Norma: AWS 2002 CÓDIGO DE SOLDADURAS EN ESTRUCTURAS DE ACERO. 1. Requerimientos Generales 1.1. Generalidades. Este Código contiene los requerimientos para la fabricación y el montaje de las estructuras de acero soldadas. Cuando este Código está estipulado en los documentos del Contrato, se requerirá la conformidad de todas las estipulaciones del Código, (ver 1.4.1) excepto aquellas en que los documentos del Ingeniero o del Contrato las modifiquen específicamente o las exima. Lo siguiente es un resumen de las secciones del Código: 1. Requerimientos generales: Esta sección contiene información básica sobre las generalidades y las limitaciones del Código. 2. Diseño para las conexiones soldadas: Esta sección contiene los requerimientos para el diseño de las conexiones soldadas compuestas de piezas tubulares o no-tubulares. 3. Precalificación: Está sección contiene los requerimientos sobre las excepciones de los WPS. (Welding Procedure Specification; “Procedimientos de Soldadura Especificados”) en cuanto a los requerimientos de calificación de este Código. 4. Calificación: Esta sección contiene los requerimientos de WPS y para el personal de soldadura (soldadores, operadores de soldaduras y pinchadores) que se necesitan para realizar el trabajo de acuerdo al Código. 5. Fabricación: Esta sección contiene los requerimientos, para la preparación, el armado estructural y la mano de obra para las estructuras de acero soldadas. 6. Inspección: Esta sección contiene los criterios para las calificaciones y responsabilidades de los Inspectores, los criterios de aceptación para la producción de soldaduras y los procedimientos oficiales para realizar la inspección visual y los ensayos no destructivos NDT (Nondestructive Testing). 7. Soldadura “Stud”: Esta sección contiene los requerimientos de los conectores de corte en el acero estructural. 8. Refuerzo y reparación de las estructuras existentes: Esta sección contiene información básica pertinente para las modificaciones de las soldaduras o la reparación de las estructuras de acero existentes. 1.2 Limitaciones El Código no tiene el propósito de ser utilizado en lo siguiente: (1) Aceros con un límite de fluencia mayor a 100 ksi (690 MPa) (2) Aceros de un espesor inferior a 1/8 de pulgadas (3 mm). Cuando se vayan a soldar metales base más delgados que 1/8 pulgadas (3 mm), deberían aplicarse los requerimientos de AWS D1.3. Cuando se utilicen de acuerdo con la Norma AWS D1.3, se requerirá la conformidad con las estipulaciones aplicables de este Código. (3) Estanques o tuberías (cañerías) a presión. (4) Metales base que no sean de acero al carbono o de baja aleación. El AWS D1.6 Código de Soldadura Estructural para acero inoxidable debería utilizarse para las soldaduras en estructuras de acero inoxidable. Cuando los documentos del Contrato especifiquen la Norma AWS D1.1 para soldar acero inoxidable, deberían aplicarse los requerimientos de AWS D1.6. 1.3 Definiciones. Los términos utilizados en este Código deberán interpretarse en conformidad con las definiciones entregadas en la edición más reciente de AWS A.30 “Standard Welding Terms and Definitions (“Términos de Soldaduras y Definiciones Oficiales”) que se proporcionan en el Anexo B de este Código y las siguientes definiciones: 1.3.1 Ingeniero: Se definirá como un individuo debidamente designado que actúe para, y a favor de, el propietario en todos los asuntos del ámbito del Código. 1.3.2 Contratista: Se definirá como toda compañía, o individuo representante de una compañía, responsable de la fabricación, montaje, manufactura o soldadura, en conformidad con las estipulaciones de este Código. 1.3.3 Inspectores 1.3.3.1 Inspector del Contratista: “El Inspector del Contratista” se definirá como la persona debidamente designada que actúe para y en beneficio del Contratista, en toda inspección y asuntos
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Norma: AWS 2002
CÓDIGO DE SOLDADURAS EN ESTRUCTURAS DE ACERO.
1. Requerimientos Generales
1.1. Generalidades.
Este Código contiene los requerimientos para la fabricación y
el montaje de las estructuras de acero soldadas. Cuando este
Código está estipulado en los documentos del Contrato, se
requerirá la conformidad de todas las estipulaciones del Código,
(ver 1.4.1) excepto aquellas en que los documentos del Ingeniero o
del Contrato las modifiquen específicamente o las exima.
Lo siguiente es un resumen de las secciones del Código:
1. Requerimientos generales: Esta sección contiene información
básica sobre las generalidades y las limitaciones del Código.
2. Diseño para las conexiones soldadas: Esta sección contiene
los requerimientos para el diseño de las conexiones soldadas
compuestas de piezas tubulares o no-tubulares.
3. Precalificación: Está sección contiene los requerimientos sobre
las excepciones de los WPS. (Welding Procedure Specification;
“Procedimientos de Soldadura Especificados”) en cuanto a los
requerimientos de calificación de este Código.
4. Calificación: Esta sección contiene los requerimientos de WPS
y para el personal de soldadura (soldadores, operadores de
soldaduras y pinchadores) que se necesitan para realizar el
trabajo de acuerdo al Código.
5. Fabricación: Esta sección contiene los requerimientos, para la
preparación, el armado estructural y la mano de obra para las
estructuras de acero soldadas.
6. Inspección: Esta sección contiene los criterios para las
calificaciones y responsabilidades de los Inspectores, los
criterios de aceptación para la producción de soldaduras y los
procedimientos oficiales para realizar la inspección visual y los
ensayos no destructivos NDT (Nondestructive Testing).
7. Soldadura “Stud”: Esta sección contiene los requerimientos de
los conectores de corte en el acero estructural.
8. Refuerzo y reparación de las estructuras existentes: Esta
sección contiene información básica pertinente para las
modificaciones de las soldaduras o la reparación de las
estructuras de acero existentes.
1.2 Limitaciones
El Código no tiene el propósito de ser utilizado en lo siguiente:
(1) Aceros con un límite de fluencia mayor a 100 ksi (690 MPa)
(2) Aceros de un espesor inferior a 1/8 de pulgadas (3 mm).
Cuando se vayan a soldar metales base más delgados que 1/8
pulgadas (3 mm), deberían aplicarse los requerimientos de AWS
D1.3. Cuando se utilicen de acuerdo con la Norma AWS D1.3, se
requerirá la conformidad con las estipulaciones aplicables de este
Código.
(3) Estanques o tuberías (cañerías) a presión.
(4) Metales base que no sean de acero al carbono o de baja
aleación.
El AWS D1.6 Código de Soldadura Estructural para acero
inoxidable debería utilizarse para las soldaduras en estructuras
de acero inoxidable. Cuando los documentos del Contrato
especifiquen la Norma AWS D1.1 para soldar acero inoxidable,
deberían aplicarse los requerimientos de AWS D1.6.
1.3 Definiciones.
Los términos utilizados en este Código deberán interpretarse
en conformidad con las definiciones entregadas en la edición
más reciente de AWS A.30 “Standard Welding Terms and
Definitions (“Términos de Soldaduras y Definiciones Oficiales”)
que se proporcionan en el Anexo B de este Código y las
siguientes definiciones:
1.3.1 Ingeniero: Se definirá como un individuo debidamente
designado que actúe para, y a favor de, el propietario en todos
los asuntos del ámbito del Código.
1.3.2 Contratista: Se definirá como toda compañía, o individuo
representante de una compañía, responsable de la fabricación,
montaje, manufactura o soldadura, en conformidad con las
estipulaciones de este Código.
1.3.3 Inspectores
1.3.3.1 Inspector del Contratista: “El Inspector del Contratista”
se definirá como la persona debidamente designada que actúe
para y en beneficio del Contratista, en toda inspección y asuntos
sobre calidad en el ámbito de este Código y de los documentos del
Contrato.
1.3.3.2 Inspector de verificación: Se definirá como la persona
debidamente designada que actúe para y en beneficio del
Propietario o Ingeniero en toda inspección y asuntos sobre calidad
especificados por el Ingeniero.
1.3.3.3 Inspector (es) (no modificado): Cuando el término
“Inspector” sea utilizado sin calificación posterior, como la
Categoría específica del Inspector descrita anteriormente, se
aplica igualmente al Inspector del Contratista y al Inspector de
Verificación, dentro de los límites de responsabilidad descritos en
2.24.2 Conexiones Rectangulares en T-, Y- y en K- (ver
2.26.1.1).
Los criterios entregados en esta sección están todos en el
formato de carga fundamental, con el factor seguridad
eliminado. Los factores de resistencia para LRFD se entregan
completos. Para ASD, la capacidad permisible deberá ser la
fundamental, dividida por un factor de seguridad de 1.44/�. La
elección de las cargas y los factores de carga deberán estar en
conformidad con la especificación del diseño reglamentado; ver
2.5.5 y 2.20.5. Las conexiones deberán revisarse para cada
uno de los modos de falla descritos a continuación.
Estos criterios son para las conexiones entre secciones
rectangulares de espesor uniforme de pared, en los refuerzos
planos, donde las cargas de los componentes secundarios
sean principalmente axiales. Si se utilizan secciones
compactas, material dúctil y soldaduras de resistencia
compatibles, la curvatura secundaria del componente puede
descuidarse. (El curvado de los elementos secundarios se debe
a la deformación de la unión, o a la rotación de los refuerzos
totalmente triangulares. La flexión del componente secundario,
debido a las cargas aplicadas, a las estructuras laterales no
reforzadas etc... no pueden descuidarse, y deberán ser
diseñadas de acuerdo a (ver 2.24.2.5).
Los criterios en esta sección están sujetos a las limitaciones que
se muestran en la Figura 2.19.
2.24.2.1 Falla Local.
La carga axial del componente secundario Pu, en la cual ocurre
la falla plástica de la pared de la cuerda en el componente
principal se entrega por:
para conexiones transversales en T- y en Y- con 0.25 � β < 0.85
y φ = 1.0.
También Pu seno θ = Fyo t2c [9.8 βeff √γ] Qf
Con φ = 0.9
Para aberturas en K- y conexiones en N- con el mínimo
βeff ≥ 0.1 + γ y g/D = ξ ≥ 0.5 (1 - β) 50 en donde Fyo es el límite de fluencia mínimo especificado del
componente principal, tc, es el espesor de la pared de la cuerda,
γ es D/2tc (D = el ancho de la superficie de la cuerda); β, η, θ, y ξ
son los parámetros topológicos de conexión, de acuerdo a lo
definido en la Figura 2.14 (M) y en la Figura C2.26; (βeff es
equivalente a β definido a continuación): y Qf = 1.3-0.4 /β(Qf �
1.0); usar Qf = 1.0 (para la cuerda en tensión) con U siendo el
rango de utilización de la cuerda.
βeff = ( b compresión + a compresión del + b tensión del ) /4D
componente secundario del componente secundario
componente secundario
Estas cargas también están sujetas a los límites de resistencia
al corte del material de la cuerda
Pu seno θ = (Fyo/ √3) tcD [2η + 2βcop abertura B]
Para componentes transversales y conexiones en T o en Y- con
β > 0.85, usando � = 0.95, y
Pu seno θ = (Fyo/ √3) tcD [2η + 2βcop + βgap]
Para conexiones de aberturas en K- y en N- con β ≥ 0.1 + γ/50,
utilizando
� = 0.95 (esta verificación es innecesaria si los componentes
secundarios son cuadrados y de un ancho igual), en donde:
βgap = β para conexiones en K- y en N- con ξ � 1.5 (1-β)
βgap = βcop para todas las otras conexiones.
βcop (perforación efectiva externa) = 5β/γ pero no mayor a β
2.24.2.2 Colapso General.
La resistencia y la estabilidad de un componente principal en
una conexión tubular, con cualquier refuerzo, deberá ser
investigada utilizando la tecnología disponible en conformidad
con el código aplicable al diseño.
(1) El colapso general es particularmente severo en las
conexiones transversales y en las conexiones sujetas a cargas
de compresión. Tales conexiones pueden reforzarse
aumentando el espesor del componente principal o por medio
diafragmas, refuerzos, o anillos.
Para las conexiones rectangulares no-reforzadas calificadas, la
carga fundamental normal para el componente principal
(cuerda) debido a la carga axial del componente secundario, P,
deberá estar limitada por:
Pu seno θ = 2tc Fyo(ax + 5 tc)
Con � = 1.0 para las cargas de tensión,
Y � = 0.8 para compresión.
Y
Con � = 0.8 para conexiones transversales, reacciones
del extremo del pilar, etc... en compresión y E = módulo de
elasticidad
O
Con � = 0.75 para todas las cargas de compresión de los
componentes secundarios.
(2) Para las conexiones de abertura en K- y en N-, deberá
revisarse la adecuación del corte del componente principal para
transportar cargas transversales a través de la región de la
abertura, incluyendo la interacción con las fuerzas axiales de la
cuerda. Esta revisión no se requiere para U � 0.44 en las
conexiones rectangulares inclinadas, que tengan β + η � H/D (H
es la altura del componente principal en el plano de refuerzo).
2.24.2.3 Distribución Dispareja de la Carga (Ancho Efectivo).
Debido a las diferencias en las flexibilidades relativas del
componente principal con carga normal a su superficie y del
componente secundario que soporta el esfuerzo de la
membrana paralelo a su superficie, la transferencia de carga a
través de la soldadura es altamente no-uniforme, y el límite local
puede alcanzarse antes de que la conexión alcance su carga de
diseño. Para evitar la falla progresiva y asegurar el
comportamiento dúctil de la unión, tanto los miembros del
componente secundario como la soldadura deberán revisarse
de la siguiente manera:
(1) Revisión del Componente Secundario. La capacidad axial
del ancho efectivo Pu del componente secundario deberá
revisarse para todas las conexiones en K- y en N-, y otras
conexiones que tengan β > 0.85. (Note que esta revisión es
innecesaria si los componentes secundarios son cuadrados y de
igual ancho.)
Pu = Fytb [2a +bgap +bcoi – 4tb]
con � = 0.95
donde Fy = límite de fluencia mínimo especificado del
componente secundario.
tb = espesor de la pared del componente secundario.
a, b = dimensiones del componente secundario [ver Figura
2.14(B)]
babertura= b para las conexiones en K- y en N- con ξ � 1.5(1
β)
babertura= bcon para todas las otras conexiones.
Nota: se presumen τ � 1.0 y Fy � Fyo
(2) Verificaciones de las Soldaduras. Las soldaduras mínimas
proporcionadas en conexiones simples en T-, en Y- o en K-,
deberán ser capaces de desarrollar en su última resistencia a la
ruptura, el mínimo del límite de fluencia del componente
secundario, o la resistencia local del componente principal.
Se puede presumir que este requerimiento que cumpla con los
detalles de la unión precalificada de la Figura 3.6 (Penetración
completa y Penetración parcial), cuando se usan materiales
enn conformidad (Tabla 3.1).
(3) Las soldaduras de filete deberán revisarse de acuerdo a lo
descrito en 2.23.5.
2.24.2.4 Conexiones de Traslape.
Las uniones de traslape reducen los problemas de diseño en el
componente principal, transfiriendo la mayor parte de la carga
transversal directamente de un componente secundario a otro
(ver Figura 2.20).
Los criterios de esta sección son aplicables a las conexiones
cargadas estáticamente que cumplan con las siguientes
limitaciones:
(1) El componente secundario más grueso y más largo es la
pieza completa.
(2) β � 0.25.
(3) El componente secundario de traslapamiento es 0.75 a 1.0 veces el tamaño del componente completo, a lo menos con un
25% de sus superficies laterales, traslapando el componente
completo.
(4) Ambos componentes secundarios tienen el mismo límite de
fluencia.
(5) Todos los componentes secundarios y la cuerda de las
piezas son tubos rectangulares compactos con un espesor de �
35 para los componentes secundarios y � 40 para la cuerda.
Deberán efectuarse las siguientes revisiones:
(1) Capacidad axial Pu del tubo de traslapamiento,
utilizando
� = 0.95 con
Pu = Fy tb [QOL (2a - 4tb) + bco + bet]
para un 25% a un 50%, de traslape con
QOL = %traslape 50% Pu = Fy tb [(2a - 4tb) + bco + bet]
para un 50% a un 80% de traslape.
Pu = Fy tb [(2a - 4tb) + b + bet]
Para un 80% a un 100% de traslape.
Pu = Fy tb [(2a - 4tb) + bet] Para un traslapamiento superior al 100%
donde bco es el ancho efectivo para la superficie soldada a la
cuerda.
bco = (5b) Fyo � b γ(τ)Fy y bet es el ancho efectivo para la superficie soldada al soporte
completo.
Bet = (5b) Fyo � b γ1τ1 γ1 = b/(2tb) del soporte completo
τ1 = ttraslape / tcompleto y otros términos, son como se han definido anteriormente.
(2) La carga transversal neta en el rastro combinado tratado
como una conexión en T- o Y-
(3) Para traslapes mayores al 100%, el corte longitudinal
deberá revisarse, considerando sólo que las paredes del rastro
del componente completo sea efectivo.
2.24.2.5 Doblado.
El momento de doblado primario, M, debido a la carga aplicada
a las vigas de apoyo libre, a las estructuras sin refuerzos
laterales, etc., deberán considerarse en el diseño como una
carga axial adicional, P:
P = M
JD seno θ
En lugar de un análisis más racional (ver Comentario), el
diámetro de la unión (JD) puede tomarse como η D/4 para una
curvatura en plano, y como βD/4 para una curvatura fuera de
plano. Los efectos de la carga axial en las curvaturas en plano y
en la dobladura fuera de plano deberán considerarse como
adicional. Los momentos deben tomarse en el rastro del
componente secundario.
2.24.2.6 Otras Configuraciones.
Las conexiones transversales de abertura en T- Y, las
conexiones de aberturas en K y N con estructuras compactas
de tubos secundarios circulares en un componente principal de
sección rectangular pueden diseñarse utilizando un 78.5% de la
capacidad entregada en 2.24.2.1 y 2.24.2.2, al reemplazar la
dimensión rectangular “a” y “b” en cada ecuación por el
diámetro del componente secundario db (limitado a secciones
compactas con 0.4 � β � 0.8).
2.25 Transición del Espesor
Las uniones a tope con tensión en los componentes primarios
alineados axialmente, de materiales de diferentes espesores o
tamaños, deberán hacerse de tal manera que la inclinación a
través de la zona de transición no exceda de 1 a 2-1/2
pulgadas. La transición deberá lograrse biselando la parte más
gruesa, inclinando el metal soldado o mediante una
combinación de estos dos métodos.(ver Figura 2.21).
2.26 Limitaciones del Material
Las conexiones tubulares están sujetas a concentraciones de
esfuerzo local, las cuales pueden producir un límite local y
esfuerzos plásticos en la carga del diseño. Durante la vida útil
en servicio, la carga cíclica puede iniciar agrietamientos por
fatiga, aumentando la ductilidad del acero; particularmente bajo
cargas dinámicas. Estas demandas son especialmente
severas en latas para unión de paredes gruesas diseñadas
para corte por desgarro (ver Comentario C2.26.2.2).
2.26.1 Limitaciones
2.26.1.1 Límite de Fluencia.
Las estipulaciones del diseño de 2.24 para las conexiones
tubulares soldadas no tienen la intención de utilizarse en tubos
circulares que tengan un límite mínimo especificado, Fy, mayor
a 60 ksi [415 MPa] o para secciones rectangulares superiores a
52 ksi [360 MPa].
2.26.1.2 Límite Efectivo Reducido.
El límite efectivo reducido deberá utilizarse como Fyo en el
diseño de las conexiones tubulares con límites de Fyo ,de la
siguiente manera:
(1) 2/3 de la resistencia a la tensión mínima especificada para
las secciones circulares (ver Notas Generales en la Tabla 2.9).
(2) 4/5 de la resistencia a la tensión mínima especificada para
las
secciones rectangulares (ver Figura 2.19).
2.26.1.3 Conexiones rectangulares en T-, Y- y K-.
El diseñador debería considerar las demandas especiales que
se solicitan para el acero utilizado en las conexiones
rectangulares en T-, Y- y K-.
2.26.1.4 Precauciones de la Norma ASTM A 500.
Los productos fabricados de acuerdo a esta especificación
pueden no ser apropiados para aquellas aplicaciones tales
como los elementos cargados dinámicamente en estructuras
soldadas, etc... en donde las propiedades de la fracto tenacidad
a baja temperatura pueden ser importantes. Puede requerirse
una investigación especial o un tratamiento térmico si este
producto se aplica a conexiones tubulares en T-, Y-, y K-.
2.26.2 Fracto-Tenacidad del Metal Base en Componentes
Tubulares.
2.26.2.1 Requerimientos de la Prueba CVN.
Los componentes tubulares soldados en tensión deberán
requerir demostrar la prueba CVN de energía absorbida de 20
pies por libra a 70ºF [27 J a 20ºC] para las siguientes
condiciones:
(1) Espesor del metal base de 2 pulgadas [50 mm] o mayores
con un límite de fluencia mínimo especificado de 40 ksi o mayor
[280 MPa] o mayor.
La prueba CVN deberá estar en conformidad con la Norma
ASTM A 673 (Frecuencia H, cantidad de calor). Para los
propósitos de esta subsección, un componente de tensión se
define como uno que tiene más de 10 ksi [70 MPa] de esfuerzo
a la tensión debido a las cargas de diseño.
2.26.2.2 Requerimientos de la Temperatura más Baja de
Servicio Anticipada (LAST).
Los componentes tubulares utilizados como la pieza principal en
los nodos estructurales, cuyo diseño está reglamentado por
carga de fatiga o carga cíclica (ejemplo: la lata de unión (“joint-
can”) en las conexiones en T-, Y-, y K- ) deberán requerirse para
demostrar la prueba CVN de energía absorbida de 20 pies por
libra [27 J] (LAST) Lowest Anticipated Service Temperature,
para las siguientes condiciones:
(1) Espesor del metal base de 2 pulgadas [50 mm] o mayor.
(2) Espesor del metal base de 1 pulgada [25 mm] o mayor, con
un límite de fluencia especificado de 50 ksi [345 MPa] o mayor.
Cuando no está especificada la temperatura más baja de
servicio anticipado (LAST), o la estructura no esté
reglamentada por carga de fatiga o carga cíclica, la prueba
deberá ser a una temperatura no mayor a 40ºF [4ºC]. La
prueba CVN deberá representar normalmente a los
componentes tubulares que se proporcionan; y deben
someterse a prueba en conformidad con la norma ASTM A 673
de Frecuencia de calor H (cantidad de calor).
2.26.2.3 Fractotenacidad Alternativa
Los requerimientos alternativos de fractotenacidad deberán
aplicarse cuando se especifiquen en los documentos del
contrato. El Comentario entrega una pauta adicional para los
diseñadores. La resiliencia debería considerarse en relación a
la redundancia versus criticalidad de la estructura en una etapa
inicial en los planos y el diseño.
Tabla 2.1 Tamaños Efectivos de las
Soldaduras Ranuradas achaflanadas (Ver 2.3.1.4)
Soldaduras ranuradas achaflanadas Soldaduras ranuradas achaflanadas En bisel en V
������� � � � � � � ����
�
Nota General:R: radio de la superficie externa Nota: Use un R 3/8 para procesos GMAW (excepto para el poceso GMAW-S) cuando el radio sea 1/2 pulgada [12 mm] o mayor. �
�
Tabla 2.2 Pérdida de Dimensión Z (No tubular) (Ver Tabla 2.3.3.3)
� Posición de la soldadura V o OH Posición de la soldadura H o F
Angulo Proceso Z (pulgada) Z (mm) Proceso Z (pulgada) Z (mm) diedro �� � � � � � �
TABLA 2.3 Tensiones permitidas (Ver 2.5.4 y 2.15.1)
Tipo de esfuerzo aplicado Esfuerzo permitido Nivel de Resistencia de aporte requerido
Soldaduras Ranuradas de Penetración Completa
Tensión normal para el área efectiva1
Igual al metal base Se deberá usar un metal de aporte calificado
Compresión normal para el área efectiva
Igual al metal base
Tensión o compresión paralela en el eje de la soldadura3
No hay consideración en cuanto al diseño de la unión soldada
Corte en el área efectiva 0.30 x clasificación de la carga límite de rotura del metal de relleno, excepto que el corte en el metal base no exceda 0.40 x límite de fluencia del metal base.
Se puede utilizar un metal de aporte con un nivel de resistencia igual o inferior al del metal de aporte calificado.
Soldaduras Ranuradas de Penetracion Parcial
Tensión normal para el área efectiva. 0.30 x clasificación de la carga límite de rotura del metal de aporte.
Compresión normal para el área efectiva de la soldadura en uniones diseñadas para soportar.
0.90x clasificación de la carga límite de rotura del metal de aporte. Pero no mayor a 0.90 x limite de fluencia del metal base conectado.
Compresión normal para el area efectiva de la soldadura en uniones no diseñadas para soportar.
0.75 x clasificación de la carga límite de rotura del metal de relleno.
Tensión o compresión paralela al eje de la soldadura
No hay consideración en cuanto al diseño de la unión soldada.
Corte paralelo al eje del área efectiva. 0.30 x clasificación de la carga límite de rotura del metal de relleno, excepto que el corte en el metal base no excederá 0.40 x limite de fluencia del metal base.
Se debe usar un metal de aporte con con un nivel de resistencia igual o inferior al del metal de aporte calificado.
Soldaduras de Filete
Corte en el área efectiva o en la soldadura
0.30 x clasificación de la carga límite de rotura del metal de aporte, excepto que el esfuerzo del area neta de corte de la sección del metal base no deberá exceder 0.40x límite de fluencia del metal base4.5 .
Tensión o compresión paralela al eje de la soldadura3.
No hay consideración en cuanto al diseño de la unión soldada.
Se puede usar un metal de aporte con un nivel de carga igual o inferior Que al metal de aporte calificado.
Soldaduras de muesca tipo tapón redondo o tipo
tapón alargado Corte paralelo a la superficie de empalme en el área efectiva
0.30 x clasificacion de la carga límite de rotura del metal de aporte
0.30 x clasificacion de la carga límite de rotura del metal de aporte aporte calificado.
Notas: 1. Para definiciones de áreas efectivas, ver 2.3 2. Para metal de aporte calificado para la resistencia del metal base para aceros aprobados por el código, ver Tabla 3.1 y
Anexo M 3. Los componentes para la unión de las soldaduras de filete o de ranura de piezas construidas. Están permitidos para el
diseño, sin considerar los esfuerzos de tensión y compresión en los componentes conectados en forma paralela al eje de la soldadura, aunque se puede incluir el área de la soldadura normal hasta el eje de la soldadura en el área transversal del componente.
4. La limitación en el esfuerzo en el metal base para 0.40 x límite de deformación del metal base no se aplica al esfuerzo en el lado de la soldadura diagramática; sin embargo, se deberá efectuar una revisión para asegurar que la resistencia de la conexión no esté limitada por el espesor del metal base en el área neta alrededor de la conexión; particularmente en el caso de un par de soldaduras de filete en los lados opuestos de un elemento de la plancha.
5. Alternativamente, Ver 2.5.4.2 y 2.5.4.3. Se aplica la Nota 4 (arriba).
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Tabla 2.6 Categorías de Esfuerzo por Tipo y Localización del Material para Secciones Circulares (Ver 2.20.6.2)
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Categoría de Esfuerzo
Situación Clases de Esfuerzo1
A Cañería plana no soldada TCBR B Cañería con cordón longitudinal TCBR B Empalmes a tope, soldaduras ranuradas de penetración
completa, esmeriladas e inspeccionadas mediantes pruebas de rayos x o prueba de ultra sonido (Clase R)
TCBR
B Componentes con atiezadores longitudinales con soldadura continua
TCBR
C1 Empalmes a tope, soldaduras ranuradas de penetración completa, como quede soldado
TCBR
C Componentes con atiezadores transversales (anillos) TCBR D Componentes con anexos diversos tales como grapas,
abrazaderas, etc. TCBR
D Uniones cruciformes y en T con soldaduras de penetración completa (excepto en conexiones tubulares)
TCBR
DT Conexiones diseñadas como conexiones simples en T, Y o K con soldaduras acanaladas de penetración completa, conforme a las figuras 3.8 y 3.10 (incluyendo conexiones de traslapamiento en las cuales el componente principal en cada intersección cumpla con los requerimientos de corte por perforación) (Ver nota 2)
TCBR en el componente secundario (Nota: el componente principal debe revisarse separadamente de acuerdo a la categoría K1 o K2.)
E Uniones en T y cruciformes equilibradas, con soldaduras ranuradas de penetración parcial o soldadura de filete (excepto en conexiones tubulares)
TCBR en el componente; la soldadura también debe revisarse en cuanto a la categoría F
E Componentes en donde terminen la doble envoltura, planchas de recubrimiento, atiezadores longitudinales, placas de empalme, etc. (excepto en conexiones tubulares)
TCBR en el componente; la soldadura también debe revisarse en cuanto a la categoría F
ET Conexiones simples en T, Y y K con soldaduras ranuradas de penetración parcial o soldaduras de filete; también conexiones tubulares complejas en las cuales la capacidad de corte de perforación del componente principal no pueda soportar la carga total, y la transferencia de carga se logra mediante traslapamiento (excentricidad negativa); placas de empalme, atiezadores de anillo, etc. (Ver nota 2)
TCBR en el componente secundario (Nota: El componente principal en conexiones simples en T, Y o K deben revisarse separadamente en cuanto a categorías K1 o K2; la soldadura también debe verificarse en cuanto a categoría FT y 2.24.1)
F Extremo de la soldadura de la plancha de recubrimiento o de doble envoltura; soldaduras en placas de empalme, atiezadores, etc.
Corte en la soldadura
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Tabla 2.6 Categorías de esfuerzo por Tipo y Localización del Material para Secciones Circulares (Ver 2.20.6.2)
Categoría
de Esfuerzo
Situación Clases de Esfuerzo
A Cañería plana no soldada TCBR
B Cañería con cordón longitudinal TCBR
B Empalmes a tope, soldaduras ranuradas de penetración
completa, esmeriladas enrasadas e inspeccionadas
mediante prueba de rayos x o pruebas de ultra sonido
(Clase R)
TCBR
B Componentes con atiezadores longitudinales con
soldadura continua
TCBR
C1 Empalmes a tope, soldaduras ranuradas de penetración
completa, como quede soldado
TCBR
C Componentes con atiezadores transversales (anillos) TCBR
D Componentes con anexos diversos tales como grapas,
abrazaderas, etc.
TCBR
D Uniones cruciformes y en T con soldaduras de
penetración completa (excepto con conexiones tubulares)
TCBR
DT Conexiones diseñadas como conexiones simples en T, Y
o K con soldaduras acanaladas de penetración completa,
conforme a las figuras 3.8 y 3.10 (incluyendo conexiones
de traslapamiento en las cuales el componente principal
en cada intersección cumple con los requerimientos de
corte por perforación) (Ver Nota 2)
TCBR en el componente secundario
(Nota: el componente principal debe
revisarse separadamente de acuerdo a la
categoría K1 o K2.)
E Uniones en T y cruciformes equilibradas, con soldaduras
ranuradas de penetración parcial o soldadura de filete
(excepto en conexiones tubulares)
TCBR en el componente; la soldadura
también debe revisarse en cuanto a la
categoría F
E Componentes en donde terminen la doble envoltura,
planchas de recibimiento longitudinales, placas de
empalme, etc. (excepto en conexiones tubulares)
TCBR en el componente; la soldadura
también debe revisarse en cuanto a la
categoría F.
ET Conexiones simples en T, Y y K con soldaduras
ranuradas de penetración parcial o soldaduras de filete;
también conexiones tubulares complejas en las cuales la
capacidad de corte por perforación del componente
principal no pueda soportar la carga total, y la
transferencia de carga se logra mediante traslapamiento
(excentricidad negativa); placas de empalme, atiezadores
de anillo, etc. (Ver Nota 2)
TCBR en el componente secundario.
(Nota: El componente principal en
conexiones simples en T, Y o K deben
revisarse separadamente en cuanto a
categorías K1 o K2; la soldadura también
debe verificarse en cuanto a categoría FT y
2.24.1)
F Extremo de la soldadura de la plancha de recubrimiento o
de doble envoltura; soldaduras en placas de empalme,
atiezadores, etc.
Corte en la soldadura
F Uniones cruciformes y en T, cargadas por tensión o
dobladura que tengan soldadura de filete o ranurada de
penetración parcial. (excepto en conexiones tubulares)
Corte en la soldadura (sin considerar la
dirección de la carga) (Ver 2.23)
T Conexiones simples en T, Y o K cargadas en tensión o
en dobladura que tengan soldaduras de filete o
ranuradas de penetración parcial.
Corte en la soldadura (sin considerar la
dirección de la carga)
X2 Componentes de intersección en conexiones simples en
T, Y o K; cualquier conexión cuya adecuación esté
determinada por las pruebas de modelos a escala
exactos o por análisis teóricos (por ejemplo, elementos
finitos)
El rango total mayor del esfuerzo de los
puntos calientes o la deformación en la parte
externa de la superficie de los componentes
de intersección en la garganta de la
soldadura que los une – medida después de
la fase de observación en el modelo o en la
conexión prototipo, o calculado con la mejor
tecnología disponible.
X1 En cuanto a X2, perfil mejorado por 2.20.6.6 y 2.20.6.7 Igual que X2
X1 Intersección de los cilindros – cónicos no reforzados Esfuerzo en puntos calientes en cambio de
ángulo; calcular Nota 4
K2 Conexiones simples en T, Y y K en las cuales el radio de
gama R/t del componente principal no excede 24 (Ver
Nota 3)
Corte por perforación para los componentes
principales: Calcularlos Nota 5
K1 En cuanto K2 , perfil mejorado por 2.20.6.6 y por 2.20.6.7
Notas: 1. T = Tensión, C = Compresión, B = Dobladura, R = Reverso; es decir, el rango total del esfuerzo axial nominal y del
esfuerzo por curvatura.
2. Curvas empíricas (Figura 2.13), basadas en típicas conexiones geométricas; si los factores de concentración de esfuerzo
real o los esfuerzos del punto caliente son K1; se prefiere la curva X1 o X2.
3. Curvas empíricas (figura 2.13) basadas en pruebas con rayos gamma (R/t) de 18 a 24; las curvas en el lado seguro para
componentes de cuerda muy pesados (componentes de cuerdas con carga) (R/t mayor que 24) reduce el esfuerzo
permisible en proporción a:
En donde se conocen los factores de concentración de esfuerzo real o de deformaciones en puntos calientes, se prefiere el
uso de la curva X1 o X2.
4. Factor de concentración de esfuerzo
donde
= Cambio del ángulo en transición
= Radio del rango de espesor del tubo en transición
5. El rango cíclico por corte por perforación, se entrega mediante:
donde
se definen en la Figura 2.14 y
ƒ a = rango cíclico del esfuerzo nominal del componente secundario para carga axial ƒ by = rango cíclico del esfuerzo por dobladura en plano ƒ bz = rango cíclico del esfuerzo por dobladura fuera del plano � = se define en la Tabla 2.9
4.35). Si se efectúa una prueba de soldadura de espesor
de 1-1/2 pulgada [38 mm] no es necesario realizar una
prueba para un espesor menor. La prueba deberá
calificar al operador de soldadura para aquellas
soldaduras de ranura y de filete en material de espesor
ilimitado para esta prueba de proceso y posición.
4.24 Soldaduras Ranuradas de Penetración
parcial para conexiones no tubulares.
La calificación para soldaduras de ranura de penetración
completa deberá calificar para todas las soldaduras de
ranura de penetración parcial.
4.25 Soldaduras de Filete para conexiones no
tubulares
La calificación de las soldaduras de ranura de
penetración completa deberán calificar para las
soldaduras de filete. Sin embargo, en donde sólo se
requiera la calificación de la soldadura de filete, vea la
Tabla 4.10.
4.26 Soldaduras de ranura de penetración completa
para conexiones tubulares
Las pruebas para calificación del soldador o
del operador de soldaduras deberá utilizar los siguientes
detalles:
(1) Uniones a tope de las soldaduras de ranura de
penetración completa con “backing” o torchado en la
cañería. Use Fig. 4.25
(2) Uniones a tope de las soldaduras de ranura de
penetración completa sin “backing” o torchado. Use Fig.
4.24.
(3) Uniones a tope de las soldaduras de ranura de
penetración completa o conexiones en T, Y y K con
“backing” en tuberías rectangulares. Use Fig. 4.25 en
cañerías (cualquier diámetro), plancha o tubería
rectangular.
(4) Conexiones en T, Y y K de soldaduras de ranura de
penetración completa, soldadas de un lado con “backing”
en la tubería. Utilice la Fig. 4.25 en tuberías de diámetro
apropiado.
(5) Conexiones en T, Y y K de soldaduras de ranura de
penetración completa, soldadas de un lado sin “backing”
en la tubería. Use Fig. 4.27
(6) Conexión en T, Y y K de soldaduras de ranura de
penetración completa, soldadas de un lado sin “backing”
o torchado en la tubería rectangular. Las opciones son
las siguientes:
(a) Figura 4.27 en cañería (cualquier diámetro) o en
tubería rectangular, más Fig. 4.28 en tubería rectangular.
(b) Figura 4.27 en tubería rectangular con especimenes
de muestra para ensayo de macrografía que se han
quitado de las ubicaciones que se muestran en la Fig.
4.28.
Ver Tabla 4.10 para los rangos de producción
de diámetro y espesor calificados para la prueba de
diámetros y espesores del armado estructural.
4.26.1 Otros detalles de la unión de los WPS
Para los detalles de la unión de WPS, o de
profundidad asumida para soldaduras de buena calidad
que sean más difíciles que las descritas aquí, deberá
efectuarse una prueba que se describe en 4.12.4.2 por
parte de cada soldador, además de las pruebas 6GR
(Ver Fig. 4.27 o 4.28). la posición de prueba debería ser
vertical.
4.27 Soldaduras de ranura de penetración parcial
para conexiones tubulares.
La calificación para las soldaduras de ranura
de penetración completa en conexiones tubulares
deberá calificar para todas las soldaduras de ranura de
penetración parcial.
4.28 Soldaduras de Filete para conexiones tubulares
Ver Tabla 4.10 para los requerimientos de
calificación de soldadura de filete.
4.29 Soldaduras tipo Tapón Redondo o tipo
Tapón Alargado para Conexiones Tubulares y No-
tubulares
La calificación para las soldaduras de ranura
de penetración completa en conexiones tubulares o no-
tubulares deberán calificar para todas las soldaduras tipo
tapón redondo o tipo tapón alargado.
Ver Tabla 4.9 solamente para la calificación de
la soldadura tipo tapón redondo y tipo tapón alargado. La
unión deberá consistir en un orificio de 3/4 pulgadas [20
mm] de diámetro en una plancha de espesor de 3/8
pulgadas [10 mm] con una plancha de respaldo de un
espesor mínimo de 3/8 pulgadas [10 mm]. (Ver Figura
4.37).
4.30 Métodos de Prueba y Criterios de Aceptación
para la Calificación del Soldador y del Operador de
Soldadura
4.30.1 Inspección Visual
Ver 4.8.1 para criterios de aceptación
4.30.2 Ensayo de Macrografía
Los especimenes de muestra para ensayos
deberán prepararse con una terminación apropiada para
el ensayo de macrografía.
Una solución apropiada deberá utilizarse para
que el decapado con ácido entregue una definición clara
de la soldadura.
4.30.2.1 Ensayos de Macrografía en Soldaduras de
Filete y de Tipo Tapón Redondo
Los ensayos de macrografía en soldaduras de
tipo tapón redondo deberán cortarse a partir de las
uniones de prueba según:
(1) La calificación del soldador – Figura 4.37
(2) La calificación del operador de soldadura – Figura
4.37
Para las pruebas de macrografía en la
soldadura de filete deberá cortarse a partir de las
uniones de prueba según:
(a) La calificación del soldador – Figura 4.36
(b) La calificación del operador de soldadura – 4.36
La superficie para el ensayo de macrografía
deberá estar suave para el decapado con ácido.
4.30.2.2 Ensayo de Macrografía para las
Conexiones en T, Y y K.
La unión de esquina para la prueba de
macrografía de conexiones en T, Y y K en tuberías
rectangulares en la Figura 4.28, deberán tener cuatro
especimenes para ensayos de macrografía cortados a
partir de las esquinas soldadas en ubicaciones que se
muestran en la Figura 4.28. Una superficie de cada
espécimen de esquina deberá suavizarse para el
decapado con ácido.
Si el soldador testeado en un cupón 6GR
(Figura 4.27) está utilizando la tubería rectangular los
cuatro especimenes de esquina requeridos para el
ensayo de macrografía pueden cortarse a partir de las
esquinas del cupón 6GR de manera similar a la Figura
4.28. Una superficie de cada espécimen de esquina
deberá suavizarse para el decapado con ácido.
4.30.2.3 Criterios de Aceptación para la Ensayo de
Macrografía
Para una calificación aceptable, cuando se
realice una inspección visual, el espécimen de prueba
deberá estar en conformidad con los siguientes
requerimientos:
(1) La soldaduras de filete deberán fusionarse a la raíz
de la unión, pero no necesariamente más allá de ella.
(2) El tamaño mínimo de la pata deberá cumplir con el
tamaño de la soldadura de filete especificado.
(3) Las soldaduras de filete y la unión de esquina para
ensayos de macrografía en conexiones en T, Y y en K,
en tuberías rectangulares (Figura 4.28), deberá:
(a) Estar libre de agrietamiento
(b) Fusión completa entre las capas adyacentes de .los
metales de soldadura y entre el metal de soldadura y el
metal base.
(c) Los perfiles de soldaduras deberán estar en
conformidad con el detalle propuesto, pero sin ninguna
de las variaciones prohibidas en 5.24.
(d) El socavamiento no deberá exceder 1/32 pulgadas [1
mm].
(e) Para porosidad de 1/32 pulgadas [1 mm] o mayores,
la porosidad acumulada no deberá exceder 1/4 de
pulgada [6 mm].
(f) No debe haber escoria acumulada y la suma de las
dimensiones mayores no deberán exceder 1/4 pulgada
[4 mm]
(4) Las soldaduras tipo tapón redondo deberán:
(a) No presentar agrietamiento.
(b) Fusión completa para los “backing” y para los lados
del orificio.
(c) No presentar escoria visible en exceso de 1/4 de
pulgada [6 mm] de longitud total acumulada.
4.30.3 Ensayo de Radiografía (RT)
Si se utiliza el ensayo de radiografía (RT) en
vez de las pruebas de doblado descritos, el refuerzo de
soldadura no necesita esmerilarse o suavizarse de algún
otro modo para la inspección; a menos que las
irregularidades de su superficie o unión con el metal
base pudieran provocar discontinuidades objetables a la
soldadura que se obscurecieran en la radiografía. Si se
quita el “backing” para el RT, la raíz deberá esmerilarse
a ras con el metal base (Ver 5.24.4.1).
El procedimiento y la técnica de RT deberá
estar en conformidad con los requerimientos de la Parte
E, Sección 6. Para la calificación del soldador, excluya 1-
1/4 pulgada [32 mm] en cada extremo de la soldadura
que se va a evaluar en la probeta de ensayo: para la
calificación del operador de soldadura excluya 3
pulgadas [75 mm] en cada extremo de la longitud de la
plancha de prueba. La cañería o tubería soldada para la
probeta de 4 pulgadas [100 mm] de diámetro o mayor,
deberá examinarse como mínimo la mitad del perímetro
de soldadura seleccionada para incluir una muestra de
todas las posiciones soldadas. (Por ejemplo, una cañería
o tubería de prueba, soldada en la posición 5G, 6G o
6GR deberá radiografiarse a partir de la línea central de
la parte superior hasta la línea central superior hasta el
fondo, a cada lado). La cañería o tubería de prueba de
soldadura inferior a 4 pulgadas [100 mm] de diámetro
requerirá un RT del 100%.
4.30.3.1 Criterio de Aceptación de RT
Para una calificación aceptable, la soldadura,
según lo revelado por la radiografía, deberá estar en
total conformidad con los requerimientos de 6.12.2;
excepto que 6.12.2.2 no deberá aplicarse.
4.30.4 Prueba de interrupción de la soldadura de Filete.
La longitud total de la soldadura de filete
deberá examinarse visualmente, y luego un espécimen
de muestra de 6 pulgadas de largo [150 mm] (Ver Figura
4.36), o una cuarta parte del conjunto estructural de
cañería con soldadura de filete deberá cargarse de tal
manera que la raíz de la soldadura esté en tensión. Al
menos, un inicio y término de soldadura deberá incluirse
dentro del especimen de prueba. La carga deberá
incrementarse o registrarse hasta que la fractura del
especimen se doble sobre si misma.
4.30.4.1 Criterio de Aceptación para la Prueba de
Interrupción de la Soldadura de filete
Para aprobar el examen visual previo a la
prueba de interrupción, la soldadura deberá presentar
una apariencia razonablememnte uniforme y deberá
estar libre de traslapamiento, grietas y socavamiento
excesivo en cuanto a los requerimientos de 6.9. No
deberá haber porosidad visible en la superficie de la
soldadura.
El espécimen quebrado deberá aprobarse si:
(1) El espécimen se dobla sobre si mismo, o
(2) La soldadura de filete, si está fracturada, tiene una
fractura de superficie que muestra la fusión completa de
la raíz de la unión sin ninguna inclusión o porosidad
mayor que 3/32 pulgadas [2.5 mm] en su dimensión
mayor, y,
(3) La suma de las dimensiones mayores de todas las
inclusiones y porosidad no deberá exceder 3/8 pulgadas
[10 mm] en el espécimen de 6 pulgadas de largo.
4.30.5 Probeta de doblado de raíz, superficie y de
lado
Ver 4.8.3.3 para criterios de aceptación.
4.31 Método de Pruebas y Criterios de Aceptación
para la Calificación del Pinchadores
Deberá aplicarse una fuerza al espécimen
hasta que ocurra la ruptura (Figura 4.34). La fuerza
puede ser aplicada por cualquier medio conveniente. La
superficie de la soldadura y de la fractura deberán
examinarse visualmente por si hubiera defectos.
4.31.1 Criterios de Aceptación Visual
La soldadura por puntos deberá presentar una
apariencia razonablemente uniforme y deberá estar libre
de traslapamiento, grietas y socavamiento que exceda
1/32 pulgada [1 mm]. No deberá haber porosidad visible
sobre la superficie de la soldadura por puntos.
4.31.2 Criterios de Aceptación de Ensayos
Destructivos
La superficie fracturada de la soldadura por
puntos deberá mostrar fusión con la raíz, pero no
necesariamente más allá de ella, y no deberá exhibir
fusión incompleta con los metales base o cualquier
inclusión o porosidad superior a 3/32 pulgadas [2.5 mm]
en la dimensión mayor.
4.32 Sometimiento a Nuevas Pruebas (Re-testeo)
Cuando un soldador, operador de soldadura o
pinchador, ya sea que falle (fracase) en una prueba de
calificación o que si hubiera una razón específica para
cuestionar sus habilidades de soldadura, o que su
período de efectividad hubiese expirado, deberá
aplicarse lo siguiente:
4.32.1 Requerimientos para un Re-testeo (nuevo
sometimiento a pruebas) de un Soldador y un
Operador de Soldadura
4.32.1.1 Re-testeo Inmediato
Este puede consistir en dos soldaduras de
cada tipo y posición en que el soldador o el operador de
soldadura hubiese fallado. Todos los especimenes para
estas nuevas pruebas deberán cumplir con todos los
requerimientos especificados.
4.32.1.2 Nuevas Pruebas (Re-testeo) después de un
Entrenamiento o Práctica Posterior
Puede hacerse un re-testeo, siempre que haya
evidencia de que el soldador o el operador de soldadura
haya tenido entrenamiento o práctica posterior. Deberá
realizarse un completo nuevo re-testeo sobre los tipos y
posiciones falladas o cuestionadas.
4.32.1.3 Re-testeo después de un lapso del Período
de Calificación o Efectividad
Cuando el periodo de calificación de
efectividad haya expirado en cuanto a la calificación del
soldador o del operador de soldadura; deberá requerirse
una prueba de recalificación.
Los soldadores tienen la opción de utilizar un espesor
para prueba de 3/8 pulgadas [10 mm] para calificar
cualquier espesor de soldadura que sea mayor que o
igual a 1/8 pulgada [3 mm].
4.32.1.4 Excepción – Falla (fracaso) de un Re-testeo
de Recalificación
No deberá permitirse un re-testeo
inmediatamente después de haber fallado en una nueva
prueba de recalificación. Este será permitido solamente
después de un entrenamiento y una práctica posterior,
según 4.32.1.2.
4.32.2 Requerimientos para el Re-testeo del
Pinchador
4.32.2.1 Re-testeo sin Entrenamiento Adicional
En caso de que fracase en los requerimientos
de las pruebas, el pinchador puede realizar un re-testeo
sin capacitación adicional.
4.32.2.2 Re-testeo después de una Capacitación o
Prácitica Posterior
Puede realizarse un re-testeo, siempre que el
pinchador haya tenido una capacitación o práctica
posterior. Deberá requerirse un completo re-testeo.
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Tabla 4.2
Calificación de WPS de soldaduras de Ranura de penetración completa: Número y tipo de Especímenes para Ensayo y
Diámetros calificados (Ver 4.4) (Dimensiones en Pulgadas)
1. Pruebas en la Plancha 1,2
2. Pruebas en cañerías o tuberías 1,7
Prueba en ESW y EGW
1,8
Notas: 1. Todas las soldaduras de las planchas de prueba, cañerías o tuberías deberán inspeccionarse visualmente (Ver 4.8.1) y someterse a
ensayos no destructivo (Ver 4.8.2). Se requerirá de una plancha de prueba, cañería o tubería para cada posición calificada. 2. Ver figuras 4.10 y 4.11 sobre requerimientos de la plancha de prueba. 3. Para soldaduras de ranura rectangulares que estén calificadas sin torchado, el espesor máximo calificado deberá limitarse de
acuerdo al espesor de la plancha de prueba. 4. La calificación de la soldadura de ranura de penetración completa en cualquier espesor o diámetro deberá calificar cualquier tamaño
de soldadura de filete o soldadura de ranura de penetración parcial para cualquier espesor. 5. La calificación para cualquier diámetro de cañería deberá calificar todos los espesores y profundidades de la sección rectangular 6. Cuando esté especificado, las pruebas de tenacidad deberán estar en conformidad con el Anexo III 7. Ver tabla 4.1 para detalles de ranuras requeridos para la calificación de soldaduras a tope en conexiones tubulares. 8. Ver Figura 4.9 para requerimientos de la plancha.
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Tabla 4.2 Calificación de WPS de soldaduras de Ranura de penetración completa: Número y tipo de Especímenes para Ensayo y
Diámetros calificados (Ver 4.4) (Dimensiones en Milimetros)
1. Pruebas en la Plancha 1,2
2. Pruebas en cañerías o tuberías 1,7
Prueba en el proceso ESW y EGW
1,8
Notas: 1. Todas las soldaduras de las planchas de prueba, cañerías o tuberías deberán inspeccionarse visualmente (Ver 4.8.1) y someterse a
ensayos no destructivo (Ver 4.8.2). Se requerirá de una plancha de prueba, cañería o tubería para cada posición calificada. 2. Ver figuras 4.10 y 4.11 sobre requerimientos de la plancha de prueba. 3. Para soldaduras de ranura rectangulares que estén calificadas sin torchado, el espesor máximo calificado deberá limitarse de
acuerdo al espesor de la plancha de prueba. 4. La calificación de la soldadura de ranura de penetración completa en cualquier espesor o diámetro deberá calificar cualquier tamaño
de soldadura de filete o soldadura de ranura de penetración parcial para cualquier espesor. 5. La calificación para cualquier diámetro de cañería deberá calificar todos los espesores y profundidades de la sección rectangular 6. Cuando esté especificado, las pruebas de tenacidad deberán estar en conformidad con el Anexo III 7. Ver Tabla 4.1 para detalles de ranuras requeridas para la calificación de soldaduras a tope en conexiones tubulares. 8. Ver Figura 4.9 para requerimientos de la plancha.
Detalle A = 2 ó 3 pulgadas de Diámetro [50 mm ó 75 mm de Diámetro]
Detalle B – 6 u 8 pulgadas de Diámetro
[ 150 mm ó 200 mm de Diámetro ]
Detalle C –
Localización del espécimen de prueba de impacto según
la dimensión de la cañería, si se requiere
Nota General: Pueden requerirse cañerías o tuberías de pruebas duplicadas o cañerías más grandes de dimensión de
prueba, cuando la prueba de impacto está especificada en los documentos de contrato o en las especificaciones.
Figura 4.7 Localización de los especimenes de ensayo para pruebas de tuberías rectangulares soldadas (Ver 4.8)
����
Parte superior de la tubería para las posiciones 5G, 6G y 6GR.
Figura 4.8 Localización de los Especímenes de ensayo para pruebas de tuberías rectangulares soldadas. (ver 4.8)
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Notas Generales:
• La configuración de la ranura se muestra sólo como ilustración. La ranura perfilada testeada deberá
estar en conformidad con el perfil de producción de la ranura que se esté calificando.
• Cuando se requieran especimenes para prueba de impacto, vea el Anexo III sobre requerimientos.
• Todas las dimensiones son mínimas.
Figura 4.9 Localización de los especímenes de ensayo en las planchas de prueba soldadas, para calificación de los
WPS en los procesos ESW y EGW. (Ver 4.8).
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Notas generales:
• La configuración de la ranura se muestra sólo como ilustración. La ranura perfilada testeada deberá
estar en conformidad con el perfil de producción de la ranura que se esté calificando.
• Cuando se requieran probetas de impacto, los especímenes deberán quitarse de sus posiciones, como
lo muestra el Anexo III, Fig. III 1
• Todas las dimensiones son mínimas.
Figura 4.10 Localización de especimenes de ensayo para pruebas de placas soldadas de 3/8
pulgadas [10 mm] de espesor y menores - calificación WPS (Ver 4.8).
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Notas generales:
• La configuración de la ranura se muestra sólo como ilustración. La ranura perfilada testeada deberá
estar en conformidad con el perfil de producción de la ranura que se esté calificando.
• Cuando se requieran probetas de impacto, los especímenes deberán quitarse de sus posiciones, como
lo muestra el Anexo III, Fig. III 1
• Todas las dimensiones son mínimas.
Figura 4.11 Localización de especímenes de ensayo para pruebas de planchas soldadas de
3/8 pulgadas [10 mm] de espesor y menores - calificación WPS (Ver 4.8).
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Notas Generales:
• T = Espesor de la placa ó cañería.
• Cuando el espesor de la placa de prueba es menor que 3/8 pulgadas [10 mm], el espesor nominal deberá utilizarse para
las curvaturas de superficie y raíz.
Notas:
1. Puede ser necesario un espécimen de mayor longitud cuando se utilice una unión de montaje tipo envoltura, o cuando
se someta a prueba acero con un límite de fluencia de 90 Ksi [620 MPa] o más.
2. Estos bordes pueden cortarse con calor y pueden o no ser maquineados.
3. El refuerzo y “baching” metálico de la soldadura, si los hubiera, deberá quitarse rasante con la superficie del espécimen
(Ver 5.24.4.1 y 5.24.4.2). Si se utiliza un refuerzo en nicho, esta superficie puede maquinarse a una profundidad que no
exceda la del nicho para quitar el backing metálico; en ese caso, el espesor del espécimen terminado deberá ser el que
se especifica anteriormente. Las superficies cortadas deberán suavizarse y quedar paralelas.
���
Notas:
1. Puede ser necesario un espécimen de mayor longitud cuando se utiliza una unión de doblado tipo envoltura, o
cuando se somete a prueba acero con un límite de fluencia de 90 Ksi [620 MPa] o más.
2. Para planchas de un espesor mayor a 1 – ½ pulgadas [38mm] de espesor, el especimen deberá cortarse en
bandas aproximadamente iguales con T entre ¾ pulgadas [20mm] y 1 – ½ pulgadas [38mm] y luego someter a
prueba cada banda.
3. t = espesor de la plancha o cañería.
Figura 4.13 – Especímenes de doblado de lado (Ver 4.8.3.1)
���
Nota General: Debido a la capacidad limitada de algunas máquinas para ensayos de tracción, las dimensiones del espécimen para aceros del
Anexo M pueden convenirse según lo acordado por el Ingeniero y el Fabricante.
Notas: 1. Si es posible, es deseable hacer la sección adherida, lo suficientemente larga como para permitir que el espécimen prolongue dentro de las
retenciones en una distancia igual a los dos tercios o más de la longitud de ellas.
2. Los extremos de la sección reducida no deberán diferir en cuanto al ancho en más de 0.004 pulgadas [0.102 mm]. Además, puede haber
una disminución gradual en el ancho, desde los extremos hacia el centro, pero el ancho de cada extremo no deberá ser mayor de 0.015
pulgadas [0.381 mm] mayores que el ancho en el centro.
3. Pueden utilizarse los anchos más angostos (W y C) cuando sea necesario. En tales casos, el ancho de la sección reducida debería ser tan
grande como lo permita el ancho del material que se esté sometiendo a prueba. Si el ancho del material es menor que W, los lados pueden
ser paralelos a lo largo de toda la longitud del especimen.
4. Para especimenes estándar tipo-plancha, los extremos de estos deberán ser simétricos con la línea central de la sección reducida dentro de
¼ pulgada [6mm].
5. La dimensión t es el espesor del espécimen según lo que entregan las especificaciones aplicables al material. El espesor nominal mínimo de
especimenes de 1 – ½ pulgada [38mm] de ancho deberá ser de 3/16 pulgadas [5mm], excepto como lo permita la especificación del
producto.
6. Para planchas de un grosor superior a 1 – ½ pulgadas [38mm] los especímenes pueden cortarse en bandas aproximadamente iguales. Cada
banda deberá tener a lo menos un espesor de ¾ pulgadas [20 mm]. Los resultados de los ensayos de cada banda deberán cumplir con los
requerimientos mínimos.
Figura 4.14 Especímenes de tensión para sección reducida. (Ver 4.8.3.4)
����
Nota General:
Las caras de la matriz interior y el pistón tubular deberán maquinarse para un acabado.
Figura 4.15 Plantilla para prueba de doblado guiada. (Ver 4.8.3)
����
Figura 4.16 Plantilla para prueba de doblado guiado con Envoltura Alternativa
Figura 4.17 Plantilla para prueba de doblado guiado, equipada con rodillo alternativo, para la
eyección del fondo del espécimen de ensayo (Ver 4.8.3)
����
Notas Generales:
• La sección reducida puede tener un enflanchamiento gradual desde los extremos hacia el centro, con los extremos
no más que el 1% mayor de diámetro que el centro (controlando la dimensión).
• Si se desea, la longitud de la sección reducida puede aumentarse para acomodar un extensiómetro de cualquier
longitud de calibre conveniente. Las marcas de referencia para la medición de la elongación debería espaciarse
según la longitud del calibre indicado.
• La longitud del calibre y los filetes deberán ser tal como se muestran, pero los extremos pueden ser de cualquier
forma para que se ajuste a los soportes de la máquina de prueba, de tal manera que la carga debería ser axial. Si
los extremos se van a sostener en terrazas de cuña, es deseable, si es posible, hacer que la longitud de la sección
de tenaza sea lo suficientemente grande como para permitir que el espécimen se extienda en las tenazas a una
distancia igual a dos tercios o más de la longitud de ellas.
Figura 4.18 Especimen de muestra para prueba de tensión en metal completamente soldado.
����
Nota General:
En donde el espesor máximo de la plancha utilizada en producción sea inferior al valor que se muestra
arriba, el espesor máximo de las piezas de producción pueden sustituirse por T1 y T2
Figura 4.19 Pruebas de buen estado de soldaduras de filete para la calificación de los WPS
(Ver 4.11.2)
����
Notas Generales:
• Ver tabla 4.1 para los requerimientos de posición.
• La cañería deberá ser de un espesor suficiente para evitar la fundición
Localización de los especímenes de ensayo en cañerías soldadas – calificación de los WPS
Notas Generales:
• Ver tabla 4.1 sobre requerimientos de la posición
• La cañería deberá ser de un espesor suficiente para evitar la fundición
• Todas las dimensiones son mínimas
Figura 4.20 Prueba de buen estado de soldadura de filete en cañería – Calificación de los
WPS (Ver 4.11.2)
����
Nota General: Cuando se use RT, no deberá haber pinchazos en el área de prueba.
Nota: El espesor del “backing” metálico deberá ser de ¼ pulgada [6mm] mínimo hasta 3/8 pulgadas [10mm] máximo; el
ancho del “backing” metálico deberá ser de 3 pulgadas [75mm] mínimo cuando no se quite para RT, excepto 1 pulgada
mínimo [25mm]
Figura 4.21 Placa de prueba para espesor ilimitado – Calificación del Soldador (Ver 4.23.1)
Notas Generales:
• Cuando se utiliza el ensayo RT no deberá haber pinchazos de soldadura en esta área de prueba.
• La configuración de la unión de un WPS calificado puede utilizarse en lugar de la configuración de la ranura que se
muestra aquí.
Nota: 1. El espesor del “backing” metálico deberá ser mínimo de 3/8 pulgadas [10mm] hasta ½ pulgada [12mm] máximo; el
ancho del “backing” metálico deberá ser mínimo de 3 pulgadas [75mm] cuando no se quite para el ensayo RT; de lo
contrario 1 – ½ pulgada [40mm] mínimo.
����
Figura 4.22 Placa de prueba para espesor ilimitado – Calificación del Operador de soldadura
Figura 4.23 Localización del espécimen de ensayo para la prueba de plancha soldada de 1 pulgada [25mm] de espesor – La verificación de los consumibles para la calificación de los
WPS de soldadura de Filete (Ver 4.11.3)
����
Nota general: T = Calificación del espesor de pared de cañería o tubo rectangular.
Figura 4.24 Unión a tope tubular – Calificación del soldador o WPS – sin “backing” metálico
(Ver 4.12.1, 4.12.2, y 4.26)
Nota general: T = Calificación del espesor de pared de cañería o tubo rectangular.
Figura 4.25 Unión a tope tubular – Calificación del soldador o WPS – sin “backing” metálico
(Ver 4.12.1, 4.12.2, y 4.26)
�
�
���
�
�
Figura 4.26 Prueba del ángulo agudo en inclinación (área en donde el ángulo es menor que 90°)
(No se muestran las restricciones) (Ver 4.12.4.2)
����
Figura 4.27 Unión de prueba para conexiones en T, Y y K sin “backing” metálico en cañería o en tubería
rectangular. Calificación del soldador y WPS. (Ver 4.12.4.1 y 4.26)
Figura 4.28 Prueba de Macrografía de Unión de esquina para conexiones en T, Y y K sin (backing) metálico en
tuberías rectangulares para soldaduras de ranura de penetración completa. Calificación del Soldador y los WPS
(Ver 4.12.4.1 y 4.26)
����
�
�
Notas:
1. Cuando se usa RT, no deberá haber pinchazos de soldadura en el área de prueba
2. El espesor del backing metálico deberá ser ¼ pulg. [6mm] mínimo a 3/8 pulg. [10mm] máximo; el ancho del backing
metálico deberá ser de 3 pulg. [75mm] mínimo cuando no se quite para RT; de lo contrario 1 pulg. [25mm] mínimo.
�Figura 4.29 Placa de prueba opcional para espesor ilimitado – posición horizontal – calificación del Soldador
(Ver 4.23.1)
����
Notas:
1. Cuando se usa RT, no deberá haber pinchazos de soldadura en el área de prueba
2. El espesor del backing metálico deberá ser ¼ pulg. [6mm] mínimo hasta 3/8 pulg. [10mm] máximo; el ancho del backing
metálico deberá ser de 3 pulg. [75mm] mínimo cuando no se quite para RT; de lo contrario 1 pulg. [25mm] mínimo.
�Figura 4.30 Placa de prueba para espesor limitado – todas las posiciones para calificación del soldador
(Ver 4.23.1)
����
Notas:
3. Cuando se usa RT, no deberá haber pinchazos de soldadura en el área de prueba
4. El espesor del backing metálico deberá ser ¼ pulg. [6mm] mínimo hasta 3/8 pulg. [10mm] máximo; el ancho del backing
metálico deberá ser de 3 pulg. [75mm] mínimo cuando no se quite para RT; de lo contrario 1 pulg. [25mm] mínimo.
�Figura 4.30 Placa de prueba para opcional para espesor limitado – posición horizontal – calificación del Soldador
(Ver 4.23.1)
����
Nota:
1. L = 7 pulg. [125 mm] mínimo (Soldador), L = 15 pulg. [380 mm] mínimo (Operador de soldadura)
Figura 4.32 Placa de prueba para el doblado de la raíz de la soldadura de filete – Calificación del Soldador o del
Operador de soldadura – Opción 2 (Ver 4.28 ó 4.25)
���
Figura 4.33 Localización de Especímenes de prueba en cañería soldada para ensayo y tubería rectangular.
Calificación del Soldador (Ver 4.19.12)
���
Figura 4.34 Método de ruptura del Espécimen Calificación del Pinchador (Ver 4.31)
Notas:
1. Abertura de la raíz “R” establecida por WPS.
2. T = Máxima a soldarse en construcción pero no necesita exceder 1-1/2 pulg. [38 mm]
3. No es necesario usar extensiones si la unión es lo suficientemente larga como para proporcionar una buena soldadura
de 17 pulgadas [430 mm].
����
Figura 4.35 Unión a tope para la calificación del Operador de soldadura. Procesos ESW y EGW (Ver 4.23.2)
Notas:
1. L = 8 pulg. [200mm] mínimo para el soldador; 15 pulg. [380mm] mínimo (Operador de soldadura).
2. Puede utilizarse cualquier extremo para el espécimen requerido para la prueba de macrografía. El otro extremo puede
descartarse.
Figura 4.36 Interrupción de la soldadura de filete y placa de prueba para macrografía. Calificación para el Soldador
u Operador de soldadura. Opción 1 (Ver 4.28 ó 4.25).
aquellas discontinuidades que sean rechazables necesitan
registrarse en el informe del ensayo, excepto para las
soldaduras designadas en los documentos del contrato como
“fractura critica” (Fracture Critical) la clasificación aceptables
que este dentro de 6dB inclusive, de la clasificación mínima
rechazable deberán registrarse en el informe de la prueba.
6.26.9 Identificación del Área Rechazada
Cada discontinuidad rechazable deberá estar indicada en la
soldadura mediante una marca directamente sobre la
discontinuidad en toda su longitud. La profundidad de la
superficie de la clasificación de la indicación deberán estar
anotadas lo más cerca posible del metal base.
6.26.10 Reparación
La soldadura que se encuentre inaceptable mediante la UT
deberá repararse a través de los métodos permitidos por 5.26
de este código. Las áreas reparadas deberán retestearse
ultrasónicamente con resultados tabulados en el formulario
original o en formularios de informe adicional.
6.26.11 Informes de Retesteo
La evaluación de área de soldadura reparada retesteada
deberán tabularse en una nueva línea en un formulario de
informe. Si se utiliza el formulario original del informe el prefijo
R1, R2... Rn serán el prefijo para el nº de indicaciones. Si se
utilizan formularios adicionales de informe el prefijo deberá ser
el número y R en el número de informe.
216
6.26.12 Backing Metálico
La UT de las soldaduras ranuradas de penetración completa
con respaldo de acero deberán efectuarse como un
procedimiento UT que reconozca los reflectores potenciales
creados por la base de la interface del backing metálico (Ver
comentario en C6.26.12 para una pauta adicional sobre las
soldaduras de ranuras escaneadas que contengan backing
metálico ).
6.27 Prueba UT de conexiones tubulares T-, Y-, y K
Los requerimientos de la prueba UT de esta sección
representan la tecnología de punta disponible para los
exámenes de las estructuras tubulares, especialmente en las
conexiones en T-, Y-, K . La determinación de la altura de los
reflectores prolongados .
6.27.1 Procedimiento
Todos los procedimientos UT deberán estar en conformidad
con un procedimiento escrito el cual ha sido preparado o
aprobado por un individuo calificado en SNT- TC- 1 A , Nivel III
y experiencia en UT de estructuras tubulares. El procedimiento
se basará en los requerimientos de esta sección y Sección 6,
Parte F, sea aplicable. Anterior a su uso en producción de
soldaduras, el procedimiento y el criterio de aceptación deberá
ser aprobado por el Ingeniero, y el personal deberá haber sido
exitosamente calificado en conformidad con 6.27.2. El
procedimiento deberá contener, como mínimo, las siguiente
Información con respecto al método y las técnicas de UT:
(1) El tipo de configuración de la unión de soldadura que vaya
a examinarse ( por ejemplo, el rango aplicable de diámetro,
espesor y ángulo diedro local). Las técnicas convencionales
están limitadas generalmente a diámetros de 12- 3/4 pulgadas
[325 mm] y mayores espesores de 1/2 pulgada [12 mm] y
superiores y ángulos diedro locales de 30º ó mayores. Las
técnicas especiales para los lados más pequeños pueden
utilizarse siempre que estén calificadas según como se
describan aquí, utilizando el menor tamaño de aplicación.
(2) Aceptación del criterio para cada tipo y tamaño de
soldadura .
(3) Tipos de instrumentos para prueba radiográfica (marca y
modelo).
(4) Frecuencia del transductor (unidad de exploración, tamaño
y forma activa, ángulo de abertura del haz y tipo de cuña
en las sondas de pruebas del ángulo de abertura del has.
Los procedimientos que utilizan los transductores hasta
de 6 MHZ disminuyen a 1/4 de pulgada [6 mm] y de
diferente forma de la que se específica en otras partes,
está puede usarse siempre que estén calificadas según
lo descrito aquí.
(5) Preparación de la superficie y del material de
acoplamiento (en donde sea utilizado ).
(6) Tipo de bloque de prueba de calibración y reflector de
referencia.
(7) Método de calibración y exactitud requerida para la
distancia (el barrido) linealidad vertical, expansión de la
abertura del haz de luz , sensibilidad y resolución .
(8) Intervalo de recalibración para cada ítem en No (7)
anterior.
(9) Método para determinar la acústica del metal base (Ver
6.27.4) y para establecer la geometría como una función
del ángulo diedro local y el espesor.
(10) Patrón de exploración y sensibilidad (Ver 6.27.5 )
(11) Corrección para la transferencia para la curvatura de
superficie y aspereza (irregularidad ) en donde se utilizan
los métodos de amplitud (Ver 6.27.3)
(12) Métodos para determinar el ángulo de la abertura del haz
efectivo (en materiales curvos, en el área de ajuste de la
raíz, y en localizaciones de discontinuidad.
(13) Método de la longitud de la discontinuidad y
determinación de la altura.
(14) Método de la verificación de la discontinuidad durante la
excavación y la reparación.
6.27.2 Personal
Además de los requerimientos sobre el personal del 6.14.6
cuando se vayan a efectuar los exámenes en las conexiones
de T-, Y-, y K , el operador requerirá demostrar una habilidad
para aplicar técnicas especiales requeridas para tales
exámenes. Las pruebas prácticas deberán efectuarse en
soldaduras de modelos simulados que representen el tipo de
soldaduras que vayan a inspeccionarse, incluyendo un rango
representativo del ángulo diedro y los espesores que vayan a
encontrarse en producción utilizando los procedimientos y
utilizando la aprobación calificada aplicable. Cada modelo
simulado deberá contener deformaciones naturales o
artificiales que entreguen indicaciones de la prueba UT por
arriba y por debajo de los criterios de rechazo especificados
en el procedimiento aprobado. El comportamiento deberá
juzgarse sobre la base de la habilidad del operador para
determinar el tamaño y la clasificación de cada discontinuidad
con una exactitud requerida para aceptar o rechazar cada
pieza soldada y ubicar con exactitud las deformaciones
rechazables en las soldaduras y dentro de la sección
transversal de la soldadura. A lo menos el 70% de las
217
discontinuidades deberá corregirse identificadas como
rechazadas y el comportamiento deberá ser a entera
satisfacción del Ingeniero (con consideración particular al nivel
de falsas alarmas). Para el trabajo en estructuras no
redundantes, todas las discontinuidades serias (por ejemplo,
aquellas que excedan las dimensiones rechazables por un
factor de dos, amplitudes por seis dB) deberán localizarse e
informarse.
6.27.3 Calibración
La calificación del equipo UT y los métodos de calibración
deberán cumplir con los requerimientos y la aprobación del
procedimiento de la sección 6, Parte F, excepto lo siguiente :
6.27.3.1 Rango ( distancia )
El rango de calibración deberá incluir, como mínimo, la
distancia completa del trayecto acústico para ser utilizado
durante el examen específico. Esto puede ajustarse para
representar ya sea el trayecto acústico la distancia de la
superficie o la profundidad equivalente debajo de la superficie
de contacto, desplegada en la escala horizontal del
instrumento, según lo que se diga en el procedimiento
aprobado.
6.27.3.2 Calibración de la Sensibilidad
La sensibilidad estándar para examinar la producción de
soldadura que utiliza las técnicas de amplitud deberán ser: la
sensibilidad máxima más la corrección de amplitud distante,
más la corrección de transferencia. Esta calibración deberá
efectuarse a lo menos 1 vez para cada unión que vaya a
someterse a prueba; excepto que para las pruebas repetitivas
del mismo tamaño y configuración, se puede usar la frecuencia
de calibración de 6.25.3.
(1) Sensibilidad Básica
La altura de la pantalla del nivel de referencia se obtiene
utilizando la reflexión máxima desde 0.60 pulgadas [1.5 mm]
del orificio del diámetro en el bloque IIW (u otro bloque que de
cómo resultado la misma sensibilidad básica de calibración)
como se describe en 6.25 ( ó en 6.29).
(2) Corrección de la Amplitud de Distancia
El nivel de sensibilidad deberá ajustarse para entregar una
pérdida de atenuación a través de todo el rango del trayecto
acústico que se vaya a utilizar, ya sea en las curvas de
corrección de amplitud de distancia, por medios electrónicos o
como se describe en 6.26.6.4. En donde se utilizan los
transductores de alta frecuencia, la atenuación mayor deberá
tomarse en consideración. La corrección de transferencia
puede usarse para acomodar la prueba UT a través de capas
estrechas de pintura que no excedan las 10 mils [0.25 mm] de
espesor.
6.27.4 Examen del Metal Base
Toda área sujeta al examen de prueba UT deberá
examinarse mediante la técnica de la onda longitudinal para
detectar reflectores laminados que pudieran interferir con la
propagación intencionada y directa de la onda sonora. Todas
las áreas que contengan reflectores laminales deberán
marcarse para ser identificadas antes del examen de la
soldadura y de las consecuencias consideradas en la
selección de la unidad de los ángulos de la unidad de
exploración y de las técnicas de examen de las soldaduras en
esa área. Las discontinuidades del material base que excedan
los limites de 5.15.1.1 deberán llamar la atención del Ingeniero
o del Inspector.
6.27.5 Examen de la Soldadura
Los exámenes de la soldadura en conexiones T-, Y-, K
deberán efectuarse desde la superficie del componente
secundario ( ver figura 6.25) . Todas los exámenes deberán
hacerse en las partes Patas I y II, donde sea posible. Para un
examen inicial la sensibilidad deberá incrementarse en 12 dB
por sobre lo establecido en el punto 6.27.3 para el trayecto
máximo de salida. La evaluación de la indicación deberá
efectuarse con referencia a la sensibilidad estándar.
6.27.6 Angulo Optimo
Las indicaciones que se encuentren en las áreas de la raíz de
las soldaduras de ranura en uniones a tope y a lo largo de la
cara de fusión
6.27.7 Evaluación de la Discontinuidad.
Las discontinuidades serán evaluadas utilizando una
continuación de límites de haz de luz y técnicas de amplitud.
Los tamaños se entregaran como longitud y altura (dimensión
de profundidad) ó amplitud, según sea aplicable, la amplitud
estará relacionada “la calibración estándar.” Además, las
discontinuidades deberán clasificarse como lineales o planas
versus esféricas, pero destacando los cambios en amplitud a
medida o que el transductor oscile en un arco centrado en el
reflector. Se deberá determinar l localización (posición) de las
discontinuidades dentro de la sección transversal de la
soldadura, al igual que de un punto de referencia establecido
a o largo del eje soldado.
6.27.8 Informes
6.27.8.1 Formularios.
218
Un formulario de informe deberá identificar claramente el
trabajo y el área de inspección deberán ser completadas por el
técnico en pruebas ultrasónicas y en el momento de la
inspección. Un informe detallado y un diagrama que muestre la
localización a lo largo del eje de la soldadura, la ubicación
dentro de las secciones transversales de la soldadura, el
tamaño (ó en la clasificación de la indicación), la extensión,
orientación y clasificación para cada discontinuidad deberá ser
completada para cada soldadura en la cual se encuentren
indicaciones significativas.
6.27.8.2 Discontinuidades Informadas.
Cuando se especifiquen, las discontinuidades que se acerquen
a un tamaño rechazable, especialmente aquellas en donde
haya alguna duda en cuanto a su evaluación también deberán
ser informadas.
6.27.8.3 Inspección Incompleta.
Las áreas para las cuales la inspección completa no se pueda
llevar a la práctica, también deberán ser registrada, junto con el
motivo por el cual la inspección estaba incompleta.
6.27.8.4 Marcas de Referencia.
A menos que se especifique de otro modo, la posición de
referencia y la localización y extensión de las discontinuidades
rechazadas también pueden marcarse físicamente en la pieza
que vaya a soldarse.
6.23 Preparación y Disposición de los Informe
6.28.1 Contenido de los Informes.
Un formulario de informe que identifique claramente el trabajo y
el área de inspección deberá ser completado por el operador
de la prueba ultrasónica en el momento de la inspección. El
formulario de informe para soldaduras que sean aceptables
sólo necesitan contener la información suficiente para
identificar la soldadura, la firma del operador, y la aceptación de
la soldadura. Un ejemplo de tal formulario se muestra en el
Anexo D, Formulario D-11.
6.28.2 Informes Previos a la Inspección.
Antes de que una soldadura esté sujeta a una prueba
ultrasónica por parte del Contratista para que sea aceptada por
el Propietario, todos los formularios de informe pertenecientes a
la soldadura, incluyendo cualquiera que muestre una calidad
inaceptable previa a la reparación, deberá ser entregada al
Inspector.
6.28.3 Informes Completados.
Un grupo completo de formularios de informes terminados de
soldaduras sometidas a pruebas ultrasónicas por parte del
Contratista para el Propietario, incluyendo cualquiera que
muestre alguna calidad inaceptable previo a la reparación,
deberá ser entregado al Propietario después de que se haya
completado el trabajo. La obligación del Contratista para
retener los informes de pruebas ultrasónicas terminará en los
siguientes casos:
(1) en cuanto se entregue el set completo al Propietario, (2) un
año completo después de haber terminado el trabajo del
Contratista, siempre que se le dé un aviso por escrito con
anticipación al Propietario.
6.29 Calibración de la Unidad Para Prueba Ultrasónica
con Bloques IIW u Otros Bloques de Referencia
Aprobados
Ver 6.23 y Figuras 6.22, 6.23, y 6.26.
6.29.1 Modo Longitudinal
6.29.1.1 Calibración de Distancia.
Ver Anexo X, X1 para un método alternativo.
(1) El transductor deberá colocarse en la posición G en el
bloque IIW.
(2) El instrumento deberá ajustarse para producir
indicaciones en 1 pulgada [25 mm en un bloque métrico], 2
pulgadas [50 mm en un bloque métrico], 3 pulgadas [75 mm
en un bloque métrico], 4 pulgadas [100 mm en un bloque
métrico], etc. en el visor.
6.29.1.2 Amplitud.
Ver Anexo X, X1.2 para métodos alternativos. (1) El
transductor deberá ajustarse en la posición G en el bloque
IIW. (2) la ganancia deberá ajustarse hasta que la indicación
maximizada del primer reflejo posterior corresponda a una
altura de pantalla de 50 a 75%.
6.29.1.3 Resolución.
(1) El transductor deberá ajustarse en posición F en el
bloque IIW.
(2) El transductor y el instrumento deberán resolver las tres
distancias.
6.29.1.4 Calificación de la Linealidad Horizontal.
El procedimiento de calificación será según 6.24.1.
6.29.1.5 Calificación del Control de Ganancia
(Atenuación).
El procedimiento de calificación deberá estar en conformidad
con 6.24.2 ó un método alternativo, en conformidad con
6.24.2, este deberá utilizarse.
219
6.29.2 Modo de Onda de Corte (Transversal)
6.29.2.1 Punto Indice.
El punto de entrada del sonido del transductor (punto índice)
deberá ubicarse o verificarse para los siguientes
procedimientos:
(1) El transductor deberá estar colocado en la posición D en
el bloque IIW.
(2) El transductor deberá moverse hasta que la señal de la
radio se maximice. El punto en el transductor en el cual se
alinea con la línea del radio en el bloque de calibración es el
punto de entrada del sonido (ver Anexo X, X2.1 para un
método alternativo).
6.29.2.2 Ángulos.
El ángulo del trayecto acústico del transductor deberá
verificarse o deberá ser determinado por uno de los siguientes
procedimientos:
(1) El transductor deberá ajustarse en la posición B en el
bloque IIW para los ángulos de 40º hasta 60º, ó en la posición
C en el bloque IIW para ángulos de 60º a 70º (ver Figura 6.26).
(2) Para el ángulo seleccionado el transductor deberá moverse
hacia atrás y hacia delante por sobre la línea indicadora del
ángulo del transductor, hasta que la señal de radio se
maximice. El punto de entrada acústica en el transductor
deberá compararse con la marca del ángulo en el bloque de
calibración (tolerancia ± 2º) (ver Anexo X, X2.2 para métodos
alternativos).
6.29.2.3 Procedimiento de Calibración de Distancia.
El transductor deberá ajustarse en la posición D en el bloque
IIW (en cualquier ángulo). El instrumento entonces será
ajustado para lograr las indicaciones a 4 pulgadas [100 mm en
un bloque métrico], y 8 pulgadas [200 mm en un bloque
métrico] ó 9 pulgadas [225 mm en un bloque métrico] en la
pantalla; 4 pulgadas [100 mm] y 9 pulgadas [230 mm] en un
bloque Tipo 1 ó 4 pulgadas [100 mm] y 8 pulgadas [200 mm] en
un bloque Tipo 2 (ver Anexo X, X2.3 para un método
alternativo).
6.29.2.4 Amplitud ó Procedimiento de Calibración de la
Sensibilidad.
El transductor deberá ajustarse en la posición A en el bloque
IIW (cualquier ángulo). La señal maximizada entonces deberá
aceptarse a partir del orificio de 0.060 pulgadas [1.59 mm] para
lograr una indicación horizontal en la altura de la línea de
referencia (ver Anexo X, X2.4 para un método alternativo). La
lectura máxima de decibeles obtenidos deberá cursarse como
“Nivel de Referencia b”; esta lectura deberá aparecer en la Hoja
de Informe de Pruebas en conformidad con 6.23.1 (Anexo D,
Formulario D11).
6.29.2.5 Resolución
(1) El transductor deberá ajustarse en el bloque de
resolución RC posición Q para un ángulo de 70º, posición R
para un ángulo de 60º, posición S para un ángulo de 45º.
(2) El transductor y el instrumento deberán resolver los tres
orificios de ensayo ó de prueba, a lo menos hasta un punto de
distinguir los peaks de las indicaciones de los tres orificios.
6.29.2.6 Aproximación de la Distancia de la Unidad de
Exploración.
La distancia mínima permisible entre la garganta de la unidad
de exploración y el borde del bloque IIW deberá ser la
siguiente (ver Figura 6.21):
Para el transductor de 70º
X = 2 pulgadas [50 mm]
para el transductor de 60º
X = 1-7/16 pulgadas [37 mm]
Para el transductor de 45º
X = 1 pulgada [25 mm]
6.30 Procedimientos Para la Calificación del Equipo
6.30.1 Procedimientos de Linealidad Horizontal.
Nota: Ya que este procedimiento de calificación se efectúa
con una unidad de exploración de un haz de luz directo, el
cual produce ondas longitudinales con una velocidad del
sonido de casi el doble de las ondas de corte; es necesario
doblar los rangos de distancia de la onda de corte que se
vayan a utilizar para aplicar este procedimiento.
Ejemplo: El uso de una calibración de pantalla de 10
pulgadas [250 mm] en la onda de corte requeriría una
calibración de pantalla de 20 pulgadas [500 mm] para este
procedimiento de calificación.
El siguiente procedimiento deberá utilizarse para la calificación
del instrumento (ver Anexo X, X3, para un método alternativo):
(1) Una unidad de exploración de haz de luz directa deberá
acoplarse cumpliendo con los requerimientos de 6.22.6 para el
bloque IIW o el bloque DS en posición G, T ó U (ver Figura
6.26) según sea necesario para lograr los cinco reflejos en el
rango de clasificación que sé este certificando (Ver Figura
6.26).
(2) El primero y el quinto reflejo posterior deberán ajustarse
en sus propias localizaciones con el uso de ajuste de la
calibración de distancia y del retardo de cero.
220
(3) Cada indicación deberá ajustarse al nivel de referencia con
el control de ganancia o de atenuación para el examen de la
localización horizontal.
(4) Cada localización de deflexión del trazado intermedio
deberá corregirse dentro de un ancho de pantalla del 2%.
6.30.2 Exactitud dB
6.30.2.1 Procedimientos.
Nota :Para lograr una exactitud requerida (±1%) al leer la altura
de la indicación, la pantalla deberá graduarse verticalmente en
intervalos del 2% ó del 2.5% para instrumentos con lectura de
amplitud digital en pantalla liviana y horizontales de una altura
media. Estas graduaciones se colocarán en la pantalla entre el
60% y el 100% de altura de pantalla. Esto puede lograrse con
el uso de una sobreposición de pantalla transparente graduada.
Si esta sobreposición se aplica como una parte permanente de
la unidad de la prueba térmica, debería tenerse cuidado de que
esta superposición no oscurezca la prueba normal.
(1) Una unidad de exploración de haz de luz directa deberá
acoplarse, cumpliendo con los requerimientos de 6.22.6
con el bloque DS que aparece en la Figura 6.23, y en la
posición “T”, Figura 6.26.
(2) La calibración de la distancia deberá ajustarse de modo
que la primera indicación de retro reflexión de 2 pulgadas
[50 mm] (de aquí en adelante llamada la indicación), esté
en la mitad de la pantalla horizontal.
(3) El control de atenuación o de ganancia calibrada deberá
ajustarse de modo que la indicación esté exactamente en
ó levemente por sobre el 40% de la altura de la pantalla.
(4) La unidad de exploración deberá moverse hasta la
posición U, ver Figura 6.26, hasta que la indicación esté
exactamente en el 40% de la altura de la pantalla.
(5) La amplitud del sonido deberá aumentarse en 6 decibeles
con el control de atenuación o el de ganancia calibrada.
El nivel de indicación teóricamente debería ser
exactamente a la altura del 80% de la pantalla.
(6) La lectura de decibeles deberá registrarse bajo una “a” y
el porcentaje real de la altura de la pantalla bajo “b”, de la
etapa 5 en el informe de certificación (Anexo D,
Formulario D-8), Línea 1.
(7) La unidad de exploración deberá moverse hacia delante
hasta la posición de U, Figura 6.26, hasta que la
indicación esté exactamente en el 40% de la altura de la
pantalla.
(8) Deberá repetirse la etapa 5.
(9) Deberá repetirse la etapa 6; excepto que la información
debería aplicarse a la línea consecutiva siguiente en el
Anexo D, Formulario D-8.
(10) Las etapas 7, 8 y 9 deberán repetirse consecutivamente
hasta que se logre el rango completo del control de
ganancia (atenuador) (60 decibeles mínimo).
(11) La información de las Filas o Líneas “a” y “b” deberá
aplicarse a la ecuación 6.30.2.2 ó al nomograma descrito
en 6.30.2.3 para calcular el decibel correcto.
(12) Deberá aplicarse el decibel corregido de la etapa 11 a la
Línea “c”.
(13) Deberá sustraerse el valor de la Línea “c” de la Fila
del valor “a” y la diferencia en la Fila “d”, el error de decibeles
deberá aplicarse.
Nota: Los valores pueden ser positivos ó negativos y
esto deberá anotarse así. Ejemplos de
Aplicaciones de los Formularios D-8, D-9, y D-10 se
encuentran en el Anexo D.
(14) Deberá tabularse la información en el formulario,
incluyendo la información mínima equivalente que
aparece en el Formulario D-8, y la unidad deberá
evaluarse en conformidad con las instrucciones que
aparecen en este formulario.
(15) El formulario D-9 entrega un medio relativamente simple
de evaluación de datos del Ítem (14). Las instrucciones
para esta evaluación se entregan entre (16) hasta (18).
(16) La información de decibeles desde la Fila “e” (Formulario
D-8) deberá aplicarse verticalmente y la lectura de
decibeles de la Fila “a” (Formulario D-8) horizontalmente
a medida que ó ya que X e Y coordinan para un trazado
de una curva de dB en el Formulario D-9.
(17) La mayor longitud horizontal, representado por la
diferencia de lectura de decibeles, la cual puede
inscribirse en un rectángulo representado 2 decibeles de
altura, denota que el rango de decibeles en el cual el
equipo cumple los requerimientos del código. El rango
mínimo permisible es de 60 decibeles.
(18) El equipo que no cumpla este requerimiento mínimo que
deben utilizarse, los factores de corrección que se
desarrollen y se utilicen para la evaluación de la
discontinuidad fuera del rango de linealidad ajustable del
instrumento, o que la evaluación de la prueba de
soldadura y la discontinuidad se mantengan dentro del
rango de linealidad vertical ajustable del equipo.
Nota: Las figuras con error dB (Fila “d”) pueden utilizarse
como figuras de factor de corrección.
221
6.30.2.2 Ecuación de Decibeles.
La siguiente ecuación deberá utilizarse para calcular los
decibeles:
dB2 – dB1 = 20X Registro %2
%1
dB2 = 20 x Registro %2 dB1
%1
De acuerdo a lo relacionado con Anexo D, Formulario
D-8
dB1 = Fila “a”
dB2 = Fila “c”
%1 = Fila “b”
%2 = Definido en el Formulario D-8
222
6.30.2.3 Anexo D. La siguientes notas se aplican al uso del
nomografo en el Anexo D Formulario D-10:
(1) Filas a, b, c, d y e están en la hoja de especificación,
Anexo D, Formulario D-8.
(2) Las series A, B y C están en el nomografo, Anexo D,
Formulario D-10.
(3) Los puntos cero en la serie C deberán tener un prefijo al
agregarse el valor necesario que corresponda con los
ajustes del instrumento; es decir 0, 10, 20, 30, etc.
6.30.2.4 Procedimiento. Los siguientes procedimientos
deberán aplicarse al uso de nomografo en el Anexo D,
Formulario D-10:
(1) Una línea recta entre la lectura del decibel de la fila “a”
aplicada a la serie C y al porcentaje correspondiente de la
fila “b” aplicado a la serie A deberá prolongarse.
(2) El punto en donde la línea recta de la etapa 1 cruce la
línea pivote B, como un punto pivote para una segunda
línea recta deberá utilizarse.
(3) Una segunda línea recta a partir de un punto de %
promedio en la serie A a través del punto del pivote
desarrollado en la etapa 2 y hasta el decibel de la escala
C deberá prolongarse.
(4) Este punto en la serie C indica el decibel corregido para
usarse en la fila “c”.
6.30.2.5 Nomografo. En cuanto a un ejemplo del uso del
nomografo, ver Anexo D, Formulario D-10.
6.30.3 Procedimiento de Reflexiones Internas
(1) Calibrar el equipo en conformidad con 6.25.5.
(2) Quitar la unidad de registro del bloque de calibración sin
cambiar ningún otro equipo de ajuste.
(3) Aumentar la ganancia calibrada o la atenuación de 20
decibeles más sensibles que el nivel de referencia.
(4) El área de la pantalla mas allá del trayecto acústico de ½
pulgada [12 mm] y la altura del nivel de referencia anterior
deberán estar libres de cualquier indicación.
6.31 Procedimientos de Evaluación del Tamaño de la
Discontinuidad
6.31.1 Prueba del Haz de Luz Directa (Longitudinal) El
tamaño de las discontinuidades lamelares no es siempre fácil
de determinar, especialmente aquellos que son menores (ó de
menor tamaño) que el tamaño del transductor. Cuando la
discontinuidad sea mayor que el transductor, ocurrirá una
pérdida completa del reflejo posterior y una pérdida de 6
decibeles de amplitud y de medición hasta la línea central del
transistor es generalmente confiable para determinar la
discontinuidad de los bordes. Sin embargo, la evaluación de
tamaño aproximado de esos reflectores, los cuales son más
pequeños que el transductor, deberán hacerse comenzando
por la parte de afuera (ó externa) de la discontinuidad con un
equipo calibrado en conformidad con 6.25.4 y moviendo el
transductor hacia el área de la discontinuidad hasta que alguna
indicación en la pantalla comience a formarse. El borde guía
de la unidad de registro en este punto es la que indica la
discontinuidad del borde.
6.31.2 Prueba del Haz de Luz en Angulo (Corte). El
procedimiento siguiente utilizara para determinar las longitudes
de las indicaciones que tengan valores de decibeles más serios
que para una indicación de Clase D. La longitud de tal
indicación deberá determinarse al medir la distancia entre las
localizaciones de la línea central del transductor en donde la
amplitud del valor de la indicación cae en un 50% (6 decibeles)
por debajo del valor para la calificación de discontinuidad
aplicable. Esta longitud deberá registrarse en el informe de
pruebas como: “longitud de discontinuidad”. En donde esté
garantizado por la amplitud de discontinuidad, este
procedimiento deberá repetirse para determinar la longitud de
las discontinuidades de la Clase A, B y C.
6.32 Patrones de Registro (Exploración) (Ver Figura 6.24)
6.32.1 Discontinuidades Longitudinales
6.32.1.1 Movimiento A de Exploración o Registro. Angulo
de rotación a = 10º.
6.32.1.2 Movimiento B de Exploración o Registro. La
distancia del registro b deberá ser tal que la sección de la
soldadura que se esté sometiendo a prueba sea cubierta (o se
cubre).
6.32.1.3 Movimiento C de Exploración o Registro. La
distancia de avance c deberá ser de aproximadamente de la
mitad del ancho del transductor.
Nota: Los movimientos A, B, y C pueden combinarse en un
patrón de registro o exploración.
6.32.2 Discontinuidades Transversales
6.32.2.1Soldaduras Esmeriladas. Deberá utilizarse el patrón
de registro D cuando las soldaduras están esmeriladas a ras
(enrasadas).
6.32.2.2 Soldaduras no Esmeriladas. Deberá utilizarse el
patrón de registro E,
cuando el refuerzo de la soldadura no esté esmerilado a ras.
Angulo de registro e = 15º máximo
223
Nota: El patrón de registro deberá cubrir toda la sección
completa de la soldadura.
6.32.2.3 Soldaduras ESW ó EGW (Patrón de Registro
Adicional). El ángulo de rotación de la unidad de exploración
del patrón de registro e, entre 45º y 60º.
Nota: El patrón de registro deberá cubrir toda la sección de
soldadura.
6.32 Ejemplos de Certificación de Exactitud dB
El Anexo D muestra ejemplos del uso de los Formularios D-8,
D-9 y D-10 para la solución de una aplicación típica de 6.30.2.
Parte G
Otros Métodos de Examen 6.34 Requerimientos Generales Esta parte contiene los métodos de ensayos no destructivos
(NDT) que no están contenidos en las partes D, E ó F de la
Sección 6 de este código. Los métodos NDT establecidos en
la Parte G requieren procedimientos escritos, calificaciones y la
aprobación por escrito específica por parte del Ingeniero.
6.35 Sistemas de Imagen de Radiación, Incluyendo Imagen
del Tiempo Real
6.35.1 General. El examen de la soldadura puede efectuarse
usando métodos de radiación de iones diferentes a la prueba
RT, por ejemplo la imagen electrónica, incluyendo los sistemas
de imagen de tiempo real, cuando estén aprobados así por
parte de Ingeniero. La sensibilidad de tal examen tal como se
ve en equipo de monitoreo (cuando se utiliza para aceptación y
rechazo) y el medio de registro no deberá ser menor que el
requerido para RT (prueba radiografica).
6.35.2 Procedimientos. Los procedimientos escritos deberán
contener las siguientes variables esenciales:
(1) Identificación del equipo especifico incluyendo la
fabricación, la marca, el modelo y el número de serie.
(2) Los ajustes de control de imagen y radiación especifica
para cada combinación de variables establecidas aquí.
(3) Rangos de espesor de la soldadura.
(4) Tipos de unión de soldadura
(5) Velocidad del registro ó exploración.
(6) Fuente de radiación para distancia de la soldadura.
(7) Pantalla de conversión de imagen hacia o hasta la
distancia de la soldadura.
(8) Angulo de rayos X a través de la soldadura (normal)
(9) Localización IQI (lado de la fuente o lado de la pantalla)
(10) Tipo de medio de registro (registro de vídeo, película
fotográfica fija, película fotográfica para cine u otros
medios aceptables)
(11) Ampliación por computador (sí se utilizara)
(12) Ancho del haz de radiación
6.35.3 Calificación del Procedimiento. Los procedimientos
serán calificados sometiendo a prueba el sistema de radiación,
de imagen y de registro para establecer y registrar todas las
variables esenciales y las condiciones. Las pruebas de
calificación consistirán en demostrar que cada combinación de
las variables esenciales o de los rangos de las variables
pueden proporcionar la sensibilidad mínima requerida. Los
resultados de la prueba (ensayos) deberán registrarse en el
medio que sea utilizada para el examen de producción. Los
procedimientos deberán estar o ser aprobados por un individuo
calificado como ASNT SNT-TC-1A, Nivel III (ver 6.35.4) y
deberá ser calificado también por el Ingeniero.
6.35.4 Calificaciones del Personal. Además de las
calificaciones del personal del número 6.14.6, deberán
aplicarse las siguientes calificaciones:
(1) Nivel III: Deberá tener un mínimo de seis meses de
experiencia utilizando los mismos equipos y procedimientos
similares para el examen de la soldadura en materiales
metálicos estructurales o en tuberías.
(2) Niveles I y II: Deberán estar certificados por el Nivel III
anterior y tendrá un mínimo de tres meses de experiencia,
utilizando los procedimientos y equipos iguales o similares para
el examen de las soldaduras en materiales metálicos de
tuberías o en estructuras. La calificación consistirá en
exámenes escritos y prácticos para demostrar la capacidad
para utilizar el equipo específico y los procedimientos para el
examen de producción.
6.35.5 IQI. El tipo de alambre IQI, tal como se describió en la
Parte B, deberá utilizarse. La colocación del alambre o cable
IQI deberá especificarse en la parte B para el examen estático.
Para examen en movimiento la colocación deberá ser de la
siguiente manera:
(1) Dos IQI colocados a cada extremo del área de interés y
registrado durante el trayecto de recorrido.
(2) Un IQI a cada extremo del trayecto recorrido y colocado a
una distancia no mayor que 10 pies [3 mt] entre cualquiera
de los dos IQI durante el trayecto recorrido.
6.35.6 Ampliación de la Imagen. La ampliación computacional
de las imágenes deberán ser aceptables para mejorar la
imagen y obtener información adicional, siempre que se
mantenga el mínimo de sensibilidad requerida. Las imágenes
224
aumentadas registradas deberán marcarse con claridad con
respecto a que tipo de ampliación se utilizó y dar a conocer los
procedimientos de este.
6.35.7Registros. Los exámenes de imágenes de radiación
que se utilicen para aceptar o rechazar la soldadura deberán
registrarse en un medio aceptable. Las imágenes registradas
deberán ser en movimiento o estáticas, cualquiera que se use
para aceptar o rechazar la soldadura. Deberá incluirse un
registro escrito de las imágenes registradas que entreguen la
siguiente información como mínimo:
(6) Identificación y descripción de las soldaduras examinadas
(7) Procedimientos utilizados
(8) Equipo utilizado
(9) Localizaciones de la soldadura dentro del medio
registrado
(10) Resultados, incluyendo una lista de soldaduras y
reparaciones inaceptables y sus localizaciones dentro del
medio de registro
225
Tabla 6.1 Criterios de Aceptación de la Inspección Visual (ver 6.9)
Conexiones Conexiones Conexione No tubulares No tubulares Tubulares Estáticamente cíclicamente (todas las Categoria de discontinuidad y criterios de inspección Cargadas cargadas cargas)
(1) Prohibición de Grietas
Cualquier grieta será inaceptable; sin considerar el tamaño o localización. (2) Fusión del Metal Base/Soldadura Deberá existir una fusión completa entre las capas adyacentes del metal base y entre el metal de soldadura y el metal base. (3) Sección Transversal del Cráter Todos los cráteres deberán rellenarse para proporcionar el tamaño de la soldadura especificada, excepto los extremos de las soldaduras de filete intermitente fuera de su longitud efectiva. (4) Perfiles de soldadura Los perfiles soldados deberán estar en conformidad con 5.24. (5) Tiempo de Inspección La inspección visual de las soldaduras en todos los aceros pueden comenzar inmediatamente después de que las soldaduras completadas se hayan enfriado a temperatura ambiente. Los criterios de aceptación para ASTM a 514, A 517, y A 709 de aceros grados 100 y 100W deberán basarse en la inspección visual efectuada en no menos de 48 horas después de haber completado la soldadura. (6) Soldadura Sub – Dimensionada El tamaño de una soldadura de filete en cualquier soldadura continua puede ser inferior que el tamaño nominal especificado (L) sin corrección por las siguientes cantidades (U): L, U, Tamaño de la soldadura Disminución aceptable Nominal especificada, pulgadas [mm] de L, pulgada [mm] < 3/16 [5] < 1/16 [2] 1/4 [6] < 3/32 [2.5] > 5/16 [8] <1/8 [3] En todos los casos, la porción sub-dimensionada no debera exceder el 10% de la longitud de ella. En la soldadura del alma al flange en las vigas maestras deberá prohibirse una cantidad menor en los extremos en una longitud igual a dos veces el ancho del flange. (7) Socavamiento (A) Para materiales menores que 1 pulgada [25 mm] de espesor, el
socavamiento no deberán exceder 1/32 pulgadas [1 mm], con la siguiente excepción: el socavamiento no deberá exceder 1/16 pulgadas [2 mm] para cualquier longitud acumulada hasta 2 pulgadas [50 mm] en cualquier o en todas 12 pulgadas [300 mm]. Para el material igual a ó mayor que 1 pulgada de espesor, el socavamiento no deberá exceder 1/16 pulgadas [2 mm] para cualquier longitud de soldadura
(B) En los componentes primarios el socavamiento no deberá ser mayor que 0.01 pulgadas de profundidad [0.25 mm], cuando la soldadura sea ó esté transversal al esfuerzo de tensión bajo cualquier condición de carga de diseño. El socavamiento no deberá ser mayor que 1/32 pulgadas de profundidad [1 mm] para todos los otros casos
226
Conexiones Conexiones Conexione No tubulares No tubulares Tubulares Estáticamente cíclicamente (todas las Categoria de discontinuidad y criterios de inspección Cargadas cargadas cargas)
Nota General: Una “X” indica la aplicabilidad para el tipo de conexión; un área sombreada indica no-aplicabilidad
(8) Porosidad (A) Las soldaduras de ranura de penetración completa en uniones a tope
transversales a la dirección de la tensión de carga computarizada, no deberá tener porosidad visible en tubería. Para todas las demás soldaduras de ranura y para soldaduras de filete, la suma de la porosidad visible de la tubería de 1/32 pulgadas [1 mm] o mayor en el diámetro, no deberá exceder 3/8 pulgadas [10 mm] en cualquier pulgada lineal de soldadura y no deberá exceder ¾ pulgadas [20 mm] en cualquiera de 12 pulgadas[300 mm] de longitud de soldadura.
(B) La frecuencia de la porosidad la de tubería en la soldadura de filete
no deberá exceder a una en cada 4 pulgadas [100 mm] de longitud de soldadura y el diámetro máximo no deberá exceder 3/32 pulgadas [2.5 mm]. Excepción: Para las soldaduras de filete que conectan los atiesadores a la viga maestra, la suma del diámetro de la porosidad de la tubería no deberá exceder 3/8 de pulgadas [10 mm] en cualquier pulgada lineal de soldadura y no deberán exceder ¾ pulgada [20 mm] en cualquier longitud de soldadura de 12 pulgadas[300 mm].
(C) Las soldaduras de ranura de penetración completa en uniones a tope
transversales A la dirección del esfuerzo de tensión computarizado no deberán tener porosidad en la tubería. Para todas las demás soldaduras de ranura, la frecuencia de la porosidad de la tubería no deberá exceder de una en 4 pulgadas [100 mm] de longitud y el diámetro máximo no deberá exceder3/32 pulgadas [2.5 mm].
227
Tabla 6.2 Criterios de Aceptación-Rechazo de la Prueba Ultrasónica
(Conexiones no Tubulares cargadas estáticamente) (Ver 6.13.1)
Clase A (Irregularidades grandes)
Clase B (Irregularidades medianas)
Clase C (Irregularidades pequeñas)
Clase D (Irregularidades menores)
Niveles de Exploración
Trayecto del sonido2 Sobre Cero en pulg. [mm] Referencia dB hasta 2-1/2 [ 65mm ] 14
> 2-1/2 hasta 5 [65-125mm] 19
> 5 hasta 10 [125-250 mm] 29
>10 hasta 15 [250-380 mm] 39
Nota 2. Esta columna se refiere a la distancia del trayecto del sonido; No al espesor del material.
228
Tabla 6.3
Criterios de Aceptación – Rechazo de la Prueba Ultrasónica (UT) (Conexiones no tubulares cíclicamente cargadas)
Espesor de la Soldadura en pulgadas [mm] y Angulo de la Unidad de Exploración 5/16 hasta
¾ [820]
> ¾ hasta 1-1/2
[20 –38] >1- ½ hasta 2- ½ [38 – 65] >2- ½ hasta 4 [65 – 100] >4 hasta 8 [100 – 200]
Severidad de la clase de irregularidad
70º 70º 70º 60º 45º 70º 60º 45º 70º 60º 45º Clase A +10 y
meno-res
+8 y meno-
res
+4 y meno-
res
+7 y meno-
res
+9 y meno-
res
+1 y meno-
res
+4 y meno-
res
+6 y meno-
res
-2 y meno-
res
+1 y meno-
res
+3 y meno-
res
Clase B
+11 +9 +5 +6
+8 +9
+10 +11
+2 +3
+5 +6
+7 +8
-1 0
+2 +3
+4 +5
Clase C
+12 +10 +7 +8
+10 +11
+12 +13
+4 +5
+7 +8
+9 +10
+1 +2
+4 +5
+6 +7
Clase D +13 y mayo-
res
+11 y mayo-
res
+9 y mayo-
res
+12 y mayo-
res
+14 y mayo-
res
+6 y mayo-
res
+9 y mayo-
res
+11 y mayo-
res
+3 y mayo-
res
+6 y mayo-
res
+8 y mayo-
res
Clase A (Irregularidades grandes)
Clase B (Irregularidades medianas)
Clase C (Irregularidades pequeñas)
Clase D (Irregularidades menores)
Niveles de Exploración
Trayecto del sonido2 Referencia en pulg. [mm] sobre cero dB hasta 2-1/2 [ 65mm ] 20
> 2-1/2 hasta 5 [ 65-125mm] 25
> 5 hasta 10 [125-250 mm] 35
>10 hasta 15 [250-380 mm] 45
Nota 2. Esta columna se refiere a la distancia del trayecto acústico; No al espesor del material.
229
Tabla 6.4 Requerimientos del Indicador de Calidad de Imagen tipo-orificio (ver 6.17.1)
Lado origen Lado de película Espesor del material nominal Rango, pulgadas
Esencial Hasta 0.25 incluido Sobre 0.25 a 0.375 Sobre 0.375 a 0.50 Sobre 0.50 a 0.625 Sobre 0.625 a 0.75 Sobre 0.75 a 0.875 Sobre 0.875 a 1.00 Sobre 1.00 a 1.25 Sobre 1.25 a 1.50 Sobre 1.50 a 2.00 Sobre 2.00 a 2.50 Sobre 2.50 a 3.00 Sobre 3.00 a 4.00 Sobre 4.00 a 6.00 Sobre 6.00 a 8.00
Hasta de 6 incluido Sobre 6 hasta 10 Sobre 10 hasta 12 Sobre 12 hasta 16 Sobre 16 hasta 20 Sobre 20 hasta 22 Sobre 22 hasta 25 Sobre 25 hasta 32 Sobre 32 hasta 38 Sobre 38 hasta 50 Sobre 50 hasta 65 Sobre 65 hasta 75 Sobre 75 hasta 100 Sobre 100 hasta 150 Sobre 150 hasta 200
10 12 15 15 17 20 20 25 30 35 40 45 50 60 80
4T 4T 4T 4T 4T 4T 4T 4T 2T 2T 2T 2T 2T 2T 2T
7 10 12 12 15 17 17 20 25 30 35 40 45 50 60
4T 4T 4T 4T 4T 4T 4T 4T 2T 2T 2T 2T 2T 2T 2T
Notas
1. Espesor radiográfico de una sola pared (para componentes tubulares) 2. Sólo aplicable a estructuras tubulares
Tabla 6.5 Requerimientos del Indicador de Calidad de Imagen del Alambre (ver 6.17.1)
Lado origen Diámetro máx. del
alambre
Lado de película Diámetro máx. del
alambre
Espesor del material nominal
Rango, pulgadas
Espesor del material nominal
Rango, milímetros pulgadas mm pulgadas mm
Hasta de 0.25 incluido Sobre 0.25 a 0.375 Sobre 0.375 a 0.625 Sobre 0.625 a 0.75 Sobre 0.75 a 1.50 Sobre 1.50 a 2.00 Sobre 2.00 a 2.50 Sobre 2.50 a 4.00 Sobre 4.00 a 6.00 Sobre 6.00 a 8.00
Hasta 6 incluido Sobre 6 hasta 10 Sobre 10 hasta 16 Sobre 16 hasta 20 Sobre 20 hasta 38 Sobre 38 hasta 50 Sobre 50 hasta 65 Sobre 65 hasta 100 Sobre 100 hasta 150 Sobre 150 hasta 200
1. Espesor radiográfico de una sola pared (para componentes tubulares) 2. Aplicable sólo para estructuras tubulares
230
Tabla 6.6 Selección y ubicación del Indicador de Calidad de la Imagen (Ver 6.17.7)
T = 10 pulg. T = 10 pulg. T ≥ 10 pulg. T < 10 pulg. [250 mm] L [250 mm] L [250 mm] L [250 mm] L Tipos de IQI Orificio Alambre Orificio Alambre Orificio Alambre Orificio Alambre Números de IQIs Comp. No Tubulares 2 2 1 1 3 2 2 1 Circunferencia De la tubería 3 3 3 3 3 3 3 3 Selección de Norma ASTM E1025 E 747 E1025 E 747 E1025 E 747 E1025 E 747 Tabla 6.4 6.5 6.4 6.5 6.4 6.5 6.4 6.5 Figuras 6.11 6.12 6.13 6.14 T = Espesor nominal del metal base (T1 y T2 de Figuras) L = Longitud de Soldadura en el área de interés de cada radiografía. Notas Generales: 1.- El Backing de acero no deberá considerarse parte de la soldadura o del refuerzo de la soldadura en la selección IQI. 2.- T puede aumentarse para proporcionar el espesor del refuerzo de la soldadura permisible, siempre que se usen cuñas debajo del orificio IQI de acuerdo a 6.17.3.3. 3.- Cuando se radiografía una soldadura de tubería de circunferencia completa con una sola exposición y la fuente de la radiación se coloca en el centro de la curvatura, a lo menos deberán utilizarse tres orificios igualmente espaciales tipo IQI.
231
Tabla 6.7
Ángulo de Prueba (Ver 6.26.5.2) Esquema de Procedimiento
Electrogas y 1 O 1 O ó 1** ó ó ó P3 ó P3 ó P3 ó P3 ó P3
Electroslag 4 3 P3 7 15 15 15 15**
Notas Generales: 1.- En donde sea posible, todos los exámenes deberán hacerse desde la Superficie A en el lado (Leg) a menos que se especifique lo contrario en esta Tabla. 2.- Las áreas de la raíz de las uniones de soldaduras de ranura simple que tengan backing, no requieren ser eliminadas mediante el contrato, deberán ser sometidas a prueba en el lado I (leg); en donde sea posible, con la Cara A que este opuesta al backing(el esmerilado de la cara de la superficie o las pruebas para las caras adicionales de soldadura pueden ser necesarias para permitir la exploración completa de la raíz de la soldadura). 3.- El éxamen en el Lado Leg II o III deberá hacerse solo para satisfacer las estipulaciones de esta tabla, o cuando sea necesario someter a prueba las áreas de soldadura que son inaccesible debido a una superficie de soldadura no esmerilada, o exista una interferencia con otras partes del componente a soldar, o para cumplir con los requerimientos de 6.26.6.2. 4.- Deberá utilizarse un máximo del Lado 3 (Leg), solamente en donde el espesor o la geometría evita la exploración de las áreas de soldadura completa y los zac en el lado I o lado II (leg I ó leg II). 5.- En soldaduras bajo tensión de estructuras cíclicamente cargadas, el cuarto superior del espesor deberá ser sometido a prueba con el Lado (Leg final) de buena calidad que va en progreso desde la Cara B hacia la Cara A; el cuarto del fondo de espesor deberá ser sometida aprueba con la parte final (leg) de buena calidad que va en progreso desde la Superficie A hacia la Superficie B; es decir el cuarto superior del espesor deberá ser sometido a prueba, ya sea desde la Superficie A en la parte segunda (leg second II) o desde la Superficie B en la parte I (Leg one) según la opción del Contratista, a menos que se especifique en los documentos del Contrato. 6.- La superficie de la soldadura indicada deberá esmerilarse enrasada antes de utilizar el procedimiento 1G, 6, 8, 9,12,14 ó 15. La Superficie A para ambos componentes conectados deberá estar en el mismo plano (ver leyenda en la página siguiente).
232
Tabla 6.7 (Continuación)
Leyenda
X - Revise desde la Superficie ”C”
G - Esmerile a ras la superficie de soldadura
O - No se requiere
Cara A- La cara del material desde el cual se efectúa la exploración inicial (en las uniones en T y en esquina de acuerdo a los
diagramas anteriores)
Cara B- Opuesto a la cara “A” (la misma plancha)
Cara C- La cara opuesta a la soldadura en el numero de conexión o una unión en T ó unión de esquina
∗ - Requerido solamente en donde se note una indicación de irregularidad en la altura de referencia del visor,
en la interfase del metal base de la soldadura, mientras se investiga a nivel de exploración con procedimientos
primarios seleccionados de la primera columna.
∗∗ - Use una calibración de distancia de pantalla de 15 pulgadas [400 mm] o 20 pulgadas [500 mm]
P - La separación y el enganche ( ) deberá efectuarse para la evaluación de irregularidades posteriores
solamente en la mitad del espesor del material con solo transtuctores de 45º o 70º de igual especificación; ambos;
enfrentando la soldadura. (Los transtuctores deben mantenerse en un equipo para posicionar el control - ver gráfico)
La calibración de la amplitud para la separación y enganche ( ) normalmente se hace calibrando una sola
unidad de exploración. Cuando se cambie a unidades de exploración dobles para la sección de la separación y
enganche ( ), deberá segurarse que esta calibración no cambie como resultado de las variables de los
instrumentos.
F - Las indicaciones sobre interferencia del metal base y metal de soldadura deberán evaluarse posteriormente, ya sea
con un transtuctor de 70º, 60º ó 45º - cualquier trayecto acústico que esté mas cercano a ser perpendicular a la
superficie de fusión figurada.
Leyenda del Procedimiento
Área del Espesor de la Soldadura
Cuarto Cuarto
No Superior Mitad Inferior
1 70° 70° 70°
2 60° 60° 60°
3 45° 45° 45°
4 60° 70° 70°
5 45° 70° 70°
6 70°G A 70° 60°
7 60° B 70° 60°
8 70°G A 60° 60°
9 70°G A 60° 45°
10 60° B 60° 60°
11 45° B 70°** 45°
12 70°G A 45° 70°G B
13 45° B 45° 45°
14 70°G A 45° 45°
15 70°G A 70°A B 70°G B
233
Leyendas para las Figuras 6.1, 6.4, 6.5, y 6.6
Dimensiones de Irregularidades
B = Dimensión máxima permisible de una irregularidad radiografiada. L = Dimensión mayor de una irregularidad radiografiada. L’ = Dimensión mayor de las irregularidades adyacentes. C = Abertura mínima medida a lo largo del eje longitudinal de la soldadura entre los bordes de las irregularidades de porosidad o tipo fusión, (rige la mayor de las irregularidades adyacentes); o hasta un borde o hasta un extremo de una soldadura d intersección. C1 = Distancia mínima permitida entre la irregularidad más cercana al borde libre de una plancha o de un componente tubular; o la intersección de una soldadura longitudinal con una soldadura de circunferencia, medida paralela al eje de la soldadura longitudinal. W = Dimensión mínima de cualquiera de las irregularidades adyacentes. Dimensiones del Material E = Tamaño de la soldadura T = Espesor de la plancha o de la cañería para soldaduras de ranura de penetración completa.
Dimensiones de Irregularidades
• Una irregularidad alargada tendrá la dimensión más
grande (L) que excede 3 veces la dimensión más pequeña.
• Una irregularidad redondeada tendrá la dimensión
mayor (L) menor que o igual a 3 veces la dimensión más pequeña.
• Una agrupación (cluster) se definirá como un grupo de
irregularidades no – alineadas de tamaño aceptable, las
irregularidades adyacentes individuales con espacios menores que
el mínimo permisible (C) para la irregularidad adyacente
individual de mayor tamaño (L’) pero con la suma de las
dimensiones más grandes (L) de todas las irregularidades en la
agrupación iguales a o menores que el tamaño máximo individual
permisible (B). Tales agrupaciones deberán considerarse como
agrupaciones individuales del tamaño L con el propósito de
evaluar el espaciamiento mínimo.
• Las irregularidades alineadas tendrán los mayores ejes
de cada irregularidad aproximadamente alineada.
ejes de cada irregularidad aproximadamente alineados.
Dimensión de Materiales
E = Tamaño de la Soldadura
T = Espesor de Plancha o tubería de ranura de penetración
completa
234
Notas Generales:
Para determinar el tamaño máximo de irregularidad permitido en cualquier unión o tamaño de soldadura, proyecte E horizontalmente hasta B. Para determinar la tolerancia mínima entre los bordes de la irregularidades de cualquier tamaño mayor que o igual a 3/32 [25 mm], proyecte B verticalmente hasta C. Ver Leyenda en la página 225 sobre definiciones.
235
Figura 6.1 Requerimientos de la calidad de Soldadura para irregularidades prolongadas según lo
determinado por RX para Estructuras No Tubulares estáticamente cargadas. (Ver 6.12.1.1)
236
237
238
Notas generales:
Para determinar el tamaño máximo de irregularidad permitida en cualquier unión o tamaño de soldadura, proyecte E
horizontalmente hasta B.
Para determinar la tolerancia mínima permitida entre los bordes de las irregularidades de cualquier tamaño, proyecte B
verticalmente hasta C.
Ver Leyenda en la página 225 sobre definiciones.
Figura 6.4 Requerimientos de calidad de soldadura para irregularidades que ocurren en soldaduras bajo tensión en componentes no-tubulares cargadas cíclicamente (Limitaciones de
porosidad e irregularidades en la fusión) (Ver 6.12.2.1)
239
Notas Generales:
Para determinar el tamaño máximo para irregularidad permitida en cualquier unión o tamaño de soldadura proyecte E horizontalmente hasta B. Para determinar la tolerancia mínima permitida entre los bordes de las irregularidades de cualquier tamaño, proyecte B verticalmente hasta C. Ver Leyenda en la pagina 225 sobre definiciones.
Nota:
1.- El tamaño máximo de irregularidad localizada dentro de esta distancia, a partir de un borde la plancha deberá ser de 1/8 pulg. [3 mm], pero una irregularidad de 1/8 pulg. [3 mm] deberá ser de ¼ pulg. [6 mm] o mas lejos del borde. La suma de las irregularidades menores que 1/8 pulg.[3 mm] de tamaño y localizadas dentro de esta distancia a partir del borde, no deberá exceder 3/16 pulg.[5 mm]. Las irregularidades 1/16 pulg.[2 mm] hasta menor que 1/8 pulg. [3 mm] no deberá restringirse en otras localizaciones, a menos que ellas estén separadas por menos que 2L (L es la longitud de la irregularidad mayor); en cuyo caso las irregularidades deberán medirse como una longitud igual a longitud total a la de las irregularidades y espaciadas y evaluadas tal como aparece en la Figura 6.5
Figura 6.5 Requerimientos de calidad de soldadura para irregularidades que ocurren en soldaduras bajo compresión en componentes No-tubulares cíclicamente cargados (Limitaciones
de porosidad o de irregularidades en el tipo de fusión). (Ver 6.12.2.2)
240
Notas Generales:
* Para determinar el tamaño máximo de irregularidad permisible en cualquier tamaño de unión o soldadura, proyecte E
horizontalmente a B.
* Para determinar la tolerancia mínima permisible entre los bordes de las irregularidades de cualquier tamaño mayor que o igual a
3/32 pulgadas [2 mm], proyecte B verticalmente a C
* Ver leyenda en página 225 sobre definiciones.
Figura 6.6 – Requerimientos de calidad de soldadura para irregularidades prolongadas según lo determinado por RT de las uniones de componentes tubulares (Ver 6.12.3.1)
241
Clave para la Figura 6.6, Casos I, II, III, y IV
Soldadura A = Soldadura de ranura de penetración completa longitud en un componente tubular longitudinal.
Soldadura B = Soldadura de ranura de penetración completa circunferencial en un componente tubular
Irregularidad A = Irregularidad redondeada o alargada localizada en la soldadura A.
Irregularidad B = Irregularidad redondeada o alargada localizada en la soldadura B.
L y W = Dimensiones mayores y menores, respectivamente, de la irregularidad A.
L’ y W’ = Dimensiones mayores y menores, respectivamente, de la irregularidad B.
E = Tamaño de la soldadura.
CI = La distancia más corta paralela al eje de la soldadura A, entre los bordes más cercanos de la irregularidad.
CASO 1 = LIMITACIONES DE LA IRREGULARIDAD 1
DIMENSIONES DE LA
IRREGULARIDAD LIMITACIONES CONDICIONES
< E/3, � ¼ pulg. [6 mm] E � 2 pulg. [50 mm]
L � 3/8 pulg. [10 mm] E > 2 pulg. [50 mm]
(A) Una irregularidad
CI � 3L redondeada, la otra
redondeada o alargada.
(B) L � 3/32 pulg. [2.5 mm]
Nota: 1.- La irregularidad alargada puede localizarse, ya sea en la soldadura longitudinal o en la circunferencia. Para propósitos de esta ilustración, la discontinuidad B se colocó en la soldadura de circunferencia.
Caso I = Irregularidad en la intersección de la soldadura.
Figura 6.6 (Continuación) = Requerimientos de calidad de la soldadura para irregularidades alargadas según lo determinado por el ensayo, RT de las uniones en componentes tubulares
(Ver 6.12.3.1)
242
CASO II Limitaciones de la Irregularidad
DIMENSIÓN DE LA LIMITACIONES CONDICIONES
IRREGULARIDAD
< E/3, � ¼ pulg. [6 mm] E�2 pulg. [50 mm]
L � 3/8 pulg. [10 mm] E > 2 pulg. [50 mm]
CI � 3L L � 3/32 pulg. [2.5 mm]
CASO II Irregularidad en el borde libre de la Soldadura de ranura de penetración Completa
CASO III Limitaciones de la Irregularidad
DIMENSIÓN DE LA LIMITACIONES CONDICIONES
IRREGULARIDAD
L � 2E/3 L > 3W
� 3L o 2E,
CI cualquiera que sea L � 3/32 pulg. [2.5 mm]
Mayor
Caso III Irregularidad en la intersección de la soldadura
Figura 6.6 (Continuación) Requerimientos de calidad de la soldadura para irregularidades alargadas, según lo determinado por RT en las uniones de componentes tubulares (Ver 6.12.3.1).
243
CASO IV Limitaciones de la Irregularidad
DIMENSIÓN DE LA LIMITACIONES CONDICIONES
IRREGULARIDAD
L � 2 E / 3 L / W >3
� 3L o 2E,
CI cualquiera que sea L � 3/32 pulg. [2.5 mm]
Mayor
Caso IV – Irregularidad en el Borde Libre de la Soldadura de Ranura de Penetración Completa.
Figura 6.6 (Continuación) Requerimientos de calidad de soldadura para irregularidades alargadas según lo determinado por RT de las uniones de componentes tubulares (Ver 6.12.3.1)
244
Tw Espesor de pared, mm
Espesor de pared, pulg.
tw
Notas:
1. Los Reflectores internos lineales o planos, por sobre la sensibilidad estándar, (excepto la raíz de conexiones en T, Y y K
de soldaduras simples [Ver Figura 6.8])
2. Reflectores menores (Sobre el nivel no considerado, hasta E incluyendo la sensibilidad estándar), (excepto la raíz de
una soldadura simple en conexiones en T, Y y K. [Ver Figura 6.8])
3. Los Reflectores adyacentes que estén separados por menos que su longitud promedio, deberán tratarse como
continuos.
Figura 6.7 Indicaciones de Clase R (Ver 6.13.3.1)
245
tw
Nota:
1. Las irregularidades del área de la raíz que quedan fuera de la soldadura teórica, deben eliminarse. (dimensiones en
“Tw” ó “L” en Figuras 3.8, 3.9 y 3.10).
Figura 6.7 (Continuación) Indicaciones Clase R (Ver 6.13.3.1)
246
Notas Generales:
• Las irregularidades alineadas separadas por
menos que (H1 + H2) / 2 y aquellas paralelas,
separadas por menos que (H1 + H2) / 2 deberán
ser evaluadas como continuas.
• Las irregularidades acumulativas deberán ser
evaluadas sobre 6 pulg. [150 mm.], o la longitud
de la soldadura D / 2 (cualquiera sea menor), en
donde el diámetro del tubo = D.
L y H basados en un rectángulo, el cual incluye totalmente la
irregularidad indicada.
Irregularidades de la raíz en las conexiones en T, Y y K.
Notas Generales:
• Para la soldadura de penetración completa en
conexiones tubulares en T, Y y K con soldadura
simple, hechas sin backing.
• Irregularidades en la raíz de la soldadura de respaldo;
los detalles C y D de las Figuras 3.8, 3.9 y 3.10
deberán descartarse.
Reflectores Internos y todas las otras Soldaduras.
Notas Generales:
Las irregularidades que estén dentro de H ó tw/6 de
la superficie externa, deberán medirse como si se extendieran hasta
la superficie de la soldadura.
Nota:
1. Los reflectores que estén por debajo de la sensibilidad
(Re-impreso con el permiso de Am. Soc. for Test and Mat, Copyright)
249
Nota: La colocación del IQI al lado de la fuente alterna está permitida para las aplicaciones en componentes tubulares y en otras aplicaciones cuando estén aprobadas por el Ingeniero.
Figura 6.11 – RT Identificaciones y Localizaciones del IQI de alambre o tipo-orificio en uniones de 10 pulgadas, aproximadamente del mismo espesor [250 mm] y de Mayor
Longitud. (Ver 6.17.7)
250
Nota: La colocación del IQI al lado de la fuente alterna está permitida para las aplicaciones en componentes tubulares y en otras aplicaciones cuando estén aprobadas por el Ingeniero.
Figura 6.12 RT de Identificación y Localizaciones del IQI tipo orificio ó alambre en uniones menores que 10 pulg. Aproximadamente de igual espesor [250 mm] de longitud (Ver 6.17.7)
251
Nota: La colocación del IQI al lado de la fuente alterna está permitida para las aplicaciones en componentes tubulares y en otras aplicaciones cuando estén aprobadas por el Ingeniero.
Figura 6.13 RT de Identificación y localizaciones del IQI tipo-orificio ó IQI tipo alambre en uniones de Transición de 10 pulg. [250 mm] y en longitudes mayores (Ver 6.17.7)
253
7. Soldadura “Stud”
7.1 Alcance
La sección 7 contiene los requerimientos generales para las
soldaduras de conectores metálicos para acero, y estipula los
siguientes procedimientos específicos:
(1) Para la calidad del trabajo, las pruebas de reproducción, la
calificación del operador, y los ensayos de calificación, cuando
se requieran, todos deben ser efectuados por parte de
Contratista.
(2) Para la fabricación/montaje y la verificación de la
inspección durante la producción soldadura stud.
(3) Para las propiedades mecánicas de los conectores de
acero, y los requerimientos para la calificación de las bases de
los conectores, todas las pruebas y documentación deben ser
proporcionadas por los fabricantes de los conectores (stud).
Nota: Aceros Aprobados: Para studs, ver 7.2.6; para los
metales base ver tabla 3.1 (Grupos I y II). Para pauta ver
C7.6.1.
7.2 Requerimientos Generales
7.2.1 Diseño del conector. Los conectores deberán ser del
diseño apropiado para la soldadura al arco a los componentes
de acero utilizando equipo automático sincronizado para la
soldadura stud. El tipo y tamaño del conector deberá ser tal
como el que se especifica mediante los diseños, las
especificaciones o estipulaciones especiales. Para studs tipo
cabeza, ver figura 7.1. Pueden utilizarse las configuraciones
alternativas de cabeza con pruebas mecánicas y de
empotrado, para confirmar la gran resistencia del diseño, para
la aprobación del Ingeniero.
7.2.2 Protecciones al Arco. Una protección al arco (férula) de
cerámica resistente u otro material apropiado deberá
proporcionarse con cada conector.
7.2.3 Fundente. Un fundente de estabilización y desoxidado
apropiado para la soldadura deberá proporcionarse con cada
stud de 5/16 pulg. [8mm] de diámetro o mayor. Los studs
menores que 5/16 pulg [8mm] de diámetro pueden
proporcionarse con o sin fundente.
7.2.4 Bases stud. Una base de stud para que se califique,
deberá haber aprobado la prueba descrita en el articulo IX.
Sólo los stud con bases calificadas se utilizarán. La calificación
de las bases stud, que estén en conformidad con el anexo IX
deberá ser por cuenta del fabricante. La protección al arco
utilizada en la producción deberá ser igual a la utilizada en las
pruebas de calificación ó según lo recomendado por el
fabricante. Cuando lo solicite el Ingeniero, el Contratista deberá
entregar la siguiente información:
(1) Una descripción del conector y de la protección al arco.
(2) Certificación del fabricante de que la base del stud esté
calificada en total conformidad con el Anexo IX.
(3) Los datos de prueba de calificación.
7.2.5 Acabado de Stud. El acabado deberá producirse por
extrusión, laminación ó maquinación. El acabado de los studs
deberá ser de calidad y condición uniforme, libres de traslapes de
mala calidad, escamas, cordones de soldadura, grietas,
torceduras, dobladuras, u otras irregularidades impropias. Las
fisuras radiales o reventamientos en la cabeza de un stud
(conector) no deberá ser la causa de rechazo, siempre que las
grietas o reventamientos no excedan mas de la mitad de la
distancia desde la periferia de la cabeza hasta el vástago, según
lo determinado por la inspección visual. Las cabezas de los
conectores de corte o los conectores de anclaje están sujetas a
grietas o rupturas, las cuales se denominan de la misma manera.
Las grietas o rupturas provocan una interrupción abrupta de la
periferia de la cabeza del stud por separación radial del metal.
Las grietas o rupturas radiales en la cabeza de un stud no serán
causa de un rechazo; siempre que las grietas o rupturas no
excedan el valor: 0.25 (H-C) según lo determinado por la
inspección visual (ver Figura 7.1).
7.2.6 Material de “Stud”. Los conectores deberán hacerse de un
componente de barra estirada en frío, conforme de los
requerimientos de la norma ASTM A 108, Especificación para
Barras de Acero, Carbono, Acabado en Frío y Grados de Calidad
Estándar de 1010 a 1020, inclusive a un de aluminio semi-
calmado o calmado o de silicona desoxidada.
7.2.7 Espesor del Metal Base. Cuando se esté soldando
directamente al metal base, éste no deberá ser más delgado que
1/3 del diámetro del conector. Cuando se esté soldando sobre
cubierta, el diámetro del stud no deberá ser mayor que 2.5 veces
el espesor del material base. En ningún caso los studs deberán
soldarse con mas de dos espesores de la cubierta metálica
7.3 Requerimientos Mecánicos
7.3.1 Requerimientos Mecánicos Estándar. De acuerdo a la
opción del fabricante, las propiedades mecánicas de los studs
deberán determinarse mediante pruebas, ya sea del acero
después de un acabado en frío ó del acabado de los conectores
en su diámetro completo. En cualquier caso los studs deberán
estar en total conformidad con las propiedades estándar que
aparecen en la Tabla 7.1.
254
7.3.2 Ensayos. Las propiedades mecánicas deberán estar
determinadas en conformidad con las secciones aplicables de
ASTM A 370 “Mechanical Testing of Steel Products”. (Ensayos
Mecánicos de los Productos de Acero). Se utiliza un equipo de
ensayo similar al que aparece en la Figura 7.2.
7.3.3 Solicitud del Ingeniero. Si el Ingeniero lo solicita, el
Contratista deberá proporcionar:
(1) La certificación del fabricante del stud que los conectores
se hayan despachado en conformidad con los requerimientos
aplicables de 7.2 y 7.3.
(2) Copias certificadas de los informes de las pruebas del
fabricante que cubran hasta el último set completado de
pruebas mecánicas de control de calidad en la planta,
requeridas por 7.3 para cada diámetro entregado. Las
pruebas de control de calidad deberán hacerse dentro un
periodo de seis meses antes de la entrega de los conectores.
(3) Informes de pruebas de material certificado (CMTR)
(Certified material test reports), del fabricante de acero debe
indicar el diámetro, las propiedades químicas, el grado en el
cual se entrega cada número térmico.
7.3.4 Ausencia de Pruebas del Control de Calidad. Cuando
no están disponibles las pruebas sobre el control de calidad, el
Contratista deberá entregar informes sobre pruebas mecánicas
en conformidad a los requerimientos del 7.3. Las pruebas o
ensayos mecánicos deberán efectuarse en studs terminados
entregados por el fabricante de ellos. La cantidad de pruebas
a efectuarse deberá especificarse por parte del Ingeniero.
7.3.5 Opción del Ingeniero Para Seleccionar los “Stubs”.
El Ingeniero puede seleccionar los studs de cada tipo y tamaño
que se vayan a utilizar bajo el contrato, según sea necesario,
en cuanto a la verificación de los requerimientos de 7.2 y 7.3.
El proporcionar estos studs deberá ser por cuenta del
Contratista. Las pruebas deberán ser a expensas del
propietario.
7.4 Calidad de Trabajo
7.4.1 Limpieza. En el momento de la soldadura los studs
(pernos) deberán estar libres de óxidos, picaduras de óxido,
escamas, aceites, humedad u otros materiales perjudiciales
que pudieran afectar adversamente la operación de la
soldadura.
7.4.2 Restricciones del Revestimiento. La base del stud
(conector) no deberá pintarse, galvanizarse o recubrirse con
cadmio previo a la soldadura.
7.4.3 Preparación del Metal Base. Las áreas en las cuales
se van a soldar los studs deberán estar libres de escamas,
óxidos, humedad, pinturas u otros materiales perjudiciales en la
cantidad necesaria para lograr soldaduras satisfactorias y evitar
los humos indeseables. Estas áreas pueden limpiarse con cepillo
de alambre, desincrustación, picado de incrustaciones o
esmerilado.
7.4.4 Humedad. Las protecciones al arco o férulas deberán
mantenerse secas. Cualquier protección al arco que muestre
signos de humedad en la superficie debido a rocíos o lluvias
deberá secarse al horno a una temperatura de 250 ºF [120 ºC]
durante dos horas antes de utilizarse.
7.4.5 Requerimientos de Espacio. Los espacios longitudinales
y laterales de los conectores de corte de stud (tipo B) con
respecto a ellos mismos (entre sí) a los bordes de la viga o de los
flanges de la viga maestra pueden variar en el máximo de 1
pulgada [25 mm] desde la colocación que se muestra en los
diseños. La distancia mínima desde el borde de la base de un
stud hasta el borde del flange deberá ser del diámetro del stud
mas 1/8 pulgada [3 mm], pero de preferencia no menor que 1-1/2
pulgadas [40 mm].
7.4.6 Eliminación de la Protección del Arco. Después de
soldar, las protecciones al arco deberán liberarse de los studs que
vayan a empotrarse en el concreto y donde pueda practicarse
deberán eliminarse de todos los otros studs.
7.4.7 Criterios de Aceptación. Los studs después de soldarse
deberán quedar libres de cualquier irregularidad o sustancias que
pudieran interferir con su función apropiada y deberán tener un
arco completo de 360º. Sin embargo la falta de fusión en los
lados (piernas) del arco y pequeñas fisuras de arrugas deberán
ser aceptables. Los perfiles de las soldaduras de filete que se
muestran en la Figura 5.4 no deberán aplicarse al arco de
soldadura stud sincronizadas automáticamente.
7.5 Técnicas
7.5.1 Soldaduras con Máquinas Automáticas. Los studs
deberán soldarse con un equipo de soldadura para studs
sincronizados automáticamente, conectados a una fuente
apropiada de energía negativa de electrodos de corriente directa.
El voltaje de la soldadura, la corriente, el tiempo y los justes del
inyector para levantar y hundir deberían ajustarse en condiciones
óptimas, basándose en las prácticas anteriores, y en las
recomendaciones del fabricante de los studs y el equipo; o en
ambas. AWS C5.4, Prácticas Recomendadas Para Soldadura
“Stud”, deberán también utilizarse como guía técnica.
7.5.2 Múltiples Inyectores Para Soldadura. Si dos o mas
inyectores para soldadura stud deberán operarse a partir de la
misma fuente de poder estos deberán inter-bloquearse de modo
que solamente un inyector pueda operar a la vez, y de modo que
255
la fuente de poder se haya recuperado totalmente al hacer una
soldadura antes que la próxima comience.
7.5.3 Movimiento del Inyector de Soldadura. Mientras este
en operación el inyector de soldadura deberá mantenerse en
su posición sin moverse hasta que el metal de soldadura se
haya solidificado.
7.5.4 Requerimientos de la Temperatura Ambiental del
Metal Base. La soldadura no deberá hacerse cuando la
temperatura del metal base sea inferior a 0ºF [-18ºC] ó cuando
la superficie esté húmeda o expuesta a la lluvia o a la nieve.
Cuando la temperatura del metal base sea inferior a 32ºF
[0ºC], un stud adicional por cada 100 de ellos que estén
soldados deberán someterse a prueba mediante los métodos
descritos en 7.7.1.3 y 7.7.1.4; Excepto que el ángulo de la
prueba deberá ser aproximadamente de 15º. Esto es, en
alusión a los dos primeros stud sometidos a pruebas en cada
inicio de un nuevo periodo de producción ó en el cambio en la
disposición. La disposición incluye un inyector de stud, una
fuente de poder, el diámetro del stud, la capacidad de levantar
y hundir del inyector, la longitud total de la soldadura y los
cambios mayores que ± 5% en la corriente (amperaje) y
tiempo.
7.5.5 Opciones de Soldaduras de Filete Para los Procesos
FCAW, GMAW, y SMAW. Según la opción del Contratista, los
studs pueden soldarse utilizando los procesos precalificados
FCAW, GMAW, ó SMAW, siempre que se cumpla con los
siguientes requerimientos:
7.5.5.1 Superficies. Las superficies que se vayan a soldar y
aquellas adyacentes a una soldadura deberán estar libres de
laminillas gruesas, sedimentos, óxidos, humedad, grasas u
otros materiales extraños que pudieran evitar la soldadura
apropiada o producir humos indeseados.
7.5.5.2 Extremo del “Stud”. Para las soldaduras de filete el
extremo del conector (“stud”) también deberá limpiarse.
7.5.5.3 Ajuste del Stud (en Soldaduras de Filete). Para las
soldaduras de filete las bases del stud deberá prepararse de
modo que esta encaje en el metal base.
7.5.5.4 Tamaño Mínimo de la Soldadura de Filete. Cuando
deberá usarse las soldaduras de filete, el tamaño mínimo
deberá ser el mayor de los requeridos según la Tabla 5.8 ó
Tabla 7.2.
7.5.5.5 Requerimientos de Precalentamiento. El metal
base al cual se van a soldar los studs deberá precalentarse en
conformidad con los requerimientos de la Tabla 3.2.
7.5.5.6 Electrodos Para el Procedimiento SMAW. La
soldadura mediante el procedimiento SMAW deberá efectuarse
utilizando electrodos bajos en hidrógenos de 5/32 pulgadas o
3/16 pulgadas de diámetro [4.00 mm ó 4.8 mm]; excepto que
puede utilizarse un electrodo de diámetro menor en los studs de
7/16 pulgadas [11.1 mm] ó menor, de diámetro para soldaduras
fuera de posición.
7.5.5.7 Inspección Visual. Las soldaduras studs bajo los
procedimientos FCAW, GMAW, y SMAW deberán someterse a
inspección visual en conformidad con 6.6.1.
7.6 Requerimientos de la Calificación de la Aplicación del
Stud.
Cuando se van a soldar los studs a través de superficies planas,
las pruebas de calificación de la base del stud deberá incluir una
superficie plana representativa de aquella utilizada en
construcción.
7.6.1 Propósitos. Los studs que se apliquen en taller o en
terreno en la posición plana sobre una superficie plana y
horizontal deberán considerarse precalificadas en virtud de las
pruebas de calificación sobre la base del stud por parte del
fabricante (Anexo IX), y no se requerirán pruebas posteriores. El
límite de la posición plana se define como 0º - 15º de inclinación
en la superficie a la cual se va aplicar el stud. Algunas
aplicaciones de stud noprecalificadaos que requieren pruebas de
esta sección son las siguientes:
(1) Los studs que se vayan aplicar sobre superficies no planas o
a una superficie plana en posición vertical o de sobrecabeza.
(2) Los studs que se vayan a soldar a través de superficies
planas. Las pruebas serán con material representativo de las
condiciones que vayan a utilizarse en la construcción.
(3) Studs soldados a otros grupos de acero que no sea I ó II
listados en la Tabla 3.1.
7.6.2 Responsabilidad de las Pruebas. El Contratista ó el
aplicador del stud deberá ser responsable del cumplimiento de
estas pruebas. Las pruebas pueden efectuarse por parte del
Contratista o el aplicador de stud, el fabricante de stud, o por otra
entidad que efectúe pruebas a entera satisfacción de todas las
partes involucradas.
7.6.3 Preparación de los Especímenes
7.6.3.1 Especímenes de Ensayo. Para calificar las aplicaciones
que involucren materiales listados en la Tabla 3.1, los Grupos I y
II: los especímenes pueden prepararse utilizando materiales base
de acero ASTM A 36 ó materias base listadas en la Tabla 3.1, los
Grupos I y II.
7.6.3.2 Información Registrada. Para calificar las aplicaciones
las aplicaciones de material involucrado que no sean aquellos
listados en la Tabla 3.1, Grupos I y II material base del espécimen
256
de prueba deberá ser de las especificaciones químicas físicas
y del grado adecuado que vaya a utilizarse en la producción.
7.6.4 Número de Especímenes. Deberán soldarse diez
especímenes consecutivamente utilizando los procedimientos
recomendados y los ajustes para cada diámetro, posición y
geometría de superficie.
7.6.5 Prueba requerida. Los diez especímenes deberán
someterse a prueba utilizando uno ó más de los siguientes
métodos: Flexión, torque, ó tensión.
7.6.6 Métodos de Prueba
7.6.6.1 Prueba de Flexión. Los studs deberán someterse a
prueba alternando la flexión de 30º en direcciones opuestas en
un equipo típico para pruebas, tal como se muestra en el
Anexo IX, Figura IX-1 hasta que ocurra la falla. Los studs tipo
C cuando se presionan en 90º deberán doblarse sobre un
pasador con un diámetro de 4 veces el del stud. Por otra parte
los studs pueden doblarse (ó flexionarse) en 90º desde su eje
original. En cualquier caso la aplicación de un stud deberá
considerarse calificada si los studs se flexionan o se doblan en
90º y ocurre la fractura en la plancha o en el material de
contorno o en el vástago del stud y no en la soldadura.
7.6.6.2 Pruebas de Torque. Los studs deberán ser sometidos
a la prueba de torque utilizando una disposición de torque que
esté sustancialmente en total conformidad con la Figura 7.3.
La aplicación de un stud deberá considerarse como calificada
si todos los especímenes de prueba se someten a torque para
destrucción, sin falla en la soldadura.
7.6.6.3 Prueba de Tensión. Los studs deberán someterse a
prueba de tensión de destrucción utilizando cualquier máquina
que sea capaz de proporcionar la fuerza requerida. La
aplicación de un stud deberá considerarse como calificada si
los especímenes de prueba o ensayo no fallan en la soldadura.
7.6.7 Aplicación de los Datos de Pruebas de Calificación.
Los datos de prueba de calificación deberán incluir lo siguiente:
(1) Los diseños que muestren perfiles y dimensiones de stud y
protecciones al arco.
(2) Una descripción completa del stud y los materiales de
base, y una descripción de la protección al arco (número de
componentes).
(3) Posición de la soldadura y ajustes (corriente, tiempo).
(4) Un registro el cual deberá hacerse para cada calificación y
deberá estar disponible para cada contrato. Un formulario
sugerido de WPS/PQR para la aplicación de componente
noprecalificado puede encontrarse en el Anexo E.
7.7 Control de Producción
7.8
7.7.1 Prueba Pre - Producción
7.7.1.1 Inicio del Turno de Trabajo. Antes de la producción de
una soldadura con un ajuste particular y con un tamaño y tipo de
stud determinado, y al comienzo de la jornada laboral diaria o de
la producción del turno de trabajo, las pruebas deberán efectuarse
en los primeros dos studs que estén soldados. La técnica del
stud puede desarrollarse en un trozo de material similar al
componente de producción en cuanto a espesor y propiedad. Si
el espesor de la producción actual no está disponible, el espesor
puede variar en ± el 25%. Todos los studs de prueba deberán
soldarse en la misma posición general que la que se requiere en
un componente de producción (plano, vertical o de sobrecabeza).
7.7.1.2 Opción del Componente de Producción. En vez de
que esté soldado al material separado, las pruebas de studs
pueden estar soldadas en el componente de producción, excepto
cuando las planchas separadas se requieren de acuerdo al
7.7.1.5.
7.7.1.3 Requerimiento del Arco. Los studs de ensayo deberán
ser sometidos a examen visual. Ellos deberán mostrar un arco
completo de 360º sin evidencia de socavamiento en la base del
stud.
7.7.1.4 Doblados (Flexión). Además del examen visual, el
ensayo deberá consistir en la flexión (el doblado) de los studs
después que se hayan dejado enfriar, en un ángulo de
aproximadamente 30º desde su eje original ya sea mediante el
golpeteo de los studs con un martillo en el extremo sin soldadura
o colocando una tubería u otro dispositivo con orificio apropiado
sobre el stud y doblándolo mecánicamente o manualmente. A
temperaturas inferiores a 50ºF [10 ºC] el doblado preferentemente
deberá hacerse por aplicación continua y lenta de carga. Para
studs (pernos y lados) la prueba de torque de la Figura 7.3
deberá ser sustituida por la prueba de flexión o doblado.
7.7.1.5 Evento de Falla. Si en un examen visual los studs
sometidos a prueba no exhiben un arco de 360º, o si en la prueba
ocurre una falla en la zona de la soldadura de cualquier stud, el
procedimiento deberá corregirse, y dos studs más deberán
separarse o en el componente de producción y sometido a prueba
en conformidad con las estipulaciones de 7.7.1.3 y 7.7.1.4. Si
cualquiera de los dos segundos studs fallaran deberá continuarse
con soldadura adicional en planchas separadas hasta que se
sometan a prueba dos studs consecutivos y sean satisfactorios
antes de que se suelten mas studs en producción con el
componente.
7.7.2 Producción de Soldadura. Una vez que haya
comenzado la producción de soldadura, cualquier cambio en la
fijación de la soldadura, de acuerdo a lo determinado en 7.7.1,
257
requerirá que la prueba en 7.7.1.3 y 7.7.1.4 se efectúen antes
de reanudar la producción de soldadura.
7.7.3 Reparación de los Studs. En producción, los studs en
los cuales no se obtengan un arco de 360º, según la opinión
del Contratista, puede repararse agregando una soldadura de
filete mínima, según lo requerido en 7.5.5 en lugar del arco
faltante. La reparación de la soldadura deberá colocarse a lo
menos en 3/8 de pulgada [10 mm] más allá del extremo de la
irregularidad que está siendo reparada.
7.7.4 Calificación del Operador. La prueba de pre-
producción requerida por 7.7.1, si es satisfactoria, también
deberá servir para calificar al operador de soldadura stud.
Antes de cualquier producción los studs están soldados por un
operador no involucrado en la producción establecida en 7.7.1,
los dos primeros studs soldados por el operador deberán haber
sido sometidos a prueba en total conformidad con las
estipulaciones de 7.7.1.4 y 7.7.1.4. Cuando los dos studs
soldados hayan cumplido satisfactoriamente la prueba,
entonces el operador puede efectuar la soldadura stud.
7.7.5 Reparación de Area en que va a Removerse. Si se ha
quitado un stud inaceptable de un componente sujeto a
esfuerzo de tensión, el área de la cual se ha sacado el stud
deberá alisarse y enrazarse. En aquellas áreas en donde el
metal base se haya quitado en el transcurso de la remoción
(eliminación del stud) el procedimiento de SMAW con
electrodos bajos en hidrógenos, que estén en conformidad con
los requerimientos de este código, deberán utilizarse para
rellenar las cavidades y la superficie de la soldadura deberá
enrazarse.
En las áreas de compresión de los componentes, si las fallas
del stud están confinadas a los vástagos ó las zonas de fusión
de los studs, puede soldarse un nuevo stud adyacente a cada
área inaceptable, en lugar de reparar y reemplazar área
existente de soldadura (ver 7.4.5). Si el metal base se quita (ó
sale) durante la remoción (eliminación del stud) las
estipulaciones sobre reparación deberán ser las mismas que
para las áreas de tensión, excepto que cuando la profundidad
de la irregularidad sea inferior a 1/8 de pulgada [3 mm] ó el 7%
del espesor del metal base, la irregularidad puede alisarse
esmerilando en lugar de rellenar con metal de soldadura. En
donde se va a contar con un stud de reemplazo, la reparación
del metal base deberá hacerse previo a la soldadura del stud
de reemplazo. Los stud de reemplazo (que no sean los del
tipo hilado los cuales deben someterse a pruebas de torque),
deberán ser sometidos a prueba mediante el doblado a un
ángulo de aproximadamente 15º desde sus ejes originales.
Las áreas de los componentes expuestos a la vista en
estructuras completadas deberán suavizarse y enrazarse en
donde se haya quitado un stud.
7.8 Requerimientos de Inspección de Fabricación y
Verificación
7.8.1 Inspección Visual. Si una inspección visual revela que
algún stud que no muestra un arco completo de 360º ó que
cualquier stud que haya sido reparado mediante soldadura, ese
stud deberá doblarse o flexionarse hasta un ángulo de
aproximadamente 15º a partir de su eje original. Los studs
hilados deberán ser sometidos a la prueba de torque. El método
de doblado deberá estar en conformidad con 7.7.1.4. La
dirección del doblado para los studs con menos que un arco de
360º deberán ser opuestos a la porción faltante del arco. La
prueba de torque deberá estar en conformidad con la Figura 7.3.
7.8.2 Pruebas Adicionales. El Inspector de Verificación, en
donde las condiciones los garanticen, pueden seleccionar una
cantidad razonable de studs adicionales para ser sometidos a las
pruebas (ensayos) descritos en 7.8.1.
7.8.3 Criterios Aceptables del Stud Doblado. Los conectores
de corte del Stud doblado(Tipo B) y pernos de anclaje deformado
(Tipo C) y otros pernos que vayan a empotrarse en concreto (Tipo
A), que no muestren signos de falla deberán ser aceptables para
el uso y dejarse en la posición doblada. Todo el doblado y el
enderezamiento en cuanto a los requerimientos y la inspección de
fabricación, cuando se requieran deberá hacerse sin calor, antes
de completar la operación de soldadura del perno; excepto que se
estipule de otra manera en el contrato, y según si esté aprobado
por parte del Ingeniero.
7.8.4 Criterio de Aceptación de la Prueba de Torque. Los
pernos hilados (Tipo A) sometidos a prueba de torque con el nivel
de torque de carga de prueba en la Figura 7.3 que no muestre
signos de falla deberá ser aceptable para el uso.
7.8.5 Juicio de Ingeniería. Si de acuerdo al juicio del Ingeniero
los pernos soldados durante el proceso del trabajo no están en
conformidad con las estipulaciones del código, de acuerdo a lo
indicado por la inspección y las pruebas, se requerirá una acción
correctora por parte del Contratista. Esto será gasto del
contratista y él deberá establecer los cambios necesarios para
asegurar que los pernos posteriormente soldados cumplan con
los requerimientos del código.
7.8.6 Opción del Propietario. Bajo la opción y los gastos del
propietario, puede requerirse el Contratista, en cualquier momento
para proveer pernos (“studs”) de los tipos utilizados bajo el
contrato para una verificación de calificación en total conformidad
con los procedimientos del Anexo IX.
258
Tabla 7.1
Requerimientos de Propiedad Mecánica Para Los Pernos (Studs) (ver 7.3.1)
Tipo A1 Tipo B2 Tipo
C3,4
Psi min 61 000 65 000 80 000 Carga Límite de rotura
Tensible Strenght Mpa min 420 450 552
Límite de fluencia
Yield strenght 49 000 51 000 ---
(0.2% de desviación ) 340 350 70 000
(0.5% de desviación) --- --- 485
%en 2 pulg. Min
17% 20% Elongación
Elongation %en 5x daim. Min.
14% 15% ---
Reducción del Area
Reduction of area % min 50% 50% ---
Notas:
(1) Los pernos (“Studs”) Tipo A deberán ser para propósitos
generales de cualquier tipo y tamaño utilizado para
propósitos diferentes a la transferencia de corte en el diseño
de una viga compuesta y en construcción.
(2) Los pernos Tipo B deberán ser aquellos con cabeza,
doblados o con otra configuración en 1/ pulgada [12 mm],
5/8 de pulgada [16 mm], ¾ de pulgada [20 mm], 7/8 de
pulgada (22 mm) y 1 pulgada [25 mm] de diámetro que se
utiliza como un componente esencial en el diseño de la viga
compuesta y en construcción.
(3) Los pernos Tipo C (“Studs”), deberán ser barras de acero
deformadas trabajadas en frío, en conformidad con la
especificación de ASTM A 496, que tengan un diámetro
nominal equivalente al diámetro de un alambre sencillo
(plano), que tenga el mismo peso por pié que el alambre
deformado. La norma ASTM A 496 especifica un diámetro
máximo de 0.628 pulgadas [16 mm]. Cualquier barra
proporcionada que tenga sobre ese diámetro deberá tener
las mismas características físicas con respecto a las
deformaciones, según lo requerido por la norma ASTM A
496.
(4) Los pernos (“studs”) Tipo C deberán fabricarse del material
descrito en 7.2.6.
Tabla 7.2
Tamaño Mínimo de la Soldadura de Filete Para Pernos (“Studs”) de Diámetro Pequeño
(ver 7.5.4.4)
Stud Diameter Min Size Fillet
Diámetro del Perno Tamaño Mínimo del Filete
259
Nota: 1. Longitud fabricada antes de la soldadura
Dimensiones estándar, pulg.
Diámetro Tolerancia Diámetro Altura Del de de mínima Vástago Longitud Cabeza Cabeza (C) (L) (H) (T) ½ + 0.000 ± 1/16 1 ± 1/64 9/32
Notas: Figura 7.3 – Disposición de la prueba de Torque y tabla de los torques de prueba (ver 7.6.6.2)
261
8. Reforzamiento y Reparación de las Estructuras Existentes 8.1 General El reforzar o reparar una estructura existente deberá
consistir en modificaciones que cumplan con los
requerimientos de diseño especificados por el Ingeniero.
El Ingeniero deberá preparar el plan completo para el
trabajo. Tales planes deberán incluir, pero no estarán
limitados al, diseño, mano de obra, inspección y
documentación. Excepto según o modificado en esta
sección, todas las estipulaciones de éste código deberán
aplicarse, igualmente para el enderezamiento y la
reparación de las estructuras existentes, incluyendo el
enderezamiento por calor de los componentes
deformados.
8.2 Metal Base
8.2.1 Investigación. Antes de prepara los diseños y las
especificaciones para el reforzamiento o reparación en
las estructuras existentes, los tipos de metal base
utilizados en la estructura original deberán determinarse,
ya sea a partir de los diseños existentes, las
especificaciones ó las pruebas representativas del metal
base.
8.2.2 Adecuación para la Soldadura. Deberá
establecerse la adecuación del metal base para la
soldadura (ver Tabla C8.1 para guía).
8.2.3 Otros Metales Bases. En donde los metales
base vayan a unirse, excepto aquellos listados en la
Tabla 3.1, deberá, tener especial consideración por parte
del Ingeniero sobre la selección del metal de aporte y los
WPS.
8.3 Diseño Para el Reforzamiento y la Reparación
8.3.1 Proceso del Diseño. El proceso del diseño
consistirá en las estipulaciones aplicables al código de
regulación y a otras partes de las especificaciones
generales. El Ingeniero deberá especificar el tipo y la
envergadura del examen, necesario para identificar las
condiciones existentes que requieran resistencia o
reparación para satisfacer los criterios aplicados.
8.3.2 Análisis de Tensión. Deberá hacerse un
análisis de la tensión en el área afectada por el
reforzamiento o la reparación, los niveles de tensión
deberán establecerse para todos los casos de carga
constante in-situ y casos de carga bajo tensión. Deberá
tenerse en consideración el daño acumulado que los
componentes hayan tenido en servicio pasado.
8.3.3 Historia de Fatiga. Los componentes sujetos a
cargas cíclicas deberán diseñarse de acuerdo a los
requerimientos de esfuerzo por fatiga. La historia previa
de carga deberá considerarse en el diseño. Cuando la
historia de carga no esta disponible, deberá estimarse.
8.3.4 Restauración o Reemplazo. Deberá tomarse la
determinación si las reparaciones pudiesen consistir en
reparación de los componentes corroídos o dañados de
alguna otra manera o en reemplazo de los componentes
completos.
8.3.5 Carga Durante las Operaciones. El Ingeniero
deberá determinar la envergadura de las cargas
permitidas que soporte un componente mientras sé este
sometiendo a aplicación de calor, soldadura o corte
térmico. Cuando sea necesario, las cargas deberán
reducirse. La estabilidad local y general del
componente deberá investigarse, considerando el efecto
de la elevada temperatura que se propaga en los
componentes del área de la sección transversal.
8.3.6 Conexiones Existentes. Las conexiones
existentes en estructuras que requieren reforzamiento o
reparación deberán evaluarse en cuanto a la adecuación
del diseño y reforzarse según sea necesario.
8.3.7. Uso de Fijaciones Existentes. Cuando los
cálculos de diseño muestren remaches o pernos, estos
estarán sobre-tensionados por la nueva carga total, solo
la carga constante existente deberá asignársele. Si los
remaches o los pernos están sobre-tensionados por una
carga constante sola, o están sujetos a una carga
cíclica, entonces deberá agregarse metal base y
soldadura para apoyar (soportar) la carga total.
8.3 Intensificación de la Fatiga
8.4.1 Métodos. Los siguientes métodos de
reacondicionamiento de, los detalles de la soldadura
críticas pueden utilizarse cuando el Ingeniero haya
aprobado los procedimientos por escrito:
(1) Mejoramiento del Perfil. Reformar la cara de la
soldadura esmerilando con una fresa de placa de
carburo para lograr un perfil cóncavo con una
transición suave desde el material base a la
soldadura.
262
(2) Esmerilado de la Garganta. Reformar solamente
las gargantas de la soldadura esmerilando con una
fresa o con un rectificados.
(3) Martillado. Granallar la superficie de la soldadura, o
martillar las gargantas de la soldadura.
(4) Rectificado TIG. Reformar la garganta de la
soldadura volviendo a derretir el metal de
soldadura existente con calor mediante el arco del
método GTAW (no con el metal de aporte utilizado).
(5) Esmerilado de la Garganta más Apriete con
Martillo. Cuando se utilizan puntos los beneficios
son acumulativos.
8.4.2 Aumento del Rango de Tensión. El Ingeniero
deberá establecer el aumento apropiado en el rango de
tensión permitido.
8.5 Mano de Obra y Técnica
8.5.1 Condición de Metal base. El metal base que
vaya a repararse y la superficie del metal base existente
que está en contacto con un nuevo metal base deberá
estar libres de suciedad, óxido y de otros materiales
extraños, excepto la película de pintura adherente,
según SSPC SP2 (Herramienta Manual de Limpieza).
Las partes de tales superficies que se vayan a soldar
deberá limpiarse a fondo y quitársele todo el material
extraño, incluyendo la pintura a lo menos en 2 pulgadas
[50 mm] desde la raíz de la soldadura.
8.5.2 Irregularidades del Componente. Cuando el
Ingeniero lo requiera las irregularidades inaceptables en
el componente que se vaya a reparar o a reforzar
deberán corregirse previo al enderezamiento por calor, a
la curvatura por calor o a la soldadura.
8.5.3 Reparaciones de la Soldadura. Si se requiere
reparar la soldadura, ellas deberán hacerse en
conformidad con 5.26, según sea aplicable.
8.5.4 Metal Base de Espesor Insuficiente. El metal
base que tenga un espesor insuficiente para desarrollar
el tamaño de la soldadura requerida o la capacidad
requerida deberá ser determinada por el Ingeniero: (1)
construya con el metal de soldadura el espesor
requerido, (2) corte hasta que el espesor adecuado este
disponible, (3) refuerce con metal base adicional, ó (4)
quite y cambie el metal base de espesor adecuado o
refuerce.
8.5.5 Enderezamiento por Calor. Cuando se utilicen
los métodos de enderezamiento por calor ó dobladuras
por calor, la temperatura máxima de las áreas sometidas
al calor y medidas por métodos aprobados no deberán
exceder los 1100 ºF [600 ºC] para los aceros sometidos
al método de templado y revenido, 1200 ºF [650 ºC] para
otros aceros. El enfriamiento acelerado del acero a una
temperatura superior a 600 ºF [315 ºC] deberá
prohibirse.
8.5.6 Secuencia de Soldadura. En el refuerzo o en la
reparación de los componentes agregándoles metal
base o metal de soldadura, o ambos; la soldadura y la
secuencia de esta deberá resultar en una entrada de
calor equilibrada, según se pueda practicar, con
respecto al eje neutro para minimizar la distorsión y la
tensión residual.
8.6 Calidad
8.6.1Inspección Visual. Todos los componentes y las
soldaduras afectadas por un trabajo deberán
inspeccionarse visualmente en conformidad con el plan
general del Ingeniero.
8.6.2 NDT. El método, envergadura y criterio de
aceptación del ensayo no destructivo deberá
especificarse en los documentos del contrato.
263
Anexos Información Obligatoria
(Estos Anexos contienen información y requerimientos que se consideran parte de la norma).
Anexo I Garganta Efectiva
Anexo II Gargantas Efectivas de Soldaduras de Filete en Uniones inclinadas en T
Anexo III Requerimientos para Pruebas de Impacto
Anexo IV Requerimientos del WPS
Anexo V Requerimientos de Calidad de Soldadura para Uniones en Tensión de Estructuras Cargadas Cíclicamente
Anexo VI Aplanamiento de las Vigas de Alma Llena – Estructuras Cargadas Estáticamente Anexo VII Aplanamiento de las Vigas de Alma Llena – Estructuras Cargadas Cíclicamente Anexo VIII Gráficos de Contenido de Humedad - Temperatura
Anexo IX Requerimientos de Calificación Para los Fabricantes de “Stud Base”
Anexo X Calificación y Calibración de las Unidades UT con Otros Bloques de Referencia Aprobados UT
Anexo XI Pauta Sobre Métodos Alternativos Para Determinar el Precalentamiento Anexo XII Símbolos Para el Diseño de Conexiones Tubulares
Información No Obligatoria
(Estos anexos no se consideran parte de la norma y se entregan solo con propósitos de información.)
Anexo A Transferencias de Corto Circuito (Proceso GMAW-S)
Anexo B Términos y Definiciones
Anexo C Pauta Para los que Redactan las Especificaciones
Anexo D Formularios Para Calificación e Inspección del Equipo UT
Anexo E Formularios Para Muestras de Soldadura
Anexo F Pautas Para la Preparación de Averiguaciones Técnicas Para el Comité de Soldadura Estructural
Anexo G Angulos Locales Dihedral
Anexo H Contenidos de los WPS Precalificados
Anexo J Practica Segura
Anexo K UT de Soldadura Mediante Técnicas Alternativas
Anexo L Ovalización del Parámetro Alfa
Anexo M Metal Base Aprobados por el Código y Calificación que Requieren los Metales de Aporte, Según la Sección 4
Anexo N Lista de Documentos de Referencia
Anexo O Propiedades de Resistencia del Metal de Corte
Anexo P Reorganización de la Sección 2
265
Anexo I
Garganta Efectiva
(Este anexo es parte de A.W.S. D1.1/D1.1M:2002, código de Soldadura Estructural acero, e
incluye los requerimientos obligatorios para el uso con esta norma).
Nota General: La garganta efectiva de una soldadura deberá definirse como la distancia mínima desde la raíz de la unión hasta su superficie con o sin una deducción de 1/8 pulg. [ 3 mm], menos alguna convexidad
267
Anexo II
Gargantas Efectivas de las Soldaduras de Filete en T Inclinadas
(Este Anexo es parte de la Norma AWS D1.1/D1.1M:
2002, Código de Soldadura Estructural – Acero, e
incluye los requerimientos obligatorios para el uso de
esta norma.)
Tabla II-1 es una tabulación que muestra los factores del
tamaño del lado (pierna) equivalente con respecto al
rango de los ángulos diedro, entre 60º y 135º
suponiendo que no haya abertura en raíz. Las
aberturas en la raíz, 1/16 pulgadas [2 mm] ó mayores,
pero que no excedan los 3/16 pulgada [5 mm] deberán
agregarse al tamaño de la pierna. El tamaño requerido
de la pierna (lado) para las soldaduras de filete en
uniones inclinadas deberán calcularse utilizando el factor
del tamaño de la pierna equivalente para corregir el
ángulo diedro, tal como se muestra el ejemplo.
EJEMPLO
(Unidades acostumbradas en Estados Unidos)
Dado: Una unión en T inclinada, un ángulo
de 75º; una abertura de raíz de: de 1/16
(0.063) pulgadas
Requerido: Resistencia equivalente a una soldadura
de filete de 90º de tamaño: 5/16 (0.313)
pulgadas
Procedimiento (1) Factor de 75º a partir de la Tabla II-
1:0.86
(2) Tamaño equivalente de la pierna
(lado) w, de una unión inclinada
sin abertura de la raíz: w = 0.86 x
0.313 = 0.269 pulg.
(3) Por abertura de raíz de
0.063 pulg.
(4) Tamaño requerido de la pierna,
w = 0.332 pulg
De la soldadura de filete inclinada:
[(2) + (3)]
(5) Redondeando a una dimensión
práctica: w = 3/8 de pulgada
EJEMPLO
(UNIDAES SI)
Dados: Unión en T inclinada, ángulo: 75º;
abertura de la raíz: 2mm
Requerido: Resistencia equivalente a una
soldadura de filete de 90º de
Un tamaño de: 8 mm
Procedimiento: (1) Factor para 75º de la Tabla II-
1:0.86
(2) Tamaño equivalente de la pierna
(lado), w de una unión inclinada, sin
abertura en la raíz:
w = 0.86 x 8 = 6.9 mm
(3) Con abertura de raíz de: 2 mm
(4) Tamaño requerido de la pierna, w,
8.9 mm
de la soldadura de filete inclinada: [(2)
+ (3)]
(5) Redondeando a una dimensión
práctica
w = 9.0 mm
Para las soldaduras de filete que tenga piernas de igual
dimensión (wn), es la distancia desde la raíz desde la
unión hasta la superficie de la soldadura dia-gramatica
(tn) pueden calcularse como sigue:
Para aberturas de raíz > 1/16 pulgadas [2 mm] y < 3/16
pulgadas [5 mm], use:
Para aberturas de raíz < 1/16 pulgadas [2 mm], use:
En donde la pierna medida de dicha soldadura de filete
(wn) es la distancia perpendicular desde la superficie de
la unión hasta la garganta opuesta, y (R) es la abertura
de la raíz, si la hubiera, entre los componentes (ver
Figura 3.11). Las aberturas aceptables de la raíz se
definen en 5.22.1.
268
Tabla II-1 Factores del Tamaño Equivalente de la Pierna de Soldadura de Filete para Uniones en T
Inclinadas
Angulo DiedroΨ 60° 65° 70° 75° 80° 85° 90° 95° Tamaño comparable de la soldadura de filete 0.71 0.76 0.81 0.86 0.91 0.96 1.00 1.03 para el mismo refuerzo Angulo diedro Ψ 100° 105° 110° 115° 120° 125° 130° 135° Tamaño comparable de la soldadura de filete 1.08 1.12 1.16 1.19 1.23 1.25 1.28 1.31 para el mismo esfuerzo
269
Anexo III Requerimientos Para la Prueba de Impacto CVN
(Este anexo es parte de la norma AWS D1.1/D1.1M: 2002, Códigos de Soldaduras de Estructuras – Acero, e incluye
requerimientos obligatorios para utilizarse con estas normas.)
III1. General III1.1 Los requerimientos para la prueba de impacto y los
procedimientos de las pruebas en este Anexo deberán
aplicarse solamente cuando se especifica en los diseños
del contrato o las especificaciones estén en conformidad
con 5.26.5 (3)[d] y 4.1.1.3, y la Tabla 3.1 de éste código.
Mientras que los requerimientos de este Anexo no se
refieran a las pruebas de impacto de los metales base,
se asume que los metales base son los apropiados para
las aplicaciones en donde se requiera la prueba de
impacto de los WPS.
III1.2 Los especímenes para la prueba de impacto
deberán maquinearse y someterse a prueba en
conformidad con ASTM E 23, Métodos estándar para las
pruebas de impacto de la barra ranurada de materiales
metálicos, para espécimen de impacto (viga simple) Tipo
A Charpy, ó ASTM A 370, método estándar de prueba y
definiciones para las pruebas mecánicas de los
productos de acero.
III2. Localizaciones de la Prueba
III2.1 La localización de la prueba para especímenes
individuales de la prueba de impacto, a menos que sé
especifíque de otra manera en los diseños del contrato o
en las especificaciones, deberán ser tal como se
muestran en la Figura III-1 y en la Tabla III-1.
III2.2 La posición de la muesca para todos los
especimenes de prueba de impacto, deberá hacerse
primero maquineando los especimenes para la
soldadura de prueba en una profundidad apropiada tal
como se muestra en la Figura III-1. Los especimenes
deberían prolongarse o alargarse levemente para
permitir una posición exacta de la muesca.
Las barras deberán, someterse a un ensayo de
corrosión con un ácido suave tal como nital al 5%, para
revelar la localización de la zona de fusión de soldadura
y las zonas técnicamente afectadas (ZAT). La línea
central de la muesca entonces deberá localizarse en los
especimenes, tal como lo muestra la Figura III-1.
III3. Pruebas de Impacto
III3.1 Hay dos opciones para el número de especimenes
para pruebas de impacto que vayan a tomarse desde
una sola localización de prueba:
Opción A - 3 especimenes
Opción B - 5 especimenes
III3.2 Los especimenes para prueba de impacto deberán
maquinearse a partir de la misma unión soldada
sometida a prueba efectuada para determinar otras
propiedades de la unión de soldadura (ver Figura 4.7,
4.8, 4.10, ó 4.11). En donde el tamaño de las uniones
sometidas a prueba de soldadura no sean suficientes
para satisfacer todos los requerimientos del especimen
sometido a prueba mecánica, y deberá efectuarse una
prueba de soldadura adicional. Los especimenes para
prueba de impacto deberán maquinearse desde el
conjunto de la prueba soldada, en el cual los
especimenes para la prueba de tensión están
maquineados.
III3.3 Cuando sea un requerimiento de la prueba de
impacto y exista un WPS calificado que satisfaga todos
los requerimientos excepto para las pruebas de impacto,
será necesario solamente preparar una soldadura para
prueba adicional con material suficiente para entregar
los especimenes de prueba de impacto requeridos. La
planchas de prueba deberá soldarse utilizando WPS, el
cual está conforme a los límites de la Tablas 4.1, 4.2, y
4.5, más aquellas variables esenciales suplementarias
aplicables solamente a las pruebas de impacto (Tabla
4.6) deberá prepararse un nuevo PQR o uno revisado y
un nuevo ó revisado WPS por escrito, para acomodar las
variables de la calificación para las pruebas de impacto.
III3.4 La línea central longitudinal de los especimenes
deberá ser transversal al eje de la soldadura y la muesca
base deberá ser perpendicular (normal) a la superficie, a
270
menos que se especifique lo contrario en los diseños del
contrato o en las especificaciones.
III3.5 El especimen estándar de 10 x 10 mm deberá
utilizarse en donde el espesor del material de prueba
sea de 7/16 pulgadas [11 mm] ó mayor. Los
especimenes de tamaño inferior deberán utilizarse en
donde el espesor del material de prueba sea menor que
7/16 pulgadas [11 mm] ó donde la extracción de los
especimenes de tamaño completo no sean posible
debido a la forma de la soldadura. Cuando se requieran
especimenes bajo tamaño estos deberán hacerse de
acuerdo a una de las dimensiones que se muestran en
la Tabla III-2. (Nota: Los especimenes más grandes
deberán maquinearse a partir de la pieza de prueba de
calificación).
III3.6 Temperatura de la prueba de impacto estará
especificada en los diseños del contrato o en
especificaciones.
III3.7 Cuando se requieran especimenes de tamaño
inferior, y el ancho del especimen a través de la muesca
sea menor que el 80% del espesor del metal base, la
temperatura de la prueba deberá reducirse en
conformidad con la Tabla III-2, a menos que se
especifique de otro modo en los diseños del contrato o
en las especificaciones.
III4 Requerimientos de la Prueba
III4.1 Los requerimientos de la prueba para soldaduras
entre metales base con......de los límites de influencia de
50 ksi [345 Mpa] ó menor no deberá ser inferior a los
requerimientos mínimos de la Tabla III-1, a menos que
se especifique lo contrario. Los requerimientos de la
prueba para soldaduras entre metales base con un límite
de influencias mínima especificado mayor que 50 ksi
[345 Mpa] deberá especificarse en los diseños del
contrato o en las especificaciones. Estos
requerimientos pueden influir, pero no están limitados a
la energía absorbida, al porcentaje de apariencia de
fractura dúctil, y a valores de expansión lateral.
III4.2 Los criterios de aceptación para cada prueba
deberán especificarse en los diseños del contrato o en
las especificaciones, y consistirán en lo siguiente:
(1) Valor mínimo individual – el valor en el cual ningún
especimen puede estar por debajo, y
(2) Valor mínimo promedio – el valor en el cual el
promedio aritmético de los tres especimenes serán
iguales o excederán. A menos que se especifique
lo contrario, en los diseños del contrato o en las
especificaciones, los valores aceptables para los
requerimientos de la prueba de impacto descritos
en III4.1 para las soldaduras entre los metales base
con un límite de influencia mínimo especificado de
50 ksi [345 Mpa] ó menor, se muestran en la Tabla
III-1.
III4.3 Si se escoge la Opción B (ver III3.1) los
especimenes con los valores mas altos y más bajos
deberán descartarse, dejando 3 especimenes para la
evaluación. Tanto para la Opción A y para los 3
especimenes restantes de la Opción B, 2 de los 3
valores para los especimenes serán iguales o excederán
el valor promedio mínimo especificado. Uno de los tres
puede ser menor que el valor promedio mínimo
especificado, pero no inferior al valor individual mínimo
especificado, y el promedio de los tres no deberá ser
menor que el valor promedio mínimo especificado.
III5. Retesteo
III5.1 Cuando no se cumplan los requerimientos en III4.2
y III4.3, puede efectuarse una nueva prueba. Cada
valor individual de los tres especimenes restantes o
remanentes deberán ser iguales o exceder el valor
promedio mínimo especificado. Los especimenes
retesteados deberán quitarse de las soldaduras
originales de prueba. Si los especimenes no se cuentan
en estas soldaduras, deberá efectuarse un nuevo test de
soldadura y todas las pruebas mecánicas requeridas
para éste código deberán efectuarse también.
III6. Informes
III6.1 Todos los valores medidos para la prueba de
impacto requeridos por este código, por los documentos
de contrato o especificaciones deberán informarse en el
PQR.
271
Tabla III-1 Requerimientos de la Prueba de Impacto (CVN) (ver III3)
Procesos
De Soldadura
.
Localización de la Prueba
Número de Especimene
s
Temperatura de la
Prueba ºF/ºC
Tamaño del Especimen,4
mm
Promedio Mínimo de
Energía absorbida,5
Ft-lbf[j]
Promedio Mínimo de
Energía Absorbida Individual
Ft-lbf[j]
Porcentaje Promedio
Mínimo del Area de Corte
%
Expansión Lateral Mínima
Promedio Mils/m
m SMAW GTAW ESW EGW FCAW-S FCAW-G
Metal de Soldadura
3 (Nota 3) 10x10 20[27] 15[20] (Nota 6) (Nota 6)
Línea de Fusión +1 mm
3 (Nota 3) 10x10 20[27] 15[20] (Nota 6) (Nota 6)
Línea de Fusión +5 mm
3 (Nota 3) 10x10 20[27] 15[00] (Nota 6) (Nota 6)
Notas: 1.- Un WPS que combine el proceso FCAW-S con otro proceso de soldadura, deberá someterse a prueba específicamente
para asegurar que el criterio de la prueba de impacto se cumpla en la interfase entre los depósitos de soldadura. 2. El número alterno de especimenes permitidos por localización de prueba es cinco. Los valores más altos y los más
bajos deberán descartarse para minimizar algo de la dispersión normalmente asociada por las pruebas CVN de soldadura y los ZAT.
3. Las temperaturas de las pruebas deberán especificarse en los documentos del contrato o en especificaciones. Cuando se requieran especimenes bajo en tamaño, y el ancho de los especimenes a través de la muesca sean inferiores al 80% del espesor del metal base, la temperatura de prueba deberá reducirse en conformidad con la prueba III-2.
4. Los especimenes de tamaño completo deberán utilizarse cuando el material de prueba sea de 7/16 pulgada [11 mm] ó de un espesor mayor. Los especimenes de tamaño inferior deberán utilizarse cuando el espesor del material de prueba sea menor que 7/16 pulgadas [11 mm], ó cuando la geometría de la pieza soldada prohiba la inhibición (remoción) de las muestras de tamaño completo.
5. Aplicable en soldaduras entre materiales base con un límite de influencia especificado (SMYS) de 50ksi [345 Mpa] o menor. Los criterios de aceptación para las soldaduras entre materiales que excedan SYMS de 50ksi [345 Mpa] deberán especificarse en los documentos del contrato ó en las especificaciones.
6. Los valores para el porcentaje del corte y la expansión lateral deberán registrarse cuando estén especificados en los documentos del contrato o en las especificaciones.
Tabla III-2
Reducción de la Temperatura de Prueba de Impacto (ver III3.5) Para los especimenes de prueba de impacto de menor tamaño, en donde el ancho a través de la muesca sea menor que el 80% del espesor del metal base.
Tamaño del Especimen Mm
Reducción de la Temperatura de Prueba por Debajo de la Temperatura de Prueba Especificada
ºF ºC 10x10 10x9 10x8
10x7.5 10x7
10x6.7 10x6 10x5 10x4
10x3.3 10x3
10x2.5
0 0 0 5 8
10 15 20 30 35 40 50
0 0 0
2.8 4.5 5.6 8.4 11.1 16.8 19.4 22.4 27.8
Ejemplo: Si los diseños o las especificaciones indican que deberán especificarse que deberán efectuarse las pruebas de impacto a 32ºF [0ºC] y se van a utilizar especimenes de bajo tamaño de 10 mm X 5 mm, la temperatura real de la prueba deberá ser 12ºF [-11ºC]. Notas Generales: La reducción en los valores mínimos de energía aceptada para los especimenes de bajo tamaño deberán determinarse en conformidad con la norma ASTM A 370ª - 97, Tabla 9
272
Ranura simple en V: unión a tope, unión de esquina (todos los tipos) Ranura doble en V; unión a tope, unión de esquina (todos los tipos) Ranura de bisel simple: unión a tope, unión en T, unión de esquina. Ranura de bisel doble : Unión a tope, unión en T, unión de esquina (todos los tipos)
A = Línea central de soldadura en línea central de espécimen B = Z.A.T. 2 mm desde la línea de fusión D = Z.A.T. 5 mm desde la línea de fusión
Figura III-1 CVN Localización de espécimen para la prueba de impacto CVN (Ver III 2.1)
273
Anexo IV Requerimientos del WPS
(Este Anexo es una parte de la norma AWS D1.1/D1.1M: 2002, Código de Soldadura Estructural – Acero (Structural
Welding Code – Steel, e incluye requerimientos no obligatorios para utilizarse con esta norma.)
Esta parte incluye una tabla para utilizarse en el Anexo E para preparar el Formulario E-1, Especificación del Procedimiento
de Soldadura (WPS).
La Tabla IV–1 cubre las estipulaciones del código que puedan modificarse cuando un WPS esta calificado por pruebas (ver
Sección 4).
Tabla IV-1 Requerimientos del Código que Puedan Cambiarse por Pruebas de Calificación de WPS (ver
4.1.1)
Estipulación D1.1: 2002 Tema 3.3 Metal Base
3.2.3 Procesos de Soldadura
3.9, 3.10, 3.11, 3.12, 3.13 Detalles de Uniones Soldadas
3.3 Requerimientos del Metal de Aporte
3.5 Requerimientos de Temperatura de Precalentamiento y entrepasadas
5.3.2, 5.3.2.1 Electrodos para el Proceso SMAW
Tabla 3.7 Diámetro Máximo del Electrodo para el Proceso SAW
3.7.2 Sección Transversal de la Soldadura de Ranura o de Filete del Proceso SAW
5.3.3.1 Electrodos y fundente para el Proceso SAW
Tabla 3.7 Procedimiento para proceso SAW con un solo electrodo, electrodos paralelos y electrodos Múltiples
5.3.4 Electrodos para el proceso GMAW y el proceso FCAW
Tabla 3.7 Procedimiento para el proceso GMAW y el proceso FCAW con un solo electrodo (Nota: Los procesos GMAW y FCAW con electrodos múltiples, los procesos GMAW-S,
GTAW, EGW y ESW no tienen estatus precalificados) Notas Generales: Los otros requerimientos del código que no estén listados en la Tabla IV-1 pueden cambiarse cuando la
especificación del procedimiento de soldadura estén establecidos mediante pruebas (ver 3.6).
291
Anexo IX
Requerimientos de Calificación Para el Fabricante de la Base del Perno (“Stud Base”)
(Este Anexo es una parte de la norma AWS D1.1/D1.1M:2002, Código para Soldadura Estructura - Acero (Structural
Welding Code-Steel), e incluye los requerimientos obligatorios para utilizarse con esta norma.)
IX1. Propósitos
El propósito de estos requerimientos es la de ordenar
pruebas para la certificación de los fabricantes de pernos
en cuanto a la soldaduridad de la base del perno.
IX2. Responsabilidades para las Pruebas
El fabricante de pernos “stud” deberá ser responsable por
la realización de las pruebas de calificación. Estas
pruebas pueden efectuarse por parte de una entidad que
sea satisfactoria para el Ingeniero. La entidad que realice
las pruebas deberá entregar un informe certificado al
fabricante de los pernos (“stud”) entregando los
procedimientos y resultados para todas las pruebas,
incluyendo la información descrita en IX10.
IX3. Envergadura de la Calificación
La calificación de la base de perno constituye la calificación
para las bases de pernos con la misma geometría,
fundente y protección al arco, que tenga el mismo diámetro
y los diámetros que sean inferiores a 1/8 de pulgada [3
mm]. Una base de pernos calificada con un grado de
acero ASTM A 108 aprobado, deberá constituir la
calificación para otros grados de acero ASTM A 108
aprobados, (ver 7.2.6), siempre que estén en conformidad
con todas estipulaciones establecidas aquí.
IX4. Duración de la Calificación
El tamaño de una base de perno con una protección al
arco, una vez que se haya calificado, deberá considerarse
calificada hasta que el fabricante del perno efectúe
cualquier cambio en la geometría de la base del perno, el
material, el fundente, o la protección al arco que afecte las
características de la soldadura.
IX5. Preparación de Especimenes
IX5.1 Los especimenes de pruebas deberán preparase
como pernos representativos para soldaduras para
planchas de especimenes apropiados de acero ASTM A 36
de cualquier otro de los materiales listados en la Tabla 3.1 o
en Anexo M. Los pernos que vayan a soldarse a través de
la superficie del metal deberán tener las pruebas de
calificación de la base de soldadura efectuadas soldando a
través de la superficie metálica representativa de aquella
utilizada en construcción, galvanizada según la designación
de revestimiento G90 de ASTM A 653 para un espesor de
superficie , o una designación G60 para superficies dobles.
Cuando se vayan a soldar los pernos a través de la
superficie, la prueba de calificación de la base del perno
deberá incluir una representación de la superficie que se
vaya a utilizar en la construcción.
La soldadura deberá hacerse en posición plana (superficie
plana horizontal). Las pruebas para los pernos hilados
deberán estar en bruto (los pernos sin hilo).
IX5.2 Los pernos deberán soldarse con la fuente de poder,
la pistola de soldadura, y con equipo controlado
automáticamente, según lo recomiende el fabricante del
perno. El voltaje de soldadura, la corriente y el tiempo (ver
IX6) deberá medirse y registrarse para cada espécimen. El
procedimiento para levantar y hundir deberá ser del optimo
ajuste, tal como lo recomienda el fabricante
IX6. Número de Especimenes de Prueba
IX6.1 Para pernos de 7/8 de pulgada [22 mm] o menores en
diámetro, 30 especimenes de prueba deberán soldarse
consecutivamente con un tiempo constante optimo, pero
con corriente del 10% por sobre él optimo. Para pernos por
sobre 7/8 de pulgada [22 mm] de diámetro, el 10% de los
especimenes deberá
soldarse consecutivamente con tiempo constante optimo.
La corriente y el tiempo constante optimo deberán ser el
punto medio del rango normalmente recomendado por el
fabricante de la producción de soldadura.
IX6.2 Para pernos de 7/8 de pulgada [22 mm] o de diámetro
inferior, 30 especimenes de prueba deberán soldarse
consecutivamente con el tiempo constante optimo, pero con
corriente 10% bajo él optimo. Para pernos sobre 7/8 de
pulgada [22 mm] de diámetro 10 especimenes de prueba
deberán soldarse consecutivamente con el tiempo optimo
constante, pero con una corriente 5% inferior al optimo.
IX6.3 Para pernos que vayan a soldarse a través de la
superficie plana del metal, el rango de los diámetros bases
del metal deberán estar calificados mediante la soldadura de
10 pernos en un tiempo y corriente óptimos, según lo
292
recomendado por el fabricante, en conformidad con el
fabricante:
(1) Los diámetros máximos y mínimos soldados a través de
un espesor de una superficie plana de calibre 16, le
corresponderá la designación de revestimiento de G90.
(2)Los diámetros máximos y mínimos soldados a través de
superficies planas dobles de calibre 16 con una
designación de revestimiento G60.
(3) Los diámetros máximos y mínimos soldados a través
de un espesor de una superficie plana de calibre 18, G60
sobre un espesor de una superficie plana calibre 16 G60.
(4) Los diámetros máximos y mínimos soldados a través
de superficies planas dobles de calibre 18 con designación
de revestimiento G60.
El rango de los diámetros para una soldadura de máximo a
mínimo a través de dos superficies planas metálicas de
calibre 18 con un galvanizado de G60 deberá calificar para
la soldadura a través de una o dos superficies planas de
una cubierta de calibre 18 o de espesor menor.
IX7. Pruebas
IX7.1 Pruebas de Tensión. Diez de los especimenes
soldados en conformidad con IX6.1 y diez en conformidad
con IX6.2 estarán sujetos a la prueba de tensión en una
instalación similar a la que se muestra en la Figura 7.2,
excepto que los pernos sin cabeza pueden atascarse en el
extremo no soldado en las mordazas de la máquina de
prueba de tensión. La base de un perno deberá
considerarse como calificada si todos los especimenes de
prueba tienen una resistencia a la tensión igual a o mayor
que el mínimo descrito en 7.3.1.
IX7.2 Pruebas de Doblado (Pernos de 7/8 de pulgada
[22 mm] ó menores de diámetro. Veinte de los
especimenes soldados en conformidad con IX6.1 y veinte
en conformidad con IX6.2 deberán someterse a prueba de
doblado, doblando alternativamente 30º desde su eje
original en direcciones opuestas, hasta que ocurra una
falla. Los pernos deberán doblarse en un equipo (o
dispositivo) de prueba de doblado, tal como se muestra en
la Figura IX-1, excepto que los pernos menores que ½
pulgada [12 mm] de diámetro puedan doblarse utilizando un
dispositivo (equipo) según aparece en la Figura IX-2. Una
base de perno deberá considerarse como calificada, si en
todos los especimenes de prueba ocurre una fractura en el
material de la plancha o en el vástago del perno, y no en la
soldadura o en la prueba ZAT. Solo los especimenes de
prueba para pernos sobre 7/8 de pulgada [22 mm] estarán
sujetos a las pruebas de tensión.
IX7.3 Soldadura a través de las Pruebas de las
Superficies Planas. Todas las diez soldaduras a través
de los especimenes de pernos para superficies planas
deberán ser sometidos a la prueba de doblado de 30º, en
direcciones opuestas en un equipo (dispositivo) de pruebas
de doblado, tal como lo muestra la Figura IX-1, ó mediante
la prueba de doblado de 90º desde su eje original, ó la
prueba de tensión para destrucción en una máquina capaz
de entregar (proveer) la fuerza requerida. Con cualquier
método de prueba utilizado, el rango de los diámetros de los
pernos de máximo a mínimo deberán considerarse como
bases de soldadura calificada a través de la soldadura de la
superficie plana, si en todos especimenes de prueba, ocurre
una fractura en el material de la plancha, o en el vástago del
perno y no en la soldadura o en ZAT (zona de área térmica).
IX8. Re – testeos
Si ocurre una falla en una soldadura o en una ZAT en
cualquiera de los grupos de prueba de doblado del IX7.2 o
una carga de tensión mínima a la especificada o el perno en
cualquiera de los grupos de tensión en IX7.1, deberá
preparase y someterse a prueba un nuevo grupo de pernos
(descritos en IX6.1 ó IX6.2, según sea aplicable). Si tales
fallas se repiten, la base del perno no podrá calificarse.
IX9. Aceptación
Para una base de pernos de un fabricante y una
combinación de la protección al arco vayan a calificarse,
cada perno de cada grupo de los 30 pernos deberán cumplir
con los requerimientos descritos en IX7, mediante pruebas o
una nueva prueba. La calificación de un diámetro
determinado de base de perno deberá considerarse como la
calificación para las bases de los pernos del mismo
diámetro nominal (ver IX3. Geometría de la base del perno,
material, fundente y protección al arco).
IX10. Datos de Pruebas de Calificación del Fabricante
Los datos de prueba deberán incluir lo siguiente:
(1) Los diseños que muestren los perfiles y las
dimensiones con tolerancias del perno, la protección
del arco y el fundente.
(2) Una descripción completa de los materiales utilizados
en los pernos, incluyendo la cantidad y el tipo de
fundente, y una descripción de las protecciones al
arco.
(3) Se requieren resultados certificados en las pruebas en
laboratorio.
293
295
Anexo X Calificación y Calibración de las Unidades UT con otros Bloques de Referencia Aprobados
(Ver Figura X1)
(Este Anexo es una parte de la norma AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural - Acero (Structural Welding
Code - Steel), e incluye los requerimientos obligatorios para el uso de esta norma.
X1. Modo Longitudinal
X1.1 Calibración de Distancia
X1.1.1 El transductor deberá colocarse en posición H
sobre el bloque DC, ó en posición M en el bloque DSC.
X1.1.2 El instrumento deberá ajustarse para cumplir
Nota: Este procedimiento establece una calibración de
pantalla de 10 pulgadas [250 mm] y puede modificarse
para establecer otras distancias, según lo permitido por
6.25.5.1.
X2.4 Amplitud o Calibración de la Sensibilidad
X2.4.1 El transductor deberá ajustarse en posición L en
el bloque DSC (cualquier ángulo). La señal maximizada
deberá ajustarse desde la ranura de 1/32 pulgadas [0.8
mm] para lograr una indicación en la altura de la línea de
referencia horizontal.
X2.4.2 El transductor deberá ajustarse en el bloque SC
en posición:
N para ángulo de 70º
O para ángulo de 45º
P para ángulo de 60º
296
La señal maximizada a partir del orificio 1/16 pulgadas
[1.6 mm] deberá ajustarse para lograr la indicación de
altura de la línea de referencia horizontal.
X2.4.3 La lectura de decibeles que se obtenga en X2.4.1
ó X2.4.2 deberá utilizarse como “nivel de referencia” “b”
en la hoja de Informe de Pruebas, en conformidad con
6.23.1 (Anexo D, Formulario D11).
X3 Procedimiento de Linealidad Horizontal
Nota: Debido a que el procedimiento de calificación se
efectúa con una unidad de búsqueda de haz de luz recto,
la cual produce ondas longitudinales con una velocidad
de sonido de casi el doble de las ondas de corte; es
necesario doblar los rangos de distancia de la onda de
corte que se van a utilizar en la aplicación de este
procedimiento.
X3.1 Una unidad de investigación de haz de luz recta,
que cumpla los requerimientos de 6.22.6, deberá
acoplarse en posición:
G en el bloque IIW (Figura 6.26)
H en el bloque DC (Figura X-1)
M en el bloque DSC (Figura X-1)
T ó U en el bloque DS (Figura 6.26)
X3.2 Deberá lograrse un mínimo de cinco reflejos
posteriores en el rango de calificación para ser
certificado.
X3.3 La primera y el quinto reflejo posterior deberá
ajustarse a sus localizaciones apropiadas con el uso de
ajustes de retardo cero y de calibración de distancia.
X3.4 Cada indicación deberá ajustarse al nivel de
referencia con el control de ganancia o atenuación para
el examen de localización horizontal
X3.5 Cada localización de deformación de trazos
intermedios deberá corregirse dentro de � 2% del
ancho de la pantalla.
299
Anexo XI
Pauta Sobre Métodos Alternativos Para Determinar el Precalentamiento
(Este Anexo es parte de la norma AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Estructuras Soldaduras-Acero (Structuras Welding
Code-Steel), e incluye los requerimientos obligatorios para el uso de esta norma.)
XI1. Introducción El propósito de esta pauta es proporcionar algunos métodos
optativos alternativos para determinar las condiciones de la
soldadura (principalmente el precalentamiento) para evitar el
agrietamiento en frío. Los métodos se basan principalmente
en la investigación en test a pequeña escala efectuados por
muchos años en diferentes laboratorios en todo el mundo.
Ningún método está disponible para predecir las condiciones
óptimas de todos los casos, pero la pauta realmente considera
varios factores importantes, tales como el nivel de hidrógeno y
la composición del acero que no están explícitamente incluidos
en los requerimientos en la Tabla 3.2. La pauta por lo tanto
puede ser valiosa al indicar sí los requerimientos de la Tabla
3.2 son mayormente conservadores, o en algunos casos no
con la demanda suficiente.
El usuario deberá referirse al Comentario para una
presentación más detallada si los antecedentes científicos y la
información investigada que presentan los dos métodos
propuestos.
El uso de esta Tabla es una alternativa a la Tabla 3.2, la que
otorga una cuidadosa consideración a las hipótesis hechas, los
valores seleccionados, y la experiencia pasada.
XI2. Métodos
Se usan dos métodos como base para estimar las condiciones
de soldadura y evitar el agrietamiento en frío.
(1) Control de dureza ZAT (Zona afectada térmicamente)
(2) Control de hidrógeno
XI3. Control de Dureza HAZ
XI3.1 Las estipulaciones incluidas en esta pauta para el uso de
este método están restringidas a las soldaduras de filete
XI3.2 Este método está basado en la hipótesis que no ocurrirán
en el agrietamiento y la dureza del ZAT se mantiene por debajo
de algunos valores críticos. Esto se logra controlando el índice
de enfriamiento por debajo del valor critico, dependiendo de la
templabilidad del acero. La templabilidad del acero en
soldaduras se refiere a la propensión de formación de un ZAT
duro y puede caracterizarse por el índice de enfriamiento
necesario para producir el nivel determinado de dureza. Los
aceros con alta templabilidad, por lo tanto pueden producir
ZATs duros a valores inferiores de enfriamiento que un acero
con templanbilidad más baja.
Las ecuaciones y los gráficos están disponibles en la
literatura técnica que se refieren al índice de enfriamiento
con respecto al espesor de los componentes de acero, el tipo
de soldadura, las condiciones de soldadura y otras variables.
XI3.3 La selección de la dureza crítica dependerá de una
cantidad de factores, tales como el tipo de acero, nivel de
hidrógeno, restricción y condiciones de servicio. Las
pruebas de laboratorio con soldaduras de filete muestran que
el agrietamiento en la zona afectada térmicamente no ocurre
sin el número de durezas Vickers ZAT (Vh) es menor que 350
Vh, aún con electrodos altos en hidrógeno. Con electrodos
bajos en hidrógeno, la dureza de 400 Vh podrían ser
tolerados sin agrietamiento. Sin embargo esta dureza puede
no ser tolerable en servicios donde haya gran un riesgo de
agrietamiento por corrosión y tensión, iniciación de fracturas
quebradizas, u otros riesgos para la seguridad o el servicio
de la estructura.
El valor crítico de enfriamiento para una dureza determinada
puede relacionarse aproximadamente al equivalente del
carbono (CE) (“Carbon Equivalent”) del acero (ver Figura XI-
2) debido a que la reducción solamente es aproximada, la
curva que se muestra en la Figura XI-2 puede ser
conservadora para los aceros al carbono simple y para los
aceros al manganeso y carbono simple, y por lo tanto
permiten el uso de una alta curva de dureza con menor
riesgo.
Algunos aceros de baja aleación, particularmente aquellos
que contienen columbium (niobium), pueden ser más
durables que lo que indica la Figura XI-2 y se recomienda el
uso de la curva de dureza menor.
XI3.4 Aunque el método puede utilizarse para determinar un
nivel de precalentamiento, su valor principal está en
determinar la entrada mínima de calor (y por lo tanto el
tamaño mínimo de soldadura) que evita el endurecimiento
excesivo. Esto es especialmente útil para determinar el
tamaño mínimo de las soldaduras de filete de una sola
pasada que puedan depositarse sin precalentamiento.
300
XI3.5 El enfoque de la dureza no considera la posibilidad de
agrietamiento del metal de soldadura. La experiencia
demuestra que el ingreso de calor determinado por este
método es generalmente adecuado para evitar el agrietamiento
del metal de soldadura en la mayoría de los casos, en las
soldaduras de filete si el electrodo no es un metal de aporte de
alta resistencia, y generalmente es del tipo bajo en hidrógeno
(ejemplo electrodo bajo en hidrogeno (SMAW), para los
procesos GMAW, FCAW, SAW).
XI3.6 Debido a que el método depende únicamente del control
de la dureza ZAT, el nivel de hidrógeno y la restricción no se
consideren explícitamente.
XI3.7 Este método no es aplicable para los aceros sometidos al
proceso de templado y revenido [ver X15.2(3) sobre
limitaciones].
XI4. Control del Hidrógeno
XI4.1 El método de control del hidrógeno se basa en la
hipótesis de que el agrietamiento no ocurrirá si la cantidad
promedio del hidrógeno remanente en la unión después de que
se haya enfriado hasta aproximadamente 120ºF [50ºC], no
exceda un valor crítico dependiente de la composición del
acero y de la restricción. El precalentamiento necesario para
permitir la suficiente difusión del hidrógeno fuera de la unión
pueda estimarse utilizando este método.
XI4.2 Este método esta basado principalmente en los
resultados de las pruebas de soldadura de ranura restringidas
de penetración parcial; El metal de soldadura utilizado en las
pruebas califica el metal principal. No se han revisado muchas
pruebas de este método en las soldaduras de filete; sin
embargo en forma restringida, el método ha sido
adecuadamente adaptado para estas soldaduras.
XI4.3 Una determinación para el nivel de restricción y el nivel
de hidrógeno original en el baño de soldadura se requiere para
el método de hidrógeno.
En esta pauta, la restricción se clasifica como alta, media y
baja; y la categoría debe establecerse a partir de la
experiencia.
XI4.4 El método de control de hidrógeno se basa en un condón
simple de soldadura con baja entrada de calor que represente
una pasada de raíz y asuma el endurecimiento del ZAT. Por lo
tanto este método es especialmente útil para aceros de alta
resistencia y de baja aleación, que tengan una alta
templabilidad en donde el control de la dureza no siempre sea
factible. Por lo tanto debido a que supone que la zona
térmicamente afectada se endurece completamente, el
precalentamiento pronosticado puede ser demasiado
conservador para los aceros al carbón.
XI5. Selección del Método
XI5.1 Se recomienda el siguiente procedimiento como una
pauta para la selección, ya sea del método de control de
dureza ó el método de control de hidrógeno.
Determinar el carbono y el carbono equivalente:
Para localizar la posición de la zona del acero en la Figura XI-
1 (ver XI6.1.1 para diferentes maneras de obtener el análisis
químico).
XI5.2 Las características de comportamiento de cada zona y
la acción recomendada son las siguientes:
(1) Zona I. El agrietamiento es improbable, pero puede
ocurrir con alto hidrógeno o alta restricción. Use el método
de control de hidrógeno para determinar el precalentamiento
para los aceros en esta zona.
(2) Zona II. El método de control de dureza y la dureza
seleccionada deberán utilizarse para determinar el mínimo de
ingreso de energía para las soldaduras de filete de una sola
pasada sin precalentamiento.
Si no puede practicarse el ingreso de energía, utilice el
método de hidrógeno para determinar el precalentamiento.
Para soldaduras de ranura, el método de control de
hidrógeno se utilizará para determinar el precalentamiento.
Para aceros altos en carbono, puede requerirse un mínimo
de energía para el control de la soldadura y el
precalentamiento para controlar el hidrógeno que pueda
requerirse para ambos tipos de soldadura; Es decir las
soldaduras de filete y las soldaduras de ranura.
(3) Zona III. El método de control de hidrogeno deberá
utilizarse. En donde el ingreso de calor este restringido para
preservar las propiedades de las zonas térmicamente
aceptadas (por ejemplo, algunos aceros sometidos al
proceso de revenido y templado), el método de control de
hidrógeno debería utilizarse para determinar el
precalentamiento.
XI6. Pauta Detallada XI6.1 Método de Dureza XI6.1.1 El carbono equivalente deberá calcularse como sigue:
El análisis químico puede lograrse a partir de:
(1) Certificación de la prueba de fresado
301
(2) Producción típica de la química (del fresado) (3) Especificación de la química (usando valores máximos) (4) Pruebas del usuario (análisis químico)
XI6.1.2 El índice de enfriamiento químico deberá estar
determinado para una dureza máxima seleccionada de la zona
afectada térmicamente, ya sea de 400 Vh ó de 360 Vh de la
Figura XI-2.
XI6.1.3 Al utilizar el espesor aplicable para las planchas del
“flange” y la “brida de unión” (“web”) deberá seleccionarse el
diagrama apropiado de la Figura XI-3 y deberá determinarse el
ingreso mínimo de energía para las soldaduras de filete de una
sola pasada. Este ingreso de energía se aplica a las
soldaduras del proceso SAW.
XI6.1.4 Para otros procesos, puede estimarse la entrada
mínima de energía para las soldaduras de filete de una sola
pasada aplicando los siguientes factores de multiplicación a la
energía estimada para el proceso SAW en XI6.1.3:
Procesos de Soldadura Factor de Multiplicación
SAW 1 SMAW 1.50 GMAW, FCAW 1.25 XI6.1.5 La Figura XI-4 puede utilizarse para determinar los
tamaños de filete como una función de ingreso de energía.
XI6.2 Método de Control de Hidrógeno
XI6.2.1 El valor del parámetro de la composición, Pcm, deberá
calcularse de la siguiente manera:
El análisis químico deberá determinarse como en XI6.1.1.
XI6.2.2 El nivel de hidrogeno estará determinado y será
definido como sigue:
(1) Hidrogeno Extra Bajo H1. Estos consumibles dan un
contenido de hidrógeno difuso menor que 5 ml/100g de metal
depositado cuando se mide utilizando la norma ISO 3690-1976,
ó un contenido de unidad de electrodo que cubra el máximo del
0.2% en conformidad con la norma AWS A5.1 ó A5.5. Esto
puede establecerse sometiendo a prueba cada tipo, marca o
combinación de alambre/fundente después de haberlos sacado
del paquete o contenedor y exponerlo a la duración estimada;
con debida consideración de las condiciones reales de
almacenamiento previo al uso inmediato. Lo siguiente puede
asumirse para cumplir con este requerimiento:
(a) Los electrodos bajos en hidrógeno sacados de
contenedores sellados herméticamente, y secados a 700ºF-
800ºF [370º-430ºC] durante una hora y utilizado dentro de
las dos horas de haberse quitado del contenedor.
(b) El proceso GMAW con alambres sólidos limpios
(2) H2 Hidrógenos Bajos. Estos consumibles dan un
contenido de hidrógeno difusible ó menor que 10ml/100g de
metal depositado cuando se mide utilizando la norma ISO
3690-1976, ó un contenido de unidad de electrodos
cubriendo un máximo del 0.4% en conformidad con la norma
AWS A5.1. Esto puede establecerse mediante una prueba
en cada tipo, marca de consumible o combinación utilizada
de alambre/fundente. Lo siguiente puede asumirse para
cumplir con este requerimiento:
(a) Los electrodos bajos en hidrógenos tomados de
contenedores sellados herméticamente y condicionados en
conformidad con 5.3.2.1 de este código y utilizados dentro
de las cuatro horas después de haberse quitado del
envase.
(b) Proceso SAW con fundente seco.
(3) H3 Hidrógeno no Controlado. Todos los consumibles
que no cumplan con los requerimientos de H1 ó H2.
XI6.2.3 El índice de susceptibilidad que agrupa la Tabla XI-1
deberá determinarse.
XI6.2.4 Niveles Mínimos de Precalentamiento y
Entrepasadas. La Tabla XI-2 entrega temperaturas mínimas
de precalentamiento y entrepasadas que deberán utilizarse.
La Tabla XI-2 entrega tres niveles de restricción. El nivel de
restricción que se va a utilizar deberá determinarse en
conformidad con XI6.2.5.
XI6.2.5 Restricción. La clasificación de los tipos de
soldaduras en diversos niveles de restricción debería
determinarse sobre la base de la experiencia, el juicio de
ingeniería, la investigación ó el cálculo.
Se han entregado tres niveles de restricción:
(1) Restricción Baja. Este nivel describe las uniones de
filetes comunes y las soldaduras de ranura en la cual existe
una libertad razonable de movimiento de los componentes.
(2) Restricción Media. Este nivel describe las uniones
soldadas de filete y de ranura, en las cuales; debido a que los
componentes ya se han anexado al trabajo estructural, existe
una reducida libertad de movimiento.
(3) Alta Restricción. Este nivel describe las soldaduras en
las cuales casi no hay libertad de movimiento de los
componentes unidos (tales como reparación de soldaduras,
especialmente en material grueso).
302
Tabla XI-1 Agrupación del Indice de Susceptibilidad como Función del Nivel
de Hidrogeno y Parámetro de Composición Pcm (Ver XI6.2.3)
Agrupación3 del Indice2 de Susceptibilidad
Nivel de Carbono Equivalente = P1cm
Hidrógeno, H
Notas: Índice de Suceptibilidad
Las agrupaciones del Indice de Susceptibilidad, de A hasta G, abarcan el efecto combinado del parámetro de composición, Pcm, y del nivel de hidrógeno, H, en conformidad con la fórmula que muestra la Nota 2.
Las cantidades numéricas exactas se obtienen de la fórmula de la Nota 2, utilizando los valores establecidos de Pcm y los siguientes valores de H, dados en ml/100g de metal base (ver XI6.2.2, a, b, c):
H1 – 5; H2 – 10; H3 – 30. Para mayor conveniencia, las agrupaciones de índice de susceptibilidad han sido expresados en la tabla por medio de letras, de siguientes rangos estrechos:
A = 3.0; B = 3.1–3.5; C = 3.6–4.0; D = 4.1–4.5; E = 4.6–5.0; F = 5.1–5.5; G = 5.6–7.0 Estas agrupaciones se usan en la Tabla XI-2 en conjunto con la restricción y el espesor para determinar la temperatura mínima de precalentamiento y entre pasadas.
Tabla XI-2 Temperaturas mínimas de Precalentamiento y entre pasadas
para Tres Niveles de Restricción (Ver XI6.2.4)
Temperatura Mínima de Precalentamiento y entre Pasadas (ºF)
Agrupación del Indice de Susceptibilidad Nivel de Espesor1 Restricción pulgadas Bajo Media Alto
(Continua) Nota:
1.- El espesor de la parte más gruesa soldada.
303
Tabla XI-2 (Continuación)
Temperatura Mínima de Precalentamiento y entre Pasadas (ºC)
Agrupación del Indice de Susceptibilidad Nivel de Restricción Espesor1 mm
Bajo Medio Alto
• El espesor es el de la parte más gruesa soldada.
304
Carbono Equivalente (CE)
Notas Generales: • CE = C + (Mn + Si)/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 • Ver XI5.2(1), (2), o (3) para características aplicables a la zona.
Figura XI-1 – Clasificación de la Zona de Aceros (Ver XI5.1)
R540 (ºc/s) para la Dureza Z.A.T. de 350 VH y 400 VH.
Nota General: CE = C + (Mn + Si)/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15
Figura XI-2 – Indice de Enfriamiento Crítico para 350 VH y 400 VH (Ver XI3.3)
305
Cualquier Designado como Espesor brida de unión Designado como flango Espesor de la brida
de unión y del flanje
Indice de Enfriamiento a 540ºC (ºC/s)
Nota General: El ingreso de energía determinado por el gráfico no será apropiado para aplicaciones prácticas. Para cierta combinación de fundición de espesores que puedan ocurrir a través del espesor.
(A) Soldadura de Filete aserradas, de una sola pasada con la brida de unión y el flanje del mismo espesor.
Diseñado como brida
Cualquier de unión Espesor Diseñado como flanje Espesor de la brida
de unión
Indice de enfriamiento a 540 ºC (ºC/s)
(B) Soldaduras de filete aserradas de una sola pasada, con flanjes de 1/4 de pulgada (6 mm) y de variados espesores en la viga de unión.
Figura XI-3 – Gráficos para determinar los Indices de Enfriamiento para Soldaduras de Filete de una sola pasada según el Proceso SAW (Ver XI6.1.3)
306
Diseñado como brida Cualquier de unión Espesor Diseñado como flanje Espesor de la brida
de unión
Indice de enfriamiento a 540 ºC (ºC/s)
Nota General: El ingreso de energía determinado por el gráfico no será apropiado para aplicaciones prácticas. Para cierta combinación de fundición de espesores que puedan ocurrir a través del espesor. (C) Soldadura de Filete de una sola pasada con flanjes de 1/2 pulgada (12 mm) y espesores variables de la brida de unión
Diseñado como brida de unión Cualquier
Espesor Diseñado como flanje Espesor de la brida
de unión
Indice de enfriamiento a 540 ºC (ºC/s)
Nota General: El ingreso de energía determinado por el gráfico no será apropiado para aplicaciones prácticas. Para cierta combinación de fundición de espesores que puedan ocurrir a través del espesor.
(D) Soldadura de Filete de una sola pasada con flanjes de 1 pulgada (25 mm) y espesores variables de la brida de unión
Figura XI-3 (Cont). – Gráficos para determinar los Indices de Enfriamiento
para Soldaduras de Filete de una sola pasada del proceso SAW (Ver XI6.1.3)
307
Diseñado como brida Cualquier de unión Espesor Diseñado como flanje Espesor de la brida
de unión
Indice de enfriamiento a 540 ºC (ºC/s)
(E) Soldaduras de Filete aserradas, de una sola pasada con flanges de 2 pulgadas (50 mm) y variados espesores de brida de unión.
Diseñado como brida Cualquier de unión Espesor Diseñado como flanje
Espesor de la brida de unión
Indice de enfriamiento a 540 ºC (ºC/s)
Nota General: El ingreso de energía determinado por el gráfico no será apropiado para aplicaciones prácticas. Para cierta combinación de fundición de espesores que puedan ocurrir a través del espesor. (F) Soldadura de Filete de una sola pasada con flanjes de 4 pulgadas (100 mm) y espesores variables de la brida de unión
Figura XI-3 (Cont). – Gráficos para determinar los Indices de Enfriamiento para Soldaduras de Filete de una sola pasada según proceso SAW (Ver XI6.1.3)
308
Entrada promedio de Energía - kj/pulg. (kj/mm)
(A) (SMAW) = Soldadura al arco con metal Protegido
Curva de diseño para DCEN Curva de diseño para DCEP
Entrada promedio de Energía - kj/pulg. (kj/mm)
(B) (SAW) = Soldadura por arco sumergido
Figura XI-4 – Relación entre el tamaño de la Soldadura de Filete y vla Entrada de Energía (Ver XI16.1.5)
309
Anexo XII
Símbolos para Diseños de Soldaduras de Conexiones Tubulares
(Este anexo es una parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, “Código de Estructuras Soldadas – Acero”, e incluye requerimientos obligatorios para utilizar con esta norma).
Los símbolos utilizados en la Sección 2, Parte D son los siguientes:
Símbolo Significado � (alfa) parámetro de ovalización de la cuerda. a ancho del producto de la sección del orificio rectangular. ax relación de a con respecto a seno �. b ancho transversal de las tuberías rectangulares.
bet (be(ov)) ancho efectivo del componente secundario en la pieza terminal. beo (be) ancho efectivo del componente secundario en la cuerda. beoi (bep) ancho efectivo del componente secundario para perforación externa.
bgap ancho efectivo en el intersticio de las conexiones en K. � (beta) relación del diámetro de db a D
relación de rb a R (secciones circulares) relación de b a D (secciones tubulares)
�gap ancho efectivo sin dimensión en el intersticio de las conexiones en K �eop ancho efectivo sin dimensión para el punzonamiento externo. �eff � efectivo para la plastificación de la cara de la cuerda de la conexión en K. c dimensión de esquina. D diámetro externo (OD = Outer Diameter), (tubos circulares) o
ancho externo del componente principal (secciones tubulares) D
relación del daño por fatiga acumulativa, � Nn
db diámetro del componente secundario. � (eta) relación de ax con respecto a D. �TR (epsilon) rango total de tensión. F tamaño de la garganta de la soldadura de filete.
Fexx resistencia a la tensión mínima clasificada del depósito de soldadura. Fy límite de fluencia del metal base. Fyo límite de fluencia del componente principal. ƒa esfuerzo axial en el componente secundario. fa esfuerzo axial en el componente principal. ƒb esfuerzo por flexión (doblado) en el componente secundario. fb esfuerzo por flexión en el componente principal. ƒby tensión nominal, curvatura (flexión) en plano. ƒbz tensión nominal, curvatura (flexión) fuera de plano. ƒn tensión nominalen componente secundario. g insterticio en conexiones en K. H profundidad de la brida de unión (cordón tubular) en el plano del refuerzo.
� (gama) parámetro de flexibilidad del componente principal;
relación de R a tc (secciones circulares); relación de D a 2tc (secciones tubulares).
�b radio a razón de espesor del tubo en transición. �t pieza terminal � (para conexión de traslapamiento). ID diámetro interno. K- configuración de la conexión. Ka factor relativo de longitud Kb factor relativo de sección � (lambda) intersección del tamaño del parámetro de sensibilildad L Tamaño de la dimensión de la soldadura de filete, según se muestra en la Figura 2.14. L longitud de la lata de unión
LF Factor de carga (factor de seguridad parcial para carga en LRFD) l1 longitud real de la soldadura, donde el componente secundario contacta al componente principal. l2 longitud proyectada de la cuerda (un lado) de la soldadura de traslapamiento. M Momento aplicado. Mc Momento en la cuerda. Mu Momento último. n Ciclo de carga aplicada N Numero de ciclos permitidos a un rango determinado de tensión.
310
OD Diámetro externo. P Carga axial en componentes secundarios. Pc Carga axial en cuerda. Pu Carga última.
⊥P Componente de carga de la pieza individual perpendicular al eje principal de la pieza.
p Longitud del rastro proyectado de la pieza de traslapamiento. q Cantidad de traslape.
φ (phi) Angulo de unión incluido.
π (pi) Razón de la circunferencia al diámetro del circulo.
Ψ (psi) Angulo local diedro. Ver definición en Anexo B.
Ψ (barra psi) Angulo complementario al ángulo diedro local en el cambio en la transición.
Qb Modificador geométrico. Qf Término de interacción de la tensión. Qq Geometría del componente secundario y modificador del patrón de carga. R Radio externo, componente principal. R Abertura de raíz (ajuste de la unión). r Radio de esquina de la secciones de orificios rectangulares según se miden por el medidor del radio. r Radio efectivo de intersección. rb Radio del componente secundario. rm Promedio del radio hacia la garganta efectiva de las soldaduras.
SCF Factor de concentración de tensión.
� 1/ (sigma) Suma de las longitudes de soldaduras reales.
T– Configuración de conexión. TCBR Tensión/compresión o doblado, o ambos, rango total de la tensión nominal.
t Grosor de pared del tubo. tb Grosor de pared del componente secundario Componente secundario para el dimensionamiento de soldaduras de ranura de penetración completa. Componente más delgado para el dimensionamiento de las soldaduras de ranura y soldaduras de filete de
penetración parcial. tc Espesor de pared de la lata de unión del componente principal. tw Tamaño de la soldadura (garganta efectiva). t’w tw según lo definido en 2.24.1.6. τ (tau) Parámetro geometrico del espesor relativo del componente secundario al componente principal, razón
de tb a tc.
tτ ttraslapamiento/tcompleto
θ (theta) Angulo agudo entre el eje de los componentes Angulo entre las lineas centrales de la pieza. Angulo de intersección del soporte.
U Utilización de la razón de la tensión axial y de doblado a una tensión permitida, en un punto bajo consideración en el componente principal.
Vp Tensión de corte por perforación. Vw Tensión permisible para la soldadura entre los componentes secundarios. x
Variable algebraica θπ seno2
1
Y– Configuración de la conexión. y
Variable algebraica 2
2
23
31
ββ
π −−⋅
Z Dimensión de perdida Z.
ξ (zeta) Razón de abertura a D.
311
312
Tabla A-1
Rangos Típicos Actuales para GMAW-S en Acero
Corriente de Soldadura, Amperes (Electrodo Positivo)
Diámetro del Electrodo Posiciones Plana y Horizontal Posiciones Vertical y de Sobre – Cabeza.
Pulg. mm. mín máx mín máx
Tiempo
Cero
Arco Periodo
Corto
Cero
Figura A-1 - Oscilogramos y Gráficos del metal de Transferencia GMAW-S
313
Anexo B Términos y Definiciones
(Este Anexo no es parte de la Norma AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural-Acero (Structural Welding Code-Steel, Pero se incluye solo para los propósitos de información).
Los términos y definiciones en este glosario están divididos en tres categorías (1) términos generales de soldaduras
compilados por el Comité AWS sobre Definiciones y Símbolos; (2) términos definidos por el Comité de Soldadura
Estructuras AWS; el cual se aplica solamente a UT, designado por la continuación del término (UT); (3) otros términos,
precedidos por asterisco, los cuales se destinen según se relacionen con este código.
A
*alloy flux. (Fundente de Aleación.)Es un fundente en el cual
el contenido de aleación del metal de soldadura depende
mayormente.
*all-weld-metal test specimen.(Espécimen (probeta) de
prueba de todo el metal de soldadura: Es un espécimen
(probeta de prueba) con la sección reducida compuesta
completamente del metal de soldadura.
*amplitude length rejection level (UT)= Nivel de rechazo de
Longitud (UT) Longitud máxima de irregularidad permitida por
diversos indicadores asociados con el tamaño de la soldadura,
según se indica en las Tablas 6.2, 6.3
*angle of bevel.= ángulo de bisel. Ver ángulo de bisel bevel
angle.
arc gouging. = rebaje por arco. Este es un rebaje térmico que
utiliza una variación del proceso de corte al arco para formar
un bisel o una ranura.
as-welded. = tal como queda soldado. Esta es la condición
del metal de soldadura, las uniones soldadas, y las piezas
soldadas después de la soldadura, pero previo a cualquier
tratamiento posterior térmico, mecánico o químico.
*attenuation (UT). : Atenuación (UT) Es la pérdida en la
energía acústica, la cual ocurre entre dos puntos del trayecto
(avance). Esta pérdida puede deberse a la absorción,
reflexión, etc. (en este código, utilizando el método de prueba
del eco/pulso de la onda de corte, el factor de atenuación es de
2 dB por pulgada de distancia de recorrido del sonido después
de la primera pulgada.
automatic welding. Soldadura automática. La soldadura con
equipo que requiere solamente observación ocasional o
ninguna observación de la soldadura, y tampoco requiere
ajuste manual de los controles del equipo. Las variaciones
de este término automatic brazing (equipo automático de
Esta es la soldadura manual con equipo que controla
automáticamente uno o más de las condiciones soldadas.
shielded metal arc welding. Soldadura al arco con metal
protegido. Ver SMAW.
321
shielding gas. Gas de protección. Es el gas de protección
utilizado para evitar o reducir la contaminación atmosférica.
single-welded joint. Unión soldada simple. Es una unión
que está soldada solamente desde un lado.
size of weld. Tamaño de soldadura. Ver “weld size” (tamaño
de soldadura).
slot weld. Soldadura ranurada. Esta es una soldadura hecha
en un orificio alargado en un componente de una unión que
funde este componente con otro. El orificio puede estar
abierto en un extremo. La ranura soldada en filete no deberá
construirse, según la conformidad de esta definición.
SMAW (shielded metal arc welding). Soldadura al arco con
metal protegido. Es un proceso de soldadura al arco con un
arco entre un electrodo cubierto y el “weld pool”. El proceso se
usa con protección de la descomposición de la cubierta del
electrodo, sin la aplicación de presión, y con el metal de aporte
del electrodo.
*sound beam distance (UT). distancia del haz acústico
(prueba ultrasónica). Ver “sound path distance” (distancia del
trayecto acústico).
*sound path distance (UT). Distancia del trayecto acústico
(prueba ultrasónica). Es la distancia entre la interface del
material de prueba de la unidad de exploración, y el reflector
mientras se mide a lo largo de la línea central del haz de
sonido.
spatter. Salpicaduras. Son las partículas metálicas que se
expelen durante la soldadura por fusión que no forman parte de
la soldadura.
stringer bead. Cordón de soldadura de fibra. Es un tipo de
cordón de soldadura hecho sin un movimiento tipo tejido
apreciable.
*stud base. Base Stud (base del tornillo). Es la punta del
tornillo al extremo de la soldadura, incluyendo en fundente y el
contenedor, y 1/8 pulgadas [3 mm] del cuerpo del “stud”
adyacente a la punta.
*stud arc welding (SW). Soldadura “stud” al arco. Este es
un proceso de soldadura al arco que produce coalescencia de
metales calentándolos con un arco entre un “stud” metálico o
un componente similar y otras piezas. Cuando las superficies
vayan a unirse tienen el calor apropiado se unen bajo presión.
La protección parcial puede lograrse utilizando una férula de
cerámica que rodea el “stud”. Puede usarse o no gas de
protección o fundente.
submerged arc welding. Soldadura por arco sumergido.
Ver SAW.
T
tack weld. Pinchazo. Es una soldadura hecha para sostener
los componentes de una pieza soldada en alineamiento
apropiado hasta que se realicen las soldaduras finales.
*tack welder. Soldador pinchador. Es un ajustador o
alguien supervisado por un ajustador quién suelda con
pinchazos los componentes de una pieza soldada para
mantenerlos en alineación apropiada hasta se realicen las
soldaduras finales.
*tandem. Tándem (en serie). Se refiere a la disposición
geométrica de los electrodos en el cual una línea a través de
los arcos es paralela a la dirección de la soldadura.
temporary weld. Soldaduras temporales. Es una soldadura
hecha para anexar una pieza o varias piezas a una estructura
soldada para uso temporal, para su manipulación despacho o
trabajo en la pieza soldada.
thermal gouging. Rebaje térmico. Es una variación del
proceso de corte térmico que quita el metal fundiendo o
quemando toda la porción removida, para formar un bisel o
ranura.
throat of a fillet weld. Garganta de una soldadura de filete.
Actual throat. Garganta real. Esta es la distancia mas corta
entre la raíz de la soldadura y la cara de una soldadura de
filete.
Theoretical Throat: Garganta Teórica. Es la distancia desde
el inicio de la raíz de la unión perpendicular a la hipotenusa
del triangulo recto mayor que pueda inscribirse dentro de la
sección transversal de una soldadura de filete. Esta
dimensión se basa en la presunción de que la abertura de la
raíz es igual a cero.
Throat of a groove weld: Garganta de una soldadura de
ranura. Este es un término no estandarizado para “groove
weld size” (Tamaño de Soldadura de ranura).
T-Joint: Unión en T. Esta es una unión entre 2 componentes
localizados aproximadamente en ángulos rectos entre si en
una forma de T.
322
Toe of weld: Garganta de la Soldadura. Ver “weld toe”
(garganta de la soldadura).
*Transverse discontinuity: Irregularidad. Esta es una
irregularidad de soldadura, cuyas mayores dimensiones están
en dirección perpendicular al eje de la soldadura “X”, ver Anexo
v, Formulario D-11.
*Tubular: Los productos tubulares es un termino genérico para
una familia de productos de sección de orificios de diversas
configuraciones de corte transversal. El termino “pipe”
(cañeria) se refiere a productos cilíndricos para diferenciarlos
de los productos de sección de orifico cuadrado y rectangular.
Sin embargo, un tubo o tubería también puede ser cilíndrico. El
usuario debería considerar la designación AISC de las
secciones tubulares:
TSD x t = Para tubos circulares (cañería) TSa x b x t = Para tubos cuadrados y rectangulares
(referidos colectivamente como secciones transversales en este código.
en donde: TS = Símbolo del dibujo t = Espesor de pared nominal D = Diámetro externo nominal a = Ancho mayor nominal b = Ancho menor nominal *Tubular Conexions: Conexión tubular. Esta es una conexión
en la parte de una estructura que contiene dos o más
componentes de intersección, a lo menos uno de los cuales es
una pieza tubular.
*Tubular Joint: Unión tubular. Es una unión en la interfase
creada por la intersección de un componente tubular con otro
(el cual puede o no ser tubular)
U Undercut: Socavamiento. Esta es una ranura fundida en un
metal base adyacente a la garganta de la soldadura o a la raíz
de la soldadura y se deja sin relleno de metal de soldadura.
*UT: Prueba Ultrasónica
V *Verification Inspector: Inspector de verificación. Es la
persona debidamente designada quien actúa para y en
beneficio del Propietario en la inspección y en los asuntos de la
calidad designados por el Ingeniero.
Vertical welding position: Posición vertical de la soldadura.
La posición de la soldadura en la cual el eje de la soldadura,
en el punto de la soldadura es aproximadamente vertical y, la
cara de la soldadura queda aproximadamente en el plano
vertical (ver Figuras 4.1, 4.2, 4.3, y 4.5.
*Vertical position (pipe welding): Posición Vertical
(soldadura de cañeria). La posición de la unión de una
cañería en la cual se efectúa la soldadura en posición
horizontal y la cañería no se rota durante la soldadura (ver
Figura 4.1, 4.2 y 4.4)
*V-patch (UT): Recorrido V (Prueba Ultrasónica). La distancia
que un haz de sonido de onda de corte realiza un trayecto
desde la interfase del material de prueba de la unidad de
exploración hasta la otra fase del material de prueba y vuelve
a la superficie original.
W
Weave bead: Cordón de soldadura entretejido . Es un tipo de
cordón de soldadura hecho con oscilación transversal.
Weld: Soldadura. Es una coalescencia localizada de metales
o no metales producidos por el calentamiento de materiales
para la temperatura de la soldadura, con o sin la aplicación de
presión o por las aplicaciones solo de presión y con o sin el
uso de material de aporte.
Weldability: Soldabilidad. Es la capacidad de un material
para ser solddo bajo condiciones impuestas de fabricación en
una estructura especifica apropiadamente diseñado y realizar
satisfactoriamente el servicio requerido.
Weld axis: Eje de soldadura. Es una línea a través de la
longitud de una soldadura, perpendicular a y en el centro
geométrico de su sección transversal.
Weld bead: Cordón de soldadura. Es una soldadura
resultante de una pasada. Ver stringer bead y weave bead
(cordón de nervadura y cordón entretejido).
Welder: Soldador. Una persona que realize una operación de
soldadura manual o semi automática.
Welder certification: Certificación del soldador. Esta es una
certificación escrita de que un soldador ha producido
323
soldaduras que cumplan con las normas preescritas del
comportamiento del soldador.
Welder performance qualification: Calificación del
comportamiento del soldador. Esta es la demostración de la
habilidad de un soldador para producir soldaduras que cumplan
con las normas preescritas.
Weld face: Cara de la soldadura. Esta es la superficie
expuesta de una soldadura en un lado desde el cual se ha
hecho la soldadura.
Welding: Soldadura. Este es un proceso de unión que produce
coalescencia de materiales mediante su calentamiento a
temperaturas para soldar, con o sin la aplicación de presión o
solo por aplicación de presión, y con o sin el uso de metal de
aporte. Ver también “Master Chart of Welding and Allied
Processes” (diagrama modelo de soldaduras y procesos
anexos, en la edición reciente de AWS A3.0.
Welding machine: Máquina soldadora. Este equipo se ultiliza
para realizar la operación de soldadura. Por ejemplo la
máquina de soldadura “spot”, la maquina de soldadura al arco y
la máquina de soldadura de cordón.
Welding operator: Operador de soldadura. Esta es una
persona que opera el control de un equipo de soldadura
automático, mecanizado o robótico.
Welding sequence: Secuencia de soldadura. Es el orden para
realizar la soldaura en una pieza soldada.
Weld pass: Pasada de soldadura. Es una progresión única de
soldadura a lo largo de una unión. El resultado de una pasada
es un cordón de soldadura o una capa de soldadura.
Weld reinforcement: Refuerzo de soldadura. El metal de
soldadura excedente en cuanto a la cantidad requerida para
rellenar una unión.
Weld root: Raíz de soldadura. Estos son los puntos, tal como
se muestran en la sección transversal, en la cual la superficie
de la raíz interfecta la superficie de un metal base.
Weld size: Tamaño de soldadura Fillet weld size: Tamaño de la soldadura de filete. Para las
soldaduras de filete de piernas (lados) iguales, la longitud de
las piernas del triangulo recto isósceles de mayor tamaño que
se pueda inscribir dentro de la sección transversal de la
soldadura de filete. Para la soldadura de filete de piernas
desiguales, la longitud de estas del triangulo recto de mayor
tamaño que pueda inscribirse dentro de la sección transversal
de la soldadura de filete.
Nota: Cuando un componente hace un ángulo con la otra
pieza, y el ángulo es mayor que 105º, la longitud de la pierna
(tamaño) es de menor significación que la garganta efectiva;
la cual es el factor que controla la resistencia de la soldadura.
Groove weld size: Tamaño de la soldadura de ranura. La
penetración de la unión de una soldadura de ranura.
Weld tab.: Planta de extension de soldadura. Es el material
adicional que se extiende más allá de cada unión, en la cual
se inicia o termina la soldadura.
Weld toe.: Garganta de soldadura. La unión de la cara de la
soldadura y el metal base.
Weldment: Pieza soldada. Este es un conjunto cuyos
componentes están unidos mediante soldadura.
WPS qualification: Calificación del WPS. Es la demostración
que la soldadura hecha mediante un procedimiento especifico
pueden cumplir con las normas preescritas.
*WPS (welding procedure specification): Especificación del
procedimiento de soldadura. Los metodos detallados y las
practicas que incluyen los procedimientos de soldadura
uniones, involucrados en la producción de una pieza soldada.
Ver “joint welding procedure” (procedimiento de unión de
soldadura.
324
Anexo C Guía para los Escritores de las Especificaciones
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, “Código de Soldadura Estructural de Acero”, pero está incluido solo para propósitos de información) Una declaración en un documento de Contrato en que toda soldadura deberá hacerse en total conformidad con el Código Estructural de Soldadura de Acero, AWS D1.1, cubre sólo los requerimientos obligatorios de soldaduras. Otras estipulaciones en el código son opcionales. Ellas se aplican sólo cuando se especifican. Las siguientes son algunas de las estipulaciones más comúnmente utilizadas y ejemplos de cómo pueden especificarse.
Inspección de Fabricación/Montaje [Cuando la responsabilidad no es del Contratista(6.1.1)] Verificación de la Inspección (6.1.2) Ensayo No-destructivo (6.15.3) (6.15.3)
La Inspección de Fabricación/Montaje será efectuada por el Propietario.
O
La Inspección de Fabricación/Montaje será efectuada por la Agencia
Examinadora contratada por el Propietario.
Nota: Cuando la Inspección de Fabricación/Montaje es realizada por el Propietario o la Agencia Examinadora del Propietario, deben entregarse detalles completos sobre la magnitud de tales pruebas. La Verificación de la Inspección (6.1.2) deberá ser realizada por el Contratista. o La verificación de la inspección deberá ser realizada por el Propietario. o La Verificación de la Inspección deberá ser realizada por una agencia examinadora contratada por el Propietario. o La Verificación de la inspección deberá ser descartada. NDT General: para cada tipo de unión (excepto visual [6.14] y tipo de esfuerzo [tensión, compresión y corte]) indicar tipo de NDT que se vaya a utilizar, la magnitud de la inspección, alguna técnica especial que se vaya a usar, y el criterio de aceptación. Los que siguen son ejemplos específicos (interpretados como ejemplos y no como recomendaciones). El Ingeniero deberá determinar los requerimientos específicos para cada condición. Fabricación de estructura cargada estáticamente: Tensión del Momento de Conexión de Soldaduras de Ranura en Uniones a Tope – 25% UT (Prueba Ultrasónica) inspección de cada una de las cuatro primeras soldaduras, disminuyendo a 10% de las uniones restantes. Criterio de aceptación - Tabla 6.2. Soldaduras de Filete - MT - Inspección del 10% de longitud de cada soldadura. Criterio de aceptación - Tabla 6.1.
Fabricación de la Estructura Cargada Cíclicamente: Tensión de empalmes a Tope - 100% UT (Prueba Ultrasónica), o 100% RT (Prueba Radiográfica) -Criterio de aceptación - UT: 6.13.2; RT: 6.12.2. Soldaduras de Esquina de Penetración Completa en Componentes Cargados Axialmente: Esfuerzo de Tensión - 100% UT, Patrones de Exploración D o E - Criterio de Aceptación - Tabla 6.3. Esfuerzos de Compresión - 25%, UT, Movimientos para Scanning A, B o C. Criterio de Aceptación - Tabla 6.1. Soldaduras de Filete - MT - Inspección del 10% de la longitud de cada soldadura. Criterio de aceptación - Tabla 6.12.2. o Rechazo de cualquier porción de una soldadura inspeccionada sobre una base menor que 100% requerirá inspección del 100% de esa soldadura. o Rechazo de cualquier porción de una soldadura inspeccionada basándose en la longitud parcial, requerirá de inspección de la longitud establecida en cada lado de la irregularidad.
325
Anexo D Calificación del Equipo UT (Prueba Ultrasónica) y Formularios de Inspección
(Este anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural de Acero, pero está incluido solo para
propósitos de información)
Este Anexo contiene ejemplos para el uso de los 3 formularios, D-8, D-9 y D-10 para el registro de información de
Pruebas Ultrasónicas. Cada ejemplo de los formularios D-8, D-9 y D-10 muestran cómo deben utilizarse en la inspección UT
de las soldaduras. El formulario D-11 es para informar los resultados de la inspección UT de soldaduras.
326
Informe de Calibración de la Unidad Ultrasónica - AWS
Modelo de Unidad Ultrasónica Número de Serie
Tamaño de la Unidad de Investigación Tipo Frecuencia MHz
Fecha de Calibración Intervalo Método
Número de Serie del Bloque Información Como se encontró Como se ajustó
Instrucciones Complementarias
���� Empezar con el nivel más bajo de dB que usted pueda para lograr 40 por ciento de la indicación de altura de pantalla, directamente sobre la sección de 2 pulgadas del Bloque DS. Agregar 6dBs y registrar esta lectura dB de altura de pantalla “a” y “b” como el punto de partida en la tabla de tabulación.
���� Después de registrar estos valores en las filas "a" y "b" deslice el transductor para lograr una nueva altura del visor de
40%. Sin mover el transductor agregue 6 dB y registre la nueva lectura de dB y la nueva altura del visor en la fila apropiada. Repita este paso cuantas veces lo permita la unidad.
���� Encuentre valores promedio en pantalla de la columna "b" al no considerar las 3 primeras y las últimas 3 tabulaciones.
Utilice esto como %2 al calcular la lectura correcta. ���� La siguiente ecuación sirve para calcular la columna "c":
%1 es la fila "b"
%2 es el promedio de la fila "b", sin considerar la primera y las últimas tres tabulaciones.
dB1 es fila "a"
dB2 es fila "c"
���� El valor errático de dB "d" se establece al restar la fila "c" de la fila "a": (a - b = d). ���� El valor errático colectivo de dB "e", se establece al empezar con el valor errático de dB "d" más cerca al 0.0,
agregando colectivamente los valores erráticos horizontales de dB "d", colocando los subtotales en la fila "e". ���� Moviendo horizontalmente a izquierda y derecha la línea Promedio %, encuentre el espacio en el cual las cifras de
valor errático colectivo de dB mayores y menores permanezcan en o sobre 2 dB. Cuente el número de espacios horizontales de movimiento, reste uno y multiplique los restantes por seis. Este valor dB es el rango aceptable de la unidad.
���� Para establecer el rango gráficamente aceptable, el Formulario D-8 debería usarse en conjunto con el Formulario D-9,
como se muestra a continuación: (1) Aplicar los valores colectivos erráticos dB "e" verticalmente en la desviación horizontal que coincida con los valores de
lectura de dB "a". (2) Establecer una línea curva que pase a través de esta serie de puntos. (3) Aplicar una ventana horizontal de 2 dB sobre esta curva colocada verticalmente, para que la sección más larga se
involucre completamente dentro de la altura de Error de 2 dB. (4) Esta longitud de ventana representa el rango de dB aceptable de la unidad.
Fila Número 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
a Lectura de dB
b Altura del Visor
c Lectura Corregida
d Valor errático de dB
e Valor errático colectivo de dB
Exactitud Requerida: Rango mínimo permitido es %2 (Promedio) %
El equipo es: Aceptable para su uso / No es aceptable para su uso / Fecha límite de recalibración
Rango total calificado ____ dB a ____ dB = dB Error total ___ dB (del gráfico de arriba)
Rango total calificado ____ dB a ____ dB = dB Error total ____ dB (del Formulario D-9)
Calibrado por Nivel Ubicación
Formulario D-8
110
0
200
2 20 dBregistrodB +���
����
�×=
327
Informe de Calibración de la Unidad Ultrasónica - AWS
Modelo de la Unidad Ultrasónica USN-50 Número de Serie 47859-5014
Tamaño de la Unidad de Inspección 1" Redonda Tipo SAB Frecuencia 2.25 MHz
Fecha de Calibración 17 de Junio 1996 Intervalo 2 Meses Método AWS D1.1
Número de Serie del Bloque 1234-5678 Información XX Como se encontró Como se ajustó
Instrucciones Complementarias
���� Empezar con el nivel más bajo de dB que usted pueda para lograr 40 por ciento de la indicación de altura de pantalla, directamente sobre la sección de 2 pulgadas del Bloque DS. Agregar 6dBs y registrar esta lectura dB de altura de pantalla “a” y “b” como el punto de partida en la tabla de tabulación.
���� Después de registrar estos valores en las filas "a" y "b" deslice el transductor para lograr una nueva altura del visor de
40%. Sin mover el transductor agregue 6 dB y registre la nueva lectura de dB y la nueva altura del visor en la fila apropiada. Repita este paso cuantas veces lo permita la unidad.
���� Encuentre valores promedio en pantalla de la columna "b" al no considerar las 3 primeras y las últimas 3 tabulaciones.
Utilice esto como %2 al calcular la lectura correcta. ���� La siguiente ecuación sirve para calcular la columna "c": %1 es la fila "b"
%2 es el promedio de la fila "b", sin considerar la primera y las últimas tres tabulaciones.
dB1 es fila "a"
dB2 es fila "c"
���� El valor errático de dB "d" se establece al restar la fila "c" de la fila "a": (a - b = d). ���� El valor errático colectivo de dB "e", se establece al empezar con el valor errático de dB "d" más cerca al 0.0,
agregando colectivamente los valores erráticos horizontales de dB "d", colocando los subtotales en la fila "e". ���� Moviendo horizontalmente a izquierda y derecha la línea Promedio %, encuentre el espacio en el cual las cifras de
valor errático colectivo de dB mayores y menores permanezcan en o sobre 2 dB. Cuente el número de espacios horizontales de movimiento, reste uno y multiplique los restantes por seis. Este valor dB es el rango aceptable de la unidad.
���� Para establecer el rango gráficamente aceptable, el Formulario D-8 debería usarse en conjunto con el Formulario D-9,
como se muestra a continuación: (5) Aplicar los valores colectivos erráticos dB "e" verticalmente en la desviación horizontal que coincida con los valores de
lectura de dB "a". (6) Establecer una línea curva que pase a través de esta serie de puntos. (7) Aplicar una ventana horizontal de 2 dB sobre esta curva colocada verticalmente, para que la sección más larga se
involucre completamente dentro de la altura de Error de 2 dB. (8) Esta longitud de ventana representa el rango de dB aceptable de la unidad.
Fila Número 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
A Lectura de dB
B Altura del Visor
C Lectura Corregida
d Valor errático de dB
e Valor errático colectivo de dB
Exactitud Requerida: Rango mínimo permitido es 60dB %2 (Promedio) %
El equipo es: Apropiado para su uso No es apropiado para su uso Fecha límite de recalibración
Rango total calificado dB a dB = dB Error total dB (desde el gráfico anterior)
Rango total calificado dB a dB = dB Error total dB (desde el Formulario D-9)
Calibrado por Nivel Ubicación
Formulario D-8
Figura D-1-- Ejemplo del uso del Formulario D-8 para la Certificación de la Unidad UT
110
0
200
2 20 dBregistrodB +���
����
�×=
328
ERROR dB COLECTIVO e EVALUACIÓN DEN LA EXACTITUD dB
LECTURA dB a
FORMULARIO D-9
FORMULARIO D-9
329
EJEMPLO DEL USO DEL FORMULARIO D-9
EVALUACIÓN DE EXACTITUD DE dB
ERROR COLECTIVO DE Db e
VENTANA DE 2 dB
LECTURA dB a
RANGO ACEPTABLE DE dB -70dB FORMULARIO D-9
LA CURVA EN EL EJEMPLO DEL FORMULARIO D-9 SE DERIVA DE LOS CÁLCULOS DEL FORMULARIO D-8 (FIGURA D-1).
EL AREA SOMBREADA EN LA FIGURA D-2 MUESTRA EL AREA SOBRE LA CUAL LA UNIDAD DE EJEMPLO CALIFICA PARA ESTE CÓDIGO.
NOTA GENERAL: LA PRIMERA LINEA DE EJEMPLO DEL USO DEL FORMULARIO D-8 SE MUESTRA EN ESTE EJEMPLO.
Figura D-2 -- Ejemplo del Uso del Formulario D-9
330
331
NOMOGRAFO DE LOS VALORES DE DECIBELES (ATENUACIÓN O GANANCIA)
A B C
Porcentaje ó Voltaje del Visor Pivote Atenuación / Ganancia de Decibeles
Formulario D-10
Nota General: Ver 6.30.2.3 para instrucciones sobre el uso de este nomografo.
Formulario D-10
332
Notas:
1. La lectura de 6 dB y la escala del 69% se derivan de lectura del instrumento y se transforman en dB1 "b" y %1 "c"
respectivamente.
2. %2 es 78 - constante.
3. dB2 (el cual es corregido dB "d") es igual a 20 veces X registro (78/69) + 6 o 7.1.
EL USO DEL NOMOGRAFO EN LA RESOLUCIÓN DE LA NOTA 3 ES TAL COMO SE MUESTRA EN EL SIGUIENTE
EJEMPLO.
NOMOGRAFO DE LOS VALORES DE DECIBELES (ATENUACIÓN O GANANCIA)
A B C
78% PROMEDIO
PIVOTE
. Porcentaje ó Voltaje del Visor Pivote Atenuación / Ganancia de Decibeles
FORMULARIO D-10
Notas Generales: Procedimiento para el uso del Nomografo:
���� Extenda una línea recta entre la lectura de decibeles de la fila "a" aplicada a la escala C y el porcentaje correspondiente de la fila "b" aplicada a la escala A.
���� Use el punto donde la línea recta de arriba cruza sobre la línea pivote B, como una línea pivote para una segunda línea recta.
���� Extienda una segunda línea recta desde el punto de señal promedio en la escala A, a través del punto pivote desarrollado arriba, y hacia la escala C de dB.
���� Este punto en la escala C es un indicador del dB corregido para usarlo en la fila "c".
Figura D-3 -- Ejemplo del uso del Formulario D-10
333
Formulario D-11
Informe UT (Prueba Ultrasónica) de las Soldaduras
Proyecto Informe no.
Identificación de la Soldadura Espesor del material Unión de Soldaduras AWS Proceso de Soldadura Requerimientos de Calidad -- Sección no. Comentarios
Decibeles Irregularidades Distancia Comentarios Desde X Desde Y
Nosotros, los que firmamos a continuación, certificamos que las declaraciones en este informe son correctas y que las soldaduras fueron preparadas y probadas in conformidad con los requerimientos de la Sección 6, Parte F del AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural - Acero. Fecha de la Prueba Fabricante o Contratista
Inspeccionado por Autorizado por
Fecha
Nota General: Este Formulario es aplicable a la Sección 2, Partes B o C (Estructuras No Tubulares Cargadas Estáticamente
y Cíclicamente). NO usar este formulario para Estructuras Tubulares (Sección 2, Parte D).
Formulario D-11
334
Notas Generales:
���� Para lograr el Valor "d"
1. Con instrumentos con control de ganancia, use la formula a-b-c=d.
2. Con instrumentos con control de atenuación, use la formula b-a-c=d.
3. Un signo más o menos (+ o -) deberá acompañar la figura "d", a menos que "d" sea igual a cero.
���� La distancia desde X se usa para la descripción de la ubicación de la discontinuidad de una soldadura en una dirección
perpendicular a la línea de referencia de la soldadura. A menos que esta cifra sea cero, un signo más o menos (+o-)
deberá acompañarla.
���� La distancia desde Y se usa para la descripción de la localización de una irregularidad de una soldadura en una
dirección paralela a la línea de referencia de la soldadura. Esta cifra se logra al medir la distancia desde el extremo "Y"
de la soldadura al principio de dicha irregularidad.
���� La evaluación de las Áreas de Soldaduras Reparadas Reexaminadas deberá ser tabulada en una nueva línea del
informe del formulario. Si se usan formularios adicionales, el número R deberá anteponerse al número R del informe.
Nota:
1. Usar Lado (Pierna) I, II, III. Ver el glosario de términos (Anexo B).
333
Anexo E
Formularios de Soldaduras de Muestra
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural - Acero, pero esta incluido solo para
propósitos de información)
Este anexo contiene seis formularios que el
Comité de Soldadura Estructural ha aprobado para el
registro de calificación del WPS, la calificación del
soldador, la calificación del operador de la soldadura, y
la información de la calificación del pinchador requerida
por este código. También se incluyen formularios de
informe de laboratorio para registrar los resultados de las
NDT (Pruebas No Destructivas) de las soldaduras.
Se recomienda que las calificaciones y la
información de las NDT requeridas por este código sean
registradas en estos formularios o en formularios
similares, los cuales deben ser preparados por el
usuario. Se permiten variaciones de estos formularios
que se ajusten a las necesidades del usuario. Estos
formularios están disponibles desde AWS.
E1. Comentario sobre el Uso de los Formularios E1
(Anterior) y E1 (Posterior)
El Formulario E1 puede usarse para registrar
información, ya sea un WPS o un PQR. El usuario debe
indicar sus aplicaciones en los rectángulos apropiados, o
el usuario puede elegir eliminar los encabezados
inapropiados.
Los formularios WPS y PQR deben ser
firmados por el Fabricante o por el Contratista.
Para los detalles de soldadura en los WPS, un
gráfico o una referencia sobre detalle de la unión
precalificada aplicable puede utilizarse (Ejemplo B-U4a).
E2. Precalificada
Los WPS pueden ser precalificados en
conformidad con todas las estipulaciones de la Sección
3 en cuyo caso se requiere sólo el documento de una
página: Formulario E1.
E3. Formulario de Ejemplo
Ejemplos de los WPS y PQR completados han
sido incluidos para propósitos de información. Los
nombres son ficticios y los datos de las pruebas no
provienen de una prueba real y no deben ser usados. El
Comité confía en que los ejemplos ayudarán a los
usuarios para producir documentación aceptable.
E4. Calificado a través de Pruebas
Los WPS deben ser calificados por pruebas en
conformidad con las estipulaciones de la Sección 4. En
este caso, se requiere un PQR de respaldo además del
WPS. Para el formulario E1 PQR, (anterior) puede ser
nuevamente usado con el cambio de encabezados
apropiados. También, el formulario E1 (Posterior), puede
ser usado para el registro de los resultados de la prueba
y la certificación de las declaraciones.
Para los WPS, establezca los rangos
permitidos calificados mediante pruebas o fije las
variables esenciales de tolerancia apropiada (Ejemplo,
250 amps ± 10%).
Para los PQR, deberán registrarse los datos
reales de la unión y los valores de las variables
esenciales utilizadas en las pruebas.
Una copia del Informe de Prueba de Fresado
para el material deberá incluirse. También, deberán
incluirse informes de los datos de las pruebas de
laboratorio como información de respaldo.
La inclusión de los ítems no requeridos por el
Código es opcional; sin embargo; ellos pueden ser
utilizados en la reparación (o puesta a punto) del equipo
o en la comprensión de los resultados de la prueba.
334
ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) SI
PRECALIFICADO CALIFICADO POR PRUEBA
O REGISTRO DE CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS (PQR) SI
Nombre de la Compañía Proceso(s) de Soldadura Número(s) de PQR de Apoyo
DISEÑO DE UNIÓN USADO Tipo: Simple Doble Soldadura Backing: Si No
Material de Backing: Abertura de la Raíz Dimensión de Cara de la Raíz Angulo de Ranura: Radio (J-U)
Torchado: Si NO Método METALES BASE Especificación de Materiales Tipo o Grado Grosor: Ranura Filete Diámetro (Tubería)
METALES DE APORTE Especificación AWS Clasificación AWS PROTECCION
Fundente Composición Fundente Electrodo (Clase) Ritmo de Flujo
Tamaño del colector de gas Temp. Precalentamiento, Min.
Temp. entre pasadas, Min.
Número de Identificación Revisión Fecha Por Autorizado por Fecha Tipo – Manual Semi-Automático Máquina Automática POSICIÓN Posición de Ranura Filete Progreso Vertical Arriba Abajo CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia GMAW Corte circuito Globular Rociado Corr. AC DCEP DCEN Pulsada Electrodo de Tungsteno (GTAW) Tamaño Tipo TÉCNICA Nervadura ó Cordón tipo tejido Pasada Múltiple o Pasada única (por lado) Número de Electrodos
Espacio entre electrodos Longitudinal Lateral Ángulo Tubo de Contacto para distancia Martillado Limpieza entre pasadas TRATAMIENTO TÉRMICO POST SOLDADURA Temperatura Tiempo
Procedimiento de Soldadura
Paso ó Materiales de Aporte Corriente Velocidad
Capa(s) de Tipo y Amp. Ó Vel. De de
Soldadura Proceso Clase Diámetro Polaridad Ali. del alambre Voltaje Avance Detalles de Uniones
Formulario E-1
335
ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) SI
PRECALIFICADO CALIFICADO POR PRUEBA
O REGISTRO DE CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS (PQR) SI
Nombre de la Compañía Lenco Proceso(s) de Soldadura Saw Número(s) de PQR de Apoyo Precalificado
DISEÑO DE UNIÓN USADO Tipo: Simple x Doble Soldadura Backing: Si No x
Material de Backing: ASTM A 36 Abertura de la Raíz 5/8” Dimensión de Cara de la Raíz Angulo de Ranura: 20° Radio (J-U)
Torchado: Si NO x Método METALES BASE Especificación de Materiales ASTM A 36 Tipo o Grado Grosor: Ranura 1” Filete Diámetro (Tubería)
METALES DE APORTE Especificación AWS A5.17 Clasificación AWS EM12K PROTECCION
Fundente 860 Composición Fundente Electrodo (Clase) Ritmo de Flujo
F7A2-EM12K Tamaño del colector de gas Temp. Precalentamiento, Min. 150°F
Temp. entre pasadas, Min. 150°F 350°F
Número de Identificación W2081 Revisión 2 Fecha 1-3-89 Por R, García Autorizado por P Ruíz Fecha 2-3-89 Tipo – Manual Semi-Automático Máquina x Automática POSICIÓN Posición de Ranura 1 G Filete Progreso Vertical Arriba Abajo CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia GMAW Corte circuito Globular Rociado Corr. AC DCEP x DCEN Pulsada Electrodo de Tungsteno (GTAW) Tamaño Tipo TÉCNICA Nervadura ó Cordón tipo tejido Pasada Múltiple o Pasada única (por lado) Número de Electrodos 1
Espacio entre electrodos Longitudinal Lateral Ángulo Tubo de Contacto para distancia 1- ¼” Martillado Limpieza entre pasadas TRATAMIENTO TÉRMICO POST SOLDADURA Temperatura Tiempo
Procedimiento de Soldadura
Paso ó Materiales de Aporte Corriente Velocidad
Capa(s) de Tipo y Amp. Ó Vel. De de
Soldadura Proceso Clase Diámetro Polaridad Ali. del alambre Voltaje Avance Detalles de Uniones
Formulario E-1
336
ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) SI
PRECALIFICADO CALIFICADO POR PRUEBA
O REGISTRO DE CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS (PQR) SI
Nombre de la Compañía RED Inc. Proceso(s) de Soldadura FCAW Número(s) de PQR de Apoyo PRECALIFICADO
DISEÑO DE UNIÓN USADO Tipo: A TOPE Simple x Doble Soldadura Backing: Si No
Material de Backing: ASTM A131A Abertura de la Raíz 1/4 “ Dimensión de Cara de la Raíz Angulo de Ranura: 52-1/2” Radio (J-U)
Torchado: Si NO X Método METALES BASE Especificación de Materiales ASTM A 131 Tipo o Grado A Grosor: Ranura 1” Filete Diámetro (Tubería)
METALES DE APORTE Especificación AWS A5.20 Clasificación AWS E71T-1 PROTECCION
Fundente CO2 Composición 100% CO2 Fundente Electrodo (Clase) Ritmo de Flujo 45CFH
Tamaño del colector de gas N° 4 Temp. Precalentamiento, Min. 75°
Temp. entre pasadas, Min. 75° 350°F
Número de Identificación PQR 231 Revisión 1 Fecha 12-1-87 Por M. Cid Autorizado por J. Soto Fecha 18-1-88 Tipo – Manual Semi-Automático x Máquina Automática POSICIÓN Posición de Ranura O.H. Filete Progreso Vertical Arriba Abajo CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia GMAW Corte circuito Globular x Rociado Corr. AC DCEP x DCEN Pulsada Electrodo de Tungsteno (GTAW) Tamaño Tipo TÉCNICA Nervadura ó Cordón tipo tejido NERVADURA Pasada Múltiple o Pasada única (por lado) PASADAS Número de Electrodos 1
Espacio entre electrodos Longitudinal Lateral Ángulo Tubo de Contacto para distancia 3/4 1” Martillado Limpieza entre pasadas ESCORIA REMOVIDA TRATAMIENTO TÉRMICO POST SOLDADURA Temperatura Tiempo
Procedimiento de Soldadura
Paso ó Materiales de Aporte Corriente Velocidad
Capa(s) de Tipo y Amp. Ó Vel. De de
Soldadura Proceso Clase Diámetro Polaridad Ali. del alambre Voltaje Avance Detalles de Uniones
Formulario E-1
337
ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) SI
PRECALIFICADO CALIFICADO POR PRUEBA
O REGISTRO DE CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS (PQR) SI
Nombre de la Compañía RED Inc. Proceso(s) de Soldadura FCAW Número(s) de PQR de Apoyo PQR 231
DISEÑO DE UNIÓN USADO Tipo: A TOPE Simple x Doble Soldadura Backing: Si No
Material de Backing: ASTM A131A Abertura de la Raíz 1/4 “ Dimensión de Cara de la Raíz Angulo de Ranura: 52-1/2” Radio (J-U)
Torchado: Si NO X Método METALES BASE Especificación de Materiales ASTM A 131 Tipo o Grado A Grosor: Ranura 1” Filete Diámetro (Tubería)
METALES DE APORTE Especificación AWS A5.20 Clasificación AWS E71T-1 PROTECCION
Fundente CO2 Composición 100% CO2 Fundente Electrodo (Clase) Ritmo de Flujo 45-55CFH
Tamaño del colector de gas N° 4 Temp. Precalentamiento, Min. 60°
Temp. entre pasadas, Min. 60° 350°F
Número de Identificación PQR 231 Revisión 1 Fecha 12-1-87 Por M. Cid Autorizado por J. Soto Fecha 18-1-88 Tipo – Manual Semi-Automático x Máquina Automática POSICIÓN Posición de Ranura O.H. Filete Progreso Vertical Arriba Abajo CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia GMAW Corte circuito Globular x Rociado Corr. AC DCEP x DCEN Pulsada Electrodo de Tungsteno (GTAW) Tamaño Tipo TÉCNICA Nervadura ó Cordón tipo tejido NERVADURA Pasada Múltiple o Pasada única (por lado) PASADAS Número de Electrodos 1
Espacio entre electrodos Longitudinal Lateral Ángulo Tubo de Contacto para distancia 1/2- 1” Martillado Limpieza entre pasadas ESCORIA REMOVIDA TRATAMIENTO TÉRMICO POST SOLDADURA Temperatura Tiempo
Procedimiento de Soldadura Paso ó Materiales de Aporte Corriente Velocidad
Capa(s) de Tipo y Amp. Ó Vel. De de
Soldadura Proceso Clase Diámetro Polaridad Ali. del alambre Voltaje Avance Detalles de Uniones
Todas
338
Registro de Calificación del Procedimiento #
Resultados de la Prueba
PRUEBA DE TENSION
Muestra No. Ancho Espesor Area Carga última de
tensión lb
Tensión última
de la unidad,
psi
Carácter de la
falla y
localización
PRUEBA DE DOBLADO GUIADA
Espécimen
No. Tipo de doblado Resultado Comentarios
INSPECCIÓN VISUAL
Apariencia Examen Radiográfico - Ultrasónico
Socavamiento Informe RT (radiográfica) Resultado Porosidad de la tubería Informe UT (ultrasónica) Resultado Convexidad RESULTADOS DE LA PRUEBA DE SOLDADURA DE FILETE Fecha de la Prueba Tamaño mínimo de pasada múltiple Máx de pasada única Presenciado por Macrografía Macrografía
Otras Pruebas Prueba de tensión de todo el metal de soldadura
Carga límite de rotura, psi Punto límite de fluencia, psi Elongación en 2 pulgadas, % Prueba de laboratorio no.
Nombre del Soldador Reloj no. Sello no.
Pruebas efectuadas por
Número de prueba
Por Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que lo establecido en este registro está correcto y que las soldaduras de prueba fueron preparadas soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de la Sección 4 de AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural Acero. Firma (Fabricante ó Contratista) Por
Socavamiento ACEPTABLE Informe RT (radiográfica) D231 Resultado APROBADO Porosidad de la tubería NINGUNA Informe UT (ultrasónica) Resultado Convexidad NINGUNA RESULTADOS DE LA PRUEBA DE SOLDADURA DE FILETE Fecha de la Prueba 12-3-2002 Tamaño mínimo de pasada múltiple Máx de pasada única Presenciado por J. CID Macrografía Macrografía
Otras Pruebas Prueba de tensión de todo el metal de soldadura
Carga límite de rotura, psi 83,100 Punto límite de fluencia, psi 72,100 Elongación en 2 pulgadas, % 28 Prueba de laboratorio no. PW 231
Nombre del Soldador JUAN SOTO Reloj no. 261 Sello no.
Pruebas efectuadas por Examen Radiográfico - Ultrasónico
Número de prueba PQR 231
Por PEDRO BELLO Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que lo establecido en este registro está correcto y que las soldaduras de prueba fueron preparadas soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de la Sección 4 de AWS D1.1/D1.1M, (__2002__) Código de Soldadura Estructural Acero. Firma RED INC. (Fabricante ó Contratista) Por R.M.
Título Q.C. Mgr
Fecha 15-12-2002 Formulario E-1 (Atrás)
340
ANEXO E AWS D1.1/D1.1M:2002 REGISTRO DE LA PRUEBA DE CALIFICACIÓN DEL WPS PARA SOLDADURAS (ELECTROCSLAG) Y ELECTROGAS
ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO RESULTADOS DE LA PRUEBA
Especificación del material Prueba del tensor de sección - reducida Proceso de soldadura Carga límite de rotura, psi Posición de la soldadura Especificación del metal de aporte Clasificación del metal de aporte
Metal de aporte Prueba de tensión de todo el metal de soldadura Fundente
Gas de protección Velocidad flujo Fuerza del tensor, psi Punto de rocío del gas Punto límite de fluencia, psi El rango del espesor que esta prueba califica Elongación en 2 pulgadas, % Pasada múltiple o única Arco múltiple o único Pruebas de doblado de lado Corriente de Soldadura Temperatura de precalentamiento Temperatura de postcalentamiento Nombre del soldador
Informe RT (radiográfica) N° Informe UT (ultrasónica) N°
INSPECCIÓN VISUAL (Tabla 6.1, limitaciones cargadas cíclicamente) Apariencia Pruebas de impacto Socavamiento Tamaño del espécimen °t de la prueba Porosidad de la tubería Promedio Fecha de la prueba Alta Baja Presenciada por Prueba de laboratorio no.
PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
Corriente de Soldadura Número
de
pasada
Tamaño
del
electrodo Amperes Volts
Detalle de la Unión
Fundente del tubo – guía
Composición del tubo – guía
Diámetro del tubo - guía
Velocidad de incremento vertical
Longitud transversal
Velocidad transversal
Breve parada de movimiento
Tipo de zapata de patrón
Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que lo establecido en este registro está correcto y que las soldaduras de prueba fueron preparadas, soldadas y examinadas en conformidad con los requerimientos de la Sección 4 del AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural Acero.
N° Procedimiento Fabricante o Contratista
N° de la Revisión Autorizado por
Fecha
Formulario E-3
341
REGISTRO DE PRUEBA DE CALIFICACIÓN DEL SOLDADOR, DEL OPERADOR DE LA SOLDADURA, O DEL PINCHADOR
Tipo de Soldador
Nombre No. Identificación N° Especificación del procedimiento de Soldadura Revisión Fecha
Registrar Valores Actuales Rango de Calificación
Variables Usados en la Calificación
Proceso/Tipo [Tabla 4.11, Item (1)] Electrodo (simple o múltiple) [Tabla 4.11 Item (8)] para Corriente / Polaridad Posición [Tabla 4.11, Item (4)] Progreso de la soldadura [Tabla 4.11 Item (6)] Backing (SI o NO) [Tabla 4.11, Item (7)] Especificaciones / Material Metal Base Espesor: (Plancha) Ranura Filete Espesor: (Cañería/Tubería) Ranura Filete Diámetro: (Tubería) Ranura Filete Metal de Aporte [Tabla 4.11, Item (3)] Número de Especificación Clase F- No. [Tabla 4.11, Item (2)] Tipo Gas/Fundente [Tabla 4.11, Item (3)] Otro
INSPECCIÓN VISUAL(4.8.1)
Aceptable SI o NO
Resultados de la prueba de Doblado Guiada (4.8.1)
Tipo Resultado Tipo Resultado
Resultados Prueba de Filete (4.30.2.3 y 4.30.4.1)
Apariencia Tamaño del Filete
Fractura en prueba de penetración de raíz Macrografía
(Describir la Ubicación, naturaleza, y tamaño de cualquier grieta o desgarro del espécimen)
Inspeccionado por ____________________ Número de la Prueba _________________ Organización Fecha
RESULATDOS DE LA PRUEBA RADIOGRÁFICA (4.30.3.1)
Numero de Número de
Identificación Identificación
de la película Resultados Comentarios de la película Resultados Comentarios
Interpretado por _____________________ Número de la Prueba _________________ Organización _____________________ Fecha _____________________________ Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que se establece en este registro es correcto y que las soldaduras de prueba fueron preparadas, soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de la Sección 4 de AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural Acero. Fabricante o Contratista _____________ Autorizado por _______________________
Formulario E-4 _____________________ Fecha ______________________________
342
INFORME DE EXAMEN RADIOGRAFICO DE SOLDADURAS
Proyecto
Requerimientos de calidad - Sección No. Informado para
LOCALIZACIÓN DE LA SOLDADURA Y BOSQUEJO DE IDENTIFICACIÓN
Técnica Fuente Película a la fuente Tiempo de exposición Pantallas Tipo de película
(Descripción de longitud, ancho y espesor de todas las uniones radiografiadas)
Interpretación Reparaciones Fecha
Identificación
de la
Soldadura
Area Aceptado Rechazado Aceptado Rechazado
Comentarios
Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que lo establecido en este registro es correcto y que las soldaduras de prueba fueron preparadas, soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural Acero. Radiografo(s) ________________________ Fabricante o Contratista _______________
Interprete ________________________ Autorizado por _______________________
Fecha de la prueba ________________________ Fecha ______________________________
Formulario E-7
343
INFORME DE EXAMEN DE PARTICULAS MAGNETICAS DE SOLDADURAS
Proyecto
Requerimientos de calidad - Sección No. Informado para
LOCALIZACIÓN DE LA SOLDADURA Y BOSQUEJO DE IDENTIFICACIÓN
Cantidad: ________________ Total Aceptado: __________________ Total Rechazado: ____________
Preparación de la Superficie: _________________________________________________________________________
EQUIPO
Marca del Instrumento: ________________________________ Modelo: ____________ S. No.: __________
METODO DE INSPECCION
Seco Húmedo Visible Fluorescente Como se aplicaron los medios:
Residual Continuo Línea recta - Continua AC DC Media Ondulación Prod Par Env. de Cable Otro
Dirección para Campo: Circular Longitudinal Fuerza de Campo:____________________________________________________________________________________ (Contra – amperios - vueltas, densidad del campo, fuerza magnetizadora, número y duración de la aplicación de fuerza.)
POST EXAMINACIÓN
Técnica Desmagnetizadora (Si es que se requiere): _________________________________________________________
Limpieza (Si es que se requiere): _______________________ Método de Marcado: ____________________________
Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que los planteamientos en este registro son correctos y que las soldaduras de prueba fueron preparadas, soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural Acero. Inspector _________________________________ Fabricante o Contratista ______________
Nivel _____________________________________ Autorizado por ______________________
Fecha de la prueba _________________________ Fecha _____________________________
Formulario E-8
344
ESPECIFICACION DEL PROCEDIMIENTO (WPS) DE LA SOLDADURA STUD SI
O REGISTRO DE CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO (PQR) SI
O REGISTRO DE LA CALIFICACION DEL SOLDADOR (WQR) SI
Nombre de la Compañía _______________________ Número de la Prueba _______________________
Número(s) de apoyo del PQR _______________________ Número de revisión _______ Fecha ___________
Nombre del Operador ________________________ Por _____________________________________
Material STUD ________________________________ Autorizado por __________ Fecha ___________
Especificaciones del material ________________________ Material base
Diámetro de la base de la soldadura ________________ Especificación _____________________________
Bosquejo del Perno Base/Detalle de la Aplicación Aleación y temple __________________________
No. del grupo ____ Condición de la Superficie HR CR
Gráfico de la base del STUD Revestimiento ______________________________
Método de Limpieza __________________________
Calibración de la plataforma ____________________
Forma
Plana Redonda Tubo Angular
Espesor ___________________________________
Casquillo
Número de la parte __________________________
Datos de la Maquina Descripción del casquillo ______________________
Fuente de poder Posición
Marca ________ Modelo ________________________ (Overhead)) _____ (Downhand) _____ (Sidehand) __
Modelo de la maquina de taponear STUDS____________ Angular _______ grados de lo normal ___________
Tiempo de soldadura Seg. ___ Ciclos ________________ Angulo del hierro __Radio interior__Talón del ángulo_
Corriente _______ ±5% OCV ______________________
Polaridad ___________ Elevación ___________________ Gas de protección
Torno elevador __________________________________ Gas(es) de protección _________________________
Tamaño del alambre de la soldadura ____ Largo ________ Composición ________________________________
N°de puestos a tierra (conductores de la pieza de trabajo) ___ Proporción de flujo ____________________________
RESULTADOS DE LA PRUEBA DE SOLDADURA
STUD
No. Aceptación Visual
Prueba de doblado
Opción # 1
Prueba de Tensión
Opción # 2
Prueba de Torque
Opción # 3
∗Nota: La prueba de torque es opcional solo para abrazaderas hiladas.
Pruebas mecánicas efectuadas por___________ (Compañía) ________________ Fecha
Nosotros, los que aquí firmamos, certificamos que lo establecido en este registro es correcto, y que las soldaduras de prueba fueron preparadas soldadas, y examinadas en conformidad con los requerimientos de la Sección 7 de AWS D1.1/D1.1M, (__año__) Código de Soldadura Estructural de Acero. Firmado por ___(Contratista/Aplicador)___ Título___________________________ Fecha ____________________ Formulario E-9
345
345
Anexo F
Pauta para la Preparación de Estudios Técnicos para el Comité de Soldadura Estructural
(Este Anexo no es parte de AWS (American Welding Steel) D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural - Acero, pero está incluido sólo para propósitos de información)
F1. Introducción La Junta de Directores de AWS ha
adoptado una política por medio de la cual todas las
interpretaciones oficiales de las normas AWS serán
manejadas de una manera formal. Bajo esta política, todas
las interpretaciones son hechas por el comité el cual es
responsable de las normas. La comunicación oficiales acerca
de una interpretación se hacen a través de un miembro del
personal de AWS que trabaja con ese comité. La política
requiere que todos los estudios que requieren una
interpretación, sean enviados por escrito. Dichos estudios
serán manejados de forma tan expedita como sea posible,
pero debido a la complejidad del trabajo y a que los
procedimientos que deben seguirse, algunas interpretaciones
podrían requerir un tiempo considerable.
F2. Procedimiento
Todas las interrogantes deben ser dirigidas a:
Managing Director, Technical Services
American Welding Society
550 N.W. LeJeune Road
Miami, FL 33126
Todas las interrogantes deben contener el nombre,
dirección y afiliación del Consultor, y deberán entregar
suficiente información para que el Comité comprenda
totalmente la duda en la pregunta. Donde este punto no esté
claramente definido, la consulta será devuelta para
clarificarla. Para un manejo eficiente, todas las preguntas
deben ser mecanografiadas y deben estar también en el
formato utilizado aquí.
F2.1. Alcance. Cada pregunta deberá dirigirse a sólo una
estipulación del Código, a menos que el punto de la pregunta
involucre dos o más estipulaciones interrelacionadas. Esa
estipulación deberá ser identificada en el alcance de la
pregunta, junto con la edición del código que contiene las
estipulaciones, o la que el Consultor se esté refiriendo.
F2.2 Propósito de la Pregunta. El propósito de la pregunta
debe ser estipulado en esta parte de la pregunta. El propósito
puede ser el de obtener una interpretación de un
requerimiento del código, o el pedir la revisión de una
provisión en el código.
F2.3 Contenido de la Pregunta. La pregunta debe ser
concisa, pero completa, para permitir al Comité una
comprensión rápida y completa del punto de la pregunta. Los
bosquejos deben utilizarse cuando sea necesario y todos los
párrafos, cifras, y tablas (o el anexo), los cuales se incluyen en
la pregunta y deben ser citados. Si el punto de la pregunta es
lograr una revisión del código, la pregunta debe proporcionar
justificación técnica para esa revisión.
F2.4 Respuesta de la Sugerencia. La persona que pregunta
debe, como una contestación de la pregunta, manifestar una
interpretación de la estipulación que es el punto de la pregunta,
o la redacción de una revisión propuesta, si es eso lo que el
Consultor busca.
F3. Interpretación del Código de Provisiones
Las interpretaciones de las estipulaciones del código son
hechas por el Comité Estructural de Soldadura. El secretario
del Comité, remite todas las preguntas al presidente del Sub
Comité particular que tiene jurisdicción sobre la parte del
código dirigida por el Consultor. El Sub Comité revisa la
pregunta y la supuesta respuesta para determinar cual será la
respuesta a la pregunta. Siguiendo el desarrollo de la
pregunta del Sub Comité, la pregunta y la respuesta se
presentan a todo el Comité de Soldadura Estructural para su
revisión y aprobación. En la aprobación del Comité, la
interpretación deberá ser la oficial de la Sociedad, y el
secretario deberá transmitir la respuesta al Consultor y al
Welding Journal para su publicación.
F4. Publicación de las Interpretaciones
Todas las interpretaciones oficiales deberán aparecer en
Welding Journal.
F5. Preguntas Telefónicas
Las preguntas telefónicas a la Oficina Principal de AWS
concernientes al Código de Soldaduras Estructural deben estar
limitadas a preguntas de naturaleza general o asuntos
directamente relacionados con el uso del código. La política del
Directorio requiere que todos los miembros del personal de
AWS respondan a una petición telefónica de una interpretación
de cualquier norma AWS con la información de que tal
interpretación pueda ser obtenida sólo a través de una petición
escrita. El personal de la Oficina Principal puede, sin embargo,
remitir a la persona que está llamando a cualquiera de esos
consultores cuyos nombres están en los archivos de la Oficina
Principal de AWS.
346
F6. El Comité de Soldadura Estructural
Las actividades del Comité de Soldadura Estructural, en
consideración con las interpretaciones, están estrictamente
limitadas a las interpretaciones de las estipulaciones
existentes sobre la base de nueva información o tecnología.
Ni el Comité ni el personal están en posición de ofrecer
servicios interpretativos o de consulta en: (1) problemas
específicos de ingeniería, o (2) requerimientos del código
aplicados a construcciones fuera del alcance del código o
puntos cubiertos por el código. En tales casos, el Consultor
deberá buscar la ayuda de un ingeniero competente, con
experiencia en el campo de un interés particular.
347
Anexo G
Angulo Diedro Local
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para
propósitos de información)
348
180°
Soldadura
Ángulo Diedro
Valores de
Valores de
Valores de
Eje de soldadura a cualquier punto “P”
349
Valores de Valores de Valores de
Valores de
Valores de
Valores de
350
Valores de
Valores de
Valores de
Valores de
Valores de
Valores de
351
Valoreas de
Valores de
Valores de
Valores de Valoreas de
Vlores de
352
Anexo H Contenidos de WPS Precalificados
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información)
353
La soldadura precalificada requiere un WPS escrito dirigido a las siguientes subsecciones del código aplicables a
soldaduras preocupantes, además de los requerimientos para un WPS escrito, este código informa sobre muchos otros
requerimientos y limitaciones para la soldadura precalificada. La organización, que use soldaduras precalificadas, deberá
cumplir con todos los requerimientos relevantes.
La especificación del WPS deberá cumplir con las necesidades del usuario. Puede hacerse referencia a los ítems
con las tolerancias del armado estructural.
1.2 Limitaciones
2.3.1.4 Tamaño de la Soldadura Efectivo (Ranura -
Sobresaliente )
2.3.4.2 Tamaño máximo de la Soldadura de Filete en
Uniones de Traslape
2.3.3 Extremo de la Ranura
3.2.1 Uniones-T Inclinadas
3.3 Combinación Metal Base / Metal de Aporte
3.5 Requerimientos de Temperatura Mínima de
Precalentamiento y entre pasadas (todas las
subsecciones)
3.6 Limitación de Variables del WPS (todas las
subsecciones)
3.7 Requerimientos Generales del WPS
3.9.3 Requerimientos de Soldaduras de Filete –
Uniones en T inclinadas
3.10 Requerimientos de Soldaduras tipo tapón
redondo y tipo tapón alargado
3.12 Requerimientos PJP (todas las subsecciones)
3.13 Requerimientos de Soldadura de Ranura CJP
Porciones Cambios de la Variable Esencial del
PQR
Específicas Recalificación del WPS para SMAW,
de la Tabla SAW,
4.5 GMAV, FCAW, y GTAW
5.2.2 Metal Base para Soldaduras con planchas de
extensión, Backing, y Separadores
5.3.1.2 Conveniencia de la Clasificación de
Soldaduras (consumibles)
5.3.2 Electrodos SMAW
5.3.3 Electrodos y Fundentes SAW
5.3.4 Electrodos GMAW/FCAW
5.5 Variables del WPS
5.7 Entrada de calor para aceros Templados y
Revenidos
5.10 Backing (todas las subsecciones)
5.14 Tamaños Mínimos de la Soldadura de Filete
5.15 Preparación del Metal base (todas las
subsecciones)
5.22.1.1 Superficie Rasante
5.25 Técnica para Soldaduras tipo tapón redondo y
tipo tapón alargado
5.27 Peeneing (todas las subsecciones)
5.30.1 Limpieza En Proceso
7.5.5 Opciones de Soldadura de Filete FCAW,
GMAW, SMAW (todas las subsecciones)
7.7.5 Reparación del Area eliminada
354
Anexo J Prácticas Seguras
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información)
355
Este anexo abarca muchos de los elementos básicos de seguridad general para los proceso de soldadura al arco.
Incluye muchos, pero no todos los aspectos de seguridad relacionados con la soldadura estructural.
Los peligros que pueden encontrarse y las prácticas que minimizarán las lesiones al personal y los daños a la
propiedad se revisan aquí.
D1. PELIGROS ELECTRICOS
Las descargas eléctricas pueden matar. Sin
embargo, se pueden prevenir. Partes eléctricas
expuestas no deben tocarse. Lea y entienda las
instrucciones del fabricante y las recomendaciones de
prácticas seguras. Instalaciones defectuosas,
conexiones a tierra, operación incorrecta y el
mantenimiento de equipo eléctrico, son todas fuentes de
peligro.
Todo el equipo eléctrico y los componentes
deberán ser conectados a tierra. Una conexión separada
se requiere para la conexión a tierra
Los conductores eléctricos no deberan ser
confundidos con una conexión a tierra.
Para prevenir descargas eléctricas, el área de
trabajo, el equipo y ropa deberán ser mantenidos secos
todo el tiempo. Guantes secos y zapatos con suela de
goma deberán usarse. El soldador deberá permanecer
en un piso seco o en una plataforma aislada.
Cables y conectores deberán ser mantenidos
en buenas condiciones.
Cables gastados, dañados o descubiertos, no
deberán usarse. En caso de un golpe de electricidad, el
poder deberá ser cortado inmediatamente. Si el
rescatista debe sacar a la victima del contacto directo, se
deberán usar materiales no conductores. Un doctor debe
llamarse y un continuo CPR debe ser aplicado hasta que
se restablezca la respiración o hasta que el doctor
llegue. Vea referencias 8,7 y 10.
J2. Humos y Gases
Muchas soldaduras, cortes y proceso anexos
producen humo y gases que pueden ser dañinos para la
salud. Los humos y partículas sólidas originadas de los
consumibles de soldadura, el metal base y cualquier
recubrimiento presente en el metal base. Los gases se
producen durante el proceso de soldadura o pueden ser
producidos por efectos del proceso de radiación en el
ambiente que lo rodea. Todos los que estén
relacionados con la operación de soladura deben estar
informados de los efectos de estos humos y gases.
Los posibles efectos de la sobre - exposición a
estos humos y gases van desde la irritación de los ojos,
piel y sistema respiratorio a complicaciones más
severas. Los efectos pueden ocurrir inmediatamente o
más tarde. Los humos pueden causar síntomas como
nauseas, dolor de cabeza, mareos y el humo del metal,
fiebre.
Una ventilación suficiente, escape en el arco o
ambas, deben usarse para mantener los humos y gases
lejos de las áreas de respiración y el área de trabajo en
general.
Para información más detallada en cuanto a
humos y gases producidos por varios procesos de
soldadura, vea Referencias 1,4 y 11.
J3. Ruido
El ruido excesivo es un peligro conocido para
la salud. La exposición a ruidos excesivos puede causar
la pérdida de la audición. Esta pérdida de la audición
puede ser total o parcial, y temporal o permanente. Los
ruidos excesivos afectan adversamente la capacidad
auditiva. Además, hay evidencia de que el ruido
excesivo afecta otras funciones y comportamientos
corporales.
Equipos de protección personal tales como
orejeras o tapones pueden utilizarse. Generalmente,
estos equipos
son aceptados solamente cuando los controles de
ingeniería no son totalmente efectivos. Vea Referencias
1, 5 y 11.
J4. Protección Contra Quemaduras
Metal fundido, chispas, escoria y superficies
de trabajo calientes, son producidos por la soldadura,
corte y procesos anexos. Esto puede causar fuego o
explosión si no se toman medidas de precaución.
Han ocurrido explosiones donde se han
efectuado soldaduras y cortes en espacios que
contienen gases inflamables, vapores, líquidos o polvo.
Todo material combustible deberá ser eliminado del área
356
de trabajo. Donde sea posible, traslade el trabajo a un
lugar bien alejado de materiales combustibles. Si
ninguna acción es posible, los combustibles deberán
estar protegidos con un material resistente al fuego.
Todos los materiales combustibles deberán ser
removidos o con seguridad dentro de un radio de 35 pies
(11 mt.) al rededor del área de trabajo.
La soldadura o el corte no deben hacerse en
una atmósfera que contenga reactivos peligrosos o
gases inflamables, vapores, líquidos o polvo. No se debe
aplicar calor a contenedores que han almacenado
sustancias desconocidas o un material combustible
cuyos contenidos, cuando son calentados, pueden
producir vapores inflamables o explosivos. Una
ventilación adecuada deberá proporcionarse en áreas de
trabajo para evitar la acumulación de gases, vapores o
polvos inflamables. Los contenedores deberán limpiarse
y depurados antes de aplicarles calor.
Para más información detallada en cuanto a
peligros de incendio en operaciones de corte y
soldadura, vea referencias 6, 8, 9 y 11.
J6. Radiación
Soldadura, corte y operaciones anexas
pueden producir energía radiante (radiación), dañina
para la salud. Todos deberían estar informados de los
efectos de esta energía radiante.
La energía radiante, podría ser ionizante (tal
como los rayos X) o no-ionizante (tal como los rayos
ultravioleta, luz visible o infrarroja). La radiación puede
producir una variedad de efectos tales como:
quemaduras a la piel y daños oculares, esto ocurre en
caso de exposición excesiva.
Algunos procesos tales como: soldaduras de
resistencia y soldadura de presión fría, comúnmente
producen cantidades insignificantes de energía radiante.
Sin embargo, la mayoría de las soldaduras al arco y
procesos de corte (excepto por arco sumergido, cuando
se usa apropiadamente), soldadura con láser y
soldadura con soplete, corte, o soldadura pueden
producir cantidades de radiación no-ionizante, de
manera tal, que se necesiten medidas precautorias.
La protección de posibles efectos de radiación
dañina incluye lo siguiente:
(1) Los arcos de soldadura no deben mirarse,
excepto a través de una placa de filtro (vea Referencia
2). Cortinas transparentes para soldadura, no fueron
pensadas como placas de filtro de soldadura, sino,
fueron pensadas para proteger a los transeúntes de una
exposición incidental.
(2) La piel expuesta deberá ser protegida con
agentes adecuados y ropa; como se especificó (ver
referencia 8).
(3) El transeúnte que casualmente transita por
lugares de operaciones de soldadura, deberá estar
protegido por el uso de pantallas, cortinas o una
adecuada distancia de los pasillos, pasarelas, etc.
(4) Lentes de seguridad con protecciones
laterales que tengan protección ultravioleta, han sido
presentados para entregar protección de la radiación
ultravioleta producida por la soldadura al arco.
Referencias Citadas
(1) American Conference of Govermental
Industry Hygienists (ACGIH). Threshold limit values for
chemical substances and physical agents in the
workroom enviroment. Cincinnati, Ohio: American
conference of Govermental Industry Hygienists (ACGIH).
(2) American National Standards Institute.
Practice for occupational and educational eye and face
proteccion,
ANSI Z87.1. New York: American National Standards
Institute.
(3) American National Standards Institute.
Personal Protection - Protective Footwear, ANSI Z41.1.
New York: American National Standards Institute.
(4) American Welding Society. Fumes and
gases in the welding environment, AWS report. Miami,
Florida: American Welding Society.
(5) American Welding Society. Method for
sound level measurement of manual arc welding and
cutting processes, AWS F6.1. Miami, Florida. American
Welding Society.
(6) American Welding Society. Recommended
safe practices for the preparation for welding and cutting
containers piping, AWS F4.1. Miami, Florida: American
Welding Society.
(7) American Welding Society. Safe Practices.
(Reprint from Welding Handbook, Volume 1, English
Edition) Miami, Florida: American Welding Society.
(8) American Welding Society. Safety in
welding, cutting and allied processes. ANSI Z49.1.
Miami, Florida: American Welding Society.
(9) National Fire Protection Association. Fire
prevention in use of cutting and welding processes,
357
NFPA Standard 51B. Quincy, Massachusetts: National
Fire Protection Association.
(10) National electric code. NFPA no. 70.
Quincy, Massachusetts: National Fire Protection
Association.
(11) Occupational Safety and Health
Administration. Code of federal regulations, Title 29
subtitle B, chapter XVII, part 1910; Occupational Safety
and Health Standards. Washington, DC: U.S. Goverment
Printing Office.
Anexo K Examen UT (prueba ultrasónica) de Soldaduras por Técnicas Alternativas
(Este anexo no es parte del AWS D1.1/D1.1 M: 2002, Código de Soldadura Estructural - Acero, pero está incluido solo para
propósitos de información)
358
K1. General
El propósito de este Anexo, es describir las técnicas
alternativas para soldadura UT (prueba ultrasónica). Las
técnicas descritas son métodos probados. Las técnicas
calificados, calificaciones especiales para el operador UT
(prueba ultrasónica) y métodos especiales de calibración
necesarios para lograr la exactitud requerida en cuanto a
medición de la irregularidad. El uso de este Anexo y los
procesos resultantes desarrollados, incluso el criterio de
aceptación aplicable, están sujetos a la aprobación por parte
del Ingeniero.
Este Anexo no es obligatorio, a no ser que el
Ingeniero lo especifique. Cuando se especifique, sin
embargo, el total de los requerimientos contenidos aquí
(según sea aplicable) serán considerados como obligatorios,
a menos que sean modificados específicamente por el
Ingeniero y por escrito.
Requerimientos aplicables del código con respecto
a la calificaciones sobre instrumentación y del operador,
excepto como es exigido aquí, deben usarse para
complementar este Anexo. Sin embargo, no es la intención
que estas técnicas se usen para complementar los
requerimientos existentes de la Sección 6 del código, ya que
los procedimientos y las técnicas especificadas son
completas y representan un enfoque diferente para las
soldaduras, Pruebas UT.
Parte A
Procedimientos Básicos de UT (prueba ultrasónica)
K2. Introducción
El procedimiento básico de UT (prueba ultrasónica),
los requerimientos de instrumentación y del operador
contenidos en la parte A son necesarios para asegurar una
máxima exactitud en la medición y evaluación de la
irregularidad. Los métodos descritos aquí, no son nuevos.
Ellos han sido usados por otras empresas incluyendo la
construcción naval y estructuras costeras, durante los últimos
25 años. Aunque ellos no se han sido prohibido, no se han
organizado y no están específicamente dispuestos para el
uso en documentos AWS. Algunos de los métodos incluidos
en esta sección también están contenidos en el API RP 2X
del American Petroleum Institute, Prácticas Recomendadas
para Inspección Ultrasónica de Construcciones Estructurales
Costeras y Pautas para la Calificación de Técnicos en
Ultrasonido. Información adicional puede obtenerse para
referencia. Para un control máximo de la medición de la
irregularidad, el énfasis se ha puesto en: el procedimiento UT
(prueba ultrasónica) que se escribirá y calificará; los
requerimientos especiales del técnico en UT, y los
requerimientos de instrumentación y calibración de las UT
AWS reconoce las limitaciones inherentes e inconsistencias
de la inspección UT para la medición y caracterización de la
irregularidad. Las exactitudes que se logren, requieren que
sean probadas por el técnico UT usando los procedimientos y
equipos aplicables.
Los resultados del procedimiento de calificación
deberán entregarse al Ingeniero. AWS no exige exactitudes
posibles para usar los métodos aquí contenidos.
K3. Procedimiento UT
Todas las UT (prueba ultrasónica) deberán
realizarse en conformidad con un procedimiento escrito, el
cual deberá contener un mínimo de la siguiente información
con respecto al método y a las técnicas de inspección UT
(prueba ultrasónica):
(1) Los tipos de configuraciones de las uniones de
soldadura que vayan a examinarse.
(2) Criterio de aceptación para los tipos de uniones de
soldadura a examinarse (criterio adicional cuando el
criterio de aceptación de la Sección 6, Parte C no es
requerido por el Ingeniero.
(3) Tipo de equipo UT (fabricante, número de modelo,
número de serie)
(4) Tipo de transductor, incluyendo frecuencia, tamaño,
forma, ángulo y tipo de cuña, si es que es diferente de
las que están en 6.22.6 o 6.22.7
(5) Preparación de la superficie de scanning (exploración) y
requerimientos del equipamiento.
(6) Tipo de bloque(s) de prueba de calibración con los
reflectores de referencia apropiados.
(7) Método de calibración e intervalo de calibración.
(8) Método para examinar las laminaciones previa a la
evaluación de la soldadura; si el método es diferente de
6.26.5.
(9) Identificación del índice de la raíz de soldadura y otros
métodos preliminares.
(10) Modelo de scanning (exploración) y requerimientos de
sensibilidad.
(11) Métodos para determinar la altura de la localización de la
irregularidad y nivel de amplitud de esta.
359
(12) Método de corrección de transferencia para la aspereza
de superficie, recubrimiento de la superficie y curvatura,
si es posible.
(13) Método para verificar la precisión del examen
completado. Esta verificación se puede hacer aplicando
una nueva UT (prueba ultrasónica), otra verificación,
otros métodos NDE, un espécimen de macrografía,
rebaje u otras técnicas visuales siempre que sean
aceptadas por el Ingeniero.
(14) Requerimientos de documentación para exámenes,
incluyendo cualquier verificación realizada.
(15) Requerimientos para la retención de la documentación.
El procedimiento escrito deberá ser calificado probando
soldaduras tipo modelo simulado, las cuales representan
las soldaduras de producción que van a ser examinadas.
Las soldaduras tipo modelo simulado, deberán ser
seccionadas, examinadas apropiadamente y
documentadas para probar la realización satisfactoria del
procedimiento. El procedimiento y toda la información
sobre calificación deberá ser aprobada por un individuo
que haya sido certificado con el Nivel III en UT (prueba
ultrasónica) examinado en conformidad con ASNT SNT-
TC-1A y que será posteriormente calificado por su
experiencia en el examen de los tipos de uniones de
soldadura específicas a ser examinadas.
K4. Operador UT y Equipo.
Además de los requerimientos de 6.14.6, 6.21, y
6.27.2, el operador de UT deberá demostrar habilidad para
usar el procedimiento escrito, incluyendo todas las técnicas
especiales requeridas. y cuando la altura y la longitud de la
irregularidad se requieran, deberán demostrar habilidad y
exactitud para determinar estas dimensiones.
El equipo de UT deberá alcanzar los requerimientos
de 6.22 como es requerido en este Anexo. El equipo
alternativo que utiliza computarización, sistema de imágenes,
scanning mecanizado, y dispositivos para registrar, deben ser
usados cuando el Ingeniero lo califique y acepte. Los
transductores con una frecuencia por sobre de 6 MHz, con
tamaños inferiores a 1/4 de pulgada (6mm) y de cualquier
tamaño pueden usarse siempre que ellos sean incluidos en el
procedimiento y calificados apropiadamente.
K5. Estándar de Referencia
El reflector estándar deberá tenerun orificio
taladrado lateral de 1.5 mm de diámetro o equivalente. El
reflector deberá colocarse en cualquier diseño del bloque de
calibración, soldadura tipo modelo simulado o parte de la
producción real según opción del usuario. La orientación y
tolerancias para la ubicación del reflector está señalado en la
Figura K-1. Una calibración recomendada del bloque están
señaladas en la Figura K-2. Posibles usos alternativos del
reflector se indican en la Figura K-3. Cuando se coloca en
soldaduras tipo modelo simulado y secciones de piezas
soldadas, el reflector debería estar en una localización donde
sea difícil dirigir el haz de sonido, por consiguiente, garantizar
la detección de las irregularidades en todas las áreas de
interés.
K6. Métodos de Calibración
Los métodos de calibración aquí descritos, son
considerados aceptables y se usan para lograr estos
procedimientos alternos UT. El código reconoce que otros
métodos de calibración pueden ser preferidos por el usuario
individual. Si otros métodos son usados, deberían producir
resultados, los cuales pueden demostrar que sean al menos
iguales a los métodos aquí recomendados. El reflector
estándar descrito en K5 deberá ser considerado el reflector
estándar para estos y para todos los otros métodos que
puedan usarse.
K6.1 Sensibilidad Estándar. La sensibilidad estándar
debería consistir de la siguiente suma:
(1) Sensibilidad Básica. La indicación maximizada del
reflector estándar, más
(2) Corrección de Amplitud de la Distancia.
Determinados por indicaciones de reflectores estándar
múltiples a profundidades que representan el mínimo,
medio y máximo, que vaya a examinarse.
(3) Corrección de la Transferencia. Ajuste para tipo de
material, perfil y condiciones scanning de la superficie
como se describen a continuación:
Para la estandarización precisa de sensibilidad, la
corrección de transferencia deberá efectuarse. Esto
asegurará que las diferencias en propiedades acústicas,
superficies de scanning y los perfiles entre la calibración
estándar y el bloque de calibración se utilicen cuando se
realice la calibración estándar de sensibilidad. Los
valores de la corrección de transferencia deberían ser
determinados inicialmente antes del examen y cuando
varía el tipo de material, forma, espesor y superficies de
scanning, tales valores diferentes excedan ±25% de los
valores originales esperados. Los valores de corrección
de transferencia deberán determinarse como se muestra
en la Figura K-4.
360
K6.1.1 Sensibilidad de Scanning. La sensibilidad
de scanning debería ser la sensibilidad estándar +
aproximadamente 6-12 dB, o como se requiera para
verificar la penetración del sonido desde indicaciones de
los reflejos de la superficie. La evaluación de la
indicación debería realizarse refiriéndose a la
sensibilidad estándar, excepto que esta no sea requerida
si la alta o baja sensibilidad es más apropiada para
determinar el tamaño máximo de la irregularidad (altura
y longitud).
K6.2 Onda de Compresión
K6.2.1 Profundidad (Barrido Horizontal). Las,
indicaciones de reflejos múltiples obtenidos del espesor de la
calibración estándar o del área calibrada del tipo de modelo
simulado o de la producción de estructuras soldadas que
deberían usarse como se muestra en la Figura K-5. La
exactitud de la calibración deberá estar dentro de un ±5% del
espesor real para el exámen de los metales base para
laminaciones y ±2% para determinar el tamaño (altura) y
posición de la irregularidad.
K6.2.2 Calibración de Sensibilidad (estándar). La
unidad de búsqueda debería estar ubicada sobre los
reflectores estándar a un mínimo de 3 profundidades par
asegurar una cobertura en todo el espesor para ser
inspeccionado en conformidad con la Figura K-6. Los valores
de dB obtenidos de las indicaciones maximizadas de cada
reflector deberán ser registrados y una (DAC) Curva de
Amplitud de la Distancia establecida o métodos electrónicos
deberán usarse para conocer la indicación de la ubicación en
la pantalla, la cual representa el reflector estándar en varios
espesores que vayan a examinarse.
K6.3 Onda Corte
K6.3.1 Profundidad (Barrido Horizontal). Las
indicaciones de los reflectores estándar seleccionados
deberían usarse para cubrir la máxima profundidad durante la
inspección, en conformidad con la Figura K-7. La exactitud
debería estar dentro de un ±1% para facilitar la medida de
altura de la más precisa de la irregularidad. La técnica del
retardo deberá ser usada para irregularidades con una
profundidad mayor que 1,5 pulgadas aproximadamente para
maximizar la lectura de la profundidad de la irregularidad de
manera más exacta (y la altura de la irregularidad).
K6.3.2 Sensibilidad (estándar). Los reflectores
estándar ubicados a profundidad mínima, media o máxima,
bajo la superficie, a ser usados para exámenes deberán
utilizarse en conformidad con la Figura K-7. Las indicaciones
deberían ser maximizadas y una DAC (curva de amplitud de
la distancia) establecida o los métodos electrónicos usados
para ubicar las indicaciones de la pantalla, que representa el
reflector estándar a diversas profundidades seleccionadas. La
DAC deberá ser ajustada, basándose en los resultados de la
corrección de transferencia. Los métodos de calibración de la
sensibilidad descritos aquí no son esenciales cuando el
tamaño real de la irregularidad (altura y largo) sea requerida.
En este caso, solo es necesario mantener la sensibilidad
suficiente en toda la parte que está siendo inspeccionada
para que todas las irregularidades se encuentren y sean
debidamente evaluadas.
K7. Scanning
Scanning deberá ser como se describió en 6.32 y
6.27.7. Además, para aplicaciones especiales no cubiertas en
la referencia del código que se describen, los métodos de
scanning de la Figura K8 deberán ser usados, según sea
aplicable.
K8. Métodos de Caracterización de la Irregularidad de la
Soldadura
K8.1 Las irregularidades deben ser caracterizadas como
sigue a continuación:
(1) Esférica (poros individuales y porosidad ampliamente
separada, escoria no alongada).
(2) Cilíndrica (escoria alargada, poros alineados de la
porosidad, cordones de soldadura en orificios.
(3) Plana (fusión incompleta, penetración inadecuada de la unión, grietas)
K8.2 Los siguientes métodos deberán ser usados para
determinar las características básicas de la irregularidad:
K8.2.1 Esférica: El sonido es reflejado equitativamente en
todas direcciones. La indicación permanece básicamente sin
cambio, mientras la unidad de búsqueda se mueve alrededor
de la irregularidad esférica como se muestra en la Figura K-9.
K8.2.2 Cilíndrica: El sonido es reflejado equitativamente en
una dirección, pero se cambia en otras direcciones. Las
indicaciones permanecen básicamente sin cambios cuando la
unidad de búsqueda se mueve en una dirección, pero cambia
drásticamente cuando se mueve en otras direcciones, como
se muestra en la Figura K-10.
K8.2.3 Plana: El sonido es reflejado a su máximo solo desde
un ángulo de incidencia con uno plano. La indicación se
cambia con cualquier movimiento angular de la unidad de
búsqueda, como se muestra en la Figura K-11. Las
indicaciones de grietas típicamente tienen múltiples puntos
culminantes, como resultado de las muchas facetas de
irregularidad usualmente presentes.
361
K9. Tamaño de la Irregularidad de la Soldadura y Métodos
de Localización
K9.1 Calibración. La calibración debería basarse en la
profundidad de la superficie en conformidad con K6. Las
irregularidades deben medirse con el más alto nivel de
exactitud alcanzable, usando los métodos descritos en esta
sección; sin embargo, se le recuerda al usuario que UT
(prueba ultrasónica), como todos los otros métodos NDT
(prueba no destructiva) entregan dimensiones de
irregularidad relativas.
La orientación y forma de la irregularidad, junto con las
limitaciones del método NDT (pruebas no destructivas),
pueden resultar en variaciones significativas entre
dimensiones relativas y reales.
K9.2 Altura. La altura de la irregularidad (dimensiones de
profundidad) deberá ser determinada usando los siguientes
métodos:
K9.2.1 La indicación de la altura deberá ser maximizada,
moviendo la unidad de búsqueda hacia y desde la
irregularidad, en conformidad con A de la Figura K-12. La
indicación de la altura deberá ser ajustada a un valor
conocido (ejemplo: 80% de la altura total de la pantalla
[FSH]).
K9.2.2 La unidad de búsqueda deberá moverse hacia la
irregularidad hasta que la indicación de altura empiece a bajar
rápida y continuamente hacia la línea base. La localización
del borde principal (izquierdo) de la indicación en la ubicación
B en la Figura K-12 con relación a la escala de medición de
línea base de la escala de la pantalla horizontal, deberá ser
conocida. una escala de división de 0.10 pulgadas [2.5 mm]
o escala métrica deberán usarse.
K9.2.3 La unidad de búsqueda deberá ser alejada de la
irregularidad hasta que indicación de altura empiece a bajar
rápida y continuamente hacia la línea base. La localización
del borde principal de la indicación en la ubicación C de la
Figura K-12 en relación con la escala de medición de la línea
base de la pantalla horizontal deberá ser conocida.
K9.2.4 La diferencia matemática entre "B" y "C" deberá
obtenerse para determinar la dimensión de la altura de la
irregularidad.
K9.3 Longitud. El largo de la irregularidad deberá ser
determinado usando los siguientes métodos:
K9.3.1 La orientación de la irregularidad deberá ser
determinada por la manipulación de la unidad de búsqueda
para determinar el plano y la dirección de la indicación más
fuerte, en conformidad con A de la Figura K-13.
K9.3.2 La unidad de búsqueda deberá moverse de a un
extremo de la irregularidad mientras se mantiene parte de la
indicación visible en la pantalla todo el tiempo hasta que la
indicación baje completamente a la línea base. La unidad de
búsqueda deberá ser movida para atrás hacia la irregularidad,
hasta que la indicación de altura alcance el 50% de la
máxima altura original, obtenida cerca del extremo, en
conformidad con B de la Figura K-13. La ubicación deberá ser
marcada al extremo de la irregularidad en la superficie de
scanning o soldada en línea con la marca de indicación
máxima de la unidad de búsqueda. Esta marca deberá ser
realizada cuidadosamente usando un método de marcación
de línea fina.
K9.3.3 Los pasos de arriba deberán ser repetidos para
localizar el extremo opuesto de la irregularidad en
conformidad con C de la Figura K-13 y deberá ser marcada
cuidadosamente.
K9.3.4 La longitud de la irregularidad deberá obtenerse
midiendo la distancia entre las dos marcas, en conformidad
con la figura K-13.
K9.4 Localización - Profundidad bajo la Superficie de
Scanning. La localización de la profundidad de las
irregularidades puede ser leída directamente desde la escala
de línea base de la pantalla horizontal cuando se usen los
métodos descritos arriba para determinar la altura de la
irregularidad. La localización informada deberá ser el punto
determinado más profundo, a menos que se haya
especificado de otra manera para ayudar en funciones de
eliminación.
K9.5 Localización - A lo largo de la Longitud de la
Soldadura. La localización de la irregularidad desde un punto
de referencia conocido puede ser determinado midiendo la
distancia desde el punto de referencia a las marcas de
longitud de la irregularidad establecida para la longitud.
Deberán hacerse mediciones al principio de la irregularidad, a
menos que se especifique de otra manera.
K10. Problemas con las Irregularidades
Los usuarios de UT (prueba ultrasónica) para
exámenes de soldadura deberán estar conscientes de los
potenciales problemas de interpretación, asociados con las
características de irregularidad de la soldadura.
K10.1 Tipo de Irregularidad. El sonido ultrasónico tiene una
sensibilidad variable a las irregularidades de la soldadura,
dependiendo de su tipo. La sensibilidad relativa se muestra
en la siguiente tabla y deberá ser considerada durante la
evaluación de la irregularidad. Los técnicos de UT pueden
cambiar la sensibilidad a todos los tipos de irregularidad
362
cambiando la configuración del instrumento de UT, buscando
la unidad de frecuencia, el tamaño y los métodos de
scanning, incluyendo los patrones de scanning y
acoplamiento.
Tipo de Irregularidad (1) Fusión Incompleta (2) Grietas (superficie)
(3) Penetración Inadecuada
(4) Grietas (sub-superficie)
(5) Escoria (continua)
(6) Escoria (esparcida)
(7) Porosidad (tubería)
(8) Porosidad (agrupación)
(9) Porosidad (esparcida)
Sensibilidad Relativa UT
La más Alta La más Baja
K10.2 La clasificación general de irregularidades puede
compararse así:
Clasificación General de Irregularidad
(a) plana
(b) lineal
(c) esférica
Sensibilidad Relativa UT
La más Alta La más Baja
Nota: La tabulación de arriba supone la mejor orientación
para detección y evaluación.
K10.3 Tamaño. El tamaño de la irregularidad afecta una
interpretación exacta. Las irregularidades con gran altura o
pequeña, pueden dar una interpretación de tipo plano menos
exacta que las de altura media. Los poros pequeños y
esféricos son difíciles de medir debido a los cambios rápidos
de la superficie reflectante, los cuales ocurren a medida que
el haz de sonido es movido a través del componente.
K10.4 Orientación. La orientación de la irregularidad, afecta
la sensibilidad de la UT ya que la sensibilidad más alta es la
que refleja el sonido directamente de vuelta a la unidad de
búsqueda. Las sensibilidades relativas con respecto a la
orientación y tipos de irregularidades son opuestas a las
mostradas en tablas anteriores. El técnico de UT, puede
incrementar la sensibilidad para la orientación y los tipos de
irregularidad, seleccionando el ángulo del haz de luz, el cual
es más normal para el plano de la irregularidad y superficie
reflectante. La selección de ángulos que califica con el ángulo
de la ranura aumentará la sensibilidad para irregularidad de
tipo plano y lineal, las cuales pueden ocurrir más
probablemente a lo largo del plano.
K10.5 Localización. La localización de las irregularidad
dentro de la soldadura y metales base adyacentes pueden
influir en la capacidad de detección y la evaluación apropiada.
Las irregularidades cerca de la superficie son a menudo más
fáciles de detectar, pero pueden ser más complicadas de
clasificar según su tamaño.
K10.6 Tipo de Uniones de Soldadura y Diseño de la
Ranura. El tipo de unión de soldadura y diseño de ranura,
son factores importantes que afectan las capacidades de la
UT para detectar irregularidades.
Los siguientes son factores de diseño que pueden
causar problemas y deberán considerarse por sus posibles
efectos:
(1) Backings
(2) Ángulo en bisel
(3) Ángulos de los componentes de la unión de intercepción.
(4) Soldaduras PJP
(5) Soldaduras en T
(6) Componentes tubulares
(7) Aspereza de la superficie de la soldadura y su contorno K11. Niveles de Amplitud de la Irregularidad e Irregularidad de Clases de Soldadura Las siguientes categorías de nivel de amplitud de la
irregularidad, deberán ser aplicadas en evaluaciones de
aceptabilidad:
Nivel Descripción
1 Igual a o mayor que SSL (ver Figura K-14)
2 Entre el SSL y el DRL (ver Figura K-14)
3 Igual a o menor que el DRL (ver Figura K14)
SSL = Nivel de Sensibilidad Estándar – según Sección 6.
DRL = Nivel no considerado = Menos que el SSL Clases de Soldadura. Las siguientes clases de soldadura
deberán usarse para la evaluación de la aceptabilidad de la
irregularidad:
Clase de Soldadura Descripción
S Estructuras cargadas estáticamente D Estructuras cargadas cílclicamente R Estructuras tubulares (substituto para RT) X Conexiones tubulares en T-, Y,- K-.
K12. Criterio de Aceptación - Rechazo K12.1 Amplitud. El criterio de aceptación - rechazo de la
Tabla K-1 deberá aplicarse cuando la amplitud y longitud son
los factores principales y la altura máxima de irregularidad no
es conocida o especificada.
K12.2 Tamaño. Cuando el tamaño máximo de la irregularidad
aceptable (altura y longitud) es conocido y especificado por el
Ingeniero, el tamaño real (tanto la altura y longitud) junto con
la localización (profundidad y a lo largo de la soldadura)
363
deberán ser determinadas e informadas. La evaluación final y
la aceptación-rechazo, deberá ser por parte del Ingeniero.
K13. Preparación y Disposición de informes
Un informe deberá hacerse identificando
claramente el trabajo y el área de inspección del operador de
UT al momento del exámen. El informe, como mínimo, deberá
contener la información señalada en el formulario de muestra
de la Figura K-15. La caracterización de la irregularidad UT y
la categorización siguiente e informe deberán limitarse a
esféricos, cilíndricos y planos, solamente.
Cuando se especifique, las irregularidades
aproximadas al tamaño rechazable, particularmente aquellas
donde haya alguna duda en su evaluación, deberán ser
también informadas.
Antes que una soldadura sea sometida a UT por el
Contratista para que el Propietario acepte, todos los informes
pertinentes a la soldadura, incluyendo cualquiera que muestre
una calidad previa inaceptable anterior a la reparación,
deberá ser remitida al Propietario al término del trabajo. La
obligación del Contratista de retener los informes UT deberá
terminar (1) en la entrega de un set completo al Propietario, o
(2) un año completo después de la completación del trabajo
del Contratista, siempre que al Propietario se le entregue una
notificación por escrito.
Superficie de Scanning
364
Superficie Reflectora
Notas Generales:
���� d1 = d2 ± 0.5 mm d3 = d4 ± 0.5 mm
SP1 = SP2 ± 1mm SP3 = SP4 ± 1 mm
���� Las tolerancias de arriba deben considerarse como apropiadas. El reflector debe, en todos los casos, colocarse de una manera que permita el máximo reflejo e indicación de la UT. (Este es un comentario general para todas las notas del Anexo K.)
Figura K-1 -- Reflector de Referencia Estándar (ver K5)
Nota General: Las dimensiones deberán requerirse para ajustar las unidades de búsqueda para la trayectoria del sonido de distancias requeridas.
Figura K-2 -- Bloque de Calibración Recomendado (ver K5)
365
(A) SOLDADURA DE RANURA CON BACKING (B) SOLDADURA DE RANURA PJP
(C) SOLDADURA DE RANURA DE ESQUINA (D) SOLDADURA DE EN T
(E) SOLDADURAS DE RANURA EN T-, Y-, K-
Figura K-3 -- Reflector Estándar Típico (Ubicado en Soldadura Tipo Simulación y Soldaduras de Producción) (ver K5)
366
Nota General:
Procedimiento: (1) Coloque dos haces de ángulos similares en las unidades de búsqueda en el bloque de calibración o de tipo simulación que se utilizará en la posición que se muestra arriba. (2) El uso a través de métodos de transmisión maximiza la indicación obtenida y logra un valor dB de la indicación. (3) Transfiera las mismas dos unidades de búsqueda a la parte a ser examinada, oriente en la misma dirección en la cual se realizará el scanning, y logre un valor dB de indicaciones como se explica en las últimas tres localizaciones. (4) La diferencia en dB entre el bloque de calibración o de tipo de simulación y el promedio de lo que se obtiene de la
parte examinada debe registrarse y usarse para ajustar la sensibilidad estándar.
Figura K-4 -- Corrección de Transferencia (ver K6.1)
1°
2°
3°
4°
Figura K-5 -- Profundidad de la Onda de Compresión (Calibración del Barrido Horizontal) (ver K6.2.1)
367
DAC
Bloque Alterno
Figura K-6 -- Calibración de la Sensibilidad de la Onda de la Compresión (ver K6.2.2)
Profundidad Profundidad Profundidad
DAC
Profundidad bajo la Superficie
DAC
Retraso
Figura K-7 -- Distancia de la Onda del Corte y Calibración de la Sensibilidad (ver K6.3.1)
Ejemplo: La técnica del retardo para irregularidades entre 1.5 - 2.5 pulgadas [38.10 -63.50 mm] para una exactitud mayor en la determinación de la localización de profundidad y en la medición de la altura.
368
Onda de Escaneo pasado Compresión BMHAZ
ESMERILADO PLANO DE LA SOLDADURA ESMERILADO ENRASADO DE LA SOLDADURA
(PREFERIDO)
Escaneo Pasado BMHAZ
Ondulación del Corte Distancia Fijada
Cuando sea accesible
Cuando sea Distancia Accesible Fija
Notas Generales:
���� Destaque el scanning de lo contrario, la unidad de búsqueda deberá estar a una distancia fija de la soldadura, mientras se escanea hacia debajo de la soldadura.
���� La sección transversal de scanning se muestra. Se supone que el scanning también se efectuará completamente hacia debajo de toda la longitud de la soldadura, con un mínimo de 25% de traslape para asegurar un 100% de cobertura. Todas las posiciones de scanning mostradas pueden no requerirse para una cobertura total. Las posiciones opcionales se dan en caso de que la inaccesibilidad impida el uso de algunas posiciones.
Figura K-8 -- Métodos de Scanning (ver K7)
369
Vista Plana
A B C
Nota General: La amplitud y la profundidad son inalterables, cuando la
unidad de búsqueda se mantiene a una distancia constante de la
irregularidad y se mueve alrededor de la misma.
Figura K-9 -- Características de la Irregularidad Esférica (ver K8.2.1)
Vista Plana
A B C
La amplitud cae rápidamente mientras que se cambia la posición de la
unidad de búsqueda desde un ángulo incidente al normal con la
irregularidad.
Vista Lateral
La amplitud permanece inalterable (asumiendo calibración igual de la sensibilidad y ajuste para la atenuación), la distancia cambia con el ángulo (a menos que el calibrado sea el mismo) mientras que el sonido se mueve alrededor de la irregularidad.
El mismo ángulo
Vista Lateral
La amplitud cae rápidamente, mostrando poca o ninguna indicación de irregularidad con el mismo ángulo, pero la distancia cambia a medida que la unidad de búsqueda se mueve hacia la irregularidad y se aleja de ella.
Figura K-10 -- Características de la Irregularidad Cilíndrica (ver K8.2.2)
370
Vista Plana
Vista Lateral
La amplitud cae ligeramente al primer movimiento de la unidad de búsqueda, hasta que luego disminuye rápidamente. Una envoltura de movimiento a lo largo de la línea base, muestra la altura de la irregularidad mientras la búsqueda se mueve hacia la irregularidad y lejos de ella.
Figura K-11 -- Características de la Irregularidad Plana (ver K8.2.3)
La localización de la irregularidad es desde la superficie de scanning, mientras se mide a lo largo de la pantalla.
h = Dimensión de la altura de la Irregularidad
Figura K-12 -- Dimensión de la Altura de la Irregularidad (ver K9.2)
La amplitud cae rápidamente a medida que la posición de la unidad de búsqueda se cambia de un ángulo incidental normal con la irregularidad.
Maximizar la indicación de altura y ajustar a un valor conocido.
Mover la unidad de búsqueda hacia la irregularidad, hasta un punto donde la indicación cae rápidamente hasta la línea base. Marque o señale la ubicación.
Separar la unidad de búsqueda de la irregularidad hasta un punto donde la indicación disminuye rápidamente a la línea base. Marque o señale la localización.
371
Marca de referencia de la pieza soldada
L = Largo total de la irregularidad La localización de la irregularidad a lo largo de la soldadura es desde la marca de referencia de la pieza soldada
.
Figura K-13 -- Dimensión de la longitud de la Irregularidad (ver K9.3)
Nota General: La pantalla visual se puede marcarse para mostrar el SSL establecido durante la calibración de sensibilidad con el DRL localizado 6 dB más abajo.
Figura K-14 -- Marcas en la Pantalla Visual (ver K11)
Mueva la unidad de búsqueda al extremo de C y repetir B, anterior. El largo de la indicación (L) es la distancia entre ambas marcas.
Determine la orientación de la irregularidad y la altura de la indicación mínima y máxima.
Mueva la unidad de búsqueda al extremo de la unidad B, hasta que la indicación disminuya a la mitad de la altura, cerca del extremo. Señale la superficie de scanning adyacente a la marca de referencia del haz del centro, de la unidad de búsqueda.
372
Página de
Proyecto Informe No. I.Soldadura Espesor Clase
Procedimiento UT No. Técnica
Instrumento UT U. búsqueda: No. Ángulo Frecuencia Tamaño
RESULTADO (identificar y describir cada irregularidad)
No. Localización desde Nivel de la
Amplitud Longitud Altura Comentarios
Gráfico (identificar cada irregularidad listada arriba)
Técnica NDT Contratista
Fecha Examinada Aprobación
Fecha de Aprobación
Figura K-15 -- Informe de UT (Procedimiento Alternativo) (ver K13)
373
Tabla K-1 Criterio de Aceptación-Rechazo (ver K12.1)
Longitudes Máximas de la Discontinuidad por Clases de Soldadura Nivel máximo logrado de
la Amplitud de la
Irregularidad
Cargada
Estáticamente Cargada Cíclicamente Clase Tubular R Clase Tubular X
Nivel 1 - Igual o mayor
que SSL (ver K6.1 y
Figura K14)
5dB sobre SSL =
ninguno permitido 0 a
5 dB y mayores SSL
= 3/4 pulgadas
[20mm]
5dB sobre SSL =
ninguno permitido 0 a 5
dB y mayores SSL = 1/2
pulgadas [12mm]
Ver Figura 6.7 Ver Figura 6.8
(utiliza altura)
Nivel 2 - Entre el SSL y el
DRL (ver Figura K14)
2 pulgadas [50mm] Mitad ½ de soldadura =
2pulgadas [50mm]
Tope y fondo 1/4 de
soldadura ¾ pulgadas
[20mm]
Ver Figura 6.7 Ver Figura 6.8
(utiliza altura)
Nivel 3 - Igual a o menor
que el DRL (ver Figura K-
14)
No considerar (cuando esté especificado por el Ingeniero, registre información)
374
Anexo L Parámetro Alfa Ovalizador
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información)
La Figura L-1 entrega una formula y define los términos
usados para la composición de un valor del parámetro
alfa α de ovalización de la cuerda cuando se diseñan
uniones tubulares multiplanares. Los valores de alfa
obtenidos son compatibles tanto con el diseño de
resistencia estática (Tabla 2.9) y el de fatiga (Nota 5 y
Tabla 2.6) usando el formato de corte por troquelado.
Alfa es evaluada separadamente para cada
componente secundario para lo cual el corte por
troquelado se revisa (“soporte de referencia”), y para
cada caso de carga, se realiza una suma para todos los
soportes presentes en el nodo, cada vez que alfa es
evaluada. En la suma, el término coseno expresa la
influencia de soportes como una función de posición
alrededor de la circunferencia, y el término de
desmoronamiento exponencial expresa la influencia de
los soportes de los equipos a medida que la distancia L1
aumenta; estos términos son ambos unidad para el
soporte de referencia que aparece de nuevo en el
denominador. En estructuras de espacios complejos, el
calculo repetitivo puede ser incorporado dentro de un
post procesador para el diseño de uniones para el
análisis del diseño computarizado.
Para cálculos a mano, el diseñador podría
preferir las formas más simples de alfa dadas en la
Tabla 2.9. Sin embargo, estas no cubren los casos
multiplanares donde puedan aplicarse valores mayores
de alfa (por ejemplo, 3.8 para una unión transversal tipo
cubo con 4 componentes secundarios), y requiere una
clasificación de tipo de uniones un tanto arbitrarias. Para
uniones cuyo patrón de carga corresponde dentro de los
casos estándar (por ejemplo, parte de la carga es
transportada como en una unión en K y otra parte como
una unión en T) los valores interpolados de alfa deberán
determinarse. Alfa computada deberá cuidar de esto
automáticamente.
� P seno o coseno )6.0/(2 yze−φ
Todos los componentes secundarios en una unión.
[P sen ø] Componente secundario de referencia para la cual se aplica �
(Tensión Positiva)
Figura L-1 – Definición de Términos para Alfa Computada
Componente secundario de referencia para miembros para los cuales se aplica �.
375
376
Anexo M Metales Base Aprobados por el Código y Metales de Aporte que requieren Calificación
según la Sección 4
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información)
Los aceros listados en el Anexo M pueden ser utilizados, siempre que la calificación WPS esté en conformidad
con la Sección 4. Esta prueba WPS deberá usar los metales de aporte correspondientes y las limitaciones de
precalentamiento y de temperatura y entre pasadas. Otros metales de aporte y temperaturas pueden utilizarse con la
aprobación del Ingeniero y la calificación del WPS, en conformidad con la Sección 4 (ver Tabla 4.8 para la calificación de
otros aceros aprobados por el código).
377
382
Anexo O Propiedades de Resistencia de Metal de Aporte
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información) La información contenida en este Anexo está copiada de la especificación apropiada A5. Los valores mostrados
aquí son solo propósitos de referencia y otros variables de procesos deberán ser controlados para lograrlos.
Nota: Las versiones métricas de estos electrodos se describen en las versiones A5M de las especificaciones apropiadas.
AWS A5.1-91, Especificación para Electrodos de Acero al Carbono
para Soldadura al Arco con Metal Protegido
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
(ksi) (ksi)
Nota General: n/s = no especificado.
383
AWS A5.5-96, Especificación para Electrodos de Acero de Baja Aleación
para Soldadura al Arco con Metal Protegido
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
384
AWS A5.5-96, Especificación para Electrodos de Acero de Baja Aleación
para Soldadura al Arco con Metal Protegido (continuación)
Clasificación AWS esfuerzote Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
AWS A5.17-97, Especificación para Electrodos de Acero de Carbono
y para Soldadura al Arco Sumergido
Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Clasificación del Fundente
Nota general: La letra “X” usada en varios lugares en las clasificaciones en esta tabla se refiere, respectivamente, a la condición del tratamiento térmico, la resistencia del metal de soldadura y la clasificación del electrodo.
AWS A5.18-93, Especificación para Metales de Aporte de Acero al Carbono
para Soldadura al Arco con Gas con Metal
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Notas Generales:
• n/s = no especificado. • La “X” final mostrada en la clasificación, representa a “C” o “M”, la cual corresponde al gas de protección con el cual se clasifica el electrodo.
385
AWS A5.20-95, Especificación para Electrodos de Acero al Carbono
para Soldadura al Arco con Fundente Protejido
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Nota General: n/s = no especificado.
AWS A5.23-97, Especificación para Electrodos de Acero de Baja Aleación
y Flujos para Soldadura al Arco Sumergida
Clasificación de Combinación Refuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Nota general: La letra “X” usada en varios lugares en las clasificaciones en esta tabla significa, respectivamente, la condición del tratamiento térmico, la resistencia del metal de soldadura, y la clasificación del electrodo.
386
AWS A5.28-96, Especificación para Electrodos de Carbón de Acero
para Soldadura al Arco de Metal Protegido
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Nota General: n/s = no especificado.
387
AWS A5.29:1998, Especificación para Electrodos de Acero
de Baja Aleación para Soldadura al Arco Protegido con Fundente
Clasificación AWS Esfuerzo de Tensión Nominal Límite de Fluencia Nominal
Nota General: n/s = no especificado.
388
Anexo P
Sección 2 Reorganización
(Este Anexo no es parte de AWS D1.1/D1.1M:2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero está incluido solo para propósitos de información)
389
El Anexo P describe los números de la nueva sub-sección para las estipulaciones en la Sección 2 y su
comentario que resulta de la reorganización para esta edición. Las estipulaciones del AWS D1.1:2000 están listadas en
secuencia en la columna del lado izquierdo; las estipulaciones análogas AWS D1.1/D1.M:2002 están identificadas en la
columna del lado derecho. Por favor tome en cuenta que este Anexo no se repita en las siguientes ediciones.
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391
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393
Comentario sobre el Código de Soldadura Estructural-Acero
Edición #13
Preparado por
AWS D1 “Comité de Soldadura Estructural”
Bajo la Dirección del Comité de Actividades Técnicas de AWS.
Aprobado por la Directiva de AWS
394
395
Prólogo
(Este Prólogo no es parte del Comentario del AWS D1.1/D1.1M: 2002, Código de Soldadura Estructural Acero, pero
está incluido sólo para propósitos de información)
Este Comentario del AWS D1.1/D1.1M: 2002 se preparó para lograr una mejor comprensión en aplicación del
Código para soldaduras en construcciones de acero.
Ya que el Código está escrito en forma de especificación, no puede presentar material de apoyo o discutir las
intenciones del Comité de Soldadura Estructural; es función de este Comentario el llenar esa necesidad.
Se ofrecen sugerencias para la aplicación, así como la clarificación de los requerimientos del Código, con un
énfasis específico en secciones nuevas o revisadas que puedan ser menos familiares para el usuario.
Desde la publicación de la 1ª edición del Código, la naturaleza de las preguntas dirigidas a la Asociación
Americana de Soldadura (AWS) y al Comité de Soldadura Estructural, ha indicado que existen algunos requerimientos
en el Código que son, difíciles de entender o no lo suficientemente específicos, y otros que parecen ser demasiado
conservadores.
Deberá reconocerse que la premisa fundamental del Código es proporcionar estipulaciones generales
aplicables a cualquier situación y para dejar suficiente amplitud para el ejercicio del juicio del Ingeniero.
Otro punto a reconocer es que el código representa la experiencia colectiva del comité y aunque algunas
estipulaciones parecen ser demasiado conservadoras, ellas se han basado en la práctica de ingeniería de buena
calidad.
El Comité cree, por lo tanto, que un comentario es el medio más apropiado para clarificar tanto como para
interpretar adecuadamente muchos de los requerimientos del código. Obviamente, la envergadura del comentario tuvo
que imponer algunas limitaciones con respecto al alcance de la cobertura.
Este Comentario no intenta entregar antecedentes históricos del desarrollo del Código, tampoco se intenta
entregar un resumen detallado de los estudios y de la investigación de datos revisada por el Comité para informar las
estipulaciones del Código.
Generalmente, el código no trata consideraciones diseñadas tales como carga y el cálculo de tensiones con
el fin de proporcionar los componentes que llevan la carga de la estructura y sus conexiones. Tales consideraciones se
asumen que están cubiertas en otra parte: en un Código de Construcción General, especificaciones de puentes o
documentos similares.
Como excepción, el Código si informa sobre tensión permisible en soldadura, estipulaciones de fatiga para
soldaduras, en estructuras cíclicamente cargadas y estructuras tubulares, y limitaciones de esfuerzo para conexiones
tubulares. Estas estipulaciones están relacionadas con las propiedades particulares de conexiones soldadas.
El Comité ha procurado producir un documento útil en lenguaje apropiado, forma y cobertura para la
soldadura en construcción de acero. El código entrega un medio para establecer las normas de soldadura para el uso
en diseño y construcción para el Propietario o el representante designado por el Propietario. El código incorpora
estipulaciones para la regulación de la soldadura que se consideran necesarias para la seguridad pública.
El comité recomienda que el Propietario o el representante del Propietario se guíen por el comentario con
respecto a la aplicación del código a la estructura soldada. El comentario no intenta complementar los requerimientos
del código, sino, solo entregar un documento útil para la interpretación y aplicación del código; ninguna de sus
estipulaciones son obligatorias.
La intención del Comité de Soldadura Estructural es revisar el comentario sobre una base regular, de modo
que el comentario sobre cambios al código puedan ser proporcionados pronto al usuario. De esta manera, el
comentario siempre estará actualizado con la edición del Código de Soldadura Estructural Acero, con el cual está
unido.
Los cambios en el comentario se indican subrayándolos. Cambios a las ilustraciones se indican con una línea
vertical en el margen.
396
Comentario sobre el
Código de Soldadura Estructural de Acero
C1. Requerimientos Generales
397
C1.1 Alcance
El Código de Soldadura Estructural-Acero,
de aquí en adelante referido como el Código, entrega
los requerimientos de soldadura para la construcción
de estructuras de acero. Se intenta que sea
complementar; a cualquier código general o
especificación para el diseño y construcción de
estructuras de acero.
Cuando se use el código, para otras
estructuras, los Propietarios, arquitectos e Ingenieros,
deberían reconocer que no todas las estipulaciones
podrán ser aplicables o apropiadas para su estructura
particular. Sin embargo, cualquier modificación del
código que se considere necesaria por estas
autoridades deberá hacer una clara referencia sobre
el acuerdo contractual entre el Propietario y el
Contratista.
C1.2 Limitaciones
El código fue específicamente desarrollado
para estructuras de acero soldadas que utilizan
carbón o aceros de baja aleación que sean de 1/8 in.
[3 mm] o de mayor espesor con un límite de fluencia
mínima especificada de 100 ksi [690 MPa] o menor. El
código puede ser apropiado para dirigir fabricaciones
estructurales mas allá del alcance del propósito
intencionado. Sin embargo, el Ingeniero deberá
evaluar tal conveniencia, y basado en tales
evaluaciones, incorporar en los componentes del
contrato cualquier cambio necesario a los
requerimientos del código para dirigirse a los
requerimientos específicos de la aplicación que está
fuera del alcance del código. El Comité de Soldadura
Estructural alienta al Ingeniero a considerar la
aplicabilidad de otros códigos AWS D1 para
aplicaciones que involucren aluminio (D1.2), láminas
de acero de espesor igual a o menor que 3/16
pulgadas [5 mm] (D1.3), acero de refuerzo (D1.4) y
acero inoxidable (D1.6). La AASHTO/AWS D1.5
Código de Soldadura de Puentes fue específicamente
desarrollada para componentes de soldadura de
puentes de autopista y se recomienda para esas
aplicaciones.
C1.3.1 Ingeniero. El código no define al Ingeniero en
términos de educación, registro profesional, licencia
profesional, área de especialización u otro criterio. El
código no entrega una prueba de competencia o
habilidad del Ingeniero. Sin embargo, la suposición a
través del código ya que se refiere a
responsabilidades y autoridades asignadas al
Ingeniero es que el individuo sea competente y capaz
de ejecutar estas responsabilidades. Los códigos de
construcción aplicables pueden tener requerimientos
que se puedan cumplir por parte del Ingeniero. Estos
requerimientos pueden incluir, pero no limitarse al
cumplimiento con las leyes jurisdiccionales locales y
regulaciones que guíen la Práctica de Ingeniería.
C1.3.3.1 Inspector del Contratista. En ediciones
pasadas de este código, el término “inspector de
fabricación y montaje” se usaba para designar al
individuo, que supervisaba el trabajo del Contratista.
Las responsabilidades específicas del Inspector del
Contratista se definen en 6.1. En algunas industrias
esto puede llamarse “control de calidad” o “Inspección
QC”.
C.1.3.3.2 Inspector de Verificación. Los deberes del
Inspector de Verificación son identificados por el
Ingeniero. El Ingeniero tiene la responsabilidad de
determinar si se requerirá o no de un Inspector de
Verificación para un proyecto específico, y cuando se
requiera definirá las responsabilidades de tal
Inspector. En algunas industrias, este tipo de
inspección se llama “Aseguramiento de Calidad” o
inspección “QA”. Los códigos de construcción pueden
especificar los requerimientos de inspección de la
verificación. El Ingeniero deberá, entonces, identificar
dichos requerimientos en los documentos de contrato.
C1.3.3.3 Inspector(es) sin modificación. Cuando la
palabra “Inspector” se usa sin el término modificador
“Contratista” o “Verificación”, la estipulación es
igualmente
aplicable a ambos tipos de Inspectores (ver 6.1.4
como ejemplo).
C1.3.4 OEM (Fabricante del Equipo Original). Las
industrias principales y aplicaciones dirigidas por este
código incluyen entidades típicamente separadas, que
se ajustan dentro de las amplias categorías de
Contratista e Ingeniero. Para algunas aplicaciones de
este código una entidad funciona al mismo tiempo
398
como Ingeniero y Contratista. En este código se
refiere a esto como un (OEM) (Fabricante del Equipo
Original). Los ejemplos podrían incluir sistemas de
construcciones metálicas, equipos skids y
plataformas, sistemas de almacenamiento de material,
torres de transmisión, postes de luz y estructuras de
propaganda. Para estas situaciones los documentos
del contrato deberán definir como se manejan las
diversas responsabilidades. Por definición, este
código separa las funciones del Ingeniero de las del
Contratista, y aún así, se combinan para aplicaciones
del OEM. Existen muchas disposiciones posibles, pero
las siguientes categorías generales involucran muchos
ejemplos de aplicaciones de OEM:
� OEM 1 – El OEM asume la responsabilidad del
“productos listos para ser utilizados” y el Propietario
no está involucrado en asuntos de ingeniería o
inspección.
� OEM 2 – Un producto listo para ser utilizado se
entrega, pero el Propietario suministra sus propios
Inspectores de verificación quién reporta los hallazgos
al Propietario.
� OEM 3 – Los deberes del Ingeniero definidos por el
código están dirigidos a OEM y al Ingeniero del
Propietario.
Para manejar cada una de las situaciones
precedentes, se incluyen abajo ejemplos de posibles
lenguajes establecidos. Estos deberán revisarse para
estar seguro que sean aplicables a la situación
específica.
Lenguaje de muestra para OEM 1:
“D1.1 deberá usarse. El Ingeniero del
Contratista deberá asumir las responsabilidades del
Ingeniero como se definió en 1.3.1. Las desviaciones
de los requerimientos del código como tal se
describen en 1.4.1, no se permitirán”.
Lenguaje de muestra para OEM 2:
“D1.1 deberá usarse. El Ingeniero del
Contratista deber asumir las responsabilidades del
Ingeniero como se definió en 1.3.1, excepto todas las
referencias al “Ingeniero” en la Sección 6 significarán
al “Propietario”. La inspección de la verificación será
como se determinó por parte del Propietario, y la
Inspección de la Verificación deberá informar los
resultados al Propietario. Además, las decisiones que
sean tomadas por el Ingeniero del Contratista que
requieran cambios al código escrito en 1.4.1 deberán
someterse a la aprobación del Propietario”.
Lenguaje de muestra para OEM 3:
Un lenguaje no-específico sugerido, se
entrega aquí porque la cantidad de cambios es muy
grande. Se alienta al usuario a mirar cada referencia
del Ingeniero y resolver como manejar cada situación.
Como un ejemplo, los contenidos de las Secciones 1,
2 y 6 podrán asignarse al Ingeniero del Propietario y
las responsabilidades de las Secciones 3, 4, 5 y 7
asignadas al Ingeniero del Contratista.
C1.3.6.2 Should (debería). Las estipulaciones
“debería” son aconsejables (ver 5.29 por ejemplo – los
golpes de arco deberían evitarse, pero no están
prohibidos). Sin embargo, si ellos están presentes,
“deberán” (por ejemplo, se requieren para) eliminarse.
Ciertas estipulaciones del código son
opciones que se dan al Contratista (ver 5.27 como un
ejemplo donde (puede) permitirse el martillado pero no
(deberá) requerirse en capas intermedias de la
soldadura).
C1.4.1 May (puede). Algunas estipulaciones del
código no son obligatorias, a menos que el Ingeniero
las invoque en los documentos del contrato.
C1.4.1 Responsabilidades. El Ingeniero es
responsable al momento de la preparación de los
contratos para entregar recomendaciones al
Propietario o autoridades contratistas con respecto a
la apropiabilidad del código para cumplir con los
requerimientos particulares de una estructura
específica. El Ingeniero puede cambiar cualquier
requerimiento del código, pero la base para tales
cambios deberá estar bien documentada y tomar en
consideración la apropiabilidad del servicio utilizando
experiencias pasadas, evidencia experimental o
análisis de ingeniería, considerando el tipo de
material, efectos de carga y factores ambientales.
El Ingeniero puede recomendar, de vez en
cuando, durante el curso del proyecto cambios
adicionales a las estipulaciones del código para el
bien del proyecto. Tales cambios deberán
399
documentarse. El efecto en la relación contractual
debería resolverse entre las partes involucradas.
Se involucran ejemplos comunes de
modificaciones del código permitidas por el contrato
para la resolución de dificultades imprevistas del
proyecto, el manejo de no-conformidades menores, y
manejar temas específicos de violación del código.
Por ejemplo, la aceptación de una no-conformidad
menor con la debida consideración de los
requerimientos de servicio pueden ser más deseables
para el proyecto total una reparación obligatoria que
resultará en total conformidad con el código, pero un
producto final menos deseable.
La premisa fundamental del código es
entregar estipulaciones generales aplicables a la
mayoría de las situaciones. El criterio de aceptación
para la producción de soldaduras, diferentes de
aquellas especificadas en el código pueden utilizarse,
pero debería haber una base de tal criterio alternativo
de aceptación, como experiencias anteriores,
evidencia experimental o análisis de ingeniería.
Después que el contrato se otorga, el
Ingeniero puede cambiar los requerimientos del
código, pero los cambios deberán documentarse y
acordarse entre las partes involucradas. El Ingeniero
no podrá modificar o cambiar unilateralmente
cualquier estipulación del código después que el
contrato sea otorgado sin crear un conflicto potencial
con las condiciones del contrato. Estos tipos de
modificaciones deberían acordarse mutuamente entre
las partes involucradas para manejar
satisfactoriamente circunstancias inesperadas.
C1.4.1(1) Ciertas estipulaciones del código son
obligatorias sólo cuando sean especificadas por el
Ingeniero. Esto se requiere por el código para hacerse
en documentos del contrato.
C1.4.1(2) El Ingeniero tiene la autoridad y la
responsabilidad de determinar cual NDT (si la hubiera)
será especificada para un proyecto específico.
El Ingeniero deberá tomar en consideración
las consecuencias de la falla, la aplicabilidad del
proceso de inspección de las soldaduras específicas y
eliminar las limitaciones de los métodos especificados
de NDT y extensión de ella.
C1.4.1(3) La inspección de verificación no es
requerida por el código y, si se usara, se requiere
según el código, que sea especificada por el Ingeniero
(ver 6.1.2.2). El Ingeniero puede elegir no tener
ninguna inspección de verificación, la inspección de
verificación de sólo una parte de la fabricación, o
inspección, de la verificación que remplace totalmente
la inspección del Contratista. Sin embargo, cuando el
Ingeniero elija eliminar la inspección del Contratista, el
Ingeniero deberá estar conciente de que hay un gran
número de responsabilidades asignadas al Inspector
del Contratista que incluyen actividades que pueden
no ser tradicionalmente consideradas como parte de
la inspección de verificación (ver 6.1.2.1, 6.2, 6.3, 6.5
y 6.9). Estas actividades son importantes para el
control de la calidad de la soldadura. No deberá
asumirse que el NDT, no importa cuan extenso sea,
eliminará la necesidad de control de estas actividades.
C1.4.1(5) La fractotenacidad para metal de soldadura,
metal base y/o ZAT no es obligatoria según este
código. Tales requerimientos, cuando sea necesario,
se requieren por el código para que sean
especificados en los documentos del contrato.
C1.4.1(6) El código contiene estipulaciones para
aplicaciones no tubulares cargadas estáticamente y
cíclicamente. El criterio para tales fabricaciones
difiere, y como tal, la forma de acero aplicable y
condiciones de carga requieren que sean
especificadas por el código en los documentos del
contrato.
C1.4.1(7) Para aplicaciones OEM (ver 1.3.4) algunas
de las responsabilidades del Ingeniero son efectuadas
por el Contratista. El código requiere que los
documentos del contrato defina estas
responsabilidades (ver C1.3.4).
C1.4.1(8) El Ingeniero es responsable de especificar
los requerimientos adicionales de fabricación e
inspección que no son necesariamente referidos en el
código. Estos requerimientos adicionales pueden ser
necesarios para condiciones tales como: temperaturas
operativas extremas (caliente o fría) de la estructura,
requerimientos de fabricación de material, etc.
C1.4.2 Responsabilidades del Contratista. La lista
abreviada en 1.4.2 resalta las principales áreas de las
responsabilidades del Contratista, y no está completa.
400
Las responsabilidades para los Contratistas están
contenidas en todo el código.
C1.4.3 Inspección de Verificación. La lista abreviada
en 1.4.3 resalta las principales áreas de
responsabilidad para los diversos inspectores y no
está completa. La Sección 6 resalta responsabilidades
específicas
401
401
C2. Diseño de Conexiones Soldadas
C2.2.2 Requerimientos de la Fracto-Tenacidad. La
fracto-tenacidad es una propiedad del material que entrega
una medida de su sensibilidad a la resistencia. La prueba
CVN es el método más común de medición de fracto-
tenacidad. Otras pruebas están disponibles y pueden ser
más confiables, pero también son más complejas y caras.
No se justifican medidas más precisas de resistencia, a
menos que se usen en el diseño los métodos mecánicos
de fractura.
La demanda de resistencia depende del tipo de
carga, índice de aplicación de la carga, temperatura y otros
factores. La redundancia y las consecuencias de la fractura
también pueden considerarse para determinar los
requerimientos de la prueba CVN para una unión de
soldadura. Muchas aplicaciones no requieren una medida
de fracto-tenacidad. En aplicaciones donde se requiere un
valor mínimo de la prueba CVN, como la especificación de
la clasificación de un metal de aporte que incluye los
valores de la prueba CVN, puede ser suficiente. Muchas
clasificaciones del metal de aporte están disponibles que
entregan el criterio de la prueba CVN. La mayoría de los
metales de aporte que se usan en aplicaciones
estructurales en terreno no son probados según los valores
de la prueba CVN. De los metales de aporte que se
prueban para los valores de la prueba CVN y se usan en
aplicaciones estructurales, el más común cumple con 20 ft-
lb a -20° o 0° F [27 J a -29° o -18° C]. En casos más
severos, los WPS pueden calificarse para cumplir con los
valores de la prueba CVN. Debería reconocerse que el
criterio de prueba CVN en el metal de aporte o en una
calificación WPS se relaciona con la susceptibilidad de
resistencia del material pero no es una medida precisa de
la propiedad del material en una unión de producción. El
objetivo de la mayoría de los requerimientos de la prueba
CVN es asegurar que el material no está en su nivel más
bajo de fracto-tenacidad en la temperatura de servicio de la
estructura.
Los perfiles estructurales y planchas han sido
estudiadas y el resultado de la prueba CVN en valores de
15 ft-lbs [20 J] o más altos a 40° F [4° C]. Estos estudios
fueron efectuados a petición de los productores de fresado
para demostrar que las pruebas CVN del metal base eran
innecesarias para la mayoría de las aplicaciones en
construcción (ver Referencia 30). Las sub-secciones 4.7.1,
C2.4.2.2, C4.12.4.4 y el Anexo III contienen información
acerca de los valores de la prueba CVN (ver también
Control de Fractura y Fatiga en Estructuras, Barson y
Rolfe).
C2.2.4 Tamaño y Longitud de la Soldadura: el Ingeniero
que prepara los planos de diseño del contrato no puede
especificar la profundidad de la ranura “S” sin conocer el
proceso de soldadura y la posición de la soldadura. El
código es explícito en estipular que solo el tamaño de la
soldadura “(E)” debe especificarse en los planos de diseño
para soldaduras de ranura PJP (ver 2.2.5.1). Esto permite
al Contratista producir el tamaño de la soldadura asignando
una profundidad de preparación de la ranura mostrada en
los planos de taller, según se relacionan con la elección del
Contratista del proceso de soldadura y su posición
La penetración de la raíz generalmente
dependerá del ángulo en la raíz de la ranura, en
combinación con la abertura de la raíz, la posición de la
soldadura y el proceso de soldadura. Para uniones que
usen soldaduras en bisel y ranuras V, estos factores
determinan la relación entre la profundidad de la
preparación y el tamaño de la soldadura para soldaduras
de ranura precalificadas de penetración parcial .
El refuerzo de las soldaduras de filete depende
del tamaño de la garganta; sin embargo, el tamaño de la
pierna (lado) de las soldaduras de filete es la dimensión
más útil mensurable para la ejecución del trabajo. Tanto en
los documentos del contrato como en planos de taller
cuando las partes unidas se encuentran en un ángulo entre
80° y 100°, el tamaño efectivo se toma para que sea la
dimensión de la garganta de una soldadura de filete de 90°,
y está diseñada en los documentos del contrato y en los
planos de taller como tamaño de la pierna (lado).
En el lado del ángulo agudo de uniones en T
significantemente oblicuas [ver Figura 3.11 (A), (B) y (C)],
la relación entre el tamaño de la pierna (lado) y la garganta
efectiva es compleja. Cuando las partes se encuentran en
ángulos menores que 80° o mayores que 100°, los
documentos del contrato muestran la garganta efectiva
requerida para proporcionar las condiciones de diseño y los
planos de taller muestran el tamaño de la pierna (lado)
requerida para proporcionar la garganta específica efectiva.
Cuando el ángulo agudo está entre 30° y 60°, el
tamaño efectivo de la soldadura depende de la reducción
de pérdida Z [ver Figura 3.11 (D)] la cual es dependiente
402
del proceso y posición de la soldadura. Especificando solo
el tamaño de la garganta efectiva requerida para satisfacer
las condiciones del diseño en los documentos del contrato
le permite al fabricante utilizar procesos de soldadura
apropiados a su equipo y práctica, para indicar su intención
e instrucciones para los WPS apropiados, y los símbolos
en los planos de taller.
C2.2.5.4 Detalle de Dimensiones Precalificadas. Los
antecedentes y las bases para la precalificación de uniones
se explican en C3.2.1. Los diseñadores y expertos en
detallamiento deberían notar que la precalificación de las
geometrías de la unión se basa en condiciones aprobadas
satisfactoriamente de forma, tolerancias, posición de la
soldadura y acceso a una unión entre los elementos de la
plancha para que un soldador calificado deposite metal de
soldadura de buena calidad, bien fundido al metal base.
Otras consideraciones de diseño importantes para la
apropiabilidad de una unión particular para una aplicación
particular no son parte del status precalificado. Tales
consideraciones incluyen, pero no se limitan
necesariamente a:
(1) el efecto de restricción impuesto por la rigidez del
metal base conectado en una contracción de metal de
soldadura.
(2) el potencial para provocar un desgarro laminar por
grandes depósitos de soldadura bajo condiciones de
restricción en el metal base pensionado en la
dirección de todo el espesor,
(3) las limitaciones del acceso del soldador a la unión
para un posicionamiento y manipulación apropiados
del electrodo impuesto por el metal base cercano,
pero no parte de la unión,
(4) el potencial para el estado de tensiones biaxiales o
triaxiales en las soldaduras que se intersectan,
(5) las limitaciones en el acceso para permitir
inspecciones UT o RT confiables,
(6) efecto de las tensiones residuales por contracción de
la soldadura.
(7) el efecto en la distorsión de soldaduras más grandes
de lo necesario.
C2.3.2.5 Longitud Máxima Efectiva. Cuando las
soldaduras de filete longitudinales paralelas a la tensión se
usan para transmitir la carga al extremo de un componente
cargado axialmente, las soldaduras se llaman "cargadas al
extremo". Los ejemplos típicos de tales soldaduras podrían
incluir, pero no se limitan necesariamente a, las uniones de
traslape soldadas longitudinalmente al extremo de
componentes cargados axialmente, soldaduras que unen
atiesadores de soporte, soldaduras que unen atiesadores
transversales a las vigas de alma llena diseñadas
basándose en el campo de acción de la tensión y casos
similares. Ejemplos típicos de soldaduras de filete
cargadas longitudinalmente que no se consideran que
tengan una carga al extremo, pero están limitadas a
soldaduras que conectan planchas o perfiles para formar
secciones transversales construidas en las cuales la fuerza
de corte se aplica para cada incremento de longitud de
tensión de la soldadura dependiendo de la distribución de
la carga de corte en el largo del componente, las
soldaduras unen ángulos de conexión de viga principal y
las planchas de corte, porque el flujo de la fuerza de corte
desde la viga principal o de la viga de alma llena hasta la
soldadura es esencialmente uniforme a través del largo de
la soldadura, esto es, la soldadura no está cargada en el
extremo, a pesar del hecho de que esté cargada paralela al
eje de la soldadura. Tampoco se aplica el factor de
reducción a las soldaduras que unen los atiesadores a las
bridas de unión diseñadas en base al corte de viga
convencional porque los atiesadores y las soldaduras no
están sujetas a la tensión axial calculada, pero solo sirve
para mantener la brida de unión plana.
La distribución de la tensión a través en toda la
longitud de las soldaduras de filete cargadas al extremo
están lejos de ser uniformes y dependen de las complejas
relaciones entre la rigidez de la soldadura longitudinal de
filete, relacionado con la rigidez de los metales base
conectados. Más allá de alguna longitud, no es formal
asumir que el promedio de tensión en el largo total de la
soldadura puede tomarse como igual a la tensión
permisible total. La experiencia ha mostrado que cuando la
longitud de la soldadura es igual a aproximadamente 100
veces el tamaño de la soldadura o menor, es razonable
asumir que el largo efectivo es igual al largo real. Para
longitudes de soldadura mayores que 100 veces el tamaño
de la soldadura, el largo efectivo debe tomarse menor que
el largo actual. El coeficiente de reducción, β,
proporcionado en 2.3.2.5 es el equivalente (en unidades y
terminología americana) del Eurocode 3, el cual es una
aproximación simplificada para formulas exponenciales,
desarrollada por estudios de elementos finitos y pruebas
efectuadas en Europa durante muchos años. El criterio
403
está basado en una consideración combinada del refuerzo
final para las soldaduras de filete con un tamaño de la
pierna (lado) menor que 1/4 pulgadas [6 mm] y en juicios
basados en el límite de servicio ligeramente menor que
1/32 pulgadas [1 mm] el desplazamiento al final de la
soldadura para aquellas con un tamaño de la pierna (lado)
de 1/4 in. [6 mm] y mayores. Matemáticamente, la
multiplicación de la longitud actual por el factor β lleva a
una expresión, la cual implica que la longitud efectiva
alcanza un máximo cuando la longitud actual es
aproximadamente 300 veces el tamaño de la pierna (lado);
por lo tanto la longitud máxima efectiva de una soldadura
de filete cargada al extremo, se toma como 180 veces el
tamaño de la soldadura de la pierna.
C2.5.1 Tensiones Calculadas. Se intenta que las
tensiones calculadas se comparen con las tensiones
permisibles que sean tensiones nominales determinadas
por métodos de análisis apropiados y no tensiones de "hot
spot" (puntos calientes), los cuales pueden determinarse
por un análisis de elementos finitos, usando una malla más
fina que un pié aproximadamente. Algunas
especificaciones de diseño aplicables que invocan,
requieren que ciertas uniones están diseñadas para
proporcionar, no solo para las fuerzas calculadas debido a
las cargas aplicadas, sino también por un cierto porcentaje
mínimo del refuerzo del componente, sin tomar en cuenta
la magnitud de las fuerzas aplicadas a la unión. Ejemplos
de tales requerimientos se encontrarán en las
especificaciones AISC.
C2.5.2 Tensiones Calculadas Debido a la Excentricidad.
Las pruebas han demostrado que el equilibrio de las
soldaduras cerca del eje neutro de un ángulo único o
componente de doble ángulo, o miembros similares no
aumentan la capacidad de carga de la conexión. Por lo
tanto, se permiten soldaduras no-equilibradas. Debe
destacarse que los coronamientos no son necesarios, ya
que los desgarros no son problemas (ver Figura 2.1).
C2.5.4 Tensiones Permisibles del Metal de Soldadura.
La filosofía que conllevan las estipulaciones del código
para tensiones en soldaduras pueden describirse por los
siguientes principios:
(1) El metal de soldadura en soldaduras de ranura CJP
sujetas a esfuerzos por tensiones normales al área efectiva
deberían tener propiedades mecánicas muy comparables a
las del metal base. Esto en efecto, proporciona una
soldadura de sección transversal no reducida casi
homogéneas de modo que los esfuerzos usados para
proporcionar a las partes del componente puedan usarse y
adyacentes al metal de soldadura depositado. Para las
tensiones resultantes de otras direcciones de carga se
pueden usar metales de soldadura de menor resistencia,
siempre que se cumpla con los requerimientos de
resistencia.
(2) Para soldaduras de filete y soldaduras de ranura
PJP, el diseñador tiene gran flexibilidad para escoger las
propiedades del metal de soldadura si se comparan con los
componentes que están siendo unidos. En la mayoría de
los casos, la fuerza que va a transferirse mediante esta
soldadura es menor que la capacidad de los componentes.
Tales soldaduras se proporcionan para la fuerza que se va
a transferir. Esto puede lograrse con un metal de soldadura
de menor resistencia que el metal base, siempre que el
área de la garganta sea adecuada para soportar la fuerza
entregada. Debido a la mayor ductilidad del metal de
soldadura de menor resistencia, esta elección puede ser
preferible.
Una tensión de trabajo igual a 0.3 veces el esfuerzo por
tensión del metal de aporte, designado por la clasificación
del electrodo, aplicada a la garganta de una soldadura de
filete, se ha demostrado a través de pruebas (Referencia
31) para proporcionar un factor de seguridad del rango de
2.2 para fuerzas de corte paralelas al eje longitudinal de la
soldadura, de 4.6 para fuerzas normales al eje bajo carga
de servicio. Esta es la base para los valores dados en la
Tabla 2.3.
(3) Las tensiones en la garganta efectiva de las
soldaduras de filete siempre se consideran ser corte.
Aunque una resistencia a la falla de soldaduras de filete
cargadas perpendicularmente a su eje longitudinal es
mayor que las soldaduras de filete cargadas paralelamente
a este eje, no se han asignado mayores capacidades de
carga en la Tabla 2.3 para soldaduras de filete con carga
normal a su eje longitudinal.
Un criterio alternativo que permite mayores tensiones
permisibles para soldaduras de filete cargadas
oblicuamente al eje longitudinal de la soldadura, se
entregan en 2.5.4.2.
(4) La capacidad de soportar carga de cualquier
soldadura se determina por las más bajas capacidades
404
calculadas en cada plano de transferencia de tensión.
Estos planos para corte en soldaduras de filete y de ranura
se ilustran en la figura C2.2.
(a) Plano 1-1, en el cual la capacidad puede está
gobernada por el corte de tensión permisible por
el material "A"
(b) Plano 2-2, en el cual la capacidad está
gobernada por el corte de tensión permisible del
metal de soldadura.
(c) Plano 3-3, en el cual la capacidad puede está
gobernada por el corte de tensión permisible por
el material "B".
C2.5.4.2 Tensión Alternativa Permisible por la
Soldadura de Filete. Hace mucho que se reconoce que el
comportamiento de la resistencia y la deformación de los
elementos de la soldadura de filete dependen del ángulo Θ
que hace la fuerza con el eje del elemento de la soldadura.
Las soldaduras de filete cargadas transversalmente tienen
una resistencia mayor de aproximadamente un 50% que
las soldaduras cargadas longitudinalmente. Al contrario, se
ha sabido que las soldaduras de filete cargadas
transversalmente tienen menor capacidad de distorsión
previo a la fractura que las soldaduras de filete cargadas
longitudinalmente. Siguiendo las pruebas de Higgins y
Preece, del “Suplemento de Investigación del Periódico de
Soldadura”, Octubre 1968, en el interés de la simplicidad y
porque los métodos para manejar la interacción entre
casos de carga longitudinal y transversal no estaban
disponibles, la tensión permitida para soldaduras de filete
en el código se ha limitado a 0.3 Fexx.
Este valor se basa en los menores resultados de la
prueba de resistencia para soldaduras cargadas
longitudinalmente con un factor de seguridad contra ruptura
de aproximadamente 2.2 a 2.7. Aún se aplica el mismo
criterio básico; sin embargo, el código ahora proporciona la
opción de una mayor tensión permitida las para soldaduras
de filete basada en cálculos de un valor específico para el
ángulo de carga.
La resistencia máxima de corte de un elemento de
soldadura simple de filete a varios ángulos de aplicación de
carga se obtuvo de las relaciones de carga-deformación de
Butler (1972) para electrodos E60. Las curvas para los
electrodos E70 fueron obtenidas por Lesik (1990). El
comportamiento de la resistencia y de la deformación de
las soldaduras dependen del ángulo Θ que la fuerza
elemental resultante hace con el eje del elemento de la
soldadura (ver Figura C2.3). La relación real y deformación
de carga para soldaduras de filete, tomada de Lesik, se
muestra en la Figura C2.4.
La siguiente es la fórmula para la tensión máxima de
soldadura, Fv
Fv = 0.852 (1.0 + 0.50 sin1.5 Θ) Fexx
Debido a que la tensión permitida se limita a 0.3 Fexx
para las soldaduras cargadas longitudinalmente (Θ = 0°),
los resultados de la prueba indican que las formulas en
2.5.4.2 y 2.5.4.3 entregan un factor de seguridad mayor
que el valor comúnmente aceptado de 2.
C2.5.4.3 Centro Instantáneo de Rotación. Cuando
grupos de soldadura se cargan en el corte por una carga
externa que no actúa a través del centro de gravedad del
grupo, la carga es excéntrica y tenderá a provocar una
rotación relativa y translación entre las partes conectadas
por las soldaduras. El punto en el cual la rotación tiende a
efectuarse se llama centro instantáneo de rotación. Su
localización depende de la excentricidad de la carga, la
geometría del grupo de soldadura y la deformación de la
soldadura en ángulos diferentes de la fuerza elemental
resultante relativa al eje de la soldadura. La fuerza de
resistencia individual de cada elemento de soldadura de la
unidad puede asumirse que actúa en una línea
perpendicular a un rayo que pasa a través del centro
instantáneo de rotación y la localización de los elementos
(ver Figura C2.3).
La resistencia total de todos los elementos de
soldadura combinan para resistir la carga excéntrica, y
cuando se haya seleccionado la localización correcta del
centro instantáneo de rotación, las ecuaciones de estática
en plano (�x, �y, �M) serán satisfechas.
Una explicación completa del procedimiento, incluyendo
problemas de muestra se entregan en Tide (Referencia
29). Se han desarrollado técnicas numéricas como las
entregadas en Brandt (Referencia 26) para localizar el
centro instantáneo de rotación para la tolerancia de la
convergencia. Para eliminar las posibles dificultades
computacionales, la deformación máxima en los elementos
de soldadura se limita al valor limitado mas bajo de 0.17W.
Para la conveniencia del diseño, se utiliza una simple
formula elíptica F (ρ) para aproximar cercanamente la
derivada empíricamente polinominal en Lesik (Referencia
28).
405
C2.6.1 Consideraciones Generales. En general los
detalles deben minimizar la represión, la cual inhibirá la
conducta dúctil, evitar la concentración indebida de la
soldadura, así como enfrentar un amplio acceso para
depositar el metal de soldadura.
C2.6.3 Carga en todo el Espesor del Metal Base. El
laminado del acero para producir perfiles y planchas para
el uso en estructuras de acero causa que el metal base
tenga diversas propiedades mecánicas en las diferentes
direcciones ortogonales. Esto hace necesario para los
diseñadores, los expertos en detallamiento y los
fabricantes el reconocer el potencial para las laminaciones
y/o desgarro laminar que afecte la integridad de las
uniones completadas, especialmente cuando está
involucrado el metal base espeso.
Las laminaciones no son resultado de la
soldadura. Ellas son el resultado de los procesos de la
fabricación del acero. Generalmente, ellas no afectan la
resistencia del metal base cuando el plano de la laminación
es paralelo al campo de tensión, es decir, tensionado en la
dirección longitudinal o transversal. Ellas no tienen un
efecto directo sobre la habilidad del metal base en uniones
en T y de esquinas para transmitir las fuerzas a través en
todo el espesor.
Los desgarros laminares, si es que y cuando
estos ocurran, generalmente son el resultado de la
contracción de grandes depósitos de metal de soldadura
bajo condiciones de gran restricción. Los desgarros
laminares raramente ocurren cuando el tamaño de la
soldadura es menor que 3/4 a 1 in. [20 a 25 mm]. Los
desgarros laminares ocurren raramente bajo soldaduras de
filete. Los desgarros laminares no ocurren en ausencia de
restricción para la contracción de metal de soldadura
caliente solidificada; sin embargo, en grandes soldaduras,
las pasadas iniciales de soldadura solidificadas
depositadas en el área de la raíz de la soldadura, puede
provocar un empalme rígido externo al esfuerzo de tensión
por contracción de las siguientes pasadas de soldadura
depositada.
Debido a que los desgarros laminares son
causados por contracción del metal de soldadura que es
forzado a acomodarse dentro de la corta longitud del
calibre por la limitación por compresión de equilibrio, la
dirección de la unidad del esfuerzo en todo el espesor en el
metal base puede ser muchas veces mayor que el esfuerzo
de punto límite de relajamiento . Pueden ocurrir desgarros
laminares. Los esfuerzos localizados que pueden producir
desgarros laminares, ocurren en el enfriamiento durante la
fabricación y constituyen la condición más severa que será
impuesta sobre el metal base en la cercanía de la unión en
la vida de la estructura. Debido a las tensiones por
compresión y tensión dentro o, cercana a la unión son
equilibradas por sí mismas, y porque los esfuerzos
asociados con las tensiones de diseño aplicadas son una
pequeña fracción de aquellas asociadas con la contracción
de la soldadura, las cargas aplicadas externamente no
inician los desgarros laminares; sin embargo, si los
desgarros se han iniciado por la soldadura, los desgarros
laminares existentes pueden prolongarse.
El diseño y detallamiento de las uniones en T y
de esquina establecen las condiciones que pueden
aumentar o disminuir el potencial del desgarro laminar, y
hacer de la fabricación de una soldadura, una operación
sencilla y directa o una difícil, o virtualmente imposible. Por
lo tanto, es necesario la atención por parte de todos los
miembros del equipo, el diseñador, el experto en
detallamiento, el fabricante y el soldador para minimizar el
potencial de desgarro laminar.
Las reglas definitivas no pueden entregarse en el
código para asegurar que el desgarro laminar no ocurrirá;
por lo tanto, este comentario intenta entregar comprensión
de las causas y proporcionar una guía de los modos de
minimizar la probabilidad de que esto ocurra. Las
siguientes precauciones se han demostrado en pruebas y
experiencias para minimizar el riesgo de desgarro:
(1) El espesor del metal base y el tamaño de la
soldadura deberían ser adecuados para satisfacer los
requerimientos del diseño; sin embargo, las uniones
diseñadas sobre la base de tensiones mas bajas que las
permitidas por el código, en vez de proporcionar un diseño
conservador, resulta en un incremento de la restricción y
un aumento del tamaño de la soldadura y esfuerzo por
contracción deberá ser acomodado. Por lo tanto, tal
practica aumenta mas que disminuye el potencial para un
desgarro laminar.
(2) Use electrodos de bajo hidrogeno cuando
esté soldando grandes uniones en T y de esquinas. El
hidrógeno absorbido no se considera que sea la causa
principal para la iniciación del desgarro laminar, pero el uso
de electrodos de bajo hidrogeno en grandes uniones
(longitudinales, transversales o a través de todo el espesor)
para minimizar la tendencia al agrietamiento un frío por
electrodos bajos en hidrógeno es una buena practica en
406
cualquier caso. El uso de electrodos que no sean bajos
hidrogeno pueden traer problemas.
(3) La aplicación de una capa de pasadas de
soldaduras de “contacto” (buttering) de aproximadamente
1/8 in. a 3/16 in. [3 mm a 5 mm] de espesor hacia la cara
del metal base a ser tensando en dirección de todo el
espesor previo al ensamblaje de la unión, se ha
demostrado en pruebas y experiencias que reducen la
probabilidad de un desgarro laminar. Tal capa “de
contacto”, proporciona un metal de soldadura firme con una
estructura de grano fundido en lugar de una estructura de
acero laminado de grano fibroso anisotrópico en la
ubicación de los esfuerzos más intensos de contracción de
la soldadura.
(4) En grandes uniones, las pasadas de
soldadura en secuencia de una manera que construya la
superficie del metal base tensado en la dirección
longitudinal, previo al deposito de cordones de soldadura
contra la cara del metal base tensado en dirección de todo
el espesor. Este procedimiento permite que una parte
significativa de la contracción de la soldadura ocurra en
ausencia de restricción
(5) En uniones de esquina, donde sea practicable, la
preparación de una unión biselada debería ser en el metal
base tensado en la dirección de todo el espesor para que
el metal de soldadura se funda con el metal base en un
plano dentro del espesor del metal base al máximo grado
práctico.
(6) Las uniones dobles en - V y de doble - bisel
requieren un depósito de mucho menos metal de soldadura
que las uniones de simple en - V y simple en – bisel; y por
lo tanto reducen la cantidad de contracción de la soldadura
para acomodarse aproximadamente en la mitad. Donde
pueda practicarse, el uso de tales uniones puede ser de
gran ayuda.
(7) En soldaduras que involucran varias uniones del
metal base de diferentes espesores, las uniones más
grandes deben soldarse primero para que los depósitos de
soldaduras que pueden involucrar la mayor cantidad de
contracción puedan completarse bajo condiciones de la
menor restricción posible. Las uniones más pequeñas, a
pesar de estar soldadas bajo condiciones de más alta
restricción, involucraran una cantidad más pequeña de
contracción de la soldadura que acomodar.
(8) El área de los componentes a los cuales grandes
soldaduras transferirán tensiones en dirección de todo el
espesor deberán inspeccionarse durante el trazado para
asegurar que la contracción de la soldadura de la unión no
aplica esfuerzos en todo el espesor sobre el metal base
con laminaciones preexistentes o grandes inclusiones (ver
ASTM A 578).
(9) El martillado ejecutado apropiadamente de pasadas
de soldaduras intermedias se ha demostrado que reduce el
potencial del desgarro laminar. Las pasadas de raíz no
deberían ser martilladas para evitar la posibilidad de
originar grietas en las pasadas de soldaduras delgadas
iniciales las cuales pueden pasar inadvertidas y luego
propagarse a través de la unión. Las pasadas intermedias
deberían martillarse con una herramienta de nariz redonda
con el suficiente vigor para deformar plásticamente la
superficie de la pasada y cambiar las tensiones residuales
a tensiones residuales compresivas, pero no tan
vigorosamente para provocar un corte en la superficie o
traslapamientos. Las pasadas de acabado no deben
martillarse.
(10) Evitar el uso del metal de aporte muy reforzado.
(11) Cuando pueda practicarse, use el metal base con
bajo sulfuro (< 0.006%) o metal base con propiedades
mejoradas, en todo el espesor.
(12) Las uniones críticas deben examinarse por RT o
UT después que la unión se haya enfriado a temperatura
ambiente.
(13) Si se detectan irregularidades menores el Ingeniero
debería evaluar cuidadosamente si las irregularidades
pueden dejarse sin reparar, sin poner en juego la
apropiabilidad para el servicio o la integridad estructural. El
rebaje y soldadura de reparación añadirán ciclos
adicionales de calentamiento y enfriamiento, y la
contracción de la soldadura bajo condiciones de restricción,
que son probablemente más severas que las condiciones
bajo las cuales la unión fue soldada inicialmente. Las
operaciones de reparación pueden causar una condición
más perjudicial.
(14) Cuando los desgarros laminares se identifican y se
reparan es aconsejable juzgar, el trabajo no debe ser
emprendido sin revisar primero el WPS y debe hacerse un
esfuerzo para identificar la causa del resultado
insatisfactorio. Se requiere un WPS especial o un cambio
en el detalle de la unión.
C2.6.4 y C2.6.5 Combinaciones de Soldaduras. Las
soldaduras de filete depositadas sobre las soldaduras de
407
ranura no aumentan directamente la garganta efectiva de
la unión; por lo tanto la resistencia de la unión no se tomará
como la suma de las resistencias de las soldaduras de
ranura y de filete. Sin embargo, tal reforzamiento y las
soldaduras de filete contorneadas sirven para un propósito
útil en uniones en T y de esquinas. Ellas proporcionan un
filete que reduce la severidad de la concentración de
esfuerzo que existiría en el cambio geométrico de 90° en la
sección.
C2.6.6 Orificios de Acceso a la Soldadura. Los orificios
de acceso a la soldadura no son requeridos ni menos
deseados para cada aplicación. Sin embargo es importante
reconocer que cualquier unión transversal en el flange de
flange ancho, H y secciones transversales similares hechas
sin el uso de un orificio de acceso a la soldadura no puede
considerarse como una unión soldada de ranura CJP
precalificada. Esto es cierto, porque las uniones soldadas
de ranura CJP precalificada se limitan a los casos de
elementos de plancha plana a los elementos de plancha
plana que se muestra en la Figura 3.4. La decisión de usar
uniones precalificadas CJP o de usar uniones no
precalificadas sin orificios de acceso depende de la
consideración de varios factores los cuales incluyen pero
puede que no se limiten a lo siguiente:
(1) El tamaño de los componentes que vayan a unirse.
(2) si es que la unión es una soldadura de taller o en
terreno, esto es, si las partes pueden ser posicionadas
para soldadura, de modo que la soldadura de sobre-
cabeza pueda evitarse y los filetes de refuerzo puedan ser
prontamente depositados en la localización de grandes
concentraciones de tensión
(3) La variación en la restricción de la contracción de la
soldadura y la distribución de la tensión aplicada en todo el
largo de la unión transversal debido a la geometría de las
partes que se están uniendo. Por ejemplo, la mayor
restricción debido a la brida de unión de la columna en la
región de la línea central del flange de la columna si se
compara con la menor restricción fuera de la línea central
provoca tensiones residuales de la soldadura y tensiones
aplicadas a la agudeza máxima en la región difícil de soldar
en la mitad del flanje de la viga maestra.
(4) Si es que, en el caso de la geometría que enfrenta
una restricción más uniforme sin un "hard spot" (punto
caliente) a lo largo de la unión, la probabilidad de un gran
numero de pequeñas irregularidades internas del metal de
soldadura, pero sin gran irregularidad del orificio de acceso
a la soldadura, podría proporcionara una unión de mayor
resistencia. Por ejemplo, las pruebas de las conexiones del
momento del extremo de la plancha (Murray 1996) han
demostrado que las uniones entre los extremos de la viga y
los extremos de las planchas hechas sin orificios de acceso
a la soldadura, pero con irregularidades sin reparar en la
región de la brida de unión del flange proporciona un mayor
refuerzo que conexiones similares hechas utilizando
orificios de acceso, pero con menos irregularidades
internas.
La investigación, pensamiento e ingenuidad se están
dirigiendo hacia los detalles mejorados para la conexiones
del momento de la viga a la columna.
El diseño alternativo de la unión y los detalles para
proporcionar resistencia y la apropiabilidad para el servicio
deberían considerarse en donde sean aplicable. Se
requiere el juicio de Ingeniería.
Cuando se requieren los orificios de acceso de
soldadura, los requerimientos mínimos de 5.17 se aplican.
El tamaño mínimo requerido para proporcionar aberturas
para una buena calidad de trabajo y soldaduras de buena
calidad pueden tener un efecto importante en las
propiedades de la sección neta de los componentes
conectados.
C2.7.1 Transiciones de Espesor y Ancho. Las
concentraciones de tensión que ocurren en los cambios en
el espesor o ancho del material de los elementos tensados,
o ambos, dependen de la brusquedad de la transición con
los factores de concentración de la tensión que varían
entre 1 y 3. En aplicaciones cargadas estáticamente, tales
como concentraciones de tensión pueden ser tener
significación estructural sólo el esfuerzo sea tensión y el
factor de tiempo de concentración de la tensión excede el
límite de fluencia del material. Al requerir una transición de
1 en 2-1/2, solo en esos caso donde la tensión excede la
tensión permitida, el factor de seguridad usual se preserva
con la economía de la construcción. Las estipulaciones de
fatiga proporcionadas para efectos de irregularidades
geométricas en aplicaciones cargadas cíclicamente y
debería adherirse a esto.
C2.8.1.1 Soldaduras de Filete Transversales. Debido a
que las uniones de traslape soldadas con filete cargadas
transversalmente involucran excentricidad, la fuerza
aplicada tiende a abrir la unión y causa una acción de
palanca en la raíz de la soldadura, como se muestra en el
Detalle B de la Figura C2.5 a menos que esté restringido
por una fuerza, R, mostrada en el Detalle A. El código
408
requiere que se evite este modo de acción por soldaduras
dobles de filete u otros medios.
C2.8.2 Soldaduras de Filete Longitudinales. La
transferencia de fuerzas por soldaduras de filete
longitudinales solas en los extremos de los componentes
causa un efecto conocido como retardo de corte en la
región de transición entre la unión donde se concentra la
tensión de corte en todos los bordes del componente a la
ubicación donde la tensión en la pieza puede considerarse
uniforme a través de la sección transversal. La disposición
de las soldaduras longitudinales relativas al perfil de la
sección transversal afecta el diseño del componente tanto
como la resistencia de la conexión. Para el caso simple de
barra plana y conexiones transversales de tipo plancha, la
experiencia tanto como la teoría han mostrado que los
requerimientos de 2.8.2 aseguran de la adecuación de la
conexión tanto como las partes conectadas. Para otras
secciones transversales, el área efectiva del componente
conectado depende de la disposición de las soldaduras
que conectan el extremo; por lo tanto, debe hacerse
referencia a la especificación aplicable para el componente
y la estructura de diseño.
C2.8.3.1 Terminaciones de la Soldadura de Filete
General. En la mayoría de los casos, si es que las
soldaduras de filete terminan en los extremos o en los
lados de un componente no tiene efecto sobre la
apropiabilidad para el servicio de una unión, por lo tanto,
este es el caso por defecto; sin embargo, en diversas
situaciones la manera de terminación es importante.
Reglas racionales separadas se entregan para casos
individuales.
C2.8.3.2 Uniones de Traslape Sujetas a Tensión.
Cuando se hace una unión entre componentes en los
cuales una parte conectada se extiende mas allá del borde
o al extremo de la otra parte, es importante que se eviten
las muescas en los bordes de una parte sujeta a esfuerzo
por tensión calculada. Una buena práctica para evitar tales
muescas en localizaciones críticas es golpear el arco para
soldar ligeramente hacia atrás, desde el borde y luego
proceder con el depósito del cordón de soldadura en la
dirección lejana al borde para protegerse de las muescas.
C2.8.3.3 Longitud Máxima del Coronamiento. Para
ángulos de estructuras y conexiones simples al extremo de
la plancha en las cuales la flexibilidad de la conexión
asumida en el diseño del componente es importante, las
pruebas han demostrado que la resistencia estática de la
conexión no depende de la presencia o ausencia de un
coronamiento. Por lo tanto, una soldadura hecha a lo largo
de la pierna (lado) sobresaliente de la conexión
(generalmente la soldadura vertical) puede descontinuarse
del extremo o fectuarse en los extremos superiores y del
fondo del ángulo o retornar ligeramente a lo largo de los
extremos horizontales. Si los retornos, de todos modos se
utilizan, es importante asegurarse que la longitud se limite
para que la flexibilidad de la conexión no se dañe.
C2.8.3.4 Soldaduras de Atiesadores Transversales. La
experiencia ha demostrado que, cuando los atiesadores no
están soldados a los flanges, es importante detener las
soldaduras del atiezador a – la – brida de unión a una corta
distancia de la garganta de soldadura de la brida de unión
al flange. Si esto no se hace, una leve torcedura en el
flange durante la manipulación normal y embarque inducirá
a tensiones de doblado extremadamente altas en el
indicador de longitud entre la terminación de la soldadura
del atiesador y la garganta de la brida de unión a la
soldadura del flange. Unos pocos ciclos de estas tensiones
no calculadas dentro del rango no elástico inician el
agrietamiento, el cual finalmente se puede propagar a
través de la brida de unión o del flange en servicio. La
longitud no-soldada no deberá ser mayor que 6 veces el
espesor de la brida de unión para evitar el pandeo de la
columna en la porción sin atiesadores de la brida de unión.
C2.8.3.5 Lados Opuestos de un Plano Común. Un
intento por unir dos soldaduras de filete depositadas en los
lados opuestos de un plano común de contacto entre dos
partes podría resultar en muescas o enmascaramiento de
un mal ajuste.
C2.11.2.1 General. Independientemente de los
requerimientos para soldaduras suficientes para asegurar
que las partes actúan al unísono, un espaciado máximo
para soldaduras de filete intermitentes se especifica para
asegurar la firmeza de las uniones que permitirán pintura
para sellar las porciones no soldadas de la unión y para
prevenir un "acolchado deforme” (“quilting”) del metal base
entre las soldaduras para las uniones que están protegidas
contra la corrosión al estar confinadas dentro de un edificio.
C2.11.2.2 Componentes de Compresión. El criterio para
el espaciado de las soldaduras de filete intermitentes
409
adjuntando planchas externas de los componentes sujetos
a compresión se deriva de la teoría clásica del pandeo de
la plancha elástica y son consistentes con el criterio
entregado en el AISC Especificación para la Fabricación
del Diseño y Montaje de Construcciones de Acero
Estructural.
C2.11.2.3 Acero No-Pintado Expuesto al Clima. Para
acero expuesto al clima sin pintar, el cual estará expuesto
a la corrosión atmosférica, basándose en la experiencia y
en las pruebas, se requiere un espaciado más cercano
para proporcionar resistencia al pandeo de los productos
de corrosión entre las partes causantes de un ligero
"acolchamiento" casi invisible entre las soldaduras y el
potencial para la iniciación del agrietamiento en las
terminaciones de la soldadura.
C2.12.1 Aplicabilidad. Las estipulaciones de la Parte C
del código se aplican a estructuras y piezas soldadas
sujetas a muchos ciclos de aplicación, remoción y
reaplicación de la carga viva dentro del rango elástico de la
tensión. Este tipo de carga se denomina generalmente
fatiga de ciclo alto. Las tensiones máximas de diseño
calculadas permitidas bajo el código están en el rango de
0.60 Fy o como sea permitido de manera similar por otra
norma invocando los códigos y las especificaciones. De
esta manera, el rango máximo de tensión debido a la
aplicación y remoción de la carga viva es generalmente
una fracción de este nivel de tensión. Aunque estas
condiciones no se adoptaron con el propósito de limitar el
alcance de la aplicabilidad de las estipulaciones del código,
ellas realmente establecen fronteras naturales, las cuales
deberían reconocerse.
El diseño para resistencia a la fatiga no se
requiere normalmente para estructuras de edificios; sin
embargo, los casos que involucren carga cíclica, la cual
pudiera causar la iniciación de una grieta y la propagación
de la misma incluyen, pero no necesariamente se limitan a
lo siguiente:
(1) Componentes que soporten equipos de
levantamiento.
(2) Componentes que soporten cargas de tráfico
rodante.
(3) Componentes sujetos a la vibración armónica
producida por el viento.
(4) Soporte para maquinaria alternativa.
Para colocar alguna perspectiva sobre el alcance de
la aplicabilidad, por ejemplo, si el rango de tensión en el
metal base conectado de un detalle de soldadura
relativamente sensible (el extremo de la plancha de
cubierta de longitud parcial) debido a que los ciclos de
aplicación y remoción de cargas vivas completas es de 30
ksi [210 MPa], la vida útil de falla por fatiga es 36000 ciclos
(4 aplicaciones por dia durante 25 años). Para el mismo
detalle, si el largo de tensión es menor que 4 ksi [32 MPa],
podría esperarse vida infinita. Por lo tanto, si los ciclos de
aplicación de carga viva completa son menores que unos
pocos miles de ciclos, o el rango de tensión resultante es
menor que el rango de tensión umbral, la fatiga no será
preocupante.
C2.13.2 Bajo Ciclo de Fatiga. Debido a que las cargas de
terremoto involucra un número relativamente bajo de ciclos
de alta tensión dentro del rango no inelástico, no es
apropiada la confiabilidad en las estipulaciones de esta
Parte C para el diseño de carga de terremoto.
C2.13.4 Componentes Redundantes y no Redundantes.
El concepto de reconocer una distinción entre
componentes redundantes y no redundantes y los detalles
no se basa en la consideración de cualquier diferencia en
el comportamiento de fatiga de algún componente o detalle
determinado, sino que más sobre las consecuencias de
falla. Previo a la adopción de AASHTO/AWS D1.5,
AASHTO. Las especificaciones proporcionaban un criterio
para componentes con fractura critica, los cuales incluirán
requerimientos especiales del metal base y la inspección,
pero los que se incorporaron por referencia, redujeron las
curvas de rango de tensión permitidas como en D1.1
Sección 9 (descontinuado en 1996). Las curvas de rango
de tensión reducidas permitidas, diseñadas para
estructuras no redundantes, se derivaron por la limitante
arbitraria de los rangos de la tensión de fatiga en
aproximadamente 80% de las curvas de rango de tensión
para componentes redundantes y detalles. Con la adopción
de AASHTO/AWS D1.5, referencia a AWS D1.1 Sección 9
del Código (discontinuado 1996) para tensiones
permisibles y tensiones y rangos de tensión se han
eliminado y cambiado a las especificaciones de diseño del
AASHTO. Como consecuencia, dentro del AASHTO se
decidió que los rangos de tensión específica permitidos
específicos que eran solamente el 80% de la media menos
2 curvas de desviación estándar para los datos de prueba
del detalle de fatiga, además de los requerimientos del
metal base y de la inspección, constituyeron un doble
conservatismo. Por lo tanto, en la especificación actual
410
AASHTO LRFD para el diseño de puentes, los rangos de
tensión permitidos para el diseño de componentes y
detalles no redundantes se han eliminado mientras los
requerimientos especiales del metal base y de la
inspección se han retenido.
C2.14.1 Análisis Elástico. El criterio contenido en esta
Tabla 2.4 se basa en las pruebas de fatiga de especimenes
típicos de tamaño completo de los casos presentados. Los
efectos de concentraciones de tensión geométrica local
corresponden a las categorías de tensión.
C2.15.2 Rango de Tensión Permitido. El criterio de las
curvas de vida útil del rango/ciclo de tensión entregados
por las Formulas (2) a la (4) gráficamente trazado en las
Figuras 2.11 donde se desarrollo a través de una
investigación patrocinada por el “Programa Cooperativo
Nacional de Investigación de Autopistas” en detalles reales
los cuales incorporaron irregularidades geométricas
realistas, convirtiéndose en inapropiado para amplificar las
tensiones calculadas para considerar el efecto de muesca.
Esta investigación se publica como informes de
investigación 102 y 147 "Efectos de las Soldaduras en la
Resistencia de las vigas": y "Resistencia de las vigas de
Acero con Atiesadores y Anexos Soldados". Una
investigación posterior en los Estados Unidos y en el
extranjero sobre otros casos de detalles reales apoyan los
casos, contenidos en la Tabla 2.4, pero no están
contenidos en el programa de prueba NCHRP.
Cuando un elemento de la plancha, el cual está
conectado por una soldadura transversal CJP o PJP, o por
un par de soldaduras de filete transversales en los lados
opuestos de la plancha, está sujeto de la carga aplicada
cíclicamente, las gargantas de las soldaduras transversales
son generalmente la localización crítica para la iniciación
de agrietamiento en el metal base conectado. El rango
crítico de tensión para la iniciación del agrietamiento en
esta ubicación es el mismo para cada uno de los tipos de
uniones y puede determinarse por la Fórmula (2), y los
criterios de la Categoría C. Por otro lado, si la soldadura
transversal es una soldadura PJP o un par de soldaduras
de filete, el potencial para la iniciación del agrietamiento
desde la raíz de las soldaduras, al igual que la iniciación de
grietas desde la garganta de la soldadura opuesta, si el
metal base al cual se entrega la carga, está sujeto al
esfuerzo de tensión por doblado, también deberá
considerarse. El rango máximo de tensión para la unión
responsable del agrietamiento desde la raíz se determina
multiplicando el criterio del rango de tensión permitido para
el agrietamiento desde la garganta por un factor de
reducción. El tamaño relativo de la dimensión del espesor
no soldado de la unión al espesor de la plancha, es el
parámetro esencial en el factor de reducción incorporado
en la Fórmula (4). Para el caso de una par de soldaduras
de filete en los lados opuestos de la plancha, 2a/tp se
transforman en unidad y la fórmula factor se reduce a la
Formula (5) (ver Referencia 32).
C2.16.6 Terminaciones de la Soldadura de Filete. En los
soportes del ángulo soldado en filete, el ángulo de asientos
de viga, los ángulos de estructuras y conexiones similares,
en los cuales la carga aplicada tiende a separar las partes
conectadas y a aplicar una tensión de palanca a la raíz de
la soldadura, se requiere que la soldadura retorne para
proteger la raíz al comienzo de la soldadura contra la
iniciación de agrietamiento.
C2.19 General (Conexiones Tubulares)
Las estipulaciones tubulares de este código
originalmente evolucionaron de antecedentes prácticos y
experiencias con plataformas marítimas fijas de
construcción tubular soldada. Como los puentes, están
sujetos a una cantidad moderada de carga cíclica. Como
estructuras convencionales de edificios, ellas son
redundantes hasta un grado, que mantiene a la unión
aislada de fallas que puedan ser catastróficas. Los
requerimientos de la Sección 2, Parte D, tienen la intención
de ser aplicables generalmente a una amplia variedad de
estructuras tubulares.
C2.20 Tensión Permitida (Tubular)
Esta que parte trata con tensiones permitidas
para conexiones tubulares, incluye requerimientos para
secciones cuadradas y rectangulares tanto como para
tubos circulares.
En tipos de conexiones tubulares típicamente
usadas, la soldadura, por sí misma no puede ser el factor
limitante de la capacidad de la unión. Tales limitaciones
como la falla local (corte por troquelado), el colapso
general del componente principal, y desgarro laminar son
analizados porque ellos no están cubiertos adecuadamente
en otros códigos.
C2.20.1 Tensiones del Metal Base. El diámetro/espesor
limitante y radios de espesor/ancho, dependen de la
411
aplicación. Refiriéndose a la Tabla C2.1, el lado izquierdo
trata con los aspectos del diseño de la conexión cubiertos
por el código AWS D1.1. Las tres primeras columnas
delimitan los componentes de acopio para los cuales se
aplican simples reglas de diseño; más allá de estos límites,
las cálculos más detallados en el código deberán
efectuarse.
Los límites para diseñar componentes contra
pandeo local en diversos grados de plasticidad se
muestran en el lado derecho. Estos son una amalgama de
los requerimientos API, AISC y AISI. Naturalmente, los
requerimientos de la especificación gobernante tomarían
precedencia aquí.
C2.20.3 Tensiones de la Soldadura. Las tensiones
permitidas de la unidad en las soldaduras se presentan en
la Tabla 2.5. Esta tabla es una versión consolidada y
condensada, la cual gradúan para cada tipo de soldadura,
la tensión de la unidad permitida para una aplicación
tubular y el tipo de tensión que la soldadura experimentará.
El nivel del resistencia del metal de soldadura también se
especifica. Esta tabla se presenta en el mismo formato de
la Tabla 2.3.
C2.20.6.2 Categorías de Tensión de la Fatiga.
Las bases para las categorías de tensión de fatiga pueden
encontrarse en la Referencia 1. Estas se derivaron de los
datos en las secciones circulares y proporcionan sólo una
guía aproximada para las secciones rectangulares.
Las categorías de tensión y las curvas de fatiga
se han revisado para ser consistentes con las
estipulaciones actuales de la estructura cargada
cíclicamente 2.15.2 y la última revisión del API RP 2 A
(Referencia 9).
La porción inclinada de la mayoría de las
primeras curvas se ha retenido. Después de API, las
curvas X y K se han dividido en dos curvas cada una. La
curva superior representa a los especimenes de calidad de
laboratorio a una escala menor en la información base
histórica (pre-1972), mientras que la curva inferior
representa pruebas recientes a gran escala teniendo
soldaduras sin control del perfil. Al interpretar las últimas, y
las primeras ediciones de los códigos Americanos
enfatizados el perfil de la soldadura mientras se proponen
las reglas Británicas (Referencia 12) que enfatizan los
efectos de espesor. La hipótesis actual es que el perfil de
soldadura y los efectos del tamaño son importantes para
entender el comportamiento de la fatiga, y que están
interrelacionadas. Esta es también un área donde el diseño
y la soldadura no se pueden separar, y 2.20.6.7 hace
referencia a un set consistente estándar de prácticas de
control del perfil de la soldadura y selecciones de categoría
de la fatiga, como una función del espesor. Los perfiles
mejorados y el esmerilado se analizan en 2.20.6.6 junto
con el martillado como un método alternativo.
Los límites de resistencia en la mayoría de las
curvas se han retardado más allá de los dos millones de
ciclos tradicionales. La base de datos histórica no entrega
muchas pautas en esta área, mientras más recientes sean
los datos de las muestras de soldaduras mayores, la
información muestra claramente que la porción inclinada
debe continuarse. Los cortes son consistentes con aquellos
Adoptadas para estructuras cargadas cíclicamente y en
servicio atmosférico. Para cargas al azar en un ambiente
marítimo, el API adopta un rebaje de 200 millones de
ciclos; Sin embargo esta necesidad no se aplica a las
aplicaciones AWS.
Con los rebajes realizados, un set único de
curvas puede usarse para las estructuras redundantes y no
redundantes cuando las estipulaciones de 2.20.6.5 se
toman en cuenta.
Para la Categoría K (corte por troquelado para
conexiones en K), la curva de diseño empírico se derivó de
pruebas que involucran cargas axiales en componentes
secundarios. La formula de corte por troquelado basada en
las consideraciones estáticas globales (actuando Vp en
2.24.1.1) y geometría (2.23.3) no siempre producen
resultados consistentes con lo que se sabe acerca de la
influencia de varios modelos de carga en tensión “hot spot”
localizada, particularmente se involucra el doblado. Desde
algunos de los parámetros relevantes (por ejemplo, la
distancia entre soportes) no están incluidas, las siguientes
aplicaciones simplificadas que parecen ser mas apropiadas
para conexiones típicas con 0.3 ≤ β ≤ 0.7.
En estas formulas, las tensiones nominales del
componente secundario fa , fby , fbz corresponden a los
modos de carga mostrados en la Figura C2.6. El factor α
en fa se ha introducido para combinar las curvas anteriores
en K y en T dentro de una curva única. Otras
denominaciones se ilustran en la Figura C2.10.
412
Vocabulario de la figura:
(1) EN LAS LOCALIZACIONES 1 y 2
(2) EN UBICACIONES 3 Y 4
(3) EN EL PUNTO DE MAYOR
TENSIÓN
C2.20.6.3 Limitación Básica de Tensión Permitida. La
información de fatiga muestra característicamente una gran
cantidad de dispersión. Las curvas de diseño se han
dibujado para que correpondan en el lado seguro del 95%
de los puntos de información. Los criterios de diseño del
AWS son apropiados para estructuras redundantes, libre
de fallas, en las cuales la falla de fatiga de una conexión
simple no lleva inmediatamente al colapso. Para
componentes críticos cuya falla única seria catastrófica, el
radio de daño acumulativo de la fatiga, D, como se define
en 2.20.6.4, deberá limitarse al valor fraccional (por
ejemplo 1/3) para entregar un factor de seguridad
agregado. Esta afirmación presume que no hay un prejuicio
informal o un factor de seguridad escondido en el espectro
de cargas aplicadas usadas para el análisis de fatiga
(muchos códigos incluyen tales prejuicios). Las referencias
8 y 9 analizan la aplicación de este criterio en estructuras
marítimas, incluyendo las modificaciones que pueden ser
apropiadas para fatiga de alto ciclo, bajo carga al azar y
ambientes corrosivos.
C2.20.6.6 Mejoramiento del Comportamiento de Fatiga.
El comportamiento de fatiga de uniones soldadas tal como
queda (as welded)puede mejorarse al reducir el efecto de
la muesca en la garganta de la soldadura o reduciendo las
tensiones residuales, ninguna de las cuales están incluidas
dentro del rango de esfuerzo medido del hot spot que usan
los diseñadores. Varios métodos para mejorar la conducta
de uniones soldadas, como se discute en la Referencia 11,
son los siguientes: mejorar el perfil tal como queda “as
welded” (incluyendo el uso de electrodos especiales
designados a entregar una transición suave a la garganta
soldada): esmerilado completo del perfil, esmerilado de la
garganta de soldadura, refundido de garganta de la
soldadura (rectificado de GTAW o rectificado del arco de
plasma), martillado y forjado en frío.
Una practica largamente establecida (pero no
utilizada universalmente) en la industria marítima sobre
perfil de soldadura mejorado se muestra la Figura C2.7. El
perfil deseado es cóncavo, con un radio mínimo de la mitad
del espesor del componente secundario y se une
suavemente con el metal base adjunto. Alcanzar el perfil tal
como queda (“as welded”) deseado, generalmente requiere
la selección de materiales de soldadura que tengan buenas
características de humedad y perfil, junto con los servicios
de un especialista en coronamiento quien ha dominado la
técnica de lavado del cordón de soldadura del tensor para
diversas posiciones y geometrías que se encuentran. Se
han experimentado dificultades para lograr esto,
generalmente con procesos de altos índices de depósito en
las posiciones de sobre-cabeza y verticales. La inspección
del perfil de soldadura terminado es mayormente visual,
con la prueba del disco aplicable para resolver los casos de
márgenes. Las muescas relativas al perfil de soldadura
deseado se consideran inaceptables si un alambre de 0.04
pulgadas [1 mm] puede insertarse entre el disco del radio
especifico y la soldadura, ya sea en la garganta de la
soldadura o entre las pasadas.
Ediciones anteriores del AWS D1.1 que
contienen un requerimiento de perfil de la soldadura menos
severo. Perfiles de soldaduras sorprendentemente pobres
podrían pasar esta prueba, con el efecto de la muesca
relativa convirtiéndose cada vez más severo mientras el
espesor de los componentes aumenta. Una investigación
Europea reciente ha demostrado que el D1.1 anterior es
inadecuado para distinguir entre conexiones tubulares
soldadas que cumplen con el comportamiento de la
Clasificación de Fatiga X1 de AWS, y aquellos que no
corresponden (Referencias 11 y 12).
El análisis de la tensión de la muesca y las
consideraciones sobre fractura mecánica, mientras se
confirma la insuficiencia de los antiguos requerimientos del
perfil para secciones pesadas, también indica que los
requerimientos más apropiados de la Figura C2.7 son más
efectivos para mantener el comportamiento de la fatiga de
Clase X1 sobre un amplio rango de espesores. La Figura
C2.7 también sugiere el uso de un esmerilado suave para
corregir los defectos de la garganta, tales como la
profundidad excesiva de muesca o socavamiento. Una vez
que se inicia el esmerilado, fijes que la profundidad
permitida de la muesca se reduce a 0.01 pulgadas [0.25
413
mm]; solamente las partes superiores de aplanar las
pasadas de soldaduras individuales, mientras se dejan
cañones filosos en el medio, mejorar poco el
comportamiento de fatiga, aunque lograra la letra del disco
de prueba.
Ya que las gargantas de las soldaduras
contienen frecuentemente grietas microscópicas y otros
defectos parecidos a las grietas, es necesario un MT para
asegurarse que estos defectos sean eliminados. El uso
juicioso del esmerilado para resolver la indicación MT, a
menudo se realiza rutinariamente como parte de la
inspección, también realza el perfil de soldadura.
Dependiendo de las circunstancias, puede ser
costo efectivo el esmerilar parejo el perfil completo de la
soldadura. Esto evitará el uso de técnicas especiales,
chequeo del perfil, esmerilado corrector y el MT como se
describió anteriormente para controlar el perfil “así soldado”
(“as welded”). Para conexiones tubulares, con múltiples
capas de pasadas cóncavas, las grietas de fatiga pueden
iniciarse en la muesca entre las pasadas; aquí, el
esmerilado de la garganta de la soldadura por sí solo no es
tan efectivo como en los perfiles de soldaduras de filete
plano que se utilizaron en muchas de las investigaciones.
Las técnicas de refundido de la garganta de la
soldadura pueden mejorar la geometría de la muesca en la
garganta de la soldadura, y se ha demostrado en pruebas
de laboratorio para mejorar la ejecución de las conexiones
soldadas. Sin embargo, a no ser que se controle
cuidadosamente, el ciclo rápido de calentamiento y
enfriamiento tiende a producir unas ZAT inaceptablemente
duras, con una posible susceptibilidad al agrietamiento por
corrosión de la tensión en ambientes agresivos (por
ejemplo, agua de mar).
El martillado con una herramienta de nariz
redonda también mejora la geometría de la garganta de la
soldadura; esto induce adicionalmente a una tensión
residual compresiva en las capas superficiales donde se
habrían iniciado de otro modo las grietas por fatiga. La
deformación excesiva del metal base puede originar
fragilidad del refuerzo susceptible de la soldadura cercana.
Además, las capas superficiales pueden mancharse
mucho como para oscurecer o borrar grietas preexistentes;
Esto es el requerimiento para MT. El forjado en frío es
menos radical es sus efectos de deformación, pero también
es menos efectivo para mejorar la geometría.
Debe enfatizarse que, para muchas aplicaciones
de estructura tubular, el comportamiento de las
Clasificaciones de fatiga X2, K2 y ET serán suficiente, y las
medidas anteriores tomadas para mejorar el
comportamiento de fatiga no se requieren. Además las
prácticas "estándar" del perfil de soldadura descritas en
3.13.4 pueden lograr el comportamiento de fatiga de las
Clasificaciones X1, K1 y DT para todas las secciones,
excepto las más pesadas.
C2.20.6.7 Efectos y Perfil y el Tamaño. El efecto del
tamaño adverso en la fatiga de conexiones soldadas está
bien documentado (Referencias recientes 11, 12 y 13, al
igual que muchas anteriores). Para uniones soldadas con
una muesca filosa en la garganta de la soldadura, medir el
tamaño de los resultados de la soldadura y de la muesca
disminuye el compotamiento de fatiga. Cuando la
aplicación excede la escala de la base de datos, el efecto
del tamaño debe considerarse para el diseño. La
Referencia 12 sugiere una disminución en la resistencia a
la fatiga en proporción a:
Tamaño -0.25
limite del tamaño
Otras autoridades (Referencia 14) indican un
efecto de tamaño mas suave, aproximándose a un
exponente de -0.10.
El efecto de la muesca geométrica,
principalmente responsable, del efecto del tamaño en las
soldaduras, no está presente en los perfiles completamente
esmerilados y es relativamente menor para aquellos
perfiles que se fusionan levemente con el metal base
adjunto (Categorías de Fatiga B y C1). Los límites del
tamaño expresados (no contamos con base de datos
histórica) para la mayoría de las demás categorías son
similares a las citadas en la Referencia 12, excepto las
dimensiones en pulgadas que han no se han redondeado .
Los limites de tamaños mayores para las Categorías X2,
K2 y DT reflejan el hecho que estas curvas S-N ya hayan
sido dibujadas para quedar por debajo de la información de
una prueba reciente a gran escala.
La Referencia 13 analiza el rol del efecto del
tamaño relacionado con el perfil de la soldadura, a varios
niveles de comportamiento de fatiga. Las practicas
"estándar" del perfil de soldadura para conexiones en T, Y
y K, referidas en 2.20.6.7, varían con el espesor como para
definir dos niveles de comportamiento de fatiga, los cuales
son independientes del tamaño. Sin embargo, donde un
perfil inferior se extienda más allá de su rango estándar, el
414
efecto del tamaño (reducción de comportamiento) entrará
en juego. Los perfiles de soldadura "mejorados", que
cumplen con los requerimientos de 2.20.6.6 (1) mantienen
el efecto de la muesca constante en un amplio rango de
espesores, de este modo mitigan el efecto del tamaño. El
perfil de la superficie suave y parejo de soldaduras
completamente esmeriladas tampoco exhibe efectos de
tamaño. Ya que el martillado solo mejora un volumen
limitado relativo de la unión soldada, se espera que el
efecto del tamaño aparezca muy pronto, si el martillado es
la única medida tomada; sin embargo, el martillado no
debe incurrir en una falta del efecto del tamaño donde se
realiza, además, el control del perfil.
El efecto del tamaño también puede exhibirse a
sí mismo como un comportamiento del refuerzo ultimo
estático, ya que las reglas de diseño se basan en parte en
pruebas a fractura por tensión. Para conexiones tubulares
en T, Y y K que involucren aceros de alta resistencia de
fracto tenacidad baja o desconocida, las selecciones del
perfil del Nivel I se recomiendan de preferencia para
grandes muescas permitidos por el Nivel II.
C2.24 Limitaciones de Resistencia de Conexiones
Soldadas.
Una cantidad única de modos de falla es posible
en conexiones tubulares. Además de los chequeos usuales
te tensión de soldadura que entregan la mayoría de los
códigos de diseño, el diseñador debe chequear lo
siguiente:
VOCABULARIO:
(1) Falla local *
(2) Colapso general
(3) Falla progresiva (“unzipping”)
(4) Problemas de material
* Las conexiones de traslape se cubren en 2.24.1.6 y
2.24.2.4, respectivamente.
C2.24.1.1 Falla Local. Los requerimientos de diseño se
expresan en términos de tensión de corte nominal por
troquelado (ver Figura C2.8 para el concepto simplificado
de corte por troquelado). La situación de la tensión actual
localizada es más compleja que estas sugerencias de
conceptos simples, e incluyen el doblado de la caja, y
también la tensión de membrana. Cualquiera sea el modo
real de falla del componente principal Vp es una
representación de la tensión de corte promedio en la falla
en pruebas estáticas de simples conexiones tubulares,
incluyendo un factor de seguridad de 1.8. para información
de respaldo, el usuario de be consultar las Referencias 1-6.
El tratamiento de las secciones rectangulares se
ha hecho tan consistente como sea posible como las
secciones circulares. La derivación de la Vp básica
permitida para secciones rectangulares incluye un factor de
seguridad de 1.8, basado en el análisis límite utilizando el
refuerzo de tensión último, el cual se asumió que fuera 1.5
veces el límite mínimo especificado. Esto es porque α
(Alfa) en la Tabla 2.9 limita Fy en la formula de diseño para
corte por troquelado a 2/3 del refuerzo de la tensión.
Una redistribución favorable de la carga también
se asumió donde fuera apropiada. El límite localizado debe
esperarse que ocurra dentro de los niveles de carga
permitidos. Una limitación bastante general con una
deflexión que excede 0.02D puede esperarse en cargas
que excedan el 120%-160% de la estática permitida. Las
alternativas del corte por troquelado aproximadas para la
medición de conexiones tubulares pueden encontrarse en
la literatura (por ejemplo, Referencia 3). Sin embargo tales
las cuales no son dimensionalmente completas, deben
limitarse a las configuraciones y tamaños (y unidades) del
tubo del cual se derivaron.
En la edición de 1984 se hicieron cambios
substanciales para los requerimientos del corte troquelado
para secciones circulares para actualizarlos. Estos
incluyen:
(1) La eliminación de Ka , Kb de la formula por Vp activo.
aunque lógico desde el punto de partida de la geometría y
estática, estos producen una tendencia inapropiada en
comparación con la información de la prueba en el refuerzo
de las conexiones tubulares.
(2) Nuevas expresiones para la Vp básica permitida y un
nuevo modificador Qq el cual da resultados numéricamente
similares a aquellos en la Referencia 2
(3) Introducción del parámetro ovalado del cordón, α, con
resultados disponibles iguales a los de las uniones de
plano único y ofrece una extensión prometedora a uniones
multiplanares (Referencia 3)
(4) Una nueva expresión para Qf, basada en las pruebas
recientes de Yura (Referencia 4).
(5) la interacción no linear entre la carga axial y la
dobladura en el componente secundario, basado en el
comportamiento completamente plástico de las secciones
tubulares (Referencia 5).
415
La Figura C2.9 muestra la confiabilidad del nuevo
criterio de corte por troquelado basado en alfa calculada,
como un histograma del radio de la prueba última de
refuerzo (prueba P)a la permitida. Se uso la base de datos
de la Referencia 6. Pruebas inapropiadas se han borrado, y
Fy efectiva conforme con los 2/3 de la regla se han
estimado, como se describió en IIW-doc XV-405-77.
Los resultados de la prueba de agrupamiento
estrecho en el lado seguro del factor de seguridad de
refuerzo nominal último 1.8. Usando un registro normal de
formato de Índice de seguridad, el refuerzo medio último
para uniones que fallan por colapso plástico es 3.45
derivaciones estándar sobre el diseño de la carga,
comparable a los índices de seguridad de 3 a 4 para
conexiones en otros tipos de construcción. Al discriminar
entre los diferentes tipos de uniones, el nuevo criterio
alcanza una economía similar general y una mayor
seguridad que el criterio menos preciso que ellas
remplazan.
El factor de seguridad aparentemente mayor y el
índice de seguridad mostrado para pruebas de tensión esta
polarizado por un gran numero de pequeños tubos en la
base de datos. Si solo se consideran los tubos con tc = 0.25
pulgadas, el factor de seguridad cae a 3.7; Para tc = 0.5
pulgadas el factor de seguridad es de solo 2.2.
Considerando la singularidad (muesca aguda) en la
garganta en soldaduras típicas y el efecto del tamaño
desfavorable en fallas de fractura controladas, no se ha
permitido ofrece beneficio para carga de tensión.
En la edición de 1992, el código también ha incluido
un criterio de diseño de conexión tubular en formato de
última resistencia, subsección 2.24.1.1 (2) para secciones
circulares. Esto se derivó desde, e intentó ser equivalente,
al criterio anterior de corte por troquelado. Se hizo la
suposición de la pared delgada (por ejemplo, sin corrección
tb / db), y la conversión para usos de doblado elástico de los
módulos de sección.
Cuando se usa en el contexto de AISC-LRFD,
con un factor de resistencia de 0.8, este es nominalmente
equivalente con el diseño de tensión permitida (ASD),
factor de seguridad de 1.8 para estructuras que tienen un
40% de carga muerta y un 60% de cargas de servicio. El
cambio del factor de resistencia al corte de material se hizo
para mantener esta equivalencia.
LRFD queda en el lado seguro de ASD para
estructuras que tienen una proporción menor de carga
muerta. El criterio AISC para tensión y compresión de los
componentes parece hacer la equivalencia a un 25% de
carga muerta; por lo tanto, el criterio LFRD entregado aquí
es nominalmente más conservador para la mayor parte de
la población de estructuras. Sin embargo, desde que la
corrección tb / db para corte por troquelado no es para
hacer actuar Vp = τ seno θ fn (1-tb / db).
El formato de corte por troquelado ASD también
contiene conservacionismo extra.
La Figura C2.9 muestra un índice de seguridad de
3.45, apropiado para la selección de la lata de unión como
un componente (índice de seguridad es el margen de
seguridad del criterio de diseño, incluyendo polarizaciones
ocultas, expresado en desviaciones estándar de
inseguridad total). Para una comparación posterior, el
Comité ASCE de Estructuras Tubulares en la Referencia 2
derivó un factor de resistencia de 0.81 para un criterio de
diseño similar de conexión tubular basado en Yura,
logrando a un índice de de seguridad de 3.0.
Ya que el criterio de falla local en 2.24 se usa
para seleccionar el componente principal o la cuerda, la
elección del índice de seguridad es comparable al que se
usa para diseñar otros componentes estructurales; en vez
de los valores mayores usualmente citados para materiales
de conexión tal como remaches, pernos o soldaduras de
filete; las cuales aumentan la confiabilidad adicional, por
ejemplo, ductilidad local y pericia .
Para estructuras marítimas, típicamente
dominadas por cargas ambientales lo que ocurre cuando
ellas no son tripuladas, el borrador de 1986 de API RP2A –
LRFD propone factores de resistencia más liberales de
0.90 a 0.95, correspondientes a un valor reducido del
índice de seguridad de 2.5 (incluso tan bajo como 2.1 para
componentes de tensión). API también ajusto su criterio de
diseño de tensión permitido para reflejar el beneficio de los
radios típicos tb / db.
En Canadá (Referencia 21), el uso de este factor
de resistencia con factores de carga ligeramente
diferentes, resulta en una diferencia de 4.2% en el factor
total de seguridad. Esto está dentro de la precisión de la
calibración.
C2.24.1.2 Colapso General. Además de la falla localizada
del componente principal, la cual ocurre en la cercanía de
la soldadura del componente secundario, puede ocurrir un
modo más generalizado de la falla del colapso general. En
componentes cilíndricos esto ocurre por una falla plástica
ovalada general en la carcasa cilíndrica del componente
416
principal. En las secciones rectangulares, esto puede
involucrar una deformación de la viga de unión, o el
pandeo de las paredes laterales del componente principal
(ver Referencia 15).
C2.24.1.3 Distribución Desigual de la Carga (Tamaño de
Soldadura). La distribución elástica inicial de transferencia
de carga a lo largo de la soldadura en una conexión tubular
es altamente no uniforme, con carga de línea máxima (kips
/ in. o MPa / mm) a menudo siendo un factor de dos o tres
mayor que el indicado en las bases de secciones
nominales, geometría y estática, como para 2.23.3. Alguna
limitación local se requiere para conexiones tubulares para
redistribuir esta y alcanzar su capacidad de diseño. Si la
soldadura es un eslabón débil en el sistema, puede
ponerse en servicio activo antes que ocurra esta
redistribución.
El criterio dado en el código intenta prevenir esta
puesta en servicio activo, tomando ventaja de los factores
de seguridad mayores en las tensiones de soldadura
permitida más que en otro lugar. Por ejemplo, el refuerzo
último de la línea de carga de una soldadura de filete de
0.7 t hecho con electrodos E70XX es 0.7 t (2.67 x 0.3 x 70)
= 39 t, adecuado para igualar el refuerzo límite de acero
templado del material secundario.
Para otro ejemplo, si la carga de línea aguda es
realmente el doble nominal, el diseño para 1.35 veces la
carga de la línea nominal dará un factor de seguridad de la
unión de 1.8, cuando el refuerzo de la soldadura es 2.67
veces su tensión permitida. Las reglas IIW, y las
calculaciones de refuerzo basado en LRFD, se requiere
mayores tamaños de soldadura que encajen, por ejemplo
1.0 t o 1.2 t (1.0 t en el bosquejo del Eurocode). Dando
esta salida rápida del problema, no ha habido muchas
pruebas para validar la lógica AWS anterior para
soldaduras más pequeñas.
C2.24.2 Conexiones Rectangulares en T, Y & K. E el
D1.1-90 y ediciones anteriores del código el tratamiento
para secciones rectangulares se hizo tan consistentemente
como fue posible con las de secciones circulares. La
derivación del corte por troquelado permitida básica Vp
para secciones rectangulares incluye un factor de
seguridad de 1.8, basado en un análisis simple de la línea
límite, pero utilizando el refuerzo de tensión último, el cual
se asume que sea 1.5 veces el límite mínimo específico.
Estos por qué Fy en la formula de diseño para corte por
troquelado se limitó a 2 / 3 veces el refuerzo de la tensión.
Una redistribución favorable de la carga también se asume
donde sea apropiada. La limitación ubicada debe
esperarse que ocurra dentro de los niveles de carga
permitidos. Una limitación bastante general, con una
distorsión que exceda el 0.02 D, puede esperarse en
cargas que excedan el 120% - 160% de estática permitida.
Un enfoque racional a la resistencia última de las
conexiones rectangulares, se ha realizado, usando el
teorema del zunchado superior del análisis del límite (ver
Figura C2.11) y patrones de la línea de rendimiento (similar
a las mostradas en la Figura C2.12). Varios patrones de
límite para la falla de la cara del cordón plástico deberían
asumirse para encontrar la capacidad mínima computada,
la cual puede ser mayor que o igual al el valor real. El
abanico de esquinas (como se muestra en la conexión en
T) a menudo produce menor capacidad que las esquinas
planas, como se muestra para otros casos. Los factores de
diseño sugeridos entregados en la Tabla C2.2, son
consistentes con la manera en la que sacamos ventaja del
endurecimiento por deformación, redistribución de la carga,
etc., en el uso de pruebas de falla, como la base para el
criterio empírico de diseño. En general, se encontrará que
la capacidad es una función de los parámetros de topología
sin dimensión β, η y ξ (definido en la figura) al igual que el
espesor cuadrangular del cordón (correspondiente a τ y γ
en el formato de corte por troquelado).
Para β muy grande (sobre 0.85) y conexiones en
K con abertura aproximada a 0, el análisis de la línea
límite indica una capacidad de conexión extremadamente
alta e irreal. En tales casos, otras estipulaciones de
limitación basadas en la falla del corte del material de las
regiones atiesadas, y la capacidad reducida para las
regiones más flexibles (por ejemplo, ancho efectivo)
también deberá observarse y chequearse.
Aunque el antiguo criterio de AWS cubría estas
consideraciones (Referencia 18), para doblado tanto como
para carga axial (Referencia 19), se han desarrollado
expresiones más autoritarias que representan una base de
datos mucho mayor a través de los años por el CIDECT
(“Commité International pour le Developpement et l’Etude
de la Construction Tubulaire”) (Referencia 20) y por los
miembros del Subcomité IIW XV-E (Referencia 24). Este
criterio se ha aceptado para el diseño de estado límite de
estructuras de acero en Canadá (Packer et al, Referencia
21). El código Canadiense es similar al formato del AISC –
LRFD. En la edición de 1992 estos criterios actualizados se
incorporaron dentro del código AWS, usando el formato de
417
resistencia última al espesor cuadrangular y los factores de
resistencia de Packer, donde sean aplicables.
C2.24.2.1 Falla Local. Los factores de carga varían de
ecuación en ecuación para reflejar las diferentes
cantidades de polarización y esparcimiento aparente
cuando estas ecuaciones se comparan con la información
de la prueba (Referencia 21). Por ejemplo, la ecuación
para la falla de la cara de la cuerda plástica de conexiones
en T, Y y transversales se basa en el análisis de la línea
límite ignorando el refuerzo de reserva, la cual, proviene
del endurecimiento por deformación; esta polarización
entrega el factor de seguridad con un Φ de unidad. La
segunda ecuación para aberturas en K y conexiones en N
se derivó empíricamente, tiene menos polarización oculta
en el lado seguro, y traza un factor de resistencia menor.
En la transición entre conexiones de abertura y
conexiones de traslape, hay una región para la cual no se
entrega un criterio. (ver Figura C2.10). Una estructura
marítima que detalla una practica típica entrega una
abertura “g” de 2 pulgadas [50 mm], o un traslape mínimo
“q” de 3 pulgadas [75 mm], para evitar la interferencia de la
soldadura. Para un diámetro menor de las conexiones
rectangulares, las limitaciones se expresan en relación a
las proporciones del componente. Estas limitaciones sirven
también para evitar las gargantas para conexiones
rectangulares inclinadas, en la cual el trayecto de la carga
desproporcionadamente rígida no pueda manipular todas
las cargas que atrae, posiblemente conducente a la falla
progresiva.
C2.24.2.2 Colapso General. Para evitar una adaptación un
tanto extraña del pandeo de la columna permitido al
problema de deformación de la brida de unión de la
sección rectangular (por ejemplo, Referencia 15), limitación
de la brida de unión AISC – LRFD, el criterio de
deformación pandeo transversal se han adaptado a la
tensión, en casos de tensión de un lado y de los dos lados,
respectivamente. Los factores de resistencia dados son los
del AISC. Packer (Referencia 22) indica una correlación
razonablemente buena con los resultados de la prueba de
la conexión rectangular disponible, en su mayoría de la
variedad de dos lados.
C2.24.2.3 Distribución Dispareja de la Carga (Ancho
Efectivo). Para las secciones rectangulares, este
problema se trata ahora en términos de conceptos del
ancho efectivo, en los cuales se ignora la entrega de la
carga en porciones más flexibles de la cuerda. El criterio
para el chequeo de componentes secundarios se entrega
en 2.24.2.3 (1), basado empíricamente en el trabajo IIW /
CIDECT. Los criterios para el cálculo de soldaduras
(2.23.5) se basan en las pruebas de Packer (Referencia
23) para abertura en K y conexiones en N; y sobre la
extrapolación y simplificación de los conceptos de ancho
efectivo del IIW para conexiones en T, en Y, y
transversales.
C2.24.2.4 Conexiones de Traslape. Al entregar
transferencia directa de la carga de un componente
secundario a otro, en conexiones en K y en N, las uniones
de traslape reducen las demandas de troquelado en el
componente principal, permitiendo el uso de componentes
de cuerda más delgados en refuerzos. Estas son
particularmente ventajosas en secciones rectangulares en
las cuales las preparaciones de los extremos del
componente no son tan complicadas como para las
tuberías circulares.
Las conexiones completamente traslapadas, en
las cuales el soporte de traslape está completamente
soldado al soporte completo, sin ningún contacto con la
cuerda, tiene la ventaja de preparaciones de extremo,
incluso más simples. Sin embargo el problema de
troquelado que estaba en la cuerda para conexiones de
abertura, se trasfiere ahora al soporte completo, el cual
tiene también un alto corte de viga y cargas dobladas al
trasladar estas cargas al cordón.
La mayoría de las conexiones de traslape
probadas han sido para casos de cargas perfectamente
balanceadas, en la cual la carga transversal compresiva de
un componente secundario está compensada por la carga
de tensión del otro. En tales conexiones traslapadas,
sujetas a una carga balanceada y predominantemente axial
estática, las pruebas han demostrado que no es necesario
completar la soldadura “oculta” en la garganta a través del
componente. En situaciones de diseño del mundo real, sin
embargo, la carga de corte de cuerda localizada u otras
cargas entregadas a los puntos del panel resultan en
cargas desbalanceadas. En estas situaciones
desbalanceadas, el componente mayormente cargado
debe ser el soporte completo, con su circunferencia
totalmente soldada al cordón, y se requieren chequeos
adicionales de la carga neta en la huella combinada de
todos los soportes.
418
C2.24.2.5 Doblado. Ya que el criterio internacional para la
capacidad de doblado de las conexiones tubulares no esta
tan bien desarrollado como el criterio para cargas axiales,
los efectos del momento de doblado primario se
aproximado como una carga axial adicional. En la
expresión del diseño, JD representa la mitad del momento
de palanca entre bloques de tensión que crea el momento,
análogo al diseño concreto-medio, debido a que solo la
mitad de la capacidad axial descansa en cada lado del eje
neutral. Varios estados de límite último se usan para
derivar las expresiones para JD en la Tabla C2.3. Para la
plastificación de la cara de la cuerda, se asume un corte
por troquelado uniforme o una capacidad de carga de la
línea. Para el límite de refuerzo de corte del material, se
usa el ancho efectivo. El colapso general refleja una falla
del mecanismo de la pared lateral. Finalmente, se entrega
una expresión simplificada para JD, la cual se puede usar
conservadoramente para cualquiera de los modos de falla
que rigen.
Debe tenerse precaución donde las
deformaciones, debido a las rotaciones de la unión puedan
ser importantes, por ejemplo la estructura de entrada
oblicua en aplicaciones arquitectónicas. Las ediciones
previas del código entregan 1/3 de disminución en la
capacidad de conexión permitida para esta situación.
C2.24.2.6 Otras Configuraciones. La equivalencia de
componentes rectangulares y componentes secundarios
circulares en cordones rectangulares se basa en sus
parámetros respectivos (0.785 es π / 4). Esto se aplica, en
efecto al concepto de corte por troquelado al problema,
incluso estos criterios internacionales siempre se entregan
en formato de refuerzo último. Los resultados están en el
lado seguro de los resultados de la prueba disponible.
C2.26 Limitaciones del Material
Puede tomarse una aproximación racional al
esfuerzo último de conexiones rectangulares inclinadas,
usando el teorema del límite superior del análisis del límite
(ver Figura C2.11) y patrones de línea límite similares a los
mostrados en la Figura C2.12. Varios patrones de línea
límite deberán asumirse para encontrar la capacidad
computada mínima, la cual puede ser igual o mayor que el
valor verdadero. Las ventilaciones de esquinas (como se
muestra para la unión en T) a menudo producen una
capacidad menor que las esquinas planas mostradas para
los otros casos. Factores de diseño sugerido se entregan
en la Tabla C2.2; se intenta que sean consistentes con las
usadas en el cuerpo del código. Para conexiones en T y en
Y, el modificador de geometría se espera que sea una
función de η tanto como β, en contraste con las
expresiones más simples dadas en 2.24.1. Para
conexiones en K, el parámetro de abertura β también
deberá tomarse en cuenta. Los parámetros de geometría
sin dimensión, η, β y ξ se definen en la Figura C2.11.
Para aberturas que se aproximen a 0 y para una
unidad aproximada β muy grande, el análisis de la línea
límite indica una alta capacidad de unión extrema e irreal.
Las estipulaciones de 2.24.1.1 y 2.24.1.3 también deberán
chequearse.
C2.26.1.3 Conexiones Rectangulares en T, en Y o en K.
Las conexiones tubulares están sujetas a concentraciones
de tensión, las cuales pueden llevar a un esfuerzo local
plástico limitante. Muescas agudas e irregularidades en la
garganta de las soldaduras, y grietas por fatiga que se
inician bajo carga cíclica colocan demandas adicionales en
la ductilidad y fracto tenacidad del acero, particularmente
bajo cargas cíclicas. Estas demandas son particularmente
severas en el componente principal de conexiones
tubulares en T, Y y K. La tubería rectangular formada en
frío (por ejemplo, ASTM A 500 y la tubería fabricada con
planchas dobladas) son susceptibles a resistencia
degradada debido al esfuerzo de envejecimiento cuando
estas regiones están severamente dañadas, sometidos
para incluso moderar el calor de la soldadura cercana. La
apropiabilidad de tal entubado para el servicio intencionado
debe evaluarse, usando pruebas que representen su
condición final (por ejemplo, esfuerzo y envejecido, si el
entubado no se normaliza después de haberse formado)
(ver C2.26.2.2 para un análisis de los requerimientos de la
prueba CVN).
C2.26.2 Fracto Tenacidad del Metal Base Tubular.
Algunos aceros están listados según grupo de resistencia
(Grupos I, II, III, IV y V) y clase de resistencia (Clases A, B
y C) en las Tablas C2.4 - C2.26. Estas listas son para guiar
a los diseñadores, y seguir la practica largamente
establecida para estructuras marítimas, como se describe
en la Referencia 9 y las siguientes:
Grupos de Resistencia. Los aceros pueden
agruparse de acuerdo al nivel de resistencia características
de soldaduras como a continuación (ver también 3.3 y 3.5):
(1) El Grupo I designa aceros al carbono estructural liso
con refuerzos de límites mínimos especificados de 40 ksi
419
[280 MPa] o menores. Equivalentes de carbono (definido
en el Anexo XI, XI6.1.1) es generalmente 0.40% o
menores, y estos aceros pueden soldarse por cualquier
proceso de soldadura, como se describió en el código.
(2) El Grupo II designa aceros de baja aleación y refuerzo
intermedio con límite a fluencia mínima especificado de
casi 40 ksi a 52 ksi [280 MPa a 360 MPa]. Rangos
equivalentes de carbono hasta 0.45% y mayores, y este
acero requiere el uso de procesos de soldadura de bajo
hidrogeno.
(3) El Grupo III designa aceros de baja aleación y alto
refuerzo con refuerzos de límite de fluencia mínimos
especificados en exceso de 52 ksi a 75 ksi [360 MPa a 515
MPa]. Tales aceros pueden usarse, siempre que cada
aplicación sea investigada en cuanto a lo siguiente:
(a) La soldabilidad y los WPSs especiales que pueden
requerirse. Los WPSs de bajo hidrogeno generalmente se
presumen.
(b) Los problemas de fatiga que pueden resultar del uso
de tensiones mayores de trabajo, y
(c) La Fracto-tenacidad en relación a otros elementos de
control de fractura, tal como la fabricación, procedimientos
de investigación, tensión de servicio y temperatura
ambiente.
(4) Los Grupos IV y V incluyen aceros de construcción de
mayor resistencia en el rango sobre 75 ksi a 100 ksi límite
[515 MPa a 690 MPa]. Se debe tener un cuidado extremo
en relación al control de hidrógeno para evitar el
agrietamiento y la entrada de calor para evitar la pérdida de
resistencia debido a un sobre calentamiento.
Clase de Resistencia. Las clasificaciones de resistencia
A, B y C se pueden utilizar para cubrir varios grados
críticamente mostrados en la matriz de la Tabla C2.7, y
como se describe abajo:
La estructura primaria (o fractura crítica) cubre
los elementos cuya única falla sería catastrófica.
La estructura secundaria cubre los elementos
cuya falla no llevará a un colapso catastrófico, bajo
condiciones para las cuales la estructura puede ocuparse,
o causar daños mayores fuera del lugar (por ejemplo,
contaminación), o ambos.
Para estructuras tubulares altamente
redundantes, la fractura de un soporte o su conexión del
extremo no es probable que lleve al colapso bajo
condiciones de carga normales o incluso moderadamente
severas. La resistencia se reduce un tanto sin embargo, y
el riesgo de colapso bajo sobrecarga extrema.
(1) Las clases de aceros C son aquellas que tienen un
historial de aplicación exitoso en estructuras soldadas a
temperaturas de servicio sobre congelamiento, pero para
las cuales las pruebas de impacto no están especificadas.
Tales aceros son aplicables a componentes estructurales
que incluyen un espesor limitado, de formado moderado,
restricción, concentración de tensión modesta, carga casi
estática (tiempo de elevación de 1 segundo o mayor) y
redundancia estructural tal que una fractura aislada no será
catastrófica. Ejemplos de tales aplicaciones son
apilamiento, soportes en estructuras espaciadas,
estructuras redundantes, vigas de piso y columnas.
(2) Los aceros de clase B son apropiados para el uso
donde el espesor, el trabajo en frío, la restricción,
concentración de tensión y la carga de impacto o falta de
redundancia, o ambas, indican la necesidad de fracto
tenacidad mejorada. Donde las pruebas de impacto se
especifican, los aceros de Clase C deben exhibir una
energía CVN de 15 ft-lb [20 J] para el Grupo I, 25 ft-lb [34
J] para Grupo II, y 35 ft-lb [48 J] para Grupo III, a la
temperatura de servicio menor anticipada. Los aceros
listados como Clase B pueden alcanzar generalmente
estos requerimientos CVN a temperaturas de un rango de
50° F a 32° F [10° C a 0° C].
Los ejemplos de tales aplicaciones son las conexiones
en una estructura secundaria y el soporte en estructura
primaria. Cuando las pruebas de impacto se especifican
para el acero de Clase B, pruebas “heat-lot” en
conformidad con ASTM A 673, Frecuencia H, se usa
normalmente. Sin embargo, no hay seguridad positiva de
que la resistencia de la Clase B estará presente en las
piezas de acero que no se han probado.
(3) Los aceros de clase A son apropiados para el uso a
temperaturas bajo congelamiento y para aplicaciones
criticas que involucren combinaciones adversas de los
factores citados anteriormente. Las aplicaciones criticas
pueden garantizar la prueba CVN a 36° F – 54° F [20° C –
30° C] por debajo de la temperatura de servicio menor
anticipada. Este margen extra de fracto tenacidad evita la
propagación de fracturas quebradijas de grandes
irregularidades, y ayuda a la detención de las grietas en
espesores de varias pulgadas. Los aceros enumerados
aquí como la Clase A pueden alcanzar generalmente los
requerimientos CVN expresados anteriormente a rangos de
temperatura de -4° F a -40° F [- 20° C a – 40° C]. La
420
frecuencia de la prueba de impacto para aceros Clase A
deben estar en conformidad con las especificaciones bajo
las cuales el acero se ordena; En usencia de otros
requerimientos se puede usar la prueba heat-lot.
C2.26.2.1 Requerimientos de la Prueba CVN. Estos
requerimientos mínimos de fracto tenacidad para
componentes en tensión siguen las estipulaciones
recientemente propuestas por AISC. La confiabilidad a un
grado considerable del fenómeno de cambio de
temperatura descrito por Barsom (Referencia 16). El efecto
del cambio de temperatura es que los materiales cargados
estáticamente exhiben niveles similares de ductibilidad
como los especimenes de la prueba CVN cargados
cíclicamente a una alta temperatura. Para aceros de mayor
resistencia, Grupos III, IV y V, el cambio de temperatura es
menos efectivo; también la energía del esfuerzo de fractura
mecánica entrega consideraciones que sugerirán los
valores de energía mayormente requeridos. Las pruebas
de aceros laminados en una base caliente deja uno
expuesto a una variación considerable dentro del calor, con
pruebas CVN que muestran mayor disposición que las
propiedades del refuerzo. Sin embargo, es mejor que
ninguna prueba efectuada.
C2.26.2.2 Requerimientos LAST. Los componentes
principales en conexiones tubulares están sujetos a
concentraciones de tensión local las cuales pueden llevar a
una limitación local y a esfuerzos plásticos en la carga
diseñada. Durante la vida útil de servicio, la carga cíclica
puede iniciar grietas por fatiga, demandando
adicionalmente la ductilidad del acero. Estas demandas
son particularmente severas en latas de unión de pared a
pruebadiseñada para el corte por troquelado.
C2.26.2.3 Fracto Tenacidad alternativa. Las condiciones
listadas en (1) - (4) abajo deben considerarse cuando se
especifican los requerimientos de la fracto tenacidad.
(1) Conexiones Submarinas. Para porciones
submarinas de plataformas marítimas de tipo templado
redundante, API recomienda lado de levantamiento que el
acero para latas de unión (tales como cordones en uniones
mayores en X y en K, y a través de los componentes en
conexiones diseñadas como traslape) alcancen uno de los
siguientes criterios de fracto tenacidad a temperatura dada
en la Tabla C2.8.
(a) Prueba NRL comportamiento de la prueba de caída
de peso sin ruptura.
(b) Energía CVN 15 ft – lb [20 J] para aceros de
Grupos I, 25 ft – lb [34 J] para aceros del Grupo II y
35 ft – lb [4 J] para aceros del Grupo III (prueba
transversal).
El criterio para altura grietas NRL se refiere al uso del
Diagrama de Análisis de Fractura (Referencia 17), y de
fallas de conexiones pesadas que alcanzan el cambio de
temperatura CVN de criterio de iniciación. Para
temperaturas de servicio a 40°F [4°C] o mayor, estos
requerimientos pueden lograrse usando cualquiera de los
aceros de la Clase A.
(2) Servicio Atmosférico. Para las conexiones
expuestas a temperaturas más bajas y de menor impacto
posible, o para conexiones críticas en cualquier
localización en la cual se desea evitar todas las fracturas
quebradizas, deben considerarse los aceros Clase A más
fuertes, ej: Especificación API 2H, Gr. 42 o Gr. 50. para 50
ksi [345 MPa] límite y aceros de mayor resistencia, se debe
prestar especial atención a los procedimientos de
soldadura, para evitar la degradación de los ZAT. Incluso
para un servicio menos demandante de estructuras
ordinarias, el siguiente grupo/clase de metales base NO se
recomiendan para usarlos como componentes principales
en conexiones tubulares: IIC, IIIB, IIIC, IV y V.
(3) Conexiones Críticas. Para conexiones críticas que
involucran alta restricción (incluyendo geometría adversa,
con un alto límite de fluencia, secciones gruesas o
cualquier combinación de estas condiciones), y cargas de
tensión a través de todo el espesor en servicio, se debe
considerar el uso de acero que haya mejorado las
propiedades a través de todo el espesor (dirección Z), por
ejemplo, Especificación API 2H, Suplementos S4 y S5, o
ASTM A 770.
(4) Soportes del Extremo. Aunque el soporte del
extremo en conexiones tubulares están sujetos también a
la concentración de tensión, las condiciones de servicio no
son tan severas como en el componente principal (o lata de
unión). Para soportes críticos, para los cuales la fractura
quebradiza sería catastrófica, debe considerarse el uso de
los extremos salientes en los soportes que tengan la
misma clase como la unión de lata, o una clase menor.
Esta estipulación no necesita aplicarse al cuerpo de los
soportes (entre conexiones).
421
Tabla C2.1
Encuesta del Diámetro/Espesor y Límites Planos Ancho/Espesor para Tubos (ver C2.20.1)
Notas Generales: ���� AISI Clase A = Formado en Caliente. ���� AISI Clase B = Formado y Soldado con Frío. ���� Ancho plano puede tomarse como D – 3t para diseño del componente sección rectangular.
422
Tabla C2.2 Factores de Diseño Sugeridos (ver C2.24.2)
Valor Asumido SF para SF Donde se Aplica para K Cargas Estáticas 1/3 de Aumento
1.51 1.8 1.4
1.51 2.7 2.0
1.0 1.7 1.3
Nota:
1. Aplicable donde el componente principal, Fy, no se considera que exceda 2/3 del mínimo del esfuerzo a la tensión
especificada.
Tabla C2.3 Valores de JD (ver C2.24.2.5)
Modo de Falla que rige Dobladura en Plano Dobladura Fuera de Plano
Donde puede utilizarse el último refuerzo de ruptura de la conexión - incluye efectos de endurecimiento por esfuerzo, etc. Estructuras redundantes a falla de pruebas y diseños consistentes con 2.24.1 Los componentes críticos cuya sola falla pudiera ser catastrófica
Aplicaciones arquitectónicas donde la deformación localizada sería objetable
Falla Plástica del Cordón de pared
Esfuerzo cortante del material de cuerda
Colapso General
Ancho Efectivo del componente secundario
Aproximación Conservadora para Cualquier Modo
423
Tabla C2.4 Placa de Acero Estructural (ver C2.26.2)
Grupo de Clase de Límite de fluencia Carga Límite de rotura Refuerzo Dureza Especificación y Grado Ksi MPa Ksi MPa I C ASTM a 36 para 2 pulg. 50mm de Espesor 36 250 58-80 400-550 ASTM a 131 grado A (a 1/2 pulg. 12mm de Espesor 34 235 58-71 440-490
ASTM a 131 grado B, D 34 235 58-71 400-490 I B ASTM a 573 grado 65 35 240 65-77 450-550 ASTM a 709 grado 36T2 36 250 58-80 400-550
I A ASTM a 131 grado CS, E 34 235 58-71 400-490
ASTM a 242 (a 1/2 pulg. 12mm de Espesor) 50 345 70 480 II C ASTM a 572 grado 42 (a 2 pulg. 50mm de Espesor) 42 290 60 415 ASTM a 572 grado 50 (a ½ pulg.12mm de Espesor)1 50 345 65 450 ASTM a 588 (4 pulg. 100mm e inferiores) 50 345 70 min 485 min
ASTM a 709 grados 50T2, 50T3 50 345 65 450 ASTM a 131 grados AH32 45.5 350 68-85 470-585 II B ASTM a 131 grados AH36 51 350 71-90 490-620 ASTM a 808 (el refuerzo varía con el espesor) 42-50 290-345 60-65 415-450 ASTM a 516 grado 65 35 240 65-85 450-585
API especificación 2H grado 45 42 290 62-80 430-550 Grado 50 (para 2-1/2 pulg. 65mm de Espesor) 50 345 70-90 483-620 (Sobre 2-1/2 pulg. 65mm de Espesor) 47 325 70-90 483-620 API especificación 2W grado 42 para 1 pulg 25mm Esp 42-67 290-462 62 427 sobre 1 pulg. 25mm Esp 42-62 290-427 62 427 Grado 50 para 1 pulg. 25mm Esp. 50-75 345-517 65 448 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 50-70 345-483 65 448 grado 50T para 1 pulg. 25mm Esp. 50-80 345-522 70 483 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 50-75 345-517 70 483 II A API especificación 2Y grado 42 para 1 pulg. 25mm Esp 42-67 290-462 62 427 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 42-62 290-462 62 427 Grado 50 para 1 pulg. 25mm Esp. 50-75 345-517 65 448 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 50-70 345-483 65 448 grado 50T para 1 pulg. 25mm Esp. 50-80 345-572 70 483 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 50-75 345-517 70 483 ASTM a 131 grados DH32, EH32 45.5 315 68-85 470-585 Grados DH36, EH36 51 350 71-90 490-620 ASTM a 537 Clase I (para 2-1/2 pulg. [65mm] Espesor 50 345 70-90 485-620 ASTM a 633 grado A 42 290 63-83 435-570 Grados C, D 50 345 70-90 485-620 ASTM a 678 grado A 50 345 70-90 485-620
III C ASTM a 633 grado E 60 415 80-100 550-690
ASTM a 537 clase II para 2-1/2 pulg. 65mm Espesor 60 415 80-100 550-690 ASTM a 678 grado B 60 415 80-100 550-690 API especificación 2W grado 60 para 1 pulg.25mm Esp 60-90 414-621 75 517 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 60-85 414-586 75 517 III A API especificación 2Y grado 60 para 1 pulg.25mm Esp 60-90 414-621 75 517 sobre 1 pulg. 25mm Esp. 60-85 414-586 75 517 ASTM a 710 grado A clase 3 (tratado por (quenched) y calor precipitado) por 2 pulg. (50mm) 75 515 85 585 2 pulg. (50mm) a 4 pulg. (100mm) 65 450 75 515 sobre 4 pulg. (100 mm) 60 415 70 485
IV C ASTM a 514 (sobre 2-1/2 pulg. [65mm] Espesor 90 620 110-130 760-890 ASTM a 517 (sobre 2-1/2 pulg. [65mm] Espesor 90 620 110-130 760-896
V C ASTM a 514 (para 2-1/2 pulg. [65mm] Espesor 100 690 110-130 760-895 ASTM a 517 (para 2-1/2 pulg. [65mm] Espesor 100 690 110-130 760-895
Nota General: Ver la lista de Especificaciones Referenciadas para títulos completos de lo de anterior Nota: ���� Hasta 2 pulg (50 mm). Espesor para acero calmado tipo 1 ó 2, Práctica de grano fino
424
Tabla C2.5 Tubo de Acero Estructural y Formas Tubulares (ver C2.26.2)
Grupo de Clase de Límite de fluencia Carga límite de rotura Refuerzo Tenacidad Especificación y Grado Ksi MPa Ksi MPa API Especificación 5L Grado B1 35 240 60 415 ASTM a 53 grado B 35 240 60 415 ASTM a 139 grado B 35 240 60 415 ASTM a 500 grado A (circular) 33 230 45 310 I C (amoldado) 39 270 45 310 ASTM a 500 grado B (circular) 42 290 58 400 (amoldado) 46 320 58 400 ASTM a 501 (circular y amoldado) 36 250 58 400 APi Especificación 5L grado X42 máx.2% expansión fría 42 290 60 415
ASTM a 106 grado B (normalizado) 35 240 60 415 I B ASTM a 524 grado I (a través 3/8 pulg. [10mm] w.t.) 35 240 60 415 grado II (sobre 3/8 pulg. [10mm] w.t.) 30 205 55-80 380-550
I A ASTM a 333 grado 6 35 240 60 415 ASTM a 334 grado 6 35 240 60 415
II C API Especificación 5L grado X42 máx.2% expansión fría 52 360 66 455 ASTM a 618 50 345 70 485
II B API Especificación 5L grado X52 con SR5, SR6 o SR8 52 360 66 455
III C ASTM a 595 grado A (adelgazado) 55 380 65 450 ASTM a 595 grados B y C (adelgazado) 60 410 70 480 Notas Generales:
���� Ver lista de Especificaciones Referidas a títulos completos de lo anterior.
���� La cañería estructural también se puede fabricar de acuerdo con las Especificaciones API 2B, ASTM A 139+, ASTM A
252+, o ASTM A 671 usando grados de planchas estructurales listadas en la Tabla C2.4, excepto que la prueba
hidrostática pueda omitirse.
���� Con soldaduras longitudinales y soldaduras a tope circunferenciales.
Nota:
1. Soldaduras sin costuras o costuras longitudinales.
Tabla C2.6 Formas de Acero Estructural (ver C2.26.2)
Grupo de Clase de Límite de fluencia Carga límite de rotura Refuerzo Tenacidad Especificación y Grado Ksi MPa Ksi MPa
ASTM a 36 (para 2 pulg. [50mm] Espesor) 36 250 58-80 400-550 ASTM a 131 Grado A (para 1/2 pulg. [12mm] Espesor) 34 235 58-80 400-550
ASTM a 709. grado 36T2 36 250 58-80 400-550
ASTM a 572 grado 42 (para 2 pulg. [50mm] Espesor) 42 290 60 415 ASTM a 572 grado 50 (para 1/2 pulg. [12mm] Espesor) 50 345 65 480 ASTM a 588 (para 2 pulg. [50mm] Espesor) 50 345 70 485
ASTM a 709 grados 50T2, 50T3 50 345 65 450 ASTM a 131 grado AH32 46 320 68-85 470-585 ASTM a 131 grado AH36 51 360 71-90 490-620 Notas Generales:
���� Hasta 2 pulg. Espesor para Acero Tipo 1 ó 2 calmado. Práctica de grano fino. ���� Esta tabla es parte del comentario sobre consideraciones de resistencia para estructuras tubulares (o compuestos de
formas tubulares y otros perfiles), ejemplo, usado para plataformas marítimas. No se trata de implicar que las formas no listadas no sean apropiadas para otras aplicaciones.
425
Tabla C2.7 Matriz de Clasificación para Aplicaciones (ver C2.26.2)
SEGURIDAD CONTRA FALLA SECUNDARIA MIENTRAS SE MANIPULA
BAJA CONCENTRACIÓN DE TENSIÓN NOMINAL
FRACTURA PRIMARIA CRÍTICA FORMACIÓN PLÁSTICA POR CONCENTRACIÓNDE ALTA TENSIÓN
ALTAS RESTRICCIONES DE SECCIONES GRUESAS
BAJAS RESTRICCIONESNES DE SECCIONES DELGADAS
ÁNGULO LEJANO
Tabla C2.8 Condiciones para Pruebas CVN (ver C2.26.2.2)
Diámetro/Espesor Temperatura de la Prueba Condición de la Prueba
Sobre 30 36° F (20° C) bajo LAST1 Plancha plana
20 - 30 54° F (30° C) bajo LAST Plancha plana
Bajo 20 18° F (10° C) bajo LAST Como se fabricó
Nota: 1. LAST = Temperatura de Servicio Anticipada Más Baja
426
SOLDADURAS BALANCEADAS SOBRE SOLDADURAS DESBALANCEADAS SOBRE EL EJE NEUTRO DEL ÁNGULO EL ÁNGULO NEUTRO DEL ÁNGULO
C2.1 - Equilibrio de Soldaduras de Filete Sobre un Eje Neutro (ver C2.5.2)
SOLDADURA DE FILETE SOLDADURAS DE RANURAS SOLDADURA DE RANURA DE PENETRACIÓN COMPLETA DE BISEL SOBRESALIENTE
Figura C2.2 - Planos de Corte para Soldaduras de Filete y Ranura (ver C2.5.4)
427
Figura C2.3 - Carga Excéntrica Figura C2.4 - Relación de Deformación de Carga
(ver C2.5.4.2 y C2.5.4.3) para Soldaduras (ver C2.5.4.2 y C2.5.4.3)
(A) SOLDADURA CONTENIDA POR A (B) ACCIÓN DE DESGARRO EN SOLDADURA FUERZA, R SIN CONTENCIÓN
Figura C2.5 - Uniones de traslape Soldadas de filete Única (ver C2.8.1.1)
DOBLADURA DOBLADURA CARGA AXIAL FUERA DE PLANO EN PLANO
Figura C2.6 - Ilustraciones de Tensiones de Componentes secundarios Correspondientes al Modo de Carga (ver C2.20.6.2)
428
COMPONENTE SECUNDARIO O LA PARTE MÁS DELGADA NO EXCEDER SOVOCAMIENTO 0.01 in. [0.3 MM] ANGULO REENTRANTE (REENTRANT) PASADA DE CAPAS MONEDA O DISCO CON RADIO, R
SOLDADURA INTERNA
DONDE SEA ACCESIBLE CUERPO RADIO DE LA HERRAMIENTA 5/16pul. 8mm mínimo 0.05 t ó 0.3 pulg. 0.75mm máximo PASADA DE CONTACTO (SERÁN PRIORIDAD A LAS PASADAS DE CAPAS 0.01 in. [0.25 mm] MAXIMO RAIZ PASADAS DE CONTACTOS (CAP) SIN INDICACIONES (MPI)
Nota General: Los requirimientos mínimos para
soldadura externa en conexiones tubulares diseñadas para cumplir con 2.20.6.6(1).
Nota General: Indicación MPI, la convexidad excesiva o
sovacamiento en pasadas de gargantas de soldadura o entre pasadas adyacentes, se pueden corregir con un esmerilado suave/liviano.
Figura C2.7 – Requerimientos del Perfil de la Soldadura Mojada (ver C2.20.6.6)
Carga Falla de Corte Local Componente Secundario Soldadura
Componente Principal
Figura C2.8 – Concepto Simplificado del Corte de perforación (ver C2.24.1.1)
RADIO TEÓRICO R = tb / 2, EXCEPTO QUE 5/16 in. � R � 1 in. (8mm � R � 25 mm)
ALAMBRE DE 1 mm NO DEBERA PASAR
429
COLAPSO PLÁSTICO UNIONES K COMPRENSIÓN T & Y COMPRENSIÓN X (MEAN) SF = 2.44 INDICE DE SEGURIDAD = 3.45
FRACTURA POR TENSIÓN TENSIÓN EN T & Y TENSIÓN EN X
TEST = PRUEBA ALLOWABLE = PERMISIBLE
Notas Generales:
• SF = Factor de Seguridad • Base de datos: 306 uniones (sin traslape) (ver Referencia 6)
Figura C2.9 – Confiabilidad del Criterio de Corte por troquelado usando Alfa Computarizado (ver C2.24.1.1)
430
A B C
Figura C2.10 – Transición entre Aberturas y Conexiones de Traslape (ver C2.24.2.1)
CARGA AXIAL MOMENTO DE FLEXIÓN
Todas las Líneas Límite
Donde:
• K = Factor de refuerzo de reserva para, tensión triaxial, comportamiento de gran deflexión, etc. • SF = Factor de Seguridad • Fy = Refuerzo de fluencia del componente principal • ai = Rotación regular de la línea límite i según como se determinó por la geometría del mecanismo • Li = Largo del segmento de la línea base • tc = Espesor de la pared de cuerdo
Figura C2.11 – Teorema del Límite Superior (ver C2.20.6.2, C2.24.2 y C2.26)
431
UNION T UNION Y
UNION K
PARÁMETRO DE ABERTURA NO DIMENSIONAL PARA UNION K
DOBLADURA EN PLANO DOBLADURA FUERA DE PLANO
Figura C2.12 – Patrones de Línea Límite (ver C2.26 y C2.24.2)
432
Referencia para la Sección C2
1. Marshall, P. W. and Toprac, A. A. “Basis for tubular
joint design.” Welding Journal. Welding Research
Supplement, May 1974. (Also available as American
Society for Civil Engineers preprint 2008.)
2. Graff, W. J., et al “Review of design considerations for
tubular joints.” Progress Report of the Committee on
Tubular Structures, ASCE Preprint 810043. New York:
May 1981.
3. Marshall, P. W. and Luyties, W. H. “Allowable stress
for fatigue design.“ Proceeding of the 3rd International
Conference on the Behavior of Off-Shore Structures.
Boston: August 1982.
4. Yura, Joseph A. el al. “Chord stress effects on the
ultimate strength of tubular joints.” PEMSEL Report 82.1.
University of Texas: American Petroleum Institute,
December 1982
5. Stamenkovic, A. et al. “Load interaction in T-joints of
steel circular, hollow sections.”( with discussion by P. W.
Marshall). Journal of Structural Engineering. ASCE 9
(109): September 1983. (See also Proceedings of
International Conference on Joints in Stressed Steel
Work. Teeside Polytechnical Institute, May 1981)
6. Rodabaugh, E. C. “Review of data relevant to the
design of tubular joints for use in fixed offshore
platforms.” Wrc Bulletin 256, January 1980.
7. Cran, J. A., et al: Hollow Structural Sections-Design
Manual for Connections. Canada: The Steel Company of
Canada (STELCO), 1971.
8. Marshall, P. W. “Basic considerations for tubular joint
design in offshore construction.” WRC Bulletin 193, April
1974.
9. American Petroleum Institute. Recommended Practice
for Planning, Designing, and Constructing Fixed Offshore
Platforms. API RP 2A, 17th Ed. Dallas: American
Petroleum Institute, 1987.
10. American Petroleum Institute. Recommended
Practice for Ultrasonic Examination of Offshore Structural
Fabrication and Guidelines for Qualification of Ultrasonic
Techniques. API RP 2X, 1st Ed. Dallas: American
Petroleum Institute, 1980.
11. Haagensen, P. J. “Improving the fatigue performance
of welded joints.” Proceeding of International Conference
of Offshore Welded Structure, 36. London, November
1982.
12. Snedden, N. W. Background to Proposed New
Fatigue Design Rules for Welded Joints in Offshore
Structures”. United Kingdom: United Kingdom
Department of Energy, AERE Harwell, May 1981.
13. Marshall, P. W. “Size effect in tubular welded joints”.
30. R. J. Dexter, et al. University of Minnesota. 7/20/2000
MTR Survey of Plate Material Used in Structural
Fabrication; R. L. Brockenbrough; AISC; 3/1/2001
Statistical Analysis of Charpy V-Notch Toughness for
Steel Wide Flange Structural Shapes; J. Cattan; AISC;
7/95.
31. Higgins, T. R. and Preece, F. R. “Proposed Working
Stresses of Fillet Welds in Building Construction.”
Welding Journal Supplement, October 1968.
32. Frank, K. H. and Fisher, J. W. “Fatigue Strength of
Fillet Welded Cruciform Joints.” Journal of The Structural
Division, ASCE 105 (ST9), September 1979, pp. 1727-
1740.
434
C3. Precalificación de los WPSs
435
C3.2.1 Procesos Precalificados. Ciertos procesos
SMAW, SAW, GMAW (excluyendo el GMAW-S) y FCAW
WPSs en conjunto con ciertos tipos relacionados de
uniones se han probado a fondo y tienen un gran
historial de comportamiento satisfactorio comprobado.
Estos WPSs y uniones se designan como
precalificados y pueden usarse sin pruebas o
calificación (ver Sección 4).
Las estipulaciones precalificadas se dan en
la Sección 3, la cual incluye WPSs, con referencia
especifica al recalentamiento, metales de aporte,
tamaño del electrodo y otros requerimientos
pertinentes. Los requerimientos adicionales para
uniones precalificadas en construcción tubular se dan
en la Sección 3.
El uso de uniones precalificadas y WPSs no
garantiza una soldadura de buena calidad. La
capacidad de fabricación todavía se requiere junto con
la supervisión de la soldadura efectiva y bien conocida
para producir soldaduras consientes de buena calidad.
El código no prohibe el uso de algún
proceso de soldadura. Tampoco impone limitación en
el uso de cualquier otro tipo de unión, ni impone
restricciones en el procedimiento de cualquier proceso
de soldadura. Los procesos de soldadura y WPSs
para la aceptación de tales uniones en la base a una
calificación exitosa por el Contratista, realizado en
conformidad con los requerimientos del código (ver
Sección 4).
C3.3 Combinaciones de Metal Base con Metal de
Aporte.
Los metales de aporte con designadores
listados en la Nota 3 de la Tabla 3.1 logran su
clasificación de refuerzo de tensión por PWHT a 1275°
F o 1350° F [690° C o 730° C]. En la condición tal
como queda (“as welded”) los refuerzos de tensión
pueden exceder los 100 ksi [600 MPa].
Las combinaciones de electrodos y
fundentes de electrodo que igualen los metales base
aprobados para el uso en uniones precalificadas se
listan en la Tabla 3.1. Los requerimientos del metal de
aporte igualables. En esta tabla, los grupos de
especificaciones del acero se igualan con las
clasificaciones del metal de aporte que tengan
resistencia a la tensiones similares. En uniones que
involucran metales base que difieren en los esfuerzos
de tensión, los electrodos aplicables al material de
menor resistencia pueden usarse previstos del tipo de
bajo hidrogeno, si el metal base de mayor resistencia
requiere el uso de tales electrodos.
C3.5 Requerimientos de Temperatura Mínimas de
Precalentamiento y Entre Pasadas
El principio de aplicar calor hasta que se
alcance una cierta temperatura y luego mantener esa
temperatura como un mínimo, se usa para controlar el
rango de enfriamiento del metal de soldadura y el
metal base adjunto. La temperatura más alta permite
una difusión del hidrogeno más rápida y reduce la
tendencia al agrietamiento por frío. La parte completa
o solo el metal en la cercanía de la unión que se va a
soldar puede precalentarse (ver Tabla 3.2). Para un
set de condiciones de soldadura determinado, los
rangos de enfriamiento serán más rápidos para una
soldadura hecha sin precalentamiento que para una
soldadura hecha con precalentamiento. Las
temperaturas de precalentamiento mayores se
traducen en un rango de enfriamiento más lento.
Cuando el enfriamiento es suficientemente lento,
reducirá efectivamente el endurecimiento y el
agrietamiento.
Para aceros sometidos al proceso de
templado y revenido, no se desea un enfriamiento
lento y no es recomendado por el productor del acero.
Debe enfatisarze que las temperaturas en la
Tabla 3.2 son temperaturas mínimas y las
temperaturas de precalentamiento y entre pasadas
deberán ser lo suficientemente altas para asegurar
soldaduras de buena calidad. La cantidad de
precalentamiento requerido para disminuir los rangos
de enfriamiento, como para producir uniones dúctiles
libres de grietas, dependerá de:
(1) La temperatura ambiente
(2) Calor del arco
(3) Disipación del calor de la unión
(4) Química del acero (soldabilidad)
(5) Contenido de hidrogeno del metal de soldadura
depositado
(6) Grado de restricción en la unión
El Punto 1 está considerado anteriormente.
El Punto 2 no está actualmente considerado en el
código.
El Punto 3 se expresa parcialmente en el espesor del
material.
El Punto 4 se expresa indirectamente en la
agrupaciones de las designaciones del acero.
El Punto 5 se expresa actualmente, ya sea como
proceso de soldadura no-bajo en hidrógeno, o un
proceso de soldadura de bajo hidrógeno.
436
El Punto 6 es menos tangible y solo se reconoce la
condición general en las estipulaciones de la Tabla
3.2.
Basados en estos factores, los
requerimientos de la Tabla 3.2 no deberían
considerarse que involucren todo, y el énfasis en las
temperaturas de precalientamiento entre pasadas,
como temperaturas mínimas, adquieren mayor
validez.
Debe actuarse con precaución en cuanto al
acero sometido al método de precalentamiento de
templado y revenido; y la entrada de calor no deberá
exceder las recomendaciones del productor de acero
(ver 5.7).
C3.6 Limitación de las Variables del WPS
Aunque los WPSs precalificados están
exentos de pruebas, el código sí requiere que el
contratista prepare un WPS por escrito para usarse en
la fabricación. Este es un registro de materiales y de
las variables de soldaduras, el cual muestra que el
WPS cumple con los requerimientos para un estatus
precalificado.
Es la intención del código que los
soldadores, operadores de soldaduras, pinchadores y
el personal de inspección tenga acceso a los WPS
precalificados por escrito. El código requiere que se
especifiquen por escrito 4 variables críticas en el WPS
precalificado, dentro de los límites que aseguren
entregar una pauta significativa para aquellos quienes
implementan sus estipulaciones. Los rangos
admisibles para amperaje, voltaje, velocidad de
avance y gas de protección, según sea aplicable,
deben ser los mismos que aquellos permitidos para
los WPSs calificados en 4.7 del código. La limitación
impuesta en estas cuatro variables son lo
suficientemente conservadoras como para permitir el
redondeo.
C3.7.2 Limitación de Pasada en
Ancho/Profundidad. El trocito de soldadura o la
forma del cordón de soldadura es un factor importante
que afecta el agrietamiento de la soldadura. La
solidificación del metal de soldadura fundido debido al
efecto del proceso de templado del metal base, se
inician en los lados del metal de soldadura y continúa
hacia adentro hasta completarse. El último metal
liquido en solidificarse permanece en un plano a
través de la línea central de la soldadura. Si la
profundidad de la soldadura es mayor que el ancho de
la cara, la superficie de la soldadura puede
solidificarse previo a la solidificación en el centro.
Cuando esto ocurre, las fuerzas de contracción actúan
en el centro o núcleo semi-liquido, aún caliente de la
soldadura, que puede provocar el desarrollo de una
grieta en la línea central, como se muestra en la
Figura C3.1 (A) y (B). Esta grieta puede extenderse a
toda la longitud de la soldadura y puede o no ser
visible en la superficie de la soldadura. Esta condición
también puede ocurrir cuando las soldaduras de filete
se realizan simultáneamente en ambos lados de una
unión con los arcos directamente opuestos entre si,
como se muestra en la Figura C3.1 (C).
En vista de lo anterior, la Tabla 3.7 requiere
que ni la profundidad ni el ancho máximo en la
sección transversal del metal de soldadura depositado
en cada pasada de soldadura, exceda el ancho de la
superficie de la pasada de soldadura. Esto también se
ilustra en la Figura 3.1. Las dimensiones del cordón de
soldadura pueden medirse de una mejor manera
seccionando y utilizando un procedimiento químico o
electrolítico en una soldadura de muestra.
C3.7.3 Requerimientos de Acero a la Intemperie.
Los requerimientos en esta subsección son para las
aplicaciones de acero ASTM A 588 expuestas, sin
revestimiento y sin pintura, en donde la resistencia a
la corrosión atmosférica y las características de color
son similar a aquellas que requiere el metal base. Los
metales de aporte especificados en la Tabla 3.3
deberán usarse para cumplir estos requerimientos.
Cuando se suelden estos aceros para otras
aplicaciones, el electrodo, la combinación de
electrodo-fundente o el grado de metal de soldadura
especificado en la Tabla 3.1 es satisfactorio.
El uso de los metales de aporte, excepto
aquellos listados en la Tabla 3.3 para acero de
soldadura ASTM A 588 (usado en aplicaciones sin
recubrimiento y expuestas) se permite para filetes de
cierto tamaño y de una sola pasada (relacionado con
el proceso de soldadura), tal como se muestra en
3.7.3. Aquí, la cantidad de mezcla de metal de
soldadura y metal base resulta en características de
color y corrosión atmosférica similares a las del metal
base.
En soldaduras de pasadas múltiples, un
metal de aporte de la Tabla 3.1 puede usarse para
llenar la unión, excepto para las últimas dos capas. El
metal de aporte, como se especifica en la Tabla 3.3
deberá usarse para las últimas dos capas
superficiales en los extremos de las soldaduras.
437
C Tabla 3.7 Limitaciones Eléctricas. Las pruebas
han demostrado que parece existir una relación
empírica entre el ángulo en la raíz de la ranura y la
corriente máxima que pueda usarse sin producir
perfiles de soldadura propensos al agrietamiento,
como se muestra en la Figura C3.1. Bajo estas
circunstancias, solo el bisel precalificado y las ranuras
en V sin “backing” son efectivas.
Las ranuras en J y en U tienen un ángulo
mayor en la raíz que el ángulo de ranura y, en su
caso, es muy leve la probabilidad de que un trocito de
soldadura indeseable sea propenso al agrietamiento.
Sin embargo, el código no hace una distinción entre
las ranuras en V y las ranuras en J y en U a este
respecto. Esto hace que los requerimientos de la
Tabla 3.7 sean aplicables a todas las ranuras. Ya que
el uso de ranuras en J y en U es menos frecuente,
este requerimiento no parece ser irracional.
La relación empírica define la cantidad de
corriente aceptable, en amperes, como
aproximadamente como diez veces el ángulo de la
ranura incluido. Esto se aplica principalmente a las
uniones soldadas precalificadas sin “backing”, usando
bisel y ranuras en V. Ya que el ángulo incluido para
tales uniones precalificadas es de 60°, el amperaje
máximo permitido por el código es de 600 A; para una
soldadura de filete de 90°, el máximo de corriente
permitido es de 1000 A. Esta limitación se aplica
solamente a pasadas que fusionan ambas caras de la
unión, excepto para las pasadas para cubrir.
C Tabla 3.7 Requerimiento para Electrodo Múltiple
del Proceso SAW. Cuando se utiliza un proceso
GMAW más un proceso SAW en tándem (ver Tabla
3.7), el espacio máximo de 15 pulg. [380 mm], de
espacio entre el arco de metal con gas y el arco de
conducción sumergido se requieren para preservar los
efectos de precalentamiento del primer arco para la
siguiente soldadura principal depositada por el resto
de la cantidad de dos arcos sumergidos con un alto
indice de deposición. El corto espacio también
proporciona una mejor condición para refundir la
primera pasada.
C Tabla 3.7 Requerimientos para los Procesos
GMAW/FCAW. Esta sección entrega los
requerimientos para los procesos GMAW y FCAW
WPS cuando se utilizan los WPS precalificados.
La protección de gas en el punto de la
soldadura va a protegerla del viento para evitar la
interrupción en la protección y la contaminación{on
resultante de la soldadura por la atmósfera.
Las estipulaciones precalificadas se aplican
solamente al proceso GMAW utilizando modos de
transferencia de rociador y globular de depósito de
metal. El proceso GMAW-S no está precalificado y no
deberá calificar en conformidad con la Sección 4. La
experiencia ha demostrado casos frecuentes de falta
de penetración y fusión con este modo de
transferencia de metal. Una razón común para esta
no-confiabilidad es la baja entrada de calor por unidad
de metal de soldadura depositado, resultando en una
tendencia hacia poco o nada de fusión del metal base.
Por lo tanto, se requiere que cada usuario demuestre
la habilidad del WPS seleccionado para producir
soldaduras de buena calidad cuando se utilice el
proceso GMAW-S.
C3.10 Requerimientos de Soldaduras de
Ranura tipo Tapón Redondo y tipo
Tapón Alargado.
Las soldaduras tipo tapón redondo y tipo
tapón alargado, en conformidad con los
requerimientos dimensionales de 2.5, soldadas
mediante técnicas descritas en 5.25 y utilizando
materiales listados en la Tabla 3.1 o Anexo M, se
consideran precalificados y pueden utilizarse sin
efectuar las pruebas de calificación de unión del WPS.
C3.11.2 Preparación de Unión de Esquina. El
código permite una opción alternativa para la
preparación de la ranura en uno o en ambos
componentes para todas las soldaduras de bisel y de
ranura en J en las uniones de esquina, tal como se
muestra en la Figura C3.2.
Esta estipulación surgió por las
consideraciones del desgarro laminar, permitiendo
toda la preparación o parte de ella en el componente
vertical de la unión. Tal preparación de la ranura se
reduce al esfuerzo de tensión residual, que surge de
la contracción de las soldaduras en frío, que actúan en
la dirección de todo el espesor en un plano vertical
único; tal como se muestra en las uniones de esquina
precalificadas diagramadas en las Figuras 3.3, 3.4 y
3.11. Por lo tanto, la probabilidad de desgarro laminar
puede reducirse para estas uniones por la preparación
de la ranura permitida ahora por el código. Sin
embargo, algún espesor no – preparado, “a”, tal como
aparece en la Figura C3.2, deberá mantenerse para
evitar la fusión de la parte superior de la plancha
438
vertical. Esto puede hacerse fácilmente preparando la
ranura en ambos componentes (ángulo β ).
C3.13.1 Dimensiones de la Unión. Después de la
preparación el segundo lado de las uniones soldadas
dobles puede que no correspondan exactamente con
los diagramas que se muestran para las uniones
soldadas precalificadas en la Figura 3.3 debido a las
limitaciones inherentes del proceso de torchado.
Pueden aparecer perfiles en U y J que se combinen
con perfiles en bisel y en V. Esta es una condición
aceptable.
C3.3 Tamaño de la Soldadura Efectiva de las
Uniones Soldadas de Ranura en Bisel abocinadas.
Las pruebas se han realizado en material ASTM A 500
en frío, exhibiendo una dimensión “c”, tan pequeña
como T1 con un radio nominal de 2t. A medida que
aumenta el radio, también aumenta la dimensión “c”.
La curvatura de esquina puede no ser un
cuadrante de una tangente circular en los lados. La
dimensión de esquina, “c”, puede ser menor que el
radio de la esquina.
C3.14 Tratamiento Térmico Post-Soldadura.
Históricamente, los requerimientos de 1.1 para PWHT
se han basado en gran medida en la experiencia con
la fabricación del Código ASME de aceros lisos al
carbono-manganeso. La industria de estructuras de
acero está alejandose notoriamente de los aceros al
carbono-manganeso hacia aceros más nuevos que
sean metalurgicamente más complejos, tales como
aceros de baja aleación y micro aleación [Ejemplo:
Cb(Nb) y adiciones en V]. Los aceros más nuevos
pueden proporcionarse en condición de láminas o con
tratamientos térmicos tales como el de templado y
revenido (Q & T), el tratamiento de templado y auto-
revenido (QST), o el proceso termo-mecanicamente
controlado (TNCP), para lograr el límite de fluencia
más alto. En general, las adiciones de Cb(Nb) y en V
no se utilizan en aceros para contenedores a presión,
y cuando se incluyen, generalmente están restringidos
a valores bajos. La excepción en los aceros de
contenedores a presión es el acero SA-737, el cual
tiene adiciones de Cb(Nb) o V, dependiendo del
grado. Ha habido, por lo menos, siete boletines del
consejo de investigación de soldaduras “Welding
Research Council” (WRC) sobre temas relevantes a
los de PWHT y los aceros micro-aleados. Un resumen
de las conclusiones generales indican que:
(1) PWHT (a 1150ºF [620ºC] durante unas pocas
horas) de aceros tipo laminado o normalizados de
carbono –manganeso y de baja aleación (que tengan
un ksi de 50 [345 Mpa] o un límite de fluencia inferior),
no afecta adversamente la resistencia. PWHT, sin
considerar la temperatura o al duración, degrada la
fracto-tenacidad de los metales base micro-aleados
Cb(Nb) o V y la zona afectada térmicamente (ZAT). La
degradación varia en severidad y puede o no afectar
la conveniencia para el servicio.
(2) Los aceros fabricados mediante los procesos
Q&T, QST, o TMCP necesitan tener el desarrollo de
su tratamiento térmico post-soldadura, basado en el
material y en los procesos específicos. El PWHT
puede reducir las propiedades de resistencia y fracto-
tenacidad. La respuesta al PWHT es muy dependiente
de la composición. Algunos datos japoneses indican
que 1025ºF [550ºC] pueden ser una temperatura más
apropiada para ciertos aceros TMCP. La temperatura
óptima del PWHT es dependiente de la composición
específica, los requerimientos de resistencia y de
fracto-tenacidad.
(3) El acero ASTM A710 Grado A, endurecido por
antigüedad de Ni, Cu, Cr, Mo, Cb(Nb) es susceptible
al agrietamiento en la zona afectada térmicamente
ZAT durante el tratamiento térmico post-soldadura.
Los aceros grados B y C no han sido estudiados.
Algunos grados de aceros ASTM A 514/A 517 son
marginales para PWHT, debido a la baja ductibilidad y
el posible agritamiento de la ZAT durante el PWHT, al
igual que la pérdida de resistencia y tenacidad.
Algunas especificaciones establecen límites
específicos en PWHT, tales como el acero ASTM A
913, o “Perfiles de Acero de Alta Resistencia y Baja
Aleación de Calidad Estructural, Producidos por el
Proceso de Templado y Auto-revenido (QST)”, el cual
requiere que “los perfiles no deberán formarse ni
tratarse térmicamente post-soldadura a temperaturas
que excedan 1100ºF [600ºC]”. Las especificaciones
2W para estructuras marítimas de API para aceros
TMCP y 2Y para aceros Q & T tiene precauciones
similares con respecto al “Calentamientos Post-
Fabricación”, el cual se necesita considerar cuando se
contemple el PWHT.
439
Profundidad de la Fusión Ancho de la Cara Ancho de la Cara Grieta
Profundidad De la Fusión
(A) SOLDADURA DE RANURA (B) SOLDADURA DE FILETE (C) SOLDADURA EN UNION EN T
Figura C3.1 – Ejemplos de Agrietamiento de la línea Central (ver C3.7.2)
� INVOLUCRA LA
PREPARACIÓN EN AMBAS
PLANCHAS EN LA UNIÓN DE
LA ESQUINA. SE USAN
CUANDO, PARA UN ESPESOR
MÍNIMO “a”, LA PLANCHA
VERTICAL NO PUEDE
ACOMODARSE AL ÁNGULO
DE LA RANURA �.
Figura C3.2 – Detalles de Preparaciones de Ranuras alternativas para Uniones de Esquina Precalificadas (ver C3.11.2)
440
C4. Calificación
Parte A
Requerimientos Generales C4.1.1 Responsabilidad de Calificación. Todos los
Contratistas deberán ser responsables de su producto final. Por lo
tanto, es su responsabilidad cumplir con los requerimientos de
calificación del Código relativo a los WPS. Los WPS
apropiadamente documentados y las pruebas de calificación del
personal efectuadas por el Contratista, en conformidad con este
código, generalmente son aceptables para el Ingeniero, según el
Contrato.
C4.1.2 Calificación del comportamiento del personal de
soldadura. Las pruebas de calificación están especialmente
diseñadas para determinar la habilidad de los soldadores, los
operadores de soldadura y los pinchadores para producir
soldaduras de buena calidad siguiendo un WPS. El código no
implica que cualquiera que complete satisfactoriamente las
pruebas de calificación pueda realizar la soldadura para la cual
está calificado en cuanto a todas las condiciones que pudieran
encontrarse durante la producción de soldadura. Es esencial que
los soldadores, operadores de soldadura y los pinchadores tengan
algún grado de entrenamiento para estas diferencias.
Idealmente los soldadores, operadores de soldadura y
los pinchadores que suelden aceros de alta resistencia mediante el
proceso de templado y revenido debieran tener experiencia en
soldar tales metales base. En lugar de tal experiencia, el
Contratista debiera asegurar que el personal del Contratista reciba
instrucción y capacitación en la soldadura de dichos aceros. Se
recomienda además que otro personal, tales como los instaladores
y los operadores que realizan cortes térmicos (quemadores),
involucrados en al fabricación y que utilicen acero de alta
resistencia mediante el proceso de templado y revenido tengan
experiencia o reciban instrucción y entrenamiento antes de iniciar
las operaciones de corte térmico.
C4.1.3.1 Periodo de Efectividad –Soldadores y Operadores de
Soldadura. Esta sub-sección controla la fecha de término de la
calificación de un soldador. La calificación permanece en efecto (1)
durante 6 meses después de la fecha que el soldador utilizó por
ultima vez el proceso de soldadura, o (2), hasta que haya una
razón específica para cuestionar la habilidad del soldador.
Para (1) la prueba de recalificación necesita efectuarse
solamente en 3/8 pulgadas [10mm] de espesor, utilizando una
plancha o tunería, o ambas. Si el soldador fracasa en esta prueba,
entonces la recalificación deberá seguir los requerimientos de la
Sección 4, Parte C, Calificación del Comportamiento del Personal
de Soldadura. Para (2), el tipo de prueba debería acordarse
mutuamente entre el Contratista y el Ingeniero, y deberá estar
dentro de los requerimientos de la Sección 4, Parte C, Calificación
del Comportamiento.
C4.2.4 Posiciones de la Soldadura de Prueba. Esta sub-sección
define las posiciones para soldar de la prueba de calificación de
soldaduras y la producción de soldaduras. La posición es una
variable esencial para todos los WPS, excepto para los procesos
EGW y ESW, los cuales se hacen solo en una sola posición. Cada
WPS deberá calificarse con respecto a cada posición, que se
utilizará en fabricación. Las relaciones entre la posición y la
configuración de la soldadura de prueba de calificación y el tipo de
soldadura y posiciones calificadas, se muestran en la Tabla 4.1. Es
esencial realizar pruebas y evaluación de las soldaduras que vayan
a encontrarse en la construcción, previo a su uso real en el trabajo.
Esto asegurara que todas las posiciones necesarias sean
sometidas a prueba como parte del proceso de calificación.
Parte B Calificación del WPS C4.4 Tipo de Pruebas de Calificación. La Tabla 4.2 resume los
requerimientos para el número y el tipo de especímenes de prueba
y el rango de espesores calificados. El espesor de una plancha de
prueba de 1 pulgada [25mm] o mayor califica un WPS para un
espesor ilimitado. El espesor de 1 pulgada [25mm] se ha mostrado
para reflejar generalmente la influencia de la química del metal de
soldadura, la entrada de calor, y la temperatura de precalentamiento
en el metal de soldadura y en el ZAT. El término “dirección de
laminación” (direction of rolling) se hizo optativa en la edición de
1988, aún que las propiedades mecánicas de la plancha de acero
pueden variar significativamente con la dirección de laminación y
pueden afectar los resultados de la prueba. Por ejemplo la carga
por tensión y la resistencia al impacto a menudo son mayores en la
dirección longitudinal que en la dirección transversal, a menos que
se use el laminado transversal. De manera similar, la dirección del
laminado que se muestra en los gráficos a menudo da mejor
resultado en las pruebas de doblado. Para algunas aplicaciones, los
resultados de la tenacidad se requieren y la dirección del laminado
debería hacerse referencia en los resultados de la prueba.
Tabla 4.2 Calificación del WPS – Soldaduras de Ranura de Penetración Completa; Número y tipo de especímenes de prueba y rango de espesor y diámetro calificados. La calificación del WPS para tuberías incluye las condiciones para
tuberías de gran tamaño y diámetro. Esto se refiere a la calificación
del WPS de la cañería de mayor diámetro mediante procesos
automáticos de soldadura, tal como el proceso SAW y puede
441
aplicarse a cualquier proceso de soldadura que pueda usarse en la
tubería de gran diámetro; pero no en la tubería de 8 pulgadas
[200mm] Sch.
C4.7 Variables Esenciales. Este código permite algún grado de partida de las variables
utilizadas para calificar un WPS. Sin embargo, la partida desde las
variables que afectan la composición mecánica o química de las
propiedades del material, o al buena calidad de la pieza soldada
no deberán permitirse sin recalificación. Estas últimas variables se
definen como variables esenciales. LAS variables esenciales del
proceso de soldadura están listadas en 4.7.1. Las posiciones de
las soldaduras de prueba están listadas en 4.2.4. Los cambios en
estas variables, más allá de la variación permitida por las sub-
secciones deberán requerir la recalificación de los WPS. De
manera similar, los cambios más allá de aquellos mostrados en
4.7.2 requieren recalificación utilizando sólo RT o UT.
Estas variables esenciales deben ser especificas en los
documentos WPS y deben seguirse en la fabricación de soldadura.
C4.7.1 Procesos SMAW, SAW, GMAW, GTAW, y FCAW. La
velocidad de avance afecta la entrada de calor, los valores de
enfriamiento de soldadura y la metalurgia de la soldadura, los
cuales son importantes para el ZAT, para el control de la
resistencia a la fractura y para la soldadura con aceros sometidos
al proceso de templado y revenido. También es necesaria la
selección apropiada de la velocidad de avance para evitar la fusión
incompleta y la oclusión de escoria.
C Tabla C4.6 La extensión del electrodo o del tubo de
contacto hasta la distancia de trabajo es una variable importante
de soldadura que afecta el amperaje, como también el modo de
transferencia. A una velocidad de alimentación del alambre
establecida, utilizando una fuente de poder de voltaje – constante,
las extensiones del electrodo más largas provocaran la
disminución de la corriente de soldadura. Esto puede reducir la
penetración de la soldadura y la entrada de calor, y provocar
irregularidades en la fusión. La extensión más corta causa un
aumento en la corriente de soldadura. Una variación en la
extensión del electrodo puede provocar una transferencia de la
pulverización para cambiar los modos a globular o cortocircuitos.
Es importante controlar la extensión del electrodo al igual que otras
variables de soldadura.
Los procesos semi-automáticos de soldadura pueden
controlarse utilizando la velocidad de alimentación del alambre, la
extensión del electrodo y la longitud del arco o el voltaje. Para la
operación de la máquina, puede medirse previamente la extensión
del electrodo; para la soldadura manual, ésta se estima
visualmente. La soldadura en forma de producto material en cañería
(o tubería), no significa necesariamente que se este efectuando esa
soldadura de cañería. Obviamente hay una diferencia entre soldar
alrededor de una cañería mientras esté opuesta a una soldadura a
lo largo de una cañería paralela al eje de ésta (línea central). Una
soldadura de circunferencia en una unión a tope es completamente
diferente de una soldadura de ranura longitudinal que une la
plancha laminada para hacer una cañería; una unión articulada con
una soldadura de filete es completamente diferente de una
soldadura de filete a todo el largo de la cañería uniendo un tapón
redondo de la plancha. Obviamente, las habilidades para la línea
recta en progresión paralela al eje de la cañería, no son diferentes
de las destrezas para los perfiles de soldadura forjados en plancha
utilizando una progresión de línea recta; por lo tanto, la limitación de
la forma del producto de cañería no se aplica en estos casos de
línea recta. Refiérase a la Figura C4.1.
C4.8.2 NDT. Todas las planchas de prueba de calificación de WPS
o las cañerías de prueba estarán sujetas a la prueba radiográfica o
a la prueba térmica para demostrar buena calidad antes de la
prueba mecánica; sin considerar el proceso de soldadura utilizado.
Adicionalmente, la prueba no – destructiva reduce el gasto y el
retardo que resulta del maquinado y las soldaduras de prueba que
tengan irregularidades prohibidas por el código.
C4.8.3.2 Especímenes de doblado longitudinal. Se ha
estipulado en esta sub-sección las pruebas de doblado longitudinal
cuando las combinaciones del material difieren notoriamente de las
propiedades mecánicas de doblado.
C4.8.3.3. Criterio de Aceptación para Pruebas de Doblado. La
redacción nueva, más definitiva para la aceptación de la prueba de
doblado se agrego para ayudar a la interpretación de los resultados
de la prueba. El propósito de la prueba de doblado es probar la
buena calidad de la soldadura. El planteamiento referente a la
cantidad total de indicaciones se agregó para restringir la cantidad
acumulativa de irregularidades.
Un límite máximo en cuanto a los desgarros que se originan
en las esquinas se agregó para evitar el caso en donde las gritas de
las esquinas pudieran extenderse a la mitad del trayecto a través
del espécimen, y bajo el criterio anterior se juzgarían aceptables.
C4.10.1 Tipo y Número de Especímenes que se van a Someter
a Prueba. Esta sub-sección se refiere a los requerimientos para la
calificación de las soldaduras de ranura de penetración parcial que
requieren calificación por parte del Contratista, porque el diseño de
la unión y el WPS que se va a utilizar en construcción no cumple
con el estatus precalificado según lo descrito en 3.1, o un WPS
442
calificado para producir soldaduras de penetración completa
utilizando un diseño especifico de unión, se propone para usarlo
como una soldadura de penetración parcial. La intención es
establecer el tamaño de la soldadura que se producirá utilizando el
diseño de la unión y el WPS propuesto para construcción. Ciertos
diseños de unión en combinación con un proceso especifico de
soldadura y su posición pueden demostrar que la preparación
planeada para la ranura no entregará el tamaño de la soldadura
deseada (E).
Los especímenes para prueba de macrografía solo se
requerirán para las calificaciones de los WPS que cumplan con los
requerimientos de 4.10.2 o 4.10.3. Deberán requerirse pruebas
adicionales para aquellos WPS que correspondan al criterio de
4.10.4. Estos requerimientos de prueba se muestran en la Tabla
4.3.
C4.11.1 Tipo y Número de Especímenes – Soldaduras de
Filete. Cuando se van a utilizar soldaduras de filete de una sola
pasada, se requiere una soldadura de prueba, según se muestra
en las Figuras 4.19 y 4.23, utilizando el tamaño máximo de una
soldadura de filete de una sola pasada. Si solo se utilizan
soldaduras de filete de múltiples pasadas, entonces se requiere
una soldaduras de prueba, tal como se muestran en las Figuras
4.19 y 4.23, utilizando una soldadura de filete de tamaño mínimo
de múltiples pasadas. Cada una de estas pruebas se presume que
evalúan las situaciones más criticas.
C4.12 Soldaduras de Ranura de Penetración Completa para Conexiones Tubulares. Las soldaduras en componentes tubulares difieren de la
construcción de la plancha convencional y del ancho del flange en
diversos aspectos importantes. La posición a menudo cambia
continuamente alrededor de la unión; en las conexiones en T-, Y- y
K- , la geometría de la unión también cambia. A menudo no hay
acceso a la cara de la raíz de la soldadura; y las circunstancias
pueden evitar el uso de backing (por ejemplo el uso de tubos como
conductos, ó la complicada geometría de las soluciones en T-, Y-,
y K). Más aún, para muchas estructuras las condiciones de
servicio demandan que estas soldaduras cumplan con la calidad
de comportamiento de resistencia y fatiga de la manera
convencional asociada a las soldaduras de ranura de penetración
completa. Para cumplir con estas necesidades se han
desarrollado un set de prácticas especializadas con respecto a los
WPS y a las calificaciones del soldador, al igual que para los
detalles precalificados de la unión para estructuras tubulares.
Estas estipulaciones complementan a aquellas entregadas en
otras partes en el código.
Varias aplicaciones especializadas de componentes tubulares se
definen, en las cuales las soldaduras de ranura de penetración
completa están permitidas para soldarse solamente desde afuera,
sin backing.
(1) Uniones a Tope en Cañerías. En uniones a tope, las
soldaduras de ranura de penetración completa realizadas desde un
lado están prohibidas bajo las estipulaciones convencionales para
estructuras cargadas cíclicamente y estáticamente, aunque se usan
ampliamente en aplicaciones de cañería a presión. Ellas no están
permitidas para las estructuras tubulares, pero solamente cuando
se siguen todas las estipulaciones especiales de 4.12.2.
(2) Conexiones en T, Y y K. Los detalles de la unión
precalificada, tanto para conexiones circulares como para tuberías
rectangulares se definen en 3.13.4. Las situaciones bajo las cuales
se pueden aplicar se describen en la Tabla 4.2 junto con los WPS
requeridos y las pruebas del soldador. Estos requerimientos se
analizan mas abajo.
Debido a que se requieren habilidades especiales para ejecutar
satisfactoriamente una soldadura de ranura de penetración
completa en conexiones tubulares en T, Y y K; siempre se requerirá
el nivel 6GR de la calificación del soldador para el proceso que se
vaya a utilizar (ver 4.26). Además, en donde se vayan a utilizar los
ángulos de ranura menores que 30º, la prueba de unión de muestra
del ángulo agudo de 4.12.4.2 también se requerirá para cada
soldador.
En donde los detalles de ranura en conexiones en T, Y, y K difieran
de aquellos precalificados de 3.12.4 o haya alguna duda o
cuestionamiento en cuanto a la adaptabilidad de los detalles de la
unión para los WPS, entonces se requiere un modelo simulado o
una unión de muestra en conformidad con 4.12.4.1; para validar los
WPS. Pueden requerirse pruebas adicionales de calificación de los
WPS que correspondan a alguna otra variable esencial que no sea
el diseño de la unión. Estas circunstancias influyen (pero no están
limitadas a) lo siguiente:
(a) El uso de un proceso fuera del rango precalificado (ejemplo en
proceso GMAW-S).
(b) El uso del metal base o los materiales de soldadura fuera de
rango precalificado (ejemplo; el uso de aceros del propietario o
una pasada de raíz no baja en hidrógeno en material grueso).
(c) El uso de condiciones de soldadura fuera del rango
precalificado (amperes, volts, precalentamiento, velocidad y
dirección de avance).
(d) La necesidad para satisfacer los requerimientos de prueba del
Propietario (por ejemplo las pruebas de impacto).
Calificación para las soldaduras de penetración completa que
utilicen secciones rectangulares tubulares detalladas con soldadura
simple en conexiones en T, Y y K que requieran pruebas
443
adicionales, según lo establecido en la Tabla 4.1 y que se
muestran en la Figura 4.28. En esta prueba, el soldador
demuestra la habilidad y la técnica para depositar metal de
soldadura de buena calidad en las esquinas de un componente
tubular rectangular. Esta prueba de macrografía no se requiere
para las soldaduras de ranura de penetración parcial o soldaduras
de filete (ver Comentarios C4.26 para mayor análisis).
Para estas pruebas se utilizan las configuraciones de unión de las
Figuras 4.27 y 4.28 para simular la condición de la raíz y el acceso
limitado de las conexiones en T, Y y K. Luego se preparan los
especímenes convencionales para pruebas mecánicas, en
conformidad con la Tabla 4.2.
También se cuenta con conexiones de penetración parcial en T, Y,
y K. Estas se pueden efectuar por parte de los soldadores que
tengan las calificaciones comunes de cañería 2G más 5G. Esto
podría ser ventajoso en áreas en donde los soldadores calificados
en 6GR no están disponibles rápidamente. Aunque se aplique la
fatiga mas baja permisible, el refuerzo estático de tales soldaduras
es casi el mismo que para los componentes de penetración
completa, particularmente en donde se utilicen acero dulce con
metal de aporte E70.
Las conexiones de soldadura de filete en T, Y y K pueden ser
realizadas por los soldadores aún que tengan bajos niveles de
calificación. Sin embargo no puede presumirse que estas
conexiones califiquen con la resistencia de los componentes
unidos, pero deberán ser revisados por el diseñador de cargas
específicas aplicadas en total conformidad con 2.24.2.3, 2.20.6,
2.23.1, también como 2.24.1 y 2.24.2.
C4.12.4 Conexiones en T, Y y K sin Backing Soldado
Solamente De un Lado. Bajo condiciones descritas
cuidadosamente (ver Figura 3.6, 3.8-3.10), el código permite que la
soldadura de ranura de penetración completa en conexiones
tubulares en T, Y y K se realice en un lado y sin backing. La falta
de acceso y la compleja geometría evitan técnicas más
convencionales. Se requiere un alto nivel de destreza por parte
del soldador (según lo demostrado por la prueba 6GR). Cuando
se usan materiales calificados (ver Tabla 3.1) tales uniones
pueden asumirse que igualan la resistencia de las secciones
unidas, sujetas a las limitaciones de 2.23 y 2.20.6.
Al realizar la soldadura en una conexión en T, Y y K la geometría y
la posición varían continuamente a medida que progresan en la
unión. Los detalles que muestran las Figuras 3.6 y 3.8 hasta 3.10
se desarrollaron a partir de la experiencia con el proceso SMAW
en todas las posiciones y en el proceso GMAW-S de rápida
congelación. Estos detalles también son aplicables para los
procesos FCAW con similares características de congelamiento
rápido. Las ranuras más anchas (y las aberturas de raíz más
anchas), mostradas en el proceso GMAW se encontraron que eran
necesarias para acomodar la punta reforzada de la pistola metálica
para soldaduras. Aunque el último proceso no está calificado para
GMAW-S, los detalles de la unión aún son aplicables a los WPS del
proceso GMAW.
En la mayoría de las aplicaciones, particularmente con tubos cortos,
la penetración parcial de 3.12.4 será totalmente adecuada. Aunque
se requiera de verificaciones adicionales sobre la resistencia por
parte del diseñador, los requerimientos menos estrictos para el
desempeño y la habilidad del soldador dan como resultado una
importante economía en el trabajo. Para tuberías muy largas, en las
cuales es posible acceder al interior, las soldaduras de ranura de
penetración completa convencionales fabricadas en ambos lados
son aplicables.
Para aplicaciones en donde el comportamiento de fatiga ha
aumentado asociado con las soldaduras de ranura de penetración
completa que sean necesarias para las conexiones en T, Y, y K, el
código se refiere a un grupo consistente de perfiles de soldaduras
“estándar”; tal como se describió anteriormente en C2.20.6.7. Una
vez aprendido, esto resultara como un progreso natural que vayan a
seguir los soldadores.
Ellos han evolucionado a partir de la siguiente experiencia.
Para conexiones tubulares muy delgadas, los perfiles planos (Figura
3.8) representan aquellas conexiones logradas en componentes
tubulares pequeños utilizados para aplicaciones en tierra. Ellas
también son similares en los perfiles que se obtienen en algunos
modelos a escala utilizados para desarrollar la base de datos de
fatiga histórica. Aquí toda la capa de soldadura se hace de una
sola pasada, con oscilación del electrodo que se requiera.
Utilizando los electrodos E6010, el especialista en coronamientos
más artísticos podría hacer de esto un perfil cóncavo que se una
suavemente y en forma pareja con el metal base adjunto. Con el
advenimiento de los metales de mayor resistencia en secciones
mas pesadas, se requiere de electrodos bajos en hidrógeno, y con
la introducción de altas cantidades de depósitos los procesos de
soldaduras semi-automáticos parecen haberse transformado en un
arte perdido.
Para espesores más densos (pesados), se agrega un filete definido
en la garganta de la soldadura, según se requiera para limitar el
efecto de la muesca en la garganta de la soldadura para aquella de
la soldadura de filete de 45º (ver Figura 3.9) estas soldaduras de
filete se miden a escala con respecto al espesor del componente
secundario de modo que se aproxime un perfil de soldadura
cóncavo. Sin embargo, nosotros también estamos forzados por la
necesidad de mantener los tamaños mínimos de soldadura de filete
para evitar crear una dureza peligrosa muy alta en la zona
444
térmicamente afectada en la garganta de la soldadura, (esta
también es la localización "hot spot” (punto en caliente), el cual
puede experimentar un límite elástico localizado en los niveles de
carga del diseño). Este perfil alternativo “estándar” es más fácil
de comunicar a los soldadores, para lograr la posición que muestra
el perfil idealizado de soldadura cóncava, que aparece en
ediciones anteriores del código. El perfil de soldadura resultante
es más probable que observar las primeras plataformas en tierra
en el Golfo de México, cuyo comportamiento de fatiga por décadas
de servicio ha sido consistente con las Categorías X1, K1 y DT.
Para los espesores de los componentes secundarios mayores de
0.625 pulgadas [16 mm] (típicamente asociados con el espesor de
cuerda mayor de 1.25 pulgadas [32 mm]) los diseñadores están
viendo mas allá de la base de datos de fatiga histórica y de la
experiencia de las plataformas del Golfo de México.
El efecto del tamaño comienza a manifestarse por sí solo, y el
comportamiento de fatiga comenzaría a declinar hacia el nivel más
bajo definido por las Categorías de fatiga X2 y K2, a menos que el
perfil sea mejorado posteriormente. Los componentes secundarios
de 1.5 pulgadas [38 mm] y los espesores de las cuerdas de 3
pulgadas [75 mm] representan los límites de las recientes pruebas
Europeas a gran escala, y los efectos adversos posteriores de
tamaño (comportamiento por debajo de X2 y K2) deberían
esperarse si los perfiles de soldadura de muescas agudas fueran
sometidos posteriormente a mediciones de escala. La Figura 3.10
describe un perfil de soldadura cóncavo que se une suavemente y
en forma pareja con el metal base adjunto, mitigando el efecto de
la muesca y proporcionando un mejorado nivel de comportamiento
a la fatiga para las secciones más pesadas.
Los especímenes estandarizados para pruebas de unión a tope en
cañerías, especificados en la Parte B de la Sección 4 para la
calificación de los WPS son satisfactorios para establecer la buena
calidad metalúrgica de los WPS y los materiales. Ellos no pueden
cubrir el rango total de la geometría que varía, continuamente y la
posición en que se encuentran las conexiones estructurales en T,
Y y K. Los detalles de la unión precalificada se entregan en 3.13.4,
y están basados en la experiencia con modelos simulados a escala
para aquellas conexiones que a menudo revelan problemas
prácticos que no aparecen en el espécimen estándar de prueba.
La calificación del proceso no precalificado y los WPS con rangos
precalificados fuera de las variables esenciales se requerirán para
cumplir con las estipulaciones de 4.12, 4.1. Esta subsección
entrega una unión de muestra o pruebas de modelos similares en
componentes tubulares. Los WPS para secciones rectangulares
pueden basarse, ya sea en las pruebas de la plancha o la de
cañería en cuanto a su posición y compatibilidad. Cuando se
consideren las pruebas de modelos similares para las secciones
rectangulares para las conexiones en T, Y y K, deberían utilizarse
tubos rectangulares.
Se requerirán pruebas adicionales para las conexiones con ángulos
de ranura menores de 30º, tal como se indica en 4.12.4.2.
C4.12.4.4 Piezas Soldadas que Requieren Fracto-Tenacidad. El
metal de soldadura y la resistencia de la zona afectada
térmicamente debería estar basado en las mismas consideraciones
de Ingeniería que se utilizaron para establecer los requerimientos
de resistencia del metal base. Sin embargo, evitar la fractura, sólo
aumentando la tenacidad, no es costo-efectivo. También hay que
manejar el agrietamiento por fatiga, el agrietamiento en frío inducido
por el hidrógeno y el agrietamiento en caliente por solidificación.
Otras partes del Código se refieren a estos otros problemas:
requerimientos de diseño, calificación. Técnico e inspección. La
fracto-tenacidad sólo nos ayuda a vivir con soluciones imperfectas.
Metal de Soldadura. Los metales base con fracto-tenacidad
deberían unirse con metales de aporte que posean propiedades
compatibles. Los valores de las temperaturas de prueba y la
energía mínima en la Tabla C4.1 se recomienda para calificar el
comportamiento de los diversos grados de acero listados en Tablas
C2.4-C2.6. Cuando la calificación del WPS se requiere por pruebas
(es decir, cuando el WPS no está precalificado, cuando el
comportamiento de impacto comparable no ha sido demostrado
previamente, o cuando los consumibles de soldadura se van a
emplear fuera del rango de las variables esenciales cubierta por
pruebas anteriores), la calificación debería incluir la prueba CVN del
metal de soldadura tal como está depositado. Los especimenes
deberían quitarse de la soldadura de prueba, y realizar la prueba de
impacto CVN, en conformidad con el Anexo III: “Requerimientos
para la Prueba CVN”. Los valores de energía del espécimen único
(uno de tres) pueden ser de 5 pie-libra [7 J] inferir sin que se requira
una nueva prueba. Ya que los requerimientos AWS WPS se refieren
básicamente a la carga límite de rotura y a la buena calidad, (con
menor énfasis en la resistencia a la fractura) ejemplo:
combinaciones de marcas comerciales específicas
alambre/fundente, y la restricción de los consumibles del proceso
SAW en cuanto a los límites realmente sometidos a prueba por la
clasificación AWS. Note que para los aceros Clase A, se requerirán
niveles de energía especificados más altos que para las
clasificaciones AWS y que todos los WPS estén calificados por
pruebas, en vez de tener un estatus precalificado.
La prueba de impacto, CVN, es un método para la evaluación
cualitativa de la resistencia del material. Aunque falte la base
mecánica de fractura de la prueba de “desplazamiento de la
abertura de la punta de la grieta” (CTOD = crack tip opening
445
displacement), el método ha sido, y continúa siendo una medida
razonable de seguridad contra fractura, cuando se emplea con un
programa definitivo de NDT para eliminar los defectos del área de
soldadura. Las recomendaciones contenidas aquí están basadas
en prácticas que han entregado generalmente experiencias
satisfactorias de fracturas en estructuras ubicadas en ambientes
de temperaturas moderadas (ej.: 40ºF [4ºC] expuestas al agua del
mar y 14ºF [-10ºC] expuestas al aire. Para ambientes que sean
mas o menos hostiles, deberían reconsiderarse las temperaturas
de las pruebas de impacto, basándose en la exposición a la
temperatura local.
Para conexiones críticas soldadas, es apropiada la prueba CTOD
más técnica. Las pruebas CTOD se realizan a temperaturas y
valores de esfuerzo reales, que representan aquellos de la
aplicación de ingeniería, utilizando especimenes que tengan el
espesor completo del prototipo. Esta información de rendimientos
cuantitativos es útil para los análisis de ingeniería de la mecánica
de fractura y la evaluación de defectos, en la cual el CTOD
requerido está relacionado a los niveles de tensión anticipada
(incluyendo la tensión residual) y los tamaños de la irregularidad.
Los requerimientos representativos de CTOD tienen un rango de
0.004 pulgadas a 40ºF [0.10mm a 4ºC] a 0.015 pulgadas a 14ºF
[0.38mm a -10ºC]. Alcanzar los niveles más altos de resistencia
puede requerir deshacerse de algunas dificultades contra otros
atributos deseables del proceso de soldadura por ejemplo, la
profunda penetración y la relativa libertad de la escoria atrapada
de las pasadas ascendentes, versus el bajo ingreso de calor y las
capas de soldaduras altamente refinadas de las pasadas
descendentes.
Z.A.T. (Zona Afectada Térmicamente). Además de la resistencia
del metal de soldadura, debería dársele consideración al control de
las propiedades del Z.A.T. Aunque el ciclo de calor de la soldadura
a veces mejora con los metales base “así laminados”, de baja
resistencia, esta región a menudo tendrá propiedades degradadas
de resistencia. La Z.A.T. es a menudo el sitio de agrietamiento
debajo del cordón de soldadura inducido por hidrógeno. Una
cantidad de fallas iniciales en las uniones tubulares soldadas
involucraban fracturas, las cuales se iniciaban o propagaban a
través de la Z.A.T; a menudo antes de la atiga significativa por
carga. El Anexo III entrega los requerimientos para el muestreo de
ambos metales de soldadura y la ZAT, con la prueba de energía
CVN y la temperatura que deben especificarse en los documentos
del contrato. Los valores promedios de la ZAT en la Tabla C4.2 se
han encontrado razonable por la experiencia, donde los valores de
energía de un solo espécimen (uno de tres) 5 pies-libra [7 J] menor
están permitidos sin que se requiera una nueva prueba.
A medida que la criticalidad del comportamiento del componente
aumenta, las temperaturas más bajas de prueba (que implican los
WPS más restrictivos) podrían entregar las ZAT que calificaran más
estrechamente con el comportamiento del metal de soldadura
adjunto y el material original (principal), mas bien que ser un débil
lazo potencial en el sistema. El Propietario también puede desear
considerar un muestreo mas extensivo que el simple grupo de
pruebas de CVN requeridos por el Anexo III, ej: muestreo a 0.4mm,
2mm, y 5mm desde la línea de fusión. (Estas dimensiones pueden
cambiar con la entrada de calor). El muestreo mas extensivo
aumenta la probabilidad de encontrar zonas locales quebradizas
con bajos valores de resistencia.
Ya que la resistencia de la ZAT es mucho mas dependiente del
acero que en los parámetros de las soldaduras, una alternativa
preferible para manejar este tema es a través de la precalificación
de soldabilidad del acero. La referencia 25 de la Sección C2 explica
tal procedimiento de precalificación utilizando la prueba CTOD al
igual que la prueba CVN. Esta prueba de precalificación se está
aplicando actualmente como un requerimiento complementario para
aceros de alto comportamiento, tales como API Specs 2W y 2Y, y
es aceptado como un requerimiento por parte de algunos
productores.
Precaución. La Sección 4 de este Código permite someter a
prueba un acero de 50ksi [345MPa] para calificar todos los otros
grados de 50ksi [345MPa] y menores. Por lo tanto, la selección de
API – 2H – 50 – Z (muy bajo en azufre, 200 pies-libra [270J] CVNs
del tablero superior) para planchas de prueba de calificación
virtualmente asegurará la satisfacción de un requerimiento de la
plancha ZAT CVN de 25 pies-libra [34J], aún cuando se soldó con
ingresos de calor altos y con altas temperaturas entre pasadas. No
hay manera razonable de extrapolar esta prueba a A 572 Grado 50
corriente con la expectación de reproducir, ya sea, las energías de
impacto ZAT o la degradación 8:1 de la prueba en API – 2H – 50 –
Z. Por lo tanto, deberían considerarse pruebas separadas de CVN
de diferentes grados de acero, rangos de espesor y rutas de
procesamiento, si la resistencia de ZAT se está dirigiendo vía
prueba WPS.
Zonas Quebradizas Locales (LBZ = Local Brittle Zones). Dentro
de la ZAT de la soldadura pueden existir regiones localmente
quebradizas. Bajo ciertas condiciones, aquellas LBZ pueden ser
perjudiciale. El Ingeniero debería considerar el riesgo de las LBZ y
determinar si deberían emplearse medidas en contra para limitar la
envergadura de las LBZ y su influencia en el comportamiento
estructural. Algunas medidas contrarias y circunstancias mitigantes
en prácticas mar adentro se listan a continuación:
446
(1) El uso de aceros con capacidades moderadas de detención del
agrietamiento, según lo demostrado por la no-ruptura (no-break)
en la prueba de caída (baja) de peso NLR (pequeña irregularidad).
(2) La sobre-calificación y el agrietamiento en aceros
convencionales normalizados de 42ksi a 50ksi [290MPa a
345MPa] de carbono-manganeso, en los cuales el metal de
soldadura y el ZAT tienen un límite elástico más alto que el metal
base adyacente, forzando las tensiones plásticas que vayan a
cualquier parte.
(3) La tendencia a agrietamiento por fatiga en uniones tubulares
soldadas que aparecen fuera de la ZAT antes que alcancen un
tamaño apreciable (asumiendo que uno evita la tangencia
desfavorable del cordón de soldadura de la lata de unión con la
huella del soporte).
(4) Los límites precalificados en el espesor de la capa de
soldadura en los procedimientos de soldadura, los cuales junto con
observar los límites de la entrada de calor promueven el
refinamiento del grano en la ZAT y minimiza la envergadura de
LBZ.
(5) Cambios de composición, ej: límites reducidos de vanadio y
nitrógeno y un aumento de titaneo.
C4.15 Procesos de Soldadura que Requieren Calificación. El
Código no restringe la soldadura a los WPS precalificados,
descritos en 3.1. Debido a que otros WPS y nuevas ideas están
disponibles, está permitido su uso; siempre que estén calificados
por los requerimientos descritos en la Sección 4, Parte B. Donde
un Contratista hata calificado previamente un WPS cumpliendo
con todos los requerimientos descritos en la Parte B de esta
sección, el Código recomienda que el Ingeniero acepte la
evidencia apropiadamente documentada de una prueba anterior y
no requiera que la prueba sea efectuada nuevamente. La
documentación apropiada significa que el Contratista haya
cumplido con los requerimientos de la Sección 4, Parte B, y los
resultados de las pruebas de calificación estén registrados en
formularios apropiados, como los que se encuentran en el Anexo
E. Cuando se utilice el formulario del Anexo E, debería entregarse
la información apropiada listando todas las variables esenciales y
los resultados de las pruebas de calificación efectuados.
Hay estipulaciones generales aplicables para cualquier situación.
La aceptabilidad de la calificación de otras normas es la
responsabilidad del Ingeniero que se ejerzan, basándose en las
estructuras específicas y en las condiciones de servicio. El Comité
de Soldadura Estructural no representa la calificación de cualquier
otra norma de soldadura.
C4.17 Requerimientos de los WPS (Procesos ESW/EGW). Los
procesos de soldadura, procedimientos y detalles de la unión para
los procesos ESW y EGW no concuerdan con el estatus
precalificado en el Código. Los WPS deberán cumplir con los
requerimientos de la Sección 4 y deberán establecer la conformidad
con la Sección 4. La soldadura de aceros sometidos al proceso
termodinámico de templado y revenido con cualquiera de estos
procesos está prohibido, ya que la entrada de alto calor asociada
con ellos provoca un serio deterioro de las propiedades mecánicas
del ZAT.
C4.17.2 Requerimientos de la Prueba de Tensión de Todo el
Metal de Soldadura. Es necesario someter a prueba cada WPS
para demostrar que el metal de soldadura deberá tener propiedades
que correspondan con aquellas del metal base. Los especimenes
de la prueba de tensión de todo el metal de soldadura deberán
cumplir con los requerimientos de la propiedad mecánica descritos
en la última edición de AWS A5.25, Especificación para los
Electrodos de Acero de Baja Aleación y Fundentes para la
Soldadura Electroslag; o la última edición de AWS A5.26,
Especificación para Electrodos de Acero al Cabono y de Baja
Aleación para la Soldadura Electrogas; según sea aplicable.
Parte C
Calificación del Comortamiento C4.18 General. La prueba de calificación del soldador está
específicamente diseñada para determinar la habilidad de un
soldador para producir soldaduras de buena calidad en cualquier
unión de prueba determinada. Después de completar exitosamente
las pruebas de calificación del soldador, éste debería considerarse
que tiene las calificaciones mínimas aceptables. El conocimiento del
material que va a soldarse es beneficioso para que el soldador
produzca soldaduras de buena calidad; por lo tanto, se recomienda
que antes de soldar aceros con el procedimiento termodinámico de
templado y revenido, a los soldadores debería dárseles
instrucciones relativas a las propiedades de este material o haber
tenido experiencia previa en soldar con el acero en particular.
De vez en cuando, el Contratista puede actualizar el equipo o
agregarle un nuevo control. El operador de soldadura previamente
calificado puede necesitar entrenamiento (capacitación) para
familiarizarse con este nuevo equipo. Se coloca énfasis en la
palabra “entrenamiento” (training) en vez de “recalificación”
(requalification), ya que varios cordones de soldadura en una
plancha o en un tubo, según sea apropiado, pueden ser suficientes.
La intención es que el Contratista entrenaría al operador de
soldadura para soldar utilizando el nuevo equipo.
C4.22 Variables Esenciales. La habilidad de un soldador para
producir una soldadura de buena calidad es considerada por el
447
Código que sea dependiente de ciertas variables esenciales, y
están listadas en la Tabla 4.10.
C Tabla 4.12. Los electrodos para el Proceso SMAW están
agrupados en relación a la destreza que se requiere del soldador.
La designación del Grupo F permite que un soldador calificado con
un electrodo de la designación de un grupo utilice otros electrodos
listados en una designación numéricamente menor. Por ejemplo,
un soldador calificado para soldar con un electrodo E 6010, grupo
de designación F3 y se le permite soldar con electrodos que
tengan designación grupo F2 y F1; el soldador no está calificado
para soldar con electrodos que tengan una designación grupo F4.
C Tabla 4.8.La soldadura en forma de producto de material
cañería (o tubería) no significa necesariamente que se esté
efectuando una soldadura en cañería. Obviamente hay una
diferencia a entre soldar alrededor de una cañería, opuesto a
soldar a lo largo de una tubería paralela al eje de la tubería (línea
central). Una soldadura de circunferencia en una unión a tope es
completamente diferente de una soldadura de ranura longitudinal
que una la plancha laminada para hacer una cañería; una unión
esférica con una soldadura de filete es completamente diferente de
una soldadura de filete a todo el largo de la cañería anexando una
plancha con soldadura tipo tapón redondo. Obviamente, las
habilidades para la progresión de una línea recta paralela al eje de
la tubería no es diferente de las habilidades para soldar perfiles
forjados de una plancha utilizando una línea de progresión recta;
por lo tanto, la limitación de la forma del producto de cañería no se
aplica en estos casos de línea recta. Refiérase a la Figura C5.1. La
calificación de los soldadores que utilizan tuberías de todo tipo de
tamaños o cañerías, está permitida porque los tamaños (calibres)
de las cañerías especificadas en la Tabla 4.10 para la calificación
del soldador no siempre están disponibles para el Contratista.
C4.26. Soldaduras de Ranura de Penetración Completa para
Conexiones Tubulares. Cuando se usan secciones rectangulares
para realizar la calificación, las pruebas de doblado tomadas de las
caras no evalúan la habilidad del soldador para llevar el metal de
soldadura de buena calidad por las esquinas relativamente
abruptas. Estas pruebas de doblado no cumplen con las
necesidades de las soldaduras de ranura de penetración completa
en las correcciones en T-, Y-, y K, porque las esquinas en estas
conexiones pueden estar muy tensadas. Debido a la preocupación
de los soldadores para demostrar su habilidad para soldar
esquinas de tubos rectangulares cuando se requiere penetración
completa, se desarrolló la prueba de macrografía de esquina, de la
Figura 4.28.
La prueba de macrografía de la esquina que se muestra en la
Figura 4.28 es una prueba adicional de comportamiento requerida
para los soldadores que se espera que hagan soldaduras en ranura
de penetración competa en conexiones en T, Y y K en tubos
rectangulares. Para este caso, los soldadores calificados 6GR que
se someten a prueba para tubos redondos o cañerías, según Figura
4.27; sólo se requerirá que aprobaran la prueba adicional de
macrografía de esquina, según Figura 4.28, siempre que se cumpla
con todos los requerimientos de la Tabla 4.9 y 4.12.4.2.
Si el Contratista desea calificar a un soldador sin el estatus 6GR
existente para soldaduras de ranura de penetración completa en
conexiones en T, Y y K, utilizando tuberías rectangulares, el
soldador deberá soldar la estructura según prueba 6 de la Figura
4.27 utilizando, ya sea, un tubo redondo o rectangular en
conformidad con las limitaciones de la Tabla 4.10. Además el
soldador deberá aprobar con éxito la prueba de macrografía de
esquina utilizando la Figura 4.28, o como opción si se fueran a usar
secciones rectangulares para la Figura 4.27, quite las secciones de
esquina y realice la prueba de macrografía de los componentes
soldados de prueba. La calificación para las pruebas de cañería 2G
más 5G o 6G también califica para las uniones a tope en secciones
rectangulares (con aplicabilidad basada en el espesor, sin
considerar el diámetro) pero no vice-versa. Para estas uniones a
tope, la prueba de macrografía de esquina de la Figura 4.28 no es
necesaria porque toda la producción de uniones requieren un NDT
según 6.11.1.
La Tabla 4.10 no establece diferencias entre cañería (tubería
circular) y las secciones rectangulares. Por esta razón es apropiada
la siguiente interpretación:
(1) La calificación en la prueba de cañería 6GR también califica
para las conexiones en T, Y y K y las soldaduras de ranura en las
secciones rectangulares.
(2) La calificación en las pruebas de cañería 5 G y 2G también
califica para las secciones rectangulares (con aplicabilidad basada
en el espesor, sin considerar el diámetro) pero no vice-versa.
(3) La calificación para las soldaduras de ranura en secciones
rectangulares también califica para plancha (y vice-versa, si dentro
de la limitación de la Tabla 4.9 y 4.22 del Código).
(4) Cuando se usan secciones rectangulares en la calificación, las
pruebas de doblado tomadas desde las caras (superficies) no
evalúan la habilidad del soldador para llevar soldadura de buena
calidad alrededor de las esquinas. Estas pruebas de doblado no
cumplen con las necesidades de las correcciones en T-, Y y K,
porque las esquinas en estas conexiones están muy pensionadas.
Donde una prueba 6 GR utilice secciones rectangulares, se
recomienda RT para evaluar las esquinas.
448
Tabla C4.1 Tabla C4.2
Valores de la Prueba CVN (ver C4.12.4.4) Valores de la Prueba ZAT de Impacto (ver C4.12.4.4)
Promedio del Metal de Soldadura Grupo de Clase Temperatura de la Grupo de Clase Temperatura de la Acero de Acero prueba de Impacto Acero de Acero Prueba de Impacto
Y Investigación Especial
Nota General: Los requerimientos del Código representan el dominador común más bajo de la tabla anterior
Nota General: La calificación de la cañería no deberá requerirse y la clasificación de la plancha es aceptable para 3G, 3F, 4G, 4F y para 1F, 1G, 2F y 2G.
Figura C4.1 – Tipo de Soldadura en Cañería Que No Requiere Calificación
(ver Tabla 4.8)
449
Punto de Tangencia radio Mínimo para planchas de Punto de Tangencia 1 pulg. [25.4 mm] Desviación Corte más allá del punto de Tangencia
Perfil Aceptable
Figura C5.2 – Ejemplos de una Buena Práctica para el Corte de (copes) (ver C5.17)
PRIMERO CORTE EL FLANGE EN BISEL PARA COLOCAR LA MUESCA POTENCIAL EN EL MATERIAL DE DESECHO
450
PARA ESPESOR EQUIVALENTE
ó PARA ESPESOR DIFERENTE
Plano de Alineamiento Teórico
Nota General: Una desviación no superior al 10% del espesor de la parte unida más delgada, pero en ningún caso mayor que 1/8 pulg. [3 mm], puede permitirse como una salida del alineamiento teórico.
Figura C5.3 – Desviación Permisible en Componentes Juntados a tope (ver C5.22.3)
12 pulg. [300 mm] 1/2 pulg. [12 mm] máximo
ESTA PORCIÓN ESTA
TENSADA EN ALIENAMIENTO
Nota General: Para la corrección del deslineamiento que excede lo permitido, las partes no deberán dibujarse llevarse una
inclinación mayor que ½ pulg. [12 mm] en 12 pulg. [300 mm].
Figura C5.4 – Corrección de Componentes Desalineados (ver C5.22.3)
Paralelo a la línea Central de la Brida de unión
451
Línea Central de la Brida de
unión Puede ser flange ó Atiesador Variaciones de aplaneamiento determinados por mediciones hasta el borde recto
Figura C5.5 – Método Típico para Determinar Variaciones en El Aplanamiento De La Viga De Alma Llena(ver C5.23.6.1)
452
Dimensión de la Forma detallada de la Cobertura Cobertura
Línea de Referencia
F.S. = Empalme de Campo
Ensamblaje Tipo de Viga
Línea de Referencia Alternativa Dimensión de la Cobertura Alternativa Dimensión de la Cobertura Alternativa Forma de la Cobertura Detallada Dimensión de la Cobertura
ENSAMBLAJE TÍPICO DE VIGA, MOSTRANDO CURVA COMBADA?
Nota General: La tolerancia (plus) indica el punto que está sobre la forma de la combadura detallada. La tolerancia (minus) indica el punto que está bajo la forma de la combadura detallada.
Figura C5.6 – Ilustración que Muestra los Método de Medición de la Combadura (ver C5.23.4)
453
� (pulg.) � W pulg. ó 1/4 pulg. [6 mm.], cualquiera que sea mayor 100
Figura C5.7 – Medición de la combadura del flange e Inclinación (ver C5.23.8)
454
Área proyectada de la brida De unión y los atiezadoes
Viga de alma llena con atiezadores de soporte
Área proyectada de la Brida De unión
Figura C5.8 – Tolerancia de los Puntos de Presión (ver C5.23.10)
TOLERANCIA MÁXIMA ENTRE EL FLANGE Y LA PLANCHA BASE O ASIENTO O.O1 pulg [0.25mm] SOBRE 75% DEL ÁREA PROYECTADAY NO MÁS QUE 1/32 pulg [1mm] SOBRE EL 25% RESTANTE DEL ÁREA PROYECTADA.
Ángulo entre la cara de la brida de unión y la superficie del flange no más de 90° a través de la longitud del soporte
467
Tabla C6.1 Criterio de Aceptación de UT para Soldadura de
2 in. [50 mm], Usando un 70% de la Sonda (ver C6.13.1)
Clasificación de Indicación Clase de Irregularidad severa
-2 o menos Clase A (grandes irregularidades ) incondicionalmente rechazable sin considerar la longitud
-1 o 0 Clase B (irregularidades medias)1 Aceptar si la longitud es � ¾ in. [20 mm] Rechazar si la longitud es > ¾ in. [20 mm]
+1 o +2 Clase C (irregularidades pequeñas)1 Aceptar si la longitud es � 2 in. [50 mm] Rechazar si la longitud es > 2 in. [50 mm]
+3 o mayor Clase D (irregularidades menores) Aceptar sin límites de longitud o localización Notas Generales:
• Para estructuras cargadas cíclicamente, Tabla 6.3 requiere irregularidades más serias que irregularidades de Clase D y las cuales exceden ¾ in. [20 mm] de longitud, se permiten sólo en la mitad del medio del espesor de la soldadura. Este no es un requisito de la Parte C, Sección 2.
• Ver 6.26.6.5 y Anexo D, Formulario D-11, Informe de Prueba Ultrasónica de Soldaduras. Nota:
1. La separación entre las irregularidades de Clase B y C o entre irregularidades de Clase B y C y el extremo de una soldadura, deberá ser de una distancia de al menos 2L excepto donde el extremo de una soldadura no está sometido a tensión primaria, como en las esquinas de las planchas del diagrama, en secciones rectangulares. (L = La longitud de las dos irregularidades más largas o la longitud de una irregularidad, la cual se evalúa con relación al final de una soldadura). La longitud combinada de irregularidades adyacentes, puede requerirse para medirse como una sola irregularidad (ver Notas Generales en la Tabla 6.2)
468
Figura C6.1 – Uniones en T de 90°, 0 Uniones de Esquinas con Backing de Acero
(A) MENOR QUE UN ANGULO DIHEDRO DE 90°
(B) MAYOR QUE UN ANGULO DIHEDRO DE 90°
Figura C6.2 – Uniones Oblicuas en T, ó Uniones de Esquinas
469
Figura C6.3 – Uniones a Tope con Separación Entre el Backing y la Unión
(A) ABERTURAS ANCHAS DE LA RAIZ
(B) ABERTURAS MENOS ANCHAS DE LA RAIZ
Figura C6.4 – Efecto de la Abertura de la Raíz en Uniones a Tope con Backing de Acero
470
(A) UNIONES A TOPE
(B) UNIONES T
Figura C6.5 – Scanning con Sello de Backing de Acero Soldado
(A) UNIONES A TOPE
(B) UNIONES T
Figura C 6.6 – Resoluciones para Scanning con Sello de Backing de Acero Soldado
478
Tabla C8.1 Guía para Apropiabilidad de la Soldadura (ver C8.2.2)
Metal Base
Categoría de la Fierro Batido Fierro Forjado Estructura
Aplicar Aplicar
Notas 1 y 2 Notas 1 y 2
Componentes no tubulares estáticos o Aplicar No cíclicos. Sección 2, Notas 1 y 2 Recomendado Parte C
Componente tubular. El WPS precalificado. Puede Sección 2, Parte D. usarse según Sección.3
Componentes tubulares Revisar status precalificado Aplicar Nota 1 Aplicar Notas 1 y 2 No se Recomienda Estáticos según sección 3 Aplicar notas 1 y 2
Componente tubular Revisar status precalificado Aplicar Nota 1 Aplicar Notas 1 y 2 No Recomendado Cíclico según sección 3
Nota General: Se requerirá un WPS escrito, se requerirá sujeto a la aprobación del Ingeniero.
Notas:
1. Apropiabilidad Establecida para la Soldadura: La existencia de una soldadura previa satisfactoria puede justificar el uso de metales aporte de la Tabla 3.1 (Grupo II). Si no hay soldadura previa, obtener pruebas y preparar una calificación WPS. Realizar la prueba de soldadura en un área segura de la estructura, si es que las muestras no están disponibles. 2. Persona calificadas para establecer la apropiabilidad de la soldadura deberán entregar un WPS escrito y monitorear la operación de soldadura, todas como las aprobó el Ingeniero.
Tabla C8.2 Relación Entre el Espesor de la Plancha y
El radio de la Rebaba (ver C8.4.1(2)) Espesor de Espesor de Radio de la la Plancha pulg. La Plancha mm. Rebaba mm.
Aceros ASTM, ABS y API para sub-sección 3.3
y Tabla 3.1
Aceros Irregulares, Desconocidos, Aceros forjados y Aceros Inoxidables
Sección 2, Parte C Estática o Cíclica No tubular
Revisar el status de precalificado según Sección 3. Los WPS pueden utilizarse según Sección 3
ASTM A7, A373, A441 – usar Tabla 3.1 (Grupo II) y Sección 3. Otros, Ver Nota 1
Revisar el status de precalificado según Sección 3. Los WPS pueden utilizarse según Sección 3
ASTM A7, A373, A441 – usar Tabla 3.1 (Grupo II) y Sección 3. Otros, Ver Nota 1
479
Cortesía Del Instituto de Soldadura del Reino Unido, 1980.
Nota General: Las introducciones microscópicas en la garganta de una soldadura actúan como irregularidades pre-
existentes (Ver 8.4.1)
Figura C8.1 – Introducciones Microscópicas
Grieta Inclinación Np Grieta Propagación de la Falla Fatiga de la “N” de Ciclos
Soldadura
Fatiga del Material Plano
Figura C8.2 – Fatiga (ver C8.4.1)
Nota: La fatiga de un componente soldado está solamente en la propagación de la grieta
480
Dirección del Trayecto
Figura C8.3 – Rectificado de la Garganta con Esmerilador de Buril (ver C8.4.1)
Placa de Soldadura Empalme Existente Esmerilado Inicial en la Garganta
Figura C8.4 – Rectificado Normal de la Garganta Normal a la Tensión (ver C8.4.1)
Esmerile continuamente la Garganta en ambos lados y alrededores del extremo de la placa de empalme Gusset
481
Brida de unión o Abrazadera Esmerilado Inefectivo Esmerilado Efectivo Defecto
Falange o cuerda
Figura C8.5 – Esmerilado en la Garganta Efectiva (ver C8.4.1)
1/2 pulg. 12 mm. Sin Soldadura 1 pulg. 25 mm.
Extremos Esmerilados
Figura C8.6 – Esmerilado del Extremo [ver C8.4.1(2)]
La profundidad del esmerilado debe ser de 0.02 pulg. [0.5mm] bajo el fondo de cualquier socave visible
482
Profundidad del
Martillado 0.02 pulg. [0.5 mm]
45° Herramienta para Martillar - 90° Dirección del Trayecto
Figura C8.7 – Martillado (Forjado en frío) [ver C8.4.1(3)]
(Cortesía de S. Maddox, IIW, Com. XIII)
483
Electrodo de Tungsteno Boquilla de Protección Región Gas de Refundida Protección 0.02 pulg. a 0.06 pulg. [0.5 mm. a 1.5 mm.]
Figura C8.8 – Refundición de la Garganta [ver C8.4.1(4)]
(Cortesía de P. Haagensen, IIW, Com. XIII)
C5. Fabricación
C5.1 Alcance C5.8. Tratamiento de calor para alivio de tensión C5.2 Metal Base C5.10 Backing C5.3.1.3 Punto de Rocío C5.10.2 Backing a todo el largo de la soldadura Página 443 C5.3.2. Electrodos SMA C5.10.4 Conexiones no-tubulares Cargadas cíclicamente C5.3.2.1 Condición de almacenamiento de C5.12.2 Temperatura ambiental mínima Electrodos bajos en Hidrógeno C5.3.3.1 Combinaciones electrodo- C5.13 Total conformidad con el diseño Fundente C5.3.3 Recuperación del fundente C5.14 Tamaños mínimos de filete de
soldadura C5.3.3.4 Escoria recuperada C5.15 Preparación del metal base C5.15.1.2. Reparación Página 442 C5.3.4. Electrodos GMAW/FCAW C5.15.2 Preparación de la unión C5.4 Procesos ESW y EGW C5.15.4.3 Requerimientos de desbaste C5.5 Variables del proceso WPS Página 444 C5.7 Control de entrada de calor para acero Sometido al proceso de templado y revenido
Página 443 (Cont.)
C5.16 Coronamientos C5.23.10 Soporte en los puntos de carga
C5.17 Rebajes de la viga y orificios de
acceso a la soldadura C5.23.11.4 Otras tolerancias dimensionales
C5.17.1 Dimensiones del orificio de acceso
a la soldadura C5.24. Perfiles de soldadura
C5.18.2 Requerimientos generales para los
pinchadores C5.26.1 Opción del contratista (reparar)
C5.22.1 Armado estructural de la soldadura
de filete C5.26.2 Limitaciones de temperatura en la
reparación con calor local
C5.22.2 Armado estructural de la soldadura de ranura de penetración parcial
C5.26.5 Restauración soldada del metal base con orificios mal colocados
C5.22.3 Alineamiento de la unión a tope C5.27 Martillado
C5.22.4 Variaciones de la selección transversal en componentes tubulares
C5.28 Recalcado
C5.22.4.3 Corrección C5.29 Formación de arco
C5.23.2 y C5.23.3 Rectilineidad de la viga
y de la viga maestra C5.30 Limpieza de la soldadura
C5.23.4 Combadura de la viga y de la viga maestra (sin unión de concreto diseñada)
Página 447
C5.23.6.1 Mediciones C5.31 Planchas de extensión de soldadura