Los informes de inspección de soldadura rara vez culpan a la soldadura misma por una mala unión; Le echan la culpa al ajuste-y el ajuste-comienza al final del tubo. El ángulo de bisel, la cara de la raíz, la dimensión del terreno y el ángulo incluido se establecen antes del primer arco y deciden si la pasada de la raíz penetra, si el metal de soldadura llena la junta y si la soldadura terminada cumple con el estándar radiográfico que exige el código.
Este artículo explica los tipos de bisel estándar, las tolerancias que los rigen, las opciones-de preparación final para diferentes procesos de soldadura y los puntos de inspección que un comprador debe colocar en el PO.
La geometría de bisel estándar
La preparación de soldadura predeterminada para tuberías de soldadura a tope-es el bisel en V único: un ángulo de bisel de 30 grados en cada lado, lo que da un ángulo incluido de 60 grados, con una cara de raíz (la superficie) de aproximadamente 1,6 mm y un espacio de raíz establecido por el instalador antes de soldar. La geometría existe para equilibrar dos necesidades opuestas: suficiente apertura para que el electrodo o cable llegue a la raíz y suficiente tierra para evitar que el paso de la raíz se queme.
| Característica de bisel | Valor típico | Efecto sobre la soldadura |
| Ángulo de bisel (cada lado) | 30 grados (±2,5 grados) | Controla el acceso a la raíz. |
| Ángulo incluido | 60 grados | Establece el volumen del metal de soldadura. |
| Cara de raíz (tierra) | 1,6 mm (±0,8 mm) | Evita la quema-en el paso de raíz |
| Brecha de raíz | 2 – 3 mm típico | Permite la penetración de las raíces. |
| Cuadratura del extremo del tubo | Dentro de 1 mm en la mayoría de las especificaciones | Mantiene el espacio uniforme alrededor de la articulación. |
Los valores anteriores son rangos típicos; los números de control provienen de la especificación del procedimiento de soldadura (WPS) y el código aplicable, y cada dimensión en el extremo preparado debe medirse contra esa WPS, no contra la memoria.
Tipos de bisel y cuándo se utiliza cada uno
Los diferentes espesores de pared y procesos de soldadura requieren preparaciones diferentes:
- Bisel en V único:el valor predeterminado para espesores de pared de hasta aproximadamente 19 mm; un lado está biselado, el otro lado de la junta lo refleja.
- Bisel doble V:Se utiliza en paredes más pesadas para equilibrar el volumen de soldadura de ambos lados y controlar la distorsión.
- Bisel único en U o J:preferido para tuberías de níquel y aleación de-pared gruesa, donde el perfil en U reduce el volumen del metal de soldadura y el riesgo de falta-de-fusión en la raíz.
- Bisel compuesto:especificado para secciones de pared muy pesadas en alta-presión y servicio amargo.
- Borde cuadrado (sin bisel):Se usa solo para tuberías-de pared delgada donde se logra una penetración completa sin una abertura.
La regla es tanto económica como técnica: el tipo de bisel fija el volumen del metal de soldadura, y el volumen del metal de soldadura fija las horas, el consumo de relleno y el control de la distorsión. Las líneas de pared-gruesas justifican la preparación en U más costosa porque el volumen reducido de soldadura se amortiza en menos pasadas.
Métodos de preparación final y sus firmas.
Los extremos de las tuberías se preparan mediante mecanizado, esmerilado o corte térmico, y cada método deja una huella que afecta la calidad de la soldadura:
- Extremos mecanizados (biseladora o torno):la geometría más consistente; el estándar para tuberías de aleación, dúplex y de níquel donde el control dimensional es importante.
- Molienda:Aceptable para reparación de acero al carbono y preparación de campo, pero sujeto a variaciones en el terreno y el ángulo.
- Corte con oxi-combustible o plasma:rápido para acero al carbono, pero deja un borde-afectado por el calor y escamas de óxido que se deben pulir hasta obtener metal limpio antes de soldar; nunca es aceptable como superficie final para aleaciones.
Para aleaciones de acero inoxidable, dúplex y níquel, el corte térmico sin mecanizado o rectificado posterior del borde afectado por el calor-es una preparación rechazada, porque el borde cortado lleva precipitación de carburo y óxido que fragilizan el inicio de la soldadura.
Fit-Up: donde el bisel se encuentra con el socio
El fin preparado sólo importa en relación con su pareja. Las comprobaciones de ajuste-comparan los dos extremos biselados para determinar la alineación, la uniformidad del espacio y la falta de coincidencia de la superficie interna (alta-baja), y cada uno de estos se mide antes de la soldadura por puntos:
- Alineación interna:el alto-bajo interno por encima del límite de WPS crea una repisa que atrapa la escoria y provoca una falta-de-fusión; el límite suele ser de 1,5 mm en la mayoría de las especificaciones, más estricto en aleaciones y servicios de fluencia.
- Uniformidad de brechas:el espacio de la raíz debe mantenerse dentro de la banda WPS en toda la circunferencia; un espacio que se cierra en un lado impide la penetración de la raíz.
- Limpieza del bisel:Se debe eliminar aceite, óxido, humedad y óxido de ambas caras dentro de la banda de limpieza antes de soldar.
La verdad sobre el terreno es que la mayoría de los defectos de raíz son-defectos de ajuste que se descubren después de la soldadura. Medir la alineación y la separación antes de la primera pasada es toda la prevención.
Qué especificar en la orden de compra
Los compradores de tuberías y accesorios deben incluir el requisito-de preparación final en la orden de compra de forma explícita:
- Indique el tipo de bisel y el ángulo (por ejemplo, V simple, 30 grados, plano de 1,6 mm) según el WPS del proyecto.
- Requerir extremos mecanizados para productos de aleación, dúplex y níquel a menos que el proyecto acepte extremos rectificados.
- Requiere tapas o protectores para los extremos biselados para preservar la superficie preparada durante el transporte.
- Indique el requisito de limpieza (sin aceite, óxido u óxido en la zona de soldadura).
- Especifique la cuadratura y las bandas de tolerancia del terreno para que la inspección recibida tenga una aceptación mensurable.
La preparación de los extremos de las tuberías es el control de calidad más económico en la soldadura porque ocurre antes del arco, cuando la corrección cuesta minutos en lugar de repetir las radiografías. Especificar el bisel, el mecanizado y la limpieza en el PO - y medir el ajuste-antes de la pasada de raíz - es la disciplina que mantiene alta la calidad de la soldadura y bajas tasas de reparación en todo el proyecto.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el ángulo de bisel estándar para soldar tuberías?
La preparación predeterminada en V única utiliza un ángulo de bisel de 30 grados en cada lado para un ángulo incluido de 60 grados, con una cara radicular de aproximadamente 1,6 mm y un espacio radicular de 2 a 3 mm. Los valores exactos provienen de la especificación del procedimiento de soldadura, no de la memoria.
¿Cuál es la diferencia entre el ángulo de bisel y la cara de la raíz?
El ángulo de bisel es la pendiente cortada en cada extremo de la tubería que abre la junta para el acceso a los electrodos; la cara de la raíz (tierra) es la pequeña parte plana en el borde interior que soporta el paso de la raíz y evita que se queme. Ambas dimensiones deben estar dentro de las tolerancias WPS para una raíz sólida.
¿Cuándo se utiliza un bisel en U o J en lugar de un bisel en V?
En tuberías de níquel y aleación de-pared gruesa, donde el perfil U o J reduce el volumen del metal de soldadura y reduce el riesgo de falta-de-fusión en la raíz. La preparación más cara se amortiza con menos pasadas y una mejor calidad de raíz en secciones pesadas.
¿Puedo soldar un extremo de tubería cortado con oxi-combustible o plasma?
Los extremos cortados de acero al carbono deben pulirse hasta obtener metal limpio para eliminar las incrustaciones de óxido y el borde afectado por el calor-antes de soldarlos. Para aleaciones inoxidables, dúplex y de níquel, el corte térmico sin mecanizado o rectificado posterior es una preparación rechazada porque lleva precipitación de carburo y óxido.
¿Qué es el alto-bajo interno y por qué es importante?
El alto-bajo interno es la desalineación entre las superficies interiores de los dos extremos de la tubería que se están soldando. Por encima del límite de WPS (normalmente alrededor de 1,5 mm en la mayoría de las especificaciones), se crea un saliente que atrapa la escoria y provoca una falta-de-fusión. Se mide antes de la soldadura por puntos, no después.
