Procedimiento de Relevado de Esfuerzos [PDF]

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PROCEDIMIENTO No.: CTT-01 PROCEDIMIENTO PARA EL TRATAMIENTO TÉRMICO DESPUÉS DE SOLDAR (PWHT).

Carretera Bosque de Saloya R/a. El Cedro. Km. 10+100 Nacajuca, Tabasco. AUTORES ELABORÓ REVISÓ APROBÓ

REVISION 0 1

NOMBRE Tec. Juan Montalvo Sosa Ing. Fredy Tipacamú Molina Ing. Raúl R. Aréchiga Guajardo

FECHA 15/mayo/200 8 29/Abril/2009

FECHA DE EDICIÓN: 15/Mayo/2008 FECHA ÚLTIMA REV.: 29/Abril/2009

MODIFICACIÓN PAGINAS Todo

PUESTO Control de Calidad Superintendente de Construcción Director General

CONTROL DE REVISIONES CAMBIOS APROBO REALIZADOS Editado para Ing. Raúl R. Aréchiga Guajardo revisión

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FIRMA

FIRMA

General

Este procedimiento es propiedad de constructora Aréchiga S. A de C. V. y para uso exclusivo de esta, queda prohibida su reproducción parcial o total para su uso por otras organizaciones.

PROCEDIMIENTO No.: CTT-01 PROCEDIMIENTO PARA EL TRATAMIENTO TÉRMICO DESPUÉS DE SOLDAR (PWHT).

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1.0 OBJETIVO 1.1 El objetivo de este procedimiento es establecer los requisitos para la ejecución de los tratamientos térmicos de las uniones soldadas de acuerdo con los requisitos indicados en las referencias. 2.0 ALCANCE 2.1 Este procedimiento incluye uniones soldadas en campo y taller de prefabricado. 2.2 Este procedimiento proporciona los requisitos generales que deben considerarse para el tratamiento térmico post-soldadura y se utilizara conjuntamente con las especificaciones contractuales del proyecto y/o código o norma aplicable. 3.0 REFERENCIAS 3.1 Código ASME B31.1, Capitulo V, párrafos 131 “POWER PIPING” (tubería de potencia). 3.2 Código ASME B31.3, Capitulo V, párrafo 331 “CHEMICAL PLANT AND PETROLEUM REFINERY PIPING” (Tubería de planta químicas y refinerías de petróleo. 3.3 Código ASME, Sección 1, Parte PW, párrafo PW-10. “RULES FOR CONSTRUCTION OF POWER BOILERS” (Reglas para la construcción de calderas de potencia) 3.4 Código ASME, Sección VIII, División 1, Parte, Parte UW, Párrafo UW-10 y 40, parte UCS, párrafo UCS-56, Parte UHA, Párrafo Uha-32, Parte UHT, párrafo UHT-56 “RULES FOR CONSTRUCCTION OF PRESSURE VESSELS” (reglas para la construcción de recipientes a presión) Nota: la edición de los códigos, normas y especificaciones aplicables será la que esté vigente en la fecha de firma del contrato, a menos que se especifique de otra manera. 4.0 DEFINICIONES Nota: Para términos de soldadura, se aplican las definiciones de ASME B1.1, B31.3 y Sección IX.

4.1 4.2

5.1

Tratamiento Térmico Post-soldadura (TTPS). Es el calentamiento controlado de una estructura o parte de ella a una temperatura suficiente para aliviar la mayor parte de los esfuerzos residuales creados por la aplicación de soldadura, seguido de un enfriamiento controlado. Aditamento (Attachment) es una pieza o elemento soldado a un componente sometido a presión tales como: orejas, refuerzos, etc.

5.0 ANEXOS Definiciones de espesor del material 5.2 Guía de temperaturas y tiempos de relevado 5.3 Solicitud del tratamiento térmico post-soldadura 5.4 Reporte del tratamiento térmico post-soldadura 5.5 Etiqueta de identificación para las graficas de relevado de esfuerzos 6.0 RESPONSABILIDADES 6.1 El gerente de sitio es responsable de la implantación del presente procedimiento

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Carretera Bosque de Saloya R/a. El Cedro. Km. 10+100 Nacajuca, Tabasco. 6.2 6.3

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El jefe de disciplina de la obra mecánica será responsable de asegurarse que el personal a su cargo realice las actividades de acuerdo con el presente procedimiento para esto asignara los recursos necesarios a su personal. El superintendente de control de la calidad o su designado serán responsables de verificar que los puntos marcados en el procedimiento son cumplidos satisfactoriamente mediante el llenado de los anexos que correspondan en el momento de la ejecución de las actividades.

7.0 PROCESO 7.1 El equipo utilizado para el tratamiento térmico debe ser adecuado y debe estar calibrado, de acuerdo al procedimiento AQ1-12, última revisión. 7.2 Los siguientes pasos deben ser implantados para el tratamiento térmico post-soldadura. 2.2.1 Impurezas como, grasa aceite, polvo, u otra materia extraña deberá ser removida de las áreas a calentar al menos 30 cm. (12”) a cada lado de la unión soldada antes de aplicar el tratamiento térmico post-soldadura 2.2.2 Antes de iniciar del tratamiento térmico post-soldadura los extremos de la tubería o boquillas deberán estar tapados para evitar corrientes de aire internas, cuando sea aplicable. Las superficies de sello de las bridas y las partes roscadas deberán de protegerse de la oxidación. 2.2.3 De acuerdo a las instrucciones del fabricante y/o del ingeniero de construcción, las válvulas deben estar en la posición abierta o deben removerse completamente los internos. Si el bonete se deja instalado durante el tratamiento térmico debe protegerse contra la lluvia o el viento y contra cualquier otro factor que pueda afectarlo. 2.2.4 Después de realizado el tratamiento térmico residuos de metal producidos al soldar los termopares deberán ser removidos por esmerilado y finalmente examinar visualmente dichas áreas. 7.3 Requisitos mínimos para el ancho de la zona a ser tratada térmicamente 7.3.1

ASME Sección I a) Toda la zona a ser tratada térmicamente debe ser calentada a temperatura requerida b) Soldaduras a tope en tubería y cabezales: el ancho de la zona a tratar térmicamente debe ser al menos tres veces el ancho de la parte más ancha de la soldadura de ranura pero en ningún caso menos del doble del refuerzo de la soldadura. La soldadura debe estar al centro de la banda. c) Boquillas o aditamentos soldados. El ancho de la zona a tratar térmicamente debe ser mayor que la boquilla u otro aditamento soldado al menos tres veces el espesor el recipiente o cabezal y debe ser una banda circunferencial completa alrededor del recipiente, cabezal o tubería principal. 7.3.2 ASME Sección VIII (División 1) a) Juntas circunferenciales del cuerpo: el nacho de la zona a ser tratada térmicamente no debe ser menor del doble del espesor del cuerpo a cada lado de la zona de la soldadura. b) Boquillas o aditamentos soldados. La zona circunferencial a tratar térmicamente debe incluir la boquilla o el aditamento soldado y deberá extenderse al menos seis veces el espesor de la placa mas allá de la soldadura que conecta a la boquilla o al aditamento soldado al recipiente y deberá extenderse completamente alrededor del recipiente o tubería.

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Juntas circunferenciales de las tuberías: el ancho de la zona a ser tratada térmicamente no debe ser menor de tres veces al ancho de la soldadura a cada lado de la línea de centro.

7.3.3 ASME B31.1 Tubería de potencia a) Juntas soldadas a tope: El ancho de la zona a ser tratada térmicamente debe ser al menos tres veces el espesor de pared de la parte soldada más gruesa. La banda circunferencial a ser tratada térmicamente debe ser todo alrededor del componente. b) Boquillas o aditamentos soldados. El ancho de la zona deberá extenderse mas allá de la soldadura de la boquilla o aditamento soldado a cada lado al menos el doble del espesor del cabezal y deberá extenderse completamente alrededor del cabezal o tubería principal 7.3.4 ASME b 31.3 Tubería de plantas químicas y petroquímicas a) Juntas soldadas a tope : El ancho de la zona circunferencial a ser tratada térmicamente debe extenderse al menos una pulgada a cada lado del borde de la soldadura b) Boquillas o aditamentos soldados. El ancho de la zona a ser tratada térmicamente debe extenderse al menos una pulgada a cada lado del borde de la soldadura y deberá extenderse completamente alrededor del cabezal o tubería principal a la cual se soldó la boquilla o el aditamento. 7.4

7.5

Métodos de calentamiento 3.4.1 El tratamiento térmico en tuberías debe realizarse mediante resistencias eléctricas a menos que la especificación contractual lo indique de otra manera. 3.4.2 Los elementos calefactores deben posicionarse de tal manera que las conexiones ramificadas en la zona a tratar térmicamente no excedan la temperatura de tratamiento térmico. Control de la temperatura

7.5.1 La temperatura debe medirse con termopares tipo K (Chromel–alumel), alambre conductor de chromel-alumel y registradores de temperatura múltiples, cuando aplique, los termopares deben estar numerados. 7.6

Fijación de Termopares 7.6.1 Los termopares deben ser fijados al componente mediante soldadura de descarga de capacitancia y colocarse en el borde de la zona a ser tratada térmicamente. Cada soldadura debe contar con un termopar que registre la temperatura. 7.6.2 Para tubería con diámetros de 10 pulgadas y mayores se usaran al menos dos termopares para registrar el ciclo del TTPS. Un termopar de repuesto debe colocarse adyacente a cada termopar registrador. Los termopares deben colocarse diametralmente opuestos. Para la posición horizontal, un termopar se debe colocar en la parte superior y otro en la parte inferior del componente. para la poción vertical, un termopar colocara debajo de la soldadura y otro arriba de la soldadura. 7.6.3 Para conexiones de ramal de diámetro de seis pulgadas y mayores de utilizaran al menos dos termopares para registrar el ciclo TTPS. Un termopar de repuesto debe colocarse adyacente a cada termopar registrador. Un termopar se colocara arriba de la soldadura en el punto más alto y otro debajo de la soldadura en el punto más bajo. El termopar superior se colocara en la parte más delgada y el inferior en la parte más gruesa de la unión.

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7.7

Ciclo de registro 7.7.1 Se utilizaran registradores de temperatura de puntos múltiples 7.7.2 Para cada TTPS se utilizara una grafica de registro tiempo-temperatura Cada grafica de registro deberá indicar lo siguiente: a) No. del procedimiento de soldadura y el espesor del material b) Identificación de la soldadura y colocación de los termopares c) No. de isométrico d) Fecha del relevado de esfuerzos e) Nombre y Firma del operador y del representante de control de calidad

7.8

Colocación del equipo y aislamiento 7.8.1 las resistencias deben colocarse de acuerdo con las instrucciones del fabricante o subcontratista 7.8.2 los elementos calefactores deberán colocarse de tal forma que se cumpla con la cobertura mínima del ancho de la zona a tratar térmicamente a cada lado de la soldadura. 7.8.3 La temperatura del componente será gradualmente disminuida para evitar daños térmicos, de acuerdo al código aplicable. 7.8.4 Para soldaduras de componentes de diferente espesor se colocaran elementos calefactores adicionales en el componente más grueso y separados de los elementos calefactores en la soldadura para contrarrestar el efecto de difusión térmica. 7.8.5 Bandas o alambres de acero deben usarse para sujetar los elementos calefactores

7.9

Requisitos del aislamiento 7.9.1 Las colchas del aislamiento pueden ser de lana kaol (kaowool), lana mineral o de material similar pero no de fibra de vidrio o asbesto 7.9.2 El aislamiento debe colocarse bien adherido alrededor del área a tratar térmicamente utilizando flejes, alambre recocido u otro medio y debe ser suficiente para mantener una temperatura uniforme, evitando perdida de calor excesivo y cambios bruscos de temperatura entre el área cubierta por las resistencias y las próximas a ella. 7.9.3 Cubiertas aislantes se deben colocar entre cada termopar y el elemento calefactor para evitar lecturas falsas.

7.10 Temperaturas del Tratamiento térmico post-soldadura 7.10.1 Las temperaturas y los tiempos para el TTPS se especifican en el anexo 5.2; sin embargo, el tratamiento térmico indicado en el procedimiento de soldadura debe imperar sobre lo indicado en dichos anexos. 7.11 Velocidad de calentamiento y de enfriamiento 7.11.1 La velocidad de calentamiento y de enfriamiento no debe de exceder de lo indicado en el anexo 5.2 de este procedimiento. 7.12 Interrupción del relevado de esfuerzos 7.12.1 Un relevado de esfuerzos interrumpido es aquel en el cual, la temperatura de sostenimiento disminuye por debajo de la temperatura mínima especificada o la velocidad de enfriamiento

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excede la velocidad mínima especificada y puede ser causada por la suspensión de energía eléctrica, mal funcionamiento del equipo o por error del operador. 7.12.2 Para aquellas soldaduras en las cuales la temperatura del TTPS cae por debajo de la temperatura mínima de sostenimiento, sin exceder la velocidad de enfriamiento especificada, se deberán tomar acciones lo más pronto posible para restablecer el relevado de esfuerzos. Cuando la temperatura de un material P5 con más del 3 % de cromo, cae por debajo de la temperatura de sostenimiento requerida, consulte al especialista en soldadura. 7.12.3 La junta soldada deberá ser recalentada a una velocidad que no exceda la especificada para el relevado de esfuerzos original y la temperatura de sostenimiento deberá ser restablecida. Se podrá contabilizar el tiempo que previamente permaneció la junta a la temperatura de sostenimiento y la soldadura se deberá mantener a la temperatura de sostenimiento por el tiempo faltante o media hora, la que sea mayor. 7.13 Materiales de diferentes grupos de numero P 7.13.1 Cuando materiales de diferente grupo de numero p son soldados, el relevado de esfuerzos aplicable debe ser el especificado para el material que requiera la temperatura de sostenimiento más alta y deberá estar dentro del rango especificado en el procedimiento de soldadura, sin embargo cuando se suelden materiales p4 o p5 a materiales p1 o p3, la temperatura máxima de sostenimiento máxima debe ser 720° C (1335° f) 7.13.2 Todas las temperaturas son temperaturas del metal 7.14 Graficas de relevados de esfuerzos 7.14.1 El operador responsable del relevado de esfuerzos debe colocarle a cada grafica la etiqueta adherible mostrada en el anexo 5.5 control de calidad revisara todas las graficas. Registros

7.15.1 Se elaborara el reporte del relevado de esfuerzos del anexo 5.4, el cual será revisado y aprobado conjuntamente con loa grafica correspondiente y será entregado al departamento de control de documentos para su resguardo. 7.16 Especificaciones contractuales, códigos o normas 7.16.1 En caso de existir una controversia o discrepancia entre este procedimiento y la especificación contractual, código o norma serán mandatorias estas últimas.