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INFORME N° 01 ESTUDIO DEL CASO “CONSTRUCCION DE LA DERIVACION DE UNA LINEA DE TUBERIA PARA TRANSPORTE DE PETROLEO” I.

INTRODUCCION Con la finalidad de abastecer una nueva planta de fraccionamiento para petróleo en la región sur del Perú (ver figura 1), el gobierno ha decidido emprender la construcción de una tercera línea principal del poliducto de Camisea. Para ello, el gobierno ha otorgado la buena pro a la empresa KEMPSA, la cual ha decidido sub-contratar a la empresa INSPECSA para realizar las labores de inspección y de la cual usted forma parte como Inspector de Soldadura Nivel I.

II.

CONSIDERACIONES TECNICAS DEL MATERIAL TUBERIAS A UTILIZAR

: API 5L X65 (PSL1) según la especificación API 5L: Specification for Line Pipe (ver figura 2).

Longitud de la línea Cantidad promedio de Juntas Diámetro de la Cañería Espesor de pared

: 200 km. : 22300. : 16” : 0,5”.

PROPIEDADES MECANICAS Y COMPOSICION QUIMICA DEL MATERIAL:

PROCESO DE SOLDADURA

: SMAW (Electrodo Revestido).

ELECTRODO

: AWS E 8010, Según la especificación AWS A5.5

TECNICA DE SOLDADURA

: Vertical descendente.

TIPO DE JUNTA

: A tope en “V”

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA - VARIABLES DEL PROCESO:

III.

DESARROLLO DEL INFORME. 1. Señale los aspectos que se deben tomar en cuenta en la inspección de un proyecto como el que se aprecia en el caso presentado. Su respuesta debe fundamentarse en las características del caso y los contenidos desarrollados en el tema 1. Para el Caso presentado para la realización de este informe se debe tomar en cuenta para la inspección de este proyecto lo siguiente: 1.1. Los Inspectores deben ser personal profesional o técnico que tengan una serie de conocimientos, determinada experiencia e integridad moral. Teniendo en cuenta que es una línea de tubería para transporte de gas CAMISEA, entonces se tomara como referencia el código API 1104 que refiere en la sección 8: “ El personal de inspección de soldadura debe ser calificado por su experiencia y entrenamiento para llevar a cabo la tarea de inspección especificada. Sus calificaciones deben ser aceptables para la compañía”. La documentación de estas calificaciones debe ser retenida por la compañía y debe incluir, pero no estar limitado, a lo siguiente: a. Educación y experiencia b. Entrenamiento. c. Resultados de algunas examinaciones de calificación. 2. Enumere la secuencia de trabajos de inspección que debe realizar el inspector para el proyecto presentado. Para elaborar su respuesta considere las características del caso y los contenidos desarrollados en el tema 2. La secuencia de trabajos a realizar en el presente proyecto se dividen en tres partes tomando en cuenta los contenidos desarrollados en el tema 2 son las siguientes: 2.1.

Previo a la soldadura:  Revisar dibujos y especificaciones  Chequear la calificación de los procedimientos de soldadura y del personal soldador a ser utilizados.  Establecer los puntos de inspección.  Establecer un plan de registro de los resultados.  Revisar los materiales a ser utilizados.  Chequear las discontinuidades del material base.  Chequear la disposición, alineamientos, de las juntas soldadas.  Chequear el precalentamiento si es requerido.

2.2.

Durante la soldadura:  Inspeccionar la calidad del pase raíz de la soldadura

      2.3.

3.

Preparación de la raíz de la junta previa a la soldadura del segundo pase. Temperaturas de precalentamiento e interpase Secuencia de los pases de soldadura. Capas subsecuentes para la calidad aparente de la soldadura. Limpieza entre pases. Conformidad con respecto al procedimiento de soldadura.

Después de la soldadura:  Apariencia final de la soldadura.  Tamaño final de la soldadura.  Longitud de la soldadura.  Precisión dimensional.  Cantidad de distorsión.  Tratamiento post soldadura si es requerido.

Identifique las ventajas y desventajas del proceso de soldadura elegido para el proyecto. Fundamente su respuesta considerando los contenidos desarrollados en el Tema 3. III.1

Ventajas del Proceso SMAW.

 El equipo de soldeo es relativamente sencillo, no muy caro y portátil.  El material de aporte y los medios para su protección durante su soldeo proceden del propio electrodo revestido.  No es necesaria una protección mediante gases o fundentes.  Es menos sensible al viento y corrientes de aire, pero aun así necesita de una protección.  Se puede emplear en cualquier posición.  Es aplicable para una gran variedad de espesores en general mayores de 2mm.  Es aplicable a la mayoría de metales y aleaciones de uso normal. III.2

Desventajas del Proceso SMAW

 Es un proceso lento, con baja deposición y por la necesidad de retirar la escoria.  Requiere gran habilidad por parte del soldador.  No aplicable a metales de bajo punto de fusión como el plomo, estaño, zinc y sus aleaciones. Tampoco es aplicable a metales de alta sensibilidad a la oxidación como el titanio, circonio, tántalo y niobio.  No aplicable a espesores de 1.5 mm a 2mm.  La tasa de deposición es inferior con respecto a los procesos GMAW y FCAW. Debido a que el electrodo puede consumirse hasta una longitud mínima de 5 cm.  Proceso no resulta productivo para espesores mayores de 38 mm.

4. Elabore un gráfico en el que se muestre la simbolización correspondiente al tipo de junta utilizado, según nomenclatura AWS y EN. Para elaborar el grafico considere la información presentada en el manual de soldador. Tomando como referencia el libro guía del Manual del Soldador se tiene las siguientes simbologías: 4.1 Según la AWS.

60° 11.1 (12.7)

2

4.2 Según la EN. 60° 2

5. Justifique si la elección del material de aporte (AWS E 8010 ha sido la adecuada, tomando en cuenta las propiedades mecánicas del material base (ver tabla 1). Para elaborar esta justificación debe considerar los contenidos desarrollados en los temas 4, 5, 6. Tomando como referencia las propiedades mecánicas del metal de aporte que es un E-8010, la elección del material de aporte es la adecuada ya que comparando las propiedades mecánicas este tiene una Resistencia a la Tracción de 80 000 PSI (Tabla 1), el cual es mayor al del material base API 5L X65 (Ver Tabla 2), aparte que las propiedades mecánicas dependen del

contenido de % de Carbono y de la microestructura. El aporte de calor generado durante el soldeo tiene influencia en la propiedad mecánica del material base (Zona ZAC) y las propiedades mecánicas de la zona de fusión (ZF). La soldabilidad del material base también influye en las propiedades mecánicas especialmente la soldabilidad metalúrgica ya que ella se ocupa de las modificaciones microestructurales que resultan en la operación de soldeo. De acuerdo a la AWS A5.5 el electro E8010-P1 para líneas de tubería presenta las siguientes propiedades mecánicas: Tabla 1: Propiedades mecánicas para el E8010-P1 Resistencia a la tracción psi (MPa) Resistencia a la Fluencia psi (MPa)

80000 (550) 67000 (531)

Tabla 1: Propiedades mecánicas para el acero API 5L X65 Resistencia a la tracción psi (MPa) Resistencia a la Fluencia psi (MPa)

65000 (448) 77000 (531)

6. Determine el carbono equivalente y el nivel de soldabilidad del material de acuerdo con la composición química del material base (ver tabla 2). Justifique su respuesta con los cálculos necesarios considerando los contenidos desarrollados en los temas 4, 5 y 6. Teniendo en cuenta los valores de la composición química del Acero API 5L X65 PSL 2, se utilizó el cálculo de Carbono Equivalente del Instituto Internacional de Soldadura.

Tabla 3. Composición Química del Acero API 5L X65 Max %C 0,26

CE=C+

Max. %Mn 1,45

Mn Cr+ Mo +V ¿+ Cu + + () 6 5 15

CE=0 , 26+

1 , 45 0+ 0+0 0+0 + + () 6 5 15

Max. %P 0,030

Maxi. %S 0,030

CE=0,50( ) Los valores de CE menores al 0,3% presentan un alto nivel de soldabilidad, los que tienen mayor o igual al 0,4% de C.E presenta baja de soldabilidad lo cual conllevaría a tener un mayor cuidado para evitar fisuraciones en la zona ZAC durante el proceso de soldadura o después de esta. 7. Defina si el material elegido es susceptible o no de presentar algún tipo de agrietamiento generado por las operaciones de soldadura. Fundamente su respuesta considerando los contenidos desarrollados en el tema 8. Considerando que el valor obtenido del Carbono Equivalente en el ítem 6 es de 0.5 %, podemos predecir si el material elegido es susceptible o de presentar algún tipo de agrietamiento generado por las operaciones de soldadura utilizando la ecuación que relaciona la dureza máxima en la ZAC con respecto al carbono equivalente:

Durezamaxima en la ZAC ( HV )=1200 CE−200 Durezamaxima en la ZAC ( HV )=1200(0.5)−200 Dureza maxima en la ZAC ( HV )=400 Tomando como referencia la tabla 4.1 de la pag. 208 del Manual de Introduccion a la Metalurgia de la Soldadura se tiene que dureza maxima obtenida se encuentra entre los valores de 350 HV a 450 HV presentando como porcentaje maximo de martensita del 50 al 70 % por lo tanto el riesgo de fisuracion en frio es probable.

8. Señale que tipo de imperfecciones se podrían presentar en la junta soldada. Justifique su respuesta tomando en cuenta el proceso de soldadura utilizado, el material de base, el material de aporte, las condiciones de soldadura, etc., y los contenidos desarrollados en el tema 10.

     

Las posibles imperfecciones que podrían presentarse en la junta soldada tomando en cuenta que el Proceso de Soldadura es por electro revestido (SMAW), el material base, el metal de aporte, las condiciones de soldadura son: Agrietamiento en frio. Mordeduras por parámetros de voltaje y corriente inadecuados. Inclusión de escoria en la raíz o entre pasadas por falta de limpieza. Porosidades por falta de limpieza del material base o arco demasiado largo Grietas en el cráter. Falta de fusión en los bordes.



Falta de penetración