Cómo Obtener el Mejor Rendimiento al Limpiar Soldaduras de Tuberías
Por Igor Dobravc Mesarec, Líder de la Línea de Producción, y Tony Hufford, Gerente de Categoría - Fabricación Metálica, Weiler Abrasives
Las soldaduras multipase requeridas en la construcción de oleoductos y gasoductos son fundamentales, ya que la falla de la soldadura puede ser catastrófica.
Además de estar sujeta a estrictos requisitos de calidad, la construcción de tuberías a menudo se lleva a cabo en entornos desafiantes. Y debido a los tiempos limitados para desarrollar los proyectos y la necesidad de garantizar una penetración de soldadura adecuada entre pases, los operadores y auxiliares generalmente deben desbastar y limpiar las soldaduras mientras aún están calientes.
Todos estos factores hacen que la preparación adecuada de la soldadura y la limpieza entre pases sean cruciales para el éxito del proceso general.
Conocer los errores comunes que se deben evitar y qué productos abrasivos pueden ayudar a realizar el trabajo es importante para mantener la calidad y cumplir con los plazos de producción.
Desafíos de soldadura de tuberías
Como se mencionó anteriormente, el entorno a veces es difícil y las estrictas exigencias de calidad y cronogramas de trabajo generan desafíos en la preparación y limpieza de la soldadura.
En la construcción de tuberías Midstream- Transporte y Almacenamiento, las secciones completas de tubería a menudo se colocan ya biseladas sobre el derecho de paso. El equipo prepara la tubería limpiando el óxido y las picaduras de este bisel. Luego nivelan la superficie y unen los dos extremos de la tubería, dejando un espacio de 1/8 de pulgada entre los biseles de 37 grados de inclinación. El primer pase, llamado pase de raíz o pase de cordón, es el más crítico porque es la base para que los pases restantes se agreguen encima de dicho cordón. El soldador limpia el pase de raíz con un disco abrasivo de 1/8 de pulgada para crear una "U" en preparación para el pase en caliente.
Después del pase de raíz, el segundo pase (pase en caliente) ayuda a garantizar la penetración total de la soldadura. El pase en caliente debe completarse rápidamente después del pase de raíz para evitar que la temperatura de la tubería caiga por debajo de los niveles permitidos. Esto significa desbastar el pase de raíz en una soldadura caliente antes de colocar el pase caliente. Si el diámetro de la tubería es mayor a 12 pulgadas, dos soldadores y dos ayudantes trabajan simultáneamente para colocar y desbaste rápidamente la raíz y el pase en caliente garantizando que no haya distorsión durante el proceso de soldadura.
El pase en caliente y todos los pases posteriores (el número de pases depende del diámetro de la tubería y el grosor de la pared) normalmente se limpian con un cepillo de alambre trenzado conocido como cepillo de cara delgada. Estos productos eliminan inclusiones o impurezas que aparecen en la superficie de la soldadura sin eliminar el material base. Si no se eliminan las inclusiones, puede ocasionar que la soldadura no pase la inspección de rayos X más adelante, lo que resulta en reparaciones o retrabajos costosos.
Un desafío en la soldadura multipase, especialmente durante el desbaste de pase de raíz, es la restricción de espacio en una ranura en V. Es importante elegir productos abrasivos diseñados para ajustar adecuadamente en el bisel para que no se produzca un desbaste accidental de la pared lateral de la tubería, lo que podría causar posibles fallas o retrabajos.
Además, debido a que el pase de raíz se desbasta mientras aún está caliente, los operadores pueden estar desbastando una soldadura de hasta 500 grados Fahrenheit (260 grados Celsius). La soldadura caliente hará que algunos discos abrasivos se cristalicen. Cuando un producto se cristaliza, no está eliminando el material de manera efectiva. Esto puede hacer que los operadores presionen con más fuerza el disco o astillen el borde del disco en un intento por hacer que se desbaste mejor. Sin embargo, astillar el disco es una práctica insegura que puede hacer que se rompa a altas velocidades. Para evitar esto, busque un disco diseñado específicamente para desbastar soldaduras calientes sin cristalizarse.
La vibración es otro desafío durante el desbaste de raíces de tuberías. Un disco que tiene mucho desprendimiento y vibración puede hacer que el brazo o la mano del operador se entumezcan con el tiempo, lo que crea un problema ergonómico. Demasiada vibración también puede hacer que rebote el disco fuera del bisel, y el operador puede dañar accidentalmente la tubería. Esto puede requerir una reparación costosa.
Evita estos 5 errores comunes
Abordar algunos errores comunes en la preparación de soldaduras de tuberías y la limpieza entre pases puede ayudar a mejorar la eficiencia y la seguridad, y producir mejores resultados.
- Limpieza inadecuada: Cuanta más preparación se haga por adelantado en el proceso, menos problemas enfrentará un operador cuando llegue el momento de inspeccionar la soldadura. Si la limpieza y la preparación de la soldadura no se realizan correctamente, pueden producirse inclusiones en la soldadura o incluso fallas costosas. Asegúrese de eliminar todas las picaduras y el óxido de los biseles de la tubería justo antes de colocar y fijar la tubería para preparar el pase de raíz.
- Uso del producto incorrecto: al comienzo del día, los soldadores y los ayudantes de soldadores a menudo reciben una cubeta de productos antes de dirigirse al lugar de trabajo. Si no se les proporcionan los productos adecuados, intentarán hacerlos funcionar debido a su lejanía de la estación de suministro. Sin embargo, el uso de herramientas y productos que no están diseñados para el trabajo a realizar presenta riesgos de seguridad y puede resultar en una soldadura de mala calidad. Tenga en cuenta que no todos los discos de 1/8 de pulgada de grosor son iguales. Algunos discos están diseñados solo para usarse verticalmente, mientras que otros productos también están diseñados para usarse para desbastar. Asegúrese de seguir las recomendaciones del fabricante y nunca use un disco diseñado solo para uso vertical para carear o desbastar transiciones de tubería.
- Demasiada presión: cuando se usa un cepillo de alambre para limpiar soldaduras entre pases, demasiada presión puede causar problemas. Presionar demasiado fuerte doblará los alambres del cepillo de modo que los lados del alambre, en lugar de las puntas, golpeen la soldadura. Esto reduce la eficiencia de la limpieza y también aumenta la probabilidad de fracturas en alambres largos. Deje que el cepillo haga el trabajo para asegurarse de que las puntas golpeen la soldadura para eliminar inclusiones.
- Almacenamiento deficiente del producto: para los productos abrasivos, el almacenamiento y manipulación adecuada son fundamentales para su rendimiento y vida útil. Guarde los productos en un lugar limpio y seco durante la noche y evite colocarlos en el suelo sobre nieve, barro o charcos. Si bien la soldadura de tuberías rara vez se realiza en perfectas condiciones, mantener los productos fuera de la suciedad, el lodo y el agua contribuye en gran medida a optimizar los resultados. A menudo, los soldadores montan los discos abrasivos y otros productos en sus plataformas para poder colgarlos cuando no se usan.
- No usar la guarda de la herramienta: Para el uso seguro de un disco abrasivo, la protección o guarda de la herramienta siempre debe colocarse. Si un operador siente que la guarda se interpone al desbastar o limpiar espacios reducidos, busque una guarda flotante que se pueda ajustar fácilmente.
Productos para la limpieza de soldaduras de tuberías
Desde discos laminados y discos abrasivos hasta cepillos de alambre, existe una gama de productos abrasivos disponibles para la preparación de soldaduras de tuberías y la limpieza entre pases. Un solo producto no cubrirá las necesidades en todas las etapas del proceso, por lo que es importante elegir el producto adecuado para cada trabajo.
Para desbastar el pase de raíz, busque un disco abrasivo que proporcione equilibrio para reducir la vibración y obtener un mejor control al trabajar una ranura de soldadura. Los discos abrasivos ® Tiger de Weiler están diseñados específicamente para ranurar y desbastar tuberías, por lo que pueden usarse para preparar la superficie y la transición, así como para desbastar pases de raíz. Estos discos también están diseñados para romper y desbastar soldaduras calientes, lo que elimina la cristalización. Y desbastan adecuadamente desde el primer uso, por lo que los operadores no sentirán la necesidad de astillar o “abrir” el disco para mejorar el rendimiento.
Weiler Abrasives visitó varios sitios de trabajo y colaboró directamente con los contratistas para desarrollar los discos abrasivos Tiger para pipeline a fin de garantizar que los productos satisfagan las necesidades en tendido de tuberías. Debido a que están diseñadas específicamente para desbastar soldaduras calientes sin generar cristalización y para ofrecer un agarre inmediato, los discos optimizan el rendimiento y eficiencia en la soldadura de tuberías.
Los discos laminados Tiger con respaldo de aluminio son otro producto que se usa típicamente durante la reparación de soldaduras y el biselado. Estos productos tienen menos flexibilidad para un mayor control y son buenos para desbastar picaduras y óxido de los biseles de las tuberías sin redondear el borde. También se pueden usar para emparejar soldaduras durante trabajos de reparación en espacios reducidos.
Para limpiar el pase en caliente y los pases posteriores, se puede utilizar una variedad de cepillos de alambre para hacer el trabajo.
Los cepillos trenzados de cara delgada de Weiler, el estándar de la industria, están diseñados para ajustar en la base de la ranura en V y ser lo suficientemente agresivos como para eliminar las inclusiones en la primera pasada. Los cepillos encapsulados brindan mayor agresividad en espacios reducidos y evitan la rotura del alambre.
Los cepillos para pase de relleno se pueden usar para limpiar pases de relleno y de tapa, ya que tienen una huella más amplia para limpiar áreas de superficie más grandes hacia la parte superior de la ranura en V.
Weiler Abrasives también ofrece cepillos de cara delgada Dually, que tienen una tuerca hexagonal en cada lado que permite a los operadores quitar fácilmente el cepillo de la esmeriladora angular y voltearlo. El diseño proporciona un espacio adecuado para que trabaje la herramienta, por lo que no es necesario quitar la guarda para voltear el cepillo. Esto permite a los operadores aprovechar su función auto-afilante al usar las puntas del cepillo en la dirección opuesta para incrementar la velocidad de limpieza.
No importa qué producto elija para realizar el trabajo, asegúrese de seguir las mejores prácticas para un uso seguro y eficiente. Preste atención a estos factores y piense en “SPOT”:
- Speed and size / Velocidad y Tamaño: Asegúrese de que el producto se ajuste a la herramienta y que su rango de rpm cumpla o exceda la clasificación de rpm de la herramienta.
- Pressure / Presión: Para obtener el rendimiento más eficiente y seguro, use la presión adecuada sin empujar demasiado.
- Orientation / Orientación: El ángulo de la pieza de trabajo en el que se utiliza un abrasivo juega un papel importante en la operación segura. Diferentes herramientas pueden requerir diferentes orientaciones, por lo que el ángulo adecuado puede variar.
- Time / Tiempo: No permanezca ni desbaste en un área por mucho tiempo, lo que puede dañar la soldadura.
Resumiéndolo todo junto
Usar los productos correctos y seguir las mejores prácticas en la preparación de soldaduras y limpieza entre pases puede ayudar a los operadores a evitar inspecciones fallidas y producir soldaduras de alta calidad en entornos desafiantes. También puede ayudar a realizar los proyectos en tiempo y dentro del presupuesto al introducir mejoras, prevenir tiempos muertos y costos de retrabajos.
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Tendencias de la Industria del Petróleo y el Gas
La demanda ha caído en algunas partes del sector del petróleo y el gas, lo que hace que sea aún más importante completar los trabajos de la manera más eficiente posible y utilizar productos que mejoren la productividad. La industria también enfrenta desafíos relacionados con los costos y la búsqueda de soldadores calificados para la construcción y reparación de tuberías.
Pero incluso cuando la industria cambia y la demanda sube y baja, la necesidad de producir energía permanece. Hay varias áreas de crecimiento y oportunidades para el sector.
Con la globalización, las economías regionales en crecimiento generan la necesidad de una mayor capacidad energética en áreas que antes no tenían tanta demanda. Como resultado, se están construyendo más oleoductos en áreas en desarrollo como el norte de África.
Además, la energía limpia está en el radar de todos. Se están construyendo oleoductos en muchas regiones para transportar otras cosas además del petróleo, incluido el gas natural licuado y el combustible de metano.
Estas tendencias hacen que sea esencial contar con métodos efectivos de desbaste y limpieza de soldaduras.
Este artículo apareció en la edición de marzo de 2022 de la revista World Pipelines.
Igor Dobravc Mesarec - Líder de Línea de Producción
Tony Hufford - Gerente de Categoría –Fabricación Metálica
