NORMALIZACIÓN

La actividad de la soldadura, como la mayoría de las actividades industriales, está regulada por reglamentos o normas elaboradas por sectores involucrados en el campo y validadas por Organismos de normalización nacionales o regionales (o mundiales, como el caso de las normas ISO).

Por medio de la soldadura se elaboran gran cantidad de productos industriales: desde simples elementos estructurales hasta grandes recipientes sometidos a altas presiones y temperaturas.

Cada uno de estos productos tiene un modo específico de ser elaborado, y está reglamentada su construcción por un código o una norma en la que se establecen pautas, requisitos o condiciones a cumplir con el fin de obtener un producto soldado confiable.

Es así como en la construcción soldada de tuberías que transportan fluidos, se aplican determinados códigos, dependiendo del fluido que vaya a ser transportado (agua, gas natural, hidrocarburos, entre otros), del material que se vaya a utilizar (acero, cobre o aluminio) o del proceso que se vaya a emplear para aplicar la soldadura.

Para la construcción de aviones, de automóviles, de barcos, de submarinos, de trenes o de tanques de almacenamiento, se requiere establecer parámetros normalizados que permitan su construcción por soldadura y en los cuales se exponen los requerimientos a cumplir (obligatorios o a manera de recomendaciones) y que se deben tener en cuenta para la construcción de un determinado producto.

Debido a lo anteriormente mencionado, la normalización en la soldadura es una actividad que se ha involucrado profundamente en este campo y que día a día se hace más exigente debido a los mismos requerimientos en los componentes soldados y a la inagotable búsqueda del hombre por los nuevos materiales o aleaciones.

De acuerdo a esto último, podemos afirmar que los códigos y las normas en la soldadura se deben rediseñar de acuerdo a la aparición de nuevos materiales o aleaciones, aunados con la optimización o aparición de nuevos procesos o procedimientos de soldadura.

NORMAS, CÓDIGOS Y ESPECIFICACIONES EN SOLDADURA

Los códigos y las especificaciones son la documentación básica que rige y guía la práctica de soldadura. Estos documentos sirven para:

Fabricar productos soldados que cumplan con la calidad requerida.

Suministrar una real y razonable protección a la vida, la propiedad y el medio ambiente.

Las normas incluyen códigos, especificaciones, recomendaciones prácticas, clasificaciones, métodos y guías.

Estos documentos tienen mucha semejanza entre sí y los términos usados frecuentemente son intercambiables, pero hay que tener cuidado con algunos términos específicos.

Los códigos y las especificaciones son tipos similares de normas y usan las palabras en inglés Shall y Will para acentuar la obligatoriedad de un criterio.

Los códigos difieren de las especificaciones y éstos se usan generalmente aplicados a un proceso de fabricación. Las especificaciones están asociadas generalmente con un producto. Ambos van a ser mandatarios cuando las especificaciones dan una o más reglas o cuando éstas están relacionadas con otros documentos del procedimiento.

Las prácticas y guías recomendadas son normas que ofrecen principalmente ayudas de uso.

De cualquier modo, si estos documentos están referenciados con códigos o acuerdos contractuales, ellos se usan como reglas. Si los códigos y los acuerdos no tienen secciones de reglas o apéndices, el uso de las guías de referencia o prácticas recomendadas son a juicio del usuario.

Un documento puede cubrir detalles del producto sin considerar condiciones especiales bajo las cuales éste va a ser usado. Ejemplos de condiciones especiales pueden ser: atmósferas corrosivas, temperaturas elevadas y cambios de cargas dinámicas y estáticas.

Las normas varían en el método de alcanzar su objetivo. Algunos tienen requerimientos específicos que no permiten otras acciones alternativas. Otros permiten acciones o procedimientos alternativos si su resultado no dista de satisfacer lo especificado. Estas especificaciones están frecuentemente dadas como requerimientos mínimos; por ejemplo: el esfuerzo último a la tensión de una muestra de soldadura que debe satisfacer un exceso de tensión mínima especificada por el material base.

Los códigos y las especificaciones en la soldadura nacen de la necesidad de reglamentar los procedimientos necesarios para elaborar componentes construidos por medio de procesos de soldadura. Estos componentes tienen una aplicación específica y dependiendo de ésta condición, los diferentes organismos de normalización actúan para que las construcciones soldadas tengan la calidad requerida por medio de las especificaciones establecidas en cada uno de los códigos.

Los códigos de soldadura son normas recomendadas de desarrollo tecnológico en el campo de la soldadura que ya han sido probadas en países industrialmente más avanzados; el seguimiento de los mismos, garantiza confiabilidad en un producto terminado con óptima calidad debido a sus exigencias tecnológicas, ya sea en el área de la construcción de recipientes a presión, estructuras cargadas estáticamente o en la instalación de oleoductos para conducción de petróleo o sus derivados.

Algunas aplicaciones de soldadura son más críticas que otras. Sin embargo, todas las soldaduras son importantes, sin importar su finalidad. De aquí que la cobertura de los códigos y las especificaciones que hay en ellos sea específica para un determinado producto.

Donde la vida y la seguridad están involucradas, la cantidad y la calidad de la soldadura se regentan conforme a un código, una norma o una especificación.

El código puede provenir de un organismo de normalización privado o gubernamental. Por ejemplo, las ciudades tienen códigos de construcción en los cuales se establecen los requerimientos a cumplir en la parte estructuras de una construcción (materiales, dimensiones, etc.).

Los códigos son mandatorios de acuerdo a una ley o una regulación y pueden ser referencias para otras reglamentaciones.

Una norma es cualquier documento o sujeto usado como una base de comparación. Así, una vez que una norma se ha definido, ésta será la única referencia con la que hay que comparar o con lo que en ella se dice. En general, norma es un término que puede ser usado para describir un número de documentos, incluyendo códigos, especificaciones, prácticas recomendadas y un grupo de símbolos. Las normas se pueden considerar mandatorias, tal como el código, o no mandatoria, como en el caso de las prácticas recomendadas.

Un tercer tipo de documento de gran importancia es la especificación. La especificación difiere del código en que ésta describe los requerimientos para una situación particular, mientras que el código lo hace para un campo más amplio, para el caso de fabricación o construcción. Esta diferencia se puede recordar más fácilmente teniendo en cuenta que una especificación describe una parte específica o material que puede llegar a ser una parte integral de un producto fabricado y en concordancia con algún código.

Además, todos los códigos y las normas requieren en sus contenidos de especificaciones. En la soldadura, estas especificaciones se exponen por medio de un documento denominado WPS (Welding Procedure Especification: Especificación del Procedimiento de Soldadura). Estas especificaciones proveen detalles acerca del proceso de soldadura a aplicar.

En la ejecución de las soldaduras se debe hacer referencia permanente a las normas, a los códigos y a las especificaciones para consultar los muchos requerimientos importantes cuando haya que realizar la construcción o la fabricación de un componente.

Estos documentos son producidos por organizaciones de profesionales de orden nacional o por agencias gubernamentales. Dependiendo del tipo de construcción soldada a realizar, diferentes requerimientos serán solicitados.

Hay muchos organismos de normalización que elaboran y publican códigos y especificaciones relacionados con la soldadura. Para comprender adecuadamente esos reglamentos y saber cuándo usarlos se sugiere tener en cuenta las industrias que emplean especificaciones de soldadura.

Algunos productos están protegidos por códigos y especificaciones sobre soldadura. Para propósitos de clasificación de los códigos existentes se elaboran listas de acuerdo con los productos manejados.

Los productos soldados que requieren normalización y se deben ajustar a las normas, códigos y especificaciones, son los siguientes:

• Recipientes a presión.• Reactores nucleares • Tuberías • Puentes y edificios • Barcos • Tanques y recipientes de almacenamiento • Ferrocarriles • Aeroplanos e industria aerospacial • Equipo de construcción y agrícola • Maquinaria industrial • Industria automotriz

Las especificaciones que se aplican a productos semejantes son parecidas en lo concerniente a la soldadura. En algunos casos, las calificaciones de una especificación se pueden aceptar por otra para los mismos productos. La mayoría de fabricantes y contratistas generalmente producen construcciones soldadas que son semejantes o que se rigen por los mismos tipos generales de especificaciones.

Se está tratando de implantar especificaciones más uniformes y de hacer más fácil el intercambio de calificaciones entre distintas especificaciones.

Normas de Soldadura.

La normalización en el campo de la soldadura se apoya en diferentes organismos que estructuran, publican y actualizan normas en diferentes campos de la tecnología y que los organismos de normalización en soldadura referencian, debido al uso extendido que estas normas tienen a nivel mundial.

Normas ASTM: Las numerosas normas de la ASTM (American Society for Testing Material: Sociedad Americana para Prueba de Materiales) se referencian en el código ASME, AWS y en otros códigos, a manera de especificaciones de materiales.

Sin embargo, para el código ASME las referencias de los materiales según ASTM se les antepone la letra S. Así, el acero ASTM A285 se especifica en el código ASME como SA285.

Normas ANSI: El Instituto Nacional Americano de Normas ANSI (American National Standards Institute) ha desarrollado o adoptado otros códigos y normas a los cuales se les refiere como Normas Americanas. Muchos de esos documentos se referencian desde o hacia los diferentes códigos de soldadura.

Códigos en la soldadura.

ASME, API y AWS son tres organismos de normalización en el campo de la soldadura que estructuran, publican y actualizan reglamentos acerca de la construcción de elementos soldados. Su uso se hace casi de manera universal, de tal manera que muchos países del mundo los adoptan a la hora de realizar una construcción soldada.

Código ASME para calderas y Recipientes a Presión: En 1914, ASME creó un comité con el propósito de formular las reglas estandarizadas para la construcción de calderas de vapor y otros recipientes de presión. Este comité se conoce hoy en día como el comité ASME de calderas y recipientes a presión.

La función de este comité es establecer las reglas de seguridad que gobiernen el diseño, la fabricación y la inspección durante la construcción de calderas y tanques a presión y la interpretación de estas reglas cuando pueda surgir una duda con respecto a su intención o alcance. En la formulación de estas reglas el comité de ASME considera las necesidades de los usuarios, los fabricantes y los inspectores autorizados de calderas y tanques a presión.

El objetivo de las reglas del código ASME es el de suministrar una real y razonable protección a la vida y la propiedad, además de proporcionar un margen de deterioro de los equipos en servicio que conduzcan a un periodo de utilización razonablemente largo y seguro. El código ASME de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos prescribe los requerimientos para el diseño y construcción de componentes sometidos a presión.

El código de calderas y recipientes a presión ASME Boiler and Pressure Vessel Codes (BPVC) contiene 11 secciones, las cuales brindan un amplio rango de cobertura:

Sección I Reglas para la construcción de calderas de potencia

Sección II

Especificaciones del material A. Materiales ferrosos B. Materiales No ferrosos C. Materiales de aporte y no consumibles D. Propiedades de los materiales

Sección IIIReglas para la construcción de plantas de potencia nuclear

Sección IVReglas para la construcción de calderas de calefacción

Sección V Ensayos No-Destructivos.

Sección VIReglas recomendadas para el cuidado de operación de calderas para calefacción.

Sección VIIReglas para El cuidado de calderas de potencia.

Sección VIIIReglas para la construcción de recipientes a presión.

Sección IX

Normas para calificación de procedimientos de soldadura y soldadura fuerte (brazing); soldadores, soldadores de soldadura fuerte (brazing); operadores de soldadura y operadores para soldadura fuerte (brazing).

Sección XFibra plástica de refuerzo para recipientes a presión.

Sección XIReglas para la inspección en servicio de componentes de plantas de potencia nuclear.

División 1Reglas para la inspección y pruebas de componentes de plantas con agua blanda (Liviana) enfriada.

División 2Reglas para inspección y pruebas de componentes de plantas con gas enfriado.

División 3Reglas para inspección y pruebas de componentes de plantas de metal líquido enfriado.

En la formulación de las reglas del código ASME y en el estable-cimiento de las presiones máximas de diseño se consideran los materiales, los métodos de fabricación y construcción, el tipo de inspección y los accesorios de seguridad.

Propósito del código ASME sección IX

La sección IX del código ASME es un código de referencia que se relaciona desde sus orígenes con la calificación de los procedimientos de soldadura y la calificación de soldadores para construcciones nuevas tales como calderas, recipientes a presión según la sección I y VIII del código y para tuberías de interconexión según el código ANSI.

Todos los productos fabricados bajo las directrices de esos códigos también se pueden fabricar bajo los reglamentos de diferentes países, estados y provincias que se refieran o reimpriman distintas secciones del código de calderas y recipientes a presión.

En general, la sección IX se usa universalmente a través de Estados Unidos de América y en otras partes del mundo como el método para calificar procedimientos y soldadores para trabajo en recipientes a presión.

Código API 1104 (American Petroleum Institute) Soldabilidad de Oleoducto: El Instituto Americano del Petróleo, publica documentos en todas las áreas relacionadas con la producción, distribución y almacenamiento del petróleo. Estos documentos incluyen los requerimientos de soldadura a tener en cuenta para:

- Tubería y equipo de refinería.- Seguridad y protección contra el fuego.

El código API 1104 cubre la soldadura con arco eléctrico y gas para juntas, con soldadura en ranura y en filete para tuberías de acero al carbono y de baja aleación usadas en la compresión, bombeo y transmisión de petróleo crudo, productos del petróleo, gases combustibles y cuando sea aplicable, soldaduras cubiertas en sistemas de distribución.

La soldadura puede ser efectuada por los procesos:

• Soldadura por arco con electrodo revestido SMAW• Soldadura por arco sumergido SAW • Soldadura por arco con electrodo de tungsteno GTAW• Soldadura por arco con gas de protección GMAW • Soldadura por arco con fundente en el núcleo FCAW• Soldadura oxiacetilénica o proceso de soldadura por termita a tope, o• Por una combinación de éstos procesos usando una soldadura con técnica manual,

semiautomática o por una combinación de éstas técnicas.

La soldadura puede ser realizada en posición fija o posición girada o por una combinación de las dos.

También cubre los criterios de aceptación para ser aplicados a las soldaduras de producción, probadas por ensayos destructivos o inspeccionados por ensayos no destructivos. Incluye los procedimientos para inspección radiográfica.

Otros procesos diferentes a los descritos arriba, serán considerados para incluirse en este código. Las personas que deseen tener otros procesos incluidos deberán suministrar como mínimo la siguiente información, para su consideración ante el comité API:

• Descripción del proceso de soldadura.• Propuesta sobre las variables esenciales.• Especificaciones del proceso de soldadura.• Métodos de inspección de soldadura.• Tipos de discontinuidades y sus límites de aceptación propuestos.• Procedimientos de reparación.

Se pretende que todos los trabajos realizados de acuerdo con esta norma, reúnan o excedan los requerimientos establecidos en ella.

El Instituto Americano del Petróleo (API) publica tres importantes códigos, con las cuales se rige la construcción de tuberías y tanques de almacenamiento. Ellos son:

Código API 1104

Reglamentaciones para la soldadura de tubería.

Código API 620Reglas recomendadas para el diseño y construcción de grandes tanque de almacenamiento y de baja presión.

Código API 650Reglamentaciones para soldar tanques de acero para almacenamiento de hidrocarburos.

El Instituto Americano del Petróleo publica códigos y especificaciones en las áreas relacionadas con la producción, distribución y almacenamiento del petróleo. Estos documentos incluyen los requerimientos de soldadura a tener en cuenta para la construcción de tubería y equipo de refinería.

La soldadura puede ser efectuada con arco eléctrico (SMAW, SAW, GTAW, GMAW y FCAW) o por otros procesos (OAW).

También cubre los criterios de aceptación para ser aplicados a la soldadura de producción, probadas por ensayos destructivos o inspeccionados por ensayos no destructivos.

Código AWS D 1.1 American Welding Society: Este código cubre los requisitos de soldadura aplicables a soldadura de estructuras metálicas cargadas estáticamente.

La premisa fundamental de este código es la de suministrar estipulaciones generales adecuadas para cubrir cualquier situación.

Los criterios de aceptación para producir soldaduras diferentes a las especificadas en este código, pueden ser usadas para una aplicación particular siempre y cuando estén adecuadamente documentados por el proponente y aprobado por el interventor.

El término interventor, se refiere al ingeniero o técnico debidamente calificado para actuar en nombre del propietario en todo lo referente al alcance y aplicación de este código; este criterio de aceptación alternativo puede basarse en la evaluación de la factibilidad para el servicio, respaldado por experiencias, evidencias experimentales o análisis de ingeniería considerando el tipo de material, los efectos de carga de servicio y factores ambientales. La mayoría de las disposiciones de este código son obligatorias cuando se especifique el uso del mismo. Algunas disposiciones son opcionales y únicamente se aplican cuando son especificadas en el documento del contrato para un proyecto particular.

Los procesos de soldadura contemplados por este código son:

• Soldadura por arco con electrodo revestido (SMAW).• Soldadura por arco sumergido (SAW).• Soldadura por arco con gas (GMAW).• Soldadura por arco con fundente en el núcleo (FCAW).

Estos procesos se consideran precalificados y por lo tanto no requieren calificación, siempre y cuando cumplan con las exigencias del código.

Otros procesos como la soldadura por electroescoria (ESW) y electrogas (EGW) pueden ser utilizados si se califican previamente.

Otros procesos pueden ser aplicados siempre y cuando sean calificados y sean aprobados por el interventor. Las pruebas, los procedimientos de uniones soldadas y la limitación de variables esenciales aplicables al proceso específico de la soldadura, deben ser establecidos por el contratista que desarrolla el proceso. El rango de variables esenciales debe estar basado en evidencias documentadas por experiencias con el proceso, o debe hacerse una serie de pruebas para los límites de las variables esenciales. Cualquier cambio para las variables esenciales fuera del rango que se ha establecido requiere recalificación.

El código AWS D 1.1 para acero estructural es publicado por la American Welding Society (Sociedad Americana de la Soldadura). Este describe los requerimientos de soldadura para la construcción de estructuras en acero que sean cargadas estáticamente, dinámicamente y estructuras tubulares. Consta de 12 secciones: en las 7 primeras se contiene tópicos aplicables a todo tipo de estructura, mientras que las secciones 8, 9 y 10 se refieren a requerimientos específicos para estructuras cargadas estáticamente, estructuras cargadas dinámicamente y estructuras tubulares, respectivamente.

Este código cubre los requisitos de soldadura aplicables en la construcción de estructuras cargadas estáticamente. La premisa fundamental de este código es la de suministrar estipulaciones generales adecuadas para cubrir cualquier situación. Los criterios de aceptación para producir soldaduras diferentes a las especificadas en este código pueden ser usados para una aplicación particular siempre en cuando estén adecuadamente documentados.

La mayoría de las disposiciones de este código son obligatorias cuando se especifique el uso del mismo. Algunas disposiciones son opcionales y únicamente se aplican cuando son especificadas en el documento del contrato para un proyecto en particular.

Los procesos de soldadura contemplados por este código son: SMAW, SAW, GMAW, FCAW. Otros procesos pueden ser aplicados siempre y cuando sean calificados y aprobados.

Otros códigos AWS para soldadura estructural:

D1.2: Código para soldadura estructural del aluminio

D1.3Código para soldadura estructural de láminas de hacer

D1.4Código para soldadura estructural de acero reforzado

D1.5 Código para soldadura de puentes

Aplicaciones generales.

El documento “Standard for Welding Procedure and Performance Qualifications” puede llegar a ser el documento de referencia para la calificación de procedimientos y desempeño para todos los códigos, estándares o especificaciones. Se puede usar en documentos contractuales. Al utilizar cualquier código o especificación es importante que sea la última edición o la edición específica de cada caso.

Especificaciones AWS para materiales de aporte.

La AWS expone más de treinta especificaciones para diferentes materiales de aporte. Los diferentes códigos referencian estas especificaciones, aunque el código ASME le antepone las letras SF a la designación AWS.