Norma técnica de Uniones por termofusión de tuberías y accesorios de polietileno APROB ADO
REVISADO
ELA BORA DO
SUBGENENTE OPERACIÓN Y CONTROL Juan Carlos Bernal B.
JEFE DE CONTROL DE CALIDAD Y DIAGNOSTICO DE REDES Fabricio Costa C.
SUPERVISOR DE CONTROL DE CALIDAD Y DIAGNOSTICO DE REDES Adriana Espinoza L.
14-01-2013
002
NTS-IA-025
Control de Cambios Breve Descripció n
1.
Ubicación en el Documento
Modificaciones Modificaciones especificas especificas y generales generales de Punto 4 Requisitos Requisitos para la unión por termofusión de tuberías y accesorios de polietileno Modificaciones Modificaciones específicas específicas y generales generales de Punto 5 Pruebas Pruebas ejercidas para controlar la correcta elaboración de uniones por termofusión Punto 6 Muestreo Modificación especificas y generales del muestreo
Alcance Esta norma establece los requisitos que deben tenerse en cuenta para realizar uniones con tuberías y accesorios de polietileno (PE) mediante uniones por termofusión en campo o taller.
2.
Referencias Para la elaboración de este documento consideraron los criterios establecidos en:
PR-GEN-001 Elaboración de Documentos. ASTM: F 2620 – 11e01 Practica Estándar para Uniones por Termofusión de Tubería y Accesorios de Polietileno. ISO 21307 Plastic pipes and fitting – Butt fusion jointing procedures for polyethylene (PE) pipes and fitting used in the construction of gas and water distribution systems. ISO 4065 Thermoplastics pipes – Universal wall thickness table. NTE INEN-ISO 2859-1 Procedimientos de muestreo para inspección por atributos. Parte 1. Programa de muestreo clasificado por el nivel aceptable de calidad (AQL) para inspección lote a lote.
Ad ver ten ci a:
Este documento es de propiedad de Interagua C. Ltda. y no puede ser reproducido, en su totalidad o parcialmente, ni facilitado a terceros sin el consentimiento de su Propietario. Al momento de ser impreso sin autorización se considera c onsidera como COPIA NO CONTROLADA, para confirmar el estado de revisión consultar c onsultar el documento que se encuentra publicado en la Intranet de propiedad de
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3.
Definic iones y Ab reviaturas
4.
Presión Interfacial: Presión ejercida en la placa calentadora por el extremo de la tubería o de un accesorio durante el precalentamiento, durante la unión y el enfriamiento. Esta presión y las dimensiones de la tubería se utilizan para calcular las presiones de operación que se registrarán en el equipo para realizar la unión.
Requisitos 4.1. Generales
INTERAGUA certificará a los operadores que ejecutan la termofusión en las tuberías y accesorios de polietileno, donde se verificará el conocimiento en los procesos, tiempo y presiones normalizadas para efectuar una correcta soldadura.
Los equipos de termofusión serán verificados y certificados para su correcto funcionamiento por el departamento de calidad de INTERAGUA
Las herramientas calentadoras debe de estar completamente operativa y sus superficies deberán poseer caras recubiertas con material antiadherente; su rango de control de temperatura deberá ser mayor a la especificación de temperaturas de calentamiento, que dependerá del proceso a realizarse. Las herramientas calentadoras tendrán un termómetro u otro dispositivo indicador de temperatura incorporado.
Las máquinas de fusión manual e hidráulica, deberá tener mordazas lo suficientemente robustas para soportar los esfuerzos a los cuales serán sometidos, evitando su deslizamiento durante la operación.
El refrentador deberá ser robusto con capacidad adecuada de corte, debe poseer mecanismos de seguro que lo mantengan en correcta posición y dentro de la maquina durante su operación.
Se deberá utilizar un pirómetro u otro dispositivo similar para medir la temperatura de la superficie exterior de la cara de la placa calentadora. Esta verificación se la realizará de manera obligatoria en la primera unión del día y periódicamente.
Tanto en equipos manuales como en los hidráulicos, se debe de garantizar la trazabilidad de cada pega indicando el nombre del operador responsable del proceso, norma aplicable y datos como presión, temperatura y tiempos de fusión.
Para el caso de equipos hidráulicos se recomienda el uso de equipos como Data Logger para el registro de pegas y trazabilidad.
Antes de iniciar el procedimiento de Termofusión se debe de limpiar el interior y el exterior de la tubería o accesorio que serán unidos, con un trapo o paño humedecidos con alcohol, asegurándose de retirar todas las partículas extrañas de las superficies.
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Es requisito indispensable presentar las tablas del equipo con sus respectivos parámetros de operación de presión, temperatura y tiempo correspondientes para el tipo de material y diámetros a unir. En caso de no cumplir con este requisito estará a criterio de la fiscalización o supervisión de INTERAGUA la suspensión de los trabajos.
4.2. Específicos
En los casos de fusión de encaje se deberá utilizar biselador y anillo frío durante el proceso de manera obligatoria
Para el proceso de fusión de silleta, se debe de asegurar que las partes de contacto entre la silleta y el tubo a fusionar, se encuentren correctamente lijadas, secas, y libre de todo tipo de contaminante.
4.3. Equipos -
-
El equipo que se usará en el proceso constara de las siguientes maquinarias:
Herramienta calentadora con dial de ajuste de temperaturas
La máquina de fusión
Refrentador
Máquina para pruebas de campo en fusión a tope a partir de 63mm de diámetro nominal.
La selección del mecanismo de funcionamiento del equipo dependerá del diámetro de la tubería a unir, estos parámetros de detallan a continuación.
Diámetros (mm) Equipo manual
Equipo Hidráulico
20 - 110
X
X
160 en adelante
N/A
X
X : Equipo que puede ser utilizado N/A: No aplica -
Los manuales y tablas del equipo deberán ser de fácil comprensión para el operador y/o fiscalización.
-
Los instrumentos de medición de los equipos deberán estar calibrados y/o verificados y se deberá presentar el respectivo certificado.
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4.4. Procedimiento de trabajo
El procedimiento de trabajo deberá realizarse de acuerdo a lo especificado en las tablas del equipo. En esta norma se detallan clasificaciones de acuerdo a la presión y a la aplicación. En caso de seleccionar los procesos por variación de presión se deberá revisar procedimientos de la norma ISO 21307, y si se selecciona los procesos de acuerdo a su aplicación se deberá revisar procedimientos de la norma ASTM: F 2620 – 11e01. En caso de verificación o análisis de las tablas de los equipos se podrá usar las tablas presentadas en esta norma.
4.4.1 Fusión Simple de baja presión
Seguir procedimiento de Unión Simple de baja presión según norma ISO 21307 Parámetros
Unidades
Valores
Temperatura de la placa calentadora Presión inicial para formar el labio Tamaño mínimo del labio inicial Tiempo mínimo con la placa calentadora luego de reducir la presión Presión con la placa calentadora Tiempo máximo para remover la placa calentadora Presión de unión Máximo tiempo para llegar a la presión interfacial Tiempo mínimo de enfriamiento en la maquina con presión Tiempo mínimo de enfriamiento sin presión
°C MPA mm
205 - 235 0,15 ± 0,02 0,5 + 0,1 ena
s
(11 ± 1) en
MPA s MPA s
0 0,1en + 4 0,15 ± 0,02 0,4en + 2
min
en +
3
min
en +
3
Donde a: es máximo 6 mm
es el espesor de pared tabulado en ISO 4065, correspondiente al mínimo espesor de pared para cualquier punto. en:
Figura 1: Grafico del ciclo de unión simple de baja presión Nombre:
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Donde:
X: Tiempo Y: Presión t1: Tiempo inicial de formación de labio t2: Tiempo en el que la placa calentadora permanece con la presión reducida t3: Tiempo para retirar la placa calentadora
t4: Tiempo para alcanzar la unión con presión t5: Tiempo de enfriamiento con presión t6: Tiempo de enfriamiento sin presión p1: Presión inicial para formar el labio p2: Presión con placa calentadora p3: Presión de unión
4.4.2 Fusión Doble de baja presió n
Seguir procedimiento de Unión Doble de baja presión según norma ISO 21307 Parámetro s
Unidades
Valores
Temperatura de la placa calentadora Presión inicial para formar el labio
°C MPA
225 - 240 0,15 ± 0,02
Tamaño mínimo del labio inicial Tiempo mínimo con la placa calentadora luego de reducir la presión Presión con la placa calentadora Tiempo máximo para remover la placa calentadora Presión de unión Tiempo de unión Ciclo de enfriamiento, reducción de presión Tiempo mínimo de enfriamiento en la maquina con presión Tiempo mínimo de enfriamiento sin presión
mm
0,5 + 0,1ena
s MPA s MPA s MPA
10 en + 60 0 0,15 ± 0,02 10 ± 1 (0,025 ±0,002) b
min min
Revisar tabla A2 Revisar tabla A2
≤ 10
Donde a: es máximo 6 mm b: Si el espesor de pared es alrededor de 20 mm
es el espesor de pared tabulado en ISO 4065, correspondiente al mínimo espesor de pared para cualquier punto. en:
Figura 2: Grafico del ciclo de unión simple de baja presión Nombre:
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Donde:
X: Tiempo Y: Presión t1: Tiempo inicial de formación de labio t2: Tiempo en el que la placa calentadora permanece con la presión reducida t3: Tiempo para retirar la placa calentadora
t4: Tiempo para alcanzar la unión con presión t5: Tiempo de unión t6: Tiempo de enfriamiento con presión t7: Tiempo de enfriamiento sin presión p1: Presión inicial para formar el labio p2: Presión con la placa calentadora p3: Presión de unión
p4: Ciclo de enfriamiento reducción de presión
4.4.3 Fusión Simple de alta presión
Seguir procedimiento de Unión Simple de alta presión según norma ISO 21307 Parámetros
Unidades
Valores
Temperatura de la placa calentadora Presión inicial para formar el labio Tiempo mínimo con la placa calentadora luego de reducir la presión Tamaño mínimo del labio luego de ser expuesto a la placa calentadora Presión con la placa calentadora Tiempo máximo para remover la placa calentadora Presión de unión Tiempo mínimo de enfriamiento en la maquina con presión Tiempo mínimo de enfriamiento sin presión
°C MPa
200 - 230 0,52 ± 0,1
s
(11 ± 1) en
Mm
0.15 en +1
MPa s MPa
0 0,1en + 8 0,52 ± 0,1
min
0.43 en
min
a
Donde a: Tiempo de enfriamiento de la unión antes de ser instalada o manipulada, se
recomienda revisar ISO 21307. en: es el espesor de pared tabulado en ISO 4065, correspondiente al mínimo espesor de pared para cualquier punto.
Figura 1: Grafico del ciclo de unión simple de baja presión Nombre:
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Donde:
X: Tiempo Y: Presión t1: Tiempo inicial de formación de labio t2: Tiempo en el que la placa calentadora permanece con la presión reducida t3: Tiempo para retirar la placa calentadora
t4: Tiempo para alcanzar la unión con presión t5: Tiempo de enfriamiento con presión t6: Tiempo de enfriamiento sin presión p1: Presión inicial para formar el labio p2: Presión con placa calentadora p3: Presión de unión
Este procedimiento de alta presión tiene tres aplicaciones de acuerdo a Norma ASTM 2620 que se las menciona a continuación:
4.4.3.1 Simpl e de alta pr esión, Fusi ón de encaje o Sock et -
Seguir procedimiento de fusión de encaje según norma ASTM 2620
Figura 3: Fusión de encaje 4.4.3.2 Simpl e de alta pr esión, f usi ón a top e -
Seguir procedimiento de fusión a tope según norma ASTM 2620
Figura 4: Fusión a tope Nombre:
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4.4.3.3 Simpl e de alta pr esión, fu sió n de sil leta -
Seguir procedimiento de fusión de silleta según norma ASTM 2620
Figura 5: Fusión de silleta 5.
Pruebas Para garantizar la correcta ejecución y para la aceptación de los trabajos de unión por termosoldadura, se deben realizar ensayos en campo, durante su aplicación y en laboratorio con probetas extraídas de pegas realizadas en campo. 5.1. Ensayos de campo
Inspección visual al 100% de pegas. Ensayos destructivos en campo, según la aplicación: o
o
Para soldadura a tope se debe realizar prueba de tensión de campo. Esto consiste en elaborar una probeta y sometiendo esta a tensión hasta el punto de ruptura. La falla de esta se debe presentar en la tubería mas no en la soldadura, estará a criterio del fiscalizador o supervisor de INTERAGUA, el determinar los casos en los que no se necesitara realizar las pruebas de corte transversal y la inspección visual interna Para soldadura de silleta y encaje se debe realizar un corte transversal de la sección y realizar inspección visual. estará a criterio del fiscalizador o supervisor de INTERAGUA, el determinar los casos en los que no se necesitara realizar las pruebas de corte transversal y la inspección visual interna
Quedara a disposición del fiscalizador o supervisor de INTERAGUA realizar una prueba no destructiva, sean estas radiografías o ultrasonido, según norma ISO 21307
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5.2. Ensayos de Laboratorio
6.
Prueba de tensión según norma ISO 21307 Prueba de doblado según norma ASTM 2620 Muestreo
Para los ensayos de campo debe realizarse al menos 1 muestra por día y por operador. Queda a consideración de la Fiscalización o Supervisión de IA solicitar más ensayos de campo. El plan de muestreo para ensayos de laboratorio en uniones a termofusión de encaje o tope es presentado en la siguiente tabla y corresponden a un nivel de calidad aceptable (AQL) del 6.5% y un Nivel de Inspección I para un Muestreo Simple de Inspección Normal: Tamaño d el número de pegas
Tamaño de la muestra
1 a 15 16 a 25 26 a 90 91 a 150 151 a 280 281 a 500 501 a 1200 1201 a 3200 3201 a 10000 10001 a 35000 35001 a 150000 150001 a 500000 > 500000
Inspección Visual 3 5 8 13 20 32 50 80 125 200 315 500
Unidades Defectuosas Ac Re 1 2 1 2 1 2 2 3 3 4 5 6 7 8 10 11 14 15 21 22 21 22 21 22
Cuando el número de unidades defectuosas de la muestra sea igual al número de aceptación Ac de la tabla, el lote en cuestión es aceptado y la fiscalización tomará las medidas necesarios para corregir las unidades defectuosas. Cuando el número de unidades defectuosas de la muestra sea mayor o igual al número de aceptación Re de la tabla, el lote en cuestión será rechazado. Para menos de dieciséis pegas solo será necesario realizar inspección visual para aceptar el lote.
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Rotulado NO APLICA
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Anexos GUÍA PARA UNA CORRECTA INSPECCIÓN VISUAL
Fusión a tope Procedimiento correcto
1) Alineación correcta – no huecos 2) Derretimiento correcto, presión y alineamiento 3) Bordes enrollados correctos
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Procedimiento incorrecto 1) Tiempo de fusión insuficiente; borde muy pequeño 2) Tiempo de fusión excesivo o presión aplicada durante el calentamiento. Borde muy grande 3) El tubo forma un ángulo en la termofusión 4) Alineación desfasada 5) Apariencia incompleta o falla al quitar residuos 6) Apariencia inaceptable, cambio drástico del ancho del labio
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Tabla de posibles causas para una mala fusión
Fusión de sil leta Procedimiento correcto 1) Alineamiento, fuerza y fusión apropiados, clara formación de los 3 labios, preparación de la superficie del tubo apropiada
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Procedimiento incorrecto 1) 2) 3) 4) 5)
Nombre:
Derretimiento insuficiente y desalineamiento Derretimiento y fuerza excesivos Borde arriba de la base Derretimiento y fuerza excesivos Derretimiento insuficiente
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Tabla de posibles causas para una mala fusión
Fusión de encaje Procedimiento correcto 1) 2) 3) 4)
Nombre:
No espacios ni huecos, borde de fusión aplanado por el aro frío Profundidad de la inserción apropiada Fusión interna aceptable del borde Derretimiento interno completo del borde
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Procedimiento incorrecto 1) 2) 3) 4) 5) 6)
Nombre:
Profundidad de la inserción inapropiada / profundidad corta Calentamiento excesivo Desalineamiento Borde de derretimiento no aplanado contra el accesorio / no tiene aro frio Inserción de profundidad inapropiado / no tiene aro frío Calentamiento excesivo
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Tabla de posibles causas para una mala fusión
9.
Registros FO-NTS-2501 Registro diario por operador de uniones de termofusión.
10.
Descri pción y unidades de medición NO APLICA
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