96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

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Objetivo General:

Brindar los conceptos necesarios para la determinación y aplicación de los principalesrequerimientos referidos a Soldaduras de Oleoductos y Gasoductos contenidos en losCódigos de construcción ASME B31.4, B31.8, B31.11 y en API 1104, para la soldadurade tuberías de acero al carbono y baja aleación, usadas en la compresión, bombeo,transmisión y distribución de petróleo y derivados, gas, dióxido de carbono y nitrógenotanto en la Construcción como en el Mantenimiento de líneas en servicio, incluyendo

materiales utilizados, procesos de soldadura, calificaciones, Requisitos de construcción,Ensayos no destructivos, defectos y reparaciones admisibles en mantenimiento

En el curso se incluyen los siguientes temas:

!  Procesos de soldadura aplicables y variables esenciales.

!  Conceptos sobre materiales utilizados y sus propiedades.

!  Especificación de compra de materiales.

!  Especificación de procedimiento de soldadura.!  Variables esenciales y no esenciales

!  Calificación de procedimientos de soldadura y soldadores.

!  Métodos de inspección y ensayo de soldaduras de producción..

!  Procedimientos aplicables y alcance.

!  Alcance de END y criterios de aceptación.

!  Defectos admisibles en operación y mantenimiento.

!  Precauciones en soldaduras de líneas en operación.

!  Procedimientos de reparación y soldaduras en servicio y Hot Taps.

El curso está dirigido a los responsables de diseño, ingeniería en soldadura,fabricación, inspección, auditoría y mantenimiento de empresas de ingeniería,construcción, montaje, auditorías, universidades y autoridades regulatorias quenecesiten capacitarse en la gestión eficiente de los requerimientos de soldadura,calificaciones, inspección y ensayos de oleoductos, gasoductos, transporte de barros yotras tuberías a presión.

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CCOONNTTEENNIIDDOO 

Parte 1 Introducción, Materiales y Temas generales

Parte 2 Calificación de Procedimientos (General)

Parte 3 Calificación de Soldadores (General) 

Parte 4 Soldaduras de Producción.

Parte 5 Inspección y Ensayos de soldaduras.

Parte 6 Soldaduras en Servicio

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PPAARRTTEE 11:: IInnttrroodduucccciióónn,, MMaatteerriiaalleess yy tteemmaass ggeenneerraalleess.

SSoollddaadduurraa ddee OOlleeoodduuccttooss yy GGaassoodduuccttooss:: OObbjjeettiivvooss 

Los objetivos principales del curso son:

Desarrollar los lineamientos principales aplicables a la aplicación de soldadura en

Oleoductos, Gasoductos, Líneas de transporte de barros y otras líneas durante las

etapas de:

"  Construcción

"  Mantenimiento

RReeqquueerriimmiieennttooss 

Los requerimientos aplicables al diseño, calificación, inspección, ensayos,mantenimiento y reparación de soldaduras en Oleoductos, Gasoductos, Líneas de

transporte de barros y otras líneas tanto, en la etapa de construcción como a las líneas

en servicio se encuentran contenidos en:

"  Códigos de construcción

"  Normas referenciadas.

CCóóddiiggooss ddee CCoonnssttrruucccciióónn.. 

Los Códigos ASME que contienen los requisitos aplicables a soldadura de oleoductos

y Gasoductos son:

"  ASME B31.4 : Tuberías de Transmisión Petróleo y otros hidrocarburos líquidos.

"  ASME B31.8 : Tuberías de transmisión y distribución de gas.

"  ASME B31.11 Transporte de Barros.

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NNoorrmmaass rreeffeerreenncciiaaddaass.. 

Los requisitos aplicables a:

!  Calificación de procedimientos de soldadura, soldadores y operadores.

!  Inspección, aceptación y rechazo de soldaduras de producción.

!  Procedimientos de END

!  Criterios de aceptación.

!  Calificaciones para líneas en servicio.

en general no se encuentran descriptos en detalle en los Códigos de

construcción, sino que estos referencian o indican la aplicación de otras normas o

códigos que desarrollan estos temas.

Los principales Códigos y Normas, referenciadas para calificaciones, requisitos,

ejecución, inspección y ensayo de soldaduras son:

"  API 1104

"  ASME IX

"  AWS D3.6

API 1104 es de las normas referenciadas, la de mayor aplicación a estas líneas detuberías y en la que focaliza el curso.

API 1104 Alcanza tuberías de acero al carbono y aleados, utilizadas en bombeo,

compresión y transmisión de petóleo y sus productos, gases combustibles, dióxido de

carbono y nitrogeno abarca los siguientes temas.

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AAPPII 11110044::TTeemmaass qquuee aabbaarrccaa !  Calificación de Procedimientos de soldadura con material de aporte

!  Calificación de soldadores

!  Diseño y preparación de juntas para soldaduras de producción

!  Inspección y ensayo de soldaduras de producción

!  Estándares de aceptación para END

!  Remoción y reparación de defectos

!  Soldadura automática

!  Estándar alternativo para aceptación de soldaduras circunferenciales

!  Soldadura en servicio

IInncclluuyyee.. 

!  Procedimientos de ensayo radiográfico

!  Procedimiento de ensayo por Ultrasonido

!  Procedimiento de ensayo con líquidos penetrantes!  Procedimiento de ensayo con Partículas magnéticas

!  Estándar de aceptación de soldaduras de producción

!  Procesos

PPrroocceessooss:: 

De acuerdo a ASME B31.4, ASME B31.8 y ASME B31-11 las soldaduras pueden ser

realizadas con cualquier proceso, dentro de los que se encuentran:

!  SMAW: Soldadura por arco con electrodo revestido,

!  SAW: soldadura por arco sumergido,

!  GTAW: soldadura por arco con electrodo de tungsteno y protección gaseosa

(TIG),

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!  GMAW: Soldadura por arco alambre y

!  protección gaseosa (MIG),

!  FCAW: soldadura por arco alambre tubular,

!  OFW: soldadura oxiacetilénica,

!  PAW: Soldadura por arco con plasma

!  Combinación de Procesos y Técnicas

"  Otros procesos también pueden aplicares.

"  Los procesos pueden utilizarse solos o combinados entre si.

"  Las técnicas a utilizar pueden ser:

o  Manual,

o  Semiautomática,

o  Automática o

o  Una combinación de estas técnicas.

TTiippooss ddee SSoollddaadduurraa.. Las soldaduras cubiertas por los Códigos de Construcción son:

!  Soldaduras a tope

!  Soldaduras Socket Weld

!  Soldaduras de Filete

!  Soldaduras de Sellos

EEqquuiippooss.. 

No son recomendados ningún tipo de equipamiento en especial sino

características que deben cumplir para asegurar la calidad de las soldaduras.

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Cubre tubos con y sin costura con extremos planos, roscados, tipo campana y

TFL.

Establece requerimientos para dos niveles de especificación de Producto: PSL1 y

PSL2.

GGrraaddooss,,  CCllaasseess yy DDiimmeennssiioonneess 

Grados: API 5L contiene los siguientes grados y prevee la posibilidad de otros.

"  Grado A25, A, B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70 y X80.

"  PSL1: A25 a X70

"  PSL2: B a X80

CCllaasseess:: 

o  Clase I:

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o  Clase II: acero refosforizado con mejores propiedades calidad para roscado y

posible mayor dificultad para doblado que Cl I

DDiimmeennssiioonneess:: 

Los tubos se especifican por tamaño (Size). Esta dimensión se corresponde con las

aplicadas anteriormente o en otros estándares como ser: Diámetro nominal y NPS

(Nominal Pipe Size)

CCoommoo eessppeecciiffiiccaarr llooss ttuubbooss aall ccoommpprraarr.. 

API indica que la siguiente información debe especificarse para realizar la compra:

o  Especificación: API 5L

o  PSL 1 ó 2

o  Grado (y clase si aplica)

o  Tipo de tubo: Sin costuras, soldadura continua, laser. Ver 5.1.3

o

  Tamaño y diámetro exterioro  Espesor de pared

o  Longitud nominal

o  Tipo de extremos.

o  Fecha de entrega

o  Instrucciones de embarque.

Lo siguiente está sujeto al acuerdo comprador-vendedor.

o  Tratamiento térmico alternativo de soldaduras.

o  Templado y revenido para grado B

o  Enrasado de soldaduras en extremos.

o  Composición química

o  Límite de carbono equivalente (PSL2)

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PPrroocceessooss ddee ffaabbrriiccaacciióónn.. 

Los siguientes procesos de fabricación están incluidos en API 5L:

Sin Costura  

Soldadura

continua  

Procesos de

Fabricación. 

Sin aporte  

Soldadura láser  

Soldados:  

Arco sumergido  

Con Aporte

Gas metal arc

welding  

NNiivveell ddee EEssppeecciiffiiccaacciióónn ddee PPrroodduuccttoo.. 

Establece requerimientos para dos niveles de especificación de Producto: PSL1 y PSL2.

Estas dos designaciones PSL definen diferentes niveles de requerimientos técnicos.

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RReessuummeenn ddee pprrooppiieeddaaddeess qquuí í mmiiccaass yy mmeeccáánniiccaass.. 

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Para el caso de PSL2 debe realizarse el cálculo del carbono equivalente (CE) de

acuerdo con la siguiente fórmula e informarse:

CE (Pem) = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B (Para C <

0.12%)

CE (IIW) = C + Si/30 + Mn/6 + Cr/5 + Mo/5+ V/5 + Ni/15 + Cu/15 (Para C > 0.12%)

Los valores máximos de CE especificados son los siguientes: (Excluidos X80 y

todos los tubos de espesor mayor a 0.8 in (20.3mm); para los cuales debe acordarse

entre fabricante y comprador)

CE (Pem) < 0.25%

CE (IIW) < 0.43%

AAppllaassttaammiieennttoo Para tubos de grado superior A-25 para todas las relaciones diámetro – espesor

debe aplastarse hasta los 2/3 del diámetro exterior sin que se produzcan grietas/

aberturas en la soldadura. (75% para A25)

Para relaciones de diámetro D/t>10 debe continuarse el aplastamiento hasta alcanzar

una distancia de 1/3 del diámetro exterior sin que se produzcan grietas/ aberturas en

otras zonas que no sean la soldadura. (66% para A25)

Para todas las relaciones diámetro – espesor debe continuarse el aplastamientohasta que se produzca contacto de las caras de tubo aplastado sin que se produzcan

evidencias de laminaciones o metal quemado.

Se considera soldadura la zona que se extiende 0,25in. más allá la de la línea de

fusión para tubos menores a 2 3/8 in. y 0,5 in para los mayores.

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DDoobbllaaddoo 

Para tubos A 25 de 2 3/8 in. de diámetro y menores, debe realizarse ensayo de

doblado a mínimo 90° con un mandril de diámetro no menor que 12 veces el diámetro

exterior del tubo bajo ensayo y con la soldadura ubicada a 45 ° de la zona de contacto

mandril-tubo, sin que se produzcan grietas en el material base ni aberturas en la

soldadura.

EEnnssaayyoo ddee dduuccttiilliiddaadd ddee ssoollddaadduurraa 

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Plegado:  De muestras tomadas de las soldaduras helicoidales y longitudinales en

cantidad, ubicación y combinaciones de diámetro, espesor y grado indicados por la

norma.

Impacto

Debe ser realizado aplicando el procedimiento y equipos indicados en ASTM A

370. Pueden utilizarse probetas de tamaño reducido cuando el espesor no es suficiente

o cuando se espera que la energía absorbida exceda el fondo de escala del equipo de

ensayo.

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CCaaí í ddaa ddee PPeessoo ((DDrroopp WWeeiigghhtt)) 

Cuando es requerido, la tenacidad a la fractura debe ser determinada por medio de este

ensayo para tubos de 20 in. y mayores en X52 y mayores.

El suplemento SR6 provee los detalles y requerimientos para este ensayo

PPrruueebbaa ddee PPrreessiióónn.. 

El valor mínimo de prueba estándar es el dado en las tablas 4, 5, 6A, 6B, 6C, E-6A,

E-6B, or E-6C;

La presión de prueba alternativa dada en las Tables 6A, 6B, 6C, E-6A, E-6B, o E-

6C se aplica si lo solicita el comprador.

Un valor de prueba más alto que el estándar puede ser aplicado a menos que lo

limite el comprador.

La siguiente tabla indica los % de fluencia (cedencia) a alcanzar durante la prueba

y contiene las ecuaciones de cálculo.

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S= SMYS multiplicado por el factor indicado en la norma (Varia según el tipo de ensayo,

grado de tubo y espesores entre 60 y 90%)

t: Espesor

D: Diámetro

La siguiente figura es un ejemplo de de valores de Prueba de Presión:

8/11/2019 96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

http://slidepdf.com/reader/full/96426051-soldadura-en-oleoductos-y-gasoductos-api-1104-rollino-1 20/80

8/11/2019 96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

http://slidepdf.com/reader/full/96426051-soldadura-en-oleoductos-y-gasoductos-api-1104-rollino-1 21/80

  "#$%&%'(& %) *$)#%'+,#-. /&-#%'+,#- 0 *,(&- 123)&-4 =&(,) > 34 !"#$ &/ '( )* 

 5364 7'893 : 7#$$;3## $%$&''"(&)*+,&&-.&/  $&''"(&$)+0/1-&$2 

TToolleerraanncciiaass ddiimmeennssiioonnaalleess:: 

DDiiáámmeettrroo 

API 5L indica tolerancias dimensionales para los tubos en dos zonas distintas.

Cuerpo y Extremos.

La tabla 7 indica las tolerancias en el cuerpo.

La tabla 8 indica las tolerancias en los extremos.

8/11/2019 96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

http://slidepdf.com/reader/full/96426051-soldadura-en-oleoductos-y-gasoductos-api-1104-rollino-1 22/80

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EEssppeessoorr.. 

EEssppeecciiffiiccaacciioonneess AASSTTMM:: 

ASME B31.4 Y B31.8 listan las siguientes especificaciones ASTM como aplicables:

!  ASTM-A53, 106, 134, 135, 139, 333, 381, 524, 530, 671, 672.

A continuación se resumen a manera de ejemplo, propiedades fisico-químicas de

algunos de estos tubos.

8/11/2019 96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

http://slidepdf.com/reader/full/96426051-soldadura-en-oleoductos-y-gasoductos-api-1104-rollino-1 23/80

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ASTM: Quimico orientativo

ASTM: Resistencia orientativa

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9&+* P 3$), &$,3

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9&+0 R 3O+3 &$,3

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8/11/2019 96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

http://slidepdf.com/reader/full/96426051-soldadura-en-oleoductos-y-gasoductos-api-1104-rollino-1 24/80

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METAL DE APORTE

Los metales de aporte deben conformar una de las siguientes especificaciones:a. AWS A5.1.

b. AWS A5.5.

c. AWS A5.2.

d. AWS A5.17.

e AWS A5.18.

f. AWS A5.20.

g. AWS A5.29.

h. AWS A5.28.

Metales de aporte que no corresponden a las especificaciones arriba mencionadas

pueden ser usados si son empleados en la calificación del procedimiento.

Los materiales de aporte son agrupados por API 1104, de acuerdo a lo siguiente:

C75N Z$+<& P'@1(."+ /"( 3&>@$+ /"(

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CD4 ` 4D[[[ :W9 \[[[[ W9D

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C9[\ ` 4D[[[ :W9 \[[[[ W9D

C9[\ F W[[[[ :]D ][[[[ W_D

C94D C 4[[[[ :[D W_[[[ 44[

C94D ` 4D[[[ :W9 \[[[[ W9D

C94^ J W\[[[ 49D \[[[[ W9D

C94^ V D:[[[ 4\[ \\[[[ WDD

C444 _ ]D[[[ D9D 9[[[[[ \^[

CD:W

CD4[

8/11/2019 96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

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Grupo  Especificación Electrodo  Fundente

1 A5.1 

A5.5 

E6010, E6011 

E7010, E7011 

2 A5.5  E8010, E8011, E9010 

3 A5.1 o A5.5 

A5.5 

E7015, E7016, E7018 

E8015, E8016, E8018, E9018 

4 A5.17  EL8, EL8K, EL12, EM5K,

EM12K,EM13K, EM15K 

P6XZ, P6X0, F6X2,

F7XZ, F7X0, F7X2 

5 A5.18, A5.28  ER70S – 2, ER70S – 6, ER80S - D2, ER90S - G 

6 A5.2  RG60, RG65 

7 A5.20  E61T – GS, E71T - GS 

8 A5.29  E71T8 - K6 

9 A5.29  E91T8 - G 

8/11/2019 96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

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8/11/2019 96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

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8/11/2019 96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

http://slidepdf.com/reader/full/96426051-soldadura-en-oleoductos-y-gasoductos-api-1104-rollino-1 29/80

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4 API S

 

TANDARD

 

1104

 

Figure 1—Sample Procedure Specification Form

Note: Dimensions are for example only.

Approximately 1/ 16" (1.6 mm)

1/ 16" (1.6 mm)

1/ 32" – 1/ 16" (0.8 – 1.6 mm)

1/ 16" ± 1/ 32" (1.6 mm ± 0.8 mm)

Standard V-Bevel Butt Joint

T

5

2

1

3

4

Sequence of Beads

Approximately 1/ 8"(3 mm)

ELECTRODE SIZE AND NUMBER OF BEADS

ElectrodeSize and

Type

Amperageand

PolarityVoltageBead Number Speed

Reference: API Standard 1104, 5.2

PROCEDURE SPECIFICATION NO. __________

For _________________________________________ Welding of ________________________________________ Pipe and fittings

Process _____________________________________________________________________________________________________

Material _____________________________________________________________________________________________________

Pipe outside diameter and wall thickness ___________________________________________________________________________

Joint design __________________________________________________________________________________________________

Filler metal and no. of beads _____________________________________________________________________________________

Electrical or flame characteristics __________________________________________________________________________________

Position _____________________________________________________________________________________________________

Direction of welding ____________________________________________________________________________________________

No. of welders ________________________________________________________________________________________________

Time lapse between passes _____________________________________________________________________________________

Type and removal of lineup clamp _________________________________________________________________________________

Cleaning and/or grinding ________________________________________________________________________________________

Preheat/stress relief ____________________________________________________________________________________________

Shielding gas and flow rate ______________________________________________________________________________________

Shielding flux _________________________________________________________________________________________________Speed of travel ________________________________________________________________________________________________

Plasma gas composition _______________________ Plasma gas flow rate _______________________________________________

Plasma gas orifice size _________________________________________________________________________________________

Sketches and tabulations attached ________________________________________________________________________________

Tested ________________________________________ Welder ________________________________________________

Approved ______________________________________ Welding supervisor ______________________________________

Adopted _______________________________________ Chief engineer __________________________________________

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W

 

ELDING

 

OF

 

P

 

IPELINES

 

AND

 

R

 

ELATED

 

F

 

ACILITIES

 

5

 

Figure 2—Sample Coupon Test Report

COUPON TEST REPORT

Date __________________________________________________ Test No.__________________________________________

Location _____________________________________________________________________________________________________State__________________________________________________ Weld Position: Roll   !   Fixed   !

Welder ________________________________________________ Mark ____________________________________________

Welding time____________________________________________ Time of day _______________________________________

Mean temperature _______________________________________ Wind break used___________________________________

Weather conditions _____________________________________________________________________________________________

Voltage________________________________________________ Amperage ________________________________________

Welding machine type_____________________________________ Welding machine size _______________________________

Filler metal ___________________________________________________________________________________________________

Reinforcement size_____________________________________________________________________________________________

Pipe type and grade ____________________________________________________________________________________________

Wall thickness __________________________________________ Outside diameter___________________________________

1 765432

Coupon stenciled

Original specimen dimensions

Original specimen area

Maximum load

! Procedure   !  Qualifying test   ! Qualified

! Welder   !  Line test   !  Disqualified

Maximum tensile ______________ Minimum tensile ______________ Average tensile ______________Remarks on tensile-strength tests ________________________________________________________________________________

1. __________________________________________________________________________________________________________

2. __________________________________________________________________________________________________________

3. __________________________________________________________________________________________________________

4. __________________________________________________________________________________________________________

Remarks on bend tests _________________________________________________________________________________________

1. __________________________________________________________________________________________________________

2. __________________________________________________________________________________________________________

3. __________________________________________________________________________________________________________

4. __________________________________________________________________________________________________________

Remarks on nick-break tests _____________________________________________________________________________________

1. __________________________________________________________________________________________________________

2. __________________________________________________________________________________________________________

3. __________________________________________________________________________________________________________

4. __________________________________________________________________________________________________________

Test made at ___________________________________ Date _________________________________________________

Tested by ______________________________________ Supervised by __________________________________________

Note: Use back for additional remarks. This form can be used to report either a procedure qualification test or a welder qualification test.

Tensile strength

Fracture location

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8/11/2019 96426051 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos API 1104 Rollino 1

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