DY700-08

COMISIÓN
FEDERAL
DE
ELECTRICIDAD
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
ESPECIFICACIÓN
CFE DY700-08
OCTUBRE 1999
REVISA Y SUSTITUYE A LA
EDICIÓN DE NOVIEMBRE DE 1997
MÉXICO
ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
P R E F A C I O
Esta especificación ha sido elaborada de acuerdo con las Bases Generales para la Normalización en CFE. La
propuesta de revisión fue preparada por la Coordinación de Proyectos Termoeléctricos.
Revisaron y aprobaron la presente especificación las áreas siguientes:
COORDINACIÓN DE PROYECTOS HIDROELÉCTRICOS
COORDINACIÓN DE PROYECTOS TERMOELÉCTRICOS
GERENCIA DE ABASTECIMIENTOS
GERENCIA DE LAPEM
El presente documento normalizado entra en vigora partir de la fecha abajo indicada y será actualizado y revisado
tomando como base las observaciones que se deriven de la aplicación del mismo. Dichas observaciones deben
enviarse a la Gerencia de LAPEM, cuyo Departamento de Normalización coordinará la revisión.
Esta especificación revisa y sustituye a la edición de noviembre de 1997, y a todos los documentos normalizados
de CFE relacionados con soldadura y sus aspectos generales que se hayan publicado.
AUTORIZO:
SUBDIRECTOR
TÉCNICO
NOTA: Entra en vigor a partir de: 991201
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
C O N T E N I D O
1
OBJETIVO ________________________________________________________________________ 1
2
CAMPO DE APLICACIÓN ___________________________________________________________ 1
3
NORMAS QUE SE APLICAN ________________________________________________________ 1
4
DEFINICIONES ____________________________________________________________________ 1
4.1
Anillo de Respaldo ________________________________________________________________ 1
4.2
Calificación del Procedimiento ______________________________________________________ 1
4.3
Calificación del Soldador ___________________________________________________________ 1
4.4
Certificación de Soldador __________________________________________________________ 1
4.5
Clasificación Número A ____________________________________________________________ 1
4.6
Clasificación Número F ____________________________________________________________ 1
4.7
Clasificación Número P ____________________________________________________________ 2
4.8
Cordón de Soldadura ______________________________________________________________ 2
4.9
Especificación del Procedimiento de Soldadura (EPS) _________________________________ 2
4.10
Examen No Destructivo ____________________________________________________________ 2
4.11
Examen Destructivo _______________________________________________________________ 2
4.12
Ensayo de Tensión ________________________________________________________________ 2
4.13
Ensayo de Doblez Guiado __________________________________________________________ 2
4.14
Ensayo de Impacto ________________________________________________________________ 2
4.15
Ensayo de Macro-Ataque ___________________________________________________________ 2
4.16
Fundente _________________________________________________________________________ 3
4.17
Juntas ___________________________________________________________________________ 3
4.18
Líquidus__________________________________________________________________________ 3
4.19
Material Base _____________________________________________________________________ 3
4.20
Metal de Aporte ___________________________________________________________________ 3
4.21
Material Disímil ___________________________________________________________________ 3
4.22
Muestra Cupón ____________________________________________________________________ 3
4.23
Número de Ferrita _________________________________________________________________ 3
4.24
Procedimiento ____________________________________________________________________ 3
4.25
Procedimiento de Soldadura ________________________________________________________ 3
4.26
Proceso de Soldadura _____________________________________________________________ 3
4.27
Raíz de Soldadura _________________________________________________________________ 4
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
4.28
Registro de Calificación del Procedimiento (RCP) _____________________________________ 4
4.29
Servicio Crítico ___________________________________________________________________ 4
4.30
Servicio no Crítico _________________________________________________________________ 4
4.31
Soldador _________________________________________________________________________ 4
4.32
Soldadura ________________________________________________________________________ 4
4.33
Soldadura Blanda (Soldering) _______________________________________________________ 4
4.34
Soldadura con Gas Oxicombustible (OFW) ___________________________________________ 4
4.35
Soldadura Fuerte (Brazing) _________________________________________________________ 4
4.36
Soldadura por Arco (AW)___________________________________________________________ 5
4.37
Sólidus___________________________________________________________________________ 5
4.38
Temperatura de Interpasos _________________________________________________________ 5
4.39
Temperatura de Precalentamiento ___________________________________________________ 5
4.40
Tratamiento Térmico de Revelado de Esfuerzos ______________________________________ 5
4.41
Tratamiento Térmico Posterior a la Soldadura ________________________________________ 5
4.42
Variable Esencial __________________________________________________________________ 5
4.43
Variable no Esencial _______________________________________________________________ 5
4.44
Variable Esencial Suplementaria ____________________________________________________ 5
5
CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA ________________________________ 5
5.1
Soldadura por Arco con Electrodo Metálico Protegido (SMAW) _________________________ 5
5.2
Soldadura por Arco con Electrodo de Tungsteno Protegido con Gas (GTAW) ____________ 6
5.3
Soldadura por Arco Sumergido (SAW) _______________________________________________ 6
5.4
Soldadura por Arco con Alambre Continuo, Protegido con Gas (GMAW) ________________ 7
5.5
Soldadura por Arco con Electrodo Tubular con Núcleo de Fundente
Continuo (FCAW)__________________________________________________________________ 7
5.6
Soldadura Autógena _______________________________________________________________ 8
6
PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA ________________________________________________ 9
6.1
Procedimientos Generales _________________________________________________________ 9
6.2
Procedimientos Específicos _______________________________________________________ 29
7
PROCEDIMIENTO PARA TRATAMIENTO TÉRMICO EN SOLDADURA ___________________ 56
7.1
Calderas de Potencia Código ASME Sec. I __________________________________________ 56
7.2
Tubería Externa en Generador de Vapor (ASME B31.1) _______________________________ 60
7.3
Métodos de Calentamiento ________________________________________________________ 61
7.4
Velocidades de Calentamiento y Enfriamiento _______________________________________ 62
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
7.5
Ancho de Área Calentada _________________________________________________________ 63
7.6
Temperatura de Tratamiento Térmico _______________________________________________ 64
8
BIBLIOGRAFÍA ___________________________________________________________________ 69
TABLA 1
Temperatura mínima de precalentamiento ___________________________________________ 38
TABLA 2
Materiales de aportación en soldadura de acero inoxidable austenítico _________________ 40
TABLA 3
Limitaciones adicionales en soldaduras de dos Números P diferentes _________________ 61
TABLA 4
Ciclos de tiempo del tratamiento térmico ___________________________________________ 67
TABLA 5
Tiempo mínimo de permanencia a la temperatura del tratamiento ______________________ 68
TABLA 6
Tiempo mínimo de permanencia según el espesor para recipientes a presión __________ 68
FIGURA 1 Diagrama WRC de ferrita delta _____________________________________________________ 13
FIGURA 2 Perfiles de soldadura de filete _____________________________________________________ 17
FIGURA 3 Geometría recomendada de la punta del electrodo para soldadura con máquina ________ 31
FIGURA 4 Posición de los insertos___________________________________________________________ 34
FIGURA 5 Recomendaciones para la instalación de los insertos consumibles ____________________ 35
FIGURA 6 Biselado de tubería para soldadura de raíz y a tope por arco con electrodo
de tungsteno ____________________________________________________________________ 42
FIGURA 7 Modificaciones permitidas en la preparación de los extremos a soldar _________________ 43
FIGURA 8 Biselado de tubería para soldadura manual o automática en soldadura por
arco con electrodo de tungsteno protegido con gas__________________________________ 44
FIGURA 9 Detalles típicos de biselado de tubería y pasos para soldadura por arco con
electrodo de tungsteno protegido con gas __________________________________________ 45
FIGURA 10 Detalles típicos de biselado y de pasos para placas __________________________________ 46
FIGURA 11 Detalles de uniones de embutir y soldar ____________________________________________ 47
FIGURA 12 Soldadura con anillo de respaldo dividido___________________________________________ 48
FIGURA 13 Ensamble típico para soldadura fuerte y blanda _____________________________________ 55
FIGURA 14 Instalación de termopares para tratamiento térmico __________________________________ 65
FIGURA 15 Ubicación de los termopares ______________________________________________________ 66
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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1
OBJETIVO
Esta especificación establece los requisitos y características técnicas que deben cumplir las soldaduras que requiere
Comisión en sus obras e instalaciones.
2
CAMPO DE APLICACIÓN
Para utilizarse en soldaduras de campo y de taller efectuadas a tubería a presión, recipientes a presión y partes de
equipo sometidas a presión.
3
NORMAS QUE SE APLICAN
CFE 0TUB0-34-1995
Clasificación de Materiales para Tubería.
CFE DY700-16-1997
Aplicaciones de Soldadura.
NOTA:
En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe tomarse en cuenta la edición en vigor
o la última edición en la fecha de apertura de las propuestas de la licitación, salvo que la Comisión indique otra cosa.
4
DEFINICIONES
4.1
Anillo de Respaldo
Respaldo en forma de un anillo que es empleado, generalmente en la unión de tubería.
4.2
Calificación del Procedimiento
Demostración regulada de las soldaduras hechas por un procedimiento específico, para demostrar que cumplen con
las normas establecidas.
4.3
Calificación del Soldador
Demostración práctica de la habilidad de un soldador para soldar cumpliendo con patrones preestablecidos.
4.4
Certificación de Soldador
Documento escrito mediante el cual se establece que un soldador ha producido soldadura de acuerdo a normas
preestablecidas.
4.5
Clasificación Número A
Identificación para alambres y electrodos empleados para soldar basado en sus características de uso.
4.6
Clasificación Número F
Identificación para el depósito de soldadura de acuerdo a su composición química. Aplica a metales ferrosos.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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4.7
Clasificación Número P
Identificación de los materiales ferroso y no ferrosos de acuerdo a su composición química, soldabilidad y
propiedades mecánicas. Se emplea al unir dos materiales. La designación de los números P es de acuerdo al Código
ASME Sec. IX.
4.8
Cordón de Soldadura
Depósito de soldadura o porción de soldadura colocada en línea y resultante de un paso.
4.9
Especificación del Procedimiento de Soldadura (EPS)
Documento que provee en detalle todas las variables requeridas para una aplicación específica a fin de asegurar la
repetición por soldadores y operadores de máquinas soldadoras, entrenados apropiadamente.
4.10
Examen No Destructivo
Es un método de verificación y prueba que se emplea para detectar deficiencias en la soldadura aplicada, o
discontinuidades en las piezas involucradas; realizado sin causar daño alguno al material durante la ejecución del
método, o posterior a su ejecución.
4.11
Examen Destructivo
Determinación de la sanidad, ductibilidad y resistencia mecánica de una unión soldada, en base a ensayos
normalizados en probetas obtenidas de la muestra-cupón.
4.12
Ensayo de Tensión
A una probeta normalizada se le aplica una fuerza en sentido longitudinal hasta llevarla a la ruptura y comprobar la
resistencia mecánica a la tensión de la unión.
4.13
Ensayo de Doblez Guiado
A una probeta normalizada colocada como una viga simplemente apoyada, se le aplica una fuerza concentrada por
medio de un mandril de radio específico hasta 180 ° de doblez.
Esto para verificar la ductibilidad y sanidad de la soldadura.
4.14
Ensayo de Impacto
A una probeta normalizada y a condiciones de temperatura previamente establecida (método Charpy). Se debe
aplicar una carga de impacto para verificar la tenacidad de la soldadura o la existencia de alguna fractura en la unión.
4.15
Ensayo de Macro-Ataque
Se realiza en soldadura de filete y este ensayo es una prueba consistente en someter la pieza debidamente
desbastada a la acción de un agente químico específico, con el objeto de acentuar y hacer visibles los cambios
estructurales del material a simple vista.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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4.16
Fundente
Material utilizado para prevenir, disolver o facilitar la eliminación de óxido u otras sustancias indeseables,
superficiales.
4.17
Juntas
Unión de miembros o de los extremos de ellos, los cuales van a unirse o han sido unidos.
4.18
Líquidus
La temperatura más baja a la cual un metal o aleación está completamente líquido.
4.19
Material Base
Material que va a ser soldado o cortado por cualquier proceso de soldadura.
4.20
Metal de Aporte
Metal que se deposita por un proceso de soldadura.
4.21
Material Disímil
Diferencia sustancial en: Composición química, microestructura o en propiedades mecánicas.
4.22
Muestra Cupón
Pieza soldada bajo un procedimiento específico que se utiliza para calificar un procedimiento o habilidad de soldador
de máquinas de soldar en base a pruebas mecánicas destructivas.
4.23
Número de Ferrita
Valor arbitrario, pero estandarizado, que designa el contenido de ferrita en los depósitos de la soldadura de un acero
inoxidable austenítico; debe usarse en lugar de porcentaje de ferrita o por ciento de volumen de ferrita. Sobre una
base de reemplazo 1 a 1.
4.24
Procedimiento
Conjunto de elementos y variables detallados (con valores preestablecidos o intervalo de valores) de un proceso o
método usado para obtener un resultado específico.
4.25
Procedimiento de Soldadura
Prácticas y métodos detallados, incluyendo todas las Especificaciones de Procedimiento de Soldadura, involucrados
en la producción de uniones y reparaciones de soldadura.
4.26
Proceso de Soldadura
Ejecución cuidadosa que establece cumplir con la técnica y/o equipo empleados, para producir una unión soldada.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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4.27
Raíz de la Soldadura
Es considerada como cualquier punto, línea o área en la cual el metal de soldadura forma la primera unión entre los
elementos o piezas.
4.28
Registro de Calificación del Procedimiento (RCP)
Documento que suministra las variables de soldadura reales utilizadas para obtener una prueba aceptable, así como
los resultados de prueba efectuados a la soldadura, con el propósito de calificar una norma del Procedimiento de
Soldadura.
4.29
Servicio Crítico
Se establece cuando las condiciones que se tienen en los equipos y tubería sean mayores de 6205 kPa a 672K
(399 °C).
4.30
Servicio no Crítico
Cuando las condiciones de operación aplicadas a los equipos y tubería sean menores de 6205 kPa a 672K (399 °C).
4.31
Soldador
Persona especializada que efectúa la operación de soldadura con equipo manual o semiautomático y que debe tener
los conocimientos básicos de soldadura.
4.32
Soldadura
Fusión de metales o no metales, producida por el calentamiento de los materiales a una temperatura apropiada, con
o sin aplicación de presión y con o sin el empleo de material de aporte.
4.33
Soldadura Blanda (Soldering)
Grupos de procesos de soldadura que producen fusión de materiales, calentándolos a una temperatura adecuada
y usando metal de aporte que tenga una línea de líquidus que no exceda de 723 K y abajo de la línea de sólidus del
metal base. El metal de aporte se distribuye entre las superficies estrechamente unidas de las juntas, por medio de
acción capilar.
4.34
Soldadura con Gas Oxicombustible (OFW)
Grupo de procesos de soldadura, los cuales producen fusión por el calentamiento de los materiales con una flama
o flamas de gas oxicombustible, con o sin aplicación de presión y con o sin metal de aporte.
4.35
Soldadura Fuerte (Brazing)
Grupo de procesos de soldadura, los cuales producen la fusión de los materiales por el calentamiento de éstos a la
temperatura adecuada y empleando un metal de aporte que tiene una temperatura de líquidus superior a los 723 K
(450 °C), pero inferior a la temperatura de sólidus del metal base. El metal de aporte se puede distribuir o no a través
de la junta por acción capilar.
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4.36
Soldadura por Arco (AW)
Grupo de procesos en los cuales se produce la fusión de los metales por el calentamiento de los mismos con un arco
eléctrico con o sin la aplicación de presión o de metal de aporte.
4.37
Sólidus
La más alta temperatura a la cual el metal o aleación está totalmente sólido.
4.38
Temperatura de Interpasos
Temperatura (mínima o máxima, según se especifique) adyacente a la soldadura antes de empezar el siguiente paso,
en un proceso de soldadura de pasos múltiples.
4.39
Temperatura de Precalentamiento
Temperatura especificada que el metal base debe alcanzar, en una área definida, inmediatamente antes de iniciar
los procedimientos de soldadura.
4.40
Tratamiento Térmico de Relevado de Esfuerzos
Proceso que consiste en calentar un material uniforme a una temperatura específica, por debajo de la temperatura
crítica de transformación, manteniéndose por un tiempo lo suficientemente largo para reducir las tensiones o
esfuerzos internos residuales que tenga el material.
4.41
Tratamiento Térmico Posterior a la Soldadura
Cualquier tratamiento térmico que se le da a la pieza después de soldar.
4.42
Variable Esencial
Cualquier cambio de condición en un Procedimiento de Soldadura que afecte a la soldadura y que requiere
recalificación.
4.43
Variable no Esencial
Cualquier cambio de condición en un Procedimiento de Soldadura que no requiere recalificación.
4.44
Variable Esencial Suplementaria
Es aquella pieza o muestra que afecta las características de tenacidad a baja temperatura.
5
CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA
5.1
Soldadura por Arco con Electrodo Metálico Protegido (SMAW)
Es un proceso manual de soldadura por arco, el cual produce fusión de metales por calentamiento de ellos con un
arco, entre un electrodo metálico recubierto y la pieza de trabajo. No se utiliza presión.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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La punta del electrodo, el depósito de soldadura, el arco y las áreas adyacentes de la pieza están protegidas de la
contaminación atmosférica por una atmosfera gaseosa obtenida de la combustión y la descomposición del
recubrimiento del electrodo.
El metal de aporte se obtiene del electrodo consumible y en ciertos electrodos del polvo metálico mezclado con el
recubrimiento del electrodo.
Es el proceso de soldadura más ampliamente utilizado para unir partes metálicas, principalmente porque puede
ejecutarse a la intemperie o bajo techo; el equipo es sencillo, portátil y menos costoso que el de otros procesos de
soldadura de arco.
También es posible tener fácil acceso a las juntas en cualquier posición con el electrodo.
Los aceros al carbón, baja aleación, inoxidables y las aleaciones resistentes al calor, se sueldan fácilmente mediante
este proceso.
5.2
Soldadura por Arco con Electrodo de Tungsteno Protegido con Gas (GTAW)
Es un proceso de soldadura por arco el cual produce fusión de metales por calentamiento; el arco se produce entre
un electrodo de tungsteno no consumible y el metal base.
La protección se obtiene por medio de un gas inerte que puede ser argón o helio.
Se puede aplicar con y sin presión y con o sin metal de aporte, para el metal de aporte se requiere alambre
eléctricamente neutro.
Este proceso es comúnmente conocido en nuestro país como TIG (Tungsteno Gas Inerte), o soldadura con argón.
5.3
Soldadura por Arco Sumergido (SAW)
Es un proceso de soldadura por arco en el cual el calor necesario para la soldadura, es suministrado por un arco,
desarrollado entre un electrodo de metal desnudo y la pieza de trabajo.
El arco y el material base fundido son protegidos por una cubierta de fundente derretido y una capa de partículas de
fundente no derretido cerca de la junta; así mismo protege el metal de soldadura fundido de la contaminación
atmosférica .
Cuando forma el arco, la punta del electrodo que es de alimentación continua es sumergido en el fundente y por lo
tanto el arco no es visible. Con esto, se obtiene una soldadura con poco desprendimiento de humo y sin la intensa
radiación que caracteriza el proceso de arco abierto.
Este proceso es adaptable a la soldadura, tanto semiautomática como totalmente automática y su utilización más
amplia es en la soldadura de producción de acero al bajo carbón sin aleación que contengan no más de 0,30 % de
carbono, ni más de 0,05 % de fósforo y 0,05 % de azufre.
También se sueldan mediante este proceso, el acero inoxidable, el acero templado al carbón, el acero templado de
baja aleación de alta resistencia. La soldadura automática de arco sumergido, puede utilizarse con las limitaciones
siguientes:
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5.4
a)
El máximo espesor de cada paso para las soldaduras de arco sumergido, no debe exceder de
13 mm para materiales mayores de 32 mm de espesor y de 10 mm para materiales menores de
32 mm.
b)
Deben utilizarse topes removibles en los puntos en los que se inician y se suspenden las
soldaduras longitudinales.
Soldadura por Arco con Alambre Continuo, Protegido con Gas (GMAW)
Es un proceso de soldadura por arco eléctrico, el cual produce fusión de metales por calentamiento de ellos, entre
el electrodo continuo de metal de aporte y la pieza de trabajo.
La protección es totalmente obtenida de un gas o mezcla de gases suministrados externamente.
Algunas variaciones de este proceso de soldadura se conocen como soldaduras con gases inertes como: helio, argón
y CO2 o mezcla de ellos.
Este tipo de soldadura es comúnmente conocida en nuestro país como MIG.
En este proceso el metal de aporte se deposita en la junta por alguno de los modos de transferencia siguientes:
5.5
a)
Globular: baja corriente en relación con el tamaño del electrodo. La densidad de corriente baja
en la punta del electrodo produce grandes e irregulares gotas de metal dirigidas al charco sin
dirección y acompañadas de chispas.
b)
Rociado o aspersión: Alta corriente, gotas pequeñas son proyectadas a través del arco en forma
estable.
c)
Corto circuito: la gota no se proyecta; crece hasta establecer un puente entre el electrodo y pieza
ocasionando un corto circuito. Requiere una fuente de poder especial. Con este proceso se
suelda en todas posiciones.
d)
Arco pulsado: en este proceso se mantiene un arco de baja corriente e inyecta pulsos de alta
corriente sobre el mismo. La transferencia del metal de aporte es por rociado de las gotas durante
cada pulso. Su uso es para aplicaciones especiales.
Soldadura por Arco con Electrodo Tubular con Núcleo de Fundente Continuo (FCAW)
Es un proceso de soldadura por arco en el cual se produce la fusión de metales por calentamiento de ellos, producido
por un arco eléctrico entre un alambre de electrodo, tubular consumible de alimentación continua y la pieza de trabajo,
con protección proporcionada por el gas desprendido durante la combustión y descomposición de un fundente
contenido dentro del electrodo de alambre tubular, además de un gas de protección auxiliar.
En la soldadura de arco metálico protegido el fundente está en el exterior del electrodo lo que limita esto a un tramo
recto, (electrodo de varilla), mientras que en la soldadura de arco con núcleo de fundente, el fundente está en el
interior de un tubo que puede enrollarse y alimentarse al arco en forma de alambre continuo.
Este proceso se usa, principalmente, para soldar aceros al carbón y de baja aleación, pero ha sido utilizado con
resultados satisfactorios en los aceros inoxidables. El proceso es aplicable a trabajo semiautomático y automático.
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SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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5.6
Soldadura Autógena
Es un proceso de soldadura por fusión, para lo cual las partes a soldar son fundidas simultáneamente mediante
calentamiento con o sin presión y con o sin metal de relleno.
La fuente de calor es una flama de gas, la cual se produce a la salida del soplete y es un método químico para producir
calor. La flama obtenida tiene suficiente temperatura para fundir cualquier metal. Sin embargo no se llega a tener la
temperatura que se obtiene mediante un arco eléctrico. El gas combustible más comúnmente usado es el acetileno
pero también se emplean el hidrógeno, propano y otros hidrocarburos.
En la soldadura con oxi-acetileno (OAW) se tiene una mezcla de oxígeno y acetileno que mediante una chispa
produce una flama con el calor suficiente para fundir el material a soldar. Este proceso de soldadura por medio de
un gas oxi-combustible, con el cual genera coalescencia de metales por causa de un fuerte calentamiento de ellos,
en contacto con una flama de gas. La flama es obtenida de la combustión de acetileno con el oxígeno, el proceso
puede llevarse a efecto con o sin la aplicación de presión y también con o sin la utilización de algún metal de aporte.
Es importante saber que la característica de la flama se puede variar controlando las proporciones de oxígeno y
acetileno. La temperatura de la flama es de aproximadamente 3373 °K (3100 °C).
Dos puntos importantes se deben tener presentes en la técnica de soldadura con gas:
a)
b)
El ajuste propio del tipo de flama.
-
neutro (a volúmenes iguales, es la de uso común),
-
reductora (flama carburante útil para soldadura de baja aleación),
-
oxidante (flama oxidante sólo para soldar cobre y sus aleaciones).
La selección adecuada del tipo de fundente.
Estos dos puntos son determinados por las propiedades del metal a soldar. Sin embargo, muchas soldaduras con
gas se efectúan con la flama neutra o reductora.
Una innovación reciente en este proceso es el ejecutar operaciones superficiales agregando metal pulverizado a
través del flujo de gas, además de utilizar metal de aporte.
Esta técnica es como tener una flama de oxiacetileno con metal pulverizado rociado, esto es controlado con la llama,
tanto como se requiera obtener un espesor deseado y con la particularidad de que las partículas del metal fundidas
no son esparcidas a una distancia más allá de la flama protectora.
En este proceso se requiere buena habilidad del soldador para obtener soldaduras sanas, pues no existen guías que
aseguren la flama correcta a usar para cada caso. Generalmente se emplea para soldar placas y perfiles de acero
estructural delgadas y para soldar metales de bajo punto de fusión, tales como el cobre y sus aleaciones
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SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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6
PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA
6.1
Procedimientos Generales
6.1.1
Procedimiento para tubería prefabricada según ASME B31.1
Este procedimiento establece los requisitos para fabricación y reparación mediante soldadura en tubería prefabricada
para vapor y servicios generales de centrales generadoras convencionales.
6.1.1.1
Procesos aplicables
-
arco con electrodo metálico protegido (SMAW),
-
arco con electrodo de tungsteno protegido (GTAW),
6.1.1.2
arco sumergido automático (SAW),
.
arco con alambre continuo protegido con gas (GMAW).
arco con electrodo tubular con núcleo de fundente continuo (FCAW).
Restricciones a los procesos
a)
b)
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.
Rev
Restricciones aplicables a la soldadura de arco sumergido (SAW).
-
el espesor máximo de cada paso individual no debe ser mayor de 13 mm para materiales
que tengan un espesor mayor o igual a 32 mm y de 10 mm para materiales cuyo espesor
sea menor de 32 mm,
-
los aceros que contengan 2,25 % de Cr y 1 % de Mo y los que están altamente aleados
deben soldarse con un alambre aleado y un fundente neutral, excepto cuando la Comisión
de su aprobación especifica para ciertas aplicaciones,
-
en el caso de soldaduras longitudinales, se deben utilizar placas desechables para
comenzar y terminar el cordón.
Restricciones aplicables a la soldadura de arco con alambre continuo protegido con gas (GMAW).
-
la soldadura por arco con alambre continuo protegido con gas (GMAW) sólo puede
utilizarse en soldaduras a tope circunferenciales, siempre y cuando la operación esté en
el intervalo de transferencia por rocío o aspersión, pero se puede utilizar el modo de
transferencia en corto circuito cuando se trate de materiales que tengan un espesor
nominal de pared menor o igual a 4,5 mm, según se indica a continuación,
-
en tubería no crítica de acero al carbono, que tenga una temperatura de diseño mayor de
70 °C y en la que vayan válvulas y bridas Clase 300, o menor se puede utilizar la soldadura
de arco metálico con gas (GMAW) con electrodos de alambre sólido, en el medio de
transferencia, en corto circuito, sujeta a la aprobación especifica de la Comisión, previo
examen de las condiciones de diseño, de la eficiencia de la unión y de las condiciones de
esfuerzo térmico,
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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c)
-
el proceso no se aprobará en los casos en que se requiere que la eficiencia de la unión sea
igual o mayor del 75 %, con base a la presión interna y/o cuando los esfuerzos de flexión
y torsión sean mayores de 75 % de los permisibles indicados en ASME B31.1. La
aprobación ha de apoyarse en la demostración por parte del proveedor, de tener
experiencia satisfactoria con el proceso de soldadura, con los métodos y alcance de las
prácticas de control de calidad que se emplean y con los detalles del procedimiento
utilizado para el control del proceso de soldadura,
-
cuando se emplee la modalidad de transferencia en corto circuito u otras variaciones del
proceso de soldadura de arco de un alambre continuo protegido con gas (GMAW) en
materiales con espesor mayor de 4,5 mm, Comisión, a opción, podrá mandar un
representante a las instalaciones del proveedor para observar los procedimientos de
soldadura, las técnicas y el control de calidad que se utilicen en la fabricación. El
representante de la Comisión, presenciará también las pruebas de doblez transversal de
las muestras representativas de las soldaduras a realizarse en la sección más gruesa que
se tenga en producción.
Restricción aplicable a la soldadura con arco con electrodo tubular con núcleo fundente continuo
(FCAW).
-
d)
la soldadura de arco metálico con núcleo de fundente (FCAW) sólo se podrá usar para
acero al carbono y aceros al cromo molibdeno que contengan hasta 2,25 % de Cr y 1 %
de Mo, siempre y cuando se tenga una cubierta externa de gas y que la operación esté en
el medio de transferencia por pulverización.
Restricciones generales.
-
excepto para soldadura de arco sumergido (SAW), la tubería sometida a presión con
espesores de ranura iguales o menores de 6 mm, requiere, por lo menos, de dos pasos
de soldadura; para espesores mayores o iguales de 6 mm se necesitan tres pasos de
soldadura como mínimo. Las soldaduras de tipo embutido se deben hacer mediante dos
pasos de soldadura por lo menos, con la excepción de que, en tubería cuyo diámetro sea
menor de 25 mm se puede hacer en un sólo paso, si se emplea el proceso de soldadura
de arco-tungsteno con gas (GTAW),
Estas restricciones no tienen aplicación en reparaciones pequeñas de soldaduras o de
materiales, cuando el espesor de la cavidad de la reparación sea menor de 3 mm,
900515
Rev
-
el paso de raíz de todas las soldaduras circunferenciales a tope con acceso por un lado
solamente, en servicio crítico, debe de realizarse mediante el proceso de soldadura de
arco-tungsteno con gas (GTAW). Las soldaduras en tubería de acero inoxidable austenítico
deben tener, por lo menos, el paso de raíz soldado con el proceso de soldadura de arco
con electrodo de tungsteno protegido con gas (GTAW),
-
en el caso de aceros con 2,25 % de Cr y 1 % de Mo o de aceros más altamente aleados,
se debe utilizar una purga de gas inerte (helio o argón) como respaldo, para acero
inoxidable austenítico, se puede utilizar nitrógeno como gas de respaldo,
-
es opcional el uso de insertos consumibles para servicios generales. Cuando se utilicen
deben tener la misma composición que el metal de aporte, excepto cuando se indique lo
contrario,
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.1.1.3
no deben utilizarse, anillos de respaldo en servicio critico del tipo permanente sin la
aprobación previa de la Comisión. Las uniones en tubería no crítica de acero al carbono
deben soldarse con anillos de respaldo planos de la misma composición que la tubería,
excepto, cuando se tenga acceso a la parte interior de la soldadura. En caso de que no se
utilicen anillos de respaldo, la parte trasera de la soldadura se debe examinar, cincelar,
esmerilar y soldar, según se requiera, para lograr una penetración completa de la
soldadura,
-
en todas las uniones en que se tenga acceso por ambos lados, se permite la soldadura de
ranura doble. Cuando se emplee este tipo de soldadura, el primer paso de raíz se debe
cincelar hasta dejar el metal brillante, antes de soldar por el lado contrario,
-
el martillado sólo puede utilizarse cuando la Comisión de su aprobación previa, por escrito,
del método y los controles que se utilicen. No se acepta el martillado del paso de raíz ni
el cordón de vista. El uso de herramientas neumáticas para la remoción de escoria no se
considera martillado y, por lo tanto, está aprobado,
-
las uniones soldadas deben realizarse concluyendo cada paso antes de depositar los
pasos sucesivos, a menos que se apruebe lo contrario para una aplicación específica. Se
requiere la aprobación por escrito de la Comisión para uso de técnicas de soldadura por
bloques,
-
en el caso de acero inoxidable austenítico, no se permite la aplicación de calor para corregir
la distorsión de la soldadura y las desviaciones dimensionales, a menos de que, dentro de
un lapso de 3 minutos, se someta la pieza de un recocido total que incluye el templado con
agua, por inmersión o aspersión, desde la temperatura de tratamiento térmico de solución
hasta abajo de 427 °C (o metal negro),
-
no se permite el corte con soplete en acero inoxidable austenítico.
Materiales de soldadura
a)
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-
Rev
La soldadura de arco con electrodo metálico protegido (SMAW) debe realizarse utilizando
electrodos de bajo contenido de hidrógeno cuando se tenga cualquiera de las condiciones
siguientes:
-
en soldaduras hechas con pasos de raíz por soldadura de arco con electrodo de tungsteno
protegido con gas (GTAW),
-
en servicios con temperaturas de diseño menores de 0 °C o en sistemas de tubería que
tengan válvulas o bridas de la Clase 600 o mayor,
-
con aceros que tengan un contenido permisible especificado de carbono mayor del
0,30 % o que tenga, en total un 0,60 % o más elementos aleados. Para soldar el acero
al carbón, 0,5 % Mo. se puede utilizar el electrodo tipo E 7010-A1 de acuerdo a la
clasificación AWS A5.1,
-
con aceros que no tengan especificado un limite de contenido de carbono, a menos de que
tengan un contenido de carbono menor o igual a 0,30 % según reportes certificados de
prueba de materiales que se pueda demostrar, sean precisamente de los que han de
soldarse.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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b)
Los electrodos con clasificación E6012, E6013, E7014 y E7024 (AWS A5.1) no deben utilizarse
para soldar tubería sometida a presión ni para unir aditamentos a dicha tubería. Sin embargo,
podrán utilizarse en soldaduras de filete no sometidas a presión.
c)
En sistemas no críticos de acero al carbono, cuyo contenido de carbono máximo especificado o
reportado sea de 0,30 % se puede utilizar la soldadura de arco metálico protegido (SMAW)
usando electrodos E6010 o E7010-A1. En caso de componentes que tengan un contenido de
carbono mayor del 0,30 %, el paso de raíz puede efectuarse con electrodos E6010 o E7010-A1
y el resto soldarse con electrodos de bajo contenido de hidrógeno.
d)
Para soldadura de arco con alambre continuo protegido con gas (GMAW) en aceros al
carbono, los electrodos a base de alambre sólido deben ajustarse a AWS A5.18, clasificaciones
E70S-2, E70S-3, E70S-4, E70S-6 o E70S-1 B.
-
e)
En el caso de soldadura de arco con electrodo tubular con núcleo de fundente continuo (FCAW)
en acero al carbono, los electrodos deben cumplir con AWS A5.20, clasificaciones E70T-1 o
E60T-8.
f)
Para soldadura de arco con electrodo de tungsteno protegido con gas (GTAW), el metal de
aportación debe satisfacer los requisitos de pruebas mecánicas y químicas de AWS A5.18 para
acero al carbono y de A5.9 para acero inoxidable.
g)
Para soldar acero al carbono o de baja aleación, con acero inoxidable austenítico, incluyendo el
primer paso de recubrimientos resistentes a la corrosión se deben utilizar materiales para
soldadura tipo 309 o 369 con un contenido máximo de carbono del 0,04 %.
-
6.1.1.4
en la soldadura de arco con alambre continuo protegido con gas (GMAW) de aceros
inoxidables, sólo se deben utilizar electrodos de alambre sólidos conforme a AWS A5.9.
cuando se requiera tratamiento térmico posterior a la soldadura en una unión de materiales
disímiles, el miembro de acero al carbono o de baja aleación debe cubrirse con material
tipo 309 que tenga un contenido máximo de carbono del 0,04 % y someterse a un
tratamiento térmico posterior a la soldadura, antes de soldarlo al miembro de acero
inoxidable austenítico.
h)
En el caso de recubrimientos resistentes a la corrosión, en los que el metal base de acero al
carbono, o de baja aleación, requiera tratamiento térmico posterior a la soldadura, el primer
paso de soldadura debe hacerse con material tipo 309 con un contenido máximo de carbono
de 0,04 %. Los demás pasos se harán con materiales de soldadura de bajo contenido de
carbono.
i)
En soldadura de acero con electrodo metálico protegido (SMAW) de acero inoxidable austenítico,
el diámetro del electrodo no debe ser mayor de 4 mm.
j)
Para soldadura de arco con electrodo tungsteno protegido con gas (GTAW) de acero inoxidable
austenítico que contenga más del 0,03 % de carbono, el diámetro del electrodo de tungsteno no
será mayor de 3 mm.
k)
En soldadura de arco con electrodo metálico protegido (SMAW) de acero inoxidable austenítico
deben utilizarse sólo electrodos de alambre de núcleo sólido.
I)
El método utilizado para controlar la recepción, pruebas, almacenamiento, horneo, secado y
despacho de todos los materiales de soldadura, debe cumplir con SFA-5.1 y SFA-5.3 del Código
ASME Sec. IV, Parte C.
Control de ferrita
En lo referente a WRC5 se describen detalles que pueden observarse en la figura 1, donde se ilustra un diagrama
de ferrita delta.
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Rev
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Rev
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** Columbio
FIGURA 1 - Diagrama WRC de ferrita delta
* WRC = Welding Resea rch Coun cil.
NOTA: Es preferible tener el c ontenido real del nitrógeno. Si este valor no esta dispo nible, se debe
utilizar el sig uiente va lor: Solda dura GMAW 0,08 % ( a excepció n de GMAW con elect rodos
protegido con fundente, en este caso utilicese 0,12 %); otros procesos de soldadura - 0,06 %.
Cromo equivalente = % Cr + (% Mo) + 1,5 X (% Si) + 0,5 X (% Cb**)
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
ESPECIFICACIÓN
CFE DY700-08
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NIQUEL EQUIVALENTE = % Ni + 30 x (% C) + 30 x (% N) + 0,5 x (% Mn)
ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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a)
En soldadura de acero inoxidable austenítico con acero inoxidable austenítico, los materiales de
soldadura, incluyendo los insertos consumibles, deben tener un contenido de ferrita delta dentro
del intervalo que se muestra a continuación:
-
b)
6.1.1.5
Los materiales para soldadura inoxidable tipo 309 con un contenido máximo de carbono de
0,04 % deben tener un contenido de ferrita delta dentro del intervalo que se muestra a
continuación:
-
para temperaturas de servicio mayores o iguales a 700 K (427 °C), 5 a 9 %
(No. WRC 5-9.8),
-
para temperaturas de servicio por debajo de 700 K (427 °C), 5 a 15 % (No. WRC 5 como
mínimo).
c)
La cantidad de ferrita delta debe determinarse mediante el uso del diagrama de Welding
Research Council (WRC) de ferrita delta que se muestra en la figura 1, y el análisis químico
certificado del material de soldadura.
d)
El muestreo y análisis químicos del material de soldadura se han de analizar como se indica a
continuación:
-
para varillas desnudas a utilizar en el proceso de soldadura de arco-tungsteno con gas
(GTAW), el análisis químico se hará de una probeta tomada ya sea de la varilla desnuda
o de un depósito no diluido de soldadura hecho con el electrodo desnudo,
-
para otros procesos de soldadura; tales como arco sumergido (SAW), arco metálico
protegido (SMAW) o de arco metálico protegido con gas (GMAW), el análisis químico debe
hacerse de una probeta tomada de un depósito no diluido de soldadura. El depósito de
soldadura para material A-No. 8 (Tabla QW-440, Código ASME Sec. IX ), a utilizarse con
el proceso de soldadura de arco metálico protegido con gas (GMAW), debe hacerse
utilizando la composición de gas de cobertura que se indica en la especificación de
procedimiento de soldadura que se seguirá cuando se consuma el material.
Temperatura de precalentamiento y entre pasos (TP y EP)
a)
El precalentamiento, conforme a las recomendaciones del código pertinente debe ser obligatorio
para los componentes sometidos a presión.
b)
Además de los requisitos del código correspondiente, en todas las soldaduras en acero al
carbono se debe mantener una temperatura de precalentamiento y entre pasos como se indican
a continuación:
-
900515
para temperatura de servicio mayores o iguales a 427 °C, 5 a 9 % (No. WRC 5-9.8). Para
temperaturas de servicio por debajo de 700 K (427 °C), 8-25 % (No WRC 8,5) como
mínimo.
Rev
los materiales P-1. Grupo 1, acero al carbono, deben someterse a un precalentamiento a
93 °C, como mínimo, cuando el contenido de carbono permisible (o real) especificado sea
menor o igual a 0,30 % y el espesor sea mayor de 38 mm,
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.1.1.6
-
los materiales P-1. Grupo 2, aceros al carbono, deben someterse a un precalentamiento a
93 °C como mínimo cuando el contenido de carbono permisible ( o real ) especificado sea
menor o igual a 0,30 % y el espesor sea mayor de 25 mm,
-
los materiales P-1. Grupos 1 y 2, aceros al carbono, deben someterse a un precalentamiento
a 121 °C, como mínimo, cuando el contenido del carbono permisible (o real) especificado,
sea mayor de 0,30 % y el espesor exceda de 25 mm.
c)
La soldadura podrá realizarse sólo cuando la temperatura del metal sea mayor de 10 °C.
d)
La temperatura máxima de precalentamiento y entre pasos para acero inoxidable austenítico
debe ser de 177 °C .
-
los procedimientos y proceso de soldadura para acero inoxidable austenítico tipos 304 y
316 han de establecerse en forma que el tiempo total que estos materiales estén sometidos
al intervalo de temperatura entre 427 °C y 816 °C no exceda de 3 minutos,
-
los procedimientos y procesos de soldadura para acero inoxidable austenítico tipos 304L
y 316L han de establecerse de forma que se minimice el tiempo total que estos materiales
estén sometidos al intervalo de temperatura entre 700 K y 1089 K (427 °C y 816 °C).
e)
La temperatura de precalentamiento y entre pasos se determinará mediante crayones indicadores,
pirómetros remotos, pirómetros de contacto u otros medios igualmente apropiados que hayan
sido aprobados por Comisión. Los crayones o pastillas indicadoras que se utilicen en aceros
inoxidables austeníticos no deben causar corrosión o tener otros efectos perjudiciales.
f)
Los requisitos de temperatura de precalentamiento y entre pasos, citados anteriormente, se
deben aplicar también a la soldadura de puntos o de filete, a los recubrimientos y al ranurado y
corte por medios térmicos. Estos requisitos no se aplican al ranurado y corte por medios térmicos
a materiales No. P-1.
Tratamiento térmico posterior a la soldadura
El tratamiento térmico posterior a la soldadura, para componentes sometidos a presión, debe estar de acuerdo con
el código y con los siguientes requisitos:
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a)
La temperatura máxima del tratamiento térmico posterior a la soldadura no debe exceder a la
máxima especificada en más de 83 °C. Además, debe tener 14 °C, al menos, por debajo de la
temperatura de templado que se haya utilizado durante el tratamiento térmico del material.
b)
Se debe tener un número suficiente de termopares en contacto con los materiales (dos
termopares, como mínimo, por carga de horno), o suficientes elementos primarios de prueba
insertos en la carga, en contacto con los materiales, de tal manera que indique con exactitud la
temperatura del metal y su uniformidad en toda la carga del horno, durante el ciclo de tratamiento
térmico. Se pueden utilizar otros métodos de medición de temperatura con la aprobación previa
de la Comisión.
c)
Los componentes de acero inoxidable austenítico no se deben calentar por encima de 177 °C
(excepto durante la soldadura) a menos que se vayan a someter, dentro de un lapso de 3 minutos,
a un recocido total, a las temperaturas recomendadas para los tipos individuales de acero
inoxidable, seguido de un templado por inmersión o aspersión de agua desde la temperatura del
tratamiento térmico de solución hasta abajo de 700 K (427 °C) o metal negro.
Rev
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.1.1.7
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Inspección y examen visual de la calidad de mano de obra
a)
Cada soldadura debe tener un ancho y tamaño uniforme a lo largo de toda su longitud. Además el
cordón de vista (última capa de soldadura) no debe tener ondulaciones ásperas, ranuras, traslapes,
ni lomas y valles bruscos. La soldadura terminada, ha de tener una superficie suficientemente lisa
para permitir una interpretación correcta de las pruebas no destructivas de la soldadura.
b)
Cada paso de soldadura debe estar libre, a la vista, de escoria, inclusiones, grietas, porosidades
y falta de fusión.
c)
El esmerilado, que se realice para satisfacer el criterio anterior y para eliminar los defectos y
preparar la superficie de las soldaduras, debe hacerse de tal manera que no se formen ranuras
o se reduzca el espesor del material base adyacente a la soldadura por debajo del mínimo
requerido. Si se efectúa el ranurado por soplete o arco, las superficies ranuradas deben
maquinarse o esmerilarse de forma que se quite suficiente material para tener metal brillante con
el fin de asegurar una remoción completa de cualquier contaminación superficial.
d)
Los socavados no deben exceder de los límites establecidos en ASME B31.1 o de 1 mm, lo que
sea menor, y no deben reducir el espesor mínimo requerido de la sección.
e)
Todas las soldaduras a tope deben tener una penetración total y una corona de refuerzo uniforme,
que se fije suavemente al metal base. Se permite tener una concavidad en el lado de la raíz de
una soldadura a tope circunferencial, hecha de un solo lado, cuando el espesor resultante de la
soldadura sea, al menos, igual al espesor del miembro más delgado de las dos secciones que
se unen.
f)
Cuando se vayan a unir tuberías o accesorios del mismo diámetro exterior, la soldadura debe
estar al ras, o reforzada en el centro y desvanecida a cada lado de la unión.
g)
De acuerdo con ASME B31.1 los límites de esfuerzo se aplican tanto a la superficie interior como
a la exterior.
h)
Las soldaduras de filete deben cumplir con ASME B31-1 y realizarse como se indique en los
dibujos de diseño, véase figura 2.
i)
Antes de soldarse, las superficies se deben limpiar perfectamente mediante limado, esmerilado,
o con cepillos de alambre y/o solventes.
Rev
-
cada paso debe limpiarse y se le debe quitar toda la escoria antes de que se deposite el
siguiente paso,
-
en el caso de tubería de acero inoxidable austenítico, sólo deben utilizarse cepillos de
acero inoxidable y piedras de esmeril de óxido de aluminio o de carburo de silicio,
-
las herramientas que se utilicen en aceros inoxidables austeníticos, no deben haber sido
empleadas previamente en materiales ferríticos,
-
la limpieza de aceros inoxidables austeníticos se ha de realizar con acetona o alcohol.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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j)
Las soldaduras de tipo inserto soldable embutido deben tener un claro, antes de soldarse, de
aproximadamente 1,5 mm, como mínimo, a 3 mm, como máximo, entre el fondo del cubo y el
extremo del tubo.
k)
Las soldaduras a tope en tubería de acero al carbono o de baja aleación que tengan un espesor
de pared igual o mayor a 19 mm, pueden interrumpirse solamente cuando se hayan depositado
al menos 10 mm de espesor de soldadura o se haya llenado el 25 % de la ranura de soldadura,
la que sea mayor. Si la soldadura se interrumpe antes de lo indicado, debe cubrirse con un
material adecuado de aislamiento para asegurar que se enfríe lentamente. La soldadura
terminada parcialmente se debe examinar mediante los métodos de partícula magnética o de
líquidos penetrantes antes de reanudar la soldadura.
* El socavado no debe ser mayor de 1 mm del máximo permitido en el código correspondiente.
FIGURA 2 - Perfiles de soldadura de filete
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Rev
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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I)
m)
6.1.1.8
Cuando la tubería, que ha de unirse, tenga diámetros, interior o exterior diferentes o cuando un
accesorio tenga un espesor mayor que la tubería adyacente, se debe cumplir con lo indicado en
el dibujo de preparación de extremos para soldar, incluido en la especificación CFE 0TUB0-34.
-
ninguna parte de la soldadura en el lado más grueso, más allá de la corona, debe tener un
diámetro menor que el de la corona,
-
en los casos en que las soldaduras se esmerilen, para conseguir una superficie a ras, se
aplica lo indicado en el párrafo anterior, después de esmerilado.
Durante la fabricación, se debe evitar, hasta donde sea posible el uso de aditamentos temporales
soldados. Después de terminar, la fabricación, los aditamentos deben eliminarse al ras del
material base, sin adelgazar el espesor de pared mínimo requerido. No se permite la remoción
de aditamentos mediante su rotura. Todas las áreas de donde se hayan quitado aditamentos
temporales deben examinarse después de que se haya restaurado la superficie, mediante los
mismos métodos requeridos para soldaduras de filete permanentes.
Reparación de defectos
Las reparaciones de soldaduras defectuosas se deben realizar de acuerdo con ASME B31.1 y con lo siguiente:
6.1.2
a)
Las reparaciones mayores de soldadura en tubería crítica se han de realizar utilizando un
procedimiento escrito por el fabricante que haya sido aprobado por Comisión. Se deberá elaborar
un reporte detallado, por escrito, para cada reparación y se entregará una copia a Comisión, con
fines de registro. El reporte debe indicar la naturaleza, ubicación y magnitud del efecto, el
procedimiento de reparación, el tratamiento térmico subsecuente y debe incluir copias de todos
los registros de las pruebas efectuadas.
b)
Las reparaciones mayores de soldadura, que no sean en tubería critica, deben realizarse
siguiendo un plan o procedimiento escrito por el proveedor, que además haya sido aprobado por
Comisión.
c)
Una reparación mayor se define como la reparación de cualquier grieta, que no sean cráteres,
o bien, la reparación de defectos indicativos de un problema fundamental de los materiales o de
un proceso fuera de control.
Procedimiento de soldadura para componentes a presión (Secciones I y VIII de ASME)
Los procedimientos de soldadura y de calificación de soldadores deben estar de acuerdo a esta especificación y a
la CFE DY700-16, complementadas con lo indicado en el Código ASME Sec. IX.
6.1.2.1
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Procesos aplicables
Rev
-
arco con electrodo metálico protegido (SMAW),
-
arco con electrodo de tungsteno protegido (GTAW),
-
arco sumergido automático (SAW),
-
arco con alambre continuo protegido con gas (GMAW),
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.1.2.2
-
arco con electrodo tubular con núcleo de fundente continuo (FCAW),
-
soldadura oxi-acetilénica (OAW).
Restricciones a los procesos
a)
Las restricciones siguientes se aplican a la soldadura de arco sumergido (SAW).
El espesor máximo de cada paso individual no debe ser mayor que 13 mm para materiales que
tengan un espesor mayor o igual a 32 mm y de 10 mm para materiales cuyo espesor sea menor
de 32 mm.
Los aceros que contengan 2,25 % de Cr y 1 % de Mo y los que estén altamente aleados deben
soldarse con un alambre aleado y un fundente neutral, a menos que Comisión de su aprobación
especifica de lo contrario para ciertas aplicaciones.
En el caso de soldaduras longitudinales se deben utilizar placas desechables para comenzar y
terminar el cordón.
b)
El proceso de soldadura oxiacetilenítica (OAW) es el único que se puede utilizar para el
endurecimiento superficial de acero al carbono.
c)
La soldadura de arco metálico con núcleo de fúndente (FCAW), con o sin cobertura de gas, se
puede utilizar para soldar aceros a carbono y de baja aleación que contengan hasta 2,25 % de
Cr y 1 % de Mo, bajo las limitaciones de esta especificación.
No está permitida la soldadura de arco metálico con núcleo de fúndente (FCAW) sin coberturas
de gas, es decir, autoprotegida, en la posición sobre cabeza con avance descendente, a menos
que se demuestre, a satisfacción de Comisión que el proceso produce resultados satisfactorios,
incluyendo la evaluación de muestras apropiadas de la mano de obra.
En el caso de ciertas aplicaciones de soldadura de arco metálico con núcleo de fundente (FCAW)
sin cobertura de gas, Comisión puede requerir que su representante observe las técnicas
empleadas y el procedimiento de control de calidad que ha de utilizarse en producción antes de
dar su aprobación a dicho proceso.
d)
El proceso de soldadura de arco metálico protegido con gas (GMAW) debe utilizarse en el medio
de transferencia por aspersión, para materiales que tengan un espesor hasta de 4,5 mm, se
puede utilizar el modo de transferencia en corto circuito.
e)
Excepto con el proceso de soldadura de arco sumergido (SAW), los componentes sometidos a
presión que tengan espesores menores o iguales a 6 mm requieren, por lo menos, dos pasos de
soldadura y, para espesores mayores de 6 mm, tres pasos de soldadura como mínimo.
Estas restricciones no tienen aplicación en reparaciones pequeñas de soldaduras o de material
cuando el espesor de la cavidad de la reparación sea menor de 3 mm.
f)
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Rev
Cuando se utilice soldadura de arco sumergido (SAW) o soldadura de arco metálico protegido
con gas (GMAW) para soldar aceros inoxidables austeníticos, se requiere que las pruebas se
realicen conforme a las prácticas A o E de ASTM A262, a menos que, no tarde más de 3 minutos
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
20 de 69
de soldadura, se sometan a un tratamiento térmico de solución que incluya templado o
rociado con agua desde la temperatura de tratamiento térmico de solución hasta por debajo
de los 427 °C. Sin embargo, esta prueba no es necesaria para aceros inoxidables
austeníticos con bajo contenido de carbono (0,03 % como máximo) o para fundiciones de
acero inoxidable austenítico que contengan más de 8 % de ferrita delta.
6.1.2.3
g)
En el caso de soldaduras en que se tengan acceso por un lado solamente y que se requiera de
un examen completo, el paso de raíz se debe soldar con el proceso de soldadura de arco
tungsteno con gas (GTAW). Para aceros con 1,25 % Cr y 1 % Mo o de mayor aleación, se debe
utilizar una purga de gas inerte (helio o argón) como respaldo. Para acero inoxidable austenítico,
se puede utilizar nitrógeno como gas de respaldo.
h)
Aquellas aleaciones que tengan un contenido nominal de 2,25 % de Cr o mayor, deben tener
maquinadas o esmeriladas las superficies de los biseles. Si se utiliza el corte con soplete o con
arco, se debe remover suficiente material, mediante maquinado o esmerilado para llegar a metal
brillante y para asegurarse de que se ha eliminado cualquier contaminación superficial. No se
permite el corte con soplete en acero inoxidable austenítico.
Materiales de soldadura
a)
b)
La soldadura por arco con electrodo metálico protegido (SMAW) debe realizarse utilizando
electrodos de bajo contenido de hidrógeno cuando se tenga cualquiera de las condiciones
siguientes:
-
en soldaduras hechas con pasos de raíz por soldadura por arco con electrodo de tungsteno
con gas (GTAW),
-
en servicio con temperaturas de diseño menores de 0 °C,
-
para aceros que tengan un contenido permisible especificado de carbono mayor del
0,3 % o que tenga, en total, un 0,5 % o más de elementos aleados. Para soldar acero
al carbón con 0,5 % Mo se puede utilizar electrodos tipo E7010-A1, según AWS A5.1,
-
en aceros que tengan especificado un contenido de carbón menor o igual a 0,3 % según
reportes de pruebas de materiales y se pueda demostrar sean precisamente de los que
han de soldarse.
Para reparaciones de fundiciones de acero mediante soldadura.
Los electrodos con clasificación AWS A5.1 E6012, E6013, E7014 y E7024 no deben utilizarse
para soldar partes sometidas a presión, excepto para E7024 en aplicaciones especiales que
Comisión haya revisado y aprobado.
Sin embargo, los electrodos citados anteriormente se pueden utilizar para soldaduras de filete no
sometidas a presión.
c)
En el caso de tubería que utilice anillos de respaldo en tubería no crítica se debe aplicar lo
siguiente
-
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al menos el paso de raíz pueda depositarse con electrodos E6010 o E7010 A1,
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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si se aplica soldadura por arco con electrodo metálico protegido (SMAW), deben utilizarse
electrodos de bajo contenido de hidrógeno, tales como E7016 o E7018.
d)
Los aceros al carbón que utilicen soldadura por arco metálico con alambre continuo protegido con
gas (GMAW) tienen sus electrodos de alambre sólido y se deben ajustar al Código ASME Sec.
II, Parte C, SFA-5.18 y AWS A5.28 clasificaciones ER70S-2, ER70S-3, ER70S-4, ER70-5 y
ER80S-02.
e)
Para aceros inoxidables austeníticos que usen el proceso de soldadura por arco metálico con
alambre continuo protegido con gas (GMAW) los electrodos de alambre sólido se deben ajustar
al Código ASME Sec. II, Parte C, SFA-5.9.
f)
En el caso de soldadura por arco con electrodo tubular continuo (FCAW), para aceros al carbón
los electrodos deben cumplir con AWS A5.20, clasificaciones E60T-8, E70T-5 o E70T-6. Los
electrodos no recubiertos de AWS A5.20 requieren de calificadores de procedimiento.
-
el electrodo que se indique en la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS) se
debe identificar mediante la marca y la clasificación AWS correspondiente,
-
el diámetro máximo del electrodo de alambre no debe ser mayor de 1,5 mm para
soldaduras en posición distinta de la plana,
-
se tomarán en cuenta electrodos más gruesos, siempre y cuando se demuestre la
aplicabilidad del proceso, incluyendo muestras apropiadas de la mano de obra, a
satisfacción de Comisión.
g)
En el caso de soldadura de arco con electrodo de tungsteno protegido con gas (GTAW) en aceros
al carbono, el metal de aporte debe satisfacer los requisitos de pruebas químicas y mecánicas
del Código ASME Sec. II, Parte C, SFA-5.18.
h)
Para soldar acero al carbono, o de baja aleación, con acero inoxidable austenítico, incluyendo
el primer paso de recubrimientos resistentes a la corrosión, se deben utilizar materiales para
soldadura tipo 309.
Cuando se requiera tratamiento posterior a la soldadura en una unión de materiales disímiles, el
miembro de acero al carbono o de baja aleación debe cubrirse con material tipo 309 que tenga
un contenido máximo de carbono de 0,4 % y someterse a un tratamiento térmico posterior a la
soldadura antes de soldarlo al miembro de acero inoxidable austenítico.
En el caso de recubrimientos resistentes a la corrosión, en los que el metal base de acero al
carbono, o de baja aleación, requiera tratamiento térmico posterior a la soldadura, el primer paso
de soldadura debe hacerse con material tipo 309 con un contenido máximo de carbono de
0,04 %. Los demás pasos de harán con materiales de soldadura de bajo contenido de
carbono.
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i)
Cuando se requiera soldadura de arco con electrodo metálico protegido (SMAW) en acero
inoxidable austenítico, el diámetro del electrodo no debe ser mayor de 4 mm.
j)
Para el caso de soldadura de arco con electrodo de tungsteno protegido con gas (GTAW) el acero
inoxidable austenítico debe contener más de 0,03 % de carbono y el diámetro máximo del
electrodo de tungsteno no debe ser mayor de 3 mm.
Rev
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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k)
En el caso de soldadura de arco con electrodo metálico protegido (SMAW) en acero inoxidable
austenítico debe utilizarse sólo electrodos de alambre de núcleo sólido.
I)
Se debe elaborar un procedimiento escrito que describa el método utilizado para controlar la
recepción, pruebas, almacenamiento, horneo, secado y despacho de todos los materiales de
soldadura. Este procedimiento de control de material de soldadura debe estar de acuerdo a la
especificación CFE DY700-16 complementada por AWS A5.1.
Se debe enviar la descripción detallada de dicho procedimiento a Comisión para su revisión y
aprobación previa a la ejecución de cualquier trabajo de soldadura.
6.1.2.4
Control de ferrita
a)
b)
En soldaduras de acero inoxidable austenítico con acero inoxidable austenítico, los materiales
de soldadura, incluyendo los insertos consumibles, deben tener un contenido de ferrita delta
dentro del intervalo que se muestra a continuación:
-
para temperaturas de servicio mayores o iguales a 154 K (427 °C), 5 a 9 %
(No. WRC 5 a 9.8),
-
para temperaturas de servicio por debajo de 154 K (427 °C),8 a 25 % (No. WRC 8.5 como
mínimo),
-
para temperaturas de servicio por debajo de 38 °C, 5 a 9 % (No. WRC 5 a 9.8).
Los materiales para soldadura tipo 309 y 310 con un contenido máximo de carbono de 0,04 %
deben tener un contenido de ferrita delta dentro del intervalo que se muestra a continuación:
-
para temperaturas de servicios mayores o iguales a 154 K (427 °C), 5 a 9 %
(No. WRC 5 a 9.8),
-
para temperatura de servicio por debajo de 154 K (427 °C), 5 a 15 % (No. WRC 5 como
mínimo).
c)
La cantidad de ferrita delta debe determinarse mediante el uso del diagrama de Welding
Research Council (WRC) de ferrita delta, que se muestran en la figura 1, y el análisis químico
certificado del material de soldadura.
d)
El muestreo y análisis químico de cada hornada del material de soldadura se debe realizar como
se indica a continuación:
Para varillas desnudas, a utilizar en el proceso de soldadura de arco con electrodos de tungsteno
(GTAW), el análisis químico se hará de una probeta tomada ya sea de la varilla desnuda o de un
depósito no diluido de soldadura, hecho con el electrodo desnudo.
Para otros procesos de soldadura, tales como arco sumergido (SAW), arco metálico protegido
(SMAW) o arco metálico protegido con gas (GMAW), el análisis químico debe hacerse de una
probeta tomada de un depósito de soldadura no diluido. El depósito de soldadura para material
A-No.8 (tabla QW-440 del Código ASME Sec. IX), que ha de utilizarse con el proceso de
soldadura arco metálico protegido con gas (GMAW), debe hacerse utilizando la composición de
gas de cobertura que se indica en la Especificación de Procedimiento de Soldadura que se seguirá
cuando se consuma el material.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.1.2.5
Temperatura de precalentamiento y entre pasos (TP y EP)
a)
Las temperaturas de precalentamiento y entre paso que se recomiendan en ASME B31.1 deben
considerarse obligatorias a excepción de que se modifiquen en esta especificación.
Los aceros al carbono se deben precalentar hasta 121 °C (394 K), como mínimo, cuando el
contenido permisible (o real) de carbono sea mayor de 0,30 % y el espesor en la junta sea mayor
de 25 mm. Para otros aceros al carbono, el precalentamiento debe ser de 10 °C.
La soldadura sólo podrá realizarse cuando la temperatura del metal este por encima de 10 °C
(283 K).
b)
La temperatura máxima de precalentamiento y entre pasos para todos los aceros inoxidables
austeníticos debe ser de 450 K (177 °C).
Los procesos y procedimientos de soldadura para las fundiciones y acero inoxidable austenítico
grados CF8 y CF8M, que contengan menos del 8 % de ferrita, y tipos 304 y 316 han de
establecerse de forma que se reduzca el tiempo total que estos materiales estén sometidos al
intervalo de temperatura entre 700 K (427 °C) y 1089 K (816 °C) no exceda de 3 minutos.
Los procesos y procedimientos de soldadura para las fundiciones de acero inoxidable
austenítico grado CF3A* y tipos 304L, 316L han de establecerse de forma que se reduzca el
tiempo total que estos materiales estén sometidos al intervalo de temperatura entre 700 K
(427 °C) y 1089 K (816 °C).
c)
La temperatura máxima de precalentamiento y entre pasos para el endurecimiento superficial de
fundiciones de grados CF8 y CF8M, que contengan menos del 8 % de ferrita y tipos 304 y 316
debe ser de 450 K (177 °C) o sea, los procesos y procedimientos de un endurecimiento superficial
deben ser tales que aseguren que en el tiempo total de estos materiales estén sometidos a
temperatura en los límites de 700 K a 1089 K (427 °C a 816 °C), no exceda de 3 minutos.
La temperatura máxima de precalentamiento y entre pasos para el endurecimiento superficial de
las fundiciones de grado CF3A* y tipos 304L, 316L debe ser de 427 °C y los procedimientos de
endurecimiento superficial deben ser tales que aseguren que se minimice el tiempo total que
estos materiales están sometidos a temperaturas en el intervalo de 427 °C a 816 °C.
El uso de aceros con bajo contenido de carbono debe ser congruente con el diseño de la
especificación técnica del componente.
d)
La temperatura de precalentamiento y entre pasos se determinará mediante crayones indicadores,
pirómetros infrarrojos remotos, pirómetros de contacto u otros medios igualmente apropiados
que hayan sido aprobados por la Comisión. Los crayones o pastillas indicadoras que se utilicen
en aceros inoxidables austeníticos no deben causar corrosión o tener otros efectos perjudiciales.
e)
Los requisitos de temperatura de precalentamiento y entre pasos, citados anteriormente, se
deben aplicar también a la soldadura de puntos o de filete, a la soldadura de aditamentos, al
ranurado, al ranurado y corte por medios térmicos. Estos requisitos no se aplican al ranurado y
corte por medios térmicos de materiales No.P.1.
* Como alternativa si no se encuentra disponible la fundición de grado CF3A, se pueden utilizar el grado CF8A,
CF3, CF3M, CF8 y CF8 M (que contengan cada uno, un 8 % de ferrita como mínimo) bajo las mismas
condiciones de temperatura entre pasos. La sustitución por cualquiera de esos grados requiere de la
aprobación de la Comisión.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.1.2.6
Tratamiento térmico posterior a la soldadura
El tratamiento térmico posterior a la soldadura, para componentes sometidos a presión, debe estar de acuerdo con
ASME B31.1 y con los requisitos siguientes:
6.1.2.7
a)
La temperatura máxima del tratamiento térmico posterior a la soldadura no debe exceder a la
mínima especificada en más de 83 °C, y deberá ser cuando menos 14 °C menor que la
temperatura de templado que se haya utilizado durante el tratamiento térmico del material.
b)
Se debe tener un número suficiente de termopares en contacto con los materiales (dos
termopares como mínimo por cada carga de horno), o suficientes elementos primarios de prueba
insertados en la carga en contacto con los materiales, de tal manera que se indique con exactitud
de temperatura del metal y su uniformidad en toda la carga del horno, durante el ciclo de
tratamiento térmico. Se pueden utilizar otros métodos de medición de temperatura con la
aprobación previa de la Comisión.
c)
Los componentes de acero inoxidable austenítico no se deben calentar por encima de 177 °C
(excepto durante la soldadura o endurecimiento superficial) a menos que se vayan a someter,
dentro de un lapso de 3 minutos, a un recocido total, a las temperaturas recomendadas para los
tipos individuales de acero inoxidable, seguido de un templado por inmersión o aspersión de agua
desde la temperatura del tratamiento térmico de solución hasta por debajo de 700 K equivalente
a 427 °C.
d)
Se deben enviar a la Comisión los datos de cada reparación que se proponga hacer mediante
soldadura en materiales base de acero inoxidable austenítico, sujetos a presión, sin tratamiento
térmico de recocido, para su revisión y aprobación por escrito antes de que se lleve a cabo la
reparación.
Inspección y examen visual en la calidad de mano de obra
a)
Las superficies a soldar deben estar libres de defectos perjudiciales, escama de molino, aceite,
suciedad y otros contaminantes dañinos. El área de la soldadura se debe proteger del viento lluvia
y de otras condiciones que perjudiquen su calidad.
b)
Cada soldadura debe tener un ancho y tamaño uniformes a lo largo de toda su longitud. Además
de cordón de vista debe estar libre de ondulaciones ásperas, ranuras, traslapes, lomas y valles
bruscos.
c)
Cada cordón de soldadura debe estar libre, de escoria inclusiones, grietas, y falta de fusión.
d)
El esmerilado, que se realice para satisfacer el criterio anterior, para eliminar los defectos y
preparar la superficie de las soldaduras, debe hacerse de tal manera que no se formen ranuras
o se reduzca el espesor del material base adyacente a la soldadura por debajo del mínimo
requerido. Si se recurre al ranurado por soplete o arco, las superficies ranuradas deben
maquinarse o esmerilarse de tal forma que se quite suficiente material para tener metal brillante,
para asegurar una remoción completa de la contaminación superficial.
De acuerdo con ASME B31.1, los límites de esfuerzo se aplican tanto a la superficie interior como
a la exterior.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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e)
Los socavados no deben exceder los límites establecidos en ASME B31.1 o de 1 mm, lo que sea
menor, y no deben reducir al espesor mínimo requerido de la sección.
f)
Todas las soldaduras a tope deben estar al ras del material base o tener corona uniforme. Se
permite tener una concavidad en el lado de la raíz en soldaduras a tope cuando el espesor
resultante de la soldadura sea, por lo menos igual al espesor del miembro más delgado de las
dos secciones que se unen. No son aceptables los cambios bruscos de donde hay concavidad
a donde no la hay.
g)
Las soldaduras de filete deben ser de la dimensión especifica, con la garganta y los datos de
tamaño uniforme.
h)
Las soldaduras a tope deben ser de penetración completa a menos que se especifique lo
contrario.
i)
Durante la fabricación, se debe evitar, hasta donde sea posible, el uso de aditamentos temporales
soldados. Después de terminar la fabricación, los aditamentos deben eliminarse a ras del material
base sin adelgazar el espesor de pared mínimo. Todas las áreas de donde se hayan quitado los
aditamentos deben examinarse, después de que se haya restaurado la superficie, mediante los
mismos métodos requerido para soldaduras de filete permanentes.
j)
Antes de soldarse, las superficies se deben limpiar perfectamente mediante limado, esmerilado,
o con cepillos de alambre y/o solventes.
En el caso de aceros inoxidables austeníticos, se deben usar sólo cepillos de acero inoxidable
y piedras de esmeril de óxido de aluminio o carburo de silicio.
Las herramientas que se utilicen en aceros inoxidables austeníticos no deben haber sido
empleadas previamente en materiales ferríticos.
La limpieza de los aceros inoxidables austeníticos se deben realizar con acetona-alcohol.
6.1.2.8
Reparación de defectos
Las reparaciones de soldaduras defectuosas se deben realizar de acuerdo con la especificación CFE DY700-16,
complementada por el Código ASME Sec. Vlll, Párrafos UW38, UF46 y UHT85.
6.1.3
Procedimiento de soldadura para uniones tubo-espejo en intercambiadores
Los requisitos de soldadura para uniones de tubo a espejo, que se deben cumplir son además de lo indicado en inciso
6.1.2, lo establecido en el Código ASME Sec. Vlll y lo indicado a continuación.
6.1.3.1
Calificación del procedimiento
La calificación del procedimiento se debe hacer en un ensamble de prueba que simule las condiciones que se utilizan
en la producción con respecto al patrón de los agujeros y tomando en cuenta las desviaciones indicadas:
-
900515
Rev
el espesor del espejo en la pieza de prueba debe ser tan grueso como el espejo de
producción pero no es necesario que sea mayor de 50 mm. Se debe contar con diez
uniones soldadas como mínimo,
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
26 de 69
-
el ensamble se debe examinar mediante el método de líquido penetrante que cumpla con
los requisitos del Código ASME Sec. V, Art. 6. El ensamble no debe tener grietas ni
porosidades,
-
después del examen, el ensamble debe ser seccionado longitudinalmente a través de cada
tubo. El espesor del ensamble se puede reducir a 13 mm para el seccionado,
-
las cuatro caras del tubo, expuestas por el corte, se deben pulir y atacar con el ácido
apropiado para después examinar visualmente que no tengan grietas,
-
la garganta de la soldadura, trayectoria mínima de fuga, no debe ser mayor de dos terceras
partes del espesor de pared especificado del tubo; la soldadura debe estar libre de grietas
en un examen visual con amplificación de 10X.
En caso de que se efectúen cualquiera de los cambios indicados más adelante, el procedimiento de soldadura
debe calificarse nuevamente por completo.
Se puede hacer cualquier cambio fuera de los enunciados, debiéndose corregir el procedimiento correspondiente.
6.1.3.2
Variables esenciales a los procesos de soldadura
-
un cambio de un proceso de soldadura a cualquier otro o de combinación de procesos de
soldadura,
-
un cambio en la clasificación del número P, del material del tubo según, el Código ASME
Sec. IX, Párrafo QW-422,
-
para cada material de tubo que no esté bajo el mismo grupo de número P, se requiere una
calificación por separado,
-
un cambio de número P del material base del espejo. El material base puede ser un material
homogéneo o un material revestido por forja o soldadura,
-
si la soldadura se realiza entre el tubo y el revestimiento, éste se considera como el material
base,
-
6.1.3.2.1
900515
en el caso de soldaduras de tubos o material base o de revestimiento, éste se considerará
como el material base o de revestimiento no clasificado bajo el mismo número P por lo tanto
se requiere de una calificación por separado.
Variables esenciales para soldadura por arco con electrodo de tungsteno (GTAW) y por arco con
alambre continuo protegido con gas (GMAW)
Rev
-
un cambio de la configuración del espejo en los agujeros, incluyendo la adición u omisión
de insertos metálicos preinstalados,
-
un cambio de tamaño o forma de los insertos metálicos preinstalados,
-
un cambio de un gas de cobertura a otro a una mezcla de gases de cobertura,
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.1.3.2.2
6.1.3.3
6.1.4
-
un cambio de más o menos 25 % o 30 I/h., lo que sea mayor, en el gasto del menor
componente en una mezcla de gases de cobertura,
-
la adición u omisión de metal de aportación en el proceso de soldadura de arco con
electrodo de tungsteno (GTAW),
-
un cambio en el diámetro nominal del metal de aportación.
Variables esenciales para soldadura con electrodo metálico protegido (SMAW)
-
un incremento en el diámetro del electrodo,
-
un cambio de número F o P a otro según el Código ASME Sec. IX, Párrafos QW-432 o
QW-422.
Cambios en el análisis del metal de aporte
-
un cambio de número A según QW-442 o de un número F según el Código ASME Sec. IX,
Párrafo QW-432 a cualquier otro número de los listados en las tablas, a excepción de cada
tipo AISI similar a los números A-7 o A-8 según el Código ASME Sec. IX, Párrafo QW-442,
los que requieren de calificación por separado,
-
para tubos que tengan un espesor de pared especificado menor o igual que 25 mm un
incremento o disminución del 10 % en el espesor de pared o diámetro especificados,
-
para espesores de la pared especificados mayores de 2,5 mm, sólo se requiere una prueba
de calificación,
-
la adición de otras posiciones de soldadura diferentes de las indicadas en el Código ASME
Sec. IX, Párrafo QW-461.1,
-
un cambio en el intervalo especificado de temperaturas de precalentamiento,
-
un cambio de la temperatura especificada del tratamiento térmico posterior a la soldadura,
-
un cambio de pasos múltiples a un sólo paso o viceversa.
Consideraciones generales para los procedimientos
Para los procedimientos incluidos en esta especificación se debe cumplir con lo establecido en la especificación
CFE DY700-16 y con lo siguiente:
a)
Antes de producir cualquier soldadura se debe preparar y calificar de acuerdo a la Especificación
de Procedimiento de Soldadura (EPS) indicado.
Las pruebas para calificar la Especificación de Procedimiento de Soldadura y sus resultados, se
deben anotar y certificar en la forma indicada Registro de Calificación de Procedimiento de
soldadura (RCP).
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Rev
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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Debe existir cuando menos un Registro de Calificación de Procedimiento (RCP) por cada
Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS).
La elaboración y calificación es de acuerdo con los requisitos de Comisión y la sección IX del
código ASME. Estos hacen referencia al procedimiento que deberá utilizarse para su calificación.
Las Especificaciones de Procedimiento de Soldadura (EPS), los Registros de Calificación de
Procedimiento (RCP) deben ser de acuerdo a la especificación CFE DY700-16 o a sus
equivalentes ( Código ASME Sec. IX, Párrafos QW-482 y QW-483).
Los requisitos de las pruebas de calificación de habilidad de soldadores y de operadores de
máquinas de soldar deben ser de acuerdo al Código ASME Sec. IX, Párrafo QW-484.
Para el caso de uniones de tubo a espejo se requieren seis tubos como mínimo en el conjunto
de prueba.
Cualquier soldador u operador de máquina de soldar que realice satisfactoriamente una prueba
de procedimiento se considera calificado.
Antes de iniciar la fabricación se debe calificar las muestras de soldadura de tubo a espejo.
Cuando las pruebas se realicen de acuerdo con ASTM-A262 párrafo 4 las probetas se deben
preparar utilizando las condiciones máximas de operación.
Las probetas para la prueba de doblez se deben tomar transversalmente a la soldadura y la raíz
de la misma debe quedar en el lado de tensión.
Para la prueba de corrosión intergranular se debe incluir el método de preparación de las
probetas, los aparatos empleados, la interpretación y clasificación de los resultados.
Cuando se tenga un recubrimiento de endurecimiento superficial se deben hacer del mismo
material y de la misma forma que ha de utilizarse.
La muestra de prueba de endurecimiento superficial debe ser de (25 x 50 x 130 mm) como
mínimo, con una capa endurecida, sobre un a superficie de (25 x 100 mm), como mínimo y con
un espesor de la capa endurecida, según lo indique la norma.
Se requieren los certificados de los materiales base de acero inoxidable austenítico utilizado en
la elaboración de soldaduras para pruebas de endurecimiento superficial.
Cuando las pruebas se realicen de acuerdo con ASTM-A262 la preparación de las probetas debe
ser de acuerdo al párrafo 4.
b)
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Cuando Comisión requiera los servicios de proveedores, éstos tienen que cumplir lo siguiente:
-
elaborar y enviar al LAPEM para aprobación sus procedimientos, especificaciones,
registros de calificación de procedimientos y de personal, según se indique en las bases
de licitación.
-
será responsable de la soldadura que realice el personal de su organización y de efectuar
las pruebas de calificación que se requieran,
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SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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c)
d)
-
cuando alguna muestra de mano de obra se haya aceptado no es necesario un nuevo envío
para un trabajo posterior a menos que se modifiquen las variables esenciales,
-
si la Comisión dio anteriormente su aprobación a un procedimiento o muestra de la mano
de obra, el proveedor lo debe hacer notar a fin de que se tome en cuenta.
En caso de que se tenga necesidad de efectuar soldaduras en campo, deberá observarse lo
siguiente:
-
todos los trabajos deben estar de acuerdo con los códigos ASME y ANSI, la calificación
de soldadores y operadores es responsabilidad de la Superintendencia de Construcción,
proveedor o contratista, según corresponda,
-
solamente podrán llevar a cabo las pruebas de calificación de procedimiento requeridas
por estos códigos, las personas autorizadas por Comisión,
-
cuando la calificación de un procedimiento y de un operador o ambos se efectúe conforme
al Código ASME Sec. IX, quedarán automáticamente calificados, bajo este código.
Para evitar que sea evadida la responsabilidad, cada soldadura debe cumplir con lo siguiente:
-
toda la soldadura de campo se debe efectuar por soldadores calificados utilizando la
Especificación de Procedimiento de Soldadura indicada,
-
para cada trabajo de soldadura en tubería debe estar de acuerdo a los formatos, que se
incluyen en esta especificación o los indicados en Código ASME Sec. IX,
-
el ingeniero de materiales de cada proyecto o el ingeniero de aseguramiento de calidad del
LAPEM proporcionará asistencia técnica cuando se requiera.
6.2
Procedimientos Específicos
6.2.1
Procedimientos de soldadura para aceros inoxidables ferríticos y martensíticos
Los procedimientos de soldadura se deben calificar de acuerdo con la especificación de aplicaciones de soldadura,
CFE DY700-16.
6.2.1.1
Material base
Los materiales base empleados deben estar de acuerdo con esta especificación y deben tener las características
químicas y mecánicas que se indican en los códigos ASME y ASTM.
Sólo pueden soldarse aquellos materiales base con números P que hace referencia la Especificación de Procedimiento
de Soldadura (EPS) correspondiente. Los números P de ASME o ASTM que están incluidos en esta especificación
son P-1, P-3, P-4, P-5, P-6, P-7, P-9A, P-9B, P-10, P-10C, P-10E, P-101, P-1 1A y P-1 1B.
Las excepciones que se hagan se indican en la especificación de procedimiento de soldadura (EPS) establecidas
en la especificación CFE DY700-16.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.2.1.2
Material de aporte
Los materiales de aportación que se utilicen, deben ajustarse a los requisitos de la Especificación de Procedimiento
de Soldadura (EPS) de esta norma, a las especificaciones correspondientes del proyecto, al Código ASME Sec. II,
Parte C y a lo indicado a continuación:
6.2.1.3
-
no deben utilizarse electrodos recubiertos que se encuentren húmedos o que tengan
dañado el recubrimiento,
-
el diámetro del material de aportación debe ser como lo indique la Especificación de
Procedimiento de Soldadura (EPS) correspondiente,
-
en la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS) aplicable se debe indicar el
tamaño nominal de inserto consumible,
-
el fundente utilizado debe ser como lo indica la Especificación de Procedimiento de
Soldadura (EPS).
Material de respaldo
En la Especificación de Procedimiento de Soldadura se deben indicar los materiales de respaldo que se deben
utilizar. En caso de que no se indique el material debe ser del mismo número P que el material base.
En caso de que tengan materiales base de diferente número P, el material de respaldo podrá ser de cualquiera de
ellos o como lo indique la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS).
En caso de que se tenga material de respaldo no consumible debe ser como se indica en la Especificación de
Procedimiento de Soldadura (EPS).
6.2.1.4
Material misceláneo
El electrodo para soldadura, que se utilice en el proceso de soldadura por arco con electrodo de tungsteno (GTAW),
debe ser un electrodo según AWS A5.12.
La geometría de la punta del electrodo para soldadura con máquina automática debe ser, esencialmente, como se
indica en la figura 3.
La composición, el gasto del gas de cobertura y el gas de respaldo (purga) deben ser conforme a lo indicado en la
Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS). Los gases deben ser inertes. Los cabezales de distribución
de gas de cobertura deben tener suficientes válvulas para permitir la purga, drenaje de las líneas para evitar que se
introduzca aire en ellos. El sistema debe drenarse o reemplazarse si existe acumulación de condensado en las líneas.
Todas las uniones del cabezal deben estar perfectamente apretadas para evitar la infiltración de aire.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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FIGURA 3 - Geometría recomendada de la punta del electrodo para soldadura con máquina
6.2.1.5
Preparación del metal base
En materiales que tienen 2,25 % de aleación y que requieran preparación de sus extremos para soldar manual o
automáticamente se permite el corte con soplete, para que posteriormente se esmerilen sus extremos a fin de limpiar
el metal.
El ángulo de biselado, el espaciamiento y otros detalles deben estar de acuerdo a la especificación de Comisión
CFE 0TUB0-34 Clasificación de Materiales para Tubería.
Antes del ensamble y de la soldadura la cara de la ranura y las superficies adyacentes se deben limpiar
completamente de grasa, aceite, herrumbre, suciedad, concreto, escama, etc. La limpieza se puede realizar
mediante limado, cardado, esmerilado o con solvente.
En el caso de que las superficies de la unión se hayan preparado con recubrimientos para su conservación, sólo se
requiere remover la grasa, aceite, suciedad, etc., con solvente o métodos mecánicos.
Las superficies de la unión a soldar deben examinarse visualmente por si existe humedad antes de la soldadura. Si
hay humedad, la superficie de la unión debe secarse mediante la aplicación de solventes aprobados, con la flama
de un soplete, con equipo de precalentamiento o mediante el uso de otros métodos de ingeniería aprobados por
Comisión.
Los solventes aprobados para su uso en la limpieza o secado son alcohol o acetona. Dichos solventes o sus vapores,
no se deben exponer a flama, arco eléctrico o puntos calientes.
6.2.1.6
Parámetros del proceso
Las variables del proceso deben ser las indicadas en la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS)
establecidos en la especificación CFE DY700-16. Los intervalos ahí indicados abarcan la mayoría de las
aplicaciones, sin embargo no deben considerarse como inflexibles, dado que existen circunstancias individuales que
pueden dar lugar a una operación fuera del intervalo recomendado.
Los requisitos especiales de soldadura con máquina automática en lo que se refiere a equipo de soldadura, es
indicado en la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS) correspondiente.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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Los intervalos de corriente, tensión y velocidad de avance se deben indicar en la Especificación de Procedimiento de
Soldadura (EPS) para materiales que han de someterse a prueba de impacto.
Para los revestimientos es obligatorio indicar el intervalo de los valores de corriente, tensión, polaridad y el tamaño
del electrodo en la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS).
6.2.1.7
Gas de protección
La purga de la parte posterior de las soldaduras, en caso de necesitaría, debe realizarse de acuerdo con la
Especificación de Procedimientos de Soldadura (EPS). En soldaduras de filete y embutidas no se requiere la purga
interna de gas. El gasto de la purga se puede aumentar sobre los valores indicados en la Especificación de
Procedimiento de Soldadura.
6.2.1.8
Recomendaciones generales
Ninguna soldadura debe realizarse cuando las superficies de las partes a soldar estén húmedas o cuando haya un
viento fuerte. El soldador o el operador y su trabajo deben estar protegidos en forma adecuada en condiciones de
lluvia o con mucho viento.
Se deben utilizar sujetadores, pinzas, grapas soldadas, puntos de soldadura u otros medios adecuados para alinear
apropiadamente la unión que se va a soldar. Los aditamentos que se suelden para hacer el ensamble, deben ser
similares en composición química que el material base.
El precalentamiento para la soldadura de los aditamentos se debe realizar de acuerdo a la Especificación de
Procedimiento de Soldadura (EPS). Los aditamentos se pueden quitar utilizando cualquier método apropiado, luego
se debe esmerilar a ras del material base. Cuando se utilice corte por medios térmicos para separarlos aditamentos
es necesario dejar 3 mm por lo menos de material que posteriormente se rebajará mediante esmerilado.
El área esmerilada debe ser examinada visualmente para detectar posibles defectos. Después de remover los
aditamentos debe someterse a las pruebas no destructivas indicadas en el Código ASME Sec. V. Cualquier defecto
que se encuentre se debe remover por esmerilado y si es necesario, se debe soldar de nuevo.
La soldadura que se realice de nuevo se debe efectuar bajo una Especificación de Procedimiento de Soldadura
calificada. Las varillas, alambre y electrodos desnudos así como los electrodos no consumibles (tungsteno) deben
estar libres de grasa, aceite y materias extrañas.
Las soldaduras por puntos deben hacerse de acuerdo con esta norma y si los puntos no se quitan sus extremos inicial
y final deben estar preparados en forma adecuada mediante esmerilado u otros medios apropiados para depositar
una soldadura final satisfactoria. Los puntos de soldadura que pasen a formar parte de la soldadura terminada deben
examinarse visualmente y los defectos se deben quitar. Los puntos de soldadura que sirvan para alinear a los insertos
consumibles no requieren precalentamiento.
En el caso de soldaduras de penetración completa, soldadas por ambos lados, el cordón de raíz del primer paso se
debe ranurar, cincelar, esmerilar o maquinar hasta alcanzar el metal sano antes de soldar por el segundo lado. Se
puede utilizar el ranurado por gas oxicombustible o el arco con carbón considerando las indicaciones del párrafo de
reparación de defectos. En la especificación de aplicación de soldadura CFE DY700-16 se estipula cualquier
excepción que se haga.
-
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la soldadura que se haga en materiales P3, P4 y P5 se puede interrumpir siempre y cuando
se haya depositado un espesor mínimo de 10 mm de soldadura o que se haya llenado el
25 % de la ranura de la soldadura, la que resulte mayor y que se deje enfriar lentamente
hasta la temperatura ambiente,
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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la soldadura que se efectúe en materiales P1, precalentados hasta 80 °C o más se puede
interrumpir siempre y cuando se haya depositado como mínimo un espesor de soldadura
de 6 mm o se haya llenado un 20 % de la ranura de soldadura, la que resulte mayor y que
la soldadura se deje enfriar lentamente hasta la temperatura ambiente,
-
si es necesario interrumpir la soldadura, por cualquier razón, antes de alcanzar los
espesores mínimos indicados anteriormente se debe dejar enfriar la soldadura lentamente
hasta la temperatura ambiente,
-
cuando se interrumpa la soldadura, es recomendable que las superficies de la misma se
sometan a un examen mediante los métodos de líquido penetrante, partícula magnética
o radiografía. Si es necesario una reparación, ésta debe hacerse como se ha indicado
anteriormente,
-
no se consideran interrupciones las operaciones tales como remoción de escoria,
almuerzo, cambios de turno y examen visual. El área de la soldadura se debe proteger
apropiadamente con aislamiento durante el almuerzo o los cambios de turno,
-
en general cada paso de soldadura se debe terminar antes de comenzar con el siguiente,
-
con el fin de mantener la alineación y corregir la distorsión, se permite que uno o más pasos
parciales se suelden sin terminar el anterior,
-
se pueden soldar pasos parciales para corregir condiciones de falta de llenado,
-
la soldadura se puede empezar en cualquier lugar. Se pueden utilizar técnicas de
progresión directa o de retroceso,
-
cada paso terminado de soldadura se debe limpiar con cincel, esmeril o cepillo de alambre
hasta que se encuentre libre de escoria, óxido, deposito de silicato u otros materiales
extraños, antes que se depositen los demás pasos,
-
cada paso debe estar libre de porosidad y de irregularidades excesivas, como puntos
sobresalientes o hendiduras profundas. Generalmente no se permite el martillado de las
soldaduras, sin embargo, se puede realizar en pasos intermedios de soldadura bajo la
dirección del supervisor. No se debe realizar el martillado en el paso de raíz, ni en el de
vista,
-
en el caso de la soldadura manual, el avance debe ser ascendente para las posiciones 3G,
5G y 6G, a menos que se indique otra cosa en la Especificación de Procedimiento de
Soldadura (EPS) correspondiente,
-
para soldadura manual en la posición 2G el metal de soldadura se debe depositar utilizando
la técnica de pasos longitudinales. La soldadura manual o automática deben avanzar
continuamente alrededor del tubo,
-
en el caso de soldadura manual, el ancho, la frecuencia y los intervalos de oscilación
deben producir una fusión, completa en cada paso así como una penetración apropiada
debiendo ser congruentes con la corriente, la tensión y la velocidad del recorrido que se
indique en la Especificación del Procedimiento de Soldadura (EPS),
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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los siguientes requisitos se aplican a la Especificación de Procedimiento de Soldadura que
se utilice en el proceso de soldadura por arco con electrodo de tungsteno (GTAW) manual
o automático:
.
en el caso de tubería cuyo diámetro nominal sea igual o mayor de 50 mm, los puntos
de soldadura deben tener de 13 a 25 mm de longitud, a menos que se use un inserto
consumible; en ese caso los puntos deben ser como se indica en las figuras 4 y 5,
.
para tubería cuyo diámetro nominal sea menor de 50 mm, se recomienda efectuar la
soldadura de puntos mediante el proceso de soldadura por arco con electrodo de
tungsteno (GTAW).
.
cuando resulte práctico, el paso de raíz se debe comenzar en un punto de soldadura;
sin embargo para tubería que utilice insertos consumibles, el paso de raíz no debe
comenzar en los puntos de soldadura donde se unen los extremos en un inserto
dividido,
.
cuando sea práctico, los cordones de soldadura se deben comenzar y terminar con
un traslape de 25 mm en todos los pasos. Si se debe terminar el paso de raíz en la
ranura abierta, el maneral se debe regresar 25 mm antes de reanudar la soldadura,
.
Ias técnicas de vaivén, oscilación o cordones longitudinales se deben hacer como
lo indica la Especificación de Procedimientos de Soldadura (EPS),
.
cada paso de soldadura se debe examinar visualmente para detectar grietas o
irregularidades. Las grietas que se encuentren deben removerse mediante esmerilado
antes de depositar los cordones subsecuentes,
.
Ios defectos tales como hendiduras, se deben esmerilar lo suficiente, para que haya
una fusión adecuada de los cordones subsecuentes.
Los insertos deben introducirse 1,5 mm, aproximadamente, en todo del derredor del tubo. Para la posición 5G, el
inserto puede estar descentrado hacia arriba como se muestra, en la figura 4.
FIGURA 4 - Posición de los insertos
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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M- Al alinear concéntricamente, se permite una diferencia uniforme de 1 mm alrededor de la unión. cuando estén
descentrados, el desalineamiento máximo, en cualquier punto de la unión, no debe ser mayor de 2,5 mm de acuerdo
al Código ASME Sec. II y para el caso de tubería de acuerdo a la norma ASME B31.1 substituir 1,5 mm por 1 mm.
Sujétese el inserto consumible al extremo del primer tubo, como se muestra en el esquema anterior. Suéldese el
inserto en su lugar mediante pequeños puntos de soldadura distantes 80 mm entre sí, aproximadamente, alrededor
de la circunferencia.
Preséntese el segundo tubo, respetando las tolerancias permisibles de desalineación y espaciamiento de la unión,
suéldese al inserto de la misma manera que en el paso 1.
Emplear soldadura por puntos en el inserto, a ambos lados de la unión, en los espacios que quedaron entre los puntos
hechos en los pasos 1 y 2. Los centros de los puntos deben tener una distancia, entre sí, de 40 mm aproximadamente.
Todos los puntos de soldadura deben depositarse manualmente, utilizando el proceso de soldadura por arco con
electrodo de tungsteno. Es aceptable un desalineamiento del inserto de hasta 2,5 mm.
FIGURA 5 - Recomendaciones para la instalación de los insertos consumibles
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.2.1.9
Reparación de defectos
a)
Las grietas y otros defectos detectados durante la soldadura se deben remover mediante
esmerilado, cincelado o maquinado. Posteriormente se deben examinar de acuerdo al Código
ASME Sec. V.
El ranurado con gas oxicombustible (ranurado con soplete) sólo se puede utilizar en materiales
P-1 (acero al carbón).
El ranurado con arco de carbón y aire se puede utilizar siempre y cuando el aire adyacente se
precaliente, según se indica en la tabla 1.
b)
El área ranurada se debe esmerilar hasta alcanzar el metal brillante y limpio. Después de la
eliminación de las grietas, que no contengan cráteres, el área debe someterse a pruebas de
líquidos penetrantes o de partículas magnéticas, para determinar si en realidad, se ha eliminado
el defecto. Para otros defectos, incluyendo grietas con cráter, el área se debe examinar
visualmente para determinar si se han removido los defectos.
c)
Después de que se termine la soldadura se deben examinar los defectos, de acuerdo al criterio
indicado en el Código ASME Sec. V, detectados mediante las técnicas de examen indicadas en
la especificación correspondiente.
d)
Si se requiere alguna reparación se debe realizar en la secuencia siguiente:
-
6.2.1.10
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la cavidad de la reparación se debe preparar mediante uno de los métodos siguientes:
ranurado con arco de carbón o con gas oxi-combustible, cincelado, esmerilado, limado y
maquinado.
e)
El método de preparación debe dejar en la cavidad, una superficie tersa, libre de irregularidades
que pudieran formar escoria o falta de fusión. El acabado de la cavidad se debe realizar mediante
esmerilado, limado o maquinado hasta alcanzar el metal brillante y limpio.
f)
Las superficies deben estar limpias antes de soldarlas. La suciedad, aceite o grasa, se deben
remover frotando la superficie con un paño limpio y un solvente tal como acetona o alcohol.
g)
La reparación de soldadura debe basarse en una Especificación de Procedimiento de Soldadura
(EPS).
h)
Las pruebas no destructivas en la reparación deben ser las mismas que aquellas requeridas para
la soldadura original.
Temperatura de precalentamiento y entre pasos (TP y EP)
a)
Durante toda la soldadura se deben mantener la temperatura de precalentamiento especificado
en la tabla 1. Si la operación de soldadura se interrumpe, la unión a soldar se debe calentar hasta
la temperatura de precalentamiento requerida antes de que la soldadura se reanude.
b)
No se requiere el precalentamiento para la soldadura de puntos de los insertos consumibles.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.2.1.11
c)
El precalentamiento se puede llevar a cabo mediante el uso de resistencia eléctrica, unidades de
inducción, soplete de oxi-combustible u otros métodos que proporcionen un calentamiento
uniforme en toda el área a precalentar.
d)
Se deben tomar las precauciones necesarias para evitar daños al equipo de soldadura,
incluyendo las fuentes de energía, los controles y las líneas de servicio, cuando se utilice el
calentamiento o precalentamiento con flama.
e)
Todas las líneas de servicio deben estar protegidas adecuadamente para evitarles daños
ocasionados por contacto con las superficies calientes.
f)
Cuando la temperatura del medio ambiente alrededor de la soldadura está dentro del intervalo
de 10 a 65 °C y si la temperatura mínima de precalentamiento especificada está en el mismo
intervalo, no es necesario que se verifique que la temperatura del metal sea la mínima
especificada.
g)
En el caso de temperaturas ambientales menores de 10 °C se pueden utilizar pirómetros de
contacto para verificar que la temperatura del metal no es menor que la temperatura mínima de
precalentamiento especificada.
h)
Con el fin de evitar la medición de la temperatura del metal, la unión se puede precalentar hasta
que esté caliente al tacto.
i)
Para temperaturas de precalentamiento especificadas mayores de 65 °C se debe verificar el
precalentamiento mediante el uso de crayones indicadores de temperatura o de pirómetros a una
distancia de 25 a 50 mm de los extremos biselados.
Tratamiento térmico posterior a la soldadura
Los requisitos de tratamiento térmico posterior a la soldadura deben ser los indicados en el capítulo correspondiente
o como se indique en la especificación del proyecto.
6.2.1.12
Calificación de soldador y operador de máquina de soldar
Los soldadores u operadores de máquinas de soldar se deben calificar de acuerdo al Código ASME Sec. IX.
6.2.1.13
Requisitos de calibración
El equipo utilizado para la soldadura de arco con electrodo de tungsteno manual o automático, se debe calibrar de
acuerdo con los procedimientos citados en el manual de mantenimiento indicado por el proveedor del equipo. La
calibración debe incluir la verificación de todos los ajustes de interruptores y controles.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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TABLA 1 - Temperatura mínima de precalentamiento
Temperaturas mínimas que se deben mantener durante toda soldadura, corte o ranurado por medios térmicos (Notas
4, 5, 6 y 7).
Número P
Para soldadura (°C)
Para corte y ranurado (°C)
Notas
1
10
10
1
3
121
10
-
4
191
121
2
5
232
121
2
6
204
121
-
7
10
10
-
9
-
-
3
10
-
-
3
11
-
-
3
NOTAS:
1
En la soldadura de materiales de acero al carbón (P-1), el precalentamiento debe hacerse a una temperatura de 93 °C, como
mínimo en los siguientes casos:
1.1
Soldadura por arco con electrodo metálico protegido (SMAW) en que se utilicen electrodos que no son de bajo
contenido de hidrógeno:
a)
b)
1.2
Para materiales que tengan un contenido permisible de carbono especificado mayor de 0,30 %,
cuando su espesor en la unión sea mayor de 19 mm.
Para espesores mayores de 38 mm.
Soldadura por arco con electrodo metálico protegido (SMAW) cuando se utilicen electrodos de bajo
contenido de hidrógenos; soldadura por arco con electrodo de tungsteno (GTAW); soldadura por arco
con alambre continuo protegido con gas (GMAW) y soldadura por arco sumergido (SAW):
a)
b)
Para materiales que tengan un contenido permisible especificado de carbono mayor de 0,30 %
cuando su espesor sea mayor de 25 mm.
Para espesores mayores de 50 mm.
2
En caso de que sea necesario un paso de raíz con soldadura por arco con electrodo de tungsteno con gas (GTAW), se puede
hacer precalentado a una temperatura de 121 °C como mínimo
3
En la especificación de Procedimiento de soldadura se deben establecer los requisitos de precalentamiento para los números
P9, P10 y P11.
4
No se requiere precalentamiento para la soldadura de puntos de insertos consumibles.
5
En algunas ocasiones, se puede necesitar aumentar el precalentamiento para evitar el tratamiento térmico posterior a la
soldadura.
6
No se requiere precalentamiento al cortar aditamentos temporales, cuando a esta operación prosiga un esmerilado
a ras de la superficie que soporta la presión.
7
Es recomendable un precalentamiento uniforme alrededor del tubo cuando se eliminen defectos mediante corte o ranurado.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.2.2
Procedimiento de soldadura para aceros inoxidables austeníticos
Cada Especificación de Procedimientos de Soldadura (EPS) se debe calificar de acuerdo con el Código ASME
Sec.IX, a menos que se indique lo contrario.
Cada Especificación de Procedimiento se Soldadura (EPS) debe estar de acuerdo a los formatos indicados al final
de esta especificación o los indicados en el Código ASME Sec. IX.
Los procesos de soldadura se deben efectuar como se indica en la Especificación de Procedimiento de Soldadura
(EPS) y lo establecido en la especificación CFE DY700-16 para lo correspondiente a soldadura de aceros inoxidables
austeníticos y aleaciones a base de niquel.
6.2.2.1
Material base
Los materiales base empleados deben estar de acuerdo con esta norma y deben tener las características, química
y mecánicas, que se especifican en los códigos ASME y ASTM.
Sólo pueden soldarse aquellos materiales base con números P que hace referencia la Especificación de Procedimiento
de Soldadura correspondiente. Los números P de ASME que están incluidos: P-8, P-42, P-43, P-44 y P-45.
Las excepciones que se hagan se indican en la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS).
Los materiales base que han sido galvanizados o recubiertos con pintura a base de zinc no deben ser soldados a
aceros inoxidables austeníticos o materiales a base de níquel. Estas soldaduras no están permitidas aún cuando el
galvanizado o la pintura a base de zinc sea removida por medios mecánicos o químicos.
No deben aplicarse materiales extraños tales como crayones, gis, tinta o soluciones de limpieza a aleaciones a base
de níquel o aceros inoxidables.
6.2.2.2
Material de aporte
Los materiales de aporte que se utilicen deben cumplir con los requisitos de esta especificación y de la especificación
CFE DY700-16 y con lo indicado en el Código ASME Sec. II, Parte C y a lo siguiente:
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Rev
-
no deben utilizarse electrodos recubiertos que se encuentren húmedos o que tengan
dañado el recubrimiento,
-
el diámetro del material de aportación debe ser como lo indique la Especificación de
Procedimiento de Soldadura correspondiente,
-
en la Especificación de Procedimientos de Soldadura aplicables se debe indicar el tamaño
nominal del inserto consumible,
-
en la tabla 2 se indican los materiales de aportación que deben utilizarse en la soldadura
de acero inoxidable austenítico.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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TABLA 2 - Materiales de aportación en soldadura de acero inoxidable austenítico
Material de aportación (1y2)
Temperatura de diseño menor o
igual a 427 °C
Metal base
(1)
forjado colado
Temperatura de diseño mayor de
427 °C
Alambre
desnudo
(3)
Electrodo
recubierto
(4)
Alambre
desnudo
(4)
Electrodo
recubierto
(4)
ER 308 L
E 308 L
-----
-----
ER 308 L
E 308 L
ER 308
E 308
ER 308 L
E 308 L
-----
-----
ER 308 L
E 308 L
ER 316
E 316
ER 308 L
E 308 L
ER 321/347
E 347
ER 308 L
E 308 L
ER 347
E 347
ER 308 L
E 308 L
ER 348
E 348
304L, CF3, CF3A
304 CF8, CF8A
316L CF3M,
CF3MA
316 CF8M
321
347 CF8C
348
NOTAS:
1
Los metales de aportación para aceros inoxidables austeníticos y aleaciones a base de níquel pueden ser las indicadas en
la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS).
2
El metal de aportación que se utilice debe ser el asignado a los materiales base que se indican en la Especificación de
Procedimiento de Soldadura (EPS).
3
El metal de aportación para aplicaciones a temperaturas menores o iguales a 427 °C se debe adquirir con un contenido de
ferrita de 8 % a 25 % determinado mediante el uso de la figura 1 o el uso de medidores de ferrita.
4
El metal de aporte para aplicaciones a temperaturas mayores de 427 °C debe adquirirse con un contenido de ferrita.
6.2.2.3
Material de respaldo
En la especificación de procedimiento de soldadura se deben indicar los materiales de respaldo que se deben utilizar.
En caso que no se indique el material debe ser del mismo número P que el material base.
En caso que se tengan materiales base de diferente número P, el material de respaldo podrá ser de cualquiera de
ellos o como lo indique la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS).
6.2.2.4
Material misceláneo
El electrodo para soldadura que se utilizará en el proceso de soldadura por arco con electrodo de tungsteno (GTAW)
debe ser un electrodo según AWS A5.12.
La geometría de la punta del electrodo para soldadura con máquina automática debe ser esencialmente como se
indica en la figura 3.
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SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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La composición y el gasto de gas de cobertura y el gas de respaldo (purga) deben ser conforme a lo indicado en la
Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS). Los gases deben ser inertes. Los cabezales de distribución de
gas de cobertura deben tener suficientes válvulas para permitir la purga, y drenaje de las líneas para evitar que se
introduzca aire en ellos. El sistema debe drenarse o reemplazarse si existe acumulación de condensado en las líneas.
Todas las uniones del cabezal deben estar perfectamente apretadas para evitar la infiltración de aire.
6.2.2.5
Preparación del metal base
Los métodos permitidos en la preparación final de los extremos de la unión son: maquinado, esmerilado y corte con
plasma. Las superficies de los extremos a soldar cortados con plasma se deben maquinar, limar o esmerilar con el
fin de limpiar el metal.
El ángulo de biselado, el espaciamiento y otros detalles deben estar de acuerdo a la especificación
CFE 0TUB0-34. Si dicha especificación no contiene los dibujos, Ios detalles de preparación deben ajustarse a las
figuras 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 12 de esta especificación para soldadura manual o automática. En la figura 7 se muestran
las modificaciones permitidas para la preparación de extremos a soldar, mientras que la figura 11 ilustra los detalles
de una unión de embutir.
Las herramientas que se utilicen en la fabricación e instalación deben estar libres de aceite, grasa y otros
contaminantes
El esmerilado debe hacerse con ruedas de esmeril de óxido de aluminio o de carburo de silicio nuevas o que se hayan
utilizado anteriormente en aleaciones a base de níquel o en aceros inoxidables austeníticos.
El cepillado a mano o el cardado se debe llevar a cabo con cepillos de acero inoxidable nuevos o bien que se hayan
utilizado anteriormente en aleaciones a base de níquel o en aceros inoxidables austeníticos.
El método de preparación del metal base que se haya utilizado debe dejarlos extremos a soldar con superficies tersas
y libres de muescas u otras irregularidades que puedan causar falta de fusión o que puedan formar escoria.
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Rev
-
antes de soldar la cara de la ranura y las superficies adyacentes deben limpiarse de grasa,
aceite, suciedad, concreto, escama de molino, etc., la limpieza se puede realizar mediante
limado, cardado, esmerilado o con solventes aprobados,
-
las superficies de la unión a soldar se deben examinar visualmente por si existe humedad
antes de la soldadura. Si la humedad esta presente, la superficie de la unión debe secarse
mediante la aplicación de solventes aprobados, o con la flama de un soplete,
-
los solventes aprobados para su uso en la limpieza o secado, son alcohol o acetona.
Dichos solventes o sus vapores no se deben exponer a flamas. arcos o puntos calientes.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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NOTAS:
1
La esquina superior puede limarse hasta obtener un bisel de 1 mm aproximadamente. La raíz puede modificarse
como se muestra en la figura 7.
2
Véase la figura 7 para las modificaciones permitidas sólo para pasos de raíz con soldadura por arco con electrodo de
tungsteno.
3
Las capas de soldadura son sólo ilustrativas. Los detalles exactos dependerán del tamaño del electrodo utilizado y del
espesor del material.
FIGURA 6 - Biselado de tubería para soldadura de raíz y a tope por arco con electrodo de tungsteno
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ESPECIFICACIÓN
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NOTA:
Las raíces de los biseles se pueden modificar y la raíz más alta se puede rebajar mediante limado o esmerilado para darle
un espesor congruente. Este esmerilado o limado no tiene la pendiente existente, sino que puede ser hecho como se
muestra en los dibujos. Esta modificación también se permite para biselar tubería en la que sea impráctico el maquinado
de una raíz más alta.
FIGURA 7 - Modificaciones permitidas en la preparación de los extremos a soldar
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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NOTAS:
1
La dimensión C del diámetro interior maquinado se determina de la siguiente manera: (dimensiones en mm). ASME B16.25
C = A -1,0414 -1,75 t nom (para tubería de pared nominal)
C = A -1,0414 - 2 t min (para tubería de pared mínima)
Donde: A = DE nominal de la tubería, C = Dl (φ interior) del tubo maquinado o ensanchado.
t nom = espesor nominal de pared del tubo.
t min = espesor mínimo de pared del tubo.
2
No deben utilizarse valores de C que den como resultado el que se adelgace la pared el tubo por debajo del espesor mínimo
requerido.
3
Cuando la tubería se une concéntricamente, se debe tener una diferencia uniforme entre los radios interiores no mayor de
1 mm alrededor de la unión; cuando la tubería se une en forma descentrada, el desalineamiento máximo, en cualquier punto
de la unión, no debe ser mayor de 2,5 mm de acuerdo al Código ASME Sec. III, (para tubería bajo la jurisdicción de ASME
B31.1 substituir 1 mm por 1,5 mm).
4
Las preparaciones del tipo I y tipo ll se pueden utilizar también para dar manualmente el paso de raíz. Nótese que son
esencialmente Iguales a las que se muestran en la figura 6.
FIGURA 8 - Biselado de tubería para soldadura a máquina o automática en soldadura por arco con
electrodo de tungsteno protegido con gas
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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NOTA:
1
Los pasos de soldadura son solo ilustrativos
Los detalles exactos dependen del tamaño del electrodo utilizado y del espesor del material
FIGURA 9 - Detalles típicos de biselado de tubería y pasos para soldadura por arco con electrodo de
tungsteno protegido con gas
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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NOTAS:
1
En el caso de uniones de penetración completa soldadas por ambos lados, se debe ranurar, cincelar o esmerilar la
raíz de la primera soldadura hasta alcanzar el metal sano, antes de soldar por el segundo lado.
2
Los detalles de la soldadura sólo son ilustrativos. Los detalles exactos dependerán de las condiciones de ensamble en
campo, tamaño del electrodo utilizado y espesor del material.
FIGURA 10 - Detalles típicos de biselado y de pasos para placas
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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t
X min
C x Min
G
=
=
=
=
Espesor nominal de pared del tubo.
1,4 T o el espesor del tubo, el que sea menor, pero no menos de 3 mm.
1,09 T, pero no menos de 3 mm.
1 mm aproximadamente, antes de soldar.
1
La tubería con diámetro nominal mayor de 25 mm requiere dos pasos de soldadura, como mínimo. Se puede
utilizar el proceso de soldadura por arco con electrodo de tungsteno o la soldadura por arco con electrodo
metálico recubierto.
2
En el caso de tubería con diámetro nominal menor o igual a 25 mm, se puede utilizar el proceso de soldadura
por arco con electrodo de tungsteno y se permite un sólo paso de soldadura. Se puede utilizar el proceso de
soldadura por arco con electrodo metálico recubierto, siempre y cuando se depositen dos pasos de soldadura
como mínimo.
3
Las soldaduras de filete y tipo inserto soldable no requieren de purga interna de gas, a menos que se indique
lo contrario en la Especificación de Procedimiento de Soldadura correspondiente.
4
Se deben seguir los siguientes pasos para verificar el claro sobre el tubo:
4.1
Trace una línea sobre la superficie exterior de la conexión a una distancia igual a la que hay de
la cara de la conexión al fondo del tubo.
4.2
Trace una línea en el tubo a 50 mm u otra distancia ( Y ) predeterminada, del extremo del tubo.
4.3
Después de la conexión y de la soldadura, verifique que la distancia entre los brazos sea mayor
de 50 mm pero menor de 54 mm, o bien, que sea mayor que Y + 3 mm, la que sea aplicable.
FIGURA 11 - Detalles de uniones de embutir y soldar
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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NOTAS:
1
La separación entre extremos del anillo (Detalle A) no debe ser mayor de 3 mm. La unión ha de soldarse por fusión completa
cuando así lo requieran las especificaciones del proyecto, o cuando se vaya a radiografiar la unión.
La unión se podrá efectuar con puntos de soldadura cuando no se requiera fusión completa o cuando la tubería no se vaya
a radiografiar.
2
Los puntos de soldadura en la raíz, como lo muestra la sección AA, no es un requisito, pero se puede utilizar como opción
en campo.
FIGURA 12 - Soldadura con anillo de respaldo dividido
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.2.2.6
Parámetros del proceso
Las variables involucradas del proceso deben ser aquellas indicadas en la Especificación de Procedimiento de
Soldadura (EPS) correspondiente. Los valores ahí indicados abarcan la mayoría de las aplicaciones sin embargo,
no deben considerarse como inflexibles, dado que existen circunstancias individuales que pueden dar lugar a una
operación fuera del intervalo recomendado .
Los requisitos especiales de soldadura manual o automática en lo que se refiere a equipo de soldadura, se indica
en la Especificación de Procedimiento de Soldadura correspondiente.
Los valores de corriente. tensión y velocidad de avance, se deben indicar a detalle en la Especificación del
Procedimiento de Soldadura para materiales que han de someterse a pruebas de impacto.
Para los revestimientos es obligatorio, indicar los valores de corriente, tensión, polaridad y tamaño del electrodo en
la Especificación del Procedimiento de Soldadura.
6.2.2.7
Gas de protección
La purga de la parte posterior de las soldaduras, en caso de necesitarla, debe realizarse de acuerdo con la
Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS).
6.2.2.8
Recomendaciones generales
Ninguna soldadura debe realizarse cuando las superficies de las partes a soldar estén húmedas o cuando haya un
viento fuerte. El soldador o el operador y su trabajo deben estar protegidos en forma adecuada en condiciones de
lluvia o con mucho viento.
Se debe utilizar sujetadores, pinzas, grapas soldadas, puntos de soldadura u otros medios adecuados para alinear
apropiadamente la unión que se va a soldar. Los aditamentos que se suelden para hacer el ensamble deben ser
similares en composición química que el material base.
Los aditamentos se pueden quitar utilizando cualquier método apropiado, luego se debe esmerilar al ras del material
base. Cuando se utilice corte por medios térmicos para separar los aditamentos es necesario dejar 3 mm por lo menos
de material que posteriormente se rebajará mediante esmerilado.
El área esmerilada debe ser examinada visualmente para detectar posibles defectos. Después de remover los
aditamentos debe someterse a las pruebas no destructivas indicadas en el Código ASME Sec. V. Cualquier defecto
que se encuentre se debe remover por esmerilado y si es necesario se soldará de nuevo.
La soldadura que se realice de nuevo se debe efectuar bajo una Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS),
y su respectivo Registro de Calificación de Procedimiento (RCP) indicados en la especificación CFE DY700-16.
Las varillas, alambre y electrodos desnudos, así como los electrodos no consumibles (tungsteno) deben estar libres
de grasa, aceite y materias extrañas.
Las soldaduras por puntos deben hacerse de acuerdo con esta especificación y si los puntos no se quitan, sus
extremos inicial y final deben estar preparados, en forma adecuada, mediante esmerilado u otros medios apropiados
para depositar una soldadura final satisfactoria. Los puntos de soldadura que pasen a formar parte de la soldadura
terminada deben examinarse visualmente y los efectos se deben quitar.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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En el caso de soldaduras de penetración completa, soldadas por ambos lados, el cordón de raíz del primer paso se
debe ranurar, cincelar, esmerilar o maquinar hasta alcanzar el metal sano antes de soldar por el segundo lado.
En general cada paso de soldadura se debe terminar antes de comenzar con el siguiente. Con el fin de mantener
la alineación y corregir la distorsión, se permite que uno o más pasos parciales se suelden sin terminar el anterior.
Se pueden soldar pasos parciales para corregir condiciones de falla de relleno.
La soldadura se puede empezar en cualquier lugar. Se puede utilizar ya sea técnicas de progresión directa o de
retroceso.
Cada paso terminado de soldadura se debe limpiar con cincel, esmeril o cepillo de alambre hasta que se encuentre
libre de escoria, óxido, depósito de silicato u otros materiales extraños, antes que se depositen los demás pasos.
Cada paso debe estar libre de porosidad y de irregularidades excesivas, como puntos sobresalientes o hendiduras
profundas. Generalmente no se permite el martillado de las soldaduras, sin embargo, se puede realizar en pasos
intermedios de soldadura bajo la dirección del supervisor. No se debe realizar el martillado en el paso de raíz ni en
el de vista.
En el caso de soldadura manual, el avance debe ser ascendente para los posiciones: 3G, 5G y 6G a menos que se
indique otra cosa en la Especificación de Procedimiento de Soldadura correspondiente.
Para la soldadura manual en la posición 2G el metal de soldadura se debe depositar utilizando la técnica de pasos
longitudinales. La soldadura manual o automática debe avanzar continuamente alrededor del tubo.
En el caso de soldadura manual, el ancho, la frecuencia y los intervalos de oscilación deben producir una fusión
completa en cada paso, así como una penetración apropiada, debiendo ser congruentes con la corriente, la tensión
y la velocidad del recorrido que se indique en la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS).
Los requisitos adicionales de este párrafo se aplican a la Especificación de Procedimientos de Soldadura (EPS) que
se utilice en el proceso de soldadura por arco con electrodo de tungsteno (GTAW) manual o automático.
En el caso de tubería cuyo diámetro nominal sea igual o mayor de 50 mm los puntos de soldadura deben tener de
13 a 25 mm de longitud a menos que se use un inserto consumible, en ese caso los puntos serán como se indica
en la figura 4.
Para tubería cuyo diámetro nominal sea menor de 50 mm, se recomienda efectuar la soldadura de puntos mediante
el proceso de soldadura por arco con electrodo de tungsteno (GTAW).
Cuando resulte práctico el paso de raíz se debe comenzar en un punto de soldadura, sin embargo para tubería que
utilice insertos consumibles, el paso de raíz no debe comenzar en los puntos de soldadura donde se unen los
extremos en un inserto dividido.
Cuando sea práctico, los cordones de soldadura se deben comenzar y terminar con un traslape de 25 mm en todos
los pasos. Si se debe terminar el paso de raíz en la ranura abierta, el maneral se debe regresar 25 mm antes de
reanudar la soldadura.
Las técnicas de vaivén, oscilación o cordones longitudinales se deben hacer como lo indica la Especificación de
Procedimiento de Soldadura (EPS).
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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Cada paso de soldadura se debe examinar visualmente para detectar grietas o irregularidades. Las grietas que se
encuentren deben removerse mediante esmerilado antes de depositar los cordones subsecuentes.
Los defectos tales como hendiduras se deben esmerilar lo suficiente para que haya una fusión adecuada de los
cordones subsecuentes.
6.2.2.9
6.2.2.10
Reparación de defectos
a)
Las grietas y otros defectos detectados durante la soldadura se deben remover mediante
esmerilado, cincelado o maquinado. Posteriormente se deben examinar de acuerdo al Código
ASME Sec. V.
b)
El área ranurada se debe esmerilar hasta alcanzar el metal brillante y limpio cuando se utilice el
ranurado con arco de carbono. Después de la eliminación de grietas que no contengan cráteres,
el área debe someterse a pruebas de líquidos penetrantes o de partículas magnéticas para
determinar si en realidad se ha eliminado el defecto. Para otros defectos incluyendo grietas con
cráter, el área se debe examinar visualmente para determinar si se han removido los defectos.
c)
Después de que se termine la soldadura se deben examinar los defectos, de acuerdo al criterio
indicado en el código ASME B31.1 Sección V, detectados mediante las técnicas de examen
indicadas.
d)
Si se requiere alguna reparación se debe realizar con la secuencia siguiente:
la cavidad de la reparación se debe preparar mediante el método de ranurado con arco de
carbón,
-
el método de preparación debe dejar en la cavidad, una superficie tersa, libre de
irregularidades que pudieran formar escoria o falta de fusión. El acabado de la cavidad se
debe realizar mediante esmerilado, limado o maquinado hasta alcanzar el metal brillante
y limpio,
-
las superficies deben estar limpias antes de soldarlas. La suciedad, aceite o grasa se
deben remover frotando la superficie con un paño limpio y un solvente tal como acetona
o alcohol,
-
la soldadura de reparación debe basarse en la Especificación de Procedimiento de
Soldadura,
-
las pruebas no destructivas de la reparación deben ser las mismas que aquellas indicadas
para la soldadura original.
Temperatura de precalentamiento y entre pasos (TP y EP)
a)
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-
Rev
Durante toda la soldadura se debe mantener la temperatura de precalentamiento descrito en la
(EPS). Si la operación de soldadura se interrumpe, la unión a soldar se debe calentar hasta la
temperatura de precalentamiento requerido antes de reanudar la soldadura.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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b)
Todos los materiales indicados en este capítulo se deben precalentar hasta una temperatura de
10 °C como mínimo.
c)
Asimismo, la temperatura máxima entre pasos, para dichos materiales debe ser de 177 °C.
d)
La temperatura entre pasos se debe verificar mediante crayones indicadores de temperatura o
pirómetros aplicados fuera de la unión a soldar pero cerca del área de la soldadura.
Los crayones deben servir para los intervalos de temperatura indicados a continuación:
Temperatura
0
67
94
122
150
178
°C
-
66
93
121
149
177
204
NOTA:
Los crayones Indicadores de temperatura no deben tener plomo en su composición
6.2.2.11
Tratamiento térmico posterior a la soldadura
Generalmente no se requiere tratamiento térmico posterior a la soldadura. Sin embargo, cuando sea necesario debe
realizarse como se indique en la Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS).
En esta especificación no se establece ningún tratamiento térmico a la soldadura para aceros inoxidables
austeníticos ni para aleaciones a base de níquel. En caso de que se requiera se debe llevar a cabo según se indique
en ASME B31.1.
6.2.2.12
Calificación de soldador u operador de máquina de soldar
Los soldadores u operadores de máquinas de soldar se deben calificar de acuerdo al Código ASME Sec. IX.
6.2.2.13
Requisitos de calibración
El equipo utilizado para la soldadura de arco con electrodo de tungsteno manual o automática, se debe calibrar de
acuerdo con los procedimientos citados en el manual de mantenimiento indicado por el proveedor del equipo. La
calibración debe incluir la verificación de todos los ajustes de interruptores y controles.
6.2.3
Procedimiento de soldadura fuerte o con latón (Brazing)
Este procedimiento se debe utilizar de acuerdo con lo indicado en la especificación de aplicación de soldadura
CFE DY700-16 fuerte para la unión de materiales no ferrosos. BPS P107 - X101.
Cada Especificación de Procedimiento de Soldadura (EPS) fuerte se califica de acuerdo con RCP CFE 1001 y lo
indicado en Código ASME Sec. IX.
El proceso de soldadura se debe indicar con detalles en la Especificación de Procedimiento de Soldadura Fuerte.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.2.3.1
Material base
Se deben utilizar los materiales indicados en la Especificación de Procedimiento de Soldadura respectivo y en la
Especificación CFE DY700-16.
6.2.3.2
Material de aporte
Los materiales de aportación que se utilicen en la soldadura fuerte deben ser los indicados en la Especificación de
Procedimientos de Soldadura (EPS) Fuerte. Así mismo se debe cumplir con el Código ASME Secc. II, Parte C.
6.2.3.3
Preparación del metal base y fundente
a)
El tubo se debe cortar a escuadra a la longitud requerida.
b)
Se deben quitar las rebabas con un escariador o con una lima media caña.
c)
El extremo del tubo se debe insertar en el accesorio asegurándose que ajuste adecuadamente.
La diferencia en diámetros no debe ser mayor de 0,25 mm según se indica en la figura 13.
d)
El claro debe ser uniforme en toda la circunferencia; para lo cual se deberá repasar el tubo o
conexión con una herramienta de expansión cuando sea necesario.
e)
Se debe trazar una línea en el tubo a una distancia del extremo igual a la profundidad del casquillo
del accesorio más 2,5 mm.
Esta línea sirve para verificar que el tubo se ha introducido totalmente cuando se ha ensamblado
en el accesorio.
f)
Las superficies que se vayan a soldar se deben limpiar de aceite, grasa y óxidos, frotándolas con
trapo limpio y un solvente adecuado, como acetona, después se debe pulir con un paño abrasivo.
No se deben tocar las superficies después de haberlas limpiado.
g)
6.2.3.4
Cuando la Especificación de Procedimiento se Soldadura fuerte requiera el uso de fundente se
debe seguir la secuencia siguiente:
-
el fundente se debe aplicar con brocha a cada superficie de la unión inmediatamente
después de la limpieza,
-
cuando sea posible el tubo se debe introducir al accesorio inmediatamente después de
aplicar el fundente. El accesorio se debe girar una o dos veces en el tubo para esparcir
uniformemente el fundente,
-
luego se debe aplicar fundente en el extremo del accesorio para evitar que se oxide cuando
la unión se encuentre a la temperatura a la que se realice la soldadura,
-
si la unión a la que se le aplicó fundente no se suelda en las siguientes 8 horas, la unión
debe limpiarse de nuevo y se debe aplicar nuevo fundente antes de soldar.
Técnica aplicada
El soplete debe ajustarse para que proporcione una flama neutral o un poco reductora.
6.2.3.5
Purga
El interior del tubo se puede purgar con nitrógeno con un gasto de 28,5 a 113 litros por h.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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6.2.3.6
Limpieza
Después de completar la soldadura, el fundente que sobre se debe quitar mediante lavado con agua y un trapo o
cepillo limpios. Se debe remover todo fundente e incrustación para poder efectuar la inspección visual y las pruebas
de presión.
6.2.3.7
Calificación de soldadores
Los soldadores se deben calificar de acuerdo a la especificación CFE DY700-16 complementado por lo indicado en
el Código ASME Sec. IX.
6.2.4
Procedimiento de soldadura blanda (soldering)
Este procedimiento se debe utilizar junto con la Especificación de Procedimiento de Soldadura Blanda para la unión
de materiales no ferrosos.
El proceso de soldadura se debe indicar en la Especificación de Procedimiento de Soldadura Blanda.
6.2.4.1
Material base
Solo pueden utilizarse los materiales a que haga referencia la Especificación de Procedimientos de Soldadura Suave.
6.2.4.2
Material de aporte
Los materiales de aporte que se utilicen en la soldadura suave debe ser la indicada en la Especificación de
Procedimiento de Soldadura Suave.
6.2.4.3
Preparación del metal base y fundente
a)
El tubo se debe cortar a escudra a la longitud requerida.
b)
Se deben quitar todas las rebabas.
c)
El extremo del tubo se debe insertar en el accesorio asegurándose que ajuste adecuadamente.
La diferencia en diámetros no debe ser mayor de 0,25 mm segun se indica en la figura 13.
d)
El claro debe ser uniforme en toda la circunferencia pero se deberá repasar el tubo o conexión
con una herramienta de expansión cuando sea necesario.
e)
Se debe trazar una línea en el tubo a una distancia del extremo igual a la profundidad del casquillo
del accesorio más 25 mm. Esta línea sirve para verificar que el tubo se ha introducido totalmente
cuando se ha ensamblado en el accesorio.
f)
Las superficies que se vayan a soldar se deben limpiar de aceite, grasa y oxidos frotándolas con
un trapo limpio y un solvente adecuado, como acetona, después se debe pilir con un paño
abrasivo. No se deben tocar las superficies después de haberlas limpiado.
Cuando la Especificación de Procedimientos de Soldadura Suave requiera el uso de fundente, se
debe seguir la secuencia siguiente:
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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g)
-
el fundente se debe aplicar a cada superficie de la unión inmediatamente después de la
limpieza.
Cuando sea posible el tubo se debe introducir al accesorio inmediatamente después de
aplicar el fundente. El accesorio se debe girar una o dos veces en el tubo para espaciar
uniformemente el fundente.
-
si la unión a la que se le aplicó fundente no se suelda en las siguiente 8 h, la unión debe
limpiarse de nuevo y se debe aplicar nuvo fundente antes de soldar.
Detalle del diseño de la junta
FIGURA 13 - Ensamble típico para soldadura fuerte y blanda
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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6.2.4.4
Técnica aplicada
Cuando se utilize solplete, éste se debe ajustar a una flama neutral o un poco reductora. Es preferible que las boquillas
del solplete sean del tipo que produzcan un cono suave en forma de bulbo en la flama. La aleación para soldar se
puede alimentar por la cara o bien ponerla a cada una de las partes que se han de unir y calentarlas después de su
ensamble.
6.2.4.5
Purga
No aplica.
6.2.4.6
Limpieza
Después de completar la soldadura el fundente que sobre se debe quitar, mediante lavado con agua y un trapo o
cepillo limpios. Se debe remover todo fundente e incrustaciones para efectuar la inspección visual y la prueba de
presión.
6.2.4.7
Calificación de soldadores
Los soldadores que utilicen este Procedimiento se deben calificar de acuerdo con la Especificación de Procedimiento
de Soldadura indicado en la Sección IX del Codigo ASME.
7
PROCEDIMIENTO PARA TRATAMIENTO TÉRMICO EN SOLDADURA
Este procedimiento especifica los requisitos mínimos de tratamiento térmico posterior a la soldadura, efectuada tal
como lo establecen los códigos aplicables.
Más adelante se indican los procedimientos detallados para la realización del tratamiento térmico posterior a la
soldadura incluyendo las velocidades de calentamiento y enfriamiento además del equipo necesario para el
tratamiento .
En la Especificación de Procedimiento de Soldadura se indica la temperatura exacta y períodos de permanencia para
el tratamiento.
La clasificación de materiales por grupos de Números P que se utiliza en esta especificación es la definida en el
Código ASME Sec. IX.
Cada proyecto debe indicar los requisitos de tratamiento térmico posterior a la soldadura para condiciones
especiales.
7.1
Calderas de Potencia Código ASME Sec. I
Todas las soldaduras requieren de tratamiento térmico posterior a la soldadura a menos que especifique lo contrario.
Los siguientes requisitos son para cada grupo de Números P.
7.1.1
Materiales P-1 (Acero al carbón)
No es necesario el tratamiento térmico posterior a la soldadura en cualquiera de los siguientes casos:
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
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a)
Soldaduras circunferenciales en tubería o cabezales que tengan un espesor nominal de pared
menor o igual a 19 mm.
b)
Soldaduras de filete de partes no presurizadas a partes presurizadas que tengan un espesor de
garganta menor o igual a 13 mm, siempre y cuando la unión se haya precalentado hasta 93 °C
como mínimo en caso de que el espesor de la parte presurizado sea mayor de 19 mm.
c)
7.1.2
-
espesor máximo de 16 mm,
-
contenido máximo de carbono no mayor de 0,15 %,
-
precalentamiento hasta 121 °C como mínimo.
Para materiales SA-202 grados A y B cuyo espesor sea menor o igual a 16 mm, siempre y cuando
se haya realizado una calificación de procedimiento de soldadura en un espesor mayor o igual
al de la soldadura de producción y que además el párrafo UW-2 del Código ASME Sec. Vlll, no
establezca un tratamiento térmico posterior a la soldadura como un requisito de servicio para
esos materiales.
Materiales P-5 grupos 1 y 2 (Aceros aleados 2,25 Cr-1 Mo)
Estos materiales no requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura en los siguientes casos:
a)
7.1.3
En soldaduras a tope circunferenciales en tubería, para soldaduras de filete que no estén
sometidas a presión y que tengan un espesor de garganta de 13 mm como máximo y para pernos
soldados a materiales tubulares que satisfacen los requisitos siguientes:
-
diámetro exterior nominal máximo de 100 mm,
-
espesor nominal máximo de 16 mm,
-
contenido máximo de cromo no mayor de 5 %,
-
precalentamiento hasta 149 °C como mínimo.
Materiales P-6 y P-7 aceros aleados (12 Cr- Al, 13 Cr-4 Ni)
Los recipientes construidos con materiales identificación ASTM A240 tipo 405 o 410, con un contenido de carbono no
mayor del 0,8 %, soldados con electrodos A8 o A9 que producen un depósito de soldadura de acero austenítico al
cromo-níquel, o con electrodos F43 que producen un depósito de soldadura de acero austenítico al cromo-níquel; que
producen un depósito de soldadura de acero al níquel-cromo que no se endurezca con el aire no requieren tratamiento
posterior a la soldadura siempre y cuando el espesor de la placa, en la soldadura, no exceda los 10 mm; en el caso
de espesores mayores de 10 mm y menores de 38 mm tampoco será necesario el tratamiento si las uniones se someten
a un precalentamiento de 232 °C durante la soldadura y además se radiografía completamente.
7.1.4
Materiales P-8 (Aceros inoxidables 18 Cr-8 Ni)
Estos materiales no necesitan tratamiento térmico posterior a la soldadura.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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7.1.5
Materiales P-9 A (Aceros aleados 2 Ni-1 Cu)
El tratamiento térmico posterior a la soldadura no es obligatorio para los siguientes casos:
a)
En materiales cuyo espesor sea menor o igual a 16 mm siempre que se haya hecho una
calificación de procedimiento de soldadura de un espesor igual o menor que el de la soldadura
producida y que además el párrafo UW-2 Código ASME Sec. VIII, no establezca el tratamiento
térmico posterior a la soldadura como un requisito.
b)
En soldaduras circunferenciales a tope que cumplen con lo siguiente:
c)
-
diámetro nominal exterior máximo 100 mm,
-
espesor máximo de 13 mm,
-
contenido máximo de carbono no mayor de 0,15 %,
-
precalentamiento hasta 121 °C como mínimo.
Para materiales tubulares que satisfacen los requisitos anteriores y que tengan aditamentos
unidos mediante soldadura de filete si:
-
las soldaduras de filete tienen un espesor de garganta menor o igual a 13 mm,
-
el material se precalienta hasta 121 °C como mínimo. Se puede utilizar una temperatura
menor de precalentamiento siempre que se utilicen procedimientos controlados en forma
precisa que produzcan uniones resistentes. Tales procedimientos deben incluir, pero no
limitarse a lo siguiente:
.
el espesor de garganta de la soldadura de filete debe ser menor o igual a 13 mm,
.
Ia longitud máxima continua de las soldaduras de filete no debe exceder a 100 mm,
.
el espesor de la placa utilizada para la calificación de procedimiento de soldadura
según el Código ASME Sec. IX, no debe ser menor que el material que se va a
soldar.
El tratamiento térmico posterior a la soldadura es obligatorio en todas las conexiones y aditamentos soldados para
materiales cuyo espesor sea mayor de 16 mm y para materiales de cualquier espesor según el párrafo UW-2 del
Código ASME Sec. VIII, a excepción de lo siguiente:
900515
a)
El tratamiento posterior a la soldadura no es obligatorio en soldaduras de filete que unen partes
no presurizadas con partes presurizadas, que tengan un espesor de garganta menor o igual a
13 mm siempre que se precaliente hasta una temperatura de 93 °C como mínimo en los casos
en que el espesor de la parte presurizada sea mayor de 16 mm.
b)
El tratamiento térmico posterior a la soldadura no es obligatorio para pernos soldados a partes
presurizadas siempre que se precalienten hasta 93 °C como mínimo cuando el espesor de la parte
presurizada sea mayor de 16 mm.
Rev
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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7.1.6
Materiales P-9 B grupo 1 (Aceros aleados 3,5 Ni)
El tratamiento térmico posterior a la soldadura no es obligatorio para los espesores menores o iguales a 16 mm
siempre que se haya hecho una calificación en un espesor igual o mayor que de la soldadura producida y que además
el párrafo UW-2 del Código ASME Sec. VIII, no establezca el tratamiento como un requisito de servicio.
El tratamiento térmico posterior a la soldadura es obligatorio para materiales cuyo espesor sea mayor de 16 mm y
para aquellos de cualquier espesor, cuando el recipiente requiera el tratamiento térmico posterior a la soldadura
según lo indica el párrafo UW-2 del Código ASME Sec. VIII.
Todas las conexiones y aditamentos soldados se deben someter a tratamiento a excepción de:
-
7.1.7
el tratamiento térmico posterior a la soldadura no es obligatorio en las soldaduras de filete
que unan partes no presurizadas con partes presurizadas, que tengan un espesor de
garganta igual o menor de 13 mm; tampoco es obligatorio para pernos soldados a partes
presurizadas siempre que se precaliente hasta 93 °C como mínimo, en los casos en que
el espesor de la parte presurizada sea mayor de 16 mm.
Materiales P-10A aceros aleados (Mn-V)
El tratamiento térmico posterior a la soldadura se debe hacer igual al material P-3 indicado en el inciso 7.2.2.
7.1.8
Materiales P-10B y P-10F aceros aleados (1 Cr-V-0,5 Ni y 0,5 Cr-25 Mo)
El tratamiento térmico posterior a la soldadura no es obligatorio para estos materiales en cualquier espesor.
7.1.9
Materiales P-10C aceros aleados (C-Mn-Si)
El tratamiento térmico posterior a la soldadura se debe hacer igual al material P-1 indicado en el inciso 7.2.1.
7.1.10
Materiales P-10E aceros aleados (26 Cr-4 Ni-Mo)
El tratamiento térmico posterior a la soldadura no es necesario para el SA-268 grado TP 329 (0,08 % de carbón como
máximo) .
7.1.11
Materiales P-10G y P-10H aceros aleados (36 Ni y 6 Ni)
Estos materiales no requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura.
7.1.12
Materiales P-101 aceros aleados (26 Cr-1 Mo)
El tratamiento térmico posterior a la soldadura no es necesario para espesores menores o iguales a 13 mm.
7.1.13
Materiales P-21 a P-45 (Aleaciones de aluminio, cobre y níquel)
Estos materiales no requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura.
7.1.14
Materiales disímiles (Dos metales de diferente Número P)
En este caso, el tratamiento térmico posterior a la soldadura será el que corresponda al material que requiera el
tratamiento de más alta temperatura.
900515
Rev
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
60 de 69
Cuando se suelden partes no presurizadas con partes presurizadas el tratamiento térmico será el correspondiente al
de la parte a presión.
7.2
Tubería Externa en Generador de Vapor (ASME B31.1)
Las soldaduras en tubería externa que pertenecen al generador de vapor requieren de tratamiento térmico
posterior a la soldadura a menos que especifique lo contrario en las Características Particulares de la
especificación CFE DY700-16.
Los requisitos formulados para cada grupo de Números P son los siguientes:
7.2.1
Materiales P-1 (Acero al carbón)
Estos materiales no requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura en cualquiera de los siguientes casos:
7.2.2
a)
Cuando la tubería tenga un espesor nominal de pared menor o igual a 19 mm en la unión.
b)
Para partes no presurizadas soldadas a la tubería cuando el espesor de garganta sea menor o
igual a 13 mm con tal de que se precalienten hasta 79 °C como mínimo en caso de que el espesor
de la parte no presurizada sea mayor de 19 mm.
Materiales P-3 y P-10 A (Aceros al carbón y aleados)
Estos materiales no requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura para las condiciones indicadas a
continuación, a excepción del A302 el cual obliga el tratamiento térmico para todos los espesores:
7.2.3
a)
Para soldaduras circunferenciales en tubería que tenga un espesor nominal de pared menor o
igual a 13 mm y además que su contenido máximo de carbono especificado sea igual o menor
de 0,25 %.
b)
Para uniones de partes no presurizadas con tubería presurizada mediante soldaduras de filete
que tengan un espesor de garganta menor o igual a 13 mm, siempre que el contenido máximo
de carbono especificado sea menor del 0,25 % y cuando el espesor de la tubería, sea mayor de
16 mm se someta a un precalentamiento hasta 79 °C como mínimo.
Materiales P4 y P-9A (Acero aleado)
Estos materiales no requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura.
Para aditamentos unidos a la tubería mediante soldadura de filete que tengan un espesor de garganta máximo menor
de 13 mm y para soldaduras a tope circunferenciales en tubería que llenen las condiciones siguientes:
900515
a)
Diámetro exterior nominal máximo de 100 mm.
b)
Espesor máximo de 13 mm.
c)
Contenido máximo de carbono especificado no mayor de 0,15 %.
d)
Precalentamiento hasta 121 °C como mínimo.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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7.2.4
Materiales P-5 aceros aleados (5 Cr-0,5 Mo)
Estos materiales no requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura.
Para aditamentos unidos a tubería mediante soldadura de filete que tenga un espesor de garganta menor de 13 mm
y para soldaduras circunferenciales a tope que reúnan las condiciones siguientes:
7.2.5
a)
Diámetro nominal exterior máximo de 100 mm.
b)
Espesor máximo 13 mm.
Materiales disímiles (Dos metales de diferente Número P)
En el procedimiento de calificación de soldadura se establece el tratamiento térmico posterior a la soldadura que debe
utilizarse. En la tabla 3 se indican las limitaciones adicionales en aplicación de soldaduras de dos Números P
diferentes.
Se recomienda el precalentamiento para los materiales descritos anteriormente según la Especificación de
Procedimiento de Soldadura (EPS).
TABLA 3 - Limitaciones adicionales en soldaduras con dos Números P diferentes
7.2.6
Número P
Espesor de la soldadura
(mm)
Tratamiento térmico posterior
a la soldadura
P4
Menor o igual a 19
No es necesario
P4
Mayor a 19
Necesario
P5
-
5 % Cr
Menor o igual a 13
No es necesario
P5
-
5 % Cr
Mayor de 13
Necesario
P5
-
5 % Cr
Menor o igual a 10
No es necesario
P5
-
5 % Cr
Mayor de 10
Necesario
P9A o B con P1 o P3
Menor o igual a 19
No es necesario
P9A o B con P1 o P3
Mayor de 19
Necesario
P9 con P4 o P5
Igual que P4 o P5
Materiales no ferrosos
No requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura.
7.3
Métodos de Calentamiento
Los requisitos de código relativos a velocidades de calentamiento, enfriamiento del área mínima calentada y los
métodos de tratamiento térmico están de acuerdo al Código ASME Sec. VIII, y a ASME B31.1.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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El tratamiento térmico posterior a la soldadura, debe realizarse mediante calentamiento con resistencias eléctricas.
por inducción con lámpara halógena de cuarzo, en hornos de gas o de alguna otra forma que indique el proyecto.
Queda prohibido el calentamiento exotérmico.
7.4
Velocidades de Calentamiento y Enfriamiento
7.4.1
Calderas de potencia (Código ASME Sección I)
La temperatura debe aumentarse lenta y uniformemente hasta que alcance la temperatura especificada del
tratamiento térmico posterior a la soldadura.
Luego se mantiene durante el tiempo especificado, para después enfriarla lentamente, con aislamiento o en aire en
reposo hasta una temperatura de 426 °C o menor.
Por debajo de los 426 °C la soldadura se puede enfriar en aire en reposo sin necesidad de aislamiento.
En el caso de los materiales P-7 y P-10E (sólo SA268 tipo 446), la velocidad de enfriamiento, arriba de 649 °C debe
ser, como máximo 55 °C por h. Por debajo del límite anterior, el enfriamiento debe ser lo suficientemente rápido para
evitar la fragilización.
Elimínese el calor a los 649 °C y quítese el aislamiento si lo hay, tan rápido como sea posible.
7.4.2
Recipientes a presión (Código ASME Sec. Vlll)
La velocidad de calentamiento, por encima de los 426 °C no debe ser mayor de 564 °C por h dividida entre el espesor
de pared máximo en centímetros, sin embargo nunca debe ser mayor de 222 °C por h.
No es necesario que las velocidades de calentamiento y enfriamiento sean menores de 55 °C por h.
La velocidad de enfriamiento por encima de 426 °C no debe ser mayor de 705 °C por h dividida entre el espesor de pared
máxima en centímetros; pero nunca debe de exceder los 277 °C por h.
El enfriamiento por debajo de 426 °C puede realizarse con aire en reposo para cualquier espesor.
7.4.3
Tubería exterior que pertenece al generador de vapor (ASME B31.1)
La soldadura se debe calentar lenta y uniformemente hasta la temperatura especificada y se mantendrá a esa
temperatura durante el tiempo especificado en la tabla 132 Post Weld Heat Treatment indicada en el ASME B31.1.
Se debe permitir que la soldadura se enfríe lentamente en una atmósfera en reposo hasta 315 °C o menos.
El enfriamiento se debe llevar a cabo con el aislamiento apropiado, excepto para el método de lámpara de cuarzo
y para los aceros inoxidables ferríticos que requieren un enfriamiento rápido para evitar la fragilización.
En el caso de método de lámpara de cuarzo, el enfriamiento, desde la temperatura del tratamiento térmico posterior
a la soldadura, se realiza mediante el abatimiento apropiado del calor radiante que llega al aire en reposo.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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7.4.4
Tubería exterior que no pertenece al generador de vapor (ASME B31.1)
La velocidad de calentamiento con hornos de gas, resistencia eléctrica u otros métodos empleados debe ser de
333 °C por h como máximo.
Para espesores mayores de 50 mm la velocidad de calentamiento debe ser de 846 °C por h dividida entre la mitad del
espesor de pared en centímetros.
Cuando se utilice el método de inducción, la velocidad de calentamiento no debe ser mayor de 333 °C por h, para
espesores menores de 38 mm; la velocidad de calentamiento a 60 Hz debe ser de 277 °C por h como máximo y de
222 °C por h como máximo a 400 Hz.
7.5
Ancho de Área Calentada
7.5.1
Calderas de potencia (Código ASME Sec. I)
En el caso de recipientes que se someten a tratamiento térmico posterior a la soldadura por secciones, el ancho
mínimo de la franja circunferencial calentada, para soldaduras a tope debe ser de 3 veces el espesor del metal,
medido a cada lado de la línea de centro de la soldadura.
En el caso de tubería y cabezales, el ancho de la franja calentada debe ser, al menos tres veces el ancho de la parte
más amplia de la ranura de la soldadura, pero no menor de dos veces el ancho del refuerzo de la soldadura.
Los ramales y otros aditamentos soldados deben someterse a tratamiento térmico posterior a la soldadura mediante
el calentamiento de una franja circunferencial alrededor de la tubería o cabezal al que se encuentren soldados los
ramales o aditamentos estarán en medio de la franja calentada.
El ancho de la franja debe ser tres veces el espesor de pared del cabezal más el diámetro del tubo soldado que une
el ramal o aditamento con el cabezal.
7.5.2
Recipientes a presión (Código ASME Sec. Vlll)
Para tratamiento térmico local posterior a la soldadura de uniones circunferenciales, el ancho de la franja calentada,
medida a cada lado del ancho más grande de la soldadura terminada no debe ser menor de dos veces el espesor
de la envolvente.
El ancho a cada lado de la línea central de soldaduras circunferenciales en tubería que ha de calentarse hasta la
temperatura de tratamiento térmico posterior a la soldadura, debe ser al menos tres veces el ancho de la soldadura
terminada.
Las boquillas u otros aditamentos soldados deben someterse a tratamiento térmico posterior a la soldadura mediante
el calentamiento de una franja circunferencial alrededor de todo el recipiente o cabezal.
La franja calentada debe extenderse al menos seis veces el espesor de pared más allá de la soldadura que une a
la boquilla o aditamento, con el recipiente.
7.5.3
Tubería externa perteneciente al generador de vapor (ASME B31.1)
Para uniones soldadas en tubería el ancho de la banda calentada debe ser, al menos tres veces el ancho de la parte
más amplia de la ranura de soldadura pero nunca menor que dos veces el ancho del refuerzo de soldadura.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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7.5.4
Tubería exterior que no pertenece al generador de vapor (ASME B31.1)
Para tratamiento térmico local posterior a la soldadura de uniones soldadas a tope, el ancho mínimo de la banda
calentada, debe ser el ancho de la soldadura más 50 mm a partir del centro de la soldadura.
Los ramales u otros aditamentos soldados deben someterse al tratamiento térmico posterior a la soldadura mediante
el calentamiento de una franja circunferencial alrededor de la tubería o cabezal al que estén unidos.
El ancho de la franja calentada debe prolongarse al menos 25 mm más allá de la soldadura que sujete al aditamento.
7.6
Temperatura del Tratamiento Térmico
7.6.1
Temperatura de permanencia y su variación
Las temperaturas de permanencia durante el tratamiento térmico posterior a la soldadura deben ser como se estipula
en la Especificación del Procedimiento de Soldadura. El intervalo de temperatura de permanencia está limitado como
sigue:
La variación máxima de la temperatura durante el tiempo de permanencia a la temperatura del tratamiento térmico
a la soldadura no debe ser mayor de 83 °C para el Código ASME Sec. VIII,, excepto para materiales P-9B para los
cuales el límite máximo es de 42 °C.
El intervalo de variación de temperatura no está restringido en ASME B31. 1, en ambos se especifica un intervalo
máximo de 42 °C para los materiales P-98.
Se recomienda un valor máximo de 83 °C para los demás materiales incluidos en dichos códigos.
La variación de temperatura permitida durante el tiempo de permanencia, para tubería externa a generadores de
vapor exclusivamente que deba cumplir con ASME B31.1 se limita a 56 °C para los materiales P-1, P-4 y P-6, para
materiales P-5 a 69 °C. y para los materiales P-3 de 83 °C.
7.6.2
Ciclos de tiempo
A menos que se estipule otra cosa en el procedimiento de soldadura correspondiente, el ciclo de tiempo del
tratamiento térmico posterior a la soldadura debe ser como se especifica en la tabla 4 para trabajos de la jurisdicción
del Código ASME Sección I, en la tabla 5 para tubería de potencia según ASME B31.1 y en la tabla 6 para recipientes
a presión según ASME Sec. VIII.
7.6.3
Interrupciones
Se define un tratamiento térmico posterior a la soldadura interrumpido aquel en que se tiene una disminución de la
temperatura por abajo de la de permanencia especificada o bien aquel en que se sobrepasa la velocidad máxima
de enfriamiento especificada, debido a una pérdida de energía, una falla del equipo o un error del operador.
En el caso de soldaduras en las que la temperatura del tratamiento haya caído por debajo de la mínima de
permanencia sin que se haya excedido la velocidad de enfriamiento especificada, se deben tomar las medidas
necesarias para restablecer el tratamiento térmico, tan pronto como sea posible.
La soldadura debe calentarse de nuevo a una velocidad que no exceda la especificada por el Código ASME Sec.
Vlll, hasta igualar aquella determinada originalmente para la soldadura en particular. Al terminar el periodo de
permanencia, se debe realizar el enfriamiento dentro de los límites especificados por el Código ASME Sec. Vlll.
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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Cuando por fallas en el calentamiento con lámparas de cuarzo se tenga una velocidad de enfriamiento que exceda
lo indicado en el Código ASME Sec. Vlll, se recomienda efectuar una inspección visual de la superficie calentada,
después del tratamiento térmico posterior a la soldadura.
En las gráficas y registros se deben anotar y explicar las interrupciones en el tratamiento térmico posterior a la
soldadura.
7.6.4
Control de temperatura
La temperatura del tratamiento térmico posterior a la soldadura debe verificarse mediante el uso de termopares de
cromo-alumel, alambres de extensión del mismo material y registradores indicadores multipunto de temperatura.
Los termopares de cromo-alumel deben adquirirse con la garantía del proveedor para normalizar los límites de error
en no mas de: + 0,75 por ciento en el intervalo de 276 a 1260 °C. (Esta condición debe establecerse en la requisición).
Los termopares con fundas o sujetadores se deben comprar en tramos preensamblados de 475 mm como mínimo.
Los termopares para montarse con sujetadores deben tener la conexión soldada, expuesta y llevar aisladores de
cerámica. Los termopares para aplicación de descarga de capacitores se deben cubrir con aislamiento de alta
temperatura y deben adquirirse en longitudes de 1,80 m como mínimo.
Los métodos recomendados de unir termopares a la soldadura se ilustran en la figura 14; la ubicación de los termopares,
ha de ser, como se indica en la figura 15.
FIGURA 14 - Instalación de termopares para tratamiento térmico
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Rev
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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En tubos en posición horizontal, los termopares
(principal y de repuesto) se deben situar en la
parte inferior, en un extremo del área calentada.
En tubos en posición vertical, los termopares
(principal y de repuesto) se deben situar en un
lado y en el extremo inferior del área calentada.
FIGURA 15 - Ubicación de los termopares
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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7.6.5
Ciclo de tratamiento térmico
Se deben utilizar registradores indicadores multipunto de temperatura. Los registradores deben calibrarse de
acuerdo con las instrucciones de servicio normal de proveedor por lo menos una vez cada seis meses o de acuerdo
con los procedimientos a seguir en el sitio de instalación.
Se debe tener una gráfica de registro tiempo-temperatura para cada operación de tratamiento posterior a la
soldadura.
Cada gráfica debe mostrar la identificación de la soldadura y número de termopares, h, fecha de iniciación, la velocidad
de la gráfica en cm/h, y nombre del operador.
7.6.6
Aislamiento térmico
El área caliente debe envolverse con aislamiento térmico del tipo papel de asbesto, colchonetas de fibra de cerámica,
lana mineral excepto cuando se utilice el método de calentamiento con lámpara halógena de cuarzo que no requiere
de aislamiento.
El interior del área que se someta al tratamiento térmico posterior a la soldadura se debe sellar, cuando sea posible,
para evitar que haya corrientes internas de aire que den lugar a gradientes de temperatura excesivamente altos a
través del espesor de la tubería.
TABLA 4 - Ciclos de tiempo del tratamiento térmico
Calderas de potencia Código ASME Sección I
No. P
hasta 50 mm
P-1
y
P-3
0,4 h/cm
P - 4, P - 5
P - 6, P - 7
P - 9A, P - 9B
P - 10A
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50 a 127 mm
más de 127 mm
0,25 h como mínimo
arriba de los 50 mm
arriba de los 50 mm
0,4 h/cm
0,4 h/cm
5 h + 0,1 h/cm
0,25 h como mínimo
arriba de las 127 mm
P - 10A
ninguno
ninguno
ninguno
P-8
ninguno
ninguno
ninguno
P - 10E
0,4 h/cm
0,25 h como mínimo
0,4 h/cm
0,4 h/cm
Rev
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SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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TABLA 5 - Tiempo mínimo de permanencia a la temperatura del tratamiento
Tubería de potencia código ASME B31.1
Tiempo mínimo de permanencia a
la temperatura del tratamiento
Código
ANSI B31.1 Tubería externa a
generador de vapor
ANSI B31.1
0,4 h/cm; 0,25 h como mínimo
Tubería no externa a generador
P1, P3, P4 y P5 5 % Cr
0,4 h/cm; 1h como mínimo
P5 5 % Cr y P6
0,4 h/cm; 2h como mínimo
TABLA 6 - Tiempo mínimo de permanencia según el espesor para recipientes a presión
Código ASME SEC-VIII-Div 1
Espesores de soldadura
Número P
900515
hasta 50 mm
50 mm a 127 mm
más de 127 mm
1,3
0,4 h/cm
0,25 h como mínimo
2 h + 0,1 h/cm
arriba de 50 cm
2 h + 0,1 h/cm
arriba de 50 cm
4, 5 9A
9B, 10A
10B, 10F
0,4 h/cm
0,25 h como mínimo
0,4 h/cm
2 h + - 0,1 h/cm
arriba de 127 mm
Rev
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ESPECIFICACIÓN
SOLDADURA Y SUS ASPECTOS GENERALES
CFE DY700-08
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8
NOTA:
900515
BIBLIOGRAFÍA
ASME B16.5-1988
Pipe Flanges and Flanged Fittings.
ASME B31.1-1992
Power Piping.
ASME SEC I-1995
BPVC SECTION I.- Rules for Construction of Power
Boilers.
ASME SEC II-A-1995
BPVC SECTION II.- Materials Part A - Ferrous Material
Specifications.
ASME SEC II-C-1995
BPVC SECTION II.- Materials Part C- Specifications for
Welding Rods, Electrodes and Filler Metals.
ASME SEC V-1995
BPVC SECTION V.- Nondestructive Examination.
ASME SEC Vlll -1995
BPVC SECTION VIII.- Rules for Construction of Pressure
Vessels.
ASME SEC lX-1995
BPVC SECTION IX.- Qualification Standard for Welding
and Brazing Procedures, Welders, Brazers and Welding
and Brazing Operators.
ASTM A262-1993
Standard Practice for Detecting Susceptibility to
Intergranular Attack in Austenitic Stainless Steels.
AWS A5.1-1991
Specification for Carbon Steel Electrodes for Shielded
Metal Arc Welding.
AWS A5.9-1993
Specification for Bare Stainless Steel Welding Electrodes
and Rods.
AWS A5.12-1992
Specification for Tungsten and Tungsten Alloy Electrodes
for Arc Welding and Cutting.
AWS A5.18-1993
Specification for Carbon Steel Electrodes and Rods for
Gas Shielded Arc Welding.
AWS A5.20-1995
Specification for Carbon Steel Electrodes for Flux Cored
Arc Welding.
AWS A5.28-1979
Specification for Low Alloy Steel Filler Metals for Gas
Shielded Arc Welding.
En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe tomarse en cuenta la edición en vigor
o la última edición en la fecha de apertura de las propuestas de la licitación, salvo que la Comisión indique otra cosa.
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