Ingeniería Metalúrgica · 2014
Diseño de un wps y un pqr de soldadura, bajo la norma aws d1.1 aplicado a los procedimientos de la compañía precisión Ltda.
La compañía PRECISION LTDA dedicada a la industria metalmecánica no cuenta con procedimientos de soldadura estandarizados bajo un código técnico, para la compañía es importante desarrollar una metodología en sus procesos de fabricación que garantice la obtención de productos confiables con un alto grado de calidad. Para cumplir con el propósito anterior se hace indispensable estandarizar sus procedimientos siguiendo los lineamientos descritos en el código de soldadura estructural AWS D1.1 El proyecto describe cuatro partes, que son, la elaboración del procedimiento de soldadura WPS, la obtención de una junta soldada siguiendo los parámetros del WPS, la realización de los ensayos de tensión, radiografía industrial, doblez de cara-raíz y finalmente la elaboración del registro de calificación de procedimiento PQR. Todo esto teniendo en cuenta los criterios de aceptación AWS D1.1 (Structural Welding Code- Steel), Edición 22 da, publicado en 2010. Se utilizó el proceso de soldadura SMAW soldando una probeta tubular de acero API 5L X42 para la calificación del WPS, la junta soldada no registra discontinuidades y a la vez presenta una resistencia ideal, lo cual permite dar una valoración aceptable al cordón de soldadura. Así mismo la destreza y la experiencia del soldador conducen al éxito del procedimiento de soldadura empleado, la implementación del mismo en la fabricación de componentes soldados por parte de la compañía, se traduce en la obtención de productos de calidad, brindando confiabilidad a sus clientes.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 15
- 1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMAp. 16
- 2. ANTECEDENTESp. 17
- 3. OBJETIVOSp. 18
- 3.1 OBJETIVO GENERALp. 18
- 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOSp. 18
- 4. MARCO TEÓRICOp. 19
- 4.1 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS EMPLEADOSp. 19
- 4.2 SOLDADURAp. 19
- 4.2.1 Proceso de soldadura por arco con electrodo revestido SMAWp. 19
- 4.3 METAL BASEp. 20
- 4.3.1 Acero API 5Lp. 21
- 4.4 METAL DE APORTEp. 21
- 4.4.1 Electrodos para soldar acero API 5L X42 por proceso SMAWp. 21
- 4.5 METALURGIA DE LA SOLDADURAp. 22
- 4.5.1 Soldabilidadp. 22
- 4.6 CÓDIGOS, NORMAS Y ESPECIFICACIONESp. 23
- 4.6.1 Códigop. 23
- 4.6.1.1 Código AWS D1.1:2010 Soldadura de acero estructuralp. 23
- 4.6.2 Norma o estándarp. 24
- 4.7 DOCUMENTOS QUE VALIDAN EL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURAp. 24
- 4.7.1 Especificación del procedimiento de soldadura WPSp. 24
- 4.7.1.1. Contenido de un WPSp. 25
- 4.7.2 Registro de calificación del procedimiento PQRp. 26
- 4.7.2.1 Contenido de un PQRp. 26
- 4.8 VARIABLES DE SOLDADURAp. 27
- 4.8.1 Variables esencialesp. 28
- 4.8.2 Variables no esencialesp. 28
- 4.8.3 Variables suplementariasp. 28
- 4.9 ESPECIFICACIONESp. 29
- 4.9.1 Especificaciones generalesp. 29
- 4.10 REQUERIMIENTOSp. 30
- 4.10.1 Ensayos destructivosp. 30
- 4.10.1.1 Ensayo de resistencia a la tracciónp. 30
- 4.10.1.2 Ensayo de doblez de raíz y de carap. 31
- 4.11 ENSAYOS NO DESTRUCTIVOSp. 33
- 4.11.1 Ensayo de gammagrafía industrialp. 33
- 4.12 CRITERIOS DE ACEPTACIÓNp. 34
- 4.13 DISEÑO DE CONEXIONES SOLDADASp. 34
- 4.13.1 Configuración y detalles de las juntas para soldadurap. 34
- 4.13.1.1 Alineamiento de las juntasp. 35
- 4.13.1.2 Abertura de raízp. 35
- 4.13.1.3 Limpieza de soldadurap. 35
- 4.13.2 Preparación de las juntas para soldadurap. 35
- 4.14 INSPECCIÓNp. 35
- 4.14.1 Inspección de materiales y equiposp. 35
- 4.14.2 Inspección de la soldadurap. 35
- 4.14.3 Requisitos para el personal de inspecciónp. 36
- 5. MATERIALES Y EQUIPOSp. 37
- 5.1 MATERIALESp. 37
- 5.1.1 Selección del acero API 5L X42p. 37
- 5.1.2 Selección del metal de aportep. 38
- 5.1.3 Probetas para calificaciónp. 41
- 5.1.4 Corte de probetas para ensayos mecánicosp. 41
- 5.2 EQUIPOS UTILIZADOSp. 42
- 5.2.1 Preparación de cupones para procedimiento de soldadurap. 42
- 5.2.2 Equipo de soldadurap. 42
- 5.2.3 Equipo de Ensayos Mecánicosp. 43
- 5.2.4 Equipo de gammagrafía industrialp. 44
- 6. DISEÑO METODOLÓGICOp. 45
- 6.1 REVISIÓN Y ANÁLISIS BIBLIOGRÁFICOp. 46
- 6.2. DISEÑO DEL WPS Y EL FORMATO PQRp. 46
- 6.3. CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTOp. 46
- 6.3.1 Elaboración de probetas y aplicación de soldadurap. 46
- 6.3.1.1 Selección del proceso de soldadurap. 46
- 6.3.1.2 Selección del Metal basep. 47
- 6.3.1.3 Selección del metal de aporte:p. 47
- 6.3.1.4 Diseño de la juntap. 47
- 6.3.1.5 Posición de soldadurap. 47
- 6.3.1.6 Soldadura de las probetasp. 48
- 6.3.2.1 Preparación de probetasp. 48
- 6.3.2.2 Probetas para ensayo de resistencia a la tracciónp. 48
- 6.3.2.3 Probetas para ensayo de doblez de carap. 49
- 6.3.2.4 Probetas para ensayo de doblez de raízp. 49
- 6.3.2.5 Probeta Prueba radiográficap. 49
- 6.3.3 Evaluación y análisis de resultados de los ensayos practicadosp. 49
- 6.3.3.1 Ensayo de resistencia a la tracciónp. 49
- 6.3.3.2 Ensayos de doblez guiadop. 49
- 6.3.3.3 Ensayo de gammagrafía industrialp. 49
- 7. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 50
- 7.1 RESULTADOSp. 50
- 7.2 ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 51
- 7.2.1 Ensayo de doblez de cara y raízp. 51
- 7.2.2 Ensayo de Tracciónp. 51
- 7.2.3 Ensayo de gammagrafía industrialp. 52
- 7.3 ESPECIFICACIONES DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA WPSp. 54
- 7.4 REGISTRO DE CALIFICACION DEL PROCEDIMIENTO PQRp. 57
- 8. CONCLUSIONESp. 60
- 9. RECOMENDACIONESp. 61
- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICASp. 63
- BIBLIOGRAFÍAp. 66
- ANEXOSp. 69
- Figura 1. Localización de las probetas para ensayos de tracción y doblezp. 30
- Espécimen para el ensayo de tracciónp. 31
- Figura 3. Espécimen para el ensayo de doblez de raíz y carap. 31
- Figura 4. Plantilla para el ensayo de doblado de raíz y cara [16]p. 32
- Figura 5. Foto de cupones para calificaciónp. 41
- Figura 6. Foto de probetas para ensayos mecánicosp. 41
- Figura 7. Foto de esmeril para limpieza entre pases de soldadurap. 42
- Figura 8. Equipo de soldadura SMAWp. 42
- Figura 9. Máquina Universal de ensayosp. 43
- Figura 10. Matriz ASME Doblez guiadop. 43
- Figura 11. Equipo de gammagrafía Industrialp. 44
- Figura 12. Diagrama de flujo de la metodología utilizada en la investigaciónp. 45
- Figura 14. Imágenes de las placas radiográficasp. 52
- Tabla 1. Composición química para acero 5LX42p. 37
- Tabla 2. Propiedades mecánicas de acero 5LX42p. 37
- Tabla 3. Composición química de electrodo E6010 (%)p. 39
- Tabla 4. Propiedades mecánicas de electrodo E6010p. 39
- Tabla 5. Amperajes recomendados para electrodo E6010p. 39
- Tabla 6. Composición química de electrodo E 7018 (%)p. 40
- Tabla 7. Propiedades mecánicas del electrodo E 7018p. 40
- Tabla 8. Amperajes recomendados para el electrodo E7018p. 40
- Tabla 9. Resultados de los ensayos de tracciónp. 51
- ANEXO A. EJEMPLO DE WPS DADO POR EL CÓDIGO AWS D1.1p. 69
- ANEXO B. EJEMPLO DE PQR DADO POR EL CÓDIGO AWS D1.1p. 70
- ANEXO C. SELECCIÓN DEL METAL DE APORTE NORMA AWS D1.1p. 71
- ANEXO D. RESULTADOS ENSAYO DE TRACCIÒNp. 72
- ANEXO E. RESULTADOS ENSAYO DE TRACCIÒNp. 73
- ANEXO D. RESULTADOS ENSAYO DE TRACCIÒNp. 72
- ANEXO E. RESULTADOS ENSAYO DE TRACCIÒNp. 73
- ANEXO F. RESULTADOS DE ENSAYO DE DOBLEZp. 76
- ANEXO G. RESULTADOS DE ENSAYO DE DOBLEZp. 77
- ANEXO H. RESULTADO DE RADIOGRAFIAp. 78
- ENSAYOS MECÀNICOSp. 79
- ANEXO J CERTIFICADO DE MAQUINA DE ENSAYO DE DOBLEZ GUIADOp. 80
- ANEXO K. CERTIFICADO DE MAQUINA DE ENSAYO DE DOBLEZ GUIADOp. 81
- ANEXO L. FICHA TÉCNICA EQUIPO DE SOLDADURA SMAWp. 82