A carrete de tuboEs una sección prefabricada de tubería, completa con bridas, accesorios, válvulas o extremos soldados, cortada y soldada en un taller con las dimensiones de un dibujo isométrico y entregada al sitio lista para ser atornillada en su lugar.
La razón por la que los compradores pagan por la fabricación de carretes en lugar de cortar tuberías en el campo es simple: la fabricación en taller traslada el trabajo calificado, la soldadura, la inspección y las pruebas hidrostáticas fuera del cronograma de construcción y a un ambiente controlado, y comprime semanas de trabajo de campo en un solo levantamiento.
Pero todo el valor de un carrete se destruye si las dimensiones son incorrectas. Una bobina 4 mm más larga no cabe entre dos bridas; una brida girada con un orificio para un perno fuera de su posición tarda horas en corregirse en una línea viva.
Esta página cubre el sistema de tolerancia que rige la fabricación de carretes de tubería, las prácticas de soldadura detrás de esto y los datos que un comprador debe incluir en la solicitud de presupuesto para que los carretes lleguen al sitio del proyecto y caigan en su lugar.
Por qué la fabricación en taller supera a la fabricación en el campo en cuanto a costo y calidad
El argumento económico a favor de los carretes de tubería se presenta en tres números: productividad de la soldadura, acceso de inspección y compresión del cronograma. Un soldador en un taller con un posicionador y una fuente de energía clasificados para el trabajo completa una soldadura a tope en aproximadamente la mitad del tiempo que la misma soldadura en altura sobre un andamio. Cada soldadura en un taller se puede radiografiar, probar hidrostáticamente y reparar en condiciones controladas antes de enviarse.
Y debido a que los carretes se fabrican en paralelo mientras se realiza la obra civil en el sitio, la ruta crítica del proyecto se acorta según la duración del ciclo de fabricación. El comprador paga una prima de taller por el carrete en sí, y el proyecto se amortiza varias veces con una reducción de la mano de obra en el sitio, menos horas de andamio y grúa, y menos demoras climáticas.
La calidad es la segunda razón. En un taller, el soldador trabaja en un posicionador, el ajuste-de la junta se verifica con la tubería alineada en un accesorio, la soldadura se realiza en la posición más favorable y la soldadura terminada se inspecciona con la tubería en el banco en lugar de sobre una columna. La tasa de rechazo en las soldaduras de taller es consistentemente más baja que en las soldaduras de campo, y una soldadura de taller rechazada se repara mientras el carrete todavía está en el taller, no después de haber sido montado.
El sistema de tolerancia dimensional: los números que deciden el ajuste-
El control dimensional de una bobina comienza con el dibujo isométrico. Cada carrete tiene un número de carrete y cada dimensión en el dibujo lleva una banda de tolerancia. Los valores a continuación son las bandas estándar de la industria-aplicadas a la fabricación de carretes, consistentes con PFI ES-3 y especificaciones comunes de proyectos:
| Dimensión | Tolerancia típica | lo que gobierna |
| Longitud de cara-a-cara (brida a brida) | ±3 mm (±1/8 pulg.) | La envoltura general del carrete; la dimensión más cargada en el dibujo |
| Longitudes de centro-a-centro y de centro-a-cara | ±3mm | Longitudes de recorrido entre los centros de las ramas y las bridas de los extremos |
| Ubicación de las conexiones de las sucursales. | ±3mm | Posiciones de despegue-de sucursales a lo largo del recorrido |
| Perno de brida-rotación del orificio | ±1,5 mm en el círculo de pernos | Si los pernos de la brida están alineados con la brida de acoplamiento en el sitio |
| Cuadratura de brida (inclinación) | 1 mm por 200 mm de diámetro de brida | Perpendicularidad de la cara de la brida al eje de la tubería |
| Desalineación en soldaduras circunferenciales, NPS 24 y menores | 1,6 mm máximo interno/externo | Alineación de la raíz de soldadura entre extremos de tuberías, accesorios o bridas |
| Desalineación en soldaduras circunferenciales, NPS 26 y mayores | 3,2 mm máx. | Juntas de-paredes pesadas-de gran diámetro |
Dos de estas filas causan la mayoría de los problemas del sitio. La tolerancia de rotación del orificio del perno-de la brida es la que los compradores olvidan indicar: una brida soldada a 5 mm de su posición horaria significa que los pernos no pueden pasar a través de la brida de acoplamiento, y la corrección en el sitio es un orificio re-taladrado o una brida de reemplazo.
La fila de cuadratura de la brida es importante dondequiera que el carrete se atornille a una bomba, una válvula o una boquilla de recipiente, porque una cara de brida inclinada introduce tensión de flexión en la boquilla del equipo cuando se levanta la junta. Indicar ambos números en la solicitud de cotización, en lugar de dejar que el fabricante aplique sus propios valores predeterminados, es el seguro más barato en toda la compra del carrete.
Es importante señalar que estas tolerancias no son acumulativas. Un carrete que mide +2 mm en la primera soldadura y +2 mm en la segunda todavía está dentro del sobre de ±3 mm solo si el fabricante controla cada dimensión desde el punto de referencia en el dibujo, no encadenando tolerancias a lo largo del carrete. Los dibujos y el procedimiento de inspección deben indicar el extremo de referencia desde el cual se miden todas las dimensiones.
Soldadura, contracción y compensación-de longitud de corte
La fabricación de carretes es un trabajo de soldadura, y la soldadura encoge el metal. Una sola-soldadura a tope en un tubo de acero inoxidable de pared delgada-puede cerrar la unión en 1-2 mm; una soldadura de múltiples pasadas en acero al carbono de paredes pesadas puede encogerse entre 3 y 4 mm a lo largo del eje. Un fabricante que corta cada tubería a la dimensión del dibujo y luego la suelda producirá un carrete corto por la suma de las contracciones de la soldadura.
Los talleres experimentados compensan agregando el margen de contracción medido a cada longitud de corte y haciendo que la dimensión de ajuste-, no la dimensión de corte, sea la dimensión controlada. La dimensión del dibujo se aplica al carrete terminado entre las caras de la brida, y el taller lo controla con una verificación dimensional en la etapa de ajuste-y nuevamente después de la soldadura.
Los procesos de soldadura en bobinas siguen el material y el código. Los carretes de acero al carbono se sueldan con raíz GTAW y relleno SMAW en el rango de calidad-de campo, o FCAW cuando el proyecto lo permita. Los carretes de aleación de acero inoxidable y de níquel-son GTAW en su totalidad, con relleno coincidente y temperatura entre pasadas controlada, y no se requiere precalentamiento para los grados austeníticos.
Todas las soldaduras son realizadas por soldadores calificados según ASME Sección IX, y las especificaciones del procedimiento de soldadura (WPS) se califican por la misma ruta. Para servicios críticos las soldaduras están 100% radiografiadas; para servicios de proceso estándar, el proyecto generalmente especifica un porcentaje de RT con PT en las pasadas de raíz y tapa.
Después de soldar, cada carrete se inspecciona visualmente, se verifican sus dimensiones y luego se prueba la presión-. La presión de prueba hidrostática normalmente es 1,5 veces la presión de diseño para la clase de tubería, aplicada según la especificación del proyecto, y el carrete se mantiene a la presión de prueba el tiempo suficiente para verificar las juntas.
Cuando no es posible realizar pruebas hidráulicas, se utiliza una prueba neumática a presión reducida con las precauciones de seguridad requeridas. Luego se limpia el carrete probado, se protegen los extremos y se cubren las caras de las bridas antes del envío.
Preparación de extremos y montaje de bridas.
Los extremos de un carrete tienen bridas, biselados para soldadura en campo o lisos, y cada tipo de extremo tiene sus propios puntos de control. Los extremos con bridas requieren que la brida esté en escuadra con respecto al eje de la tubería dentro de la regla de 1 mm por 200 mm, que los orificios de los pernos estén girados a la posición del reloj en el dibujo y que la cara de la brida esté protegida contra salpicaduras de soldadura y daños mecánicos.
Los extremos biselados requieren que el ángulo de bisel, la cara de la raíz y el ángulo incluido coincidan con el diseño de la junta de campo, y el bisel normalmente se inspecciona con un medidor de perfil antes de enviar el carrete. El interior de la tubería en los extremos soldados debe estar libre de sarro y humedad, porque el soldador de campo no volverá a-preparar el extremo; Se ajustarán exactamente a lo que entregó la tienda.
En los carretes con bridas, la soldadura de la brida-a-la tubería es una soldadura a tope de-penetración total para la mayoría de las clases de presión, realizada con la brida clavada y comprobada para comprobar su escuadra antes de pasar la raíz. El dispositivo del fabricante sostiene la brida contra un plano verdadero mientras se realiza la soldadura, y la unión terminada se revisa nuevamente después de enfriarse. Este es el paso donde realmente se aplican las filas de tolerancia en la tabla anterior, y es el paso sobre el que un comprador debe preguntar al calificar a un nuevo fabricante.
Inspección y documentación
Un envío de carrete va acompañado del mismo paquete de documentación que cualquier tubería fabricada: los certificados de soldadura y los registros WPS/PQR, los certificados de fábrica de materiales para tuberías, accesorios y bridas, el informe de inspección dimensional, el certificado de prueba hidrostática y los registros de inspección de soldadura, incluida la película RT o informes digitales cuando sea necesario.
Para los pedidos de exportación, los certificados se emiten según EN 10204 3.1 o 3.2, y la inspección de terceros-por parte de SGS, BV o TUV se organiza previa solicitud. El informe dimensional es el documento que demuestra que los carretes encajarán y debe enumerar cada dimensión en el dibujo con el valor medido conforme a la construcción, no solo una declaración de que el carrete está "dentro de la tolerancia".
Se recomienda la identificación positiva del material (PMI) al recibir los carretes de aleación, porque la diferencia entre 316L y 316, o entre 2205 y 2507, no es visible. Cuando los carretes están hechos de material con certificación dual-, los certificados deben indicar la designación dual para que el control de calidad del sitio pueda hacer coincidir el material con el dibujo.
Qué incluir en la RFQ: los diez puntos de datos que impiden cualquier disputa
Una RFQ de carrete completa es corta y densa. Los siguientes diez elementos, establecidos explícitamente, eliminan casi toda la ambigüedad que produce problemas en el sitio y disputas comerciales:
- Isométricos de carrete o dibujos GA, con números de carrete, dimensiones y el extremo de referencia definido
- Especificación de materiales por línea: estándar y grado de tubería (p. ej., ASTM A312 TP316L), estándar de conexión (B16.9), estándar de brida (clase B16.5 y revestimiento)
- Código de diseño y clase de tubería (por ejemplo, ASME B31.3, clase 150# RF)
- Tolerancias dimensionales: estado ±3 mm lineal, rotación del orificio del perno-y cuadratura de la brida, o nombre PFI ES-3
- Requisitos de soldadura: WPS/PQR, calificaciones del soldador y porcentaje de RT
- Requisitos de prueba: presión de prueba hidrostática y tiempo de retención, o neumática
- Acabado final: tipo bisel, revestimiento de brida, protección de roscas
- Marcado e identificación: estarcido con el número de carrete, color de pintura por línea, sello de material
- Documentación: Certificados EN 10204 3.1, informe dimensional, certificados de prueba.
- Embalaje y envío: embalaje, tapas de extremo, cubiertas de bridas y cronograma de entrega vinculado a la secuencia del proyecto.
La mayoría de las disputas sobre spool se remontan a que uno de estos diez elementos se omite en la solicitud de cotización y se completa de forma predeterminada. El comprador que escribe las filas de tolerancia explícitamente y el fabricante que devuelve un informe dimensional según el plano ya han eliminado las dos causas más comunes de retrabajo en campo.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la tolerancia de longitud estándar para un carrete de tubería fabricada?
R: El estándar de la industria es ±3 mm (±1/8 pulg.) en las dimensiones de cara-a-cara y de centro-a-cara para carretes de hasta aproximadamente NPS 10, y algunas especificaciones permiten ±5 mm en carretes de gran-diámetro superior a NPS 10. Indique el valor en la solicitud de presupuesto en lugar de confiar en el valor predeterminado del fabricante.
P: ¿Por qué es importante la tolerancia de rotación del orificio del perno-de la brida?
R: Una brida soldada fuera de su posición de reloj no aceptará los pernos de la brida de acoplamiento, y la corrección en sitio cuesta mucho más que el retrabajo en el taller. La tolerancia estándar es ±1,5 mm en el círculo del perno y debe escribirse en el dibujo.
P: ¿La soldadura cambia la longitud de un carrete?
R: Sí. Cada soldadura encoge la unión aproximadamente 1-4 mm dependiendo del espesor de la pared y el número de pasadas. Los fabricantes experimentados agregan un margen de contracción a las longitudes de corte y controlan la dimensión de ajuste para que el carrete terminado cumpla con la dimensión del dibujo.
P: ¿Qué pruebas se realizan en los carretes fabricados antes del envío?
R: Inspección visual de todas las soldaduras, inspección dimensional según el plano, prueba hidrostática a la presión de prueba especificada y porcentaje de radiografía u otros END del proyecto. El certificado de prueba y el informe dimensional se envían con los carretes.
P: ¿Se pueden fabricar carretes con aleaciones dúplex y de níquel?
R: Sí. Los carretes se fabrican en aleaciones de acero inoxidable, dúplex y níquel, incluidos los grados 2205, 2507, Inconel, Monel y Hastelloy. El WPS, el metal de aportación y el control entre pasadas deben coincidir con el material y el taller debe estar calificado para la familia de aleaciones.
P: ¿Qué documentación debe llegar con un envío de carrete?
R: El informe de inspección dimensional, el certificado de prueba hidrostática, los registros de soldadura y las referencias WPS/PQR, los certificados de materiales para tuberías, accesorios y bridas, y los informes de END. Para pedidos de exportación, los certificados se emiten según EN 10204 3.1 o 3.2.
