WELDING JOURNAL

La revista de la Sociedad Americana de Soldadura

EN ESPAOL

Enero 2015 Invierno

Adems: Preguntas y respuestas de acero inoxidable Porosidad: causas comunes y remedios Noticias internacionales Nuevos productos

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12 Haciendo el cambio de corte manual de tubos a automatizado El equipo nuevo combinado con la planeacin inteligente dio como resultado ms cortes de tubo en menos tiempo para una empresa en Arizona. John Henderson

18 Sistemas digitales entregan consistencia en soldadura orbital Las ventajas de los sistemas digitales sobre los anlogos incluyen ciclo de vida, desempeo y mantenimiento mejorados. Stephen Cole y Kevin Beardsley

24 Mejores prcticas en soldadura fuerte: 12 consejos para tcnicos en HVAC Una destacada escuela de capacitacin de tcnicos en HVAC ofrece sus pautas para juntas de soldadura fuerte de calidad para alta presin. Chris Cordia y Greg Mitchell

28 Tecnologa de induccin por rodamientos proporciona calentamiento uniforme Usar este enfoque trae valor operativo al permitir avances en seguridad, eficiencia y calidad. Joe Ryan

32 Efectos del untado en tubos en servicio equivalente al alto en carbono Experimentos mostraron que una tcnica de untado redujo significativamente la dureza en los pies de soldaduras. Morgan Dull y Kal Forest

34 Prevenir el xido en tubos de acero inoxidable Enfocarse en los mtodos de almacenamiento y de transportacin, y adems en el apego a la especificacin regente son importantes no slo para operar con eficiencia sino para evitar el costoso retrabajo. William C. Laplante

CONTENIDOEnero 2015 Invierno Tomo 8 Nmero 1ARTCULOS

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ENERO 2015/ WELDING JOURNAL EN ESPAOL 3

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6 Editorial8 Noticias internacionales10 Preguntas y respuestas

Acero inoxidable40 Noticias de tecnologa

Avances en soldadura fuerte y blanda44 Cuaderno de trabajo46 Nuevos productos y literatura54 ndice de anunciantes

SECCIONES

OFFICERSPresident David LandonVermeer Mfg. Co.

Vice President David L. McQuaidD. L. McQuaid and Associates, Inc.

Vice President John R. BrayAffiliated Machinery, Inc.

Vice President Dale FloodTri Tool, Inc.

Treasurer Robert G. PaliJ. P. Nissen Co.

Executive Director Ray W. ShookAmerican Welding Society

DIRECTORST. Anderson (At Large), ITW Welding North AmericaU. Aschemeier (Dist. 7), Subsea Global SolutionsR. E. Brenner (Dist. 10), CnD Industries, Inc.D. J. Burgess (Dist. 8), Alstom PowerN. C. Cole (Past President), NCC EngineeringD. L. Doench (At Large), Hobart Bros. Co.T. A. Ferri (Dist. 1), Victor TechnologiesK. Fogleman (Dist. 16), ConsultantP. H. Gorman (Dist. 20), Sandia National LaboratoriesS. A. Harris (Dist. 4), Altec IndustriesK. L. Johnson (Dist. 19), Vigor ShipyardsJ. Knapp (Dist. 17), Gas and SupplyM. Krupnicki (Dist. 6), Mahany Welding SupplyT. J. Lienert (At Large), Los Alamos National LaboratoryS. Lindsey (Dist. 21), City of San DiegoD. E. Lynnes (Dist. 15), Lynnes Welding TrainingC. Matricardi (Dist. 5), Welding Solutions, Inc.S. P. Moran (At Large), Weir American HydroW. R. Polanin (At Large), Illinois Central College

W. A. Rice (Past President), OKI BeringR. L. Richwine (Dist. 14), Ivy Tech State CollegeD. J. Roland (Dist. 12), Airgas USA, LLC,

NorthCentral RegionR. W. Roth (At Large), RoMan Manufacturing, Inc.M. Sebergandio (Dist. 3), CNH AmericaK. E. Shatell (Dist. 22), Pacific Gas & Electric Co.M. Skiles (Dist. 9), ConsultantJ. Stoll (Dist. 18), The Bohler Welding Group U.S.H. W. Thompson (Dist. 2), UL, Inc.R. P. Wilcox (Dist. 11), ConsultantJ. A. Willard (Dist. 13), Kankakee Community College

WELDING JOURNALPublisher Andrew CullisonEditorialEditorial Director Andrew CullisonEditor Mary Ruth JohnsenAssociate Editor Howard M. WoodwardAssociate Editor Kristin CampbellEditorial Asst./Peer Review Coor. Melissa GomezPublisher Emeritus Jeff Weber

Design and ProductionProduction Manager Zaida ChavezSr. Production Coordinator Brenda FloresManager of International Periodicals andElectronic Media Carlos Guzman

AdvertisingSr. Advertising Sales Exec. Sandra JorgensenSr. Advertising Sales Exec. Annette DelagrangeManager of Sales Operations Lea PanecaSr. Advertising Production Manager Frank Wilson

SubscriptionsSubscriptions Representative Danielle [email protected]

PUBLICATIONS, EXPOSITIONS, MARKETING COMMITTEED. L. Doench, Chair, Hobart Brothers Co.

S. Bartholomew, Vice Chair, ESAB Welding & Cutting Prod.

J. D. Weber, Secretary, American Welding SocietyD. Brown, Weiler BrushT. Coco, Victor Technologies InternationalC. Coffey, Lincoln ElectricD. DeCorte, RoMan Mfg.S. Fyffe, Astaras, Inc.D. Levin, AirgasR. Madden, HyperthermD. Marquard, IBEDA SuperflashJ. F. Saenger Jr., ConsultantS. Smith, WeldAid ProductsD. Wilson, Welldean EnterprisesJ. N. DuPont, Ex Off., Lehigh UniversityL. G. Kvidahl, Ex Off., Northrop Grumman

Ship SystemsD. J. Landon, Ex Off., Vermeer Mfg.S. P. Moran, Ex Off., Weir American HydroE. Norman, Ex Off., Southwest Area Career CenterR. G. Pali, Ex Off., J. P. Nissen Co.N. Scotchmer, Ex Off., Huys IndustriesR. W. Shook, Ex Off., American Welding Society

American Welding Society8669 NW 36 St., # 130, Miami, FL 331666672(305) 4439353 or (800) 4439353

En la portada: En soldadura orbital, las mquinasdigitales que ofrecen mejor control sobre los parmetrosdel arco pueden soldar ms rpido o colocar mayordepsito, y al mismo tiempo controlar la distorsin y losniveles de entrada de calor. (Foto cortesa de The LincolnElectric Company Co., Cleveland, Ohio).

WELDING JOURNAL EN ESPAOL / ENERO 20154

Welding Journal en espaol (ISSN 21555559). Lectoresdel Welding Journal en espaol pueden hacer copias deartculos para uso personal, educacional, e investigacin,pero este contenido no se puede vender. Favor indicarcrdito apropiado a los autores de los artculos. No osbtante, los artculos marcados con asterisco (*) tienenderechos reservados y no se pueden copiar. Para msinformacin, favor contactar a nuestro departamentoeditorial.

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lincoln elec_FP_TEMP 12/22/14 3:03 PM Page 5

A menudo surge la pregunta, Qu sonlos cdigos y cules son las cualificacionesde las personas que los escriben? La res-puesta simple es que un cdigo proporcionareglas o pautas que seguimos para lograruna meta. Aunque nuestras metas pudierancambiar, forzadas por inventos y cambiostecnolgicos, la misin bsica permanecesiendo la misma: con estas pautas, pode-mos establecer estndares que sean razona-bles, obtenibles y consistentes. As como elmundo contina inventando nuevos proce-sos, materiales y tecnologas, nosotros lu-chamos por mantenernos al paso con estasinvenciones y por incorporarlas a nuestroscdigos. Se espera que aquellas personas quese desempean en los comits tcnicos AWSdejen a un lado sus diferencias competitivasmientras se esfuerzan por mantener un ba-lance entre sus serviciales empresas y elbien de la industria. Es solamente a travsde la mejora continua que podemos alcanzarnuestra meta de ser competentes, competi-tivos y buenos gestores de un cdigo gua. Este ao, se public una nueva edicindel AWS D1.2, Cdigo para Soldadura Estruc-tural Aluminio. Los miembros del subco-mit D1.2 fueron voluntarios por innumera-bles horas para hacer revisiones relevantespara las necesidades de hoy. Aunque algunasde las clusulas del cdigo son muy tcnicasy creme, los cambios propuestos paraellas dieron como resultado algunas anima-das discusiones es siempre la intencindel subcomit mejorar la claridad del cdigo.Para esta nueva edicin, ajustamos el alcan-ce del cdigo para permitir al ingeniero to-mar un papel ms significativo. El aluminio tiene propiedades relativa-mente estables y predecibles. Por ello, debe-ra ser posible cumplir con los requerimien-tos especficos que se establecen en el AWSD1.2. Aunque el cdigo no declara cmo lo-grar resultados especficos, lo que s hace esproporcionar requerimientos para el diseo,cualificacin (de soldadores y procedimien-tos de soldadura), fabricacin e inspeccinde soldaduras en aluminio. Adems, el cdi-go aborda requerimientos para los fabrican-tes que usan soldadura por arco metlicoprotegido con gas, soldadura por arco detungsteno protegido con gas, soldadura depernos, y como una primicia para 2014, sol-dadura por friccin agitacin.

Es mi opinin que, a medida que el alcan-ce del cdigo se ample, sectores adicionalesdel negocio podrn utilizarlo para aplicacio-nes de transportacin, construccin de bar-cos/naves recreativas y posiblemente las ae-roespaciales. Actualmente no hay nada en elalcance que evite que mercados adicionalesadopten el cdigo en sus aplicaciones. Creo que sin importar dnde o cmo sesuelde el aluminio, los requerimientos fsi-cos generalmente permanecen iguales y, porello, pueden tratarse de manera similar.Desde mi punto de vista, ensear y capaci-tar a los soldadores de aluminio para produ-cir trabajo de calidad requiere de un cdigoque tenga requisitos claros y significativosque proporcionen la habilidad de cumplircon los estndares de la industria indepen-dientemente del producto. Aunque existenvarios grados de responsabilidad entre apli-caciones, creo que la mayora estar deacuerdo en que, en lo que se refiere a los ar-tculos que producen, la falla no es opcin. Este es un factor motivante cuando lasempresas pesan el costo de adoptar este uotros cdigos para capturar los beneficios dela proteccin mejorada de la responsabilidady el incremento en la calidad. Los ahorros sepueden medir en las mejoras de la producti-vidad mediante el uso consistente de proce-dimientos de soldadura calificados y contarcon soldadores calificados con destrezas de-mostradas. Desde un punto de vista de res-ponsabilidad, sera mejor que los operadoresde soldadura de la empresa siguieran proce-dimientos escritos en lugar de parmetrosno documentados pasados de una persona aotra. Me gustara agradecer a los miembros delSubcomit D1G y al Comit D1 por el arduotrabajo con el que contribuyeron a la edicin2014 del D1.2. Servir en estos comits meha dado una nueva perspectiva acerca de uncdigo que yo crea conocer bastante bien.Encontr que muchos cdigos pueden mejo-rarse o modificarse para incorporar losavances en la tecnologa y cuando as sea, sedebe a los miembros del comit, quienes de-dicaron su tiempo y esfuerzos en hacer esasmejoras.

EDITORIAL


WJ

Thom BurnsPresidente, AWS D1G Subcomit para Estruc-turas de Aluminio

Ajustamos el alcance del cdigopara permitir al ingeniero tomar un papelms significativo.

Cmo los Cdigos AWS reflejan cambios en latecnologa

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Lincoln Electric ofrece un Open House en susinstalaciones de la Unidad de Negocios Quertaro

Entre el 3 y 4 de diciembre 2014, Lincoln Electric fue an-fitrin del segundo Open House en sus instalaciones de laUnidad de Negocios Quertaro, contando con el Centro deSoluciones en Automatizacin y Robtica que tiene ms deun ao en funcionamiento activamente. Este centro ofrecerecomendaciones en soldadura, como soluciones enreduccin de costos y soluciones a la medida, ayudando a sussocios comerciales en el sector automotriz incrementar suproductividad. Uno de los objetivos de la compaa es aumentar lacalidad y mantener las certificaciones ISO 9000 en sus plan-tas Torren y Vallejo, as como las certificaciones ISO 14000y ASME en la Planta de Vallejo, e ISO TS en Torren, Vallejoy Quertaro. Entre los clientes que asistieron se encontraron Lear,Trinity, Crown Comin, y MTM, entre tantos, los cualespudieron ver las nuevas tecnologas y ltimos procesos deLincoln para la industria automotriz a un nivel decompaas Tier 1 y 2, entre otras. Lincoln mostr la nueva instalacin del rea de servicio ycalibracin de equipos Power Wave para soporte, los que per-mitirn dar una pronta respuesta en la zona del Bajo. Losasistentes pudieron ver procesos y productos como el cortepor plasma (Kaliburn), el sistema de monitoreo de soldaduraCheck Point, y aplicaciones de soldadura GMAW

semiautomtica con diferentes tipos de control en onda dealta tecnologa. Asimismo, se demostraron soluciones en capacitacin yentrenamiento con un equipo Virtual Vrtex modelo Touch,para explicar los beneficios que representan para las empre-sas y escuelas. Adems, se tuvo la oportunidad de contar enlas instalaciones con una escuela mvil que incluye avanza-dos procesos de soldadura, demostrados por los instructoresde Lincoln quienes son altamente capacitados y certificadospor AWS.

COTACYT otorgar 18 millones de pesos aReynosa y Matamoros

Ante la demanda laboral que se proyecta a partir del 2015en Tamaulipas debido a la reforma energtica, los municip-ios de Reynosa y Matamoros contarn con su propio centrode soldadura. El director general del Consejo Tamaulipeco de Ciencia yTecnologa (COTACYT), Francisco Javier HernndezMontemayor, inform que para la construccin de estos cen-tros se invertirn 18 millones de pesos, cifra que serdividida entre la institucin educativa que participe en elproyecto y el fondo mixto de ciencia y tecnologa. Se espera que 6 millones de pesos sean aportados por lainstitucin que proponga el proyecto, y el fondo mixto deciencia y tecnologa porte las dos terceras partes. Esteproyecto va dirigido a las universidades tecnolgicas y alColegio Nacional de Educacin Profesional Tcnica(Conalep). El plazo para presentar el proyecto concluye el 19 deenero. Se espera que el proyecto se inaugure a principio del2016, con personal capacitado para preparar a jvenes encarreras de soldadura acutica y subacutica, soldadura encontenedores a presin, y ductera para hidrocarburos. La construccin de estos centros se fij luego de que gob-ernador del estado, Egidio Torre Cant, lanzara la agenda es-tatal de energa donde se destac el aprovechamiento de laoportunidades laborales que se vengan de la reformaenergtica. En Matamoros se construir un centro de soldaduraacutica y subacutica ya que su proyeccin es hacia elpuerto y las plataformas o industria naviera con la quecuenta, y en Reynosa se requiere un centro donde se capacitea personas en soldadura de contenedores a presin yductera para hidrocarburos.

Escasez de soldadores en Texas obliga a compaa a buscarlos en Mxico

Ante la imposibilidad de encontrar trabajadores capacita-dos en soldadura, una compaa del norte de Texas ha deci-dido acudir a Mxico a contratarlos. Loadcraft Industries, empresa especializada en lafabricacin de plataformas para la perforacin petrolera,anunci que planea contratar a ms de 100 soldadores enMxico para trabajar en sus plantas en las comunidades deBrownwood y Brady, en el centro de Texas.

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otc daihen_FP_TEMP 12/22/14 3:05 PM Page 9

R: El Sper 304H es un trmino, bas-tante comn, si no estandarizado, parauna versin modificada del acero inox-idable 304H con cerca del 3% de cobre,0.5% niobio y pequeas cantidadesaadidas de nitrgeno, aluminio yboro. La Tabla 1 muestra las composi-ciones de ambos aceros, como seespecifica en el ASTM A 213/A 213 M 06a, especificacin estndar paratubos de intercambiador de calor, spercalentador y caldera de aleacin de aceroaustentico y ferrtico sin costuras. La Tabla 2 muestra los requerimien-tos mnimos de propiedades mecnicaspara estos aceros como se presentanen el ASTM A 213/A 213M. Puedeverse que se requiere que el Sper304H sea un poco ms fuerte que el304H convencional, sin embargo ladiferencia no es grande,particularmente en la resistencia a lafluencia. Como lo indica el ttulo de la especi-ficacin ASTM, este acero se destinaprincipalmente para tubos de calderas,como se hace tambin con el acero in-oxidable estndar 304H. Sin embargo,el Sper 304H aumenta los lmites dediseo de los tubos para caldera a unatemperatura y/o presin ms altas. La presin y temperatura ms altas,a su vez, mejoran la eficiencia de lascalderas de vapor en la generacin deenerga de forma tal que la misma can-tidad de energa se puede obtener que-mando menos carbn, como una man-era de enfrentar el calentamientoglobal que presumiblemente se debe alas emisiones de dixido de carbono.

Por ejemplo, una publicacin en lneade Babcock-Hitachi K.K. indica que a650C (1200F), la resistencia a la rup-tura en fluencia de 100,000 horas(11.4 aos) del 304H es de 55 a 60MPa (8000 a 8700 libras/pulg.2) mien-tras que la del Sper 304H es deesfuerzo aplicado de 110 a 120 MPa(16,000 a 17,400 libras/pulg.2) eldoble que la del 304H. ASME Caso de Cdigo 2328-1especfica lmites de diseo para elSper 304H. Aparentemente, es elcobre, como un elemento de aleacin,el principal responsable de la mejoraen las propiedades de alta temperaturadel Sper 304H en comparacin conaquellas del 304H convencional. Las calderas en plantas degeneracin de energa se describencomnmente como sub crticas,sper crticas o ultra sper crticas,dependiendo de la presin ytemperatura del torrente. Estasdescripciones se refieren a las fases(lquido y vapor) presentes en lacaldera. El punto crtico para el agua esaproximadamente 22 MPa (3200libras/pulg.2 de presin) y 374C(705F). A presin y temperatura ms altas,no hay un lmite de fase entre lquido yvapor, o no es posible definir unadiferencia entre el agua lquida y elvapor de agua. As que una caldera queopera por debajo de una presin de 22MPa es sub crtica, an si latemperatura pico del vapor est porencima de los 374C, debido a que elagua lquida existir en algn lugar enlas partes ms frescas de la caldera.Una caldera sub crtica pudiera operara una presin de vapor de 16.6 MPa(2400 libras/pulg.2) y una temperatura pico de vapor de 538C (1000F).

Una caldera sper crtica en unaplanta de energa pudiera operar a pre-sin de vapor de 24.1 MPa (3500libras/pulg.2) y una temperatura picode vapor de 550C (1020F). Esto no esmucho incremento en la temperaturapor encima de las calderas sub crticasantes mencionadas, pero s es unincremento bastante significativo enpresin. Esto significa que el grosor delas paredes de los tubos de la calderanecesita incrementarse para que lostubos continen siendo 304H, o queun material con una mayor resistenciaa la ruptura en fluencia (como el Sper304H) substituya al 304H paraobtener la misma vida de diseo de lostubos de la caldera. Una caldera ultra supercrticapudiera operar a una presin de vaporde 24.5 MPa (3550 libras/pulg.2) y unatemperatura pico de vapor de 600C(1110F). Esta condicin representaun muy ligero incremento en lapresin por encima del ejemplo spercrtico antes mencionado, pero repre-senta una incremento ms signifi-cativo en temperatura. Se tiene la ex-pectativa de que los futuros diseos decalderas ultra supercrticas lleguen a650, 700, o incluso 750C (1200,1290, o 1380F), y presiones msaltas. El lmite prctico de temperaturapara el Sper 304H parece ser cerca de650C, aunque el ASME Caso deCdigo 2328-1 abarca esfuerzos de dis-eo de hasta 750C. Las temperaturasms altas son propensas arequeriracero inoxidable ms alto en aleacin oaleaciones en base a nquel. Volviendo a la soldadura de Sper304H, no existe clasificacin AWS parametal de aporte de acero inoxidableque cercanamente empate la composi-cin y propiedades de este metal base,

PREGUNTAS Y RESPUESTAS ACERO INOXIDABLE


P: Qu es el acero inoxidableSper 304H y cmo se sueldamejor?

POR DAMIAN J. KOTECKI

Table 1 Composiciones de aceros inoxidables Sper 304H y 304H

Acero Composicin qumica (% en peso) (valor nico es un mximo)

C Mn P S Si Cr Ni Mo Cu Nb N Al BSuper 0.07 17.0 7.5 2.5 0.30 0.05 0.003 0.001304H to 1.00 0.040 0.010 0.30 to to to to to to to

0.13 19.0 10.5 3.5 0.60 0.12 0.030 0.010

304H 0.04 18.0 8.0 to 2.00 0.045 0.030 1.00 to to

0.10 20.0 11.0

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ni tampoco existe un metal de aporteen el estndar ISO. Uno pudiera recur-rir al metal de aporte de aleacin debase nquel como el ENiCrCoMo-1 oERNiCrCoMo-1, los cuales se conocencomnmente como Aleacin 617, peroson bastante caros. Sin embargo, exis-ten adems metales de aporte de aceroinoxidable de patente similares almetal base Sper 304H en compo-sicin y propiedades mecnicas. Losproveedores tpicamente usan Sper304H como descripcin comercialdeestos metales de aporte y pueden en-contrarse en lnea buscando estadenominacin.

Los metales de aporte Sper 304Htiendentener mayor contenido denquel (v.g. 16% Ni) que el metal base.Como resultado, el metal de soldartiende a ser totalmente austentico y,por ende, algo susceptible al agrieta-miento por solidificacin. En vista de esta consideracin, lomanufactureros de metal de aporteparecen ofrecer solamente estas com-posiciones en la forma de varillas oalambres para soldadura por arco detungsteno protegido con gas (GTAW) yelectrodos recubiertos para soldadurapor arco metlico protegido conelectrodo recubierto (SMAW). Mucha

de la soldadura de estos tubos paracaldera se hace con GTAW orbital au-tomtica. Cuando el grosor de la paredse vuelve algo pesada, los diseos dejunta con GTAW de ranura angostason tiles. De cualquier modo, es deayuda usar condiciones de soldadurapara producir una forma de cordn desoldadura algo convexa para propor-cionar resistencia mejorada al agrieta-miento por solidificacin. WJ

ENERO 2015 / WELDING JOURNAL EN ESPAOL 11

DAMIAN J. KOTECKI es presidente, DamianKotecki Welding Consultants, Inc. l estesorero del IIW y miembro del SubcomitA5D para Metales de Aporte de Acero Inoxidable, el Subcomit D1K para Soldadura Estructural de Acero Inoxidable; y el SubcomitWRC para la Soldadura de Aceros Inoxidables y Aleaciones a Base de Nquel. Fuepresidente del Comit A5 para Metales deAporte y Meteriales Afines, y fungi comopresidente de AWS (20052006). Puedeshacer llegar tus preguntas a Damian J.Kotecki c/o Welding Journal, 8669 NW 36 St., # 130, Miami, FL 33166, o por correoelectrnico a [email protected].

Table 2 Requerimientos mnimos de propiedades mecnicas a temperatura ambiente

Acero Nmero UNS Resistencia a la Tensin Lmite elstico % Elongacin(lb/pulg.2) (lb/pulg.2)

Super 304H S30432 86,000 34,000 35304H S30409 75,000 30,000 35

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Puedes distinguir una empresa ul-tra eficiente por medio de esteanuncio: los competidores sevuelven clientes. Nosotros podemos vender una ca-rrete de tubo a menor precio de lo queles cuesta a nuestros competidores fa-bricarlo ellos mismos. Debido a queoperamos tan eficientemente, cada vezms, nuestros clientes son otros con-tratistas mecnicos, explic Kevin

Prevett, superintendente de taller detubera Bel-Aire Mechanical, de Phoe-nix, Arizona. Adems de haber cambiado de pro-cesos de soldadura (de soldadura porarco metlico protegida con electrodorecubierto a una soldadura por trans-ferencia modificada por arco metlicoprotegido con gas (GMAW) y GMAWpor roco pulsado), Bel-Aire Mechani-cal increment la productividad cam-

Haciendo el cambio decorte manual de tubos aautomatizado

El equipo nuevo combinado con la planeacin inteligente dio como resultadoms cortes de tubo en menos tiempo para una empresa en Arizona

Fig. 1 Los sistemas automatizadosde antorcha para corte requierencerca de 70 pies de espacio para eltransportador de entrada y la mesa decorte (aqu ilustrada), as como parael transportador de descarga.

JOHN HENDERSON es gerente de marcade grupo, Victor Technologies, St. Louis,Mo., www.victortechnologies.com.

POR JOHN HENDERSON


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biando la tecnologa de biselado y decorte de tubos. Antes de 2005, la empresa usabamquinas de manivela de tipo montu-ra equipadas con un antorcha recta deoxiacetileno. Los operadores se enfren-taban a las tuberas usando antorchasde oxiacetileno. Luego en 2007, la em-presa instal un sistema de corte me-canizado de dos ejes controlado pormicroprocesador de Vernon Tool conuna antorcha de mquina MT 5 de Vc-tor. Como resultado del cambio, lashoras dedicadas al corte de tubos sehan reducido de 16 a cerca de 4 porda. Sin embargo, semejante incremen-to en la productividad solamente dio frutos despus de la planeacin inteligente.

Planeacin del espacio Bel-Aire Mechanical es un contra-tista de servicio completo mecnico,de plomera y HVAC. Fundada en1986, Bel-Aire es la compaa contra-tista mecnica del sector privado msgrande en Arizona. La compaa fabri-ca ductos, sistemas de plomera y tu-bera para trabajos municipales (agua ygas), plantas de energa, manufacture-ros de semiconductores y para casicualquier otra persona o empresa quenecesite tuberas. A mediados del ao 2000, el presi-dente y CEO Jim Dinan se dio cuentade que si la empresa quera aumentarsu parte del mercado, necesitara unanueva planta de produccin. En 2006,la empresa adquiri una propiedad in-dustrial de cuatro acres con una naveindustrial de 42,000 pies cuadrados.La empresa reacondicion por comple-to el edificio, incluyendo un rea parala fabricacin de tubos. Con ese fin, Dinan encarg al direc-tor de proyectos Mike Mackintosh queencontrara una mquina automatizadapara tubera. Despus de volar a Loui-siana e inspeccionar un sistema enoperacin, Mackintosh seleccion unsistema que realizara biseles en tubosen cualquier ngulo que se deseara, ascomo que cortara ventanas laterales ybocas de pescado en tubo de 4 a 48pulgadas de dimetro. Elegir una an-torcha de corte fue una decisin senci-lla, ya que la antorcha de la nueva m-quina usa las mismas boquillas de cor-te que las antorchas manuales de laempresa, as como tambin la antorcharecta en su biseladora de manivela.Aunque elegir la mquina de corte pu-

diera parecer la decisin ms difcil,existen dos factores crticos ms. Elprimero es el espacio. Si vas a comprar un sistema auto-matizado para tubos, necesitas asegu-rarte de que el sistema se ajuste a tuoperacin literalmente. Tienes que tener suficiente espacio fsico.Para nuestro sistema de rotacin conrodamientos, el espacio es de aproxi-madamente 70 pies, coment Prevett. (Fig. 1). Los tubos llegan de la fbrica enlongitudes de 21 pies y se almacenanen el patio de la empresa. Cuando co-mienza un proyecto, los tubos se car-gan a una plancha que alimenta untransportador de entrada de 21 pies delargo. Debido al clima en Phoenix, laempresa se da el lujo de colocar eltransportador de entrada fuera del edi-ficio, abrir la puerta segn sea necesa-rio para que el operador ruede el largodel tubo hacia el transportador. Des-

pus de eso, el operador ya no necesitatocar fsicamente el tubo. Un alimen-tador elctrico de cadena mueve eltubo hacia adelante a la mesa de 22pies de largo de la mquina de corte. En una mquina de rotacin de ro-dillos (al contrario de un sistema desujecin), el tubo rota en una mesa derodillos giratorios montados sobre dosejes principales paralelos. El peso deltubo lo asegura en los rodillos girato-rios. Los dos ejes principales estn in-terconectados mediante cajas de en-granes de precisin, los cuales son im-pulsados por un motor DC de veloci-dad variable. Viajando a lo largo deuno de los costados de la mquina, uncarro de desplazamiento de antorchaalternativo est sincronizada con la ro-tacin del tubo para realizar movi-mientos de contorneado. Despus decortar, otro alimentador elctrico decadena mueve el tubo hacia adelante aun transportador de descarga y otro

Fig. 2 Implementar con xito un sistema automatizado de corte requiere una mentalidaddiferente, como cortar el mismo tipo de tubo tanto como sea posible sin un cambio de consumible.



estante de almacenamiento. Conozco empresas que compraronsistemas automatizados y no tenanlos 70 pies de espacio necesario parasoportarlos, dijo Prevett. En lugar demejorar la productividad, crearon uncuello de botella debido a que tienenque descargar el tubo de la mesa decorte en lugar de simplemente desli-zarlo hacia los estantes de almacena-miento.

Evaluacin del impacto Adems de planear la distribucinde las instalaciones, Prevett seala quelas empresas necesitan evaluar la ma-nera en la que cambiar la logstica alpasar del corte manual al mecanizadocambiar la logstica. Este paso requiere que la gerenciacambie la forma de pensar acerca de laplaneacin de la produccin, comen-t. De hecho, quiz eso sea lo ms di-fcil. Se necesita una mentalidad dife-rente, y cambiar hbitos ya estableci-dos toma tiempo, Fig. 2. Aunque ms lento, el corte manualcon oxicombustible (como la soldaduramanual o semiautomtica) aumenta laflexibilidad. Por ejemplo, los operado-res pueden fcilmente cambiar de cor-tar tubo de pared delgada a gruesa ycortar diferentes pedazos de tubo Fig. 3.

El objetivo es diferente en unaoperacin mecanizada, dijo Prevett.Si colocamos un tubo de 21 pies de

longitud en la mesa, queremos aumen-tar el nmero de cortes en ese tubo deforma tal que no tengamos que mani-pularlo ms de una vez. Adems, va-mos a querer aumentar la cantidad decortes en tubo con el mismo grosor depared para no tener que cambiar lasboquillas de corte y reprogramar el flu-jo y la presin del gas combustible y eloxgeno. Puedes cortar mucho ms r-pidamente con una mquina, pero so-lamente logrars incrementar la pro-ductividad con una buena planeacin.

Un corte de calidad La velocidad del corte mecanizadovara con el grosor, pero, por ejemplo,para cortar un tubo de 24 pulgadas dedimetro con un grosor de pared de0.375 pulgadas se necesitan aproxima-damente tres minutos. Esto equivale auna velocidad de desplazamiento decerca de 25 pulgadas/minuto usandouna boquilla de corte estilo 101 parauso general de medida 0. Con una mquina, obtienes un cor-te recto con un acabado bien prepara-do. No hay esmerilado y solo un pocode pulido Fig. 4. El tiempo de lim-pieza es quiz de 30 segundos para

Fig. 3 La antorcha automatizada requiere muy poca participacin del operador despusde ingresar el programa. Aqu, el operador hace un pequeo ajuste manual para posicionarcorrectamente las llamas de precalentamiento.

Preparndose para el xito Al preparar una antorcha de mquina de oxiacetileno ocualquier antorcha sigue las siguientes pautas. Primero, usa el consumible correcto para la aplicacin. Nouses una boquilla de corte de alta velocidad donde unaboquilla de uso general sera ms adecuada. Para la mayorade las aplicaciones de biselado de tubos, usa una boquilla deuso general (las boquillas de alta velocidad son generalmentepara cortar placa plana en aplicaciones de antorchasmltiples). Segundo, empata la medida de la boquilla con el grosor delmetal. Usar una boquilla demasiado grande es un errorcomn. Tercero, ajusta la presin y la tasa de flujo de gas deacuerdo a la tabla de boquillas del fabricante. Recuerda quela tabla proporciona valores recomendados para tasa ypresin en la antorcha, no el regulador. Si las mangueraspasan la mitad de una vuelta al edificio para llegar a la antor-cha, los valores pueden caerse y pudieran surgir problemas,especialmente en secciones de pared ms gruesa querequieren presiones y tasas ms altas de flujo.



una pieza de 24 pulgadas de dime-tro, Prevett explic. A manera decomparacin, un corte hecho por unoperador altamente calificado con unamquina biseladora manual tpicamen-te requiere de tres a cuatro minutos detiempo de limpieza, y por supuestocerca del doble del tiempo de corte. Despus de instalar el sistema me-canizado de corte, un solo operadortrabajando unas cuantas horas puedelograr el mismo volumen de trabajoque dos operadores trabajando un tur-no de ocho horas.

Ventajas del oxiacetileno Bel-Aire Mechanical de hecho tieneuna fuente de energa plasma con unaantorcha de mquina de 180 grados quese puede conectar a su sistema automa-tizado de corte. Sin embargo, el plasmaes usado principalmente para cortaracero inoxidable de baja pureza y otrosmateriales de aleaciones especiales.

Fig. 4 El corte automatizado con oxiacetileno produceun corte limpio que requiere cerca de 30 segundos depulido. La escoria que aqu se muestra se caer al finaldel corte.

Fig. 5 Bel-Aire Mechanical usa unaantorcha automatizada de oxiacetilenopara hacer biseles repetibles en acerodulce al carbn (aqu ilustrado) y tubo deacero negro. Nota la boquilla de corte deuso general y la limpieza del corte.



Para empezar, la empresa corta princi-palmente tubos de acero negro o acerodulce al carbn Fig. 5. Gran parte deeste tubo tiene un recubrimiento, y lallama de oxiacetileno quema con lim-pieza el recubrimiento. El arco planono, y adems genera ms humo. Cual-quier ganancia en cuanto a velocidadque el plasma ofrezca en tubo de pareddelgada es rebasada por la necesidad deretirar el recubrimiento. Cuando la empresa corta tubo deacero inoxidable, a menudo es paraaplicaciones de alta pureza tales comola manufactura de semiconductores.En este caso, la empresa usa una m-quina mecnica de corte, ya que existela preocupacin del chisporroteo delarco plasma entre al tubo. La exactitud en el corte no es pro-blema, ya que el proceso con oxiaceti-leno puede de hecho crear un cortems preciso que un sistema de plasma.Debido a que el gas plasma se agitacomo un remolino, un lado del cortesiempre tiene algn grado de bisel (ynota que el bisel es ms un problemaen material delgado que en materialms grueso). Por el contrario, el chorrode corte de oxgeno produce un cortecon paredes rectas y el corte es alta-mente repetible. Finalmente, a Prevett le agrada lasimplicidad de los consumibles deloxiacetileno. El sistema mecanizadousa las mismas boquillas de corte quelas antorchas manuales de la empresa,las cuales estn disponibles en cual-quier tienda de suministros para sol-dadura.

Visin para que la inversin Cambiarse de corte manual al auto-matizado requiere ms que solamenteevaluar mquinas o proceso de corte.Para una empresa que corta altos vol-menes de tubo no ferroso, evaluar losprocesos de corte plasma complica anms las cosas. Sin embargo, la empresa ha demos-trado que elegir equipo es solamente lamitad de la batalla. Sin prever cmo unsistema automatizado afectar la dis-posicin de la planta y cambiar radi-calmente la planeacin del trabajo, unainversin de siete ceros podra produ-cir un dolor de cabeza monumental.Afortunadamente, los gerentes clavede la empresa supieron cmo construirsu futuro. WJ


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Las ventajas de lossistemas digitales sobrelos anlogos incluyenciclo de vida, desempeoy mantenimientomejorados

POR STEPHEN COLE Y KEVIN BEARDSLEY

La soldadura orbital no es una ta-rea sencilla. Estrictos parmetrosguan el proceso, los cuales losoperadores usan, la mayora de las ve-ces, para realizar soldaduras crticaspara las exigentes necesidades de refi-neras, plantas qumicas y de energa eindustrias relacionadas. Desarrollada hace ms de medio si-glo como una alternativa automatiza-da para la soldadura manual de tubos,la incipiente soldadura orbital depen-da fundamentalmente de la tecnolo-ga anloga. Los sistemas de soldaduraorbital anloga dependan de la habili-dad del operador y complicadas tareasde proceso, preparacin y programa-cin para entregar un producto finalde calidad. Con la progresin de estndaresanlogos a digitales guiando el des-arrollo del producto en muchas indus-trias, los sistemas de soldadura orbitalde hoy estn haciendo esta transicin.La nueva tecnologa digital ofrece me-joras en confiabilidad y consistenciasobre la anloga, haciendo de ella unaeleccin lgica para actualizaciones. En el panorama general, esta tran-

Sistemasdigitalesentreganconsistenciaen soldaduraorbital

El mayor controlsobre los parmetrosdel arco tiene lacapacidad de entregarvelocidades dedesplazamiento msrpidas o mayordeposicin mientrasse controlan losniveles de entrada decalor y distorsin.

La facilidad depreparacin, control y mantenimiento,aunados a lasventajas de laplataforma digital,entregan ms tiempoen actividad, mayorproductividad ycalidad ms alta quelos sistemas anlogoscomunes.


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sicin a sistemas digitales de soldadu-ra orbital de las anteriores unidadesanlogas promete hacer frente no sola-mente a los requerimientos especficosde la aplicacin para el proceso de sol-dadura orbital, sino tambin a los des-afos con respecto a las demandas deproductividad y cualidad Fig. 1. Latecnologa digital adems puede ayu-dar a combatir la escasez de operado-res conocedores y diestros en la indus-tria de la fabricacin y la soldadura.

Lo digital trae mayor consistencia La tecnologa digital en los sistemasde soldadura orbital entrega consisten-cia en todo el equipo; importante si elequipo abarca toda la flotilla, ya queun problema puede enfrentarse conuna actualizacin de software en todala lista de mquinas Fig. 2. Por elcontrario, la tecnologa anterior opera-da analgicamente presentaba ciertacantidad de variacin de mquina amquina y requera que los operadoresfsicamente se abocaran a problemasde una mquina a la vez. Semejantesesfuerzos hacan costoso el manteni-miento de grandes flotillas. Los retos con los sistemas anlogosde soldadura orbital, o con cualquiersistema anlogo, empiezan al princi-pio. El equipo anlogo exige verifica-cin de cada unidad como si estuvieranen estado operacional antes de estarlistas para el trabajo en campo. Con unsistema anlogo, cada funcin y opera-cin existe como un circuito nico e in-dependiente. Para asegurar que se pue-de confiar en una pieza operada anal-gicamente del equipo, los operadoresdeben probar poner a prueba cada unade las funciones. Esta evaluacin con-sume tiempo y dinero. De hecho, antesdel problema de campo, puede tomardas calibrar una mquina anloga desoldadura orbital y verificar sus movi-mientos. Los sistemas digitales de soldaduraorbital, por otra parte, son mucho msfciles de tener y mantener listospara el campo. Todo lo que se requierees verificar el movimiento del circuitode soldadura y los aspectos funciona-les. El software puede controlar otrascaractersticas del Sistema, an si elequipo ha permanecido inactivo uno odos meses. Y con tantas cosas ligadas al softwa-re, los programas pueden actualizarse

y cargarse para reparar errores o hacerfrente a problemas de desempeo. Es-tos problemas pueden enfrentarseconsistente, rpida y rentablemente enla flotilla entera; una propuesta muchoms sencilla que el mantenimiento,afinacin e inspecciones manuales ne-cesarios con los sistemas anlogos.

La comunicacin digital es clave Los sistemas de soldadura orbital sebenefician de la naturaleza digital de

varios componentes del sistema. Porejemplo, equipar un sistema digital demovimientos con una fuente digital deenerga puede ofrecer beneficios a tra-vs de un protocolo digital de comuni-caciones. La comunicacin digital permite eldesempeo ms econmico, ms con-

fiable y ms rpido del equipo. Histri-camente, el desempeo del sistema desoldadura ha estado limitado por loscircuitos anlogos que lo controla. Porejemplo, las seales anlogas solamen-te pueden ser transmitidas a distan-

Fig. 1 El cambio rpido a sistemas orbitales digitales permite a los fabricantes hacerfrente a los requerimientos cada vez mayores de flexibilidad de aplicacin as como de me-joras para la productividad y la calidad.



cias limitadas, ya que las seales seatenan o se mueren con la distan-cia, comprometiendo la integridad delos datos y limitando las longitudes delcable entre los componentes del siste-ma de soldadura. La comunicacin digital promuevela transferencia ms rpida de seales,mientras que al mismo tiempo se pre-serva la integridad de datos y se sim-plifica el cableado. Acelera las tasas detransferencia de datos y reduce el re-tardo, mejorando el desempeo de lasoldadura. Adems proporciona mayoroportunidad de coordinar el movi-

miento de lo mecnico con los procedi-mientos de soldadura, lo cual resultaen un arco ms controlado y acceso aformas de onda especficas para la apli-cacin que ayudan a controlar la entra-da de calor en puntos crticos en la sol-dadura. La comunicacin digital adems fa-cilita el monitoreo de la produccin,una necesidad crtica para la soldaduraorbital. La comunicacin de alta veloci-dad, posibilitada por la tecnologa digi-tal, permite el uso de herramientas desoftware para dar seguimiento al esta-do y uso del equipo. Permite a los ope-radores configurar lmites y respuestasdespus de cada soldadura y propor-ciona almacenamiento para miles deresmenes de soldadura. Y, como se discuti, el protocolo di-gital adems proporciona un marco es-calable para futuras actualizaciones,permitiendo que se hagan cambios deingeniera mediante la actualizacin de

Fig. 2 La configuracin, calibracin,verificacin, monitoreo del desempeo deproduccin y actualizaciones del sistema,especialmente en flotillas multisistemas,son significativamente simplificadas paralos fabricantes con nuevos sistemas basados en protocolos de comunicacindigital.

Fig. 3 Las formas de onda o procesos actualizados que resultan de la investigacin o que son diseados especficamente para una aplica-cin en particular pueden ser actualizadas fcilmente para mejorar el desempeo.



software en lugar de remplazos modu-lares. Los sistemas de soldadura orbitalmecanizados y totalmente digitales,dada su configuracin controlada porsoftware, pueden actualizarse, sin lanecesidad de agregar hardware. Manu-factureros visionarios estn desarro-llando e introduciendo sistemas queson expandibles y dinmicos a travsdel tiempo, mediante software parasoportar nuevos productos y nuevastecnologas. Los fabricantes ya no ne-cesitan desechar una mquina y com-prar una nueva con cada nuevo avancede la industria. Para los propietariosde equipo en flotilla, sola ser que elda que compraron ese equipo, de algu-na manera ya estaba desactualizado.No as con sistemas digitales mecani-zados, nuevas actualizaciones de cdi-go llevan al equipo a ponerse al da.

Lincoln Electric, por ejemplo, propor-ciona actualizaciones al sistema comoparte de sus actualizaciones para lasfuentes de energa para soldadura. Conla comunicacin digital, el software re-conoce los componentes que rodean ala fuente de energa y cargan las actua-lizaciones especficas para esos compo-nentes, manteniendo as los sistemasal corriente. Supn que la empresaproduce una nueva forma de onda queproporciona desempeo mejorado delcordn de raz, mayores velocidades dedesplazamiento o mayor deposicinpara su fuente de energa. Puede ac-tualizar software del sistema con nue-vas caractersticas no solamente paracontrolar esa forma de onda (Fig. 3),sino para realizar ms con ese arco cosas que quiz no hayamos siquierapensado hasta hoy. Esto le da a lanueva generacin de sistemas mecani-

zados digitales de soldadura orbital unciclo de vida til prolongado.

Ms exigencias para lossistemas de soldadura Las actualizaciones de softwareadems permiten nuevas capacidadesa los sistemas. Las empresas ahora di-sean sistemas de soldadura orbital yde otros tipos teniendo en mente capa-cidades a futuro, de forma tal que msadelante el nuevo software pueda en-frentarse a los retos de la soldadura.Este desarrollo es crtico, ya que losnuevos materiales y procesos definenla industria actual de la soldadura y laindustria en s a medida que avanza. Los procesos de soldadura presen-tados en aos recientes han mejoradoenormemente las velocidades de solda-

Fig. 4 Las nuevas interfaces antireflejantes presentan controles multiusos para la visualizacin de datos relevantes que se requieren paracualquier operacin.



dura y el rango de materiales que sepueden soldar. La versatilidad de unsistema de soldadura orbital, propor-cionada por su naturaleza cada vezms digital y mecanizada y su habili-dad para crecer en capacidad a medidaque los materiales y procesos de solda-dura evolucionan, , demuestran ser in-dispensables para enfrentar los desaf-os. La productividad mejora a medidaque los soldadores tienen que pensarmenos en el material y el proceso, sa-biendo que la maquinaria proporcionalos parmetros correctos y los procedi-mientos necesarios para producir unproducto terminado de calidad.

Ms fcil de usar, hacefrente a la escasez de soldadores calificados La falta de soldadores calificadosdisponibles no es nueva para nadie. Lanaturaleza mecanizada y digital de lossistemas de soldadura orbital ms re-cientes hacen frente a este desafo pro-veyendo consistencia en todas las uni-

dades dentro de una flotilla, lo cual re-sulta en la soldadura automatizada re-petible de alta calidad en todas las m-quinas a travs de largos perodos detiempo. Contrario a esto, los soldado-res humanos siendo humanos ylos viejos sistemas anlogos de solda-dura orbital inherentemente entreganvariabilidad caracterstica a lo largo delcurso de un da de trabajo. El viejo equipo anlogo de soldadu-ra digital estaba lleno de botones e in-terruptores. Su complejidad requeraque los usuarios memorizaran las con-figuraciones y ubicaciones de los inte-rruptores, reduciendo la velocidad delproceso y dejando espacio para el errorpor parte del operador. La tecnologa ms nueva ha produ-cido un enfoque ms de tipo juego enla interfaz del usuario, permitiendo alos operadores que estn acostumbra-dos a los video juegos hacer la transi-cin a soldar sin tener que retenercompletamente en su mente en la ma-nera de reaccionar. Como ejemplo, elnuevo sistema de soldadura orbital porarco metlico protegido con gas Apex

3000 utiliza interruptores y botonesmultiusos. Esto permite al operadorenfocarse en acceder a una muy peque-a seccin de la consola en lugar de te-ner que memorizar un gran arreglo f-sico y la ubicacin de cada botn ymando Fig. 4. Este nuevo diseotrae consigo la sensibilidad intuitiva yla operatividad de un controlador devideo juego. Control ms sencillo, combinadocon facilidad de mantenimiento y con-sistencia de sistema a sistema as comotambin interfaces del operador sim-ples, demuestran que la era de la solda-dura orbital mecanizada digital estaqu, y continuar adaptndose a lasnecesidades cambiantes de la industriade la soldadura.

STEPHEN COLE es gerente de ingeniera, Arc Products Inc., San Diego, Calif., www.arcproducts.com, y KEVIN BEARDSLEYes ingeniero de aplicaciones globales, The Lincoln Electric Co., Cleveland, Ohio, www.lincolnelectric.com.

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Consejo 1: Desbarba y limpia la tubera. Las rebabas que quedan en laorilla externa del corte pueden evitarque el tubo quede en la profundidadtotal de la copa y las rebabas en la par-te de adentro provocarn turbulenciasen el refrigerante. Todas las rebabas decobre que se dejen dentro del tubopueden causar todava ms dao, yaque pueden obstruir el filtro de la lneade lquido y el orificio del dispositivode medicin. Despus del escariado(Fig. 1), pon el tubo con la parte dearriba hacia abajo, luego tumba todaslas virutas sueltas. Asegrate de ins-peccionar la parte interna del tubo an-tes de efectuar el ajuste final en seco.

Consejo 2: Limpia el tubo, la uniny varilla de aporte. Las partes debe-rn limpiarse con una esponja 3MScotch-Brite (Fig. 2) o con una herra-mienta para tal propsito. Tcnica-mente, una conexin de cobre a cobreno requiere limpieza ya que el fsforoen la varilla de aporte actuar como unfundente. En la prctica, se recomien-da retirar los xidos de cobre de la su-perficie antes de hacer la soldadurafuerte. Nota: No se debe usar papel delija para esto ya que las partculas desilicio pueden desprenderse y causarproblemas parecidos a aquellos causa-dos por las rebabas de cobre.

Consejo 3: Asegura un montajeajustado para promover una buenaaccin capilar. Asegura un montajeajustado para promover una buena ac-cin capilar, lo cual es el movimientode un lquido por la superficie de unslido causado por la atraccin de lasmolculas del lquido a las molculasdel slido. Una junta que dura 30 aostiene material de aporte en toda laprofundidad de la copa (las porcionesde la tubera que se traslapan, las cua-les absorbern el metal de aporte me-diante la accin capilar y crearn lajunta por soldadura fuerte terminada)

Mejores prcticas en soldadura fuerte:12 consejos para tcnicos en HVACUna destacada escuela de capacitacin de tcnicosen HVAC ofrece sus pautas para juntas de soldadurafuerte de calidad para alta presin

POR CHRIS CORDIA Y GREG MITCHELL

Fig. 1 Un tcnico en HVAC seencuentra usando una herramientapara desbarbado previo al ensamble.

Aunque una comprensin slida de la teora de la sol-dadura fuerte y la soldadura blanda es importante paralos tcnicos en HVAC (calefaccin, ventilacin, y aireacondicionado), son sus destrezas en la prctica lo que definesu habilidad para hacer el trabajo adecuadamente.

Este artculo presente los doce consejos prcticos aprendi-

dos de la experiencia que se ensean en las clases presen-tadas en la American Trade School (Escuela Americana deOficios) en San Luis, Missouri. Siguiendo estos consejos,puedes ayudar a asegurar que tus juntas realizadas con soldadura fuerte toleren altas presiones de operacin de hasta 500.

Fig. 2 Removiendo los xidos decobre usando una tela abrasiva nocontaminante.

Fig. 3 Un ejemplo de una junta flojaque no proporcionar la accin capilarnecesaria.


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Una junta floja (Fig. 3) no proporcio-nar la accin capilar necesaria y pin-tar o empastar metal de aporte en-cima de la junta simplemente no pro-porcionar la resistencia necesaria. Dehecho, lo ms probable es que seme-jante junta se agriete con la vibracin.

TConsejo 4: Purga el tubo con nitr-geno. El cobre se oxide cuando es ex-puesto al aire de la habitacin a tempe-raturas de soldadura fuerte. Las mis-mas hojuelas metlicas gris negruzcasque se ven en la parte exterior de unajunta realizada con soldadura fuerte enaire tambin estarn presentes en elinterior del tubo. Estas hojuelas pueden congestionarel filtro de la lnea de lquido y el dis-positivo de medicin. Purgar la juntacon nitrgeno durante la soldadurafuerte evita que oxidacin tenga lugar.La figura 4 muestra claramente la dife-rencia entre un tubo soldado con sol-dadura fuerte sin purga de nitrgeno(izquierda) y con nitrgeno (derecha).Ve el Consejo 12 acerca de cmo usarun equipo para purga.

Consejo 5: Aprende a usar una va-riedad de materiales de aporte. Lasvarillas de aporte para soldadura fuer-te se encuentran disponibles con 15, 6 0% de plata, con el cobre de balancey cerca del 5% de fsforo. Un alto con-tenido de plata proporciona un mayorrango de pasteado o grado de espaciotrabajable antes de que el metal ad-

quiera propiedades lquidas a aproxi-madamente 1450F Fig. 5. Aunqueuna varilla con 15% plata es amigablecon el usuario, pudiera costar quinceveces ms que una varilla con 0% pla-ta. Ya que se te requerir trabajar conla varilla de aporte provista por el con-tratista, es importante tener destrezasen el uso de todo tipo de materiales deaporte.

Consejo 6: Cul antorcha es mejor aireacetileno u oxiacetileno? Loshechos son que el oxiacetileno(4700F) produce una llama casi dosveces ms caliente que una llama de ai-reacetileno (2700F). Pero entre lostcnicos en HVAC, qu antorcha usares solo cuestin de preferencias perso-nales. Uno de los autores prefiere unaantorcha de aireacetileno porque elefecto de envoltura de la llama facilitams el calentamiento uniforme de to-dos los lados de la junta. Las antorchasde aireacetileno adems miden auto-mticamente el flujo de gas, por lo queno hay necesidad de ajustar la presinen el regulador y, por supuesto, no hayregulador de oxgeno en absoluto. Elotro autor creci usando oxiacetileno yprefiere usarlo, especialmente paratubo de dimetro ms grande o al tra-bajar a la intemperie en un da frio yventoso. Como comentario adicionalinteresante, algunos tcnicos llevan unadaptador que les permite agregar unaboquilla de aire a una empuadura deantorcha de acetileno Fig. 6. Estoproporciona la flexibilidad de usar airepara la soldadura fuerte, ya que una

llama de oxiacetileno es demasiadofuerte para ese proceso.

Consejo 7: Lleva varias medidas deboquillas. Para ajustar la entrega decalor para la aplicacin que tienes entus manos, es necesario usar la medidacorrecta de boquilla para la tarea Fig. 7. Los usuarios del oxiacetilenopueden regular el flujo de gas hastacierto grado para controlar la tempera-tura, pero es mejor cambiar las medi-das de la boquilla para controlar latemperatura. En la prctica, la mayorade los tcnicos llevan consigo #0, #2, yuna pequea boquilla multiflama. Los usuarios de antorcha con airedeben cambiar las medidas de la bo-quilla para controlar la entrega de ca-lor, ya que el orificio del gas automti-camente mide una tasa de flujo preci-sa. La mayora de los tcnicos llevanvarias boquillas para soldadura fuerte,incluyendo una A-3 para tubos de has-ta pulgada de dimetro, una A-8para tubo de 12 a 1 pulgada de dime-tro, y una A-11 para tubos de 78 a 1 58pulgadas de dimetro.

Consejo 8: Para oxiacetileno, usauna flama ligeramente carburante.A diferencia de la soldadura, la cual re-

Fig. 4 Los interiores de juntas porsoldadura fuerte en aire (izquierda) vs.purgadas con nitrgeno.

Fig. 5 Metal de aporte es aplicado ala superficie de la tubera caliente.

Fig. 6 Antorcha de soldadura fuertemostrada con una boquilla para aire.

Fig. 7 El tcnico calificadotpicamente lleva una variedad de boquillas para soldadura fuerte.



quiere una flama neutral, los tcnicosde HVAC prefieren una flama ligera-mente carburante (o reductora). La pe-quea reduccin en oxgeno reduce latemperatura de la flama, lo cual pro-porciona un poco ms de control al ha-cer soldadura fuerte. La figura 8 mues-tra una llama ligeramente carburante,la cual mide aproximadamente de a 1 pulgada de largo usando una boquilla #2.

Consejo 9: Calienta el tubo, no elmetal de aporte. A diferencia de lasoldadura con gas, donde la llama di-rectamente funde la varilla de aporte,la soldadura fuerte usa el calor deltubo para fundir el metal de aporte.Comienza por calentar primero la por-cin macho de la junta, ya que autom-ticamente empezar a transferir calora la porcin hembra (o unin) de lajunta. En seguida, calienta uniforme-mente todos los lados de la porcinhembra del tubo. A medida que el tubo

llega a la temperatura de soldadurafuerte, su color empieza a cambiar. Aeste punto, toca la junta con el extre-mo de la varilla de aporte El calor deltubo fundir el metal de aporte y la ac-cin capilar lo jalar hacia la copa. Ase-grate de dirigir la llama delante de lavarilla de aporte; bsicamente, la vari-lla de aporte debera perseguir la an-torcha alrededor del tubo Fig. 9.

Consejo 10: Distancia de la llama.Ya sea que se use una antorcha de aire-acetileno o una de oxiacetileno, man-tn la parte ms azul de la llama justofuera de contacto con el tubo al llevar-lo a temperatura Fig. 10. Las distan-cias normales son aproximadamente pulgada para aireacetileno y 1 pulgadapara oxiacetileno. Nota que los usua-rios de usuarios de antorcha de oxiace-tileno quiz necesiten mover la antor-cha ms lejos para reducir la entradade calor despus de que el tubo llegue atemperatura o se arriesgan a hacer unhoyo en el tubo.

Consejo 11: Completa la accin ca-pilar. Agrega metal de aporte alrededorde la circunferencia del tubo; como re-gla bsica, la circunferencia aproxima-damente es igual a la longitud de la va-rilla de aporte usada. Retira la varillade aporte y contina calentando la

unin y el material de aporte aplicadodurante unos cuantos segundos ms(Fig. 11) para permitir que la accincapilar jale hacia adentro el metal fun-dido y llene por completo la copa.

Consejo 12: Cmo usar una purgade nitrgeno adecuadamente. Pri-mero, conecta un regulador de nitrge-no a un cilindro de nitrgeno. Configu-ra la presin baja a cerca de 40 lb/in.2.Despus, conecta una manguera entreel regulador y un soplete o una boqui-lla de purga inflable y enva una rfagade nitrgeno a travs de la lnea pararemover el oxgeno y los contaminan-tes. Retira la manguera y conecta unfluxmetro al regulador. Reconecta lamanguera al fluxmetro, conecta elotro extremo a una boquilla cnica decaucho y luego inserta la boquilla cni-ca en el tubo.

Fig. 10 Mantn la parte ms azul dela llama justo fuera de contacto conel tubo durante el calentamiento.

Fig. 11 Calentar brevemente despusde retirar la varilla asegura la accincapilar completa.

Fig. 12 Un tcnico en HVAC preparael equipo de purga con nitrgeno pre-vio a la soldadura fuerte.

Fig. 8 Una flama ligeramente carbu-rante (reductora) es ms deseablepara la soldadura fuerte.

Fig. 9 La varilla de aporte deberaseguir a la antorcha alrededor deltubo.



Configura el fluxmetro a no msde 5 pies3/hora; una tasa mayor de flu-jo enfriara el tubo y posiblemente di-sipara el metal de aporte fundido.Nota que un fluxmetro debe usarsepara fijar la tasa del flujo, debido a queuna tasa de 5 pies3/hora es demasiadobaja para sentirse o escucharse, auncuando la boquilla cnica se sostengacerca del odo. Al conectar un sistema tpico deHVAC con un juego de lnea existente,la orden de trabajo apropiada es per-seguir al nitrgeno. Empezando en elcondensador, retira las vlvulas de n-cleo Schroeder de la lnea de succin ylquido y conecta una manguera delfluxmetro a la vlvula de la lnea delquido. El nitrgeno puede fluir haciala lnea de lquido, pasar por el disposi-tivo de medicin, a travs del evapora-dor y hacia la lnea de succin, dondeel nitrgeno puede escapar para nopresurizar el sistema mientras se llevaa cabo la soldadura fuerte. El orden de

la soldadura fuerte es el mismo: lneade lquido sale del condensador, lnea de lquido entrando al evapora-dor, lnea de succin sale del evapora-dor, y lnea de succin entra al condensador. WJ

CHRIS CORDIA is the HVAC instructor at American Trade School, St. Louis, Mo.,and GREG MITCHELL is central regionalmanager at TurboTorch, St. Louis, Mo.

Acerca de la American Trade School La escuela, www.americantradeschool.edu, ofrece un diplomado en

HVAC de 60 semanas y un programa de grado asociado de 90 sema-

nas. En estos cursos, los estudiantes se capacitan aproximadamente

60% de su tiempo en el laboratorio aplicando sus lecciones del saln

de clase y, dentro de la primer semana, se les presenta con los funda-

mentos de la soldadura fuerte en tubos de cobre con dimetros de 56 a

1 pulgadas de dimetro. Ambos programas cuentan con el reconoci-

miento de Air Conditioning Contractors of America (Contratistas en

Aire Acondicionado de Amrica), Captulo San Luis, Missouri, y el U.S.

Department of Labor, Office of Apprenticeship (Departamento del

Trabajo de los Estados Unidos, Oficina de Capacitacin).

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Dos prcticas comunes en la fa-bricacin de tubos que ofrecenmuchos beneficios para la pro-ductividad, calidad y la comodidad deloperador son el precalentamiento y ro-tacin del tubo mientras se suelda.

Precalentar el tubo ayuda a reducirel potencial de una soldadura falla y,

adems, es necesario para cumplir conlos requerimientos de calidad y de c-digo cuando el tubo es cromo-molibde-no, con ms de una pulgada de grosor,o almacenado en ambientes de ms de50F. El tubo puede precalentarseusando varios mtodos, cada uno conventajas y desventajas.

Usar este enfoque traevalor operativo al permitir avances en seguridad, eficiencia y calidad

POR JOE RYAN

Tecnologa de induccin por rodamientos proporciona calentamiento uniforme

La induccin es un mtodo ms eficiente y seguro para precalentar tubo.No involucra una llama abierta y no hay elemento para transferir calordebido a que ste se genera dentro de la parte


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Rotar el tubo al soldar adems pro-porciona muchos beneficios. Eliminala soldadura fuera de posicin, lo cualincrementa la facilidad de lograr solda-duras de calidad y, al mismo tiempo, sereduce la fatiga del operador ofrecien-do mejoras en la productividad debidoa las velocidades ms altas de alimen-tacin del alambre y tasas incrementa-das de deposicin. Dados los numero-sos beneficios que la prctica ofrece, esfcil entender por qu la mayora delas soldaduras de tubo terminadas entalleres de fabricacin se rotan.

Sin embargo, la dificultad se pre-senta al tratar de combinar el preca-lentamiento con la rotacin. Eso sedebe al hecho de que rotar el tubomientras se suelda limita las opcionespara mantener con xito las tempera-turas de interpaso y precalentamiento.

Existe una tecnologa ms recientepara el precalentamiento de tubo rola-do en un ambiente de taller denomina-do calentamiento por induccin por

rodamiento. Ofrece los beneficios de lasoldadura con rotacin de tubos mien-tras que adems proporciona facilidadde precalentar y mantener la consis-tencia de la temperatura Fig. 1.

Cmo funciona el calentamiento por induccin?

El calentamiento por induccin detubos ha existido durante dcadas,pero estuvo bien adaptado para aplica-ciones de soldadura y rodamientos de-bido a que los cables de calentamientoque tenan que envolverse alrededordel tubo. Sin embargo, una tecnologa de in-duccin con rodamientos ms recienteusa un inductor que se asienta en eltubo y no interfiere con la rotacin deltubo, hacindolo ms apropiado paralas aplicaciones de soldadura y roda-mientos.

Como con el calentamiento estn-dar por induccin, esta tecnologa usaun mtodo sin contacto para calentarrpidamente metales conductores alinducir corriente en la parte. La induc-cin no depende de elemento calefac-tor o llama para transferir calor. En lu-gar de ello, una corriente alternantepasa a travs del dispositivo, creandoun campo magntico alrededor de ello. A medida que el campo magnticopasa a travs de la pieza de trabajoconductora, crea corrientes Eddy den-tro de la parte. La resistencia del metallucha contra el flujo de las corrienteseddy, generando calor en la parte. Laparte se convierte en su propio ele-mento calefactor, calentando desdedentro, lo cual hace que la induccinsea eficiente debido a que se pierdepoco calor en el proceso. Este mtodo ofrece beneficios deseguridad, eficiencia y calidad para elprecalentamiento de tubo en aplicacio-nes de soldadura con rodillos.

Fig. 1 Se ilustra el ProHeatTM 35con un inductor con rodamientos.



Tcnicas adicionales de precalentamiento

Una llama abierta de una antorchase usa comnmente para el precalenta-miento debido a que muchos talleresya tienen una antorcha a la mano, y puede ser simple y rpida de instalarse. El precalentamiento de llama abier-ta requiere el uso de consumibles,como propano o propileno para la an-torcha, y sta calienta el rea de la pie-za de trabajo directamente de bajo dela llama. La seguridad es una conside-racin con este mtodo, dedo que lostrabajadores se encuentran manejandouna llama abierta, y el mtodo producevapores de monxido de carbono. Otro de los mtodos usados por al-gunos talleres de fabricacin es el ca-lentamiento por resistencia, una for-ma elctrica de precalentamiento queusa almohadillas trmicas de cermica,cables y alambres enrollados alrededorde la parte. Las almohadillas cermicaspueden calentar hasta a 2000F, por loque se debe permitir que se enfren an-tes de que el personal las maneje. El calentamiento por resistencia sehace tpicamente por contrato, lo cualquiere decir que los talleres de fabrica-cin pagan a contratistas de calenta-miento por suministrar el equipo y elpersonal para realizar el trabajo.

Productividad, facilidadde uso y seguridad

La tecnologa de induccin con ro-damientos est diseada para la prepa-racin y reposicionamiento fcil y rpi-do. El brazo articulado y el inductorcon rodamientos se montan en unbanco de tubo estndar, de forma queel operador de soldadura puede alinearla cabeza de induccin sobre el tubo.La fuente de energa reconoce el adita-mento, as que los usuarios solamentenecesitan programar el tiempo y salidamxima, lo cual resulta en un tiemporpido de preparacin. El calentamiento por induccinpuede llevar la parte a temperatura r-pidamente y mantener la mquina auna salida estable, lo cual la convierteen una buena opcin para obtener ni-veles consistentes de temperatura.Esta velocidad y consistencia ayudan aque sea un mtodo eficiente de calen-tamiento para soldar tubos. El calentamiento por induccin

adems ofrece numerosas ventajas de seguridad. La seguridad en el lugarde trabajo y los costos de compensa-cin de los trabajadores son dos preo-cupaciones importantes para los empleadores. El calentamiento por induccin re-duce los riesgos de quemadura y creaun ambiente ms seguro y cmodopara el operador de soldadura. Los mtodos elctricos de calenta-miento, incluyendo el calentamientopor induccin y el calentamiento porresistencia, eliminan la necesidad dealmacenar gases explosivos y el riesgopotencial.

Consistencia en el calentamiento

Mantener temperaturas consisten-tes es especialmente crtico al soldarlos aceros de alta resistencia de hoy. Latecnologa por induccin con roda-mientos proporciona salida estable decalor a medida que el tubo rueda paraproporcionar temperaturas consisten-tes en toda la parte y reduce los puntoscalientes y fros. La induccin con rodamientos ofre-ce una temperatura mxima de preca-lentamiento de 600F en aplicacionesroladas y puede precalentar tubo de 8pulgadas y mayores en dimetro. Lossistemas mltiples por induccin conrodamientos pueden usarse para ca-lentar dimetros ms grandes. Con el mtodo de llama abierta, untrabajador debe verificar manual ycontinuamente la temperatura paraasegurarse de que alcance la tempera-tura deseada. Con el calentamientopor resistencia, es importante che-quear ocasionalmente las almohadillastrmicas de cermica, las cuales sepueden fundir y requerir remplazo.

Consideraciones de costo

Aunque la induccin con rodamien-tos es exclusivamente para el procesode precalentamiento, la fuente deenerga es compatible con otros acce-sorios y herramientas. La fuente deenerga puede usarse para expulsar elhidrgeno mediante el horneado, ajus-tar por contraccin y tratamiento tr-mico posterior a la soldadura para in-crementar el valor y la versatilidad dela inversin. La inversin inicial en el calenta-miento por induccin con rodamientos

es ms alto, pero el retorno de la inver-sin crece durante la vida del equipo.La eficiencia de la tecnologa y elcosto resultante por hora por operar elequipo es un asunto a considerar alelegir un mtodo de calentamiento,adems de los beneficios de la seguri-dad y la productividad de un mtodoen particular. En resumen, el calentamiento porresistencia a menudo se hace por con-trato con talleres de fabricacin, mien-tras que el calentamiento con llamaabierta tpicamente se realiza con unaantorcha que los talleres ya tienen a lamano, aunque requiere del uso de con-sumibles. El mtodo de llama abiertacon frecuencia requiere de personaladicional para que est vigilando paraprevenir incendios durante el procesode calentamiento.

Para cerrar

Es importante considerar la seguri-dad, calidad y asuntos ambientales quese asocian con varios mtodos de pre-calentamiento. Un creciente nmerode trabajos requiere del precalenta-miento elctrico, la habilidad de usarcalentamiento por induccin mientrasse suelda tubo rolado puede mejorar la productividad, calidad y seguridadas como tambin proporciona a los ta-lleres de fabricacin una alternativaviable.

JOE RYAN es gerente del segmento demercadotecnia, Miller Electric Mfg. Co.(www.millerwelds.com), Appleton, Wis.


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El untado es uno de muchos mto-dos que se usan para reducir losefectos del endurecimiento inhe-rentes a la soldadura en servicio. Laprctica estndar de la industria es sol-dar una capa de metal de soldadurabajo en hidrgeno que empate al mate-rial base antes de comenzar con la sol-dadura en servicio Fig. 1.

Esta capa tiene la intencin de ser deauto templado al usar medios cordonestraslapados. El resultado esperado es lareduccin significativa en la dureza enla soldadura as como un grosor de pa-red ms substancial durante la soldadu-ra de la rama. El grosor incrementadode la pared puede reducir grandementela probabilidad del quemado durante elpaso de raz en algunas aplicaciones. Eneste estudio, el efecto que el untadotuvo en la dureza de la soldadura fueexaminado mientras se mantena las ta-sas de enfriamiento y equivalente decarbn constantes.

Procedimiento experimental

Dos probetas se soldaron haciendotodo el esfuerzo por asegurar que losparmetros fueran idnticos. Se us elmismo tubo para representar el tuboprincipal o cabezal mientras que lostubos ramales se cortaron del mismotubo. Se us la misma posicin paraambas probetas y las proporciones deenfriamiento estuvieron dentro de unadesviacin del 5%. Los parmetros de soldadura se mo-nitorearon muy de cerca para asegurarla consistencia y se encontr que lasdesviaciones mximas fueron corrien-te 6% 5 A, voltaje 9% 2 V, velocidadde desplazamiento 30% 95 mm/min

y entrada de calor 2% 30 J/mm. Dos macrosecciones fueron corta-das de cada probeta como se ilustra enla Fig. 2. Estas probetas se inspeccio-naron para buscar defectos y varias lo-calizaciones luego fueron sometidas apruebas de dureza. Las ubicacionesevaluadas incluyeron la raz y el pie desoldadura del casquete tanto en los la-dos de los ramales como en los deltubo principal as como en el rea cer-cana al centro de la soldadura en ellado del tubo principal. Las zonas afec-tadas trmicamente del grano fino yspero, junto con el metal de soldadu-ra y el metal base fueron sometidas aensayos en todas estas localizacionespara cada probeta.

Resultados

La dureza mxima encontrada enlas probetas que fueron untadas fue de315 HV1 (298 HB), mientras que ladureza mxima encontrada en las pro-betas sin untar fue de 395 HV1 (374HB). Una comparacin ms detalladade las probetas con los valores de dureza ms elevados se muestra en laFig. 3. Nota que la probeta sin untar tie-nen algunas reas con una reduccinen la dureza de hasta 40 HV1. Estasreas estuvieron tpicamente en las zo-nas afectadas trmicamente de granofino y grano grueso y usualmente fue-ron reas en el rango de 260 a 280

Efectos del untado en tubos en servicio equivalente al alto en carbono Experimentos mostraron que una tcnica de untado redujo significativamente la dureza enlos pies de soldaduras

POR MORGAN DULL Y KAL FOREST

Fig. 1 Ilustracin de una tcnica estndar de untado.


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HV1 en la probeta untada. Las reas en las cuales los efectospositivos del untado fueron ms apa-rentes fueron las zonas trmicamenteafectadas de grano grueso en los piesde soldadura en el lado del tubo princi-pal. Aqu, una reduccin mxima en ladureza se demostr ser de 156 HV1justo abajo del casquete. La tcnica deluntado redujo la dureza en estas ubica-ciones significativamente asegurandola el templado adecuado de la zonaafectada trmicamente en el tubo enservicio.

Conclusiones

Los resultados de este estudio reve-lan que aunque algunas reas puedenmostrar una reduccin moderada en la

dureza si no se us el untado, un de-cremento mucho ms significativo enla dureza es aparente en los pies de lasoldadura en el tubo en servicio cuan-do se utiliz una tcnica de untado. En este caso particular, la diferenciaen las dos tcnicas resultaron en valo-res de dureza aceptables para servicioen ambientes no cidos cuando se usel untado y valores inaceptables cuan-do no se us el untado. Los valores de dureza aceptables se basan en elCSA Z662-2011, Sistemas de Tuberasde Petrleo y Gas, para servicio no cido. WJ

KAL FOREST es gerente de ingeniera yMORGAN DULL es un tecnlogo en ingeniera certific ado (soldadura) en RedFlame Industries, Red Deer, Canada.

Fig. 2 Seccin transversal de una soldadura sin untado.

Fig. 3 Grfica comparativa de dureza.


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El xido en la superficie de tubosde acero inoxidable presenta unaseria preocupacin para las em-presas de petrleo y gas que operan in-fraestructuras de tubera en un am-biente marino de campo petrolfero,incluyendo las reas costeras adyacen-tes.

Cuando el xido aparece en la parteinterna o en la superficie externa deun tubo de acero inoxidable, los equi-pos de inspeccin de corrosin se dancuenta y surgen las preguntas del porqu sucedi.

Para obtener soldaduras de alta in-tegridad que cumplan con las deman-dantes condiciones de servicio de loscampos petrolferos, la autoridad deingeniera responsable de disear, fa-bricar e instalar soldaduras en aplica-ciones de campos petrolferos subcon-trata la debida diligencia para seleccio-nar, desarrollar y apoyar a los fabrican-tes subcontratados.

Este artculo se enfoca en la ocu-rrencia del xido extendido resultadode la fabricacin subcontratada de ca-rretes de tubo de acero inoxidable Tipo316L durante un proyecto de gas enfase hmeda.

Sinopsis de la fabricacin La criticidad de asegurar la idonei-dad de manufactura de un fabricantesubcontratado se maneja de la mejormanera mediante el anlisis de las con-secuencias en la experiencia de unaAutoridad en Ingeniera por fracasar alsubcontratar la debida diligencia. Los carretes de tubo de acero inoxi-dable austentico Tipo 316L medi-das de dimetro externo (Dext) del

tubo de 2 a 20 pulgadas, cdulas 10 y40 se subcontrataron para su fabri-cacin de acuerdo al ASME B31.3, Tu-bera de Proceso. Todas las soldaduras de la tuberafueron inspeccionadas visual y radio-grficamente. Al terminar la fabrica-cin, todos los carretes de tubera fue-ron sometidos a ensayos hidroestti-cos y luego transportados a un sitiocostero de construccin lejano y alma-cenados a la intemperie, desprotegi-dos, durante dos a cuatro semanas.

En tanto los carretes de tubo yacanen almacenaje en espera de instala-cin, se desarroll xido generalizadoen las juntas de soldadura y a lo largode los tubos Fig. 1. Posteriormente, todos los carretesde tubera fueron inspeccionados vi-sualmente y muchos fueron considera-dos inaceptables para su instalacin. La instalacin de los carretes de tu-bera se retras y la Autoridad de Inge-niera sufri un costo de $800,000 d-lares americanos para medidas correc-

Prevenir el xido en tubos deacero inoxidableEnfocarse en los mtodos de almacenamiento y detransportacin y adems en el apego a la especificacinregente son importantes no solo para operar coneficiencia sino para evitar el costoso retrabajo

POR WILLIAM C. LAPLANTE

Fig. 1 Un carrete de tubera de acero inoxidable Tipo 316L con indicacionesprominentes de oxidacin. Preocupaciones sobre la corrosin: La contaminacinde la superficie por hierro libre conduce al desarrollo de xido en la superficie delacero inoxidable y a la degradacin de la superficie del tubo. La corrosin intersti-cial y las picaduras son las dos formas ms prevalentes de corrosin localizada.Los sitios oxidados en la superficie de la tubera sirven como reas potencialespara el desarrollo de corrosin intersticial y las picaduras, lo cual puede llevar aperforaciones en las paredes de los tubos y la prdida de contencin.


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tivas expeditas, tales como tratamien-to qumico y retrabajo de fabricacin,para obtener carretes de tubera libresde xido. Este suceso tambin desencadenuna investigacin de la causa raz in-cluyendo al fabricante respectivo laempresa subcontratada por la Autori-dad en Ingeniera para fabricar los ca-rretes de tubera de acero inoxidablejunto con la Autoridad en Ingeniera.

Investigacin de la causa raz

Se utiliz Six Sigma como herra-mienta de anlisis de la causa raz paradeterminar por qu haba ocurrido elxido generalizado de los carretes detubera de acero inoxidable 316L. La investigacin incluy una revi-sin in situ de las instalaciones de pro-

duccin del fabricante, conversacionesen la planta y la descripcin del mate-rial de acero inoxidable/probetas oxi-dadas. Los siguientes factores fueron iden-tificados como las causas raz involu-crando tanto al fabricante como a laAutoridad en Ingeniera. La oxidacin ocurri por dos razo-nes: una reaccin andica resultado dela exposicin de la contaminacin delhierro (Fe) en la superficie a un ambien-te marino y la contaminacin del hierrodebido a un metal de aporte de solda-dura incorrecto (un metal de aporte desoldadura de acero al carbn). Nota: Las probetas seleccionadasfueron evaluadas en cuanto al ataqueintergranular inducido por sensibiliza-cin de acuerdo al ASTM A262, Prcti-cas Estndar para Detectar la Susceptibi-lidad al Ataque Intergranular en AcerosInoxidables Austenticos, Prctica A(ataque o grabado con cido oxlico al10%), en lo cual no hubo evidenciasmetalrgicas de la ocurrencia. A me-nos que se seale otra cosa, el trminohierro se refiere a un contaminantede la superficie y deber denotar hie-rro libre.

Mecanismos de contaminacin por hierro La diseminacin de la documenta-cin pertinente del proyecto es res-ponsabilidad de la Autoridad en Inge-niera para subcontratacin de produc-tos soldados. Sin embargo, no hubo es-pecificacin regente para el control ymanejo de material de acero inoxida-ble para el proyecto.

Asuntos de manejo del material

Los tubos de acero inoxidable fue-ron enviados por el manufacturero deltubo al fabricante, con bandas de aceroal carbn sujetando y en contacto di-recto con el material de tubera, asque se desarrollaron franjas de xidodonde las bandas de acero al carbnhaban tallado y ranurado el tubo Fig. 2. La especificacin hubiera estipula-do el uso de bandas sujetadoras nocontaminantes. La manifestacin delxido en la superficie no es fcilmenteni tampoco siempre retirada con xitomediante tcnicas mecnicas como el

Fig. 2 La contaminacin por hierro mediante prcticas pobres de transportacin. A Una banda de sujecin de acero al carbn en contacto directo con un tubo de acero inoxid-able 315L; B el resultado una franja de xido.

A

B


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