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MANEJO DE GALGAS

JUAN SEBASTIÁN BARRIOS GUISAO 201320578 DANIEL ALEJANDRO BERNAL QUIROGA 201320253 ALVARO JAVIER DAZA COTAMO 201320059

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE METALURGIA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS TUNJA 2017 1

MANEJO DE GALGAS

Presentado por: JUAN SEBASTIÁN BARRIOS GUISAO DANIEL ALEJANDRO BERNAL QUIROGA ALVARO JAVIER DAZA COTAMO

Presentado a: Ing. CRISTHIAN ANDRES RUGE SANCHEZ

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE METALURGIA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS TUNJA 2017

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TABLA DE CONTENIDO. pág RESUMEN…………………………………………………………………………………6 GLOSARIO…………………………………………………………………………………7 INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………….8 1. OBJETIVOS……………………………………………………………….......9 1.1.

OBJETIVO GENERAL…………………………………………………….9

1.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS……………………………………………..9

2. ALCANCES Y LIMITACIONES……………………………………………..10 2.1.

ALCANCES……………………………………………………………….10

2.2.

LIMITACIONES…………………………………………………………..10

3. MARCO TEÓRICO…………………………………………………………..11 3.1.

GALGA………………………….………………………………………...11

3.2.

TIPOS DE GALGAS DE SOLDADURA………………..………………12

3.2.1. Calibre para soldadura…………………………………………………..12 3.2.2. Plantillas de sondas para soldadura SOLD-11……………………….13 3.2.3. Galga para control de soldadura SOLD-6…………………………….14 3.2.4. Calibre para medición de soldadura HI-LO…………………………...14 3.2.5. Calibre de soldadura SOLD-13…………………………………………15 3.2.6. Calibre para soldadura SOLD-10………………………………………16 3.2.7. Plantilla para control de cateto …………………………………………16 3.2.8. Galga para control de soldaduras HI-LO…………………………...…17

3

3.2.9. Calibre para soldaduras SOLD-8………………………………………18 3.2.10. 3.3.

Catetómetro digital……………………………………………….19

RITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO API 1104 TUBERÍA AWS D. 1.1……………………………………………………………….20

4. PROCEDIMIENTO….……………………………………………………….21 5. CONCLUSIONES……………………………………………………………29 BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA……………………….……………………………….30

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LISTA DE FIGURAS. pág FIGURA 1. Calibre para soldadura……………………………………………………13 FIGURA 2. Plantillas de sondas para soldadura SOLD-11………………………...13 FIGURA 3. Galga para control de soldadura SOLD-6 ………………………………14 FIGURA 4. Calibre para medición de soldadura HI-LO……………………………..15 FIGURA 5. Calibre de soldadura SOLD-13…………………………………………..15 FIGURA 6. Calibre para soldadura SOLD-10………………………….....................16 FIGURA 7. Plantilla para control de cateto……………………………………………17 FIGURA 8. Galga para control de soldaduras HI-LO………………………………..17 FIGURA 9. Calibre para soldaduras SOLD-8…………………………………………18 FIGURA 10. Catetómetro digital……………………………………………………….19 FIGURA 11. Medición del ángulo de preparación……………………………………21 FIGURA 12. Medición de Profundidad de mordedura……………………………….22 FIGURA 13. Medición del sobre espesor……………………………………………..22 FIGURA 14. Medición de garganta en rincón………………………………………...23 FIGURA 15. Medición de longitud de pierna en rincón……………………………...24 FIGURA 16. Medición del des alineamiento………………………………………….24 FIGURA 17. Medición del alineamiento de juntas en tuberías……………………..25 FIGURA 18. Medición de tamaños de soldadura en filete…………………………..26 FIGURA 19. Medición de la convexidad de la soldadura……………………………26 FIGURA 20. Medición de profundidad de mordedura…………………………….....27 FIGURA 21. Medición de la altura de la soldadura……………………………….....28 FIGURA 22. Medición del tamaño de los porros……………………………………..28

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RESUMEN.

En esta práctica de laboratorio se aprendió a manejar los instrumentos denominados ‘Galgas de medición para soldadura’ utilizados en la industria para realizar inspección visual en soldaduras, utilizando cordones de soldadura a tope y cordones de soldadura en filete. Se determinó la calidad de los cordones de soldadura utilizando los tipos de galgas, ya que permiten determinar algunas imperfecciones como poros y socavados; también permite medir la altura, profundidad y ángulos de los cordones de soldadura. Estas mediciones dieron una idea del estado de las soldaduras para decidir los criterios de aceptación y rechazo de las muestras que se trabajaron.

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GLOSARIO.



A.W.S D 1.1: Este Código contiene los requerimientos para la fabricación y el montaje de las estructuras de acero soldadas. Cuando este código está estipulado en los documentos del contrato, se requerirá la conformidad de todas las estipulaciones del Código, excepto aquellas en que los documentos del Ingeniero o del Contrato las modifiquen específicamente o las exima.



A.P.I. 1104: La norma API 1104, es de amplio uso en la construcción y mantenimiento de líneas de conducción. La misma aborda diversos temas relacionados con las Calificaciones de los procedimientos de soldadura y la calificación de soldadores.



Concavidad: es la parte que se asemeja a la zona interior de una circunferencia o de una esfera, es decir, que tiene su parte hundida dirigida al observador.



Convexidad: es la zona que se asemeja al exterior de una circunferencia o una superficie esférica, es decir, que tiene su parte sobresaliente dirigida al observador.

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INTRODUCCIÓN.

En la industria actualmente los Ensayos No Destructivos son de gran utilidad por su facilidad de realizar y bajo costo, por lo cual tienen un gran impacto en la industria petrolera para determinar todos los estándares de soldadura que revelan posibles fallas en la superficie de un depósito de soldadura o en el material base y es por tanto, una indicación valiosa sobre la calidad de una unión soldada. Las personas, en cada una de las profesiones, tienen un juego de herramientas básicas que se aplican a las labores de sus trabajos. Muchas de éstas herramientas son estándares o de propósito general, y sirven para hacer mediciones básicas. El resultado obtenido del uso de estas herramientas depende de la habilidad y la destreza del operador. De este modo, los trabajadores a través del entrenamiento y la experiencia adquieren el sentido del tacto necesario para aplicarlo apropiadamente a las herramientas. En este caso, los ingenieros metalúrgicos tienen que tener un conocimiento sobre el área de los Ensayos No Destructivos, más específicamente sobre el manejo correcto de galgas de medición de superficies soldadas, para el correcto aseguramiento de la calidad de una construcción soldada, ya que es fundamental tener en cuenta todos los factores y variables que puede tener un área soldada, usando normas guía como la A.W.S D1.1 y A.P.I 1104, las cuales brindan la idea de cómo se deben calificar las superficies soldadas.

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1. OBJETIVOS.

1.1. OBJETIVO GENERAL.



Aprender a utilizar las diferentes galgas de medición de una forma correcta en distintas superficies soldadas.

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.



Determinar en qué casos es factible utilizar apropiadamente cada galga para medición de superficies soldadas.



Adquirir la habilidad de poder calibrar sin problemas cada una de las galgas manejadas.



Interpretar con claridad los resultados obtenidos en cada medición con cada una de las galgas.

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2. ALCANCES Y LIMITACIONES.

2.1. ALCANCES.



Esta práctica de laboratorio abarcará el estudio y manejo de los diferentes tipos de galgas de soldadura que existen en Ensayos No destructivos.



El ensayo que se realizará en esta práctica abarcará la posible inspección de piezas soldadas bajo diferentes códigos como: ASME, AWS D 1.1, AWS D 1.5.



Se presentará el procedimiento de manejo de galgas dentro del laboratorio por cada integrante del grupo de trabajo que realizará este informe.

2.2. LIMITACIONES.



El desarrollo de la práctica se tardó un poco, ya que solo se contaba con un juego de galgas de soldadura.



Se presentaron ciertas dudas con respecto a la calibración de algunas galgas utilizadas durante el desarrollo de la práctica.

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3. MARCO TEÓRICO.

Es necesario tener muy claro el concepto de galga y lo que significa en la inspección de soldaduras para Ensayos No Destructivos.

3.1. GALGA. Se llama galga o calibre fijo a los elementos que se utilizan en el mecanizado de piezas para la verificación de las cotas con tolerancias estrechas cuando se trata de la verificación de piezas en serie. La galga también es una unidad de medida, ésta es utilizada para indicar el grosor (espesor) de materiales muy delgados o extremadamente finos; la galga se define como el grosor de un objeto expresado en micras multiplicado por 4. Así, por ejemplo, una lámina de polietileno que tenga 25 micras (0,025 mm) de grosor será de 100 galgas; por tanto, la galga equivale a un cuarto de millonésima de metro (2,5 × 10-7 m). Las galgas que son calibres fijos no siempre indican su medición y pueden ser meras réplicas de la pieza modelo, lo cual las abarata, así algunas sirven sólo para establecer un patrón, con el que se compara la pieza para establecer su validez; están formadas por un mango de sujeción y dos elementos de medida, donde una medida corresponde al valor máximo de la cota a medir, y se llama «NO PASA» (en inglés «NOT GO»), y la otra medida corresponde al valor mínimo de la cota a medir, y se llama «PASA» («GO»). Las galgas son de acero, templado y rectificado, o de carburos, con una gran precisión de ejecución, también se hacen galgas cerámicas de zirconia. Las dimensiones, dureza y título de las galgas están estandarizados en la norma DIN 2275.1

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http://www.escuelaing.edu.co/uploads/laboratorios/2733_GALGAS.pdf

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3.2. TIPOS DE GALGAS DE SOLDADURA. Las galgas pueden ser individuales, que se usan por torsión (movimiento de deslizamiento y giro), o juegos que agrupan varias galgas con hasta cien placas lisas de diversas formas (rectangulares o redondeadas) y tamaños, también llamados estos últimos bloques de Johansson, en honor a C. E. Johansson, quien los inventó a principios de Años 1900, en los cuales las galgas se pueden armar para obtener diferentes longitudes, alcanzándose una precisión de hasta 0,05 µm. Las Galgas de Soldadura permiten chequear con precisión las soldaduras de variados tamaños rápida y fácilmente. Se puede medir: Espesor de la garganta de soldadura, Tipo de Filete, Longitud de la Soldadura, Desalineamiento, y mucho más dependiendo de la galga seleccionada. Todas las galgas son hechas con todas las normas, vienen en diferentes tipos y cumplen con todos sus requerimientos. Algunos tipos de galgas de soldadura son:

3.2.1. Calibre para soldadura.

2



Descripción: galga de soldadura para evaluar imperfecciones en uniones soldadas. Permite la medición de longitudes de lado de las soldaduras en ángulo, espesores de garganta y sobreespesores de las soldaduras a tope.



Aplicación: permite medir concavidad, convexidad, refuerzo y la pata de filete.



Características: fabricado en acero inoxidable, graduación en bajo relieve, con tornillo de fijación y provisto en estuche de cuerina.2

https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURA-ASW

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FIGURA 1. Calibre para soldadura.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURAASW

3.2.2. Plantillas de sondas para soldadura SOLD-11. 



Aplicación: este instrumento permite una medición rápida y precisa de 11 tamaños de filete de soldadura: 1/6, 3/16, 5/16, 3/8, 7/16, ½, 5/8, ¾, 7/8 y 1’’, y sus equivalencias métricas para determinar los tamaños de soldaduras, ya sean cóncavos o convexos. Características: las sondas son fabricadas en acero acero inoxidable, de pequeñas dimensiones, puede ser transportado en el bolsillo, los cantos son biselados para evitar cortes y provisto en estuche de cuerina.

FIGURA 2. Plantillas de sondas para soldadura SOLD-11.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURAASW

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3.2.3. Galga para control de soldadura SOLD-6.  

Aplicación: permite controlar diferentes propiedades de soldaduras. Características: hi-lo exterior y desalineamiento, cateto, ancho de corona, profundidad de bisel, ángulo de bisel, distancia entre partes (root) y largo de pata.

FIGURA 3. Galga para control de soldadura SOLD-6.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURAASW

3.2.4. Calibre para medición de soldadura HI-LO. 



Aplicación: permite la medición de desalineamiento interno de tuberías, desalineamiento externo en el montaje, sobreespesor de la soldadura y altura de la soldadura de filete. Características: fabricado en acero inoxidable, graduación en sistema métrico e imperial en bajo relieve y provisto en estuche plástico.

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FIGURA 4. Calibre para medición de soldadura HI-LO.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURAASW

3.2.5. Calibre de soldadura SOLD-13. 



Aplicación: permite medir la profundidad del corte inferior, la porosidad de comparación, la cantidad de porosidad por cada pulgada lineal y altura de la corona. Características: fabricado en acero inoxidable, graduación en bajo relieve y provisto en estuche de cuerina.

FIGURA 5. Calibre de soldadura SOLD-13.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURAASW

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3.2.6. Calibre para soldadura SOLD-10.

 

Aplicación: medición de diferentes propiedades de la soldadura. Características: fabricado en acero inoxidable, medición de ángulo y preparación, medición de filete y refuerzo, medición de longitud y medición de raíz.

FIGURA 6. Calibre para soldadura SOLD-10.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURAASW

3.2.7. Plantilla para control de cateto.  

Aplicación: permite controlar por comparación el avance del cordón de soldadura (cateto). Características: fabricadas en acero inoxidable, compuesto por 12 sondas y medidas de 3/ 3,5/ 4/ 4,5/ 5/ 5,5/ 6/ 6,5/ 7/ 8/ 10/ Y 12 mm.

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FIGURA 7. Plantilla para control de cateto.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURAASW

3.2.8. Galga para control de soldaduras HI-LO. 



Aplicación: Permite la medición (en milímetros) de desalineamientos de la preparación en uniones a tope de chapas y tubos (galga de gancho) así como de la anchura de las aberturas (espacio Rotweld). Características: Graduado en sistema métrico, fabricado en acero inoxidable y provisto en estuche plástico.

FIGURA 8. Galga para control de soldaduras HI-LO.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURAASW

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3.2.9. Calibre para soldaduras SOLD-8.  

Aplicación: permite medir diferentes propiedades de la soldadura. Características:  Determina la plata o altura del filete aportado.  Chequea cuello cóncavo, la permisible tolerancia del cuello y cuello escaso de aportación.  Chequea cuello convexo, permisible tolerancia de cuello con exceso de aportación.  Chequea cuellos en tope.  Fabricado en acero inoxidable.

FIGURA 9. Calibre para soldaduras SOLD-8.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURAASW

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3.2.10. 



Catetómetro Digital.

Aplicación: Permite la medición (en milímetros) de espesores de garganta de las soldaduras en ángulo y sobreespesores de las soldaduras a tope. Los lados de la galga están conformados con ángulos de 60°. 70°, 80° y 90° para verificar por comparación el ángulo de preparación de uniones en V. Características: Fabricación en acero inoxidable. Capacidad de medición 0-20mm. Resolución: 0,01mm. Funciones electrónicas: Tecla de encendido/apagado, tecla de conversión de unidades (mm/pulgadas), tecla de puesto en cero (en cualquier punto).  Salida de datos (interfase y software opcional).  Alimentación: 1 batería SR44 o LR44.    

FIGURA 10. Catetómetro digital.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/258854197/TIPOS-DE-GALGAS-PARA-SOLDADURAASW

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3.3. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO API 1104 TUBERÍA AWS D. 1.1.

Fuente: https://es.scribd.com/doc/218735847/TABLA-6-1-AWS-D1-1-2010. 20

4. PROCEDIMIENTO.

En la presente práctica, se identificaron los diferentes instrumentos de inspección visual, para evaluar los defectos de soldadura en tuberías. Se comprendió el funcionamiento de cada galga de soldadura, las cuales se emplean para medir abolladuras y deformaciones de sistemas de soldadora en tuberías, tanques de almacenamiento, etc. En primer lugar, se manejaron y comprendieron las funciones que cumplía la galga completa de soldadura o también llamada galga Cambridge, con la cual es posible hacer las siguientes mediciones, ya sea en milímetros o en pulgadas. 

Angulo de preparación: Con ayuda de esta galga se mide la inclinación del bisel que hay en una tubería a la hora de aplicar la soldadora.

FIGURA 11. Medición del ángulo de preparación.

Fuente: autores.



Profundidad de mordedura: Si la soldadura aplicada, tiene alguna imperfección, como una mordedura (hueco o agujero en el cordón aplicado), esta galga permite medir la profundidad de dicha imperfección. 21

FIGURA 12. Medición de Profundidad de mordedura.

Fuente: autores.



Exceso de metal o sobre-espesor: Esta galga permite medir el tamaño de la soldadura aplicada o también el sobre-espesor que tiene el cordón.

FIGURA 13. Medición del sobre espesor.

Fuente: autores. 22



Tamaño de garganta en rincón: Esta galga, posee otro sistema de medición por la parte de atrás, la cual puede medir el tamaño de la garganta (distancia del vértice del filete hasta la línea que une las dos piernas) del cordón de soldadura en soldaduras en filete.

FIGURA 14. Medición de garganta en rincón.

Fuente: autores.



Longitud de pierna en rincón: Esta galga también puede medir la longitud de pierna de las soldaduras en filete, la cual proporciona la resistencia que tiene el cordón de soldadura.

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FIGURA 15. Medición de longitud de pierna en rincón.

Fuente: autores.



Des alineamiento (alta-baja): Permite medir la separación entre placas que existe luego de aplicar el cordón de soldadura, es decir, el des alineamiento entre ellas.

FIGURA 16. Medición del des alineamiento.

Fuente: autores. 24

Posteriormente se identificó y manej ó la galga Hi-Lo que permite medir el alineamiento interno de una junta soldada en tuberías o el des-alineamiento de la tubería después de aplicar el cordón de soldadura. Las medidas son realizadas en pulgadas o en milímetros.

FIGURA 17. Medición del alineamiento de juntas en tuberías.

Fuente: autores.

El siguiente instrumento empleado durante el trascurso de la práctica fue el kit de 7 galgas llamado V-WAC para soldaduras en filete, Este grupo de instrumentos permitió realizar una medición rápida y precisa de 11 tamaños de soldadura e...