se uso la base de datos
de la Referencia 6. Pruebas inapropiadas se han borrado, y
Fy efectiva conforme con los 2/3 de la regla se han
estimado, como se describió en IIW-doc XV-405-77.
Los resultados de la prueba de agrupamiento
estrecho en el lado seguro del factor de seguridad de
refuerzo nominal último 1.8. Usando un registro normal de
formato de Índice de seguridad, el refuerzo medio último
para uniones que fallan por colapso plástico es 3.45
derivaciones estándar sobre el diseño de la carga,
comparable a los índices de seguridad de 3 a 4 para
conexiones en otros tipos de construcción. Al discriminar
entre los diferentes tipos de uniones, el nuevo criterio
alcanza una economía similar general y una mayor
seguridad que el criterio menos preciso que ellas
remplazan.
El factor de seguridad aparentemente mayor y el
índice de seguridad mostrado para pruebas de tensión esta
polarizado por un gran numero de pequeños tubos en la
base de datos. Si solo se consideran los tubos con tc = 0.25
pulgadas, el factor de seguridad cae a 3.7; Para tc = 0.5
pulgadas el factor de seguridad es de solo 2.2.
Considerando la singularidad (muesca aguda) en la
garganta en soldaduras típicas y el efecto del tamaño
desfavorable en fallas de fractura controladas, no se ha
permitido ofrece beneficio para carga de tensión.
En la edición de 1992, el código también ha incluido
un criterio de diseño de conexión tubular en formato de
última resistencia, subsección 2.24.1.1 (2) para secciones
circulares. Esto se derivó desde, e intentó ser equivalente,
al criterio anterior de corte por troquelado. Se hizo la
suposición de la pared delgada (por ejemplo, sin corrección
tb / db), y la conversión para usos de doblado elástico de los
módulos de sección.
Cuando se usa en el contexto de AISC-LRFD,
con un factor de resistencia de 0.8, este es nominalmente
equivalente con el diseño de tensión permitida (ASD),
factor de seguridad de 1.8 para estructuras que tienen un
40% de carga muerta y un 60% de cargas de servicio. El
cambio del factor de resistencia al corte de material se hizo
para mantener esta equivalencia.
LRFD queda en el lado seguro de ASD para
estructuras que tienen una proporción menor de carga
muerta. El criterio AISC para tensión y compresión de los
componentes parece hacer la equivalencia a un 25% de
carga muerta; por lo tanto, el criterio LFRD entregado aquí
es nominalmente más conservador para la mayor parte de
la población de estructuras. Sin embargo, desde que la
corrección tb / db para corte por troquelado no es para
hacer actuar Vp = τ seno θ fn (1-tb / db).
El formato de corte por troquelado ASD también
contiene conservacionismo extra.
La Figura C2.9 muestra un índice de seguridad de
3.45, apropiado para la selección de la lata de unión como
un componente (índice de seguridad es el margen de
seguridad del criterio de diseño, incluyendo polarizaciones
ocultas, expresado en desviaciones estándar de
inseguridad total). Para una comparación posterior, el
Comité ASCE de Estructuras Tubulares en la Referencia 2
derivó un factor de resistencia de 0.81 para un criterio de
diseño similar de conexión tubular basado en Yura,
logrando a un índice de de seguridad de 3.0.
Ya que el criterio de falla local en 2.24 se usa
para seleccionar el componente principal o la cuerda, la
elección del índice de seguridad es comparable al que se
usa para diseñar otros componentes estructurales; en vez
de los valores mayores usualmente citados para materiales
de conexión tal como remaches, pernos o soldaduras de
filete; las cuales aumentan la confiabilidad adicional, por
ejemplo, ductilidad local y pericia .
Para estructuras marítimas, típicamente
dominadas por cargas ambientales lo que ocurre cuando
ellas no son tripuladas, el borrador de 1986 de API RP2A –
LRFD propone factores de resistencia más liberales de
0.90 a 0.95, correspondientes a un valor reducido del
índice de seguridad de 2.5 (incluso tan bajo como 2.1 para
componentes de tensión). API también ajusto su criterio de
diseño de tensión permitido para reflejar el beneficio de los
radios típicos tb / db.
En Canadá (Referencia 21), el uso de este factor
de resistencia con factores de carga ligeramente
diferentes, resulta en una diferencia de 4.2% en el factor
total de seguridad. Esto está dentro de la precisión de la
calibración.
C2.24.1.2 Colapso General. Además de la falla localizada
del componente principal, la cual ocurre en la cercanía de
la soldadura del componente secundario, puede ocurrir un
modo más generalizado de la falla del colapso general. En
componentes cilíndricos esto ocurre por una falla plástica
ovalada general en la carcasa cilíndrica del componente
416
principal. En las secciones rectangulares, esto puede
involucrar una deformación de la viga de unión, o el
pandeo de las paredes laterales del componente principal
(ver Referencia 15).
C2.24.1.3 Distribución Desigual de la Carga (Tamaño de
Soldadura). La distribución elástica inicial de transferencia
de carga a lo largo de la soldadura en una conexión tubular
es altamente no uniforme, con carga de línea máxima (kips
/ in. o MPa / mm) a menudo siendo un factor de dos o tres
mayor que el indicado en las bases de secciones
nominales, geometría y estática, como para 2.23.3. Alguna
limitación local se requiere para conexiones tubulares para
redistribuir esta y alcanzar su capacidad de diseño. Si la
soldadura es un eslabón débil en el sistema, puede
ponerse en servicio activo antes que ocurra esta
redistribución.
El criterio dado en el código intenta prevenir esta
puesta en servicio activo, tomando ventaja de los factores
de seguridad mayores en las tensiones de soldadura
permitida más que en otro lugar. Por ejemplo, el refuerzo
último de la línea de carga de una soldadura de filete de
0.7 t hecho con electrodos E70XX es 0.7 t (2.67 x 0.3 x 70)
= 39 t, adecuado para igualar el refuerzo límite de acero
templado del material secundario.
Para otro ejemplo, si la carga de línea aguda es
realmente el doble nominal, el diseño para 1.35 veces la
carga de la línea nominal dará un factor de seguridad de la
unión de 1.8, cuando el refuerzo de la soldadura es 2.67
veces su tensión permitida. Las reglas IIW, y las
calculaciones de refuerzo basado en LRFD, se requiere
mayores tamaños de soldadura que encajen, por ejemplo
1.0 t o 1.2 t (1.0 t en el bosquejo del Eurocode). Dando
esta salida rápida del problema, no ha habido muchas
pruebas para validar la lógica AWS anterior para
soldaduras más pequeñas.
C2.24.2 Conexiones Rectangulares en T, Y & K. E el
D1.1-90 y ediciones anteriores del código el tratamiento
para secciones rectangulares se hizo tan consistentemente
como fue posible con las de secciones circulares. La
derivación del corte por troquelado permitida básica Vp
para secciones rectangulares incluye un factor de
seguridad de 1.8, basado en un análisis simple de la línea
límite, pero utilizando el refuerzo de tensión último, el cual
se asume que sea 1.5 veces el límite mínimo específico.
Estos por qué Fy en la formula de diseño para corte por
troquelado se limitó a 2 / 3 veces el refuerzo de la tensión.
Una redistribución favorable de la carga también se asume
donde sea apropiada. La limitación ubicada debe
esperarse que ocurra dentro de los niveles de carga
permitidos. Una limitación bastante general, con una
distorsión que exceda el 0.02 D, puede esperarse en
cargas que excedan el 120% - 160% de estática permitida.
Un enfoque racional a la resistencia última de las
conexiones rectangulares, se ha realizado, usando el
teorema del zunchado superior del análisis del límite (ver
Figura C2.11) y patrones de la línea de rendimiento (similar
a las mostradas en la Figura C2.12). Varios patrones de
límite para la falla de la cara del cordón plástico deberían
asumirse para encontrar la capacidad mínima computada,
la cual puede ser mayor que o igual al el valor real. El
abanico de esquinas (como se muestra en la conexión en
T) a menudo produce menor capacidad que las esquinas
planas, como se muestra para otros casos. Los factores de
diseño sugeridos entregados en la Tabla C2.2, son
consistentes con la manera en la que sacamos ventaja del
endurecimiento por deformación, redistribución de la carga,
etc., en el uso de pruebas de falla, como la base para el
criterio empírico de diseño. En general, se encontrará que
la capacidad es una función de los parámetros de topología
sin dimensión β, η y ξ (definido en la figura) al igual que el
espesor cuadrangular del cordón (correspondiente a τ y γ
en el formato de corte por troquelado).
Para β muy grande (sobre 0.85) y conexiones en
K con abertura aproximada a 0, el análisis de la línea
límite indica una capacidad de conexión extremadamente
alta e irreal. En tales casos, otras estipulaciones de
limitación basadas en la falla del corte del material de las
regiones atiesadas, y la capacidad reducida para las
regiones más flexibles (por ejemplo, ancho efectivo)
también deberá observarse y chequearse.
Aunque el antiguo criterio de AWS cubría estas
consideraciones (Referencia 18), para doblado tanto como
para carga axial (Referencia 19), se han desarrollado
expresiones más autoritarias que representan una base de
datos mucho mayor a través de los años por el CIDECT
(“Commité International pour le Developpement et l’Etude
de la Construction Tubulaire”) (Referencia 20) y por los
miembros del Subcomité IIW XV-E (Referencia 24). Este
criterio se ha aceptado para el diseño de estado límite de
estructuras de acero en Canadá (Packer et al, Referencia
21). El código Canadiense es similar al formato del AISC –
LRFD. En la edición de 1992 estos criterios actualizados se
incorporaron dentro del código AWS, usando el formato de
417
resistencia última al espesor cuadrangular y los factores de
resistencia de Packer, donde sean aplicables.
C2.24.2.1 Falla Local. Los factores de carga varían de
ecuación en ecuación para reflejar las diferentes
cantidades de polarización y esparcimiento aparente
cuando estas ecuaciones se comparan con la información
de la prueba (Referencia 21). Por ejemplo, la ecuación
para la falla de la cara de la cuerda plástica de conexiones
en T, Y y transversales se basa en el análisis de la línea
límite ignorando el refuerzo de reserva, la cual, proviene
del endurecimiento por deformación; esta polarización
entrega el factor de seguridad con un Φ de unidad. La
segunda ecuación para aberturas en K y conexiones en N
se derivó empíricamente, tiene menos polarización oculta
en el lado seguro, y traza un factor de resistencia menor.
En la transición entre conexiones de abertura y
conexiones de traslape, hay una región para la cual no se
entrega un criterio. (ver Figura C2.10). Una estructura
marítima que detalla una practica típica entrega una
abertura “g” de 2 pulgadas [50 mm], o un traslape mínimo
“q” de 3 pulgadas [75 mm], para evitar la interferencia de la
soldadura. Para un diámetro menor de las conexiones
rectangulares, las limitaciones se expresan en relación a
las proporciones del componente. Estas limitaciones sirven
también para evitar las gargantas para conexiones
rectangulares inclinadas, en la cual el trayecto de la carga
desproporcionadamente rígida no pueda manipular todas
las cargas que atrae, posiblemente conducente a la falla
progresiva.
C2.24.2.2 Colapso General. Para evitar una adaptación un
tanto extraña del pandeo de la columna permitido al
problema de deformación de la brida de unión de la
sección rectangular (por ejemplo, Referencia 15), limitación
de la brida de unión AISC – LRFD, el criterio de
deformación pandeo transversal se han adaptado a la
tensión, en casos de tensión de un lado y de los dos lados,
respectivamente. Los factores de resistencia dados son los
del AISC. Packer (Referencia 22) indica una correlación
razonablemente buena con los resultados de la prueba de
la conexión rectangular disponible, en su mayoría de la
variedad de dos lados.
C2.24.2.3 Distribución Dispareja de la Carga (Ancho
Efectivo). Para las secciones rectangulares, este
problema se trata ahora en términos de conceptos del
ancho efectivo, en los cuales se ignora la entrega de la
carga en porciones más flexibles de la cuerda. El criterio
para el chequeo de componentes secundarios se entrega
en 2.24.2.3 (1), basado empíricamente en el trabajo IIW /
CIDECT. Los criterios para el cálculo de soldaduras
(2.23.5) se basan en las pruebas de Packer (Referencia
23) para abertura en K y conexiones en N; y sobre la
extrapolación y simplificación de los conceptos de ancho
efectivo del IIW para conexiones en T, en Y, y
transversales.
C2.24.2.4 Conexiones de Traslape. Al entregar
transferencia directa de la carga de un componente
secundario a otro, en conexiones en K y en N, las uniones
de traslape reducen las demandas de troquelado en el
componente principal, permitiendo el uso de componentes
de cuerda más delgados en refuerzos. Estas son
particularmente ventajosas en secciones rectangulares en
las cuales las preparaciones de los extremos del
componente no son tan complicadas como para las
tuberías circulares.
Las conexiones completamente traslapadas, en
las cuales el soporte de traslape está completamente
soldado al soporte completo, sin ningún contacto con la
cuerda, tiene la ventaja de preparaciones de extremo,
incluso más simples. Sin embargo el problema de
troquelado que estaba en la cuerda para conexiones de
abertura, se trasfiere ahora al soporte completo, el cual
tiene también un alto corte de viga y cargas dobladas al
trasladar estas cargas al cordón.
La mayoría de las conexiones de traslape
probadas han sido para casos de cargas perfectamente
balanceadas, en la cual la carga transversal compresiva de
un componente secundario está compensada por la carga
de tensión del otro. En tales conexiones traslapadas,
sujetas a una carga balanceada y predominantemente axial
estática, las pruebas han demostrado que no es necesario
completar la soldadura “oculta” en la garganta a través del
componente. En situaciones de diseño del mundo real, sin
embargo, la carga de corte de cuerda localizada u otras
cargas entregadas a los puntos del panel resultan en
cargas desbalanceadas. En estas situaciones
desbalanceadas, el componente mayormente cargado
debe ser el soporte completo, con su circunferencia
totalmente soldada al cordón, y se requieren chequeos
adicionales de la carga neta en la huella combinada de
todos los soportes.
418
C2.24.2.5 Doblado. Ya que el criterio internacional para la
capacidad de doblado de las conexiones tubulares no esta
tan bien desarrollado como el criterio para cargas axiales,
los efectos del momento de doblado primario se
aproximado como una carga axial adicional. En la
expresión del diseño, JD representa la mitad del momento
de palanca entre bloques de tensión que crea el momento,
análogo al diseño concreto-medio, debido a que solo la
mitad de la capacidad axial descansa en cada lado del eje
neutral. Varios estados de límite último se usan para
derivar las expresiones para JD en la Tabla C2.3. Para la
plastificación de la cara de la cuerda, se asume un corte
por troquelado uniforme o una capacidad de carga de la
línea. Para el límite de refuerzo de corte del material, se
usa el ancho efectivo. El colapso general refleja una falla
del mecanismo de la pared lateral. Finalmente, se entrega
una expresión simplificada para JD, la cual se puede usar
conservadoramente para cualquiera de los modos de falla
que rigen.
Debe tenerse precaución donde las
deformaciones, debido a las rotaciones de la unión puedan
ser importantes, por ejemplo la estructura de entrada
oblicua en aplicaciones arquitectónicas. Las ediciones
previas del código entregan 1/3 de disminución en la
capacidad de conexión permitida para esta situación.
C2.24.2.6 Otras Configuraciones. La equivalencia de
componentes rectangulares y componentes secundarios
circulares en cordones rectangulares se basa en sus
parámetros respectivos (0.785 es π / 4). Esto se aplica, en
efecto al concepto de corte por troquelado al problema,
incluso estos criterios internacionales siempre se entregan
en formato de refuerzo último. Los resultados están en el
lado seguro de los resultados de la prueba disponible.
C2.26 Limitaciones del Material
Puede tomarse una aproximación racional al
esfuerzo último de conexiones rectangulares inclinadas,
usando el teorema del límite superior del análisis del límite
(ver Figura C2.11) y patrones de línea límite similares a los
mostrados en la Figura C2.12. Varios patrones de línea
límite deberán asumirse para encontrar la capacidad
computada mínima, la cual puede ser igual o mayor que el
valor verdadero. Las ventilaciones de esquinas (como se
muestra para la unión en T) a menudo producen una
capacidad menor que las esquinas planas mostradas para
los otros casos. Factores de diseño sugerido se entregan
en la Tabla C2.2; se intenta que sean consistentes con las
usadas en el cuerpo del código. Para conexiones en T y en
Y, el modificador de geometría se espera que sea una
función de η tanto como β, en contraste con las
expresiones más simples dadas en 2.24.1. Para
conexiones en K, el parámetro de abertura β también
deberá tomarse en cuenta. Los parámetros de geometría
sin dimensión, η, β y ξ se definen en la Figura C2.11.
Para aberturas que se aproximen a 0 y para una
unidad aproximada β muy grande, el análisis de la línea
límite indica una alta capacidad de unión extrema e irreal.
Las estipulaciones de 2.24.1.1 y 2.24.1.3 también deberán
chequearse.
C2.26.1.3 Conexiones Rectangulares en T, en Y o en K.
Las conexiones tubulares están sujetas a concentraciones
de tensión, las cuales pueden llevar a un esfuerzo local
plástico limitante. Muescas agudas e irregularidades en la
garganta de las soldaduras, y grietas por fatiga que se
inician bajo carga cíclica colocan demandas adicionales en
la ductilidad y fracto tenacidad del acero, particularmente
bajo cargas cíclicas. Estas demandas son particularmente
severas en el componente principal de conexiones
tubulares en T, Y y K. La tubería rectangular formada en
frío (por ejemplo, ASTM A 500 y la tubería fabricada con
planchas dobladas) son susceptibles a resistencia
degradada debido al esfuerzo de envejecimiento cuando
estas regiones están severamente dañadas, sometidos
para incluso moderar el calor de la soldadura cercana. La
apropiabilidad de tal entubado para el servicio intencionado
debe evaluarse, usando pruebas que representen su
condición final (por ejemplo, esfuerzo y envejecido, si el
entubado no se normaliza después de haberse formado)
(ver C2.26.2.2 para un análisis de los requerimientos de la
prueba CVN).
C2.26.2 Fracto Tenacidad del Metal Base Tubular.
Algunos aceros están listados según grupo de resistencia
(Grupos I, II, III, IV y V) y clase de resistencia (Clases A, B
y C) en las Tablas C2.4 - C2.26. Estas listas son para guiar
a los diseñadores, y seguir la practica largamente
establecida para estructuras marítimas, como se describe
en la Referencia 9 y las siguientes:
Grupos de Resistencia. Los aceros pueden
agruparse de acuerdo al nivel de resistencia características
de soldaduras como a continuación (ver también 3.3 y 3.5):
(1) El Grupo I designa aceros al carbono estructural liso
con refuerzos de límites mínimos especificados de 40 ksi
419
[280 MPa] o menores. Equivalentes de carbono (definido
en el Anexo XI, XI6.1.1) es generalmente 0.40% o
menores, y estos aceros pueden soldarse por cualquier
proceso de soldadura, como se describió en el código.
(2) El Grupo II designa aceros de baja aleación y refuerzo
intermedio con límite a fluencia mínima especificado de
casi 40 ksi a 52 ksi [280 MPa a 360 MPa]. Rangos
equivalentes de carbono hasta 0.45% y mayores, y este
acero requiere el uso de procesos de soldadura de bajo
hidrogeno.
(3) El Grupo III designa aceros de baja aleación y alto
refuerzo con refuerzos de límite de fluencia mínimos
especificados en exceso de 52 ksi a 75 ksi [360 MPa a 515
MPa]. Tales aceros pueden usarse, siempre que cada
aplicación sea investigada en cuanto a lo siguiente:
(a) La soldabilidad y los WPSs especiales que pueden
requerirse. Los WPSs de bajo hidrogeno generalmente se
presumen.
(b) Los problemas de fatiga que pueden resultar del uso
de tensiones mayores de trabajo, y
(c) La Fracto-tenacidad en relación a otros elementos de
control de fractura, tal como la fabricación, procedimientos
de investigación, tensión de servicio y temperatura
ambiente.
(4) Los Grupos IV y V incluyen aceros de construcción de
mayor resistencia en el rango sobre 75 ksi a 100 ksi límite
[515 MPa a 690 MPa]. Se debe tener un cuidado extremo
en relación al control de hidrógeno para evitar el
agrietamiento y la entrada de calor para evitar la pérdida de
resistencia debido a un sobre calentamiento.
Clase de Resistencia. Las clasificaciones de resistencia
A, B y C se pueden utilizar para cubrir varios grados
críticamente mostrados en la matriz de la Tabla C2.7, y
como se describe abajo:
La estructura primaria (o fractura crítica) cubre
los elementos cuya única falla sería catastrófica.
La estructura secundaria cubre los elementos
cuya falla no llevará a un colapso catastrófico, bajo
condiciones para las cuales la estructura puede ocuparse,
o causar daños mayores fuera del lugar (por ejemplo,
contaminación), o ambos.
Para estructuras tubulares altamente
redundantes, la fractura de un soporte o su conexión del
extremo no es probable que lleve al colapso bajo
condiciones de carga normales o incluso moderadamente
severas. La resistencia se reduce un tanto sin embargo, y
el riesgo de colapso bajo sobrecarga extrema.
(1) Las clases de aceros C son aquellas que tienen un
historial de aplicación exitoso en estructuras soldadas a
temperaturas de servicio sobre congelamiento, pero para
las cuales las pruebas de impacto no están especificadas.
Tales aceros son aplicables a componentes estructurales
que incluyen un espesor limitado, de formado moderado,
restricción, concentración de tensión modesta, carga casi
estática (tiempo de elevación de 1 segundo o mayor) y
redundancia estructural tal que una fractura aislada no será
catastrófica. Ejemplos de tales aplicaciones son
apilamiento, soportes en estructuras espaciadas,
estructuras redundantes, vigas de piso y columnas.
(2) Los aceros de clase B son apropiados para el uso
donde el espesor, el trabajo en frío, la restricción,
concentración de tensión y la carga de impacto o falta de
redundancia, o ambas, indican la necesidad de fracto
tenacidad mejorada. Donde las pruebas de impacto se
especifican, los aceros de Clase C deben exhibir una
energía CVN de 15 ft-lb [20 J] para el Grupo I, 25 ft-lb [34
J] para Grupo II, y 35 ft-lb [48 J] para Grupo III, a la
temperatura de servicio menor anticipada. Los aceros
listados como Clase B pueden alcanzar generalmente
estos requerimientos CVN a temperaturas de un rango de
50° F a 32° F [10° C a 0° C].
Los ejemplos de tales aplicaciones son las conexiones
en una estructura secundaria y el soporte en estructura
primaria. Cuando las pruebas de impacto se especifican
para el acero de Clase B, pruebas “heat-lot” en
conformidad con ASTM A 673, Frecuencia H, se usa
normalmente. Sin embargo, no hay seguridad positiva de
que la resistencia de la Clase B estará presente en las
piezas de acero que no se han probado.
(3) Los aceros de clase A son apropiados para el uso a
temperaturas bajo congelamiento y para aplicaciones
criticas que involucren combinaciones adversas de los
factores citados anteriormente. Las aplicaciones criticas
pueden garantizar la prueba CVN a 36° F – 54° F [20° C –
30° C] por debajo de la temperatura de servicio menor
anticipada. Este margen extra de fracto tenacidad evita la
propagación de fracturas quebradijas de grandes
irregularidades, y ayuda a la detención de las grietas en
espesores de varias pulgadas. Los aceros enumerados
aquí como la Clase A pueden alcanzar generalmente los
requerimientos CVN expresados anteriormente a rangos de
temperatura de -4° F a -40° F [- 20° C a – 40° C]. La
420
frecuencia de la prueba de impacto para aceros Clase A
deben estar en conformidad con las especificaciones bajo
las cuales el acero se ordena; En usencia de otros
requerimientos se puede usar la prueba heat-lot.
C2.26.2.1 Requerimientos de la Prueba CVN. Estos
requerimientos mínimos de fracto tenacidad para
componentes en tensión siguen las estipulaciones
recientemente propuestas por AISC. La confiabilidad a un
grado considerable del fenómeno de cambio de
temperatura descrito por Barsom (Referencia 16). El efecto
del cambio de temperatura es que los materiales cargados
estáticamente exhiben niveles similares de ductibilidad
como los especimenes de la prueba CVN cargados
cíclicamente a una alta temperatura. Para aceros de mayor
resistencia, Grupos III, IV y V, el cambio de temperatura es
menos efectivo; también la energía del esfuerzo de fractura
mecánica entrega consideraciones que sugerirán los
valores de energía mayormente requeridos. Las pruebas
de aceros laminados en una base caliente deja uno
expuesto a una variación considerable dentro del calor, con
pruebas CVN que muestran mayor disposición que las
propiedades del refuerzo. Sin embargo, es mejor que
ninguna prueba efectuada.
C2.26.2.2 Requerimientos LAST. Los componentes
principales en conexiones tubulares están sujetos a
concentraciones de tensión local las cuales pueden llevar a
una limitación local y a esfuerzos plásticos en la carga
diseñada. Durante la vida útil de servicio, la carga cíclica
puede iniciar grietas por fatiga, demandando
adicionalmente la ductilidad del acero. Estas demandas
son particularmente severas en latas de unión de pared a
pruebadiseñada para el corte por troquelado.
C2.26.2.3 Fracto Tenacidad alternativa. Las condiciones
listadas en (1) - (4) abajo deben considerarse cuando se
especifican los requerimientos de la fracto tenacidad.
(1) Conexiones Submarinas. Para porciones
submarinas de plataformas marítimas de tipo templado
redundante, API recomienda lado de levantamiento que el
acero para latas de unión (tales como cordones en uniones
mayores en X y en K, y a través de los componentes en
conexiones diseñadas como traslape) alcancen uno de los
siguientes criterios de fracto tenacidad a temperatura dada
en la Tabla C2.8.
(a) Prueba NRL comportamiento de la prueba de caída
de peso sin ruptura.
(b) Energía CVN 15 ft – lb [20 J] para aceros de
Grupos I, 25 ft – lb [34 J] para aceros del Grupo II y
35 ft – lb [4 J] para aceros del Grupo III (prueba
transversal).
El criterio para altura grietas NRL se refiere al uso del
Diagrama de Análisis de Fractura (Referencia 17), y de
fallas de conexiones pesadas que alcanzan el cambio de
temperatura CVN de criterio de iniciación. Para
temperaturas de servicio a 40°F [4°C] o mayor, estos
requerimientos pueden lograrse usando cualquiera de los
aceros de la Clase A.
(2) Servicio Atmosférico. Para las conexiones
expuestas a temperaturas más bajas y de menor impacto
posible, o para conexiones críticas en cualquier
localización en la cual se desea evitar todas las fracturas
quebradizas, deben considerarse los aceros Clase A más
fuertes, ej: Especificación API 2H, Gr. 42 o Gr. 50. para 50
ksi [345 MPa] límite y aceros de mayor resistencia, se debe
prestar especial atención a los procedimientos de
soldadura, para evitar la degradación de los ZAT. Incluso
para un servicio menos demandante de estructuras
ordinarias, el siguiente grupo/clase de metales base NO se
recomiendan para usarlos como componentes principales
en conexiones tubulares: IIC, IIIB, IIIC, IV y V.
(3) Conexiones Críticas. Para conexiones críticas que
involucran alta restricción (incluyendo geometría adversa,
con un alto límite de fluencia, secciones gruesas o
cualquier combinación de estas condiciones), y cargas de
tensión a través de todo el espesor en servicio, se debe
considerar el uso de acero que haya mejorado las
propiedades a través de todo el espesor (dirección Z), por
ejemplo, Especificación API 2H, Suplementos S4 y S5, o
ASTM A 770.
(4) Soportes del Extremo. Aunque el soporte del
extremo en conexiones tubulares están sujetos también a
la concentración de tensión, las condiciones de servicio no
son tan severas como en el componente principal (o lata de
unión). Para soportes críticos, para los cuales la fractura
quebradiza sería catastrófica, debe considerarse el uso de
los extremos salientes en los soportes que tengan la
misma clase como la unión de lata, o una clase menor.
Esta estipulación no necesita aplicarse al cuerpo de los
soportes (entre conexiones).
421
Tabla C2.1
Encuesta del Diámetro/Espesor y Límites Planos Ancho/Espesor para Tubos (ver C2.20.1)
Notas Generales: ���� AISI Clase A = Formado en Caliente. ���� AISI Clase B = Formado y Soldado con Frío. ���� Ancho plano puede tomarse como D – 3t para diseño del componente sección rectangular.
422
Tabla C2.2 Factores de Diseño Sugeridos (ver C2.24.2)
Valor Asumido SF para SF Donde se Aplica para K Cargas Estáticas 1/3 de Aumento
1.51 1.8 1.4
1.51 2.7 2.0
1.0 1.7 1.3
Nota:
1. Aplicable donde el componente principal, Fy, no se considera que exceda 2/3 del mínimo del esfuerzo a la tensión
especificada.
Tabla C2.3 Valores de JD (ver C2.24.2.5)
Modo de Falla que rige Dobladura en Plano Dobladura Fuera de Plano
Donde puede utilizarse el último refuerzo de ruptura de la conexión - incluye efectos de endurecimiento por esfuerzo, etc. Estructuras redundantes a falla de pruebas y diseños consistentes con 2.24.1 Los componentes críticos cuya sola falla pudiera ser catastrófica
Aplicaciones arquitectónicas donde la deformación localizada sería objetable
Falla Plástica del Cordón de pared
Esfuerzo cortante del material de cuerda
Colapso General
Ancho Efectivo del componente secundario
Aproximación Conservadora para Cualquier Modo
423
Tabla C2.4 Placa de Acero Estructural (ver C2.26.2)
Grupo de Clase de Límite de fluencia Carga Límite de rotura Refuerzo Dureza Especificación y Grado Ksi MPa Ksi MPa I C ASTM a 36 para 2 pulg. 50mm de Espesor 36 250 58-80 400-550 ASTM a 131 grado A (a 1/2 pulg. 12mm de Espesor 34 235 58-71 440-490
ASTM a 131 grado B, D 34 235 58-71 400-490 I B ASTM a 573 grado 65 35 240 65-77 450-550 ASTM a 709 grado 36T2 36 250 58-80 400-550
I A ASTM a 131 grado CS, E 34 235 58-71 400-490
ASTM a 242 (a 1/2 pulg. 12mm de Espesor) 50 345 70 480 II C ASTM a 572 grado 42 (a 2 pulg. 50mm de Espesor) 42 290 60 415 ASTM a 572 grado 50 (a ½ pulg.12mm de Espesor)1 50 345 65 450 ASTM a 588 (4 pulg. 100mm e inferiores) 50 345 70 min 485 min
ASTM a 709 grados 50T2, 50T3 50 345 65 450 ASTM a 131 grados AH32 45.5 350 68-85 470-585 II B ASTM a 131 grados AH36 51 350 71-90 490-620 ASTM a 808 (el refuerzo varía con el espesor) 42-50 290-345 60-65 415-450 ASTM a 516 grado 65 35 240 65-85 450-585
API especificación 2H grado 45 42 290 62-80 430-550 Grado 50 (para 2-1/2 pulg. 65mm de Espesor) 50 345 70-90 483-620 (Sobre 2-1/2 pulg. 65mm de Espesor) 47 325 70-90 483-620 API especificación 2W grado 42 para 1 pulg 25mm Esp 42-67 290-462 62 427 sobre 1 pulg. 25mm Esp 42-62 290-427 62 427 Grado 50 para 1 pulg. 25mm Esp. 50-75 345-517 65 448 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 50-70 345-483 65 448 grado 50T para 1 pulg. 25mm Esp. 50-80 345-522 70 483 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 50-75 345-517 70 483 II A API especificación 2Y grado 42 para 1 pulg. 25mm Esp 42-67 290-462 62 427 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 42-62 290-462 62 427 Grado 50 para 1 pulg. 25mm Esp. 50-75 345-517 65 448 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 50-70 345-483 65 448 grado 50T para 1 pulg. 25mm Esp. 50-80 345-572 70 483 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 50-75 345-517 70 483 ASTM a 131 grados DH32, EH32 45.5 315 68-85 470-585 Grados DH36, EH36 51 350 71-90 490-620 ASTM a 537 Clase I (para 2-1/2 pulg. [65mm] Espesor 50 345 70-90 485-620 ASTM a 633 grado A 42 290 63-83 435-570 Grados C, D 50 345 70-90 485-620 ASTM a 678 grado A 50 345 70-90 485-620
III C ASTM a 633 grado E 60 415 80-100 550-690
ASTM a 537 clase II para 2-1/2 pulg. 65mm Espesor 60 415 80-100 550-690 ASTM a 678 grado B 60 415 80-100 550-690 API especificación 2W grado 60 para 1 pulg.25mm Esp 60-90 414-621 75 517 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 60-85 414-586 75 517 III A API especificación 2Y grado 60 para 1 pulg.25mm Esp 60-90 414-621 75 517 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 60-85 414-586 75 517 ASTM a 710 grado A clase 3 (tratado por (quenched) y calor precipitado) por 2 pulg. (50mm) 75 515 85 585 2 pulg. (50mm) a 4 pulg. (100mm) 65 450 75 515 sobre 4 pulg. (100 mm) 60 415 70 485
IV C ASTM a 514 (sobre 2-1/2 pulg. [65mm] Espesor 90 620 110-130 760-890 ASTM a 517 (sobre 2-1/2 pulg. [65mm] Espesor 90 620 110-130 760-896
V C ASTM a 514 (para 2-1/2 pulg. [65mm] Espesor 100 690 110-130 760-895 ASTM a 517 (para 2-1/2 pulg. [65mm] Espesor 100 690 110-130 760-895
Nota General: Ver la lista de Especificaciones Referenciadas para títulos completos de lo de anterior Nota: ���� Hasta 2 pulg (50 mm). Espesor para acero calmado tipo 1 ó 2, Práctica de grano fino
424
Tabla C2.5 Tubo de Acero Estructural y Formas Tubulares (ver C2.26.2)
Grupo de Clase de Límite de fluencia Carga límite de rotura Refuerzo Tenacidad Especificación y Grado Ksi MPa Ksi MPa API Especificación 5L Grado B1 35 240 60 415 ASTM a 53 grado B 35 240 60 415 ASTM a 139 grado B 35 240 60 415 ASTM a 500 grado A (circular) 33 230 45 310 I C (amoldado) 39 270 45 310 ASTM a 500 grado B (circular) 42 290 58 400 (amoldado) 46 320 58 400 ASTM a 501 (circular y amoldado) 36 250 58 400 APi Especificación 5L grado X42 máx.2% expansión fría 42 290 60 415
ASTM a 106 grado B (normalizado) 35 240 60 415 I B ASTM a 524 grado I (a través 3/8 pulg. [10mm] w.t.) 35 240 60 415 grado II (sobre 3/8 pulg. [10mm] w.t.) 30 205 55-80 380-550
I A ASTM a 333 grado 6 35 240 60 415 ASTM a 334 grado 6 35 240 60 415
II C API Especificación 5L grado X42 máx.2% expansión fría 52 360 66 455 ASTM a 618 50 345 70 485
II B API Especificación 5L grado X52 con SR5, SR6 o SR8 52 360 66 455
III C ASTM a 595 grado A (adelgazado) 55 380 65 450 ASTM a 595 grados B y C (adelgazado) 60 410 70 480 Notas Generales:
���� Ver lista de Especificaciones Referidas a títulos completos de lo anterior.
���� La cañería estructural también se puede fabricar de acuerdo con las Especificaciones API 2B, ASTM A 139+, ASTM A
252+, o ASTM A 671 usando grados de planchas estructurales listadas en la Tabla C2.4, excepto que la prueba
hidrostática pueda omitirse.
���� Con soldaduras longitudinales y soldaduras a tope circunferenciales.
Nota:
1. Soldaduras sin costuras o costuras longitudinales.
Tabla C2.6 Formas de Acero Estructural (ver C2.26.2)
Grupo de Clase de Límite de fluencia Carga límite de rotura Refuerzo Tenacidad Especificación y Grado Ksi MPa Ksi MPa
ASTM a 36 (para 2 pulg. [50mm] Espesor) 36 250 58-80 400-550 ASTM a 131 Grado A (para 1/2 pulg. [12mm] Espesor) 34 235 58-80 400-550
ASTM a 709. grado 36T2 36 250 58-80 400-550
ASTM a 572 grado 42 (para 2 pulg. [50mm] Espesor) 42 290 60 415 ASTM a 572 grado 50 (para 1/2 pulg. [12mm] Espesor) 50 345 65 480 ASTM a 588 (para 2 pulg. [50mm] Espesor) 50 345 70 485
ASTM a 709 grados 50T2, 50T3 50 345 65 450 ASTM a 131 grado AH32 46 320 68-85 470-585 ASTM a 131 grado AH36 51 360 71-90 490-620 Notas Generales:
���� Hasta 2 pulg. Espesor para Acero Tipo 1 ó 2 calmado. Práctica de grano fino. ���� Esta tabla es parte del comentario sobre consideraciones de resistencia para estructuras tubulares (o compuestos de
formas tubulares y otros perfiles), ejemplo, usado para plataformas marítimas. No se trata de implicar que las formas no listadas no sean apropiadas para otras aplicaciones.
425
Tabla C2.7 Matriz de Clasificación para Aplicaciones (ver C2.26.2)
SEGURIDAD CONTRA FALLA SECUNDARIA MIENTRAS SE MANIPULA
BAJA CONCENTRACIÓN DE TENSIÓN NOMINAL
FRACTURA PRIMARIA CRÍTICA FORMACIÓN PLÁSTICA POR CONCENTRACIÓNDE ALTA TENSIÓN
ALTAS RESTRICCIONES DE SECCIONES GRUESAS
BAJAS RESTRICCIONESNES DE SECCIONES DELGADAS
ÁNGULO LEJANO
Tabla C2.8 Condiciones para Pruebas CVN (ver C2.26.2.2)
Diámetro/Espesor Temperatura de la Prueba Condición de la Prueba
Sobre 30 36° F (20° C) bajo LAST1 Plancha plana
20 - 30 54° F (30° C) bajo LAST Plancha plana
Bajo 20 18° F (10° C) bajo LAST Como se fabricó
Nota: 1. LAST = Temperatura de Servicio Anticipada Más Baja
426
SOLDADURAS BALANCEADAS SOBRE SOLDADURAS DESBALANCEADAS SOBRE EL EJE NEUTRO DEL ÁNGULO EL ÁNGULO NEUTRO DEL ÁNGULO
C2.1 - Equilibrio de Soldaduras de Filete Sobre un Eje Neutro (ver C2.5.2)
SOLDADURA DE FILETE SOLDADURAS DE RANURAS SOLDADURA DE RANURA DE PENETRACIÓN COMPLETA DE BISEL SOBRESALIENTE
Figura C2.2 - Planos de Corte para Soldaduras de Filete y Ranura (ver C2.5.4)
427
Figura C2.3 - Carga Excéntrica Figura C2.4 - Relación de Deformación de Carga
(ver C2.5.4.2 y C2.5.4.3) para Soldaduras (ver C2.5.4.2 y C2.5.4.3)
(A) SOLDADURA CONTENIDA POR A (B) ACCIÓN DE DESGARRO EN SOLDADURA FUERZA, R SIN CONTENCIÓN
Figura C2.5 - Uniones de traslape Soldadas de filete Única (ver C2.8.1.1)
DOBLADURA DOBLADURA CARGA AXIAL FUERA DE PLANO EN PLANO
Figura C2.6 - Ilustraciones de Tensiones de Componentes secundarios Correspondientes al Modo de Carga (ver C2.20.6.2)
428
COMPONENTE SECUNDARIO O LA PARTE MÁS DELGADA NO EXCEDER SOVOCAMIENTO 0.01 in. [0.3 MM] ANGULO REENTRANTE (REENTRANT) PASADA DE CAPAS MONEDA O DISCO CON RADIO, R
SOLDADURA INTERNA
DONDE SEA ACCESIBLE CUERPO RADIO DE LA HERRAMIENTA 5/16pul. 8mm mínimo 0.05 t ó 0.3 pulg. 0.75mm máximo PASADA DE CONTACTO (SERÁN PRIORIDAD A LAS PASADAS DE CAPAS 0.01 in. [0.25 mm] MAXIMO RAIZ PASADAS DE CONTACTOS (CAP) SIN INDICACIONES (MPI)
Nota General: Los requirimientos mínimos para
soldadura externa en conexiones tubulares diseñadas para cumplir con 2.20.6.6(1).
Nota General: Indicación MPI, la convexidad excesiva o
sovacamiento en pasadas de gargantas de soldadura o entre pasadas adyacentes, se pueden corregir con un esmerilado suave/liviano.
Figura C2.7 – Requerimientos del Perfil de la Soldadura Mojada (ver C2.20.6.6)
Carga Falla de Corte Local Componente Secundario Soldadura
Componente Principal
Figura C2.8 – Concepto Simplificado del Corte de perforación (ver C2.24.1.1)
RADIO TEÓRICO R = tb / 2, EXCEPTO QUE 5/16 in. � R � 1 in. (8mm � R � 25 mm)
ALAMBRE DE 1 mm NO DEBERA PASAR
429
COLAPSO PLÁSTICO UNIONES K COMPRENSIÓN T & Y COMPRENSIÓN X (MEAN) SF = 2.44 INDICE DE SEGURIDAD = 3.45
FRACTURA POR TENSIÓN TENSIÓN EN T & Y TENSIÓN EN X
TEST = PRUEBA ALLOWABLE = PERMISIBLE
Notas Generales:
• SF = Factor de Seguridad • Base de datos: 306 uniones (sin traslape) (ver Referencia 6)
Figura C2.9 – Confiabilidad del Criterio de Corte por troquelado usando Alfa Computarizado (ver C2.24.1.1)
430
A B C
Figura C2.10 – Transición entre Aberturas y Conexiones de Traslape (ver C2.24.2.1)
CARGA AXIAL MOMENTO DE FLEXIÓN
Todas las Líneas Límite
Donde:
• K = Factor de refuerzo de reserva para, tensión triaxial, comportamiento de gran deflexión, etc. • SF = Factor de Seguridad • Fy = Refuerzo de fluencia del componente principal • ai = Rotación regular de la línea límite i según como se determinó por la geometría del mecanismo • Li = Largo del segmento de la línea base • tc = Espesor de la pared de cuerdo
Figura C2.11 – Teorema del Límite Superior (ver C2.20.6.2, C2.24.2 y C2.26)
431
UNION T UNION Y
UNION K
PARÁMETRO DE ABERTURA NO DIMENSIONAL PARA UNION K
DOBLADURA EN PLANO DOBLADURA FUERA DE PLANO
Figura C2.12 – Patrones de Línea Límite (ver C2.26 y C2.24.2)
432
Referencia para la Sección C2
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joint design.” Welding Journal. Welding Research
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Society for Civil Engineers preprint 2008.)
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tubular joints.” Progress Report of the Committee on
Tubular Structures, ASCE Preprint 810043. New York:
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Conference on the Behavior of Off-Shore Structures.
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Work. Teeside Polytechnical Institute, May 1981)
6. Rodabaugh, E. C. “Review of data relevant to the
design of tubular joints for use in fixed offshore
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Canada (STELCO), 1971.
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design in offshore construction.” WRC Bulletin 193, April
1974.
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for Planning, Designing, and Constructing Fixed Offshore
Platforms. API RP 2A, 17th Ed. Dallas: American
Petroleum Institute, 1987.
10. American Petroleum Institute. Recommended
Practice for Ultrasonic Examination of Offshore Structural
Fabrication and Guidelines for Qualification of Ultrasonic
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Division, ASCE 105 (ST9), September 1979, pp. 1727-
1740.
434
C3. Precalificación de los WPSs
435
C3.2.1 Procesos Precalificados. Ciertos procesos
SMAW, SAW, GMAW (excluyendo el GMAW-S) y FCAW
WPSs en conjunto con ciertos tipos relacionados de
uniones se han probado a fondo y tienen un gran
historial de comportamiento satisfactorio comprobado.
Estos WPSs y uniones se designan como
precalificados y pueden usarse sin pruebas o
calificación (ver Sección 4).
Las estipulaciones precalificadas se dan en
la Sección 3, la cual incluye WPSs, con referencia
especifica al recalentamiento, metales de aporte,
tamaño del electrodo y otros requerimientos
pertinentes. Los requerimientos adicionales para
uniones precalificadas en construcción tubular se dan
en la Sección 3.
El uso de uniones precalificadas y WPSs no
garantiza una soldadura de buena calidad. La
capacidad de fabricación todavía se requiere junto con
la supervisión de la soldadura efectiva y bien conocida
para producir soldaduras consientes de buena calidad.
El código no prohibe el uso de algún
proceso de soldadura. Tampoco impone limitación en
el uso de cualquier otro tipo de unión, ni impone
restricciones en el procedimiento de cualquier proceso
de soldadura. Los procesos de soldadura y WPSs
para la aceptación de tales uniones en la base a una
calificación exitosa por el Contratista, realizado en
conformidad con los requerimientos del código (ver
Sección 4).
C3.3 Combinaciones de Metal Base con Metal de
Aporte.
Los metales de aporte con designadores
listados en la Nota 3 de la Tabla 3.1 logran su
clasificación de refuerzo de tensión por PWHT a 1275°
F o 1350° F [690° C o 730° C]. En la condición tal
como queda (“as welded”) los refuerzos de tensión
pueden exceder los 100 ksi [600 MPa].
Las combinaciones de electrodos y
fundentes de electrodo que igualen los metales base
aprobados para el uso en uniones precalificadas se
listan en la Tabla 3.1. Los requerimientos del metal de
aporte igualables. En esta tabla, los grupos de
especificaciones del acero se igualan con las
clasificaciones del metal de aporte que tengan
resistencia a la tensiones similares. En uniones que
involucran metales base que difieren en los esfuerzos
de tensión, los electrodos aplicables al material de
menor resistencia pueden usarse previstos del tipo de
bajo hidrogeno, si el metal base de mayor resistencia
requiere el uso de tales electrodos.
C3.5 Requerimientos de Temperatura Mínimas de
Precalentamiento y Entre Pasadas
El principio de aplicar calor hasta que se
alcance una cierta temperatura y luego mantener esa
temperatura como un mínimo, se usa para controlar el
rango de enfriamiento del metal de soldadura y el
metal base adjunto. La temperatura más alta permite
una difusión del hidrogeno más rápida y reduce la
tendencia al agrietamiento por frío. La parte completa
o solo el metal en la cercanía de la unión que se va a
soldar puede precalentarse (ver Tabla 3.2). Para un
set de condiciones de soldadura determinado, los
rangos de enfriamiento serán más rápidos para una
soldadura hecha sin precalentamiento que para una
soldadura hecha con precalentamiento. Las
temperaturas de precalentamiento mayores se
traducen en un rango de enfriamiento más lento.
Cuando el enfriamiento es suficientemente lento,
reducirá efectivamente el endurecimiento y el
agrietamiento.
Para aceros sometidos al proceso de
templado y revenido, no se desea un enfriamiento
lento y no es recomendado por el productor del acero.
Debe enfatisarze que las temperaturas en la
Tabla 3.2 son temperaturas mínimas y las
temperaturas de precalentamiento y entre pasadas
deberán ser lo suficientemente altas para asegurar
soldaduras de buena calidad. La cantidad de
precalentamiento requerido para disminuir los rangos
de enfriamiento, como para producir uniones dúctiles
libres de grietas, dependerá de:
(1) La temperatura ambiente
(2) Calor del arco
(3) Disipación del calor de la unión
(4) Química del acero (soldabilidad)
(5) Contenido de hidrogeno del metal de soldadura
depositado
(6) Grado de restricción en la unión
El Punto 1 está considerado anteriormente.
El Punto 2 no está actualmente considerado en el
código.
El Punto 3 se expresa parcialmente en el espesor del
material.
El Punto 4 se expresa indirectamente en la
agrupaciones de las designaciones del acero.
El Punto 5 se expresa actualmente, ya sea como
proceso de soldadura no-bajo en hidrógeno, o un
proceso de soldadura de bajo hidrógeno.
436
El Punto 6 es menos tangible y solo se reconoce la
condición general en las estipulaciones de la Tabla
3.2.
Basados en estos factores, los
requerimientos de la Tabla 3.2 no deberían
considerarse que involucren todo, y el énfasis en las
temperaturas de precalientamiento entre pasadas,
como temperaturas mínimas, adquieren mayor
validez.
Debe actuarse con precaución en cuanto al
acero sometido al método de precalentamiento de
templado y revenido; y la entrada de calor no deberá
exceder las recomendaciones del productor de acero
(ver 5.7).
C3.6 Limitación de las Variables del WPS
Aunque los WPSs precalificados están
exentos de pruebas, el código sí requiere que el
contratista prepare un WPS por escrito para usarse en
la fabricación. Este es un registro de materiales y de
las variables de soldaduras, el cual muestra que el
WPS cumple con los requerimientos para un estatus
precalificado.
Es la intención del código que los
soldadores, operadores de soldaduras, pinchadores y
el personal de inspección tenga acceso a los WPS
precalificados por escrito. El código requiere que se
especifiquen por escrito 4 variables críticas en el WPS
precalificado, dentro de los límites que aseguren
entregar una pauta significativa para aquellos quienes
implementan sus estipulaciones. Los rangos
admisibles para amperaje, voltaje, velocidad de
avance y gas de protección, según sea aplicable,
deben ser los mismos que aquellos permitidos para
los WPSs calificados en 4.7 del código. La limitación
impuesta en estas cuatro variables son lo
suficientemente conservadoras como para permitir el
redondeo.
C3.7.2 Limitación de Pasada en
Ancho/Profundidad. El trocito de soldadura o la
forma del cordón de soldadura es un factor importante
que afecta el agrietamiento de la soldadura. La
solidificación del metal de soldadura fundido debido al
efecto del proceso de templado del metal base, se
inician en los lados del metal de soldadura y continúa
hacia adentro hasta completarse. El último metal
liquido en solidificarse permanece en un plano a
través de la línea central de la soldadura. Si la
profundidad de la soldadura es mayor que el ancho de
la cara, la superficie de la soldadura puede
solidificarse previo a la solidificación en el centro.
Cuando esto ocurre, las fuerzas de contracción actúan
en el centro o núcleo semi-liquido, aún caliente de la
soldadura, que puede provocar el desarrollo de una
grieta en la línea central, como se muestra en la
Figura C3.1 (A) y (B). Esta grieta puede extenderse a
toda la longitud de la soldadura y puede o no ser
visible en la superficie de la soldadura. Esta condición
también puede ocurrir cuando las soldaduras de filete
se realizan simultáneamente en ambos lados de una
unión con los arcos directamente opuestos entre si,
como se muestra en la Figura C3.1 (C).
En vista de lo anterior, la Tabla 3.7 requiere
que ni la profundidad ni el ancho máximo en la
sección transversal del metal de soldadura depositado
en cada pasada de soldadura, exceda el ancho de la
superficie de la pasada de soldadura. Esto también se
ilustra en la Figura 3.1. Las dimensiones del cordón de
soldadura pueden medirse de una mejor manera
seccionando y utilizando un procedimiento químico o
electrolítico en una soldadura de muestra.
C3.7.3 Requerimientos de Acero a la Intemperie.
Los requerimientos en esta subsección son para las
aplicaciones de acero ASTM A 588 expuestas, sin
revestimiento y sin pintura, en donde la resistencia a
la corrosión atmosférica y las características de color
son similar a aquellas que requiere el metal base. Los
metales de aporte especificados en la Tabla 3.3
deberán usarse para cumplir estos requerimientos.
Cuando se suelden estos aceros para otras
aplicaciones, el electrodo, la combinación de
electrodo-fundente o el grado de metal de soldadura
especificado en la Tabla 3.1 es satisfactorio.
El uso de los metales de aporte, excepto
aquellos listados en la Tabla 3.3 para acero de
soldadura ASTM A 588 (usado en aplicaciones sin
recubrimiento y expuestas) se permite para filetes de
cierto tamaño y de una sola pasada (relacionado con
el proceso de soldadura), tal como se muestra en
3.7.3. Aquí, la cantidad de mezcla de metal de
soldadura y metal base resulta en características de
color y corrosión atmosférica similares a las del metal
base.
En soldaduras de pasadas múltiples, un
metal de aporte de la Tabla 3.1 puede usarse para
llenar la unión, excepto para las últimas dos capas. El
metal de aporte, como se especifica en la Tabla 3.3
deberá usarse para las últimas dos capas
superficiales en los extremos de las soldaduras.
437
C Tabla 3.7 Limitaciones Eléctricas. Las pruebas
han demostrado que parece existir una relación
empírica entre el ángulo en la raíz de la ranura y la
corriente máxima que pueda usarse sin producir
perfiles de soldadura propensos al agrietamiento,
como se muestra en la Figura C3.1. Bajo estas
circunstancias, solo el bisel precalificado y las ranuras
en V sin “backing” son efectivas.
Las ranuras en J y en U tienen un ángulo
mayor en la raíz que el ángulo de ranura y, en su
caso, es muy leve la probabilidad de que un trocito de
soldadura indeseable sea propenso al agrietamiento.
Sin embargo, el código no hace una distinción entre
las ranuras en V y las ranuras en J y en U a este
respecto. Esto hace que los requerimientos de la
Tabla 3.7 sean aplicables a todas las ranuras. Ya que
el uso de ranuras en J y en U es menos frecuente,
este requerimiento no parece ser irracional.
La relación empírica define la cantidad de
corriente aceptable, en amperes, como
aproximadamente como diez veces el ángulo de la
ranura incluido. Esto se aplica principalmente a las
uniones soldadas precalificadas sin “backing”, usando
bisel y ranuras en V. Ya que el ángulo incluido para
tales uniones precalificadas es de 60°, el amperaje
máximo permitido por el código es de 600 A; para una
soldadura de filete de 90°, el máximo de corriente
permitido es de 1000 A. Esta limitación se aplica
solamente a pasadas que fusionan ambas caras de la
unión, excepto para las pasadas para cubrir.
C Tabla 3.7 Requerimiento para Electrodo Múltiple
del Proceso SAW. Cuando se utiliza un proceso
GMAW más un proceso SAW en tándem (ver Tabla
3.7), el espacio máximo de 15 pulg. [380 mm], de
espacio entre el arco de metal con gas y el arco de
conducción sumergido se requieren para preservar los
efectos de precalentamiento del primer arco para la
siguiente soldadura principal depositada por el resto
de la cantidad de dos arcos sumergidos con un alto
indice de deposición. El corto espacio también
proporciona una mejor condición para refundir la
primera pasada.
C Tabla 3.7 Requerimientos para los Procesos
GMAW/FCAW. Esta sección entrega los
requerimientos para los procesos GMAW y FCAW
WPS cuando se utilizan los WPS precalificados.
La protección de gas en el punto de la
soldadura va a protegerla del viento para evitar la
interrupción en la protección y la contaminación{on
resultante de la soldadura por la atmósfera.
Las estipulaciones precalificadas se aplican
solamente al proceso GMAW utilizando modos de
transferencia de rociador y globular de depósito de
metal. El proceso GMAW-S no está precalificado y no
deberá calificar en conformidad con la Sección 4. La
experiencia ha demostrado casos frecuentes de falta
de penetración y fusión con este modo de
transferencia de metal. Una razón común para esta
no-confiabilidad es la baja entrada de calor por unidad
de metal de soldadura depositado, resultando en una
tendencia hacia poco o nada de fusión del metal base.
Por lo tanto, se requiere que cada usuario demuestre
la habilidad del WPS seleccionado para producir
soldaduras de buena calidad cuando se utilice el
proceso GMAW-S.
C3.10 Requerimientos de Soldaduras de
Ranura tipo Tapón Redondo y tipo
Tapón Alargado.
Las soldaduras tipo tapón redondo y tipo
tapón alargado, en conformidad con los
requerimientos dimensionales de 2.5, soldadas
mediante técnicas descritas en 5.25 y utilizando
materiales listados en la Tabla 3.1 o Anexo M, se
consideran precalificados y pueden utilizarse sin
efectuar las pruebas de calificación de unión del WPS.
C3.11.2 Preparación de Unión de Esquina. El
código permite una opción alternativa para la
preparación de la ranura en uno o en ambos
componentes para todas las soldaduras de bisel y de
ranura en J en las uniones de esquina, tal como se
muestra en la Figura C3.2.
Esta estipulación surgió por las
consideraciones del desgarro laminar, permitiendo
toda la preparación o parte de ella en el componente
vertical de la unión. Tal preparación de la ranura se
reduce al esfuerzo de tensión residual, que surge de
la contracción de las soldaduras en frío, que actúan en
la dirección de todo el espesor en un plano vertical
único; tal como se muestra en las uniones de esquina
precalificadas diagramadas en las Figuras 3.3, 3.4 y
3.11. Por lo tanto, la probabilidad de desgarro laminar
puede reducirse para estas uniones por la preparación
de la ranura permitida ahora por el código. Sin
embargo, algún espesor no – preparado, “a”, tal como
aparece en la Figura C3.2, deberá mantenerse para
evitar la fusión de la parte superior de la plancha
438
vertical. Esto puede hacerse fácilmente preparando la
ranura en ambos componentes (ángulo β ).
C3.13.1 Dimensiones de la Unión. Después de la
preparación el segundo lado de las uniones soldadas
dobles puede que no correspondan exactamente con
los diagramas que se muestran para las uniones
soldadas precalificadas en la Figura 3.3 debido a las
limitaciones inherentes del proceso de torchado.
Pueden aparecer perfiles en U y J que se combinen
con perfiles en bisel y en V. Esta es una condición
aceptable.
C3.3 Tamaño de la Soldadura Efectiva de las
Uniones Soldadas de Ranura en Bisel abocinadas.
Las pruebas se han realizado en material ASTM A 500
en frío, exhibiendo una dimensión “c”, tan pequeña
como T1 con un radio nominal de 2t. A medida que
aumenta el radio, también aumenta la dimensión “c”.
La curvatura de esquina puede no ser un
cuadrante de una tangente circular en los lados. La
dimensión de esquina, “c”, puede ser menor que el
radio de la esquina.
C3.14 Tratamiento Térmico Post-Soldadura.
Históricamente, los requerimientos de 1.1 para PWHT
se han basado en gran medida en la experiencia con
la fabricación del Código ASME de aceros lisos al
carbono-manganeso. La industria de estructuras de
acero está alejandose notoriamente de los aceros al
carbono-manganeso hacia aceros más nuevos que
sean metalurgicamente más complejos, tales como
aceros de baja aleación y micro aleación [Ejemplo:
Cb(Nb) y adiciones en V]. Los aceros más nuevos
pueden proporcionarse en condición de láminas o con
tratamientos térmicos tales como el de templado y
revenido (Q & T), el tratamiento de templado y auto-
revenido (QST), o el proceso termo-mecanicamente
controlado (TNCP), para lograr el límite de fluencia
más alto. En general, las adiciones de Cb(Nb) y en V
no se utilizan en aceros para contenedores a presión,
y cuando se incluyen, generalmente están restringidos
a valores bajos. La excepción en los aceros de
contenedores a presión es el acero SA-737, el cual
tiene adiciones de Cb(Nb) o V, dependiendo del
grado. Ha habido, por lo menos, siete boletines del
consejo de investigación de soldaduras “Welding
Research Council” (WRC) sobre temas relevantes a
los de PWHT y los aceros micro-aleados. Un resumen
de las conclusiones generales indican que:
(1) PWHT (a 1150ºF [620ºC] durante unas pocas
horas) de aceros tipo laminado o normalizados de
carbono –manganeso y de baja aleación (que tengan
un ksi de 50 [345 Mpa] o un límite de fluencia inferior),
no afecta adversamente la resistencia. PWHT, sin
considerar la temperatura o al duración, degrada la
fracto-tenacidad de los metales base micro-aleados
Cb(Nb) o V y la zona afectada térmicamente (ZAT). La
degradación varia en severidad y puede o no afectar
la conveniencia para el servicio.
(2) Los aceros fabricados mediante los procesos
Q&T, QST, o TMCP necesitan tener el desarrollo de
su tratamiento térmico post-soldadura, basado en el
material y en los procesos específicos. El PWHT
puede reducir las propiedades de resistencia y fracto-
tenacidad. La respuesta al PWHT es muy dependiente
de la composición. Algunos datos japoneses indican
que 1025ºF [550ºC] pueden ser una temperatura más
apropiada para ciertos aceros TMCP. La temperatura
óptima del PWHT es dependiente de la composición
específica, los requerimientos de resistencia y de
fracto-tenacidad.
(3) El acero ASTM A710 Grado A, endurecido por
antigüedad de Ni, Cu, Cr, Mo, Cb(Nb) es susceptible
al agrietamiento en la zona afectada térmicamente
ZAT durante el tratamiento térmico post-soldadura.
Los aceros grados B y C no han sido estudiados.
Algunos grados de aceros ASTM A 514/A 517 son
marginales para PWHT, debido a la baja ductibilidad y
el posible agritamiento de la ZAT durante el PWHT, al
igual que la pérdida de resistencia y tenacidad.
Algunas especificaciones establecen límites
específicos en PWHT, tales como el acero ASTM A
913, o “Perfiles de Acero de Alta Resistencia y Baja
Aleación de Calidad Estructural, Producidos por el
Proceso de Templado y Auto-revenido (QST)”, el cual
requiere que “los perfiles no deberán formarse ni
tratarse térmicamente post-soldadura a temperaturas
que excedan 1100ºF [600ºC]”. Las especificaciones
2W para estructuras marítimas de API para aceros
TMCP y 2Y para aceros Q & T tiene precauciones
similares con respecto al “Calentamientos Post-
Fabricación”, el cual se necesita considerar cuando se
contemple el PWHT.
439
Profundidad de la Fusión Ancho de la Cara Ancho de la Cara Grieta
Profundidad De la Fusión
(A) SOLDADURA DE RANURA (B) SOLDADURA DE FILETE (C) SOLDADURA EN UNION EN T
Figura C3.1 – Ejemplos de Agrietamiento de la línea Central (ver C3.7.2)
� INVOLUCRA LA
PREPARACIÓN EN AMBAS
PLANCHAS EN LA UNIÓN DE
LA ESQUINA. SE USAN
CUANDO, PARA UN ESPESOR
MÍNIMO “a”, LA PLANCHA
VERTICAL NO PUEDE
ACOMODARSE AL ÁNGULO
DE LA RANURA �.
Figura C3.2 – Detalles de Preparaciones de Ranuras alternativas para Uniones de Esquina Precalificadas (ver C3.11.2)
440
C4. Calificación
Parte A
Requerimientos Generales C4.1.1 Responsabilidad de Calificación. Todos los
Contratistas deberán ser responsables de su producto final. Por lo
tanto, es su responsabilidad cumplir con los requerimientos de
calificación del Código relativo a los WPS. Los WPS
apropiadamente documentados y las pruebas de calificación del
personal efectuadas por el Contratista, en conformidad con este
código, generalmente son aceptables para el Ingeniero, según el
Contrato.
C4.1.2 Calificación del comportamiento del personal de
soldadura. Las pruebas de calificación están especialmente
diseñadas para determinar la habilidad de los soldadores, los
operadores de soldadura y los pinchadores para producir
soldaduras de buena calidad siguiendo un WPS. El código no
implica que cualquiera que complete satisfactoriamente las
pruebas de calificación pueda realizar la soldadura para la cual
está calificado en cuanto a todas las condiciones que pudieran
encontrarse durante la producción de soldadura. Es esencial que
los soldadores, operadores de soldadura y los pinchadores tengan
algún grado de entrenamiento para estas diferencias.
Idealmente los soldadores, operadores de soldadura y
los pinchadores que suelden aceros de alta resistencia mediante el
proceso de templado y revenido debieran tener experiencia en
soldar tales metales base. En lugar de tal experiencia, el
Contratista debiera asegurar que el personal del Contratista reciba
instrucción y capacitación en la soldadura de dichos aceros. Se
recomienda además que otro personal, tales como los instaladores
y los operadores que realizan cortes térmicos (quemadores),
involucrados en al fabricación y que utilicen acero de alta
resistencia mediante el proceso de templado y revenido tengan
experiencia o reciban instrucción y entrenamiento antes de iniciar
las operaciones de corte térmico.
C4.1.3.1 Periodo de Efectividad –Soldadores y Operadores de
Soldadura. Esta sub-sección controla la fecha de término de la
calificación de un soldador. La calificación permanece en efecto (1)
durante 6 meses después de la fecha que el soldador utilizó por
ultima vez el proceso de soldadura, o (2), hasta que haya una
razón específica para cuestionar la habilidad del soldador.
Para (1) la prueba de recalificación necesita efectuarse
solamente en 3/8 pulgadas [10mm] de espesor, utilizando una
plancha o tunería, o ambas. Si el soldador fracasa en esta prueba,
entonces la recalificación deberá seguir los requerimientos de la
Sección 4, Parte C, Calificación del Comportamiento del Personal
de Soldadura. Para (2), el tipo de prueba debería acordarse
mutuamente entre el Contratista y el Ingeniero, y deberá estar
dentro de los requerimientos de la Sección 4, Parte C, Calificación
del Comportamiento.
C4.2.4 Posiciones de la Soldadura de Prueba. Esta sub-sección
define las posiciones para soldar de la prueba de calificación de
soldaduras y la producción de soldaduras. La posición es una
variable esencial para todos los WPS, excepto para los procesos
EGW y ESW, los cuales se hacen solo en una sola posición. Cada
WPS deberá calificarse con respecto a cada posición, que se
utilizará en fabricación. Las relaciones entre la posición y la
configuración de la soldadura de prueba de calificación y el tipo de
soldadura y posiciones calificadas, se muestran en la Tabla 4.1. Es
esencial realizar pruebas y evaluación de las soldaduras que vayan
a encontrarse en la construcción, previo a su uso real en el trabajo.
Esto asegurara que todas las posiciones necesarias sean
sometidas a prueba como parte del proceso de calificación.
Parte B Calificación del WPS C4.4 Tipo de Pruebas de Calificación. La Tabla 4.2 resume los
requerimientos para el número y el tipo de especímenes de prueba
y el rango de espesores calificados. El espesor de una plancha de
prueba de 1 pulgada [25mm] o mayor califica un WPS para un
espesor ilimitado. El espesor de 1 pulgada [25mm] se ha mostrado
para reflejar generalmente la influencia de la química del metal de
soldadura, la entrada de calor, y la temperatura de precalentamiento
en el metal de soldadura y en el ZAT. El término “dirección de
laminación” (direction of rolling) se hizo optativa en la edición de
1988, aún que las propiedades mecánicas de la plancha de acero
pueden variar significativamente con la dirección de laminación y
pueden afectar los resultados de la prueba. Por ejemplo la carga
por tensión y la resistencia al impacto a menudo son mayores en la
dirección longitudinal que en la dirección transversal, a menos que
se use el laminado transversal. De manera similar, la dirección del
laminado que se muestra en los gráficos a menudo da mejor
resultado en las pruebas de doblado. Para algunas aplicaciones, los
resultados de la tenacidad se requieren y la dirección del laminado
debería hacerse referencia en los resultados de la prueba.
Tabla 4.2 Calificación del WPS – Soldaduras de Ranura de Penetración Completa; Número y tipo de especímenes de prueba y rango de espesor y diámetro calificados. La calificación del WPS para tuberías incluye las condiciones para
tuberías de gran tamaño y diámetro. Esto se refiere a la calificación
del WPS de la cañería de mayor diámetro mediante procesos
automáticos de soldadura, tal como el proceso SAW y puede
441
aplicarse a cualquier proceso de soldadura que pueda usarse en la
tubería de gran diámetro; pero no en la tubería de 8 pulgadas
[200mm] Sch.
C4.7 Variables Esenciales. Este código permite algún grado de partida de las variables
utilizadas para calificar un WPS. Sin embargo, la partida desde las
variables que afectan la composición mecánica o química de las
propiedades del material, o al buena calidad de la pieza soldada
no deberán permitirse sin recalificación. Estas últimas variables se
definen como variables esenciales. LAS variables esenciales del
proceso de soldadura están listadas en 4.7.1. Las posiciones de
las soldaduras de prueba están listadas en 4.2.4. Los cambios en
estas variables, más allá de la variación permitida por las sub-
secciones deberán requerir la recalificación de los WPS. De
manera similar, los cambios más allá de aquellos mostrados en
4.7.2 requieren recalificación utilizando sólo RT o UT.
Estas variables esenciales deben ser especificas en los
documentos WPS y deben seguirse en la fabricación de soldadura.
C4.7.1 Procesos SMAW, SAW, GMAW, GTAW, y FCAW. La
velocidad de avance afecta la entrada de calor, los valores de
enfriamiento de soldadura y la metalurgia de la soldadura, los
cuales son importantes para el ZAT, para el control de la
resistencia a la fractura y para la soldadura con aceros sometidos
al proceso de templado y revenido. También es necesaria la
selección apropiada de la velocidad de avance para evitar la fusión
incompleta y la oclusión de escoria.
C Tabla C4.6 La extensión del electrodo o del tubo de
contacto hasta la distancia de trabajo es una variable importante
de soldadura que afecta el amperaje, como también el modo de
transferencia. A una velocidad de alimentación del alambre
establecida, utilizando una fuente de poder de voltaje – constante,
las extensiones del electrodo más largas provocaran la
disminución de la corriente de soldadura. Esto puede reducir la
penetración de la soldadura y la entrada de calor, y provocar
irregularidades en la fusión. La extensión más corta causa un
aumento en la corriente de soldadura. Una variación en la
extensión del electrodo puede provocar una transferencia de la
pulverización para cambiar los modos a globular o cortocircuitos.
Es importante controlar la extensión del electrodo al igual que otras
variables de soldadura.
Los procesos semi-automáticos de soldadura pueden
controlarse utilizando la velocidad de alimentación del alambre, la
extensión del electrodo y la longitud del arco o el voltaje. Para la
operación de la máquina, puede medirse previamente la extensión
del electrodo; para la soldadura manual, ésta se estima
visualmente. La soldadura en forma de producto material en cañería
(o tubería), no significa necesariamente que se este efectuando esa
soldadura de cañería. Obviamente hay una diferencia entre soldar
alrededor de una cañería mientras esté opuesta a una soldadura a
lo largo de una cañería paralela al eje de ésta (línea central). Una
soldadura de circunferencia en una unión a tope es completamente
diferente de una soldadura de ranura longitudinal que une la
plancha laminada para hacer una cañería; una unión articulada con
una soldadura de filete es completamente diferente de una
soldadura de filete a todo el largo de la cañería uniendo un tapón
redondo de la plancha. Obviamente, las habilidades para la línea
recta en progresión paralela al eje de la cañería, no son diferentes
de las destrezas para los perfiles de soldadura forjados en plancha
utilizando una progresión de línea recta; por lo tanto, la limitación de
la forma del producto de cañería no se aplica en estos casos de
línea recta. Refiérase a la Figura C4.1.
C4.8.2 NDT. Todas las planchas de prueba de calificación de WPS
o las cañerías de prueba estarán sujetas a la prueba radiográfica o
a la prueba térmica para demostrar buena calidad antes de la
prueba mecánica; sin considerar el proceso de soldadura utilizado.
Adicionalmente, la prueba no – destructiva reduce el gasto y el
retardo que resulta del maquinado y las soldaduras de prueba que
tengan irregularidades prohibidas por el código.
C4.8.3.2 Especímenes de doblado longitudinal. Se ha
estipulado en esta sub-sección las pruebas de doblado longitudinal
cuando las combinaciones del material difieren notoriamente de las
propiedades mecánicas de doblado.
C4.8.3.3. Criterio de Aceptación para Pruebas de Doblado. La
redacción nueva, más definitiva para la aceptación de la prueba de
doblado se agrego para ayudar a la interpretación de los resultados
de la prueba. El propósito de la prueba de doblado es probar la
buena calidad de la soldadura. El planteamiento referente a la
cantidad total de indicaciones se agregó para restringir la cantidad
acumulativa de irregularidades.
Un límite máximo en cuanto a los desgarros que se originan
en las esquinas se agregó para evitar el caso en donde las gritas de
las esquinas pudieran extenderse a la mitad del trayecto a través
del espécimen, y bajo el criterio anterior se juzgarían aceptables.
C4.10.1 Tipo y Número de Especímenes que se van a Someter
a Prueba. Esta sub-sección se refiere a los requerimientos para la
calificación de las soldaduras de ranura de penetración parcial que
requieren calificación por parte del Contratista, porque el diseño de
la unión y el WPS que se va a utilizar en construcción no cumple
con el estatus precalificado según lo descrito en 3.1, o un WPS
442
calificado para producir soldaduras de penetración completa
utilizando un diseño especifico de unión, se propone para usarlo
como una soldadura de penetración parcial. La intención es
establecer el tamaño de la soldadura que se producirá utilizando el
diseño de la unión y el WPS propuesto para construcción. Ciertos
diseños de unión en combinación con un proceso especifico de
soldadura y su posición pueden demostrar que la preparación
planeada para la ranura no entregará el tamaño de la soldadura
deseada (E).
Los especímenes para prueba de macrografía solo se
requerirán para las calificaciones de los WPS que cumplan con los
requerimientos de 4.10.2 o 4.10.3. Deberán requerirse pruebas
adicionales para aquellos WPS que correspondan al criterio de
4.10.4. Estos requerimientos de prueba se muestran en la Tabla
4.3.
C4.11.1 Tipo y Número de Especímenes – Soldaduras de
Filete. Cuando se van a utilizar soldaduras de filete de una sola
pasada, se requiere una soldadura de prueba, según se muestra
en las Figuras 4.19 y 4.23, utilizando el tamaño máximo de una
soldadura de filete de una sola pasada. Si solo se utilizan
soldaduras de filete de múltiples pasadas, entonces se requiere
una soldaduras de prueba, tal como se muestran en las Figuras
4.19 y 4.23, utilizando una soldadura de filete de tamaño mínimo
de múltiples pasadas. Cada una de estas pruebas se presume que
evalúan las situaciones más criticas.
C4.12 Soldaduras de Ranura de Penetración Completa para Conexiones Tubulares. Las soldaduras en componentes tubulares difieren de la
construcción de la plancha convencional y del ancho del flange en
diversos aspectos importantes. La posición a menudo cambia
continuamente alrededor de la unión; en las conexiones en T-, Y- y
K- , la geometría de la unión también cambia. A menudo no hay
acceso a la cara de la raíz de la soldadura; y las circunstancias
pueden evitar el uso de backing (por ejemplo el uso de tubos como
conductos, ó la complicada geometría de las soluciones en T-, Y-,
y K). Más aún, para muchas estructuras las condiciones de
servicio demandan que estas soldaduras cumplan con la calidad
de comportamiento de resistencia y fatiga de la manera
convencional asociada a las soldaduras de ranura de penetración
completa. Para cumplir con estas necesidades se han
desarrollado un set de prácticas especializadas con respecto a los
WPS y a las calificaciones del soldador, al igual que para los
detalles precalificados de la unión para estructuras tubulares.
Estas estipulaciones complementan a aquellas entregadas en
otras partes en el código.
Varias aplicaciones especializadas de componentes tubulares se
definen, en las cuales las soldaduras de ranura de penetración
completa están permitidas para soldarse solamente desde afuera,
sin backing.
(1) Uniones a Tope en Cañerías. En uniones a tope, las
soldaduras de ranura de penetración completa realizadas desde un
lado están prohibidas bajo las estipulaciones convencionales para
estructuras cargadas cíclicamente y estáticamente, aunque se usan
ampliamente en aplicaciones de cañería a presión. Ellas no están
permitidas para las estructuras tubulares, pero solamente cuando
se siguen todas las estipulaciones especiales de 4.12.2.
(2) Conexiones en T, Y y K. Los detalles de la unión
precalificada, tanto para conexiones circulares como para tuberías
rectangulares se definen en 3.13.4. Las situaciones bajo las cuales
se pueden aplicar se describen en la Tabla 4.2 junto con los WPS
requeridos y las pruebas del soldador. Estos requerimientos se
analizan mas abajo.
Debido a que se requieren habilidades especiales para ejecutar
satisfactoriamente una soldadura de ranura de penetración
completa en conexiones tubulares en T, Y y K; siempre se requerirá
el nivel 6GR de la calificación del soldador para el proceso que se
vaya a utilizar (ver 4.26). Además, en donde se vayan a utilizar los
ángulos de ranura menores que 30º, la prueba de unión de muestra
del ángulo agudo de 4.12.4.2 también se requerirá para cada
soldador.
En donde los detalles de ranura en conexiones en T, Y, y K difieran
de aquellos precalificados de 3.12.4 o haya alguna duda o
cuestionamiento en cuanto a la adaptabilidad de los detalles de la
unión para los WPS, entonces se requiere un modelo simulado o
una unión de muestra en conformidad con 4.12.4.1; para validar los
WPS. Pueden requerirse pruebas adicionales de calificación de los
WPS que correspondan a alguna otra variable esencial que no sea
el diseño de la unión. Estas circunstancias influyen (pero no están
limitadas a) lo siguiente:
(a) El uso de un proceso fuera del rango precalificado (ejemplo en
proceso GMAW-S).
(b) El uso del metal base o los materiales de soldadura fuera de
rango precalificado (ejemplo; el uso de aceros del propietario o
una pasada de raíz no baja en hidrógeno en material grueso).
(c) El uso de condiciones de soldadura fuera del rango
precalificado (amperes, volts, precalentamiento, velocidad y
dirección de avance).
(d) La necesidad para satisfacer los requerimientos de prueba del
Propietario (por ejemplo las pruebas de impacto).
Calificación para las soldaduras de penetración completa que
utilicen secciones rectangulares tubulares detalladas con soldadura
simple en conexiones en T, Y y K que requieran pruebas
443
adicionales, según lo establecido en la Tabla 4.1 y que se
muestran en la Figura 4.28. En esta prueba, el soldador
demuestra la habilidad y la técnica para depositar metal de
soldadura de buena calidad en las esquinas de un componente
tubular rectangular. Esta prueba de macrografía no se requiere
para las soldaduras de ranura de penetración parcial o soldaduras
de filete (ver Comentarios C4.26 para mayor análisis).
Para estas pruebas se utilizan las configuraciones de unión de las
Figuras 4.27 y 4.28 para simular la condición de la raíz y el acceso
limitado de las conexiones en T, Y y K. Luego se preparan los
especímenes convencionales para pruebas mecánicas, en
conformidad con la Tabla 4.2.
También se cuenta con conexiones de penetración parcial en T, Y,
y K. Estas se pueden efectuar por parte de los soldadores que
tengan las calificaciones comunes de cañería 2G más 5G. Esto
podría ser ventajoso en áreas en donde los soldadores calificados
en 6GR no están disponibles rápidamente. Aunque se aplique la
fatiga mas baja permisible, el refuerzo estático de tales soldaduras
es casi el mismo que para los componentes de penetración
completa, particularmente en donde se utilicen acero dulce con
metal de aporte E70.
Las conexiones de soldadura de filete en T, Y y K pueden ser
realizadas por los soldadores aún que tengan bajos niveles de
calificación. Sin embargo no puede presumirse que estas
conexiones califiquen con la resistencia de los componentes
unidos, pero deberán ser revisados por el diseñador de cargas
específicas aplicadas en total conformidad con 2.24.2.3, 2.20.6,
2.23.1, también como 2.24.1 y 2.24.2.
C4.12.4 Conexiones en T, Y y K sin Backing Soldado
Solamente De un Lado. Bajo condiciones descritas
cuidadosamente (ver Figura 3.6, 3.8-3.10), el código permite que la
soldadura de ranura de penetración completa en conexiones
tubulares en T, Y y K se realice en un lado y sin backing. La falta
de acceso y la compleja geometría evitan técnicas más
convencionales. Se requiere un alto nivel de destreza por parte
del soldador (según lo demostrado por la prueba 6GR). Cuando
se usan materiales calificados (ver Tabla 3.1) tales uniones
pueden asumirse que igualan la resistencia de las secciones
unidas, sujetas a las limitaciones de 2.23 y 2.20.6.
Al realizar la soldadura en una conexión en T, Y y K la geometría y
la posición varían continuamente a medida que progresan en la
unión. Los detalles que muestran las Figuras 3.6 y 3.8 hasta 3.10
se desarrollaron a partir de la experiencia con el proceso SMAW
en todas las posiciones y en el proceso GMAW-S de rápida
congelación. Estos detalles también son aplicables para los
procesos FCAW con similares características de congelamiento
rápido. Las ranuras más anchas (y las aberturas de raíz más
anchas), mostradas en el proceso GMAW se encontraron que eran
necesarias para acomodar la punta reforzada de la pistola metálica
para soldaduras. Aunque el último proceso no está calificado para
GMAW-S, los detalles de la unión aún son aplicables a los WPS del
proceso GMAW.
En la mayoría de las aplicaciones, particularmente con tubos cortos,
la penetración parcial de 3.12.4 será totalmente adecuada. Aunque
se requiera de verificaciones adicionales sobre la resistencia por
parte del diseñador, los requerimientos menos estrictos para el
desempeño y la habilidad del soldador dan como resultado una
importante economía en el trabajo. Para tuberías muy largas, en las
cuales es posible acceder al interior, las soldaduras de ranura de
penetración completa convencionales fabricadas en ambos lados
son aplicables.
Para aplicaciones en donde el comportamiento de fatiga ha
aumentado asociado con las soldaduras de ranura de penetración
completa que sean necesarias para las conexiones en T, Y, y K, el
código se refiere a un grupo consistente de perfiles de soldaduras
“estándar”; tal como se describió anteriormente en C2.20.6.7. Una
vez aprendido, esto resultara como un progreso natural que vayan a
seguir los soldadores.
Ellos han evolucionado a partir de la siguiente experiencia.
Para conexiones tubulares muy delgadas, los perfiles planos (Figura
3.8) representan aquellas conexiones logradas en componentes
tubulares pequeños utilizados para aplicaciones en tierra. Ellas
también son similares en los perfiles que se obtienen en algunos
modelos a escala utilizados para desarrollar la base de datos de
fatiga histórica. Aquí toda la capa de soldadura se hace de una
sola pasada, con oscilación del electrodo que se requiera.
Utilizando los electrodos E6010, el especialista en coronamientos
más artísticos podría hacer de esto un perfil cóncavo que se una
suavemente y en forma pareja con el metal base adjunto. Con el
advenimiento de los metales de mayor resistencia en secciones
mas pesadas, se requiere de electrodos bajos en hidrógeno, y con
la introducción de altas cantidades de depósitos los procesos de
soldaduras semi-automáticos parecen haberse transformado en un
arte perdido.
Para espesores más densos (pesados), se agrega un filete definido
en la garganta de la soldadura, según se requiera para limitar el
efecto de la muesca en la garganta de la soldadura para aquella de
la soldadura de filete de 45º (ver Figura 3.9) estas soldaduras de
filete se miden a escala con respecto al espesor del componente
secundario de modo que se aproxime un perfil de soldadura
cóncavo. Sin embargo, nosotros también estamos forzados por la
necesidad de mantener los tamaños mínimos de soldadura de filete
para evitar crear una dureza peligrosa muy alta en la zona
444
térmicamente afectada en la garganta de la soldadura, (esta
también es la localización "hot spot” (punto en caliente), el cual
puede experimentar un límite elástico localizado en los niveles de
carga del diseño). Este perfil alternativo “estándar” es más fácil
de comunicar a los soldadores, para lograr la posición que muestra
el perfil idealizado de soldadura cóncava, que aparece en
ediciones anteriores del código. El perfil de soldadura resultante
es más probable que observar las primeras plataformas en tierra
en el Golfo de México, cuyo comportamiento de fatiga por décadas
de servicio ha sido consistente con las Categorías X1, K1 y DT.
Para los espesores de los componentes secundarios mayores de
0.625 pulgadas [16 mm] (típicamente asociados con el espesor de
cuerda mayor de 1.25 pulgadas [32 mm]) los diseñadores están
viendo mas allá de la base de datos de fatiga histórica y de la
experiencia de las plataformas del Golfo de México.
El efecto del tamaño comienza a manifestarse por sí solo, y el
comportamiento de fatiga comenzaría a declinar hacia el nivel más
bajo definido por las Categorías de fatiga X2 y K2, a menos que el
perfil sea mejorado posteriormente. Los componentes secundarios
de 1.5 pulgadas [38 mm] y los espesores de las cuerdas de 3
pulgadas [75 mm] representan los límites de las recientes pruebas
Europeas a gran escala, y los efectos adversos posteriores de
tamaño (comportamiento por debajo de X2 y K2) deberían
esperarse si los perfiles de soldadura de muescas agudas fueran
sometidos posteriormente a mediciones de escala. La Figura 3.10
describe un perfil de soldadura cóncavo que se une suavemente y
en forma pareja con el metal base adjunto, mitigando el efecto de
la muesca y proporcionando un mejorado nivel de comportamiento
a la fatiga para las secciones más pesadas.
Los especímenes estandarizados para pruebas de unión a tope en
cañerías, especificados en la Parte B de la Sección 4 para la
calificación de los WPS son satisfactorios para establecer la buena
calidad metalúrgica de los WPS y los materiales. Ellos no pueden
cubrir el rango total de la geometría que varía, continuamente y la
posición en que se encuentran las conexiones estructurales en T,
Y y K. Los detalles de la unión precalificada se entregan en 3.13.4,
y están basados en la experiencia con modelos simulados a escala
para aquellas conexiones que a menudo revelan problemas
prácticos que no aparecen en el espécimen estándar de prueba.
La calificación del proceso no precalificado y los WPS con rangos
precalificados fuera de las variables esenciales se requerirán para
cumplir con las estipulaciones de 4.12, 4.1. Esta subsección
entrega una unión de muestra o pruebas de modelos similares en
componentes tubulares. Los WPS para secciones rectangulares
pueden basarse, ya sea en las pruebas de la plancha o la de
cañería en cuanto a su posición y compatibilidad. Cuando se
consideren las pruebas de modelos similares para las secciones
rectangulares para las conexiones en T, Y y K, deberían utilizarse
tubos rectangulares.
Se requerirán pruebas adicionales para las conexiones con ángulos
de ranura menores de 30º, tal como se indica en 4.12.4.2.
C4.12.4.4 Piezas Soldadas que Requieren Fracto-Tenacidad. El
metal de soldadura y la resistencia de la zona afectada
térmicamente debería estar basado en las mismas consideraciones
de Ingeniería que se utilizaron para establecer los requerimientos
de resistencia del metal base. Sin embargo, evitar la fractura, sólo
aumentando la tenacidad, no es costo-efectivo. También hay que
manejar el agrietamiento por fatiga, el agrietamiento en frío inducido
por el hidrógeno y el agrietamiento en caliente por solidificación.
Otras partes del Código se refieren a estos otros problemas:
requerimientos de diseño, calificación. Técnico e inspección. La
fracto-tenacidad sólo nos ayuda a vivir con soluciones imperfectas.
Metal de Soldadura. Los metales base con fracto-tenacidad
deberían unirse con metales de aporte que posean propiedades
compatibles. Los valores de las temperaturas de prueba y la
energía mínima en la Tabla C4.1 se recomienda para calificar el
comportamiento de los diversos grados de acero listados en Tablas
C2.4-C2.6. Cuando la calificación del WPS se requiere por pruebas
(es decir, cuando el WPS no está precalificado, cuando el
comportamiento de impacto comparable no ha sido demostrado
previamente, o cuando los consumibles de soldadura se van a
emplear fuera del rango de las variables esenciales cubierta por
pruebas anteriores), la calificación debería incluir la prueba CVN del
metal de soldadura tal como está depositado. Los especimenes
deberían quitarse de la soldadura de prueba, y realizar la prueba de
impacto CVN, en conformidad con el Anexo III: “Requerimientos
para la Prueba CVN”. Los valores de energía del espécimen único
(uno de tres) pueden ser de 5 pie-libra [7 J] inferir sin que se requira
una nueva prueba. Ya que los requerimientos AWS WPS se refieren
básicamente a la carga límite de rotura y a la buena calidad, (con
menor énfasis en la resistencia a la fractura) ejemplo:
combinaciones de marcas comerciales específicas
alambre/fundente, y la restricción de los consumibles del proceso
SAW en cuanto a los límites realmente sometidos a prueba por la
clasificación AWS. Note que para los aceros Clase A, se requerirán
niveles de energía especificados más altos que para las
clasificaciones AWS y que todos los WPS estén calificados por
pruebas, en vez de tener un estatus precalificado.
La prueba de impacto, CVN, es un método para la evaluación
cualitativa de la resistencia del material. Aunque falte la base
mecánica de fractura de la prueba de “desplazamiento de la
abertura de la punta de la grieta” (CTOD = crack tip opening
445
displacement), el método ha sido, y continúa siendo una medida
razonable de seguridad contra fractura, cuando se emplea con un
programa definitivo de NDT para eliminar los defectos del área de
soldadura. Las recomendaciones contenidas aquí están basadas
en prácticas que han entregado generalmente experiencias
satisfactorias de fracturas en estructuras ubicadas en ambientes
de temperaturas moderadas (ej.: 40ºF [4ºC] expuestas al agua del
mar y 14ºF [-10ºC] expuestas al aire. Para ambientes que sean
mas o menos hostiles, deberían reconsiderarse las temperaturas
de las pruebas de impacto, basándose en la exposición a la
temperatura local.
Para conexiones críticas soldadas, es apropiada la prueba CTOD
más técnica. Las pruebas CTOD se realizan a temperaturas y
valores de esfuerzo reales, que representan aquellos de la
aplicación de ingeniería, utilizando especimenes que tengan el
espesor completo del prototipo. Esta información de rendimientos
cuantitativos es útil para los análisis de ingeniería de la mecánica
de fractura y la evaluación de defectos, en la cual el CTOD
requerido está relacionado a los niveles de tensión anticipada
(incluyendo la tensión residual) y los tamaños de la irregularidad.
Los requerimientos representativos de CTOD tienen un rango de
0.004 pulgadas a 40ºF [0.10mm a 4ºC] a 0.015 pulgadas a 14ºF
[0.38mm a -10ºC]. Alcanzar los niveles más altos de resistencia
puede requerir deshacerse de algunas dificultades contra otros
atributos deseables del proceso de soldadura por ejemplo, la
profunda penetración y la relativa libertad de la escoria atrapada
de las pasadas ascendentes, versus el bajo ingreso de calor y las
capas de soldaduras altamente refinadas de las pasadas
descendentes.
Z.A.T. (Zona Afectada Térmicamente). Además de la resistencia
del metal de soldadura, debería dársele consideración al control de
las propiedades del Z.A.T. Aunque el ciclo de calor de la soldadura
a veces mejora con los metales base “así laminados”, de baja
resistencia, esta región a menudo tendrá propiedades degradadas
de resistencia. La Z.A.T. es a menudo el sitio de agrietamiento
debajo del cordón de soldadura inducido por hidrógeno. Una
cantidad de fallas iniciales en las uniones tubulares soldadas
involucraban fracturas, las cuales se iniciaban o propagaban a
través de la Z.A.T; a menudo antes de la atiga significativa por
carga. El Anexo III entrega los requerimientos para el muestreo de
ambos metales de soldadura y la ZAT, con la prueba de energía
CVN y la temperatura que deben especificarse en los documentos
del contrato. Los valores promedios de la ZAT en la Tabla C4.2 se
han encontrado razonable por la experiencia, donde los valores de
energía de un solo espécimen (uno de tres) 5 pies-libra [7 J] menor
están permitidos sin que se requiera una nueva prueba.
A medida que la criticalidad del comportamiento del componente
aumenta, las temperaturas más bajas de prueba (que implican los
WPS más restrictivos) podrían entregar las ZAT que calificaran más
estrechamente con el comportamiento del metal de soldadura
adjunto y el material original (principal), mas bien que ser un débil
lazo potencial en el sistema. El Propietario también puede desear
considerar un muestreo mas extensivo que el simple grupo de
pruebas de CVN requeridos por el Anexo III, ej: muestreo a 0.4mm,
2mm, y 5mm desde la línea de fusión. (Estas dimensiones pueden
cambiar con la entrada de calor). El muestreo mas extensivo
aumenta la probabilidad de encontrar zonas locales quebradizas
con bajos valores de resistencia.
Ya que la resistencia de la ZAT es mucho mas dependiente del
acero que en los parámetros de las soldaduras, una alternativa
preferible para manejar este tema es a través de la precalificación
de soldabilidad del acero. La referencia 25 de la Sección C2 explica
tal procedimiento de precalificación utilizando la prueba CTOD al
igual que la prueba CVN. Esta prueba de precalificación se está
aplicando actualmente como un requerimiento complementario para
aceros de alto comportamiento, tales como API Specs 2W y 2Y, y
es aceptado como un requerimiento por parte de algunos
productores.
Precaución. La Sección 4 de este Código permite someter a
prueba un acero de 50ksi [345MPa] para calificar todos los otros
grados de 50ksi [345MPa] y menores. Por lo tanto, la selección de
API – 2H – 50 – Z (muy bajo en azufre, 200 pies-libra [270J] CVNs
del tablero superior) para planchas de prueba de calificación
virtualmente asegurará la satisfacción de un requerimiento de la
plancha ZAT CVN de 25 pies-libra [34J], aún cuando se soldó con
ingresos de calor altos y con altas temperaturas entre pasadas. No
hay manera razonable de extrapolar esta prueba a A 572 Grado 50
corriente con la expectación de reproducir, ya sea, las energías de
impacto ZAT o la degradación 8:1 de la prueba en API – 2H – 50 –
Z. Por lo tanto, deberían considerarse pruebas separadas de CVN
de diferentes grados de acero, rangos de espesor y rutas de
procesamiento, si la resistencia de ZAT se está dirigiendo vía
prueba WPS.
Zonas Quebradizas Locales (LBZ = Local Brittle Zones). Dentro
de la ZAT de la soldadura pueden existir regiones localmente
quebradizas. Bajo ciertas condiciones, aquellas LBZ pueden ser
perjudiciale. El Ingeniero debería considerar el riesgo de las LBZ y
determinar si deberían emplearse medidas en contra para limitar la
envergadura de las LBZ y su influencia en el comportamiento
estructural. Algunas medidas contrarias y circunstancias mitigantes
en prácticas mar adentro se listan a continuación:
446
(1) El uso de aceros con capacidades moderadas de detención del
agrietamiento, según lo demostrado por la no-ruptura (no-break)
en la prueba de caída (baja) de peso NLR (pequeña irregularidad).
(2) La sobre-calificación y el agrietamiento en aceros
convencionales normalizados de 42ksi a 50ksi [290MPa a
345MPa] de carbono-manganeso, en los cuales el metal de
soldadura y el ZAT tienen un límite elástico más alto que el metal
base adyacente, forzando las tensiones plásticas que vayan a
cualquier parte.
(3) La tendencia a agrietamiento por fatiga en uniones tubulares
soldadas que aparecen fuera de la ZAT antes que alcancen un
tamaño apreciable (asumiendo que uno evita la tangencia
desfavorable del cordón de soldadura de la lata de unión con la
huella del soporte).
(4) Los límites precalificados en el espesor de la capa de
soldadura en los procedimientos de soldadura, los cuales junto con
observar los límites de la entrada de calor promueven el
refinamiento del grano en la ZAT y minimiza la envergadura de
LBZ.
(5) Cambios de composición, ej: límites reducidos de vanadio y
nitrógeno y un aumento de titaneo.
C4.15 Procesos de Soldadura que Requieren Calificación. El
Código no restringe la soldadura a los WPS precalificados,
descritos en 3.1. Debido a que otros WPS y nuevas ideas están
disponibles, está permitido su uso; siempre que estén calificados
por los requerimientos descritos en la Sección 4, Parte B. Donde
un Contratista hata calificado previamente un WPS cumpliendo
con todos los requerimientos descritos en la Parte B de esta
sección, el Código recomienda que el Ingeniero acepte la
evidencia apropiadamente documentada de una prueba anterior y
no requiera que la prueba sea efectuada nuevamente. La
documentación apropiada significa que el Contratista haya
cumplido con los requerimientos de la Sección 4, Parte B, y los
resultados de las pruebas de calificación estén registrados en
formularios apropiados, como los que se encuentran en el Anexo
E. Cuando se utilice el formulario del Anexo E, debería entregarse
la información apropiada listando todas las variables esenciales y
los resultados de las pruebas de calificación efectuados.
Hay estipulaciones generales aplicables para cualquier situación.
La aceptabilidad de la calificación de otras normas es la
responsabilidad del Ingeniero que se ejerzan, basándose en las
estructuras específicas y en las condiciones de servicio. El Comité
de Soldadura Estructural no representa la calificación de cualquier
otra norma de soldadura.
C4.17 Requerimientos de los WPS (Procesos ESW/EGW). Los
procesos de soldadura, procedimientos y detalles de la unión para
los procesos ESW y EGW no concuerdan con el estatus
precalificado en el Código. Los WPS deberán cumplir con los
requerimientos de la Sección 4 y deberán establecer la conformidad
con la Sección 4. La soldadura de aceros sometidos al proceso
termodinámico de templado y revenido con cualquiera de estos
procesos está prohibido, ya que la entrada de alto calor asociada
con ellos provoca un serio deterioro de las propiedades mecánicas
del ZAT.
C4.17.2 Requerimientos de la Prueba de Tensión de Todo el
Metal de Soldadura. Es necesario someter a prueba cada WPS
para demostrar que el metal de soldadura deberá tener propiedades
que correspondan con aquellas del metal base. Los especimenes
de la prueba de tensión de todo el metal de soldadura deberán
cumplir con los requerimientos de la propiedad mecánica descritos
en la última edición de AWS A5.25, Especificación para los
Electrodos de Acero de Baja Aleación y Fundentes para la
Soldadura Electroslag; o la última edición de AWS A5.26,
Especificación para Electrodos de Acero al Cabono y de Baja
Aleación para la Soldadura Electrogas; según sea aplicable.
Parte C
Calificación del Comortamiento C4.18 General. La prueba de calificación del soldador está
específicamente diseñada para determinar la habilidad de un
soldador para producir soldaduras de buena calidad en cualquier
unión de prueba determinada. Después de completar exitosamente
las pruebas de calificación del soldador, éste debería considerarse
que tiene las calificaciones mínimas aceptables. El conocimiento del
material que va a soldarse es beneficioso para que el soldador
produzca soldaduras de buena calidad; por lo tanto, se recomienda
que antes de soldar aceros con el procedimiento termodinámico de
templado y revenido, a los soldadores debería dárseles
instrucciones relativas a las propiedades de este material o haber
tenido experiencia previa en soldar con el acero en particular.
De vez en cuando, el Contratista puede actualizar el equipo o
agregarle un nuevo control. El operador de soldadura previamente
calificado puede necesitar entrenamiento (capacitación) para
familiarizarse con este nuevo equipo. Se coloca énfasis en la
palabra “entrenamiento” (training) en vez de “recalificación”
(requalification), ya que varios cordones de soldadura en una
plancha o en un tubo, según sea apropiado, pueden ser suficientes.
La intención es que el Contratista entrenaría al operador de
soldadura para soldar utilizando el nuevo equipo.
C4.22 Variables Esenciales. La habilidad de un soldador para
producir una soldadura de buena calidad es considerada por el
447
Código que sea dependiente de ciertas variables esenciales, y
están listadas en la Tabla 4.10.
C Tabla 4.12. Los electrodos para el Proceso SMAW están
agrupados en relación a la destreza que se requiere del soldador.
La designación del Grupo F permite que un soldador calificado con
un electrodo de la designación de un grupo utilice otros electrodos
listados en una designación numéricamente menor. Por ejemplo,
un soldador calificado para soldar con un electrodo E 6010, grupo
de designación F3 y se le permite soldar con electrodos que
tengan designación grupo F2 y F1; el soldador no está calificado
para soldar con electrodos que tengan una designación grupo F4.
C Tabla 4.8.La soldadura en forma de producto de material
cañería (o tubería) no significa necesariamente que se esté
efectuando una soldadura en cañería. Obviamente hay una
diferencia a entre soldar alrededor de una cañería, opuesto a
soldar a lo largo de una tubería paralela al eje de la tubería (línea
central). Una soldadura de circunferencia en una unión a tope es
completamente diferente de una soldadura de ranura longitudinal
que una la plancha laminada para hacer una cañería; una unión
esférica con una soldadura de filete es completamente diferente de
una soldadura de filete a todo el largo de la cañería anexando una
plancha con soldadura tipo tapón redondo. Obviamente, las
habilidades para la progresión de una línea recta paralela al eje de
la tubería no es diferente de las habilidades para soldar perfiles
forjados de una plancha utilizando una línea de progresión recta;
por lo tanto, la limitación de la forma del producto de cañería no se
aplica en estos casos de línea recta. Refiérase a la Figura C5.1. La
calificación de los soldadores que utilizan tuberías de todo tipo de
tamaños o cañerías, está permitida porque los tamaños (calibres)
de las cañerías especificadas en la Tabla 4.10 para la calificación
del soldador no siempre están disponibles para el Contratista.
C4.26. Soldaduras de Ranura de Penetración Completa para
Conexiones Tubulares. Cuando se usan secciones rectangulares
para realizar la calificación, las pruebas de doblado tomadas de las
caras no evalúan la habilidad del soldador para llevar el metal de
soldadura de buena calidad por las esquinas relativamente
abruptas. Estas pruebas de doblado no cumplen con las
necesidades de las soldaduras de ranura de penetración completa
en las correcciones en T-, Y-, y K, porque las esquinas en estas
conexiones pueden estar muy tensadas. Debido a la preocupación
de los soldadores para demostrar su habilidad para soldar
esquinas de tubos rectangulares cuando se requiere penetración
completa, se desarrolló la prueba de macrografía de esquina, de la
Figura 4.28.
La prueba de macrografía de la esquina que se muestra en la
Figura 4.28 es una prueba adicional de comportamiento requerida
para los soldadores que se espera que hagan soldaduras en ranura
de penetración competa en conexiones en T, Y y K en tubos
rectangulares. Para este caso, los soldadores calificados 6GR que
se someten a prueba para tubos redondos o cañerías, según Figura
4.27; sólo se requerirá que aprobaran la prueba adicional de
macrografía de esquina, según Figura 4.28, siempre que se cumpla
con todos los requerimientos de la Tabla 4.9 y 4.12.4.2.
Si el Contratista desea calificar a un soldador sin el estatus 6GR
existente para soldaduras de ranura de penetración completa en
conexiones en T, Y y K, utilizando tuberías rectangulares, el
soldador deberá soldar la estructura según prueba 6 de la Figura
4.27 utilizando, ya sea, un tubo redondo o rectangular en
conformidad con las limitaciones de la Tabla 4.10. Además el
soldador deberá aprobar con éxito la prueba de macrografía de
esquina utilizando la Figura 4.28, o como opción si se fueran a usar
secciones rectangulares para la Figura 4.27, quite las secciones de
esquina y realice la prueba de macrografía de los componentes
soldados de prueba. La calificación para las pruebas de cañería 2G
más 5G o 6G también califica para las uniones a tope en secciones
rectangulares (con aplicabilidad basada en el espesor, sin
considerar el diámetro) pero no vice-versa. Para estas uniones a
tope, la prueba de macrografía de esquina de la Figura 4.28 no es
necesaria porque toda la producción de uniones requieren un NDT
según 6.11.1.
La Tabla 4.10 no establece diferencias entre cañería (tubería
circular) y las secciones rectangulares. Por esta razón es apropiada
la siguiente interpretación:
(1) La calificación en la prueba de cañería 6GR también califica
para las conexiones en T, Y y K y las soldaduras de ranura en las
secciones rectangulares.
(2) La calificación en las pruebas de cañería 5 G y 2G también
califica para las secciones rectangulares (con aplicabilidad basada
en el espesor, sin considerar el diámetro) pero no vice-versa.
(3) La calificación para las soldaduras de ranura en secciones
rectangulares también califica para plancha (y vice-versa, si dentro
de la limitación de la Tabla 4.9 y 4.22 del Código).
(4) Cuando se usan secciones rectangulares en la calificación, las
pruebas de doblado tomadas desde las caras (superficies) no
evalúan la habilidad del soldador para llevar soldadura de buena
calidad alrededor de las esquinas. Estas pruebas de doblado no
cumplen con las necesidades de las correcciones en T-, Y y K,
porque las esquinas en estas conexiones están muy pensionadas.
Donde una prueba 6 GR utilice secciones rectangulares, se
recomienda RT para evaluar las esquinas.
448
Tabla C4.1 Tabla C4.2
Valores de la Prueba CVN (ver C4.12.4.4) Valores de la Prueba ZAT de Impacto (ver C4.12.4.4)
Promedio del Metal de Soldadura Grupo de Clase Temperatura de la Grupo de Clase Temperatura de la Acero de Acero prueba de Impacto Acero de Acero Prueba de Impacto
Y Investigación Especial
Nota General: Los requerimientos del Código representan el dominador común más bajo de la tabla anterior
Nota General: La calificación de la cañería no deberá requerirse y la clasificación de la plancha es aceptable para 3G, 3F, 4G, 4F y para 1F, 1G, 2F y 2G.
Figura C4.1 – Tipo de Soldadura en Cañería Que No Requiere Calificación
(ver Tabla 4.8)
449
Punto de Tangencia radio Mínimo para planchas de Punto de Tangencia 1 pulg. [25.4 mm] Desviación Corte más allá del punto de Tangencia
Perfil Aceptable
Figura C5.2 – Ejemplos de una Buena Práctica para el Corte de (copes) (ver C5.17)
PRIMERO CORTE EL FLANGE EN BISEL PARA COLOCAR LA MUESCA POTENCIAL EN EL MATERIAL DE DESECHO
450
PARA ESPESOR EQUIVALENTE
ó PARA ESPESOR DIFERENTE
Plano de Alineamiento Teórico
Nota General: Una desviación no superior al 10% del espesor de la parte unida más delgada, pero en ningún caso mayor que 1/8 pulg. [3 mm], puede permitirse como una salida del alineamiento teórico.
Figura C5.3 – Desviación Permisible en Componentes Juntados a tope (ver C5.22.3)
12 pulg. [300 mm] 1/2 pulg. [12 mm] máximo
ESTA PORCIÓN ESTA
TENSADA EN ALIENAMIENTO
Nota General: Para la corrección del deslineamiento que excede lo permitido, las partes no deberán dibujarse llevarse una
inclinación mayor que ½ pulg. [12 mm] en 12 pulg. [300 mm].
Figura C5.4 – Corrección de Componentes Desalineados (ver C5.22.3)
Paralelo a la línea Central de la Brida de unión
451
Línea Central de la Brida de
unión Puede ser flange ó Atiesador Variaciones de aplaneamiento determinados por mediciones hasta el borde recto
Figura C5.5 – Método Típico para Determinar Variaciones en El Aplanamiento De La Viga De Alma Llena(ver C5.23.6.1)
452
Dimensión de la Forma detallada de la Cobertura Cobertura
Línea de Referencia
F.S. = Empalme de Campo
Ensamblaje Tipo de Viga
Línea de Referencia Alternativa Dimensión de la Cobertura Alternativa Dimensión de la Cobertura Alternativa Forma de la Cobertura Detallada Dimensión de la Cobertura
ENSAMBLAJE TÍPICO DE VIGA, MOSTRANDO CURVA COMBADA?
Nota General: La tolerancia (plus) indica el punto que está sobre la forma de la combadura detallada. La tolerancia (minus) indica el punto que está bajo la forma de la combadura detallada.
Figura C5.6 – Ilustración que Muestra los Método de Medición de la Combadura (ver C5.23.4)
453
� (pulg.) � W pulg. ó 1/4 pulg. [6 mm.], cualquiera que sea mayor 100
Figura C5.7 – Medición de la combadura del flange e Inclinación (ver C5.23.8)
454
Área proyectada de la brida De unión y los atiezadoes
Viga de alma llena con atiezadores de soporte
Área proyectada de la Brida De unión
Figura C5.8 – Tolerancia de los Puntos de Presión (ver C5.23.10)
TOLERANCIA MÁXIMA ENTRE EL FLANGE Y LA PLANCHA BASE O ASIENTO O.O1 pulg [0.25mm] SOBRE 75% DEL ÁREA PROYECTADAY NO MÁS QUE 1/32 pulg [1mm] SOBRE EL 25% RESTANTE DEL ÁREA PROYECTADA.
Ángulo entre la cara de la brida de unión y la superficie del flange no más de 90° a través de la longitud del soporte
467
Tabla C6.1 Criterio de Aceptación de UT para Soldadura de
2 in. [50 mm], Usando un 70% de la Sonda (ver C6.13.1)
Clasificación de Indicación Clase de Irregularidad severa
-2 o menos Clase A (grandes irregularidades ) incondicionalmente rechazable sin considerar la longitud
-1 o 0 Clase B (irregularidades medias)1 Aceptar si la longitud es � ¾ in. [20 mm] Rechazar si la longitud es > ¾ in. [20 mm]
+1 o +2 Clase C (irregularidades pequeñas)1 Aceptar si la longitud es � 2 in. [50 mm] Rechazar si la longitud es > 2 in. [50 mm]
+3 o mayor Clase D (irregularidades menores) Aceptar sin límites de longitud o localización Notas Generales:
• Para estructuras cargadas cíclicamente, Tabla 6.3 requiere irregularidades más serias que irregularidades de Clase D y las cuales exceden ¾ in. [20 mm] de longitud, se permiten sólo en la mitad del medio del espesor de la soldadura. Este no es un requisito de la Parte C, Sección 2.
• Ver 6.26.6.5 y Anexo D, Formulario D-11, Informe de Prueba Ultrasónica de Soldaduras. Nota:
1. La separación entre las irregularidades de Clase B y C o entre irregularidades de Clase B y C y el extremo de una soldadura, deberá ser de una distancia de al menos 2L excepto donde el extremo de una soldadura no está sometido a tensión primaria, como en las esquinas de las planchas del diagrama, en secciones rectangulares. (L = La longitud de las dos irregularidades más largas o la longitud de una irregularidad, la cual se evalúa con relación al final de una soldadura). La longitud combinada de irregularidades adyacentes, puede requerirse para medirse como una sola irregularidad (ver Notas Generales en la Tabla 6.2)
468
Figura C6.1 – Uniones en T de 90°, 0 Uniones de Esquinas con Backing de Acero
(A) MENOR QUE UN ANGULO DIHEDRO DE 90°
(B) MAYOR QUE UN ANGULO DIHEDRO DE 90°
Figura C6.2 – Uniones Oblicuas en T, ó Uniones de Esquinas
469
Figura C6.3 – Uniones a Tope con Separación Entre el Backing y la Unión
(A) ABERTURAS ANCHAS DE LA RAIZ
(B) ABERTURAS MENOS ANCHAS DE LA RAIZ
Figura C6.4 – Efecto de la Abertura de la Raíz en Uniones a Tope con Backing de Acero
470
(A) UNIONES A TOPE
(B) UNIONES T
Figura C6.5 – Scanning con Sello de Backing de Acero Soldado
(A) UNIONES A TOPE
(B) UNIONES T
Figura C 6.6 – Resoluciones para Scanning con Sello de Backing de Acero Soldado
478
Tabla C8.1 Guía para Apropiabilidad de la Soldadura (ver C8.2.2)
Metal Base
Categoría de la Fierro Batido Fierro Forjado Estructura
Aplicar Aplicar
Notas 1 y 2 Notas 1 y 2
Componentes no tubulares estáticos o Aplicar No cíclicos. Sección 2, Notas 1 y 2 Recomendado Parte C
Componente tubular. El WPS precalificado. Puede Sección 2, Parte D. usarse según Sección.3
Componentes tubulares Revisar status precalificado Aplicar Nota 1 Aplicar Notas 1 y 2 No se Recomienda Estáticos según sección 3 Aplicar notas 1 y 2
Componente tubular Revisar status precalificado Aplicar Nota 1 Aplicar Notas 1 y 2 No Recomendado Cíclico según sección 3
Nota General: Se requerirá un WPS escrito, se requerirá sujeto a la aprobación del Ingeniero.
Notas:
1. Apropiabilidad Establecida para la Soldadura: La existencia de una soldadura previa satisfactoria puede justificar el uso de metales aporte de la Tabla 3.1 (Grupo II). Si no hay soldadura previa, obtener pruebas y preparar una calificación WPS. Realizar la prueba de soldadura en un área segura de la estructura, si es que las muestras no están disponibles. 2. Persona calificadas para establecer la apropiabilidad de la soldadura deberán entregar un WPS escrito y monitorear la operación de soldadura, todas como las aprobó el Ingeniero.
Tabla C8.2 Relación Entre el Espesor de la Plancha y
El radio de la Rebaba (ver C8.4.1(2)) Espesor de Espesor de Radio de la la Plancha pulg. La Plancha mm. Rebaba mm.
Aceros ASTM, ABS y API para sub-sección 3.3
y Tabla 3.1
Aceros Irregulares, Desconocidos, Aceros forjados y Aceros Inoxidables
Sección 2, Parte C Estática o Cíclica No tubular
Revisar el status de precalificado según Sección 3. Los WPS pueden utilizarse según Sección 3
ASTM A7, A373, A441 – usar Tabla 3.1 (Grupo II) y Sección 3. Otros, Ver Nota 1
Revisar el status de precalificado según Sección 3. Los WPS pueden utilizarse según Sección 3
ASTM A7, A373, A441 – usar Tabla 3.1 (Grupo II) y Sección 3. Otros, Ver Nota 1
479
Cortesía Del Instituto de Soldadura del Reino Unido, 1980.
Nota General: Las introducciones microscópicas en la garganta de una soldadura actúan como irregularidades pre-
existentes (Ver 8.4.1)
Figura C8.1 – Introducciones Microscópicas
Grieta Inclinación Np Grieta Propagación de la Falla Fatiga de la “N” de Ciclos
Soldadura
Fatiga del Material Plano
Figura C8.2 – Fatiga (ver C8.4.1)
Nota: La fatiga de un componente soldado está solamente en la propagación de la grieta
480
Dirección del Trayecto
Figura C8.3 – Rectificado de la Garganta con Esmerilador de Buril (ver C8.4.1)
Placa de Soldadura Empalme Existente Esmerilado Inicial en la Garganta
Figura C8.4 – Rectificado Normal de la Garganta Normal a la Tensión (ver C8.4.1)
Esmerile continuamente la Garganta en ambos lados y alrededores del extremo de la placa de empalme Gusset
481
Brida de unión o Abrazadera Esmerilado Inefectivo Esmerilado Efectivo Defecto
Falange o cuerda
Figura C8.5 – Esmerilado en la Garganta Efectiva (ver C8.4.1)
1/2 pulg. 12 mm. Sin Soldadura 1 pulg. 25 mm.
Extremos Esmerilados
Figura C8.6 – Esmerilado del Extremo [ver C8.4.1(2)]
La profundidad del esmerilado debe ser de 0.02 pulg. [0.5mm] bajo el fondo de cualquier socave visible
482
Profundidad del
Martillado 0.02 pulg. [0.5 mm]
45° Herramienta para Martillar - 90° Dirección del Trayecto
Figura C8.7 – Martillado (Forjado en frío) [ver C8.4.1(3)]
(Cortesía de S. Maddox, IIW, Com. XIII)
483
Electrodo de Tungsteno Boquilla de Protección Región Gas de Refundida Protección 0.02 pulg. a 0.06 pulg. [0.5 mm. a 1.5 mm.]
Figura C8.8 – Refundición de la Garganta [ver C8.4.1(4)]
(Cortesía de P. Haagensen, IIW, Com. XIII)
C5. Fabricación
C5.1 Alcance C5.8. Tratamiento de calor para alivio de tensión C5.2 Metal Base C5.10 Backing C5.3.1.3 Punto de Rocío C5.10.2 Backing a todo el largo de la soldadura Página 443 C5.3.2. Electrodos SMA C5.10.4 Conexiones no-tubulares Cargadas cíclicamente C5.3.2.1 Condición de almacenamiento de C5.12.2 Temperatura ambiental mínima Electrodos bajos en Hidrógeno C5.3.3.1 Combinaciones electrodo- C5.13 Total conformidad con el diseño Fundente C5.3.3 Recuperación del fundente C5.14 Tamaños mínimos de filete de
soldadura C5.3.3.4 Escoria recuperada C5.15 Preparación del metal base C5.15.1.2. Reparación Página 442 C5.3.4. Electrodos GMAW/FCAW C5.15.2 Preparación de la unión C5.4 Procesos ESW y EGW C5.15.4.3 Requerimientos de desbaste C5.5 Variables del proceso WPS Página 444 C5.7 Control de entrada de calor para acero Sometido al proceso de templado y revenido
Página 443 (Cont.)
C5.16 Coronamientos C5.23.10 Soporte en los puntos de carga
C5.17 Rebajes de la viga y orificios de
acceso a la soldadura C5.23.11.4 Otras tolerancias dimensionales
C5.17.1 Dimensiones del orificio de acceso
a la soldadura C5.24. Perfiles de soldadura
C5.18.2 Requerimientos generales para los
pinchadores C5.26.1 Opción del contratista (reparar)
C5.22.1 Armado estructural de la soldadura
de filete C5.26.2 Limitaciones de temperatura en la
reparación con calor local
C5.22.2 Armado estructural de la soldadura de ranura de penetración parcial
C5.26.5 Restauración soldada del metal base con orificios mal colocados
C5.22.3 Alineamiento de la unión a tope C5.27 Martillado
C5.22.4 Variaciones de la selección transversal en componentes tubulares
C5.28 Recalcado
C5.22.4.3 Corrección C5.29 Formación de arco
C5.23.2 y C5.23.3 Rectilineidad de la viga
y de la viga maestra C5.30 Limpieza de la soldadura
C5.23.4 Combadura de la viga y de la viga maestra (sin unión de concreto diseñada)
Página 447
C5.23.6.1 Mediciones C5.31 Planchas de extensión de soldadura
Página 448
C5.23.6.2. Estructuras no-tubulares estáticamente cargadas
C5.23.6.4 Distorsión excesiva
C5.23.8 Combadura del flange e inclinación
Página 446
C6. INSPECCIÓN
C6. 1 Alcance C6.6.2 Solicitudes del inspector
C6.1.1 Información proporcionada a los contratistas
C6.6.4 NDT especificado, excepto la inspección visual
Página 456
C6.1.2. Inspección y estipulaciones del contrato
Página 455 PARTE C
C6.1.3 Definición de categorías del
inspector Criterios de aceptación
C6.1.5 Responsabilidad del inspector C6.7 Alcance
C6.1.6 Items que deben proporcionársele al
inspector C6.8. Aprobación del Ingeniero para
criterios alternativos de aceptación
C6.1.7 Notificación del inspector C Tabla 6.1 Item 8-Porosidad de la tubería
C6.2 Inspección de materiales C6.9 Inspección Visual
C6.3 Inspección de la calificación WPS y del equipo
C6.10 PT y MT
C6.4 Inspección del soldador, calificaciones
del operador de soldadura y del pinchador C6.NDT
Página 457 C6.4.1 Determinación de la calificación
C6.4.2 Nuevas pruebas basadas en la
calidad del trabajo
C6.4.3 Nuevas pruebas basadas en la
expiración de la certificación
C6.5 Inspección del trabajo y registros
C6.6.1 Responsabilidades del contratista
Página 456 (Cont.)
C6.12.2 Criterios de aceptación para conexiones no-tubulares cargadas
cíclicamente
C6.17.3 Eliminación del refuerzo
C6.13.1 Criterios de aceptación para
conexiones no-tubulares cargadas estáticamente
C6.17.3.1 Planchas de extensión
C6.13.2 Criterios de aceptación para
conexiones no-tubulares cargadas cíclicamente
C6.17.3.3 Reforzamiento
C6.13.3 Criterios de aceptación para
conexiones tubulares C6.17.4 Película radiográfica
Página 458 C6.17.5 Técnica
PARTE D C6.17.5.1 Falta de nitidez geométrica
Ensayos no-destructivos C6.17.5.2 Distancia y limitaciones de la
fuente al objeto
C6.14 Procedimientos C6.17.6 Fuentes
C6.14.6 Calificación del Personal C6.17.7 Selección y localización ICLI
C6.15. Envergadura del ensayo C6.17.8.3 Retro dispersión
C6.15.3 Ensayo Spot C6.17.9 Ancho de la película
PARTE E C6.17.10 Calidad de las radiografías
Prueba Radiográfica C6.17.11 Densidad H & D
C6.16.1 Procedimientos y Normas (RT) C6.17.11.2 Transiciones
C6.16.2 Variaciones C6.17.12 Marcas de identificación
C6.17. Procedimiento RT C6.17.13 Bloques del borde
C6.17.2 Requerimientos de seguridad
Página 459 Página 460
C6.19 Examen, informe y disposición de las radiografías
C6.24.1 Linearidad Horizontal
C6.19.1 Equipo entregado por el contratista C6.24.2 Control de ganancia
C6.19.2, C6.19.3 Informes y Retención C6.24.4 Calibración de las unidades de
búsqueda del ángulo del haz de luz
PARTE F C6.25.4.1 Barrido
UT de soldaduras de ranura C6.25.5.1 Barrido horizontal
C6.20.1 Procedimientos y Normas C6.26.4 Acoplamientos
Página 461 C6.26.5 Envergadura de la prueba
C6.20.2 Variaciones C6.26.5.1 Tamaño del reflector
C6.20.3 Porosidad de la cañería C6.26.5.2 Inaccesibilidad
C6.22 Equipo ultrasónico C Tabla 6.6 (Cont.)
C6.22.6 Unidad de búsqueda del haz de luz directa (onda longitudinal)
C Tabla 6.6
C6.22.7.2 Dimensiones del transductor Leyenda “P”
C6.23.1 Norma IIW C6.26.6 Pruebas de soldadura
C Figura 622
C6.23.2 Reflectores prohibidos
Página 462 Página 463
C6.26.6.4 Factor de atenuación (3) Backing de acero soldado con sello
C6.26.7 Longitud de las irregularidades Técnicas de Resolución
C6.6.8 Bases para aceptación o rechazo 1.
2.
C6.26.12 Soldaduras de ranura que contienen backing de acero
C6.27 UT de conexiones tubulares en T-,Y-, y K
Página 466 1) Uniones en T o de esquina
a) Ángulo diedro de 90º
Técnicas de resolución
1. 2. 3 4. 5. 6.
b) Uniones en T inclinadas o de esquina
2) Uniones a tope
a) Separación entre el backing y la unión
Técnica de Resolución
1. 2. 3. 4.
b) Geometría de superficie y backing con
trayecto de sonido similar
Técnica de Resolución
2. 3. 4. 5.
Página 465
C7 SOLDADURA “STUD” C8. CONSOLIDACIÓN Y REPARACIÓN
DE ESTRUCTURAS EXISTENTES
C7.1 Alcance C8.1 General
C7.2 Requerimientos Generales C8.2 Metal base
C7.25 Acabado del Stud C8.2.1 Investigación
C7.3 Requerimientos mecánicos C8.2.2 Apropiabilidad para soldar
C7.4. Mano de obra C8.3. Diseño para consolidación y reparación
C7.4.6 y C7.4.7 Eliminación de la
protección al arco C8.3.1 Proceso de diseño
Página 471 C8.3.3 Historia de fatiga
C7.5.1 Soldadura con máquina automática Página 473
C7.5.5 Opción de soldadura de filete de los
procesos FCAW, GMAW, y SMAW C8.3.5 Operaciones durante la carga
C7.6 Requerimientos de calificación de
aplicación de tornillos (“studs”) C8.3.7 Uso de sostenedores existentes
C7.6.1 Propósito C8.4.1 Intensificación de la vida de fatiga
C7.7 Control de Producción (1)
(2) C7.7.1.4 Doblado (3)
(4) C7.8 Requerimientos de inspección de
fabricación y verificación (5)
C7.8.2 y C7.8.4 Pruebas adicionales C8.4.2 Incremento del rango de tensión
Página 472 C8.5 Mano de obra y técnica
C8.5.2 Irregularidades del componente C8.5.4 Metal base de espesor insuficiente C8.5.5 Rectificación con calor Página 475
C8.5.6 Secuencia de la soldadura Anexo CIX
C8.6 Calidad Requerimientos de Calificación de la Base del Tornillo (“Stud”) del Fabricante
Referencias para C8 Página 485
![[AWSマイスターシリーズ] AWS CLI / AWS Tools for Windows PowerShell](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/54c666a74a795928268b45ac/aws-aws-cli-aws-tools-for-windows-powershell.jpg)
![[AWSマイスターシリーズ] AWS CloudFormation](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/54b73ef54a795989698b456c/aws-aws-cloudformation.jpg)
![[AWSマイスターシリーズ] AWS OpsWorks](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/54b75fe54a7959f71f8b4650/aws-aws-opsworks.jpg)
