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Corte y Soldadura Submarina

ARMADA ESPAテ前LA

MANUAL DE CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA CENTRO DE BUCEO DE LA ARMADA JULIO DE 2000

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MANUAL DE CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA

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REGISTRO DE CAMBIOS

NUMERO

FECHA

DESCRIPCION

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EFECTUADO POR


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PRÓLOGO Este Manual es la recopilación de los apuntes y bibliografía reseñada al final del libro, fruto del trabajo de investigación, recopilación y experiencias del personal Buzo de este Centro de Buceo, Se pretende que este Manual sea de exposición básica y de fácil compresión por lo que se han incluido multitud de gráficos y tablas que ayudan a la enseñanza. Esperamos que sea una valiosa ayuda a los alumnos de la Escuela de Buceo, y como manual de consulta en los destinos en el que sea de utilidad. Mi agradecimiento a todo el personal del Centro de Buceo de la Armada (C.B.A.), a la dotación del Buque de salvamento NEPTUNO y a la Escuela de Buceo que han contribuido a que se elaborase este manual del que no había sino apuntes, porque sin su valiosa ayuda este libro no habría salido a la luz.

El Capitán de Navio-Jefe del Centro de Buceo de la Armada Cartagena, Julio de 2000

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MANUAL DE CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA ÍNDICE TEMA 1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS SOBRE EL CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA Página 1.1 Generalidades. 1-1 1.2 Introducción al corte submarino. 1-2 1.3 Introducción a la soldadura submarina. 1-3

TEMA 2 SEGURIDAD EN LAS OPERACIONES DE CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13

Generalidades. Precauciones en operaciones de corte y soldadura submarina con arco. Precauciones en operaciones desde superficie con fuentes de alimentación para corte y soldadura con arco. Precauciones para porta-electrodos y sopletes de corte. Cables eléctricos y conexiones. Interruptor de seguridad. Suministro de oxígeno. Precauciones de seguridad en corte con soplete. Precauciones generales para corte con gases. Precauciones de seguridad sobre encendedores de soplete. Seguridad del personal del buceo en operaciones de corte y soldadura submarina. Trajes de buceo. Precauciones de seguridad para el buzo.

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2-1 2-2 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10


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TEMA 3 EQUIPOS UTILIZADOS EN EL CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA CON ARCO. 3.1 3.2 3.2.1 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4

Introducción. Equipos de buceo. Pantalla protectora. Generadores eléctricos para corte y soldadura submarina. Forma de poner en paralelo dos máquinas de soldar. Prueba final. Forma de poner en paralelo máquinas de distinta potencia. Forma de poner en paralelo transformadores para soldar de corriente alterna. Determinación de la polaridad de un generador de corriente. Cables eléctricos para el corte y soldadura submarina. Interruptor de seguridad. Amperímetros. Porta electrodos para soldadura submarina. Soplete de corte submarino sistema arco-oxígeno. Electrodos de corte y soldadura submarina. Soplete de gases para corte submarino. Suministro de gases oxí-corte. Botellas de almacenamiento de oxígeno. Reguladores de presión. Mangueras. Encendedores submarinos.

3.3.5 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.11.1 3.11.2 3.11.3 3.11.4

3-1 3-4 3-5 3-6 3-9 3-10 3-12 3-13 3-15 3-16 3-17 3-19 3-21 3-22 3-24

TEMA 4 GENERALIDADES SOBRE EL CORTE SUBMARINO 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.4.1 4.2.4.2 4.2.4.3 4.2.4.4 4.2.4.5

Generalidades. Generalidades sobre el oxi-corte. Condiciones necesarias para la realización del oxi-corte. Oxidos que pueden formarse. Proceso de oxi-corte. Variables que influyen en el proceso. Composición del metal. Temperatura del metal. Espesor del metal. Pureza del oxígeno. Presión de oxígeno 3-6

4-1 4-4 4-5 4-6 4-7 4-7


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TEMA 5 CORTE SUBMARINO CON OXI-ARCO 5.1 5.2 5.3 5.3.1 5.3.2 5.4 5.5 5.6 5.6.1 5.6.2 5.6.3 5.6.4 5.6.5 5.6.6 5.6.7

Principios operativos. Materiales para el corte submarino con oxi-corte. Electrodos de corte submarino. Electrodos tubulares de acero. Electrodos tubulares de emergencia improvisados Oxigeno. Consumo de material. Técnicas de corte submarino con oxi-arco. Intensidad de la corriente eléctrica. Conexión a tierra del trabajo. Corte de chapa gruesa con electrodos tubulares de acero. Corte de chapa fina con electrodos tubulares de acero. Perforación de agujeros en chapa de acero. Corte de fundición y metales no ferrosos. Mantenimiento post-buceo.

5.1 5.4 5-6 5.10 5.11 5-12 5-15 5.16 5.17

TEMA 6 CORTE SUBMARINO CON ARCO METAL 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.3 6.3.1 6.3.2

Principios operativos. Material para corte submarino con arco-metal. Electrodos de corte con arco-metal. Impermeabilización de los electrodos de corte-metal. Consumo de material Técnicas de corte submarino arco-metal. Técnicas de “dragado”. Técnicas de “serrado”.

6-1

6-2 6-3

TEMA 7 CORTE SUBMARINO CON ELECTRODOS EXOTERMICOS. 7.1 7.2 7.2.1

Principios operativos. Electrodos exotérmicos para corte submarino. Electrodos Broco Ultratermic. 3-7

7-1 7-3


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7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.3 7.4 7.4.1 7.4.2 7.4.3 7.4.4 7.4.5 7.4.6 7.4.7

Electrodos Arcair Sea-Jet. Adaptación de los electrodos Oxígeno Consumo de material. Técnicas de corte submarino con electrodos exotermicos. Intensidad de la corriente. Conexión de tierra del trabajo. Corte de acero. Corte de fundición, acero inoxidable y metales no ferrosos. Corte de materiales no conductores. Perforación de agujeros. Mantenimiento post-buceo.

7-4 7-5

7-6 7-8

TEMA 8 CORTE SUBMARINO CON LANZA TÉRMICA 8.1 8.2 8.2.1 8.2.2 8.3 8.4 8.4.1 8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3 8.5.4 8.5.5 8.5.6 8.5.7 8.6 8.6.1 8.6.2 8.6.3 8.6.4 8.6.5 8.6.6 8.6.7 8.6.8 8.7

Principios operativos. Material para corte con lanza térmica. Lanza térmica. Oxígeno. Consumo de material. Técnicas de corte submarino con lanza térmica. Montaje del equipo. Encendido de las lanzas. Encendido con equipo eléctrico. Fuentes de electricidad. Cables conductores. Zapata de ignición. Procedimiento de encendido con equipo eléctrico. Encendido con soplete de gas. Encendido de fortuna. Perforaciones. Normas de seguridad en la perforación de agujeros. Perforación de roca u hormigón. Perforación del metal. Combinaciones de metal y hormigón. Corte de planchas metálicas. Corte de materiales gruesos. Corte de hormigón o roca. Sistema de operación continua. Mantenimiento post-buceo

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8-1 8-3 8-4 8-5

8-6 8.7 8.8

8-9 8-10 8-12

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TEMA 9 CORTE SUBMARINO POR ARCO TERMICO CLUCAS (KERIE CABLE) 9.1 9.2 9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.2.1 9.3.2.2 9.3.2.3 9.3.2.4 9.4 9.5 9.6 9.7

Generalidades Materiales necesarios para cortar con Kerie Cable Principios operativos. Preparación del equipo. Técnica de corte. Corte de metales delgados. Corte de metales gruesos. Reencendido del cable bajo el agua. Procedimiento del apagado de seguridad de emergencia. Perdida de comunicaciones. Ayudante del equipo Precauciones eléctricas. Mantenimiento post-inmersión TEMA 10

9-1 9-2 9-4 9-8 9-9

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CORTE SUBMARINO CON SOPLETE DE GASES 10.1 10.2 10.2.1 10.2.2 10.2.3 10.3 10.3.1 10.3.2 10.3.2.1 10.3.2.2 10.3.3 10.3.4 10.4 10.4.1 10.4.2

Principio operativos Equipos y materiales para el corte submarino con M.A.P.P.. Botellas y reguladores. Sopletes de gases para corte submarino. Encendido del soplete. Técnicas para el corte con gas. Método de adiestramiento Encendido del soporte en superficie. Preparación. Encendido. Descenso con el encendido. Comienzo del corte en el extremo de una chapa. Comparación de corte con gas M.A.P.P. con otros combustibles Ventajas del gas M.A.P.P. para corte submarino. Uso del gas M.A.P.P. para corte de chapa.

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10-1 10-2 10-3 10-6 10-7

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TEMA 11 LA SOLDADURA SUBMARINA 11.1 11.2 11.3 11.3.1 11.3.2 11.3.3 11.3.4 11.3.5 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9

Generalidades. Diferentes técnicas de soldadura submarina. Soldadura hiperbárica seca. Arco-Metal (AMM). Manuel Metal Arc Welding (M.M.A). Arco-metal con gas inerte. Solid Wire Inert Gas Welding. M.I.G.. Procedimiento arco-metal con gas inerte (AMGI). Tungsteno con gas inerte. Tungste Inert Gas Welding. (T.I.G.). Procedimiento Tungsteno con gas inerte (TIG). Soldadura en minihabitat. Soldadura en cámara seca transportable. Soldadura a presión atmosférica. Soldadura húmeda. Soldadura de fricción. Futuro de la soldadura submarina. TEMA 12

11.1 11-3 11-6

11-7 11-8 11-9 11-10 11-11 11-12 11-13

SOLDADURA HÚMEDA CON ARCO-ME´TALICO 12.1 12.2 12.2.1 12.2.2 12.3 12.3.1 12.3.2 12.3.3 12.3.4 12.3.5 12.4 12.4.1 12.4.1.1 12.4.1.2 12.4.1.3. 12.4.1.4 12.4.1.5 12.4.2 12.4.2.1

Generalidades. Materiales para la soldadura submarina arco-metal Electrodos de soldadura submarina arco-metal Impermeabilización de electrodos de soldadura submarina. Factores de la soldadura con arco-metal. Arco de soldadura submarina. Condiciones adversas para la soldadura. Resistencia de la soldadura y selección del electrodo adecuado. Limpieza de la zona a soldar. Ajuste de las chapas a soldar. Procedimiento de soldadura submarino arco-metal. Técnicas de auto-consumo Establecimiento del voltaje y amperaje correcto. Soldadura en posición horizontal. Soldadura en posición vertical. Soldadura en posición invertida . Técnicas cuando las planchas no ajustan bien. Técnicas manipulativas. Establecimiento del amperaje de soldadura. 3-10

12-1 12-2 12-3 12-5 12-7 12-8 12-9 12-10 12-10 12-13 12-15 12-17


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12.4.2.2 12.4.3 12.4.4 12.5

Posiciones de soldadura. Soldadura de chapa fina. Procedimiento para reparación de pequeñas grietas. Materiales de construcción naval

12-18 12-21

APÉNDICE A CORTE Y SOLDADURA EN SUPERFICIE A.1 A.2.1 A.2.2 A.2.3 A.2.4.1 A.2.4.2 A.2.4.3 A.2.4.4 A.2.4.5 A.2.4.6 A.2.4.7 A.2.4.8 A.2.4.9 A.2.4.10 A.2.4.11 A.2.4.12 A.2.4.13 A.2.5 A.3 A.3.1 A.3.2 A.3.2.1 A.3.2.2 A.3.2.3 A.3.2.4 A.3.2.4.1 A.3.2.4.2 A.3.2.4.3 A.3.2.4.4 A.3.2.4.5 A.3.2.4.6 A.3.2.4.7

Soldadura. Clasificación de los procedimientos de soldadura. Soldadura fuerte. Designación de la soldadura fuerte. Elementos de que consta una instalación oxiacetilénica. Acetileno. Válvula de seguridad. Botellas de acetileno disuelto. Botellas de oxígeno. Reductores de presión y manómetros. Sopletes oxiacetilénicos. Manejo del soplete. Material de aportación. Desoxidantes. Normas generales para la ejecución de la soldadura con soplete Soldadura continua hacia delante. Soldadura continua hacia atrás. Soldadura al baño. Corte de acero mediante el soplete oxiacetilénico. Soldadura eléctrica por arco voltaltico. Equipo para soldar con arco. Electrodos. Su clasificación. Constitución. Designación Embalaje. Cómo se suelda al arco voltaico. Posición del soldador. Normas prácticas. Métodos especiales de soldadura por arco. Sistema de gas inerte o sistema WIG. Sistema MAG. Soldadura con plasma (PL). Sistema con protección de polvo (UP).

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A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7 A-8 A-11 A-12 A-13 A-14 A-15 A-16 A-19 A-20 A-23 A-24 A.25 A.26


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TEMA 1 1.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS SOBRE EL CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA. El corte con llama debajo del agua se hizo por primera vez en 1.908 con un soplete normal de superficie, pero pronto se hizo patente que este soplete no era bueno para estos trabajos. La llama encontraba resistencia debajo del agua que influían en su estabilidad haciendo menos efectivo el precalentamiento. También se descubrió que un control cuidadoso de la posición del soplete, era importante para mantener la llama. Pocos años más tarde, se descubrió que se podía mantener una llama estable encerrando la combustión en una cámara equipada con un conducto especial a través del cual fueran expelidos los gases. El primer uso del actual procedimiento de corte se hizo en 1926 durante las operaciones de salvamento del submarino U.S.S. 51, que se hundió en aguas de 40 metros de profundidad después de colisionar con el buque vapor "Ciudad de Roma" en el mes de Septiembre. En aquella época no se disponía de un soplete que pudiera cortar las chapas del barco a la profundidad en que se encontraba para hacer posible el salvamento. Los primeros intentos para colocarle flotadores al casco, fueron dificultados por la necesidad de quitar restos, cadenas y pernos así como otros materiales. Durante el invierno siguiente, cuando las operaciones de salvamento fueron interrumpidas por temporales y mar gruesa, fue construido un nuevo soplete de Oxígeno-Hidrógeno que cortó cables y remaches con gran éxito. La Primavera siguiente, el Comandante Edward Ellsgerg, U.S.N., empleó dicho soplete a profundidades de 40 metros durante las operaciones de salvamento, siendo la primera vez que un soplete submarino se empleaba a profundidades de más de 8 metros. Con el método de arco-oxígeno se emplearon, al principio electrodos de carbón a través de los cuales pasaba la corriente de oxígeno y alimentación con corriente continua. Antes de la II Guerra Mundial se habían hecho pocos trabajos de investigación para el mejoramiento de los equipos y técnicas con este procedimiento, el método normalmente empleado para trabajos de bajo del agua era el soplete de oxígeno-hidrógeno. Al principio de 1.942. La Armada Americana empezó un programa intensivo de investigación para la perfección del método arco-oxígeno con objeto de hacer frente a las demandas de la guerra. Esto dio por resultado un gran adelanto en sopletes y electrodos, simplificando y generalizando las operaciones técnicas e incrementando la seguridad y eficiencia de las mismas. La soldadura submarina fue empleada con éxito por primera vez en 1.939, cuando un buque fue averiado en la mar; le fueron efectuadas varias reparaciones y el casco fue parcheado con soldadura, pudiendo llegar a puerto sin dificultad. El descubrimiento original de la técnica de "propio consumo" para la soldadura en las posiciones vertical y horizontal es debido al personal del buque de salvamento A.S.R. 3, de la US. Navy, en los trabajos de salvamento en el submarino "CHEWINK". No obstante, la soldadura submarina, no tiene las amplias aplicaciones del corte submarino. Recientes investigaciones han dado un impulso considerable y del único método empleado hasta hace poco, la soldadura mojada, han aparecido otros para las necesidades en la industria petrolera como son la soldadura seca, soldadura normobárica, soldadura hiperbárica, etc.. No cabe duda que con el adelanto en equipos y nuevas técnicas se podrá incrementar grandemente el uso de la soldadura submarina.

1.2. INTRODUCCIÓN AL CORTE SUBMARINO. El corte submarino es, en principio, casi lo mismo que el corte en superficie, excepto que el medio ambiente impone más limitaciones al operador. Los equipos han sido ideados para permitir operar con ellos a profundidad y como tiempo de trabajo del buzo en el fondo está limitado a un tiempo corto, particularmente a grandes profundidades, el uso correcto del equipo y de la técnica es extremadamente importante.

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El éxito y velocidad de la operación depende directamente de las condiciones en que tenga que trabajar el buzo, corrientes, baja temperatura, poca visibilidad y condiciones de inestabilidad, son condiciones que hacen difícil el trabajo de corte submarino, requiriendo operadores con más vigor y habilidad que en los trabajos de superficie. El empleo del corte submarino abarca salvamento, reparaciones y construcciones submarinas. Siempre que sea posible se debe usar los procedimientos aquí descritos. Sin embargo cuando se presenten circunstancias imprevistas, el ingenio e imaginación individual debe combinarse con el conocimiento de los fundamentos de estas técnicas para solucionar el problema. La primera consideración ha de ser la seguridad personal y la protección de la embarcación y equipo. Solamente debería participar en estas operaciones personal adiestrado en corte y soldadura submarina. Los procedimientos de corte submarino son:

Soplete de gases

Oxi-Hidrógeno Oxi-Acetileno M.A.P.P. Oxi-arco Arco-Metal

Arco voltaico

Electrodos Broco, Arcai, etc. Kirie Cable Lanza Térmica

Corte térmico

Estos procedimientos se detallarán en Temas posteriores. 1.3. INTRODUCCION A LA SOLDADURA SUBMARINA. La soldadura submarina igual que la que se realiza en superficie, consiste en unir dos o más piezas de metal por medio de la aplicación de calor y algunas veces por presión. En la soldadura con arco, las piezas de metal a soldar son calentadas a la temperatura requerida para soldar por el calor producido al ponerse en contacto los terminales negativo y positivo de la corriente produciendo la fusión de los metales entre sí formando una masa sólida y homogénea cuando se solidifica. En el proceso con arco metálico, el arco se produce entre el arco, una parte del metal se calienta casi instantáneamente hasta el punto de fusión. Al mismo tiempo, se funde la punta del electrodo y el metal en forma de pequeños glóbulos es forzado a través del arco y depositado en el área de fundición del trabajo que se realiza formando el cordón de soldadura. Los primeros intentos para soldar debajo del agua, se hicieron usando un procedimiento similar a la soldadura en superficie donde hay que mantener un arco entre el electrodo y el trabajo, por lo cual las soldaduras satisfactorias dependen de la longitud adecuada del arco, dirección y rapidez en el desplazamiento del mismo. Este método era difícil en extremo y a menudo imposible cuando el buzo se encontraba en condiciones difíciles de operar. Aunque la soldadura submarina no tiene tantas aplicaciones como el corte, es un procedimiento muy útil e importante en el salvamento naval, reparación y construcción. Ya que el tiempo es tan vital en los trabajos submarinos de cualquier naturaleza, es importante el ahorro aunque sea en unas pocas horas de trabajo. Sustituyendo la soldadura por métodos mecánicos de unión se puede reducir considerablemente el coste general y el tiempo invertido en el trabajo. El ahorro de unos pocos minutos durante una operación de rescate puede salvar vidas o permitir al buque alcanzar el puerto donde se pueda realizar operaciones más complejas. La soldadura arco-metal es el procedimiento más usado para soldadura submarina en ambiente mojado. Prácticamente todas las técnicas especiales equipos y materiales que son necesarios, están desarrollados directamente por las marinas militares o a través de investigaciones y desarrollos dirigidos por ellas.

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Durante muchos años de experiencia estos métodos han demostrado ser efectivos y satisfactorios para efectuar difíciles tareas en salvamento, reparación y construcción submarina. Entre los avances conseguidos en soldadura submarina está el desarrollo de la técnica de autoconsumo, con una posterior simplificación de la misma, el desarrollo de técnicas para el uso de mayores electrodos en todas las posiciones e investigación de los distintos tipos de electrodos. La soldadura arco-metal esta producida por el calentamiento (de 3.900 a 6.000 ºC) con un arco eléctrico creado entre un electrodo de metal con recubrimiento fundente y el trabajo. El calor desarrollado por el arco provoca la fundición de las partes cercanas al metal del núcleo del electrodo y parte del recubrimiento. Otros elementos constitutivos del recubrimiento se descomponen en gases que pro tegen a los metales fundidos de la contaminación por la atmósfera circundante. En la práctica el operador establece el arco en el punto de comienzo de la junta que se va a soldar y el electrodo se funde en pequeñas gotas que son conducidas, a través del arco, a depositar en el trabajo formando un charco de metal fundido que al solidificarse se convierte en cordón de soldadura. Debe quedar claro que estas gotas no se depositan por gravedad, sino que son conducidas por la corriente eléctrica. De otra forma no podría realizarse la soldadura en posición invertida. La técnica de autoconsumo es frecuentemente descrita como una técnica de "arrastre". En la práctica, se mantiene un contacto constante entre el recubrimiento del electrodo y el trabajo. Esto es posible, con los electrodos desarrollados para soldadura submarina, gracias a que la cubierta se extiende más allá del extremo del núcleo del electrodo y proporciona un control automático de la longitud del arco. El revestimiento protector también evita el contacto entre el núcleo metálico con el trabajo, impidiendo así que quede pegado. Más recientemente, la industria privada ha desarrollado revestimientos de electrodos impermeables que permiten que la Soldadura arco-metal se realice usando técnica "manipulatíva" similar a la usada en la soldadura en superficie. Las técnicas manipulatívas requieren mayor destreza y experiencia pero produce buenas soldaduras bajo condiciones que prohibirían el uso de las tónicas de autoconsumo. Los operadores deberían tener un buen adiestramiento en superficie en el uso de la técnica manipulatíva, ya que los procedimientos descritos posteriormente asumen que el operador posee experiencia. Antes de proceder a cualquier operación descrita en este manual se debería hacer una revisión de las precauciones de seguridad. Las precauciones de seguridad están basadas en el conocimiento y experiencia ganado a través de muchos años de operaciones en la Armada y otras organizaciones, se presentan en el siguiente tema. El seguimiento de dichas normas debe ser estricto. Antes de empezar cualquier nuevo trabajo, se debe hacer una profunda inspección para determinar los riesgos del personal, equipo o buque. Se deben tomar las medidas oportunas para eliminar dichos riesgos. Las técnicas empleadas en la actualidad en la soldadura submarina son: - Soldadura húmeda con arco-metal, es la que se realiza en el agua a la presión ambiente, siendo la única empleada hasta los años 1960. - Soldadura seca, pudiendo ser normobárica e hiperbárica. - Soldadura por fricción.

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TEMA 2 SEGURIDAD EN LAS OPERACIONES DE CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA 2.1 GENERALIDADES. Cuando se está trabajando en una operación submarina de corte o soldadura, como supervisor, buzo o ayudante en superficie, las vidas o el buzo pueden peligrar si no se observan las normas de seguridad aprobadas o si no se elimina cualquier riesgo que se pueda presentar. Debería participar en estas operaciones únicamente aquellos que hallan sido adiestrados adecuadamente y estén cualificados y designados para trabajar en el proyecto. Es necesario que se comprenda y ponga en práctica todas las precauciones de seguridad descritas en este manual independientemente del procedimiento utilizado, la importancia de la seguridad debe ser continuamente revisada. ADVERTENCIA El no seguir las precauciones adecuadas en las operaciones de corte y soldadura submarina puede provocar lesiones o la muerte. El personal a cargo de tales operaciones y sus operadores deben estar completamente familiarizados con las instrucciones de seguridad que se dan en este manual, todo lo contenido ha de ser constantemente revisado para riesgos no cubiertos por estos apuntes. 2.2. PRECAUCIONES EN OPERACIONES DE CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA CON ARCO. Las principales fuentes de peligro son los gases explosivos, objetos que caen del trabajo y la corriente eléctrica. Cuando se esté trabajando en el interior de un compartimento hay que considerar siempre que pueden haber gases explosivos. Por lo tanto antes de la operación es obligatorio que el buzo o un técnico de desgasificación ventilen los gases generados para eliminar cualquier posibilidad de explosión. Si no se está seguro de la presencia de gases explosivos, se taladrarán agujeros en zonas adecuadas para permitir el escape de los gases, se hará un purgado o relleno antes de cortar o soldar. Así mismo asegurarse que en los compartimentos adyacentes no queden atrapados gases explosivos. Los gases explosivos que se producen durante las operaciones de corte y soldadura submarina son originados por el recubrimiento fundente del electrodo o por la misma agua. Estos gases son ricos en oxígeno e hidrógeno y explotarán al quedar atrapados o por ignición. Pueden quedar embolsados en tuberías, compartimentos, estructuras tubulares ó vigas en forma de H. Es, por tanto, imperativo el ventilar dichos compartimento, ya que las chispas producidas en el corte y soldadura pueden elevarse varios metros contenidas en burbujas y producir la explosión de gases atrapados. Los gases están compuestos entre un 70 y un 92 % de hidrógeno que es altamente explosivo. Recordar, también, que el oxígeno a profundidades mayores de una atmósfera tiene una presión parcial que al combinarse con el hidrógeno molecular (H2 ) puede causar una explosión en presencia de un poco de calor. También se puede producir gases explosivos por cada uno o combinaciones de los siguientes: - Gasolina o fuel. - Aceite. - Disolvente de pintura con aceites de lina o turpentina. - Munición. - Materia animal o vegetal en descomposición.

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Siempre está presente el peligro de que la pieza que se corta pueda caer sobre el buzo ó sobre el umbilical o líneas de suministros. Hay que determinar donde y como caerán las piezas que se van a cortar, y ver sí tuberías cables o proyecciones pueden afectar a las líneas o que algún pedazo puede tomar alguna trayectoria inesperada. El uso de suministro eléctrico para estas operaciones puede constituir un riesgo, especialmente en agua de mar, que es un conductor de la electricidad. Serán expuestos a continuación las recomendaciones de seguridad apropiadas para cada uno de los diferentes elementos del equipo usado en estas operaciones. Después de años de experiencia y estudio se han desarrollado las medidas de seguridad descritas en este manual. Es de la máxima importancia que todo el que trabaje en estas operaciones sea alertado y este en guardia para identificar cualquier riesgo para las vidas o el barco y que tomen las medidas adecuadas para evitar accidentes. Use el sentido común si se encuentra en una situación de riesgo que no está descrita especialmente en estos apuntes.

2.3. PRECAUCIONES EN OPERACIONES DESDE SUPERFICIE ALIMENTACIÓN PARA CORTE Y SOLDADURA CON ARCO.

CON

FUENTES

DE

Es muy importante tener en mente que todos los circuitos eléctricos, tanto de C.C. como C.A., alto o bajo voltaje, son una fuente potencial de peligro y reconocer la importancia de la observación de las normas que previenen las lesiones por electrocutación. El ayudante de buceo debe manejar tanto el control del circuito de soldadura como, en ocasiones, otros cables de corriente como focos v otros equipos conectados al sistema eléctrico del buque. No se debería asumir nunca que, aunque en alguna ocasión el contacto no haya provocado un accidente, otros contactos similares pueden ser peligrosos. Los efectos pueden ser distintos debido a cambios no notados que hayan podido ocurrir. Solo se deben usar máquinas y accesorios para soldadura eléctrica homologados, que hayan sido examinados y cumplan las especificaciones vigente. El equipo de soldadura eléctrica solo debe ser instalado por personal competente y experimentado de acuerdo con los planes aprobados. Este requerimiento tiene aplicación especialmente para la instalación de las líneas eléctricas principales y tomas de electricidad. El equipo debe utilizarse en todo momento según los procedimientos y precauciones suministrados por el fabricante, además de los descritos en estos apuntes. Las precauciones en superficie con equipo de corte y soldadura por oxi-arco son las siguientes: a. b. c. d. e. f.

Asegurarse que el grupo electrógeno y su chasis tienen buena toma de tierra antes de empezar las operaciones. Asegurarse de que ningún terminal del grupo está en cortocircuito o puede cortocircuitar el grupo antes de comenzar la operación. Asegurarse de que todas las conexiones eléctricas están seguras antes de comenzar la operación. Siempre que se pueda permanecer sobre superficie aislante y no sobre estructuras metálicas conectadas a tierra . Llevar puesto guantes de goma seca o lona engomada que estén en buen estado siempre que se manipulen grupos, cables, pinzas, o porta electrodos con corriente. Mantener limpios los conmutadores del grupo convertidor para evitar excesivos chispazos.

2.4. PRECAUCIONES PARA PORTA-ELECTRODOS Y SOPLETES DE CORTE. Observar las siguientes precauciones cuando se usan porta-electrodos submarinos: a.

Usar únicamente porta-electrodos y sopletes que hayan sido diseñados específicamente para trabajos submarinos. Tienen que estar capacitados para el máximo de corriente necesaria para los electrodos utilizados. Sólo se deberían utilizar equipos aprobados que hayan pasado pruebas de trabajo y seguridad.

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b.

Asegurarse de que todos elementos conductores del porta-electrodos están completamente aislados. El material aislante debe resistir el máximo voltaje que pudiera producirse.

c.

Solo en caso de emergencia, cuando no está disponible un porta-electrodo submarino standard, se puede utilizar un porta-electrodos standard de superficie asegurando su aislamiento.

d.

Cuando sea posible utilizar porta-electrodos tipo homologados submarinos.

e.

Antes de comenzar las operaciones , inspeccionar las partes dañadas o gastadas y el material aislante del porta-electrodos. Las partes dañadas o gastadas pueden poner en peligro al buzo o al barco, por lo que tienen que ser reparadas o sustituidas.

f.

Cambiar o trincar el electrodo sólo cuando no haya corriente en el circuito. Se ha notado que durante las operaciones de soldadura, ocasionalmente, el extremo del electrodo llega a dañar el porta-electrodo. Esto se puede evitar poniendo una conexión metálica en el porta-electrodo que evite abrasión.

g.

No dirigir el porta-electrodos de manera que apunte a uno mismo. Es tan peligroso como apuntarse con una pistola cargada.

h.

Se debe tener cuidado en no tocar las partes metálicas del equipo de buceo con el electrodo o alguna parte no aislada del porta-electrodos.

i.

Igualmente se debe tener cuidado en no tocar el trabajo con cualquier parte metálica del equipo de buceo.

2.5. CABLES ELÉCTRICOS Y CONEXIONES. Se observarán las precauciones de seguridad siguientes: a.

Todas las partes de los cables sumergidos deben estar completamente aisladas.

b.

Inspeccionar los cables y sus conexiones, buscando zonas dañadas en el aislamiento. Los defectos del cable deben de ser reparados o éste sustituido antes de comenzar las operaciones.

c.

Usar solamente cables de soldadura aprobados con un aislamiento completo, flexible y conforme los requisitos correspondientes. Debe de ser capaz de soportar el máximo paso de corriente necesario para realizar el trabajo.

d.

Cuando se conecten tramos de manguera, usar conectores que tengan una capacidad al menos equivalente a la del cable.

e.

Todas las conexiones deben de ser firmes y completamente aisladas por cinta u otro medio. Dar a todas las conexiones submarinas una envoltura fina apretada con cinta auto-vulcanizante para evitar la perdida de aislamiento en la conexión.

f.

Asegurarse de que el cable sea continuo, sin empalmes en los tres primeros metros a partir del portaelectrodos.

g.

Conectar y colocar los cables de tierra al trabajo de tal manera que el cuerpo nunca esté en el circuito de corte entre el electrodo y la conexión de tierra.

h.

Mantener separados los cables de suministro de corriente y los de corte y soldadura. No permitir que se enreden.

i.

Los cables de suministro de corriente usados para trabajo submarino no deben autorizarse para trabajos en superficie.

j.

Mantener los cables en buenas condiciones eléctricas y mecánicas para evitar riesgos innecesarios.

3-17


Corte y Soldadura Submarina

k.

Los cables largos de cubierta deben colocarse por encima de la cabeza cuando sea posible. Cuando tengan que estar sobre cubierta proteger los cables de cualquier daño y colocarlos de forma que no interfiera al personal y a la seguridad

2.6. INTERRUPTOR DE SEGURIDAD. Es obligatorio el uso de un interruptor de seguridad autónomo regulado para 300-400 amp. para corte del circuito de soldadura. Habrá una seguridad más completa si la corriente se da sólo cuando se esta efectuando la operación. Los únicos interruptores aprobados como interruptores de seguridad son los de machete. Para que estos interruptores sean efectivos como seguridad para vidas e instalaciones, siga las siguientes reglas: a.

La corriente debe de estar cortada siempre que no se esta cortando o soldando, o con el electrodo situado para dicha operación.

b.

El interruptor debe de estar abierto siempre que no se esta cortando a soldando.

c.

Cuando se trabaja con el método de polaridad inversa el interruptor de seguridad será automático, de recorrido simple y de cuatro polos de tal manera que tanto el cable de trabajo como el cable de tierra se abran simultáneamente.

d.

No utilizar el interruptor en una atmósfera combustible.

e.

Solo se deberán usar interruptores de seguridad que han sido examinados, probados, homologados y que sean seguros.

f.

Cuando se utilice un interruptor de un solo polo, asegurarse que no ha sido puenteado. Se puede utilizar comprobando que el cable entre el grupo convertidor y el interruptor está completamente aislado en toda su longitud. Si los cables entre el interruptor y el grupo convertidor están húmedos, machacados o desgastados tanto en el caso de un solo polo como en el de dos, se puede cortocircuitar al rozar contra el chasis del convertidor o contra la cubierta, lo que constituye una fuente potencial de peligro.

g.

Independientemente del tipo de interruptor utilizado, debe colocarse en una posición en la que el ayudante que esta en las comunicaciones pueda operarlo o supervisarlo siempre que el buzo esta en inmersión excepto en una situación de emergencia. No debe de cerrar el circuito a no ser que lo especifique directamente el buzo, debiendo confirmar cada cambio vía intercomunicador.

2.7. SUMINISTRO DE OXÍGENO. El oxígeno se utiliza en el método de corte por oxi-arco. Este gas viene almacenado en cilindros de alta presión y suministrado a presiones reducidas al soplete para el corte. Las precauciones necesarias para su manejo, almacenamiento y uso y el equipo para suministrarlo se describe detenidamente en los siguientes temas. Para su uso o dirección de operaciones se debe estar completamente familiarizados con estas normas.

2.8. PRECAUCIONES DE SEGURIDAD EN CORTE CON SOPLETE. Las precauciones dadas en esta tema para el manejo, almacenamiento y uso del equipo de corte por gases son para la protección del personal, equipos y barcos, de fuga y explosión. Los gases combustibles como acetileno, propano y metacileno propadina (gas MAPP) son los utilizados para el corte submarino. Algunos de estos gases combustibles son peligrosos como carga en los buques. Con las precauciones adecuadas se puede usar cualquier tipo de gases con completa seguridad y confianza.

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Corte y Soldadura Submarina

2.9. PRECAUCIONES GENERALES PARA CORTE CON GASES. Se observaran las siguientes precauciones de seguridad: a.

El personal a cargo de estas operaciones debe de estar completamente familiarizado con todas las precauciones de seguridad.

b.

Utilizar únicamente equipo homologado, y que halla sido examinado, probado y encontrado lo más seguro posible.

c.

Las operaciones serán dirigidas y efectuadas por personal que haya sido adecuadamente instruido y esté cualificado.

d.

En operaciones submarinas se asignará un ayudante para el cuidado y control de suministro de gases. El ayudante tendrá acceso rápido sin estorbos, a las válvulas en caso de emergencia.

e.

Mientras se está utilizando el equipo, especialmente en espacios confinados, inspeccionar frecuentemente posibles pérdidas en la manguera, acoplamientos, vástagos de válvulas y otros puntos del sistema. Si no se hace, se podría originar una mezcla explosiva con graves consecuencias.

f.

Las mezclas de gases combustibles y oxígeno o aire son muy explosivas, por lo que hay que evitar su aparición. No debe permitir ningún equipo que provoque la mezcla de gases combustibles con aire y oxígeno antes de su consumo, al no ser que se compruebe específicamente.

g.

Como el oxígeno, tanto en alta como en bajas presiones, reacciona violentamente con aceite o grasa, tomar todas las precauciones posibles para que el oxígeno no entre en contacto con aceite o grasa. Todos los aparatos de un circuito de oxígeno nunca deben ser manipulados con manos, guantes o herramientas con grasas.

h.

No permitir nunca un chorro de oxígeno contra una superficie de aceite, ropas grasientas o en un tanque de combustible que haya contenido sustancias inflamables

i.

Cuando se coloquen los cilindros para su utilización poner la válvula de salida de gas combustible lejos del cilindro de oxígeno y de la misma manera se pondrá la de oxígeno.

j.

Cuando se purga las líneas de gas u otro elemento del equipo de aire o gas, no permitir ninguna fuente de ignición en donde se esta realizando el trabajo.

k.

Las pruebas del sistema de tuberías para detectar fugas se harán con agua jabonosa o cualquier otro liquido detector de fugas aprobado. El jabón debe estar libre de grasas. Nunca emplear llamas para detectar fugas.

l.

Las herramientas metálicas, (incluso las llamadas antichispas) se deben utilizar con precaución, para evitar la producción de chispas que produzcan la ignición si hay una mezcla de gas combustible y aire.

m.

Nunca utilizar oxígeno como sustituto del aire comprimido. Las precauciones relativas a gases comprimidos están cubiertas por otras publicaciones.

2.10. NORMAS DE SEGURIDAD SOBRE ENCENDEDORES DE SOPLETES. Se recomiendan las siguientes precauciones para el uso de encendedores de soplete de gases que operen con corriente a.

Conectar a tierra el encendedor antes de usarlo.

b.

El circuito del encendedor debe de ser cerrado por un ayudante solo cuando lo especifique directamente el buzo. El ayudante repite la señal y simultáneamente cierra el interruptor de seguridad.

3-19


Corte y Soldadura Submarina

c.

Cuando se enciende el soplete, el buceador nunca debe dirigirlo contra su cuerpo o cualquier equipo que se pueda dañar.

d.

El circuito del encendedor debe ser abierto por el ayudante cuando lo pida el buzo.

f.

Antes de usar el encendedor, inspeccionar el aislamiento de los cables.

2.11. SEGURIDAD DEL PERSONAL DEL BUCEO EN OPERACIONES DE CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA. En operaciones de corte y soldadura submarina en la que se emplee electricidad es obligatorio que se extreme la precaución para protegerse de un shock eléctrico. En operaciones de corte con gases, se debe estar alerta para que la llama no entre en contacto con mangueras, líneas, equipos o uno mismo. Se debe estar perfectamente atento para identificar cualquier riesgo que pueda afectar al personal, material o buque y tomar una acción correctiva.

2.12. TRAJES DE BUCEO. Es extremadamente importante garantizar al máximo de protección contra el shock eléctrico y daños en los ojos por arco eléctrico. Por norma general se utilizarán trajes estancos, incluyendo guantes y máscaras con embocadura interior. Además de las precauciones de seguridad deben seguirse las siguientes: a.

Nunca deben entrar en contacto ninguna parte del cuerpo con un trabajo dado a tierra, cuando el circuito de seguridad esta cerrado y exista la posibilidad de que una porción pelada de electrodo toque al buzo, cerrando el circuito eléctrico.

b.

Se debe estar completamente aislado de todos los circuitos eléctricos, incluyendo sopletes, portaelectrodos, trabajo dado a tierra, encendedores eléctricos.

c.

El traje húmedo standard se podría usar en operaciones de corte y soldadura solo si está en buenas condiciones, con la estructura celular del traje intacta. No debe de tener agujeros o desgarros u otros defectos que reduzcan las posibilidades de aislamiento eléctrico del traje.

d.

El soplete de gases se puede usar bajo el agua sin ningún tipo de ropa o equipo protector, sin embargo cuando se utilice un encendedor eléctrico submarino, se aplicaron las precauciones de seguridad standard y se deben llevar guantes de goma. Sin embargo, se recuerda que el uso de guantes y gafas protectores es obligado en superficie.

e.

Es obligatorio el usar guantes de goma o lona-engomada.

f.

Se debe llevar una pantalla de soldadura siempre que se realice operaciones de corte o soldadura por arco. Esta pantalla debe estar provista de las lentes de soldadura apropiadas para las condiciones del agua en la zona.

2.13. PRECAUCIONES DE SEGURIDAD PARA EL BUZO. Se debe observar y cumplir estrictamente observación las precauciones de seguridad en las operaciones de corte y soldadura submarina. Como en cualquier trabajo de buceo se debe estar atento a los riesgos que son parte de cualquier operación submarina como las corrientes, inestabilidad de la plataforma, mala visibilidad y espacios de trabajo confinado. Cuando estos factores se combinan con los peligros derivados del manejo de gases explosivos y circuitos eléctricos, se debe estar constantemente en guardia de circunstancias imprevistas que resulten de la combinación de estos riesgos.

3-20


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Como buzo se debe estar completamente familiarizado con lo siguiente: a.

Empleo de la protección proporcionada por el uso de un interruptor de seguridad automático en operaciones con arco eléctrico.

b.

Manejar el soplete de gases con cuidado para evitar que la llama entre encontacto con el traje a las líneas de buceo. No se debe dejar suelto un soplete encendido.

c.

La regulación del soplete encendido solo se debe hacer en pequeñas profundidades y en situaciones en las que es completamente seguro que la llama esta alejada de las mangueras, líneas, casco, etc.. Un soplete encendido nunca será regulado hasta que el buzo está listo, vigilando y esta en una situación segura.

3-21


Corte y Soldadura Submarina

TEMA 3 EQUIPOS UTILIZADOS EN EL CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA CON ARCO 3.1. INTRODUCCIÓN. La información del presente tema, es concerniente al equipamiento necesario para la realización de corte y soldadura submarina con arco. Incluye características de materiales y equipos que se tendrán en cuenta en la planificación de los trabajos. La Tabla 3-1 nos da una lista de equipos necesario para la realización de estas operaciones. 3.2. EQUIPOS DE BUCEO. El buzo debe ir equipado con máscara o casco, con suministro de gases desde superficie y comunicaciones. Preferentemente el traje será seco pudiendo emplear el de neopreno siempre que esté, en buen estado. Es ineludible el empleo de guantes de goma o engomados así como cristales protectores en la mirilla del equipo. 3.2.1 Pantalla protectora. Todas las máscaras y cascos de buceo tiene pantallas protectora para proteger la vista del buzo del arco producido al cortar y soldar. Consisten en un sencillo sistema de presentar y retirar la pantalla cuando lo requiera el buzo. La pantalla del casco está asegurada al mismo por dos sujetadores de salto que a su vez sujetan la pantalla panorámica con dos ganchos en su parte delantera. Una banda de goma en la parte anterior del cuerpo de la pantalla protectora ayuda a su sujeción. La lente está montada en una sección con bisagra. La sección con bisagra puede vascular de arriba y abajo, y puede quedarse fijo en su posición por un sujetador de retenida plano. Las lentes reemplazables fabricadas de oro laminado con policarbonato, son suministradas en #4, #6 y #8 de diferentes densidades de luz. Existen cristales más oscuros pero raramente son utilizados. En aguas muy turbias a veces los cristales no son necesarios.

3-22


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TABLA 3-1. EQUIPO RECOMENDADO PARA CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA CON ARCO. MATERIAL

CARACTERÍSTICAS

Equipo de buceo

- Se deben utilizar equipos con suministro desde superficie con máscara o casco. - Generador tipo 400 AMP. ó más 200 V. corriente C.C.

Equipo de corte y soldadura

- Cables de soldadura. - Masa tipo "C". - Interruptor de seguridad. - Amperímetro.

Soplete de corte

- Soplete Oxígeno submarino. - Mangueras de Oxígeno. - Colector de botellas de Oxígeno. - Regulador de 2 etapas de alta presión y gran caudal.

- Porta electrodos. - Cepillo de alambre. - Piqueta y rascador. - Comprobador de espesores. - Guantes, etc.

Equipo de soldadura

3-23


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Fig. 3.1.

Equipo para corte y soldadura submarina con polaridad directa. 1. Generador de soldadura 400 AMP. C.C.. 2. Toma de tierra. 3. Cable tamaĂąo 2/0 (70 mm2 .). 4. Interruptor de seguridad doble 400 AMP. 5. La masa (+) debe de estar fuertemente unida al trabajo. 6. Porta electrodos (-) o soplete de oxi-arco. 7. Cable 1/0 (50 mm2 .).

Fig. 3.2. Soportes de cristales protectores para mĂĄscara y casco.

3-24


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3.3. GENERADORES ELÉCTRICOS PARA CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA. La fuente de corriente preferida para el corte y soldadura submarina, es un generador para soldar de corriente continua que tenga por lo menos, una capacidad de 400 amperios conectado con polaridad directa (negativo al electrodo y el positivo a la masa). Cuando no se disponga de un generador de C.C., se puede emplear un transformador de la misma capacidad de corriente alterna. Cuando esto se lleve a cabo, se debe prestar particular atención a los peligros que encierra la corriente alterna cuando se emplea debajo del agua teniendo en cuenta las medidas de seguridad que se recomiendan en este manual.

Fig. 3.3. Panel de control de un generador tipo de soldadura submarina. 1. Selector del tipo de trabajo. 2. Palanca selectora de polaridad. 3. Control de corriente. 3.3.1. Forma de poner en paralelo dos maquinas de soldar. Cuando se desee poner en paralelo dos máquinas de soldar, es necesario emplear un interruptor de paralelo de por lo menos 300 amperios de capacidad. Para esto es preciso emplear un interruptor de seguridad de doble polo. El ajuste de dos máquinas de potencia variable para operaciones en paralelo consta de dos fases. a.

b.

Cada una de las máquinas se debe preparar de forma que mande la misma cantidad de corriente para que cuando se encuentren trabajando en paralelo, cada una de ellas mande la mitad de la corriente total. El voltaje del circuito abierto de ambas máquinas debe ser idéntico para evitar que una pueda caer dentro de la otra ocasionando por esta causa una reversión en la polaridad. Se deben aplicar generalmente los siguientes procedimientos para poner en paralelo máquinas de

soldar. a. b. c.

d.

Póngase las dos máquinas en polaridad directa hallando la polaridad de cada conductor por el procedimiento que se muestra en la figura 3-4. Instálese un voltímetro y un interruptor provisionalmente como se muestra en la figura. Cualquier tipo ligero de palanca de codillo puede servir para esta fin. Conectar los extremos de los terminales de cada máquina al polo doble del interruptor de paralelo de 300 amperios de capacidad. El cable procedente de cada máquina debe de ser de 105.000 milésima de pulgada (1/0 50 mm2 ) ó mayor. Conectar el cable conductor del porta-electrodos y el conductor de masa a la misma. Aislar ambos conductores.

3-25


Corte y Soldadura Submarina

e.

Póngase las máquinas de la misma potencia para el mismo valor aproximado de corriente y las máquinas de potencia deferente proporcional a su potencia. La suma de la corriente suministrada para las dos máquinas debe ser igual al valor de la corriente que desea para el trabajo a efectuar.

f.

Abrir el interruptor de paralelo y póngase en marcha ambos generadores. Anótese el voltaje del circuito abierto de cada una e iguale si es necesario. Cuando se empleen equipos de soldar movidos por motor con su correspondiente embrague y tenga que ponerse en paralelo, asegúrese de que el embrague no está metido durante la operación de poner en paralelo las máquinas.

g.

Ciérrese el interruptor provisional y si el voltímetro marca cero los para la operación de ponerlos en paralelos.

generadores están listos

h.

Quítese el voltímetro y el interruptor provisional después de haber

comprobado el voltaje

3.3.2. Prueba final. Ciérrese el interruptor de paralelo y pruébese como sigue: a.

Si el voltaje de circuito abierto no cambia, o ninguno de los dos generadores después de cerrar el interruptor, las máquinas están bien puestas en paralelo. El amperímetro debe marca aproximadamente cero bajo estas condiciones en que no hay carga.

b.

Si marca el amperímetro más de 25 amperios sin usar el electrodo en el trabajo, los generadores no están bien puestos en paralelo.

c.

Abrir el interruptor de paralelo y comprobar los circuitos y voltajes. Si los circuitos están bien procédase a poner en paralelo nuevamente.

d.

Si las máquinas están conectadas aproximadamente, habrá muy poca o ninguna variación en el arco voltaico entre una sola máquina o dos.

e.

Con el porta electrodos situado aproximadamente de tierra, conéctese el conductor de masa al trabajo.

f.

Proceder de la forma usual para las operaciones de corte o soldadura, procurando que la corriente de cualquiera de las dos máquinas no exceda la potencia del generador. En la figura 3.5. se muestra el diagrama de dos máquinas en paralelo.

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Fig. 3.4. Conexiones para poner en paralelo dos generadores C.C. de voltaje variable.

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Fig. 3.5. MĂŠtodo para poner en paralelo los transformadores de soldadura a) b)

Conexiones para mediciĂłn del voltaje cuando V = V1 + V2 los voltajes del secundario estĂĄn en fase y se debe eliminar el puente y conectar los cables como se muestra debajo. Conexiones de los cables para corte o soldadura.

3-28


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3.3.3. Forma de poner en paralelo maquinas de distinta potencia. Cuando dos de las máquinas que hay que poner en paralelo sean de la misma construcción y tipo, no existen inconvenientes ya que estas se encuentran listas para la operación y son las adecuadas para ello. Sin embargo, cuando se disponen de dos máquinas de distinta construcción y tipo para ponerla en paralelo, puede suceder que cuando estas trabajan separadamente y para que den la misma corriente, el voltaje del circuito abierto es considerablemente más alto en una que en otra. Esto no se puede permitir y lo inmediato es bajar la potencia de la máquina más alta hasta igualarla con la máquina que opere con menos voltaje. Cuando esto se haya llevado a cabo, probar la producción total de la máquina reajustada. Puede darse el caso de que la producción en la ultima prueba sea inferior a la de la otra, de modo que en la operación de ponerla en paralelo llevará menos de la mitad de la carga total. 3.3.4. Forma de poner en paralelo transformadores para soldar de corriente alterna. Dos transformadores para soldar de corriente alterna se pueden poner en paralelo de la siguiente forma. a.

Comprobar hasta asegurarse de que los voltajes del circuito abierto de los transformadores son los mismos. Los transformadores cuyos voltajes en circuito abierto no sean los mismos no se pueden poner en paralelo ya que el voltaje en circuito abierto de estos transformadores es totalmente constante a pesar de la entera variación de la producción total de corriente.

b.

Si la polaridad de los conductores está marcada, conéctese los conductores primarios de igual forma que se muestra en la figura 3-5. No conectar los secundarios.

b.

Instale los dos transformadores para que produzcan la misma cantidad de corriente de acuerdo con el amperímetro disponible y conéctese el cable de unión de los mismos tal como se muestra en la figura 3-5.

d.

Empleando el voltímetro de corriente alterna de 0 a 200 voltios de voltajes V1. V2. y V tal como muestra el diagrama figura.

capacidad,

léanse

los

NOTA: Todos los conductores secundarios deben aislarse perfectamente con cinta apropiada.

1.- Si el valor de V. es igual a la suma de V1. más V2., la polaridad es correcta. Quítese el cable de unión, conéctese los conductores de soldar de acuerdo con la figura y los dos equipos están listos para operaciones en paralelo. 2.- Si la lectura del voltaje V es cero, o de un valor muy bajo, esto indica que la polaridad de una de las espirales está al revés. Esto se puede corregir mediante la reversión de los conductores primarios de uno de los transformadores. Repítanse las lecturas de voltaje anteriormente citadas después de esta operación. 3.- Cuando no está marcada la polaridad de los conductores es difícil indentificarla sin averiguar la dirección de las espirales. Ante esta eventualidad márquense los conductores arbitrariamente y háganse las conexiones. Una prueba de los voltajes en los puntos A-B, C-D y en A-D tal como se muestra en la figura, debe probar que V igual V1 más V2. Si esto no resulta así, cámbiese uno de los conductores primarios y producirá los resultados deseados. 3.3.5. Determinación de la polaridad de un generador de corriente. Si por una razón cualquiera las indicaciones de polaridad no aparecen en el aparato, la polaridad puede ser determinada de la forma siguiente: a.

Con la fuente de potencia parada. Conectar el cable de masa y el cable con la pinza a los bornes del aparato.

3-29


Corte y Soldadura Submarina

b.

Poner un electrodo borrado, del lado de la masa y otro del lado de la pinza.

c.

Poner las extremidades de los dos electrodos en un recipiente que

d.

Asegurarse que el operador esté bien aislado de la corriente.

e.

Tener los dos electrodos distantes aproximadamente 5 cm. el uno del otro. Poner la corriente: las burbujas se formarán en el electrodo negativo y prácticamente ninguna en el electrodo positivo.

f.

La polaridad será correcta si las burbujas suben del electrodo hacía la pinza portaelectrodos. Si no es así, invertir los cables.

contenga agua salada.

En general el corte y la soldadura bajo el agua son hechos en polaridad directa, es decir el electrodo enganchado al borne negativo de la fuente de potencia.

Fig. 3.6. Equipo eléctrico en polaridad directa, con corriente continua. 1. Generador 400 AMP. C.C.. 2. Interruptor de seguridad 400 AMP. 3. Porta electrodos. (-) 4. Pinza de masa. (+)

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3.4. CABLES ELÉCTRICOS PARA EL CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA. Los cables eléctricos empleados para corte y soldadura submarina, son conductores de cobre, con revestimiento de goma aislante, cuyos diámetros son: 1/0 (50 mm2 ), 2/0 (70 mm2 ) y 3/0 (95 mm2 ) y las longitudes son de 50, 100, 200 y 300 pies. La elección del tamaño del cable depende del trabajo concreto a realizar. El del diámetro 1/0, es un cable extra-flexible y se recomienda para emplearlo conectado al soplete o pinza del electrodo. El del diámetro 2/0 se emplea normalmente para distancias considerables desde la fuente de energía hasta el lugar de trabajo, debido a su baja resistencia. Este se debe emplear cuando la longitud total de cables, incluido los conductores del electrodo y de la masa, exceda de 300 pies (91 metro). Donde la longitud total de los cables sea de más de 120 metros se debe utilizar el tamaño 3/0, o poner en paralelo dos o más cables de 1/0 ó 2/0 para reducir resistencias. Fig. 3.7. Caída de voltaje en los cables. Cada trozo de cable con sus conexiones que se adicionen causa una caída de voltaje. Para compensar esta caída y mantener el amperaje requerido para el corte la producción total de la máquina de soldar debe ser incrementada mediante la elevación de voltaje del circuito abierto del generador de corriente.

En la fig. 3.7 nos muestra gráficamente la caída de voltaje dependiendo de la longitud de los cables. Esta caída de voltaje no incluye la ocasionada por malos contactos los cuales pueden ser mantenidos al mínimo si las conexiones están bien limpias, apretadas y perfectamente aisladas.

3-31


Corte y Soldadura Submarina

TABLA 3-2. REQUERIMIENTO GROSOR DEL CABLE.

DE

LONGITUD DEL CABLE

POTENCIA

DEPENDIENDO

DE

LA

LONGITUD

Y

AMPERAJE NECESARIO, CABLE DOBLE

Pies

Metros

1/0 50 mm2

2/0 70 mm2

3/0 95 mm2

150

46

155

152

150

200

61

157

154

152

250

76

159

156

154

300

91

161

158

156

350

107

163

160

158

400

122

165

162

160

450

137

167

164

162

500

152

169

166

164

Una conexión mal aislada debajo del agua causa una perdida considerable de corriente y un deterioro rápido del cobre del cable. A todas las conexiones debajo del agua se les debe dar una buena capa de cinta vulganizante para aislarla perfectamente. La vida de cualquier cable aumenta en gran medida si se enrolla debidamente y se mantiene apartado lo más posible de aceites o grasas. 3.5. INTERRUPTOR DE SEGURIDAD. Es un dispositivo de corte de corriente que se emplea en el circuito de soldadura para aislar de la corriente al buzo cuando esto sea necesario. Tiene dos posiciones abierto-cerrado o un conmutador (contactor) capaz de dar o cortar la corriente secundaria que se utiliza. Es indispensable para que el buzo lleve una seguridad absoluta que el contacto sea puesto a su petición y cortado el resto del tiempo. Se denominan también, machete de corte y se utiliza para desconexión del circuito, y proteger al buzo del shock eléctrico cuando está cortando o soldando. Un típico interruptor de seguridad de cuatro polos se emplea en el equipamiento de corte y soldadura submarina es mostrado en la figura 3.8..

Cuando un interruptor de machete de polo simple es usado, deberá siempre estar colocado en el cable de masa del circuito eléctrico y su mango palanca debe soportar el tanto por ciento máximo de la corriente de soldadura. Además, el interruptor de seguridad debe de estar montado en posición vertical y en un soporte no conductor (madera, plástico, etc). El interruptor de seguridad tiene un circuito abierto potencial de unos 80 voltios a través de los polos. Para prevenir un contacto accidental, el interruptor deberá estar empotrado en una caja cubierta y no conductible.

3-32


Corte y Soldadura Submarina

Fig. 3.8. Interruptor de seguridad. Dimensiones en milímetros.

La utilización del interruptor de seguridad en el circuito de corte y soldadura es obligatorio. El interruptor estará montado cuando la palanca esté en su posición más alta durante el corte o soldadura. Si el interruptor cae accidentalmente, el circuito se abre. El interruptor ilustrado en la fig. 4.8 nos muestra la orientación correcta. El interruptor de seguridad protege al buzo del flujo de corriente cuando el buzo está cortando o soldando o tiene colocado el electrodo y listo. Cuando es utilizado un interruptor simple, hay que tener especial cuidado de que no este metido o puenteado. Esto puede ocurrir sí existiera un corte en el aislante entre la máquina de soldadura y el interruptor de seguridad.

Es importante recordar que la humedad (fisuras rijas) o cables deteriorados entre la máquina y el interruptor incluso polo simple o doble polo, puede estar cortado por desgaste cerca del esqueleto de la máquina de soldar, inspeccionar municiosamente fuera de la carcasa o sacar la cubierta metálica. Los cables en estas condiciones pueden constituir una potencial fuente de peligro.

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Corte y Soldadura Submarina

Fig. 3.9. Amperímetro portátil tipo tenaza. El interruptor que se usa corrientemente reúne las características siguientes: interruptor de cuchillo, infundible, de un o dos polos, 400 amperios y 250 voltios. 3.6. AMPERIMETROS. Son aparatos para medir el número de amperios que pasan por un punto de una corriente eléctrica. Los hay portátiles de forma de tenaza como el de la figura 3.9, el cual mide el flujo de corriente sin necesidad de hacer conexiones en el circuito. Es de mucha utilidad en operaciones de corte y soldadura submarina, el cual ayuda a prefijar la corriente necesaria para el trabajo requerido, con él evitamos perforar el casco de un barco por exceso de corriente o mal gastar electrodos por poca corriente. 3.7. PORTA ELECTRODOS PARA SOLDADURA SUBMARINA. Son los mismos que se emplean en el método de corte por arco metálico. Constan de un mango de material aislante con conexiones eléctricas y un sistema fácil de sujeción del electrodo. Solo en caso de emergencia, cuando no está disponible un porta electrodo submarino estándar, se puede utilizar un porta electrodos de superficie, debiendo de asegurarse su aislamiento.

Fig. 3.10. Típico porta electrodos para soldadura submarina. 3.8. SOPLETE DE CORTE SUBMARINO SISTEMA ARCO-OXIGENO. Deben ser simples, ligeros y estar totalmente aislados y con un sistema de sujeción del electrodo que permita el cambio de este con gran facilidad. Los elementos de que se componen son:

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- Mango aislante para sujetar el electrodo tubular que permita el paso de oxígeno. - Válvula de oxígeno. - Conexión eléctrica. - Junta aislante entre la válvula y el manguito para aislar al operador y evitar el deterioro de la válvula por electrólisis. En casos de emergencia se puede improvisar un portaelectrodos poniendo especial cuidado en aislarlo totalmente al operador.

Fig. 3.11. Despiece del sopletes de corte submarinos Arco-Oxígeno Craftsweld.

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Fig. 3.12. Despiece del soplete de corte submarino Arco-Oxígeno Broco. 3.9. ELECTRODOS DE CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA. Existen varios tipos de electrodos de corte submarino, estos son: -

Tubulares cerámicos. Tubulares de acero. Exotérmicos.

Los electrodos tubulares cerámicos son de poco uso y están siendo sustituidos por los otros electrodos más modernos. Los electrodos tubulares de acero consisten en un tubo de acero, con una cubierta fundente y un taladro por donde pasa el oxígeno de corte. Los electrodos exotérmicos consisten en varillas introducidas en un tubo de acero y recubierto de cobre. Una de las barillas es de aleación especial arde sin necesidad de arco, una vez que se haya encendido y fluya el oxígeno entre las varillas. Hasta hace poco tiempo los únicos electrodos utilizados para la soldadura submarina eran los mismos que los empleados en soldaduras en superficie pero impermeabilizados. Actualmente algunas marcas comerciales han desarrollado electrodos para uso submarino, siendo los resultados de la soldadura submarina con ellos muy satisfactorios.

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Corte y Soldadura Submarina

Fig. 3. 13. Electrodos de corte submarino oxi-arco. 1. Electrodo tubular de acero de cubierta rosa. 2. Electrodo tubular de acero de cubierta azul Arcair Sea cut. 3. Electrodo exotérmico Broco de siete barillas. 4. Electrodo exotérmico Arcair Sea-Set, con barilla en espiral.

3.10. SOPLETE DE GASES PARA CORTE SUBMARINO. Todos los sopletes de corte submarino de gases están constituidos bajo la misma idea fundamental. La figura 3.14 muestra un corte seccionado de las tuberías de gases. La operación con el soplete de gases se base en los siguientes principios: a.

La envuelta cilíndrica exterior de aire comprimido aparta el agua que rodea la llama.

b.

La llama de pre-calentar, producida por el gas combustible (Hidrógeno, acetileno), suministra el calor para iniciar el corte y mantener la temperatura necesaria para continuar el mismo.

c.

El chorro central de oxígeno cumple la misión de cortar oxidando el metal y apartando de su recorrido una estrecha franja del mismo.

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Fig. 3.13. Sección de un soplete de gases de corte submarino "Seafire"y de un encendedor. 3.10. SUMINISTRO DE GASES. OXIGENO DE CORTE. El oxígeno para las operaciones de corte submarino debe tener una pureza de 99,5 % ó más. Si no se mantiene esa pureza la eficacia del corte se reducirá. Si la pureza baja un 1 % la velocidad del corte se reducirá un 25 %. También se reduce la calidad del corte y aumenta la cantidad de escoria que queda pegada. El Oxígeno disponible en el comercio para el corte tiene una pureza mínima del 99,9 %.

3.10.1. Botellas de almacenamiento de oxígeno. Son cilindros de 50 litros de capacidad y cargados a una presión de 150-200 Kg/cm2 ., terminados en ojiva donde tienen una válvula de control para cerrar o abrirla. Las botellas de oxígeno se deberán montar en batería para minimizar las interrupciones derivadas del cambio de botellas. Sin embargo, para operaciones limitadas una sola botella será suficiente.

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3.10.2. Reguladores de presión. Los manoreductores o reductores de presión se emplean para reducir la presión del gas de las botellas a la presión de trabajo requeridas en las operaciones de corte. La tasa de oxígeno consumido no es crítica para el éxito del corte submarino por oxi-arco. Se pueden obtener resultados satisfactorios dentro de un ancho margen en el flujo del oxígeno. Sin embargo, aplicar menos de la tasa óptima puede ralentizar la operación y por precisar más atención, pueden cansar al buzo innecesariamente. El uso de más oxígeno del que se debe emplear es un derroche, produce enfriamiento y puede fatigar innecesariamente al buzo por provocar una mayor presión de retroceso en el portaelectrodos. Las posiciones recomendadas para el regulador de oxígeno. Para asegurar suficiente flujo de oxígeno es necesario un regulador capaz de proporcionar 2 m3/min. (7Oft /min.). Para ello se recomienda un regulador de dos etapas. 3

La presión en la punta del electrodo viene dada en la tabla 4-2. Para determinar la presión de salida del regulador se añadirá a la presión de trabajo 1 Kg/cm2 (14,2 PSI) por cada 5O metros de manguera y 1 Kg/cm2 (14,2 PSI) por cada 1O metros de profundidad. La presión del regulador (Kg/cm2 )

?

P L ? ? Pt 10 50

P = Profundidad trabajo en metros L = Longitud de manguera en metros El flujo y presión de oxígeno correctos se comprueba de forma práctica cuando se consigue un chorro de 15 cm. de longitud al accionar el portaelectrodos a la profundidad de trabajo.

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Fig. 3.14. Regulador de presión "Seafire". 1. Manómetro de alta. 2. Manómetro de baja. 3. Válvula de seguridad. 4. Filtro. 5. Conector a la botella. 6. Aguja de la válvula. 7. Membrana de goma. 8. Membrana de plástico. 9. Membrana metálica. 10. Muelle ajustable. 11. Conexión a manguera. 12. Válvula de purga. 13. Muelle compensador.

3.10.3. Mangueras. Se emplean tres tipos de mangueras y se utilizará una longitud no inferior a los 15 metros y el diámetro interior será igual o superior a 1/4 de pulgada, sus colores deben ser: - Aire - Gas combustible (Acetileno, hidrógeno o MAPP) - Oxígeno

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negra. rojo. verde.


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Los acoplamientos de las conexiones de manguera al soplete llevan pasos diferentes para evitar errores en el montaje, o sea la de los gases combustibles van a rosca izquierda y oxigeno y aire a rosca derecha. 3.10.4. Encendedores submarinos. Es preferible que el buzo encienda el soplete dentro del agua, cuando esté listo para comenzar el trabajo. Se han desarrollado varios tipos de encendedores pudiendo ser eléctricos o mecánicos. El encendedor que muestra la figura 3.13, debe utilizarse únicamente para encender el soplete bajo el agua, porque no ha sido diseñado para el uso en la superficie y en caso de hacerlo funcionar en esta forma, se quemarán las boquillas, habiendo de renovarlas. Actualmente se emplean encendedores mecánicos.

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TEMA 4 GENERALIDADES SOBRE EL CORTE SUBMARINO

4.1. GENERALIDADES. El corte de metales bajo el agua se viene practicando con frecuencia en trabajos submarinos, desde hace bastantes años. La necesidad de otros métodos simples y efectivos dio lugar a la investigación de otros procedimientos dando lugar a la aparición de otros métodos que no solo cortan metales ferrosos, también otros materiales. Los procedimientos recomendados son: Arco-metal. 1. Con arco voltaico Oxi-arco.

Kirie Cable. 2. Electrodos exotérmicos. Lanzas térmicas.

Oxi-hidrógeno. 3. Soplete de gas.

Oxi-acetileno. Oxi-MAPP.

De estos procedimientos, el método de oxi-arco fue el más popular hasta la aparición de los actuales sistemas que hacen el corte subacuático simple y sencillo. Los electrodos exotérmicos, el Kirie cable y las lanzas térmicas, se basan en el calor desprendido por la combustión del acero. Los dos primeros se pueden utilizar con arco eléctrico para mejorar su rendimiento. Los electrodos exotérmicos se pueden utilizar para cualquier tipo de material, mientras que el Kirie Cable esta recomendado solo para acero. El uso de las lanzas térmicas bajo el agua, resulta más peligrosa que el resto, pero es el método de mayor potencia e insustituible para perforar hormigón o roca de gran espesor.

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TABLA 4-1 CARACTERISTICAS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE CORTE. ELECTRODOS TUBULARES

ELECTRODO S ULTRA

ARCO

LANZA TERMICA

SOPLET E DE GASES

METAL

TERMICOS NECESITA PRECALENTA.

NO

NO

NO

NO

SI

COMIENZO INSTANTÁNEO

SI

SI

SI

SI

NO

NECESITA OXÍGENO

SI

SI

NO

SI

SI

NECESITA COMBUSTIBLE

NO

NO

NO

NO

SI

NECESITA ELECTRODOS

SI

SI

SI

NO

NO

NECESITA CORRIENTE

HASTA 400 AMP.

HASTA 400 AMP.

HASTA 400 AMP.

SOLO EN EL ENCENDIDO HASTA 400 AMP.

NO

ARDE DESPUES DE CORTAR CORRIENTE

NO

SI

NO

SI

-----

RIESGO DE SHOCK ELECTRICO

SI

SI

SI

NO

NO

RIESGO DE EXPLOSIÓN

SI

SI

SI

SI

SI

NECESITA ROPA PROTECTORA

SI

SI

SI

SI

SI

FÁCIL MANEJO

SI

SI

NO

NO

NO

NECESITA EXPERIENCIA

NO

NO

SI

NO

SI

CORTA METAL FERROSO

SI

SI

SI

SI

SI

CORTA METAL NO FERROSO

NO RECOMENDADA.

SI

SI

SI

NO RECOM ENDADA

El procedimiento arco-metal requiere una mayor destreza y experiencia por parte del utilizador. Puede cortar aceros resistentes a la oxidación y materiales no ferrosos satisfactoriamente, pero raramente se utiliza en estos casos. Se utiliza preferentemente para cortar chapa fina. El soplete de gases es fácil de dominar, tiene buena tasa de corte cuando se utiliza en acero, en metales que no oxiden rápidamente y en algunos materiales no metálicos.

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El procedimiento de corte con oxi-hidrógeno que fue ampliamente utilizado, actualmente ha sido suprimido por otros procedimientos de corte submarino, más seguros y eficaces, por eso hoy, no es recomendable debido a su falta de seguridad. En el corte oxi-arco la acción de corte depende de la oxidación de un metal tal como el acero que oxida rápidamente. El metal se calienta por medio del arco formado entre esta y el electrodo hasta la temperatura de inflamación. Se dirige un chorro de oxígeno puro al punto calentado y el metal arde rápidamente, este proceso ocurre instantáneamente. El corte puede avanzar en cualquier dirección deseada moviendo la fuente de calor y el suministra de oxígeno.

El corte arco-metal está clasificado como un proceso de corte térmico por arco que usa electrodos de varrilla con un recubrimiento impermeable. Con este proceso la acción del corte depende del calor de un arco, similar al arco de soldadura, combinado con la acción manual de empujar el metal fundido fuera del corte con la punta del electrodo. La operación es de fundido del metal en vez de quemado u oxidación. Por lo tanto este método de corte es usado preferentemente para el corte de metales no ferrosos como el latón, bronce o cobre y para aceros resistentes a la oxidación o corrosión como acero inoxidable y aceros de alta aleación. En la operación, el arco eléctrico se establece entre el electrodo y el trabajo que se va a ser cortado. Cuando el punto calentado alcanza una temperatura suficientemente alta, el metal fluye fuera o es empujado con el extremo del electrodo. Se puede hacer un corte continuo fundiendo progresivamente en la línea de corte a efectuar. El corte con electrodos exotérmicos Kirie Cable y lanzas térmicas, combina el efecto de oxidación con el corte térmico, o por fusión. En la tabla 4-1 se muestran los rasgos más importantes de los distintos procedimientos, hay sin embargo, normas definidas para cada construcción, rescate, salvamento o desguace. La elección del sistema en gran medida depende del equipo disponible en ese momento v las condiciones operativas del trabajo. En muchos casos, un procedimiento puede usarse para complementar otro y así acelerar la terminación del trabajo. Cuando corte en condiciones reales, el buzo se encontrará con problemas no afrontados durante su instrucción. El trabajo se efectuará con mayor rapidez y efectividad si el operador comprende las dificultades y puede eliminarlas o controlarlas. La posición del trabajo ha de ser tan fácil y cómoda como sea posible mientras no perjudique la seguridad. El uso de guindolas y plataformas de trabajo para el buzo le permitirá trabajar más eficientemente. Limpiar el metal lo mejor posible. El acero cubierto con la mínima incrustación ordinaria y una o dos finas capas de pintura se puede cortar fácilmente. Una espesa capa de pintura, incrustaciones, lapas, algas, y obstrucciones similares dificultar un buen corte o incluso lo imposibilitará. Es importante limpiar ambos lados de la pieza que va a ser cortada, si es posible.

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La pintura y las incrustaciones en el lado opuesto al que se esta haciendo el corte lo bloquearan e impedirán que el chorro de corte fluya a través de la grieta. Es muy útil una rasqueta normal para eliminar la pintura e incrustaciones. También se puede, eliminar pasando el soplete sobre ellos. No emplear nunca el soplete como rasqueta o martillo ya que puede estropear la boquilla o desajustarla.

4.2. GENERALIDADES SOBRE EL OXI-CORTE. El oxicorte de metales ferrosos se basa en el hecho de que el oxígeno tiene gran afinidad para combinarse con el hierro, especialmente a temperaturas elevadas, de acuerdo con la ecuación: 3Fe + 2O2 = Fe3 O4 + 270 cal. Los productos de combustión están constituidos por el oxido negro del hierro. Se dice que el hierro es quemado en oposición a fundido, por que en este caso reacciona químicamente con el oxígeno a la temperatura de ignición. Podemos definir el oxicorte como un procedimiento de seccionamiento de los metales por combustión localizada y continua, mediante un chorro de oxígeno. Las caras del corte no son perfectamente lisas, pues el Chorro de oxígeno traza en ellas unas estrías de forma curva. 4.2.1. Condiciones necesarias para la realización del oxi-corte. La afinidad por el oxígeno no es suficiente para que el metal sea apto para ser cortado por este procedimiento. La experiencia ha demostrado que es preciso: a. Que en la acción de oxidación se desprenda una cantidad de calor suficiente para compensar todas las perdidas caloríficas, a fin de que la pieza se encuentre siempre a la temperatura que se inicia la combustión. b. Que la temperatura a que se inicia la combustión sea como máximo igual a la temperatura de fusión del metal. Si esta condición no se cumple, el metal podrá fundirse pero no se iniciará la combustión necesaria para el oxicorte. 4.2.2. Oxidos que pueden formarse. Según la temperatura a la que se opera, la escoria puede estar compuesta por sólidos, líquidos o gases. En el primer caso se formará en la superficie del corte una pantalla que al impedir el contacto del oxígeno con el metal hace que la reacción cese. Este es el caso del aluminio, que forma un oxido (AL2 O3 ) que tiene el punto de fusión muy alto. La formación de un oxido gaseoso es perjudicial, ya que los gases formados en la superficie del metal crean una atmósfera pobre de oxígeno y hace disminuir la velocidad de la reacción.

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La formación de oxido liquido favorece considerablemente la velocidad de la reacción la superficie liquida formada sobre las caras del corte tiene un papel catalítico. El oxígeno y el metal se disuelven en el oxido liquido, en cuyo seno tiene lugar la reacción con gran intensidad.

4.2.3. Proceso de oxicorte. Este proceso de oxicorte consta de las siguientes fases: - Calentamiento de la superficie a cortar (arco, llama). - Oxidación de las superficies cortadas por el oxígeno. - Eliminación de los productos de combustión por medio de la energía cinética del chorro de oxígeno. La temperatura de calentamiento debe estar comprendida entre la inflamación y fusión del metal. En la practica del oxicorte no todo el hierro eliminado reacciona con el oxígeno si no que aproximadamente de un 30% a un 40 % es arrastrado como hierro fundido por la energía cinética del chorro y solo un 65 % del hierro eliminado forma oxido. La temperatura de iniciación no esta perfectamente determinada, y varia con la composición y espesor del metal. Se ha observado que dicha temperatura oscila entre 1300 y 1350 ºC a la cual la oxidación llega a ser instantánea y es tal que el calor por ella cedido eleva el punto de fusión y mantiene liquido el oxido formado.

4.2.4. Variables que influyen en el proceso. Las que efectúan el metal, como su composición y características y las que afectan al oxígeno. 4.2.4.1. Composición del metal. Las características de los aceros se verán afectadas por una serie de aditivos como carbono, silicio, níquel, cromo, wolframio, cobalto, cobre, etc., o impurezas como fósforo y azufre. Esto influirá en el proceso de oxicorte por las propiedades físicas más importantes como son el calor especifico y la conductibilidad térmica, o bien por las propiedades químicas que afectarán a la reacción de oxidación. Brevemente indicaremos la influencia de cada uno de los elementos que entran a formar parte en el acero.

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a. Carbono. Cuando esta disuelto favorece el oxicorte. El aumento de contenido en carbono reduce la temperatura de inflamación. Cuando el carbono se presenta libre (grafito) o combinado, dificulta el oxicorte ya que produce reacciones endotérmicas, por lo cual disminuye la velocidad de reacción. Además la combustión del grafito forma productos gaseosos que empobrecen la atmósfera del oxígeno. De todo ello se deduce que los aceros suaves y semiduros se cortan fácilmente y a medida en que el contenido en carbono aumenta el corte se hace más difícil y se necesita un precalentamiento más potente. b. Silicio. Se encuentra en concentraciones de hasta el 15% su contenido influye notablemente sobre el corte. Un acero con 4% Si y 0,2% C no se puede oxicortar y sin embargo el acero con 2% Si y 0,5% se oxicorta fácilmente. c. Manganeso. Es recomendable del 12 al 15 % más de calor y más presión de oxígeno que en los aceros corrientes. d. Cromo. Ejerce una influencia desfavorable ya que las escorias de oxido cónico tiene el punto de fusión muy alto y no se desprende fácilmente. Si el cromo esta en el 3.5% se puede oxicortar, si está en el 6% será difícil. e. Níquel. Su acción sobre el corte se limita a la reducción sobre la conductividad cuando se encuentra en proporciones altas. f. Molibdeno. Los aceros al Cr-Mb y Ni-Cr-Mb se cortan sin dificultad sin embargo el acero al Cr-X-Mb no se puede oxicortar. g. Wolframio. Arde fácilmente, por lo que se puede oxicortar incluso cuando está en grandes proporciones. h. Aluminio. Pocas veces está aleado en cantidad significativa de manera que casi nunca presenta serio problema. Cuando su contenido en acero excede el 5% dificulta su corte. i. Cobre, Cobalto y Vanadio. Los aceros al cobre o semi-inoxidables se oxicortan fácilmente. El cobalto y el vanadio prácticamente no dificultan el corte. j. Azufre y Fósforo. No ejercen ninguna influencia. 4.2.4.2. Temperatura del metal. Al calentar el acero a una temperatura mayor que su transformación, el carbono se disuelve quedando solamente el hierro, lo cual favorece el corte. El precalentamiento aumenta la velocidad de corte y economiza el consumo de oxígeno.

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4.2.4.3. Espesor del metal. Además de la evidente necesidad de aumentar el calor de precalentamiento, dificulta la evacuación de escoria produciéndose un enrarecimiento del oxígeno. Este enrarecimiento se compensa con el aumento de presión de oxígeno. 4.2.4.4. Pureza del oxígeno. El oxígeno se obtiene por destilación del aire liquido, por lo tanto las impurezas son el resto de los gases que componen el aire. La influencia de las impurezas en el oxígeno no afecta en la naturaleza química, sino en la disminución del volumen de oxígeno que interviene en la reacción. La principal interferencia proviene del vapor del agua, que no debe exceder el 0,002% a 63 ºC. La pureza del oxígeno industrial no suele ser inferior al 97,5%. Con un oxígeno de pureza inferior al 80 % no se puede realizar el corte. Se puede cortar chapa de 25 mm. con un 85% siendo la velocidad un tercio de la que se obtiene con el 99,5%.

4.2.4.5. Presión de oxígeno. Existe una presión óptima. Por debajo de dicha presión no se consigue una atmósfera de oxígeno para la adecuada reacción de oxidación. Por encima de la presión óptima, además del consiguiente derroche de oxígeno, la velocidad del corte disminuye a causa del enfriamiento provocado por el exceso de oxígeno que no interviene en la reacción. 4.2.4.6. Temperatura del oxígeno. Favorece el corte, especialmente cuanto menor es la pureza del oxígeno. 4.3. GENERALIDADES SOBRE EL CORTE-TERMICO. En los casos en los que el material a cortar no oxide fácilmente y, por lo tanto, el oxicorte es inviable se utilizará el corte térmico. El corte térmico consiste en suministrar calor al material a cortar hasta alcanzar su punto de fusión y, una vez fundido, sacarlo de la grieta mediante algún procedimiento mécanico. Para metales no ferrosos se suele utilizar un arco eléctrico como medio de suministro de calor. Este método comprende el sistema arco-metal y el sistema oxi-arco con electrodos tubulares de acero. En este último sistema el oxígeno se puede sustituir por aire ya que no se aprovecha su acción química, si no su acción mecánica. Para materiales no conductores se puede utilizar electrodos exotérmicos, lanza térmica o soplete de gases. En el soplete de gases al igual que los electrodos tubulares, el oxígeno de corte puede ser sustituido por aire.

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La elección de una técnica adecuada , además de las consideradas en la tabla 4-1 es, principalmente para materiales no metálicos, que la temperatura proporcionada por el sistema de corte sea superior al punto de fusión del material. Por ejemplo el corte de roca u hormigón es imposible con soplete de poco rendimiento con electrodos ultra térmicos, solo será factible con lanza térmica (2000 a 3000 ºC) .

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TEMA 5 CORTE SUBMARINO CON OXI-ARCO 5.1. PRINCIPIOS OPERATIVOS. El método oxi-arco se define como un proceso de corte por oxígeno en el que el metal se corta por una reacción química con el oxígeno a altas temperaturas. La temperatura necesaria se puede mantener por medio de un arco eléctrico entre el electrodo y el metal a cortar y por reacciones químicas del propio electrodo. El procedimiento de corte por oxi-arco fue el de mayor utilización, hasta la llegada del corte exotérmico y ha sido utilizado durante muchos años, por lo que se cuenta con gran experiencia. Este proceso está especialmente recomendado para corte de acero, aunque se puede usar para cortar otros metales satisfactoriamente. Este tipo de corte depende en gran medida de la rápida oxidación de los metales durante el corte. En la operación, un punto determinado del metal a cortar, se calienta hasta la incandescencia por medio del arco eléctrico tomado entre el metal y la punta del electrodo hueco tubular para corte oxi-arco. Como consecuencia de la gran cantidad de calor proporcionado por este método, el calentamiento es instantáneo. Cuando el punto precalentado se pone incandescente, se le proyecta directamente un chorro de oxígeno a gran velocidad. Este proceso es instantáneo. El chorro de oxígeno tiene dos funciones: 1. Produce más calor por la oxidación del metal. 2. Arrastra el metal fundido y oxidado. La punta del electrodo también está expuesta a los efectos del calor y la oxidación y se consume rápidamente. En el método oxi-arco, el arco realiza la misma función que la llama precalentadora en el corte con soplete de gases. En este método se emplea alimentación C.C. con excelentes resultados. La alimentación C.A. se emplea poco por ser más peligrosa.

5.2. MATERIALES PARA EL CORTE SUBMARINO CON OXICORTE. El equipo utilizado para el corte con oxi-arco se describe en el tema "EQUIPOS PARA CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA". Los materiales de consumo generalmente utilizados en este método están relacionados en la Tabla 5-1. Excepto en caso de emergencia, solo se debe utilizar materiales homologados, llegado el caso de utilizar materiales no homologados se deben extremar las medidas de seguridad.

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Fig. 5.1. Disposición del equipo para corte oxi-arco

1. Regulador de oxígeno. 2. Batería de oxígeno. 3. Manguera de oxígeno. 4. Cable de fuerza. 5. Interruptor de seguridad de un polo. 6. Generador de 400 amperes C.C. 7. Cable de masa. 8. Masa. 9. Trabajo 10. Electrodo. 11. Palanca del oxígeno. 12. Soplete. 13. Línea de agua.

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TABLA 5-1. MATERIAL NECESARIO PARA CORTE OXI-ARCO ¡.

MATERIAL

CARACTERÍSTICAS

Generador C.C.

400 AMP

Manoreductor de oxígeno

Preferentemente dos etapas

Oxígeno

Botellas industriales con latiguillos de acoplamiento para formar batería de gran flujo, preferentemente dos.

Manguera de oxígeno

----

Cable (Porta-electrodos) y masa

400 AMP. completamente impermeable. Muy flexible

Interruptor de seguridad

400 AMP. preferiblemente de machete

Porta electrodos pinza de masa

Completamente aislado 400 AMP.

Electrodo de corte

Tubular o ultratérmico

Pantalla protectora de ojos

De diferente tonalidad, dependiendo de la visibilidad en la zona de trabajo.

Sistema de comunicaciones

De doble vía buzo-superficie

Fig. 5.2. Soplete de corte submarino "Broco".

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5.3. ELECTRODOS DE CORTE SUBMARINO. 5.3.1. Electrodos tubulares de acero. Consisten en un tubo de acero, con una cubierta fundente impermeable. Tienen un diámetro exterior de 5/16" (7,94 mm) y longitud de 14" (35,56 cm) y un taladro ligeramente inferior de 1/8" (3,18 mm.), como se muestra en la figura 5.3. En alguno de los primeros electrodos se utilizó el latón y la fundación, por ser materiales que no oxidan fácilmente. Los tubulares de acero han demostrado ser más eficaces debido a que su punto de fusión es más alto, aunque se oxida más fácilmente cuando se trabaja por encima de la temperatura de inflamación.

Fig. 5.3. Electrodos tubulares de acero. A) Arcair Seacut. B) Arcair Tuftcoat. A y B 1. Taladro. A y B 2. Tubo de acero. A y B 3. Cubierta fundente. A 4. Impermeabilizante. B 4. Cubierta de teflon blanco. Las cubiertas fundentes de los electrodos de corte tienen una composición similar a los diseñados para soldadura que usan polaridad directa de C.C. o C.A. Los propósitos de la cubierta fundente de los electrodos submarinos son los siguientes: 1. Facilitar el establecimiento y mantenimiento del arco. 2. Forma y mantiene una vaina protectora alrededor del arco. Para conseguir esto, la cubierta debe consumirse a menor velocidad que el núcleo. Se debe consumir concentricamente para permitir un restablecimiento del arco, si es necesario y no debe formar escoria en el material que se esta cortando, ya que si se deposita en el surco impedirá la necesaria oxidación. 3. Libera gases que forman una burbuja en la que se mantiene el arco.

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4. Sirve como aislante eléctrico, incluso en condiciones de humedad, para salvaguardar al buzo en caso de un contacto accidental con su cuerpo cuando está trabajando. 5. Cuando se trabaja en zonas confinadas, evita que se forme un arco lateral. Durante la elaboración de estos electrodos, las cubiertas se impermeabilizan sumergiéndolas en lacas termoplasticas. Los electrodos tubulares de acero tienen las siguientes ventajas: 1. La técnica de corte es muy simple y rápidamente se domina. 2. Se puede cortar fácilmente chapas de más de dos pulgadas. 3. El corte es rápido. 4. Los cortes son más limpios. 5. La electricidad necesaria está comprendida en la capacidad de un generador o tranformador de 400 amp. 6. No se desperdicia electrodo ya que solo se consume cuando está en contacto con el trabajo. Desventajas de los electrodos tubulares de acero: 1. La vida eficaz de un electrodo tubular de acero es aproximadamente un minuto. Esta corta vida de un electrodo es una desventaja en muchos casos. Por ejemplo, cuando hay poca visibilidad el buzo debe depender del tacto para volver a localizar el corte después de cambiar los electrodos. 2. La estrechez de la grieta producida obstaculiza la fácil localización e inspección del corte. 3. Es imprescindible un generador. 4. La necesidad de alto amperaje deteriora el portaelectrodos más rápido que con electrodos exotérmicos.

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Fig. 5.4. Tasa de corte en chapa de acero en pulgadas por minuto. 1. Chapa de 1/4" (6,35 mm.) 2. Chapa de 1/2" (12,7 mm.) 3. Chapa de 3/4" (19,05 mm.) 4. Chapa de 1" (25,4 mm.) * Impracticable. A. Electrodo tubular de acero comercial. B. Arco metálico 300 AMP. C. Arco metálico 400 AMP. D. Arco carbono. E. Electrodo ultratérmico. F. Gas MAPP.

5.3.2. Electrodos tubulares de emergencia improvisados. En situaciones de emergencia cuando no estén disponibles electrodos tubulares, se pueden fabricar electrodos de materiales disponibles a bordo. Se podrían utilizar tuberías de 5/16" (7,94 mm) de acero resistente o 1/8" (3,18 mm) de tubería de acero extra fuerte en longitudes de 14" (36 cm) y cubriendo todo excepto la sujeción con cinta aislante o papel hasta un grosor de 0.020" (O,5 mm). El aislamiento también puede ser realizado por cualquiera de los siguientes: 1. Tres envolturas de cinta aislante. 2. Cuatro envolturas de folio de escribir. 3. Tres envolturas de papel de envolver corriente. 4. Macarrón contraíble por calor. La envoltura puede ser en espiral o en forma de cigarrillos. Cuando para cubrir los electrodos se utiliza papel sin tratamiento, se debe utilizar una capa de pegamento impermeable para asegurar una cubierta adecuada y mantener el papel e su sitio.

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La impermeabilidad se asegura mejor sumergiendo el electrodo con la envuelta puesta en laca impermeable o en una solución de 1/2 libra (0,277 Kg.) de celulosa en 1 galón (3,78 L. de acetona. Generalmente son suficientes dos capas. Con medida de emergencia, los electrodos cubiertos con papel se pueden impermeabilizar cubriéndolos con pintura, cera barniz. Otros tipos de electrodos de emergencia que se puede fabricar con material de abordo son similares a los antiguos electrodos de corte Swaftord. Este consiste en un tubo de latón de 3/8" (9,52 mm) de diámetro interior cubierto de cinta aislante en la cual se introduce una varilla de soldar de fundición de 1/4, (6,35 mm). Un electrodo improvisado tipo Swaftoord se puede hacer con un tubo de acero o latón de 1/4" (6,35 mm) de diámetro interior con varillas metálicas introducidas en el taladro. Otro consiste en un tubo de 1/4 o 3/8" (6,35 o 9,58 mm) de 14"(36 cm.) de longitud, asegurando un buen contacto entre los electrodos y el tubo.

Se debe asegurar que haya espacios para que fluya el oxígeno. Se les puede colocar adaptadores a los electrodos en superficie, para eliminar el engorroso proceso de ajustar los electrodos en el soplete bajo el agua. Los adaptadores no se tirarán para utilizarlos en nuevos electrodos. Los electrodos se aislarán e impermeabilizarán por algunos de los procedimientos descritos anteriormente.

Se puede usar con estos electrodos de emergencia aproximadamente las mismas fuentes de potencia, equipos y presiones de oxígeno que se usan para electrodos tubulares de acero.

Dependiendo de la construcción de los distintos electrodos pueden ser necesarias pequeñas variaciones en los sistemas. Por ejemplo, la técnica de dragado no debería de usarse con los electrodos de tipo Swafford hechos con tubería de latón ya que tendería a pegarse. Para superar este problema se debe mantener un pequeño arco similar al usado en soldadura. Si se emplea tubo de acero cubierto con cinta aislante, es recomendable el método de dragado.

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Fig. 5.5. Construcción de electrodos de emergencia A). Envoltura en espiral. B) Envoltura en rollo. Los electrodos de emergencia descritos anteriormente tienen la ventaja de poderse fabricar rápidamente con materiales disponibles en operaciones de salvamento. Han demostrado ser buenos sustitutos del electrodo de acero tubular standard 5/16" (7.44 mm.). Aunque satisfactorios, los electrodos tipo Swafford cortan muy lentamente y desperdician oxígeno cuando se compara con el estándar.

Fig. 5.6. Adaptador y electrodo improvisado con tubería y electrodos de soldadura. NOTA: Se sueldan los extremos de los electrodos al tubo dejando espacio para que pase el oxígeno. 1. Tubo. 2. Electrodos. 3. Extremo soldado. 4. Arandela plano 5. Acoplamiento para ajustar el electrodo. 6. Sección del tubo de 5/16". 7. Adaptador para porta electrodos de 5/16" (7,94 mm.).

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5.4. OXÍGENO. Para las operaciones de corte el oxígeno debe tener una pureza de 99,5 % ó más. Si no se mantiene esa pureza la eficacia del corte se reducirá. Si la pureza baja un 1 % la velocidad del corte se reducirá un 25 %. También se reduce la calidad del corte y aumenta la cantidad de escoria que queda pegada. El Oxígeno disponible en el comercio para el corte tiene una pureza mínima del 99,9 %. Generalmente, las botellas de oxígeno se deberán montar en batería para minimizar las interrupciones derivadas del cambio de botellas. Sin embargo, para operaciones limitadas una sola botella será suficiente. La tasa de oxígeno consumido no es crítica para el éxito del corte submarino por oxi-arco. Se pueden obtener resultados satisfactorios dentro de un ancho margen en el flujo del oxígeno. Sin embargo, aplicar menos de la tasa óptima puede ralentizar la operación y, por precisar más atención, pueden cansar al buzo innecesariamente. El uso de más oxígeno del que se debe emplear es un derroche, produce enfriamiento y puede fatigar innecesariamente al buzo por provocar una mayor presión de retroceso en el portaelectrodos. Las presiones recomendadas para el regulador de oxígeno son descritas en la tabla 5-2. Para asegurar suficiente flujo de oxígeno es necesario un regulador capaz de proporcionar 2 m3 /min (7Oft3 /min.). Para ello se recomienda un regulador de dos etapas. La presión en la punta del electrodo viene dada en la tabla 5-2. Para determinar la presión de salida del regulador se añadirá a la presión de trabajo 1 Kg./cm2 (14,2 PSI) por cada 5O metros de manguera y 1 Kg/cm2 (14,2 PSI) por cada 1O metros de profundidad. La presión del regulador (Kg/cm2 ) =

P L ? ? Pt 10 50

P = Profundidad trabajo en metros L = Longitud de manguera en metros El flujo y presión de oxígeno correctos se comprueba de forma práctica cuando se consigue un chorro de 15 cm. de longitud al accionar el portaelectrodos a la profundidad de trabajo.

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TABLA 5-2. PRESIÓN DE OXÍGENO DE TRABAJO (SOBRE EL FONDO) PARA ELECTRODOS TUBULARES DE ACERO Y EXOTERMICOS ESPESOR DE CHAPA

ELECTRODO TUBULAR DE ACERO

Pulgadas m/m

PSI

Kg/cm2

ELECTRODO EXOTERMICO PSI

Kg/cm2

1/4

6,4

35-40 2,5-2,8

75

5,3

3/8

9,5

40-45 2,8-3,2

80

5,6

1/2

12,7

45-50 3,2-3,5

80

5,6

3/4

19,0

50-55 3,5-3,9

85

6,0

1

25,4

55-60 3,9-4,2

90

6,3

1 - 1/4 31,8

65-70 4,6-4,9

95

6,7

1 - 1/2 38,1

75-80 5,3-5,6

95

6,7

1 - 3/4 44,4

85-90 6,0-6,3

100

7,0

95-100 6,7-7,0

105

7,4

2

50,8

NOTA: Añadir 1 Kg/cm2 . por cada 10 metros de profundidad. Añadir 1 Kg/cm2 . por cada 50 metros de longitud de manguera.

5.5. CONSUMO DE MATERIAL. En la tabla 5-3 muestra la tasa de corte y consumo de oxígeno para diferentes espesores de chapa. La unidad de referencia es la caja de electrodos de 50 Lb. que es la que se suministra comercialmente y suele contener 167 electrodos. 5.6. TÉCNICAS DE CORTE SUBMARINO CON OXI-ARCO. 5.6.1. Intensidad de la corriente eléctrica. La intensidad de la corriente eléctrica en la punta de electrodo a la profundidad trabajo es de 300 a 400 AMP (electrodos tipo Arcair Sea-cut o Tuff-cote). Para una lectura precisa del amperaje se usara un amperímetro de tipo abrazadera aplicado al cable del porta-electrodos.

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TABLA 5-3 CONSUMO DE MATERIAL CON ELECTRODOS TUBULARES DE ACERO. ESPESOR DE CHAPA DE ACERO

OXÍGENO POR CAJA DE ELECTRODOS (167)

Pulgadas m/m

LONGITUD DE CORTE POR CAJA DE ELECTRODOS (167) Metros

1/4 6/4

70

16,6

1/2 12/7

50

12,3

3/4 19

50

12,3

1

48

12,3

25,4

Metros cúbicos

NOTA: El consumo de oxígeno es en superficie; para calcular el consumo en profundidad de trabajo aplicar la formula:

Pr o.trab.m. ? Consumo real (m3 . a presión atmosférica = C?? ? ? 10 ? ?

La capacidad de una botella de oxígeno industrial de 0,05 m3 . a 200 Kg./cm2 es 10 m3 . a presión atmosférica. 5.6.2. Conexión a tierra del trabajo. El primer paso al realizar una operación de corte y soldadura submarina con arco, es conectar el cable de masa al trabajo. Se seleccionará el punto donde se va a colocar, teniendo en cuenta que la pinza de masa debe estar en la línea de visión del buceador, tan cerca del corte como resulte práctico y de forma que el buceador no se encuentre en medio del circuito eléctrico. Según vaya avanzando el corte puede ser necesario cambiando la posición de la masa para evitar que el buceador se encuentre en medio del circuito. Una vez seleccionada el punto se limpiará con una rasqueta o cepillo, hasta que el metal se vea brillante. Si la incrustación es muy grande puede ser necesaria la limpieza tanto del punto de masa como de la línea de corte. Para mayor seguridad del buceador la pinza de masa debe ser del tipo "C". Asegurarla firmemente al trabajo y dejar el cable con suficiente seno. Pude ser necesario fijarla con un punto de soldadura si no queda convenientemente afirmada.

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Fig. 5.7. Técnica de dragado para cortar chapa de acero con electrodos tubulares de acero.

(a). Presionar el electrodo ligeramente en la dirección de la flecha. La válvula de oxígeno abierta y la corriente conectada. (b). El electrodo se mantiene estacionario, rascar momentáneamente si es necesario para comenzar el arco. Cuando ha comenzado el corte en toda la profundidad de la chapa, cambiar la dirección de la presión según indica la flecha e incrementarla. (c). La punta del electrodo se debe mantener firmemente contra el labio según avanza el corte. (d). Un corte incompleto debido a una mala manipulación causa el retroceso de la llama.

Fig. 5.8. Técnicas para cortar chapa de acero de menos de 1/4" de espesor con electrodo tubular de acero.

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a. Técnica de dragado y técnica alterna. Presionar el electrodo ligeramente en la dirección de la flecha. La válvula de oxígeno abierta y corriente conectada. b. El electrodo se mantiene estacionario. Rascar momentáneamente si es necesario para comenzar el arco. Cuando ha comenzado el corte en toda la profundidad de la chapa. Cambiar la dirección de la presión según indica la flecha e incrementarla. Cuando se use la técnica alterna la posición del electrodo se debe cambiar como indica la flecha de puntos. c. La punta del electrodo se debe mantener firmemente contra el labio según avanza el corte.

Fig. 5.9. Técnica para perforar chapa con electrodos tubulares de acero. (a). Se mantiene la punta del electrodo en ligero contacto con la superficie. La válvula de oxígeno abierta y corriente conectada. (b). El electrodo se mantiene estacionario, rascar momentáneamente si es necesario para comenzar el arco y derretir el tubo de acero dentro de la cubierta. (c). El electrodo se empuja lentamente dentro del agujero hasta que se perfore la chapa. 5.6.3. Corte de chapa gruesa con electrodos tubulares de acero. Cuando se corte chapa de espesor mayor a 1/4" (6,36 mm.), se utilizará la técnica de "dragado" (fig.5.7): 1. Mantener el electrodo perpendicular a la superficie de corte, abrir la válvula de oxígeno y pedir "CIERRA MACHETE". Aproximar el electrodo y golpear ligeramente contra el trabajo, para iniciar el arco.

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2. Tan pronto como se inicia el corte de todo el espesor de la chapa, arrastrar el electrodo a lo largo de la línea de corte, mantenerlo perpendicular al trabajo según se avance el corte. Se debe ejercer presión en dos direcciones: contra el corte, para recompensar el retroceso y en la dirección de avance. No debe mantener al arco como se mantiene en superficie. Para aplicar presión en la dirección de avance, agarrar el electrodo con la mano libre a unos diez centímetros del extremo. Cuando el electrodo se consuma, haciéndose más manejable, se puede soltar la mano del electrodo. 3. Se puede producir un corte incompleto por baja presión de oxígeno, velocidad de corte demasiado rápida o mala manipulación del electrodo. Un corte incompleto producirá un retroceso de llama. En estos casos parar el avance y volver atrás para completar el corte. 4. Cuando el electrodo se ha consumido hasta unos 7 cm. del portaelectrodos, romper el arco, cortar el oxígeno y decir a superficie "ABRE MACHETE". Tocar un par de veces con el electrodo sobre el trabajo, para asegurarse que se ha cortado corriente. 5. Cambiar el electrodo y continuar con la operación.

5.6.4. Corte de chapa fina con electrodos tubulares de acero. La técnica de corte de chapa de menos de 1/4" (6.35 mm.) de espesor se diferencia del corte de chapa gruesa en la presión ejercida sobre el trabajo. En este caso apenas se ejerce presión contra el extremo del corte mientras se avanza en la dirección deseada. En caso de mala visibilidad se puede usar una técnica alternativa (ver figura 5.7.. Actuar como si se tratase de una chapa de mayor espesor. Para ello se inclina el electrodo unos 45º. El espesor efectivo de la chapa se hace mayor, pudiendo aplicar la presión normal al electrodo. 5.6.5. Perforación de agujeros en chapa de acero. 1. Tocar la chapa ligeramente con el electrodo en el punto deseado, abrir la válvula de oxígeno y pedir "CIERRA MACHETE". 2. Mantener el electrodo estacionado durante un momento, golpear ligeramente contra el trabajo para iniciar el arco y que comience a fundir. 3. Empujar el electrodo lentamente en el agujero según se vaya perforando la chapa. Esta técnica, mostrada en la figura 5.8. ha sido utilizada con éxito para perforar chapas de 3" ( 7 cm.) sin dificultad. Produce un agujero de diámetro algo mayor que el electrodo. Se puede agrandar moviendo el electrodo de afuera a dentro en un movimiento de sierra.

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5.6.6. Corte de fundición y metales no ferrosos. Mientras el proceso arco-metal y el ultratérmico se consideran los mejores métodos de fundición y metales no ferrosos, el proceso oxi-arco solo se usará para estos casos en una emergencia. Al ser materiales que no oxidan rápidamente se transforma en un proceso de fundición en vez de oxidación. No se deriva ninguna ventaja del uso de oxígeno excepto el efecto mecánico de arrastre del metal fundido fuera del corte. Se recomienda sustituir el oxígeno por aire. Las mangueras jamas se utilizarán para el oxígeno una vez utilizadas con aire. 1. Se recomienda que se utilice toda la corriente disponible hasta un máximo de 500 Amperios ya que la acción del corte depende directamente del calor que proporcione el arco. 2. El operador debe de manipular la punta del electrodo hacia dentro y fuera del corte ya que la fusión sólo ocurre en la inmediata cercanía del arco. 3. Para chapas tinas no es necesario la manipulación del electrodo y la operación es la misma que cuando se corta chapa fina de acero. 4. La técnica de dragado usada en el corte de acero no se puede usar satisfactoriamente cuando se corte fundiendo metales no ferrosos.

5.6.7. Mantenimiento post-buceo. 1. Después de cada inmersión se deberá lavar el porta-electrodos con agua dulce y secarlo a continuación. 2. Desmontar el filtro y antiretroceso de llama e inspeccionar si se ha producido electrólisis o está obturado. Si se detecta frecuentemente el filtro quemado u obturado indica que la presión de oxígeno es suficiente o que el electrodo se quema más allá del mínimo de 7 cm. 3. Reemplazar los elementos dañados. 4. Asegurarse de que el equipo está completamente seco antes de guardarlo. 5. Cerrar firmemente los extremos de la manguera mediante tapones o cinta para evitar la entrada de suciedad. 6. Almacenar el equipo, guardando los electrodos en lugares completamente limpios de grasas. 7. Los electrodos que se hayan expuesto al agua salada se oxidan. Se endulzarán con agua, se secarán con aire y se almacenarán por separado para evitar que dañen a los otros electrodos.

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TEMA 6 CORTE SUBMARINO CON ARCO METAL 6.1. PRINCIPIOS OPERATIVOS. El corte submarino arco-metal es un proceso en el que el metal es cortado derritiéndolo y arrastrándolo fuera para formar una grieta. El calor para la fundición se obtiene de un arco eléctrico establecido entre el electrodo y el trabajo. Aunque este proceso de corte ha sido sustituido por métodos más eficaces para corte en tierra, el proceso es adecuado para cortar acero cuando no se dispone de otros medios más efectivos. También puede utilizarse con efectividad en situaciones de emergencia en las que no se dispone de oxígeno tanto para los metales no ferrosos como ferrosos. Supera a los procesos de corte submarino con oxígeno para cortar chapas de acero de menos espesor que 1/4" (6,35 mm.) y para cualquier espesor de latón, cobre y otras aleaciones a base de cobre. En el corte arco-metal se establece un arco eléctrico entre la punta de un electrodo y el metal cortado. El calor provocado por el arco funde un área localizada en el metal y forma un pequeño charco de metal fundido. Este no fluirá lo suficiente como para producir un buen corte debido al rápido enfriamiento por efecto del agua. Consecuentemente se debe de manipular la punta del electrodo de modo que expulse el metal fundido fuera de la grieta. 6.2. MATERIAL PARA CORTE SUBMARINO CON ARCO-METAL. El equipo utilizado es básicamente el mismo que el utilizado en soldadura arcometálico, descrito en el Tema 3, en la Tabla 3-1. EQUIPO RECOMENDADO PARA CORTE Y SOLDADURA SUBMARINA CON ARCO. 6.2.1. Electrodos de corte con arco-metal. Los electrodos utilizados son esencialmente los mismos que los utilizados en soldadura. Sin embargo, antes de su uso los electrodos para soldadura son impermeabilizados para proteger la cubierta del deterioro por agua marina. En una emergencia, se puede utilizar cualquier electrodo permeabilizado de un tamaño adecuado. Algunas marcas de los electrodos pueden ser más adecuadas para el corte. Los que han demostrado ser superiores son: 1. Alternex, un producto de Murex Weldíng Products. 2. Yestngnouse S W. Estos electrodos también cumplen las especificaciones en cuanto al recubrimiento.

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6.2.2. Impermeabilización de los electrodos de corte arco-mental. Se describe en el Tema 5, en el parafo 5.3.2. Electrodos tubulares de emergencia improvisados.

TABLA 6-1. NÚMERO DE ELECTRODOS NECESARIOS PARA SOLDADURA ARCO-METAL. TAMAÑO DEL ELECTRODO

NUMERO APROXIMAD O POR CAJAS DE 25 KG.

AMPERAJ E DE TRABAJO

CORTE DE CHAPA DE ACERO (MT.) POR CADA CAJA DE ELECTRODOS 1/4" 1/2" 1/4" 6,35 MM - 12,7 MM -19 MM

3/16" 4,76 MM

410

300 AMP

3/16" 4,76 MM

410

400 AMP

93,6

41

17,7

1/4" 6,35 MM

220

400 AMP

53,6

23,5

13,4

56,4

31

---

NOTA.- Si se dispone de una fuente de alimentación de 300 AMP. se pueden utilizar electrodos de 5/32 (3,97 mm.) pero se consumirán muy rápidamente. Si se dispone de una fuente de alimentación de 400 AMP. se utilizaran preferentemente electrodos de 1/4 por su mayor efectividad.

6.2.3. Consumo de material. El número de electrodos necesarios para el corte arco-metal puede determinarse consultando los datos de la tabla 6-1. Los datos presentados en esta tabla se basan en el trabajo de operadores adiestrados. Cuando se trabaje con personal sin experiencia o el corte se haga bajo condiciones adversas se deben de aplicar coeficientes.

6.3. TÉCNICAS DE CORTE SUBMARINO ARCO-METAL. Por medio del arco establecido, una zona localizada de metal se funde, dejando salir el metal fundido o empujándolo con el electrodo se formará la necesaria grieta. Al dominio de la técnica de corte se debe añadir el conocimiento por parte del operador que el metal únicamente se funde, no se oxida ni se consume. El metal fundido no saldrá del corte por si solo a no ser que se saque mediante la manipulación del electrodo. Esta técnica se puede utilizar con efectividad para el corte de acero y aleaciones. Por ejemplo, el bronce de 1/2" (12,7 mm.) de espesor se ha cortado mediante el uso de electrodos de 5/16" (7,94 mm.) operando a 500 Amp.

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Las principales ventajas de este procedimiento son: 1. Puede cortar aceros resistentes a la oxidación y corrosión y metales no terrosos de cualquier espesor. 2. No necesita suministro de oxígeno. 6.3.1 Técnica de "DRAGADO". La chapa de acero se puede cortar por método de dragado siguiendo la línea de corte. Con la técnica de dragado se puede cortar chapa de acero de más de 1/4" (6,35 mm.) de espesor con 300 Amp. y más de 3/8" (6,525 mm.) usando 400 Amp. Cuando se disponga de electrodos grandes y corriente alta, la técnica de dragado tiene las ventajas de velocidad y simplicidad. El operador puede encontrar que dicha técnica es más eficaz en posición horizontal que en cualquier otra.

6.3.2 Técnica de "SERRADO". Cuando se corten chapas más espesas se debe utilizar un movimiento de sierra lento de recorrido corto, para sacar el material fuera del corte. Esta técnica esta ilustrada en la figura 6.1.. La aplicación habilidosa de esta técnica de serrado hace que el proceso arcometal sea más práctico en un amplio margen de espesores incluso cuando no estén disponibles los grandes electrodos y corrientes recomendados para el uso de la técnica de dragado. Cuando se corten barras cilíndricas no ferrosas, el movimiento de sierra debe de comenzar desde el fondo y empujando hacia fuera.

Ç

Fig. 6.1. Técnica de corte por arco metal.

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(a). Se mantiene la punta del electrodo en ligero contacto con el borde, corriente conectada. (b). Rascar momentรกneamente con la punta del electrodo. Entonces avanzar lentamente a lo largo del borde de la chapa. (c). El material derretido es empujado a lo largo del borde de la chapa. (d). Cuando se empuja el metal derretido fuera del borde de la chapa se vuelve a comenzar el movimiento descrito.

Fig. 6.2. Porta electrodos para soldadura y corte arco-metal.

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TEMA 7 CORTE SUBMARINO CON ELECTRODOS EXOTERMICOS 7.1. PRINCIPIOS OPERATIVOS. El corte con electrodos exotérmicos está concebido como una técnica complementaría al corte oxi-arco con electrodos tubulares de acero, ya que se utilizan con el mismo porta electrodos y corta materiales que no pueden ser oxicortados. Aunque estos electrodos se pueden aplicar con efectividad para cortar metales ferrosos por el sistema oxi-arco (teniendo en cuenta que el amperaje requerido es menor, al igual que su rendimiento), esta técnica se basa principalmente, en un corte por fusión del material. Los electrodos exotérmicos, una vez que se hayan encendido y mientras fluya el oxígeno, continuarán ardiendo sin necesidad de arco eléctrico. Esto se debe a la reacción exotérmica de las barillas con el oxígeno, produciendo temperaturas de hasta 5000º C. en la punta del electrodo. Esta temperatura calentará el metal hasta su fusión y el chorro de oxígeno lo desplazará del corte. Las principales ventajas de los electrodos exotérmicos son: 1. La técnica es muy simple y se domina fácilmente. 2.- Permite trabajar sin necesidad de corriente constante. 3.- Buena velocidad de corte. 4.- Se puede aplicar a cualquier tipo de metal y de cualquier espesor. 5.- Corta materiales no conductores y no necesita limpiado previamente. 6.- Se pueden utilizar con grupos electrógenos de 200 amp. 7.- Se puede utilizar una batería de 12 vol. como fuente de ignición, debiendo desconectarse cuando se ha encendido para que no se descargue la batería.

Las desventajas son:

1.- Consume más volumen de oxígeno que los electrodos tubulares. 2.- Su duración es muy corta, de 45 a 55 segundos. 3.- Se produce un cierto desperdicio del electrodo cuando no se enciende contra el trabajo (materiales no conductores).

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Fig. 7.1. Despiece del soplete de corte "Arcair".

7.2. ELECTRODOS EXOTERMICOS PARA CORTE SUBMARINO. 7.2.1. Electrodos Broco Ultratermic. Consiste en siete varillas introducidas en un tubo de acero de poco espesor, recubierto de cobre, para una mejor conductividad y resistencia a la corrosión (Fig. 7.2.). Una de las varillas es de aleación especial y arde sin necesidad de arco, una vez que se haya encendido y fluya el oxígeno. Lleva enrollada cinta aislante para su aislamiento eléctrico e impermeabilización. Existen dos diámetros 3/8" y 1/4" (9,5 y 6,4 mm.). Los de 1/4" tienen una longitud de 18", mientras que los de 3/8" pueden ser de 18" o de 36" (46 o 92 cm.). Pueden doblarse hasta 90º sin disminuir su eficacia, ni restringir el flujo de oxígeno. 7.1.2. Electrodos Arcair Sea-Jet. Estos electrodos consisten en un tubo de acero medio, sobre el que va enrollado una varilla de acero en espiral, a modo de muelle, introducido a su vez en un tubo de acero (Fig. 7.2.). El electrodo va recubierto con un material impermeable y aislante. Tienen un diámetro de 3/8" y longitud de 18".

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Fig. 7.2. Electrodos de corte submarino exotérmicos. 1. Siete barillas. 2. Tubo de acero. 3. Envoltura de cinta aislante. 4. Varilla espiral. 5. Tubo hueco. 6. Tubo de plástico. 7. Revestimiento de plástico rojo. 7.1.3. Adaptación de los electrodos. Ambos tipos de electrodos se pueden ajustar a portaelectrodos Broco BR-22, Arcair Sea-Torch o Craftsweld, utilizando una combinación de boquilla y frisa de neopreno del diámetro adecuado. Si la frisa utilizada fuese más pequeña que la boquilla, el flujo de oxígeno sufriría restricciones, lo que repercutiría en el rendimiento de la operación. Si la frisa fuera mayor que la boquilla, el electrodo tocaría con el antirretroceso de llama, creando electrólisis y posiblemente arco. Existen adaptadores de 3/8" y 1/4" para electrodos exotérmicos, y otros adaptadores más pequeños para otros electrodos de corte y soldadura.

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TABLA 7-1. CONSUMO DE ELECTRODOS EXOTERMICOS TIPO DE ELECTRODO

ESPESOR DE CHAPA

LONGITUD EN CM. CORTADA POR ELECTRODO SIN CON CORRIENTE

Broco Ultratermic 1/4"

1/4"

50

-

65

Broco Ultratermic ¼”

1/2"

25

-

40

Broco Ultratermic 3/8"

1/2"

30

-

50

1"

25

-

35

1 1/2"

20

-

30

7.2. OXÍGENO. Los electrodos exotérmicos consumen un gran volumen de oxígeno siendo necesario una manguera de al menos 3/8" de diámetro interior para mantener el flujo adecuado. Para proporcionar el flujo de oxígeno necesario, 2 m3 /min (70 CFM), se recomienda un regulador de dos etapas. La presión de corte debe ser 6,2 Bar en la punta del electrodo. Ver Tabla 5-3 para chapas de acero. Para materiales no conductores, aumentar la presión según sea necesario. 7.3. CONSUMO DE MATERIAL. La tabla 7-1 proporciona, con fines de planificación, el consumo aproximado para diferentes espesores de chapa. Estos rendimientos han sido obtenidos con la práctica, se le deben aplicar coeficientes cuando las condiciones sean adversas. 7.4.

TÉCNICAS DE EXOTERMICOS.

CORTE

SUBMARINO

CON

ELECTRODOS

7.4.1. Intensidad de corriente. Para cortar metales, se obtendrá sobre un 20 % más de efectividad si se utiliza el arco eléctrico, con el amperaje adecuado para cada electrodo. Los electrodos Broco Ultratormic tienen una intensidad de trabajo de 150 Amp, mientras que los Arcair Sea-Jet pueden operar de 200 a 350, siendo la más efectiva 300 Amp. El aumento de intensidad sobre la recomendada repercutirá en el consumo más rápido de los electrodos.

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Se deben de utilizar cables de soldadura de 2/0. Para obtener la intensidad de trabajo en la punta del electrodo, se añadirán 2 amp por cada 15 metros de cable. 7.4.2. Conexión de tierra del trabajo. Cuando se corten metales se procederá como se indica en el Tema 5, en el párrafo (5.6.2. Conexión a tierra del trabajo.) 7.4.3. Corte de acero. El electrodo de 1/4" se puede utilizar para espesores de menos de 1/2" para mayor economía o cuando se pretende un corte fino. Sin embargo para mayores espesores o con mala visibilidad se emplearán los de 3/8". 1. Aflojar el cabezal. Introducir el electrodo en la boquilla hasta que toque sobre la arandela de neopreno. Fijar el electrodo en esta posición apretando el cabezal. 2. Antes de comenzar el corte, el buzo debe comprobar visualmente el flujo de oxígeno. Presionar la palanca de oxígeno durante unos segundos para obtener la presión adecuada. La longitud del chorro debe ser de unos 15 cm. 3. Pedir "CIERRA MACHETE". Tocar la chapa con la punta del electrodo para que salte el arco. 4. Tan pronto se haya establecido el arco, abrir completamente el oxígeno. 5. Mantener un ángulo de 45 a 90º entre el electrodo y el trabajo dependiendo del espesor de la chapa (ver Fig. 7.3.). El electrodo deberá estar más perpendicular, cuanto más gruesa sea la chapa. 6. Presionar el electrodo hasta que haya atravesado completamente la chapa. A continuación arrastrar el electrodo a lo largo de la línea de corte. 7. Para avanzar, coger con la mano libre el electrodo a unos 10 cm. de la punta. De esta forma se obtendrá un corte más estable. 8. Mantener el electrodo en la grieta. Mover lentamente al principio, manteniendo la penetración del corte. No tratar de mantener un arco. 9. Un corte incompleto, debido a una mala técnica se evidenciará por el retroceso del chorro e incremento del ruido. Parar el avance y completar el corte. 10. Cuando solo queden unos 8 cm. de electrodo, cortar oxígeno y ordenar "ABRE MACHETE". Confirmar que la corriente está cortada tocando el trabajo con la punta del electrodo. Aflojar el cabezal con media vuelta y expulsar el electrodo sobrante con el chorro de oxígeno. 11. Repetir la operación, para continuar con el corte.

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Tener siempre en cuenta que el electrodo continuará encendido mientras fluya el oxígeno, aunque la corriente este cortada. No supone ningún ahorro quemar más allá de los últimos 8 cm., ya que se podrá dañar el interior del porta-electrodos.

7.4.4. Corte de fundición, acero inoxidable y metales no ferrosos. 1. La punta del electrodo debe mantenerse firmemente hundida en el charco de metal fundido. 2. Cortar utilizando la técnica de serrado. Se puede alcanzar mayor eficacia en el corte perforando previamente una serie de agujeros en la pieza. 3. Si el metal es de gran espesor, mantener la punta del electrodo firmemente hundida en el charco de metal fundido, presionado de vez en cuando, para conseguir penetración. 4. Para metales de más de 7 cm. de espesor se debe aumentar la presión del oxígeno en la punta del electrodo a 7 Kg/cm2 , con el fin de que la presión de oxígeno disperse el metal fundido.

Fig. 7.3. Técnica para perforar chapa con electrodos exotérmicos.

1. Mantener el electrodo de 45º a 90º, oxígeno cortando, corriente dada.

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2. Rascar la punta del electrodo contra el trabajo para iniciar el arco. Abrir el oxígeno tan pronto este arco establecido. Arrastrar el electrodo a lo largo de la línea de corte. 3. Mantener la presión del electrodo contra el trabajo moviendo a lo largo de la línea de corte. Se mantendrá un ángulo entre 45º a 90º dependiendo del espesor del material. El electrodo de 1/4" se puede utilizar para acero hasta 1/2" de espesor. Con estos electrodos se consigue una gran economía en el corte y cortes muy finos. Con mala visibilidad, se utilizaran electrodos de 3/8". Para acero de más de un centímetro de espesor utilizar la técnica de serrado. Si tuviese un gran espesor puede ser necesaria la técnica de cuña (como cuando se cortan troncos con hacha) para ampliar la ranura de corte. Para los metales que no oxidan, el corte consiste en fundir el metal mediante el calor desarrollado en la punta del electrodo, al que se le puede sumar el desarrollo por el arco. 7.4.5. Corte de materiales no conductores. Cuando se cortan materiales no conductores se necesitará encendido auxiliar (lo descrito en el Tema 8, para lanza térmica es aplicable para electrodos exotérmicos). Si se trabaja cerca de superficie, el buzo puede bajar con el soplete encendido, pero en general resulta poco práctico ya que el electrodo se apagará fácilmente cuando se trabaje sin arco. Lo más práctico es utilizar una chapa auxiliar para el encendido, que se colocará próxima al trabajo. Todo lo dicho anteriormente sobre la conexión a tierra de trabajo y precauciones relativas al uso de corriente eléctrica, son aplicables a este procedimiento. Sólo se dará corriente cuando lo pida el buzo, para encender e electrodo, ordenando cortarla a continuación. Para este tipo de trabajo, se puede realizar el encendido con baterías de 12 Voltios. El electrodo de 1/4" difícilmente se mantiene encendido sin arco, por lo que no se utilizará para estas operaciones. El electrodo se apagará cuando deje de fluir el oxígeno, por lo que habrá que encenderlo de nuevo con la chapa auxiliar. Según se vaya fundiendo, se moverá el electrodo para dispersar el material fundido. 7.4.6. Perforación de agujeros. Se seguirá el mismo procedimiento descrito para electrodos tubulares de acero. 7.4.7. Mantenimiento post-buceo. Se aplicará lo descrito para electrodos tubulares de acero.

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TEMA 8 CORTE SUBMARINO CON LANZA TÉRMICA 8.1. PRINCIPIOS OPERATIVOS. El principio de esta técnica es el mismo que el descrito para electrodos exotérmicos: el oxígeno pasa a través de la lanza, en cuya punta se produce la combustión de las varillas de acero con oxígeno. Mediante este proceso se producen en la punta de la lanza temperaturas entre 2000 y 3000 ºC que funden o queman prácticamente cualquier tipo de material. Con este proceso se producen grandes cantidades de hidrógeno, que al combinarse con el oxígeno da lugar a concentraciones altamente explosivas. Esto dará lugar a explosiones aleatorias durante el trabajo, que pueden producir accidentes mortales. Esta técnica debe utilizarse como complementaria al corte oxi-arco y exotérmico, que resultan menos peligrosas y más sencillas. Es insustituible para perforar hormigón y roca y en aquellas situaciones en que las condiciones impidan al buzo permanecer con seguridad en la posición de corte, ya que la lanza permite una cierta separación entre el buzo y el trabajo. Esta condición puede encontrarse en el caso de una embarcación incrustada en el pilar de un puente, en presencia de corrientes fuertes o cuando se corte desde superficie metal retorcido. Cuando sea necesario que el buzo utilice las lanzas térmicas bajo el agua extremará las medidas de seguridad y llevará el equipo de protección adecuado (traje estanco, guantes de cuero, pantalla de protección y casco rígido).

8.2. MATERIAL PARA CORTE CON LANZA TÉRMICA. El equipo necesario consiste en: 1. Lanza térmica. 2. Acoplo con válvula. 3. Oxígeno. 4. Manguera de oxígeno. 5. Regulador de gran caudal de dos etapas. 6. Equipo de ignición.

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Fig. 8.1. Lanza térmica. 1. Lanza. 2. Adaptador. 3. Porta lanza. 4. Válvula de palanca. 5. Manguera de oxígeno. 6. Sección de una lanza térmica.

Fig. 8.2. Despiece de un porta lanzas. 1. Acoplo de la manguera. 2. Válvula de palanca de oxígeno. 3. Cuerpo de válvula. 4. Filtro. 5. Tubo de goma. 6. Sujetador de la lanza. 7. Adaptador de la lanza.

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Fig. 8.3. Equipo para operar con una lanza térmica. 1. Suministro de oxígeno. 2. Regulador de oxígeno. 3. Manguera de oxígeno. 4. Porta lanzas. 5. Lanza térmica. 8.2.1. Lanzas térmicas. Las lanzas térmicas consisten, en tubos de acero de 0,4 a 6 metros de longitud, con diámetros que pueden ser de 1/4", 3/8" ó 1/2". Está relleno de varillas ferrosas o no ferrosas, que se mantienen en su posición mediante el engolletamiento de sus extremos o mediante una ligera curvatura cerca de su extremo posterior. En el interior del mismo existe un núcleo de varillas. En los interespacios existentes discurre el oxígeno a presión. El porta lanzas posee una válvula de regulación en donde se conecta la lanza, y una manguera por donde se inyecta el oxígeno. El rendimiento de una lanza depende de la relación existente entre la sección del tubo, la sección del núcleo de las varillas y la sección de flujo de oxígeno. Esta relación debe ser: Tubo

varilla

1,2

1,0

Oxígeno 0.7

8.2.2. Oxígeno. La pureza mínima del oxígeno debe ser el 94 % y debe de estar libre de humedad. La manguera de oxígeno debe ser de sección mayor de 3/8". Una manguera de menor diámetro no permitiría el caudal necesario. El establecimiento de la presión correcta es de vital importancia, tanto para el rendimiento de la operación como para la seguridad del buzo. En la Tabla 8.1, se dan las presiones recomendadas en función de la profundidad, tipo de trabajo y tipo de lanza. Estos son valores estimados que se deberán ratificar con la practica. Para ello se comprobará como se queman las varillas, con relación al tubo (ver Fig.8.4; A) oxígeno insuficiente; B) Presión correcta).

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Fig. 8.4. Consumo de las varillas de las lanzas.

Si bien, la insuficiencia de oxígeno al ralentizar la combustión, el exceso de oxígeno tiene peores consecuencias. Desde el punto de vista del rendimiento, el exceso de oxígeno enfriará la zona de combustión. Cuando se cortan materiales ferrosos, este exceso de oxígeno puede ayudar a la oxidación del material, sin embargo cuando no sea así, aumentará el riesgo de explosión de mezclas oxígeno-hidrógeno. El ayudante será responsable de establecer y mantener la presión correcta. Esta cuando sea posible estará determinada por pruebas previas en condiciones similares a las del trabajo.

8.3. CONSUMO DE MATERIAL. En la Tabla 8-3 se muestran los consumos aproximados de oxígeno para diferentes tipos de lanza y para diferentes materiales. 8.4. TÉCNICAS DE CORTE SUBMARINO CON LANZA TÉRMICA. 8.4.1. Montaje del equipo. 1. Purgar la salida de la batería de oxígeno y conectar el regulador. 2. Conectar la manguera de oxígeno al regulador. La manguera llevará montado el acoplo con la válvula o el acoplo en "T" (cuando esté montado para operación continua). 3. Conectar la lanza. 4. Ajustar el regulador a la presión de trabajo. 5. Comprobar las pérdidas con la válvula cerrada. La prueba de fugas puede realizarse fácilmente mojando las partes críticas (acoplos, válvulas, etc.) con agua jabonosa libre de grasas. 6. Abrir la válvula para comprobar su funcionamiento y purgar la manguera y la lanza. Con esta operación también se conseguirá un enfriamiento previo de las mangueras, evitando condensaciones durante el trabajo.

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7. La lanza queda lista para su encendido y trabajo. 8.5. ENCENDIDO DE LAS LANZAS. 8.5.1. Encendido con equipo eléctrico. El equipo eléctrico de ignición consiste en una fuente de electricidad, cables conductores y una zapata de ignición. El encendido con equipo eléctrico es el procedimiento más rápido y eficaz. 8.5.2. Fuentes de electricidad. Se pueden utilizar para el encendido de la lanza corriente continua y corriente alterna, pero es preferible utilizar las que suministran C.C. ya que las de C.A. resultan más peligrosas. 8.5.3. Cables conductores. La longitud de los cables de encendido influye en la pérdida de voltaje. El voltaje mínimo para la ignición es de 30-40 voltios. La mínima sección de los cables de encendido depende de la fuente utilizada y de la longitud de los cables (sumando el del polo positivo y polo negativo).

Fig. 8.5. Panel de control de corriente WEKA, para corte con lanza térmica. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Selector de corriente. Luz verde: Encendida cuando el verificador está encendido, apagado cuando está en sobre carga Conexión para cables de encendido. Conexión de entrada de corriente. Interruptor de programa para carga de batería. Indicado de encendido y corriente de carga para el cargador de batería. Selector de corriente 220/380 V.

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8.5.4. Zapata de ignición. En la fig. 8.6 se describe la zapata de ignición WEKA II-S, especialmente diseñada para uso submarino. A) La lanza hace contacto con el polo negativo. B) Se hace contacto con la punta de la lanza en le polo positivo, encendiendose la lanza. C) Se retira rápidamente para no quemar la zapata.

Fig. 8.6. Zapata de agnación. 8.5.5. Procedimiento de encendido con el equipo eléctrico. Se seguirán en todo momento las normas de seguridad para equipos eléctricos submarinos. 1. Poner a punto el equipo, de acuerdo con el manual de instrucciones. 2. Ajustar la corriente y seleccionar los cables adecuados. 3. Cuando el buzo de la señal, el ayudante dará corriente la zapata. 4. Deslizar la lanza sobre el contacto de cobre y tocar la placa hasta que salte el arco. 5. Simultáneamente, abrir la válvula de oxígeno, lentamente. 6. Al tiempo que se frota con la chapa, se girara la lanza. 7. Cuando este encendida, se retirará rápidamente y se abrirá la válvula de oxígeno a tope.

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8.5.6. Encendido con soplete de gas. Este sistema tiene la ventaja de ser completamente independiente de la corriente eléctrica. Consiste en llevar la punta de la lanza al rojo vivo con el soplete y entonces abrir oxígeno. El principal inconveniente estriba en el peligro adicional que supone tener el soplete encendido, mientras se realiza el trabajo. Para evitar este peligro se tendría que utilizar algún procedimiento (bajar las lanzas encendidas, o bajar el soplete encendido cada vez) que reduciría enormemente el rendimiento del trabajo. 8.5.7. Encendido de fortuna. Existe una diversidad de procedimientos de fortuna para encender la lanza en superficie, todos ellos consistentes en suministrar calor a la punta de la lanza hasta ponerle al rojo. Su principal limitación es tener que bajar las lanzas encendidas.

Fig. 8.7. Procedimiento de fortuna para encender una lanza térmica.

8.6. PERFORACIONES. 8.6.1. Normas de seguridad en la perforación de agujeros. 1. Debe evitarse la formación de cavernas, dentro del material que se está perforando. Estas cavernas pueden llenarse de gas y producir una explosión. Para evitarlas, la lanza debe mantenerse ligeramente presionada contra las paredes del hoyo. 2. Cuando sea posible, se evitará perforar en dirección horizontal. Es preferible mantener una posición ligeramente inclinada, que permita la salida de burbujas del agujero. 3. Procurar que la boca sea siempre más ancha que el resto, para ello puede ser necesario ir quitando las escorias.

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4. No cerrar el suministro de oxígeno mientras la lanza esté en el interior del agujero. Primero retirar la lanza y después cerrar el oxígeno. Fig. 8.8. Forma de perforar. A) Correcto. B) Incorrecto.

8.6.2. Perforación de roca u hormigón. 1. Presionar la lanza contra el trabajo para comenzar la perforación. 2. A medida que se vaya hundiendo, utilizar un movimiento de sierra para enganchar el agujero hasta el diámetro deseado. 3. Cuando se alcanza la profundidad requerida, retirar la lanza, cortar el oxígeno y limpiar mecánicamente la escoria del agujero. Las escorias son frágiles y pueden sacarse fácilmente. Para determinadas condiciones de trabajo (mala visión, posiciones o tamaños precisos, etc.), se aconseja el uso de guías para la lanza. Estas guías se pueden realizar mediante listones de madera. 8.6.3. Perforación de metal. En la figura 8.9. (B) indica como se corta los metales muy gruesos. Primero hacer un agujero (a), agrandándolo y mover la lanza ampliando el ángulo hacia delante y hacia atrás. Retirar las escorias continuamente (b).

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Fig. 8.9. Corte de metal. 8.6.4. Combinaciones de metal y hormigón. Los diámetros resultantes en hormigón son mucho mayores que los de metal (tabla 6-4). Cuando se perfore primero a través de acero, y después de hormigón, abrir primero un amplio agujero en el acero (al menos tan grande como se haga en hormigón), quitar las escorias y luego continuar en el hormigón. (Fig. 8.10)

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Fig. 8.10. Corte de metal y hormigón.

8.6.5. Corte de planchas metálicas. Las planchas delgadas se cortarán tirando de la lanza, a unos 20 cm. de la punta. Para las chapas gruesas es preferible presionar la lanza. La tabla 6-5 indica la técnica recomendada para los diferentes espesores.

8.6.6. Corte de materiales gruesos. 1. Si el corte no comienza en un extremo, perforar completamente la chapa. 2. Ir inclinando la lanza con movimiento de serrado, en la dirección del corte, en todo el espesor de la chapa. 3. Retirar las escorias continuamente.

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8.6.7. Corte de hormigón o roca. Para realizar cortes en hormigón o roca, lo más práctico es realizar una fila de agujeros, sobre la línea que se pretende cortar, dejando un puente de 5 a 10 mm. entre los agujeros. Estos puentes se quemaran con la lanza térmica o se romperán mecánicamente. Esta técnica también se emplea para la perforación de agujeros de gran diámetro. Para realizar grandes trabajos de demolición se puede utilizar esta técnica en combinación con un rompedor hidráulico (Bieri BS45-1). El agujero requerido para este rompedor es de 45-47 mm de diámetro, rompiendo un puente de 34 mm de ancho. 8.6.8. Sistema de operación continua. Para trabajos largos, es más eficiente si dos buceadores trabajan juntos. Para ello se utilizará un acople en "T" en la manguera de oxígeno, permitiendo que mientras un buceador trabaja el otro acopla una nueva lanza al grifo de oxígeno, la enciende y se le pasa al que está trabajando. Este sistema es especialmente eficaz cuando se trabaja con lanzas UWl6B de cuatro metros. Cuando se trabaja con lanzas de cuatro metros, el grifo de oxígeno debe colocarse en la manguera de forma que permita al buceador mantener la lanza y el grifo al mismo tiempo.

Fig. 8.11. A) Equipo montado, B) lanza térmica, C) “T” de conexión

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8.7. MANTENIMIENTO POST-BUCEO. Los acoplos de los cables de encendido están estañados, lo que debería hacerlos resistentes al agua del mar. Solo deben limpiarse los depósitos de cal y sal, de vez en cuando. No utilizar productos abrasivos, que podrían dañar la superficie tratada. La limpieza de hacerse disolviendo "Calgon" en agua dulce al 10%. Cuando la capa de cal o sal están empapadas, se quitará utilizando un cepillo o estopa. Los acoplos de la manguera de oxígeno deben limpiarse de la misma manera que los cables de encendido. Deben limpiarse después de cada uno y guardarlos en un lugar seco. Nunca se usarán grasas o aceites para la limpieza del equipo. El grifo de regulación esta provisto de una lubricación resistente al oxígeno que podría ser destruida. Si los acoplos se llenan de arena, se desmontarán. Para ello deben quitarse los anillos de protección de plástico tras un corto calentamiento con agua o aire caliente y posteriormente, quitando los tornillos. Las lanzas deben guardarse en posición vertical, taponadas en su parte superior y en un lugar seco. La caperuza de plástico no debe retirarse hasta el momento de usar la lanza. Mantener secos los extremos. El óxido en el interior no debe influir en el rendimiento de la lanza, pero es preferible evitarlo. Si alguna lanza no se utiliza pero ha estado expuesta al agua del mar, conviene colocar algún disolvente de polifosfato (calgón en agua al 6-10 %) dejándolo escurrir. Finalmente se soplará con aire libre de aceite.

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TIPO DE TRABAJO

TABLA 8-1. AJUSTE DE LA PRESIÓN PROFUNDIDAD MODELO DE LANZA

PERFORACIÓN HORMIGÓN O

PRESIÓN DE OXÍGENO(BAR)

UW 6B, 8B

10 30 50

24 30 34

UW 12B

10 30 50

20-22 24-28 36-38

UW 16B

10 30 50

20-22 24-28 36-38

UW 6B, 8B

10 30 50

18 21 25

UW 12B, 16B

10 30 50

16 19 22

ROCA

CORTE DE METAL

TABLA 8-2. TASA DE CONSUMO DE LANZAS TÉRMICAS TIPO DE LANZA

PERFORACIÓNHO RMIGÓN Y ROCA

CORTE HORMIGÓN Y ROCA

PERFORACIONDE METALES

CORTE DE METALES

cm/cm

cm/cm2

cm/cm

cm/cm2

UW6B

14-18

-------

1 -2,8

5-9

UW8B

10-14

-------

1,2-2,6

2-5

UW12B

7-10

2,8-3,4

1,3-2,5

7-20

UW16B

6-9

1,6-2,2

1 -2,3

6-20

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TABLA 8-3. CONSUMO DE OXÍGENO (m3 . POR METRO DE LANZA) PROFUNDIDAD TIPO DE

UW6B

Metros

LAZA

UW8B

UW12B

UW16B

10

0,09-0,22

0,12-0,29

0,52-0,45

0,93-1,25

30

0,18-0,32

0,23-0,41

0,54-0,59

1,48-1,77

50

0,21-0,33

0,27-0,44

0,62-0,62

2,00-1,97

100

0,25-0,34

0,32-0,53

0,68-0,66

2,25-2,35

TABLA 8-4.

SECCIÓN MÍNIMA DE CONDUCTOR (Diámetro en m/m) DE CABLES DE ENCENDIDO.

CORRIENTE DE ENCENDIDO EN AMP

LONGITUD TOTAL DE LOS CABLES EN METROS 0-100

100-150

150-

200 100

6,5

6,5

9,5

140

6,5

9,5

---

TABLA 8-5. AJUSTE DE CORRIENTE DE ENCENDIDO TIPO DE LANZA

CORRIENTE MÍNIMA (AMP.)

UW 6 B UW 8 B UW 12 B U W 16 B

100 100 120 140

TABLA 8-6 ELECCIÓN DEL TIPO DE LANZA. LANZA

DIÁMETRO RESULTANTE ACERO

ANCHURA DEL CORTE (m/m) HORMIGÓN

MINI B UW 8 B UW 12 B UW 16 B

7-8 9-10 13-15 16-19

12-16 17-22 32-38 42-48

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TABLA 8-7 TÉCNICA A UTILIZAR EN FUNCIÓN DEL ESPESOR DE LA CHAPA Y TIPO DE LANZA.

TIPO DE LANZA

ESPESOR DE LA CHAPA EN (m/m) 4-6 26-35

MINI B UW 8 B UW 12 B UW 16 B

T NR NR NR

7-9

10-13

E T NR NR

E E T NR

T = Tirar de la lanza. E = Empujar la lanza. NR = No recomendado.

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14-20 NR E E T

20-25 NR NR E E

NR NR NR E


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TEMA 9 CORTE SUBMARINO POR ARCO TERMICO CLUCAS (KERIE CABLE) 9.1. GENERALIDADES. El método de Arco-Térmico Clucas es una técnica de corte similar al exotérmico. A diferencia de electrodo rígido, el electrodo consumible es un largo cable espiral flexible con el centro hueco para permitir el paso de oxigeno. El cable consiste en seis envueltas de alambre de acero muy extensible. El cable sin núcleo con un inhibidor ultravioleta rugoso, basto, recubierto con una funda de plástico. Para facilitar la conexión al panel de control cada largo de cable termina en un conector hembra. Las ventajas del Kerie Cable son: a. Requiere poco entrenamiento, técnica y experiencia. b. Se aplica a todos los gruesos de metal. c. Larga duración de quemado. d. Posee la facultad de cortar sin el frecuente cambio de electrodo. e. No hay riesgo electrónico después el encendido. El circuito eléctrico se usa sólo para encender el cable térmico. f. Corta en la superficie tan bien como bajo el agua. g. Ligero de peso. h. Se necesita un sólo gas (oxígeno). Las desventajas del Kerie Cable son las siguientes: a. Requiere más oxígeno. b. No cortará hormigón ó roca. Aprender usar el K.C. es muy simple. Para familiarizar al buzo y al personal de apoyo de superficie con el equipamiento y modo de empleo, el equipo debería seguir las instrucciones descritas a continuación, y realizar un corte en la superficie. Usar un pedazo de una plancha de acero suave como material de práctica. Mantener la presión de oxígeno alrededor de 200 psi. y encender la válvula Hoke (situar en posición). Cerrar el circuito y tocar el metal de práctica con la punta del K.C. El cable debería encenderse inmediatamente. Cortar el circuito cuando la plancha se haya encendido. Se procede a cortar el metal, comenzando en el borde. Una vez en el agua, el buzo rápidamente se acostumbrará a los metros, sonido y uso del K.C. Advertencias: No intentar acelerar el corte creando un fuego o fundido profundo dentro del metal. Tal situación puede provocar unas explosión. El Kerie Cable NO cortará roca u hormigón ni encima ni debajo del agua. Intentarlo puede provocar una explosión causando heridas graves o la muerte.

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El equipo no debería usarse para corte submarino de metales no ferrosos ya que no se oxidan y tienen que ser fundados. La experiencia nos ha enseñado que esto puede resultar en una explosión violenta que podría ser fatal. 9.2. MATERIALES NECESARIOS PARA CORTAR CON KERIE CABLE. El sistema de corte con arco térmico K.C. submarino Clucas se suministra con un panel de control de superficie (ver fig. 9.1), el cual incluye un regulador de oxígeno, una llave ON-OFF y válvula de ventilación de oxígeno, y un machete de corriente y de conexiones de oxígeno y eléctricas. Oxígeno, baterías y cables de toma de tierra no están incluidos. Se requiere el siguiente equipo: a. Panel de control. b. Un colector de alta presión, (HP) para tres botellas, 10 pies. c. Tres botellas de oxígeno cargadas a 220 cf, d. Una alargadera de cable de 100, 200 ó 250 pies. e. Una funda aislante. f. Un adaptador doble macho de tubería británica standard (B.P.S.) de 6,4 mm.x 6,4 mm (1/4 pulgada x 1/4 pulgada). g. Un adaptador doble macho de 6,4 mm. x 3,2 mm. (1/4 pulgada x 1/8 pulgada). h. Un tramo de 6, 9 ó 12 mm. (0,24 - 0.36 ó 0.48 pulgadas) de K.C. i. Dos baterías cargadas de 20 amperios hora, 12 v ó una máquina de soldar con capacidad para suministrar 400 amps/ 80 voltios. j. Un par de cizallas.

Fig. 9.1. Panel de control del Kerie Cable Clucas.

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El K.C. se fabrica en tres tamaños: 50 pies con un ancho de 9 mm (0.36 pulgadas) y 100 pies con un ancho de 12 mm (0.48 pulgadas) para cortar planchas, gruesas, cables y grilletes, etc, y 50 pies con un ancho de 6 mm (0.24 pulgadas) para cortar planchas, cables y grilletes más delgados. El cable es el electrodo cortante y se conecta al panel de control por la alargadera, el cual suministra corriente y oxígeno al cable. El panel de control se conecta a tres, botellas de oxígeno mediante la conexión HP de 10 pies, y al suministro de corriente mediante la alargadera (ver fíg.2-9).

9.3. PRINCIPIOS OPERATIVOS. Mientras el oxígeno fluye por el cable se enciende metiendo machete y tocando con la punta a la chapa para golpear. En la chapa para golpear se conecta el polo positivo de las baterías en paralelo de la máquina de soldar. El flujo de oxígeno se dirige al cable a través de la válvula HOKE de tres vías del panel de control. Una vez encendida, sacar machete para cortar la corriente. El K.C. continuará ardiendo hasta que el oxígeno se corte o se consuma completamente. El cable ardiendo se puede parar situando la válvula HOKE en la posición OFF, la cual para el flujo de oxígeno. El cable ardiendo puede pararse instantáneamente situando la válvula HOKE la posición VENT. Este escape de oxígeno a la atmósfera, permite que el agua inunde cable y así extinguir la llama. Esto debe hacerse solo en situación de emergencia pues inundación con agua causa dificultades cuando se intente reencender el cable bajo agua.

en el la el

9.3.1. Preparación del equipo. El siguiente procedimiento se debería seguir para la preparación del equipo K.C.

Advertencia: Es muy importante que el encendido no se efectúe con la Presión de oxígeno demasiado baja. Hacer esto causará que el cable arda por dentro, y cuando se aplica demasiada Presión, la llama arderá por fuera a lo largo del lateral del cable en una serie de agujeros quemados que pueden causar heridas al buzo.

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Fig. 9.2. Esquema del equipo de corte submarino con Cable Kerie. 1. Presión de oxígeno de trabajo. 2. Presión de oxígeno de batería. 3. Interruptor de seguridad. 4. Panel de control. 5. Casquillo aislante. 6. Cable Kerie. 7. Trabajo.

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a. Conectar tres botellas de oxígeno juntas con el colector de HP de 10 pies. Comprobar el manómetro de HP para la presión de las botellas. b. Situar la válvula marcarla ON/OFFI/VENT en la posición OFF. c. Cortar el regulador. d. Conectar el colector de HP a la entrada marcada HP OXYGENIN en el panel de control. Se suministran tapones ciegos con el colector de alta presión para trabajos consistentes en pequeños cortes, cuando se requiere una sola botella de oxígeno. e. Conectar un tramo de alargadera de 100, 200, ó 250 pies al panel de control, ajustándolo a la salida del oxígeno de corte de baja presión (LP CUTTING OXYGEN OUT). f. Sacar machete. g. Conectar un tramo de cable eléctrico de 100, 200 ó 250 pies al panel de control ajustándolo a la salida de ampéres, polo negativo (NEG.AMPS OUT). h. Colocar dos baterías cargadas de 12 v, de al menos 20 amperios hora en una superficie no conductora (plancha de madera, esterilla de goma, etc.). Conectar las baterías en serie. i. Conectar el polo positivo de las baterías al ajuste marcado NEG. AMP IN (entrada amperios polo negativo) en el de control, j. Conectar el polo positivo de las baterías a una longitud de cable conveniente con el extremo opuesto conectado a la plancha para golpear (masa). NOTA: Se suministran tapones ciegos con el colector de alta presión para trabajos consistentes en pequeños cortes, cuando se requiere una sola botella de oxígeno. PRECAUCION Asegurarse que la funda aislante roja esta correctamente colocada después de reponer el K.C.

Preparación de K.C. El K.C. viene de fábrica en rollos individuales empaquetados y debería abrirse e inspeccionarse. a. Adujar el K.C. con vuelta grande para evitar que tome vueltas. b. Conectar el cable a la alargadera con el acoplo apropiado.

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c. Soplar la manguera con oxígeno durante unos 20 segundos. d. Deslizar la funda aislante de plástico rojo a lo largo del K.C. hasta que la junta del cable con la alargadera este completamente cubierta. e. El equipo ya esta listo para cortar. El corte bajo el agua. Una vez que la chapa para golpear está asegurada al lugar de trabajo, el cable se presuriza y se le pasa al buzo. El cable se baja con suficiente flujo de oxígeno para evitar la entrada de agua en el agujero. La presión de gas necesita sólo incrementarse hasta superar la presión hidrostática. Una vez en el lugar de trabajo, el buzo, cuando este listo debería avisar y esperar a que se incremente la presión del gas. Se precisa esperar unos 20 segundos entre la aplicación de toda la presión del gas de corte y meter machete para dar tiempo a que la presión de oxígeno vaya en aumento a lo largo de todo el cable. Debería realizarse el procedimiento siguiente: a. El ayudante incrementará el suministro de oxígeno al apropiado sobre la presión del fondo (ver tabla 9-1 para la formulas de la apropiada presión sobre el fondo). b. El buzo pedirá que se encienda (SWITCH ON) cuando observe un incremento en la cantidad de burbujas que emergen desde el cable. c. El ayudante de comunicaciones mete machete y contesta con "meto machete" (SWITCH ON).

TABLA 9-1 REGULACION DE OXIGENO ESTABLECIDA PARA CORTAR CON K.C. ANCHO DE CABLE (MM) PULGADAS

FORMULA DE PRESION (PSI)

SOBRE EL FONDO (SF)

6 mm. (0,24 p) 9 mm. (0.36 p) 12 mm. (0,48 p)

D + ( 250 a 300 ) psi = D + ( 300 a 340 ) psi = D + ( 340 a 380 ) psi =

SF1 SF1 SF1

NOTA: Se permite una diferencia de 40 a 50 psi según la preferencia del buzo. El K.C. no se recomienda para usar a profundidades mayores de 300 FSW. D = Profundidad en pies de agua salada (FSW).

Ejemplo: A una profundidad de 60 FSW usando cable de 6 mm., la presión sobre el fondo es: 60 + 275 = 335 psi

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d. El buzo debería entonces tocar con la punta del cable la chapa para golpear. El amperímetro dará una lectura cuando el buzo intente encender, y entonces caerá a cero cuando se logre encender. e. Una vez que sea obvio que se ha encendido, el buzo anuncia, "está encendido" (I ave ignición). f. El ayudante (de comunicaciones) entonces sacará machete cortando el circuito eléctrico. Normalmente el K.C. arde alrededor de 2 pies por minuto. La selección del ancho de cable depende del grosor del metal a cortar (ver tabla 9-2). Tabla 2-8 Listas de oxigeno normal/proporción de consumo cable. 9.3.2. Técnica de corte. Para empezar a cortar tocar la punta encendida del K.C. con el material a cortar. El material instantáneamente empezará a oxidarse a arder. Sostener el cable de corte con unos 90º perpendicular al trabajo, manteniendo la punta en contacto constante con el material que se está cortando. Mantener la punta moviéndola dentro del corte y mantener las manos a menos de 6 pulgadas de la llama. PRECAUCION. No forzar ni meter el cable dentro del material que se corta, ya que esto casaría el retroceso del gas.

9.3.2.1. Corte de metales delgados. Para cortar plancha de acero delgada, cable ó trabajo ligero rutinario, se debería usar el K.C. 6 mm ó 9 mm (0.24 pulgadas ó 0.36 pulgadas). Usar un movimiento de cepillado y varias pasadas para eliminar el metal fundido del corte. 9.3.2.2. Corte de metales gruesos. Para cortar metales más gruesos (2-1 1/2 pulgadas y mayores), usar el cable de 12 mm (1/2 pulgada) y un movimiento de cepillado para permitir que el metal de alrededor del corte se enfríe lo suficiente para evitar el metal fundido. El acero grueso, tal como el eje de una hélice, debería cortarse desde fuera, trabajando alrededor de la circunferencia, retirando el K.C. cada pocos segundos para permitir que el agua entre al corte. Se debería realizar un cepillado ó acción golpeadora en la dirección del corte proyectado. 9.3.2.3. Reencendido del Cable bajo el agua. Después de que cierren el gas (GAS OFF), el buzo debería continuar frotando el cable contra el trabajo para prevenir que se forme un revestimiento plástico debido a que se derrita el aislante sobre el núcleo interior del cable.

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Este paso es preciso para asegurar el reencendido. Cuando la operación requiere volver a encender el K.C. más de una segunda o tercera vez, se debería considerar el uso de una maquina de soldar de C.C. (DC) debido a las limitaciones de las baterías. 9.3.2.4. Procedimiento del apagado de seguridad de emergencia. El buzo indica que se requiere la acción de apagado de emergencia comunicando "Apagado de emergencia" (EMERGENCY OFF) y dando un tirón por el umbilical. El ayudante del equipo pondrá la válvula HOKE en la posición de ventilación (VENT). El cable se inundará y la llama cesará inmediatamente. 9.4. PERDIDA DE COMUNICACIONES. En el caso perdida de comunicaciones, la operación de corte debe pararse hasta que se restablezcan las comunicaciones. El supervisor de la inmersión podrá establecer el procedimiento de "apagado de emergencia" para ocuparse de la perdida de comunicaciones. 9.5. AYUDANTE DEL EQUIPO. Al de comunicaciones se le asignara la tarea de ayudante del equipo. El ayudante NO cerrará el circuito a menos que se lo ordene especificarte el buzo. Cuando se lo ordene, el ayudante confirmará cada cambio con el buzo. El ayudante del equipo se asesorará de que el buzo tiene la adecuada presión de oxígeno sobre el fondo de acuerdo con la Tabla 9-1, y debe tener al alcance el panel de control en todo momento. 9.6. PRECAUCIONES ELÉCTRICAS. Es importante que el colector de HP especialmente diseñado de 10 pies, que une las botellas de oxígeno con el panel, No sea sustituido. Este es un colector aislado eléctricamente diseñado para prevenir un retorno de corriente desde la manguera de acero a las botellas de oxígeno. Todas las concesiones eléctricas estarán ajustadas y aisladas con funda de plástico rojo u otro material no conductor (cinta de goma, funda retráctil por calor, etc.). 9.7. MANTENIMIENTO POST-INMERSIÓN. El mantenimiento post-inmersión para el K.C. es bastante simple. Se recomienda el siguiente procedimiento a.- Enjuagar el equipo que ha sido expuesto al agua salada con agua dulce. b.- Soplar cualquier humedad de la porción. Estante sin usar del cable y secarlo municiosamente. c.- Guardar el material en un ambiente libre de aceite.

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TABLA 9-2. RELACION DE LONGITUD DE K.C. GROSOR DE MATERIAL GROSOR DEL MATERIAL QUE VA A LONGITUD DEL K.C. EN mm. SER CORTADO (mm.) 6

Hasta 25

9

Desde 25 hasta 37,5

12

Superior a 37,5

TABLA 9-3. CONSUMO MEDIO DEL K.C. LONGITUD DEL K.C

CONSUMO MEDIO DE K.C. (M/M POR MIN.)

CONSUMO MEDIO OXIGENO (KG/CM 2 .) POR MINUTO

6

63

0,97

9

66

2,50

12

72

2,85

3-99


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TEMA 10 CORTE SUBMARINO CON SOPLETE DE GASES 10.1. PRINCIPIOS OPERATIVOS. El metil-acetileno-propatina (M.A.P.P.) ha sido desarrollado por la Dow-Chemical Corporation. En los últimos años la marina de los EE.UU. y firmas comerciales han desarrollado la técnica de corte con este gas. Su uso ha sido aprobado como un método alternativo al corte oxi-arco, pero no lo ha sustituido. Siempre que sea posible se debe elegir el procedimiento oxi-arco. Las ventajas del uso del M.A.P.P. son las siguientes: 1. No necesita corriente eléctrica. 2. Puede cortar algunos materiales no metálicos. 3. El efecto de la escoria formada es pequeño. 4. Se puede utilizar traje húmedo de buceo. 5. Se puede transportar el equipo en una pequeña embarcación. Este proceso es más utilizado para corte de acero y materiales que oxiden rápidamente. Sin embargo hay muchos metales, como aluminio, latón o acero inoxidable, que no oxidan rápidamente y no pueden ser cortados por la acción del oxígeno. Se pueden fundir por el calor de la llama y el chorro del oxígeno para el arrastre. En este caso se podría sustituir el oxígeno por aire. Un buzo experimentado puede utilizar este proceso para cortar material muy rápidamente ya que se puede cortar tan rápido como se pueda mover el soplete. Al igual que con otros procedimientos de corte se deben de tener en cuenta las precauciones de seguridad expuestas en el capítulo dos. El personal debe estar constantemente vigilante para eliminar o evitar riesgos no previstos en este manual. El corte se lleva a cabo aproximadamente de la misma forma que se hace en tierra. La combustión entre el oxígeno y el gas continuará incluso cuando la llama está sumergida. La única característica que la diferencia con el corte en superficie es que el buceador debe acostumbrarse a trabajar con oxígeno a presiones altas. Estas presiones se deben de incrementar con la profundidad de tal forma que la intensidad de la llama se incrementa lo suficiente para vencer la presión del agua. 10.2. EQUIPOS Y MATERIALES PARA CORTE SUBMARINO CON M.A.P.P. El equipo que normalmente se necesita para este proceso está descrito en la Tabla 10-1. Sólo se debe de utilizar equipo normalizado que ha sido examinado, probado y encontrado seguro. Todo el equipo desde las botellas hasta el soplete es esencialmente una unidad funcional completa. De las condiciones de limpieza interna y mantenimiento dependerá la eficacia de los reguladores, mangueras y sopletes.

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Un fallo en el regulador puede causar el fracaso de la operación. Todas las partes son esenciales y deben de estar en buenas condiciones de trabajo para garantizar el éxito de las operaciones. 9.2.1. Botellas y reguladores. Por cada botella de M.A.P.P. M-70 se necesitan de ocho a diez botellas de oxígeno. Para mantener la presión que asegura el adecuado flujo de gas, la botella debe mantenerse a temperatura templada dentro de un compartimento o sumergido en agua templada. Jamas se deben calentar botellas de gas comprimido con una llama directa. Las botellas también se pueden calentar mediante un radiador o calefactor eléctrico o compresor si está disponible en el lugar de trabajo. Las botellas de oxígeno deben de equiparse con un regulador de gran capacidad y dos etapas de 2400 KPa y 2040 KPa. Para la botella de M.A.P.P. un regulador de gas combustible. Se necesita una presión de 10 Kpa por mca para superar la presión del agua. El M.A.P.P. a diferencia del acetileno es estable a la presión máxima de la botella. Los reguladores de hidrógeno que se pueden encontrar en los comercios pueden ser utilizados con M.A.P.P. aunque se necesitará un adaptador. Las presiones en los reguladores deben tener al menos 102 Kpa de diferencia. Dicha diferencia no es necesaria en reguladores de acetileno de simple etapa. La sobrepresión del regulador sobre el fondo debe de ser de al menos 102 Kpa para asegurar un flujo de gas adecuado. Antes de conectar los reguladores a las botellas debe abrir y cerrar rápidamente las válvulas. Esto purgará cualquier materia extraña que se halla acumulado. Todas las conexiones deberán ser purgadas antes de conectarse los reguladores y estos tienen que estar destimbrados antes de conectarlos a las botellas. Las mangueras deben de conectarse a los reguladores pero no al soplete, dejando los extremos abiertos. Para trabajos a profundidad de 7 a 9 m. es suficiente una manguera doble de 15 m y 3/8" (9,52 mm) de sección. Ver tabla 10-3 para establecer la presión y seleccionar el tamaño de la manguera. Evitar la excesiva longitud de la manguera ya que causa una caída de presión. El personal que use M.A.P.P. debe de conocer el aditivo oloroso de gas para detectar fácilmente posibles perdidas. En las líneas de oxígeno y gas deben ser pulgadas manteniendo el extremo abierto en la mano y dirigiéndolas hacia donde no haya llamas o personal. Usar la otra mano para abrir lentamente las válvulas de las botellas. Cuando las válvulas están abiertas timbrar los reguladores lo suficiente para purgar las líneas; una vez hecho esto se volverá a destimbrar hasta que se pare el flujo.

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TABLA

10-1. EQUIPO Y MATERIAL NECESARIO SUBMARINO CON SOPLETE DE GASES. MATERIAL

PARA

CORTE

CARACTERÍSTICAS

Oxígeno

Botellas industriales con latiguillos acoplamiento para formar batería.

Gas combustible

Botella estándar (50 litros)

Regulador de oxígeno

De gran caudal y doble etapa.

Regulador de gas combustible

De gran caudal y doble etapa.

Manguera de oxígeno Manguera de gas combustible Manguera de aire Soplete Encendedor

Con boquilla adecuada y casquillo espaciador.

10.2.2. Sopletes de gases para corte submarino. En la figura 10.1 muestra un soplete típico con los controles de oxígeno, combustible y oxígeno de corte, boquilla F.S. de corte y casquillo espaciador. Las conexiones de las mangueras deben de estar hechas de forma que sea imposible poner las conexiones cambiadas. Como muestra en la figura 10.1 la boquilla de F.S. de corte es una boquilla de presión estándar de dos piezas con lengüeta de separación que ajusta en el soplete. La elección de la boquilla depende del espesor de la chapa (ver Tabla 10-4). La boquilla F.S. tiene un perímetro de precalentamiento con 18-24 taladros que desplaza el agua con más efectividad que la boquilla estándar de 8 agujeros. Por esa razón la boquilla F.S. calienta más rápidamente. Es recomendable que el corte se haga con casquillo espaciador. El casquillo espaciador, mostrado en la figura 10.1, se encastra sobre la boquilla y su misión es que la boquilla esté a la distancia adecuada del trabajo, que para esta boquilla es de 4,5 a 6,5 mm. El casquillo debe de estar perforado, para permitir la circulación de agua alrededor de la boquilla. Una vez colocado el casquillo espaciador se debe encender y ajustar la llama. Es necesario fijar las presiones de regulador recomendadas con la llama regulada y la válvula de oxígeno de corte completamente abierta.

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de


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Fig. 10.1. Soplete de corte con casquillo espaciador. 1. Boquilla de dos piezas tipo FS. 2. Oxígeno de corte. 3. Presión estándar tipo FS. 4. Mezcla de gases. 5. Lengueta central. 6. Taladro.

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Fig. 10.2. Conductos y controles de un soplete de gases. 1. Oxígeno de corte. 2. Mezclas de oxígeno y gas combustible. 3. Oxígeno de corte. 4. Oxígeno de precalentamiento. 5. Gas combustible. 6. Palanca de control de oxígeno de corte. 7. Control de oxígeno y precalentamiento. 8. Control de gas combustible. 9. Control de aire. 10. Entrada de combustible. 11. Entrada de oxígeno. 12. Entrada de aire.

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Se debe suspender el trabajo cuando la temperatura de cualquier cilindro descienda por debajo de lo recomendado. En la figura 10.2, se muestra el corte transversal de un soplete con los pasos de gases. Se debe equipar el soplete con inyector adecuado sí no ha sido diseñado con él. La llama de precalentamiento, mediante la combustión de la mezcla de gas combustible y oxígeno, suministrará calor para comenzar el corte y mantener la temperatura de corte. El chorro central de oxígeno lleva a cabo un verdadero corte por oxidación y soplado del material. En la figura 10.2 se muestran los controles de gas típicos incorporados a los sopletes. La presión de trabajo se ajustará una vez acoplados el soplete y las mangueras con cada gas por separado. 10.2.3 Encendido del soplete. Se deberá usar, preferentemente, un encendedor mecánico manual para el encendido del soplete; la figura 10.3, muestra las partes del encendedor. Se debe apretar el percutor lo cual hará deslizarse una piedra de mechero (pedernal), sobre una banda rugosa en el interior de la copa, esto provoca que salte una chispa. Esta simple herramienta es más segura que un encendedor eléctrico e igualmente efectivo.

Fig. 10.3. Encendedor manual mecánico de soplete. 10.3. TÉCNICAS PARA EL CORTE CON GAS. 10.3.1. Método de adiestramiento. Los buceadores no experimentados en el corte con gases pueden aprender la técnica usando este método. Se seguirán los siguientes pasos: 1. Fijar media sección longitudinal de un bidón de 20 litros Y llenarlo de agua hasta 5 cm. del borde. 2. Colocar en el bidón un trozo de chapa de acero 1/2" e un determinado ángulo. 3-105


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3. Sumergir el soplete encendido a 25 o 30 cm. y hacer el ajuste final. 4. Presionar ligeramente las patas del casquillo espaciado contra la chapa. 5. Cuando saltan chispas brillantes del área precalentada abrir lentamente el oxígeno de corte y avanzar lentamente el soplete a través de la línea de corte. Una vez que la chapa haya sido perforada, se puede seguir el corte a la misma velocidad, aproximadamente, que en la superficie. Si se oyen fuertes explosiones distintas a las que tienen lugar por escoria caliente, añadir una pequeña cantidad de oxígeno a la llama de precalentamiento. Este mismo procedimiento se aplica cuando se comienza por los bordes. Es importante darse cuenta de la propiedad refrigerante del agua. Enfría al menos unas 40 veces más que el aire. Por esta razón una chapa de metal necesita tanto precalentamiento como una pieza de metal grueso debido a la rápida transferencia del calor a través de dicha chapa. 10.3.2. Encendido del soplete en superficie. Antes de comenzar las operaciones revisar los procedimientos de seguridad expuestos en el capitulo dos de este manual. 10.3.2.1. Preparación. Se recomienda el uso de una boquilla FS-52 para el corte submarino de materiales de espesor superior a 1". Colocar la boquilla en el soplete y sobre este un casquillo espaciador que proporcione una distancia de acoplamiento de l/4" (6,35 mm). Colocar el regulador de gas M.A.P.P. a 20 psig. (136 Kpa) y el oxígeno a 60 psig. (408 Kpa). 10.3.2.2 Encendido. Se utilizará el siguiente procedimiento cuando el encendido sea en el aire. 1. Abrir la válvula de combustible l/4 de vuelta dejando completamente cerrada la válvula de oxígeno de precalentado. 2. Encender el soplete con un encendedor. 3. Aumentar al máximo la llama abriendo la válvula de oxígeno de precalentamiento, añadir combustible hasta conseguir una llama de precalentado estable con la válvula de combustible casi completamente abierta. La llama debe arder con alto volumen y velocidad en la atmósfera. Las válvulas deben quedar de modo que permita el último ajuste cuando el buzo esta bajo el agua. Una vez que la llama este ajustada, sumergir el soplete a unos 25 cm. bajo el agua y abrir completamente la válvula de oxígeno de corte, si se escapan llamas por la superficie, añadir oxígeno de precalentamiento hasta que este fenómeno desaparezca. El soplete esta ahora listo para la inmersión.

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10.3.3. Descenso con el soplete encendido. Con el soplete encendido se puede bajar de dos formas: 1. Con el soplete en la mano: En profundidades pequeñas de fácil acceso. En este caso el buceador debe hacer ajustes para compensar el incremento de presión por profundidad. 2. Arriado del soplete: En profundidades pequeñas, en lo que se está absolutamente seguro de que la llama está clara de la manguera, equipo o persona. Se puede arriar hasta e punto donde se encuentra el buzo. No se arriará el soplete hasta estar seguro de que el buzo esta preparado.

Fig. 10.4. Comienzo de corte en un extremo. A. Comienzo en el extremo. 1. Boquilla. 2. Orificios de la llama de precalentamiento. 3. Chapa de acero. 4. Area precalentada. B. Avance del corte. 1. Boquilla. 2. Chorro de oxígeno de corte. 3. Llama de precalentamiento. 4. Chapa de acero. 5. Chorro de escoria.

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Fig. 10.5. Comienzo del corte en una posición central de la chapa. 1. Mantener la boquilla sobre un punto hasta que esté precalentada. 2. Abrir gradualmente el oxígeno de corte y al mismo tiempo inclinar la boquilla para evitar que la escoria no penetre en la boquilla. 3. Después de perforar un agujero en la chapa continuar de la manera normal. Es responsabilidad del ayudante de superficie el mantener las presiones correctas. Cuando se haya terminando el trabajo, cerrar las válvulas de gas combustible, soltar la palanca de oxígeno de corte y dejar abierto el oxígeno de precalentamiento. Esto evitará que se puedan obturar los conductos con materias externas.

10.3.4. Comienzo del corte en el extremo de una chapa. Se puede iniciar el corte como se indica en la figura 10.4 1. Mantener la cabeza del soplete contra el borde de la chapa. 2. Cuando salten pequeñas chispas del punto calentado indica que el metal tiene suficiente temperatura para ser cortado. 3. Presionar la palanca de oxígeno de corte, normalmente produce mejores resultados abrir a la mitad el oxígeno de corte los primeros segundos del corte.

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4. Cuando el avance es demasiado rápido, el metal no será atravesarlo completamente. Se ha perdido el corte y el operador debe volver a comenzar la operación 5. Estos puntos que quedan sin cortar resultan difíciles de volver a cortar. Cuando se ha "perdido el corte ". El operador debe de continuarlo de 1/2" a 3/4" (de 2 a 19 cm.). Más atrás de donde llegó, como se indica en la figura 10.6. El propósito es asegurarse que es correcto. 10.4. Comparación de corte con gas M.A.P.P. con otros combustibles. Esta información esta basada en la experiencia de selección de gases para el corte y refleja el punto de vista del operador. 10.4.1 Ventajas del gas M.A.P.P. para corte submarino. a. Mayor velocidad de corte y corte más limpio con metales pesados. b. Puede ser usado con seguridad con equipo ligero de buceo. c. Puede ser usado con efectividad con un soplete de superficie si se usa con casquillo espaciador y boquilla para M.A.P.P. Esto elimina la necesidad de la manguera de aire necesaria para oxi-propano, y es más seguro y requiere menos personal que el metodo oxi-arco. d. Este equipo es fácilmente transportable y manejable. e. Fácilmente adquirible en fuentes comerciales. f. Fácil detección de pérdidas por el olor.

Fig. 10.6. Método para continuar el corte. 1. Plancha de acero. 2. Grieta. 3. Final del corte original. 4. Línea de corte. 5. Comienzo del nuevo corte. 6. Dirección del corte.

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10.4.2 Uso del gas M.A.P.P. para corte de chapa. La evaluación del gas M.A.P.P. para el corte de chapa fue realizada con: Acero HY-80 de 3/8" 1", 2". Acero de alta resistencia a la tracción de 3/8". En comparación con el oxi-hidrógeno el M.A.P.P. necesita menos tiempo de precalentado y permite velocidades de corte iguales o superiores al oxi-hidrógeno. Además el gas M.A.P.P. puede cortar chapas de 2" de acero de HY-80, imposible de cortar con oxí-hidrógeno. La calidad del corte también es superior. El M.A.P.P. es también efectivo para el corte submarino de chapas superpuestas. Esto es debido al menor gradiente axial de temperatura en la llama del gas M.A.P.P. por lo que la mayor longitud de llama de gas M.A.P.P. entregará calor con más efectividad a la chapa posterior. El M.A.P.P. es más efectivo que el oxi-hidrógeno y el oxi-arco para el corte de chapas cubiertas por corrosión y naturaleza marina. PRECAUCIÓN. Existe la posibilidad de que el gas M.A.P.P. pueda reaccionar con el cobre para producir acetilenos explosivos cuando el gas se encuentre a muy altas presiones. Para mayor seguridad utilizar equipos de acero o aluminio. TABLA 10-2. PRESIONES MÍNIMAS EN LA BATERÍA CUANDO SE UTILIZA GAS MAPP. PROFUNDIDAD EN METROS

TEMPERATURA MÍNIMA DEL AGUA EN ºC

3 10 20 30 40 50 60

-2 -2 -2 5 10 17 24

PRESIÓN MÍNIMA EN LA BATERIA DE GAS Regulador Regulador Hidrógeno Acetileno de doble etapa KPa una etapa KPa

235 300 420 500 500 700 800

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130 200 320 400 500 600 700


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TABLA 10.3

PRESIONES DE REGULADORES Y MANGUERAS PARA CORTE CON GAS MAPP.

PROF. METROS

PRES. GAS MAPP (KPa)

3 12 18 24 30

170 200 275 345 415

MANG. GAS L. mt. D. mm

15 15 30 30

6.4 6.4 8 8

45

9,5

MANG. O2 L. mt. D. mm

PRESIÓN O2 (kPa) Espesor de la chapa (mm). 25 70 100 150

15 8 15 8 30 9,5 30 9,5 45 9,5

415 440 510 580 655

480 510 580 655 715

550 580 655 715 780

610 665 715 780 850

TABLA 10.4 BOQUILLAS RECOMENDADAS PARA CORTE CON MAPP.. Espesor de chapa

Boquilla F.S.

1/3” 6-25 mm.

1”-3” 25-75 mm.

3”-4” 75-100 mm.

5”-6” 130-150 mm

52

46

42

35

TABLA 10-5. VELOCIDAD DE CORTE DEPENDIENDO DEL ESPESOR DE LA CHAPA. ¡ESPESOR DE LA CHAPA DE ACERO

VELOCIDAD DE CORTE

5/8" (15,8 mm.) 3/4" (19,0 mm.) 1" (25,4 mm.) 11/2" (38,1 mm.) 11/4" (44,4 mm.)

12"/min. (30,48 cm./min.) 10"/min. (25,40 cm./min.) 8"/min. (20,32 cm./min.) 6"/min. (15,14 cm./min.) 4"/min. (10,16 cm./min.)

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TEMA 11 LA SOLDADURA SUBMARINA 11.1. GENERALIDADES. Con el desarrollo de la técnica de soldadura submarina del "auto-consumo", la mayoría de las soldaduras submarinas son realizas con esta técnica, como por ejemplo soldar parches en objetos recuperables en las operaciones de salvamento. Las necesidades y capacidades recomendaron este tipo de soldadura provisional. Pero actualmente las necesidades incluyen la posibilidad de realizar soldaduras de calidad estructural. Los orificios en los cascos de los barcos pueden ser taponados utilizando la técnica de soldadura húmeda, evitando así que los barcos sean retirados del servicio activo. Antes esto sólo se hacía en dique seco. También los poros y las grietas pueden ser reparados con carácter duradero, evitando así la necesidad inmediata de entrar en dique. Las empresas comerciales también han demostrado que la soldadura submarina es segura, fiable y con buena relación de coste/eficacia. Recientemente, diferentes técnicas han dado lugar a soldaduras arco-metal submarinas en acero al magnesio y aceros de baja aleación que han desarrollado una resistencia a la tracción completa en el metal base. Aunque alguno de los electrodos nuevos pueden ser manipulados de la misma manera que los electrodos usados en superficie, otros requieren más profesionalidad del operador. Sin embargo estos electrodos más nuevos, tienen la ventaja de mayor versatilidad y el soldador ahora puede enfrentarse a un ajuste malo de piezas y otras variedades que anteriormente no se podrían resolver por la técnica del auto-consumo. Aunque la soldadura arco-metal sea un método de soldadura submarina aceptable, solo se debe de realizar soldadura submarina cuando no se pueda hacer en el aire. Todas las soldaduras realizadas bajo el agua en los cascos o estructuras deben ser cuidadosamente inspeccionadas cuando el barco esta en dique seco. Hasta mediados de 1.960, todas las soldaduras submarinas han sido hechas en el agua. De ahí proviene la expresión soldadura húmeda ó mojadas que aún se utiliza. Hoy existen varios métodos de soldadura submarina pudiendo ser secos o húmedos.

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Fig. 11.1. Diseños básicos de hábitat para soldadura seca submarina a presión ambiente. A. Diseño básico con entrada en la tubería por los lados. B. Hábitat de soldadura con cápsula de transferencia seca. C. Hábitat especialmente diseñado adaptado a la diagonal de una estructura de acero. D. Hábitat de reparación para trabajos debajo de estructuras de hormigón o metálicas flotantes, por ejemplo fondos de barcos.

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Fig. 11.2. Cámara para soldadura hiperbárica dotada con estructura para unión de tubería. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Cable guía. Tubería. Tubo de alineación. Gato hidráulico. Estructura de alineación. Campana de transferencia. Cámara seca. Frisado. Pontón.

11.2. DIFERENTES TÉCNICAS DE SOLDADURA SUBMARINA. Los métodos de soldadura submarina utilizados con mayor rendimiento en la actualidad se describen en los siguientes párrafos y son: 11.3. SOLDADURA HIPERBÁRICA SECA. Esta soldadura se realiza en una cámara de fondo abierto (hábitat), que contiene el área a soldar, uno o más operadores y material para cortar, acoplar o inspeccionar. El agua en la cámara es desplazada con una mezcla de gas apropiado, permitiendo hacer la soldadura en un ambiente seco.

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Fig. 11.3. Empleo del sistema de cámaras Comex de soldadura seca a una atmósfera. 1. 2. 3. 4. 5.

Cámara de soldadura base a presión atmosférica. Módulo de control a presión atmosférica. Campana de transferencia. Frisado. Estructura de alineamiento.

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Fig. 11.4. Secuencia de la colocación del sistema de alineación de tuberías y campana de transferencia para la soldadura seca en habitat.

En la soldadura hiperbárica seca, en hábitat y caja seca transportable se ha de tener en cuenta que la soldadura con presiones parciales de oxígeno altas resultan peligrosas. Por lo tanto en estos casos el ambiente en que se realiza la soldadura no podrá ser aire a partir de los 20 mca, se sustituirá el aire, por helio u otro gas inerte. Este sistema es muy utilizado en soldaduras en tuberías submarinas, Fig. 11.1. La cámara hiperbárica y el equipamiento del soldador son complejos y caros, y se necesitan un gran despliegue de medios desde superficie, (chigres, barcazas, Campanas) de gran fuerza para manejar este equipamiento pesado, fig. 11.4.

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La soldadura hiperbárica seca se puede realizar por los siguientes sistemas: 11.3.1. Arco-Metal Manual (AMM). Manual Metal Arc Welding (M.M.A.). Al principio estaba limitado por los gases generado por los electrodos. Se puede utilizar, teóricamente, en atmósferas de He-O2 hasta 30 bares. En la soldadura a presión atmosférica normalmente se utilizan electrodos diseñados para presión atmosférica normal. Fig. 11.5. Esquema de un equipo para soldadura submarina Arco-Metal.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Pinza de masa. Generador. Trabajo. Porta electrodo. Interruptor de seguridad. Regulador.

11.3.2. Arco-metal con gas inerte. Solid Wire Inert Gas Welding. M.I.G.. La soldadura M.I.G. se puede obtener por dos formas de transferir el metal a través del arco. Con corrientes de densidad moderada al final de la varilla se forman globos que caen por la fuerza de la gravedad. Esta técnica sólo puede ser empleada en posición horizontal.

Con densidades de corrientes más altas, la transferencia toma la forma de una corriente continua de pequeñas gotas, proyectadas a través del arco por la fuerza electromagnética. En principio esta técnica puede ser empleada en cualquier posición.

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Con cable o varilla de acero se necesitan corrientes más altas que sólo se pueden controlar con eficacia en soldaduras en posición horizontal.

Fig. 11.6. Esquema del equipo para soldadura Arco-Metal con gas inerte. 1. 2. 3. 4. 5.

Gas de protección. Carretel de cable. Guía. Control de corriente, flujo de gas y agua de refrigeración. Batería de gas.

11.3.3. Procedimiento arco-metal con gas inerte (AMGI). En el procedimiento AMGI se consume como electrodo una varilla metálica de pequeño diámetro sin revestimiento alguno que se suministra al soplete tan rápidamente como se funde en lo arco. La longitud del arco entre el electrodo y el trabajo permanece relativamente constante. La punta del electrodo, el arco y el material que se va depositando en el trabajo están protegidos por una atmósfera de helio, dióxido de carbono, argón o una mezcla de estos gases para conseguir una mayor estabilidad o incremento de la calidad de la soldadura.

El gas pasa a través del soplete y sale por la boquilla que rodea al electrodo. El equipo necesario para este tipo de soldadura incluye: fuente de alimentación, soplete, mecanismos para alimentación de la varilla del electrodo al soplete y suministro de gas inerte.

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Todo el equipo anterior estará en el agua o alojado en el minihábitat (en caso de utilizarse) excepto la fuente de alimentación y las botellas de gas inerte que estarán en superficie. La soldadura AMGI es el proceso más rápido de soldadura con arco para utilizar en cámara seca bajo el agua, consiguiendo una velocidad similar a la conseguida en superficie con electrodo convencional (de 6,7 a 9 Kg de soldadura/hora). Con el aumento de la profundidad y, por lo tanto, de la presión de trabajo, se producen los siguientes efectos: El arco se hace más intenso y funde el electrodo más rápidamente, produciendo un amontonamiento de soldadura difícil de controlar. Este exceso de material fundido puede conducir a defectos tales como inadecuada fusión y solape de poros internos. El aumento de la densidad de gas inerte, implica un aumento del flujo de aportación. 11.3.4. Tungsteno con gas inerte. Tungsten Inert Gas Welding. (T.I.G.). En esta técnica, la fuente de calor el arco, es independiente de la fuente de material de relleno. En algunas aplicaciones se le añade material de relleno. La soldadura T.I.G. fue una de las primeras estudiadas bajo presión debido a la simplicidad de su arco. El cordón de soldadura creado por un arco T.I.G. se estrecha al incrementar la presión hasta 7 bares. Se observa un incremento en la penetración con las presiones más altas. Cambiando los parámetros se pueden eliminar los problemas, p.e. suministrando potencia de alta frecuencia al arco.

Fig. 9.7. Esquema del equipo para soldadura Tungsteno con gas inerte. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Barra de metal. Conducto de gases. Electrodo de tungsteno. Porta electrodo. Conductor. Batería de gas. Fuente de alimentación.

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11.3.5. Procedimiento tungsteno con gas inerte (TIG). En el procedimiento TIG un gas inerte protege el arco, el extremo del electrodo y el material que se va depositando en el trabajo. El electrodo es una varilla de tungsteno en vez de acero. Este material tiene un punto de fusión alto y el arco no funde el electrodo si no los bordes del material a soldar. El material de relleno se aporte sobre la soldadura en forma de varilla a medida que es necesario. Este procedimiento es el único con garantía para realizar reparaciones en tuberías submarinas, aunque resulta más lento que el AMGL. A pesar de la calidad obtenida, existen dificultades con la soldadura TGI a grandes profundidades. 11.4. SOLDADURA EN MINIHABITAT. Hace posible que la soldadura submarina se pueda realizar en un ambiente seco sin tener que usar cámaras grandes. El pequeño hábitat o cámara esta diseñada para encerrar el área de la soldadura y la parte superior del soldador. El agua de la cámara se desplaza con aire o gas inerte y la soldadura se realizará con arco-meta. No se necesitan equipamientos de soldadura y electrodos especiales y el sistema de izado es simple.

Fig. 9.8. Soldadura en un minihabitat. 1. 2. 3. 4.

Tubería. Gas de soplado. Frisado de la tubería al hábitat. Casquillo de unión.

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11.5. SOLDADURA EN CÁMARA SECA TRANSPORTABLE. Contiene una o varias caras del trabajo a soldar. Se utilizará soldadura arco-metal y gas inerte (AMIG). Se mete gas por la manguera del porta electrodos para desplazar el agua del interior de la caja. La caja entera o parte de ella esta hecha de plexiglás transparente y el operador, que esta sumergido en el agua, mete el brazo a través del fondo abierto de la caja con el porta electrodos y observa el área soldada a través de las áreas transparentes de la caja. El método de la caja seca no requiere equipamiento de izado pero la técnica de soldadura (AMIG) tiene problemas inherentes de suministro de gas y cables, que se hacen más complicados cuando se utilizan bajo el agua. Además disminuye la visibilidad con el humo y el vapor que se acumula en el pequeño volumen de la caja.

Fig. 11.9. Soldadura en un minihábitat transparente. 11.6. SOLDADURA A PRESIÓN ATMOSFÉRICA. Aunque raramente usada en trabajos submarinos, es el más desarrollado por ser el más utilizado en la construcción naval. Se puede aplicar a la soldadura submarina mediante la construcción de coferdams y esclusas donde, una vez achicada el agua, se puede trabajar a presión atmosférica. Este tipo de soldadura fue el primero en utilizarse para trabajos submarinos antes de que se desarrollasen los demás métodos. Actualmente se ha renovado el interés por la soldadura a presión atmosférica ya que en mayor o menor medida, o resto de los métodos de soldadura submarina se ven afectado por la presión. Hoy en día el buzo soldador puede ser transferido mediante una campana cerrada a una cámara donde realizará soldaduras a grandes profundidades pero a presión atmosférica.

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Fig. 11.10. Diseño básico de una cámara soldadura submarina a presión atmosférica. 11.7. SOLDADURA HÚMEDA. De los métodos de soldadura submarina descritos, tienen algún mecanismo para excluir agua del área de soldadura. Además dichos métodos requieren una visibilidad adecuada y están limitados a lugares de fácil acceso. En muchos casos, el tiempo y dinero empleados para diseñar, construir e instalar estos mecanismos sobrepasan el precio de realizar la soldadura. La soldadura húmeda es muy parecida a soldadura efectuada en el aire. Para el buzo soldador experto el trabajar en el agua en vez de en el aire no supone una desventaja. La soldadura arco-metal se puede realizar con electrodos normales para soldar en superficie, revestidos para usarlos bajo el agua y por electrodos especiales para soldadura submarina que actualmente existen en el mercado. Se pueden usar mecanismos especiales para trasladar los electrodos desde superficie al área de trabajo submarino y para proporcionar visibilidad en agua de visibilidad nula.

11.8. SOLDADURA DE FRICCIÓN. En la soldadura por fricción dos caras colindantes se juntan con una presión axial moviendo una o las dos caras, con un movimiento relativo de la una respecto de la otra. El calentamiento debido a la fricción seca es suficiente para que la mayoría de los materiales alcancen la deformación plástica con la formación de centros de agarre, p.e. soldaduras de fusión local. Estas soldaduras localizadas se rompen por el continuo movimiento de las dos caras, y se genera más calor. Gradualmente el proceso de agarre y ruptura se extiende por todo el área de los materiales a unir; el movimiento relativo es parado entonces, y un incremento de la carga axial provoca una soldadura de presión entre los dos componentes. Sin embargo la licuación como se ha dicho, no ocurre en la soldadura de fricción debido al hecho de que cualquier metal liquido actuaría como un lubricante y reduciría el efecto del calor por fricción. La caída de la temperatura provocaría entonces que el metal líquido se recongelase.

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Por este motivo para una combinación material dada, se logra un equilibrio final de temperatura en el ciclo de soldadura que está justo por debajo del punto de fusión del componente de punto de fusión más bajo, si por ejemplo se juntan dos materiales distintos. El movimiento relativo necesario para la soldadura de fricción se logra rotando un miembro con respecto al otro. Normalmente debido a la dificultad en parar el movimiento en el preciso momento, para asegurar la alineación de los componentes que fuesen asimétricos, la soldadura de fricción se aplica solamente a barras redondas y tubos. Como las fuerzas que se requieren son muy grandes, incluso para componentes pequeños, el equipo necesario es normalmente muy grande y robusto. La soldadura por fricción realizada bajo el agua, en general da uniones con propiedades y características inferiores. Para soldar piezas grandes se podría poner una pieza intermedia que es la que se haría girar.

Fig. 11.11. Soldador de pernos por fricción.

11.9. FUTURO DE LA SOLDADURA SUBMARINA Como se ha visto en anteriores párrafos existe una variedad de procesos de soldadura que pueden ser útiles para aplicaciones subacuáticas. De estos solamente T.I.G., M.M.A., bare wire y F.C.A.W. han sido utilizados generalmente en offshore. Usando estos procesos se pueden llevar a cabo reparaciones en tuberías y estructuras en un rango de profundidades entre 0 y 200 m. Más allá de estas profundidades el número de trabajos con éxito son muy pequeños, e incluso el número de pruebas simuladas ha sido muy pequeño. Como a grandes profundidades las capacidades de los buzos están muy mermadas, además de las grandes complicaciones y riesgos de la descompresión parece probable que se van a necesitar nuevas técnicas para profundidades superiores a 200-250 m.c.a.. Consideración especial merecen la automatización de los procesos de arco en condiciones hiperbáricas, sobre todo T.I.G. y bare wire M.I.G., pero la idoneidad de procesos tales como la soldadura con explosivos o de fricción en operaciones de control remoto ha conducido a un renovado interés por estas técnicas.

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A causa del estado incierto del mercado del petróleo en estos momentos, resulta bastante difícil predecir cuales van a ser los desarrollos y avances de los sistemas de reparación, pero parece probable que se van a seguir tres líneas de desarrollo: 1.- Mejora de las soldaduras consumibles y de sus técnicas en operaciones manuales realizadas por buceadores en saturación en unas profundidades de 0 a 200 m. 2.- Sistemas de reparación avanzados para estructuras profundas, principalmente oleoductos, en los cuales la reparación se puede llevar a cabo sin la intervención de buceadores en saturación. 3.- Aparatos simples y fáciles de manejar que pueden realizar pequeñas conexiones a estructuras, que se usarían en conjunción con los sistemas de protección catódica, control de parámetros de las estructuras y aplicaciones similares.

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TEMA 12 SOLDADURA HÚMEDA CON ARCO-METÁLICO 12.1. GENERALIDADES. Hay numerosas ventajas operativas para aconsejar soldadura submarina con ArcoMetal. El buzo soldador puede trabajar en partes de estructuras de difícil acceso para otras técnicas de soldadura. Las reparaciones pueden ser hechas rápidamente a más bajo costo, ya que no pierden tiempo en construir o instalar un recinto alrededor del área de soldadura. Debido a la disponibilidad y movilidad de los equipos utilizados, un trabajo de soldadura húmeda también permite más libertad en el planeamiento de la operación y más facilidad para ajustar secciones que van a ser reparadas. A pesar de sus muchas ventajas, la soldadura húmeda frecuentemente es descartada porque se dispone de una limitada documentación sobre trabajos hechos en ambiente submarinos por buzos expertos y con conocimientos de metalurgia de la soldadura. Sin embargo, la experiencia ganada por los soldadores a hecho posible definir claramente las capacidades y limitaciones de la soldadura mojada. La fiabilidad de la soldadura húmeda ha sido verificada por industrias comerciales y miles de buzos soldadores que han sido adiestrados por la industria desde 1.970. Hay limitaciones para la soldadura húmeda por la velocidad que se solidificaba y algunas veces causaba grietas en la zona afectada por el calor. Una serie de pruebas de soldadura con electrodo de baja aleación revelaban que las grietas se formaban si el carbono equivalente (CE) del metal base era mayor de 4%. El carbono equivalente puede ser calculado con la siguiente formula: CE = C ?

Mn Cr ? Mo ? V Ni ? Cu ? ? 6 5 15

Cu = Cobre; Ni = Níquel; C = Carbono; Mn = Magnesio; Cr = Cromo Mo = Molibdeno; V = Vanadio. Sucesivas pruebas han demostrado que el uso de electrodos "austenic" tienden a elevar este problema. Otros obstáculos limitan el uso de la técnica de soldadura mojada; por ejemplo el acero MY 80 no puede ser soldado de esta manera por ser necesario un precalentamiento. Como en otras operaciones submarinas, se debe realizar el máximo esfuerzo para la seguridad del barco y del buzo. El personal relacionado con la soldadura submarina debe de estar muy familiarizado con las precauciones expuestas en el Tema II y debe estar constantemente en guardia para identificar y eliminar peligros a la vida o al barco no previstos. En general los efectos del agua sobre la soldadura son los siguientes:

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- Reduce el calor de penetración ocasionando defectos por fusión incompleta. - Se producen fisuras por el rápido enfriamiento y la absorción de hidrógeno disociado del agua por el arco. - En el mejor de los casos la soldadura mojada es inferior a la soldadura en superficie en 20% de resistencia a la tracción y 50% de ductilidad. 12.2. MATERIALES PARA LA SOLDADURA SUBMARINA ARCO-METAL. El equipo para soldadura arco-metal esta detallado en el Tema III de este manual. El material de consumo necesario para la soldadura con arco consiste en electrodos y materiales impermeables relacionados en la Tabla 3-1. Existe gran variedad de electrodos y materiales impermeabilizantes que pueden dar buen resultado en la soldadura submarina, algunos de estos materiales han demostrado ser superiores en pruebas extensivas realizadas bajo diversas condiciones. Los materiales elegidos en estas pruebas están identificados en las secciones siguientes. 12.2.1. Electrodos de soldadura submarina arco-metal. Ninguna soldadura submarina con electrodo arco-metal ha sido específicamente desarrollada para uso submarino, sin embargo, algunas marcas comerciales de electrodos hechos para soldadura en aire dan muy buen resultado en pruebas de soldadura submarina. Los electrodos recomendados para soldadura submarina en todas posiciones son: E6013, E7044, Inconel y Austenic. Los electrodos Inconel WE112 fueron diseñados para soldadura en superficie con polaridad inversa. Experimentos realizados en agua salada indican que soldando con polaridad inversa mejora la fusión de los electrodos y resulta de apariencia similar a la de superficie. Estos electrodos están listados en la Tabla 12-2, la cual marca las zonas de corriente que deben ser utilizadas con corriente C.C y C.A. en profundidades de hasta 50 pies (15 m.). En una emergencia, cualquier electrodo de acero de baja aleación que haya sido bien impermeabilizado puede ser utilizado dentro de las zonas indicadas en la Tabla 12-2. Debido a los efectos de enfriamiento por el agua, estos electrodos deben trabajar normalmente con corriente superior a la utilizada en superficie. La utilización de corrientes superiores, combinado con la conducta de la electricidad en el agua, requieren observaciones estrictas para la seguridad y precaución para evitar peligros de electrocución. 12.2.2. Impermeabilización de electrodos de soldadura submarina. Debido a que la vaina del electrodo se deteriora cuando sumerge en agua, se recomienda impermeabilizar la vaina fundente sumergiendo el electrodo en una de las solución listadas en la Tabla 12-3. Si no se dispone de estos impermeabilizantes, se pueden obtener resultados satisfactorios empleando pintura, barniz o cinta aislante.

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Estos materiales impermeabilizantes se aplican sumergiendo los electrodos en la disolución durante un breve momento dejando secar la capa. Se necesita sumergirlo más de una vez, por que cuando la capa impermeabilizante es defectuosa el agua que se filtra por los poros se convertirá en vapor cuando se establezca el arco y arrancará la vaina. El número de capas necesarias depende de la consistencia de la disolución. Las capas impermeables deben de estar totalmente secas ante de aplicar más capas y también antes de que sean utilizados Después de la operación se eliminará el exceso de impermeabilizante de la punta del electrodo, para asegura un fácil establecimiento del arco; y en la empuñadura para asegurar un buen contacto con el porta-eléctrodos. Es mejor mandarle al buzo solo unos cuantos electrodos a la vez, porque la capa sólo se mantiene en buen estado un tiempo limitado. Antes de revestir los electrodos 6013 deben ser recocidos 180 ºF (82 ºC) durante dos horas y en 240 ºF (156 ºC) durante una hora. De esta forma se eliminará una pequeña cantidad d humedad del recubrimiento fundente del orden de 0,15 gramos por electrodo. Esta humedad aunque pequeña, afectará a la soldadura. Para aplicar los diferentes componentes impermeabilizantes, los electrodos deben ser sumergidos en el liquido. Para la absorción en el recubrimiento fundente es necesaria la aplicación de dos capas. El tiempo de secado varía de unos pocos minutos a varios días. El proceso de impermeabilización debe producir una superficie dura y uniforme, sin bultos ni burbujas. El peso de la capa no debe ser superior al 3% El peso del impermeabilizante para diferentes electrodos impermeabilizados por el mismo procedimiento debería tener una pequeña desviación estándar. Cualquier impermeabilizante que tarde más de un día en secar tendrá ese efecto. Para que pase la prueba de impermeabilización el peso del agua absorbida no debería pasar de 1% del peso del electrodo seco. El revestimiento no se debe disolver o deteriorar cuando se exponga al agua salada. La facilidad para soldar se basa en la facilidad de manejar el electrodo una vez establecido el arco. Los electrodos que no mantienen el arco son considerados inaceptables. Si el revestimiento produce suficiente humo negro como para interferir la visión de la soldadura se debe dejar de usar dicho revestimiento.

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TABLA 12-1 MATERIAL NECESARIO PARA SOLDADURA ARCO-METAL. ELEMENTOS

DESCRIPCIÓN

ESPECIFICACIÓN

6013 1/8" - 3/16 7014 3,18-4,76 mm.

ELECTRODOS

FABRICANTE

MUREX

INCONEL WE 112

WESTINGHOUSE

AUSTENITIC

HUNINGTO ULLOYS

EXPOY 152

MIL SPE: P. 24441

SEA LAC 30-L-2093

33-C4-25

MATERIAL IMPERMEABILIZANTE

PLOLINE PAINT C.O.

DURALAC 51-A-220

CELULOIDE EN ACETONA

CHEMICAL C.O.

TABLA 12-2 MÁRGENES DE EMPLEO DE LOS ELECTRODOS DE SOLDADURA SUBMARINA ARCO-METAL ELECTRODOS

POSICIÓN DE LA SOLDADURA

DESIGNACIÓN

Pulgadas

Milímetros

Horizontal

Vertical

Invertida

E 6013 Y E 7014

1/8

3,18

145-180 AMP.

145-180 AMP.

140-170 AMP.

5/32

3,97

170-210 AMP.

170-220 AMP.

170-190 AMP.

3/16

4,76

240-280 AMP.

240-280 AMP.

235-275 AMP.

1/8

3,18

125-145 AMP.

125- 145 AMP.

120-140 AMP.

ICONEL

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TABLA 9-3 IMPERMEABILIZANTES

DESCRIPCIÓN

PRODUCTOR

PROCEDIMIENTO

1º EXPOY 152

PROLINE PAINT C.O.

Seguir las instrucciones con exactitud. (1 baño).

2º SEA-LAC 30L20.

DURALAC CHEMICAL..

Seguir las instrucciones de la con exactitud. (2 baño).

3ª CELULOIDE EN ACETONA

Preparado por encargo

1/2 L (0,23 Kgs.) por Galón, sumergir el electrodo 2055 y dejar secar 1 hora (2 baños).

12.3. FACTORES DE LA SOLDADURA CON ARCO-METAL. 12.3.1. Arco de soldadura submarina. El arco no tiene tan buen comportamiento en el agua como o el aire y la actividad de la burbuja es particularmente importante para el éxito de la soldadura submarina. Cuando se establece el arco de combustión del electrodo la disociación del agua crea una burbuja de gas, como a muestra en la figura 9-7. Según se incremento la presión en el interior. La burbuja deja el arco y se forma otra en su lugar. El instante en e que la burbuja se separa es cuando el empuje supera a la fuerza de capilaridad. Por lo tanto, si el electrodo está demasiado alejado del trabajo destruirá la soldadura por la explosión y salida de burbujas. Si el electrodo está demasiado cerca del trabajo la burbuja colapsará la soldadura, reduciendo la posibilidad de obtener una soldadura efectiva. 12.3.2. Condiciones adversas para la soldadura. Antes de comenzar las operaciones de soldadura, se debe inspeccionar el trabajo para comprobar si se pueden realizar con efectividad dichas operaciones. El obtener soldaduras satisfactorias es más difícil y requiere más experiencia y destreza bajo las siguientes condiciones adversas: 1. Cuando no se pueda proporcionar una plataforma estable desde la cual trabajar. El trabajar cerca de la superficie hace muy difícil proporcionar una plataforma estable. Cuando se trabajo desde una guindola es preferible que se afirme al lugar de trabajo u objeto sobre el que se va a soldar, mejor que sobre el buque de salvamento o embarcación de apoyo, ya que el balance de la embarcación entorpecería el trabajo. 2. Cuando la chapa de metal sea de un espesor menor de 0,5 mm. 3. Cuando no hay un buen ajuste. La máxima separación permisible para la técnica de autoconsumo es 1/8" (3,2 mm.).

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4. Según se incremento la profundidad. 5. Cuando la visibilidad es extremadamente baja y el operador no tiene una guía que seguir. 6. Baja temperatura. 7. Corrientes.

Fig. 12.1. Arco de soldadura submarina. 1. Cubierta del electrodo. 2. Electrodo. 3. Impermeabilizante. 4. Burbujas de gas. 5. Deposito de soldadura. 6. Arco. 7. Trabajo.

12.3.3. Resistencia de la soldadura submarina y selección del electrodo adecuado. Cuando se planean operaciones de soldadura submarina, la resistencia de la unión soldada puede convertirse en o factor más importante para el éxito de operaciones de mayo escala.

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Cuando se calculo la longitud de un cordón de soldadura necesario para soportar una carga estática, se debe aplicar un coeficiente de seguridad de 6. El cordón debe ser capaz de soportar 1.600 libras por pulgada lineal (285 Kg/cm). Esto establece la resistencia de trabajo de un cordón 3/16" (4,76 mm.).

Si lo que se suelda es un cáncamo, se recomienda que la tensión de trabajo se reduzca a 1.000 libras por pulgada lineal de cordón (453 Kg/cm) debido a la existencia de una cantidad desconocida de fuerza de flexión dependiente de la rigidez de la plancha del cáncamo. De este modo, en el diseño de un cáncamo para una carga de 10 Tn, se debe depositar un cordón de al menos 20" (50 cm.) lineales de cordón de 3/16" (20.000 lb/1000 lb por pulgada). En una prueba de rotura está demostrado que la dirección de tracción en relación con la posición del cordón de soldadura influye de alguna manera en la carga resultante que puede soportar cada pulgada de cordón de soldadura, suponiendo que se efectuó de tal forma que no se dé una rotura progresiva. La dirección también determinará el estado que las fuerzas internas estarán en tensión, cizalladura o combinación de ambas. Los valores en la Tabla 12-4 están basados en un factor de seguridad suficientemente grandes para hacerlos utilizables sin importar la dirección de la tracción. Las pruebas han demostrado que los electrodos 3/16" se pueden utilizar satisfactoriamente en todas las posiciones y se recomienda que se utilicen siempre, mientras el metal soldado no sea demasiado delgado. Cuando se utilice la técnica de auto-consumo el cordón resultante es aproximadamente de la misma anchura que el diámetro del electrodo utilizado. El procedimiento del que resulta un cordón de 3/16" (4,76 mm.) en una única pasada de un electrodo del mismo diámetro ofrece las siguientes ventajas sobre el procedimiento que consiste en tres pasadas de un electrodo de 5/32" (3,59 mm.): 1. Se necesita un tercio de tiempo cuando se utilice de 3/16". 2. La ranura entre las planchas a soldar proporciona una guía para el primer cordón que se realiza. Sin embargo en las pasadas sucesivas debido a la falta de guía eficaz, los cordones tienden a desviarse. En el caso de que la chapa que se suelda sea muy delgada es preferible el uso de electrodos de 1/8" (3,18 mm.) ó 5/32" (3,9 mm.). Si lo que desea es una soldadura dúctil, utilizar los de 1/8". El uso de un electrodo pequeño significa mayor numero de pasadas. Sin embargo permite que las pasadas sucesivas vayan templando las precedentes.

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TABLA 9-4 RESISTENCIA DE CORDONES DE SOLDADURA ELECTRODOS DE ACERO DE BAJA ALEACIÓN

NUMERO MÍNIMO DE CORDONES

5/32" (3,97 mm)

3

3/16" (4,76 mm)

RESISTENCIA EN LIBRAS POR PULGADAS LINEALES

FACTOR DE SEGURIDAD (G)

12000 Lb/Pul.

12000 (G)

RESISTENCIA USADA EN EL CALCULO (1)

(2.140 HG/cm.)

2140 (G)

2000 Lb./PUL. (356 HG/CM.)

10000 Lb/Pul.

10000 (G)

1600 Lb/PUL. (297 HG/CM.)

(1783 HG/cm.)

1783 (G)

1 (2) 1000 Lb/PUL. (238 HG/CM.)

(1) Menor en posición invertida. (2) Para cáncamos. 12.3.4. Limpieza de la zona a soldar. No se podrá realizar una soldadura satisfactoria sobre pintura, óxido o vegetación submarina. Incluso puede impedir la formación del arco. Incluso una fina capa de óxido tendrá un efecto adverso en la calidad de la soldadura. En una soldadura de pasadas múltiples, se debe limpiar perfectamente cada cordón antes de depositar el siguiente. Se debe limpiar hasta encontrar metal sano en las superficies a soldar y aproximadamente un centímetro de la zona adyacente. Las planchas o chapas deben de limpiarse y prepararse en la superficie con una pulidora de esmeril o mediante llama. La limpieza de la superficie del metal base bajo el agua se podrá realizar con rasquetas, cepillos metálicos o con ayuda de herramientas neumáticas o hidráulicas. 12.3.5. Ajuste de las chapas a soldar. La colocación adecuada de los elementos a soldar, como cualquier trabajo realizado bajo el agua, es más difícil que cuando se realiza en superficie. Debe realizarse un cuidadoso ajuste para que la soldadura sea satisfactoria, ya que es muy importante que no quede ninguna separación en la base cuando se utilice este tipo de soldadura de cordón.

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Si la abertura no se puede eliminar completamente, reducirla al mínimo posible. Siempre que sea posible, el parche que se vaya a soldar tiene que seguir la forma del casco en la zona en que se pretende colocar. Hasta la soldadura más perfecta es ineficaz cuando el ajuste es malo.

Fig. 12.2. Forma de ajustar unas chapas a un casco de un barco. 1. Parche. 2. Cuña de madera. 3. Angulares. 4. Segunda soldadura. 12.4. PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA SUBMARINO ARCO-METAL. Actualmente se utilizan manipulativa o de "Tejido".

dos

técnicas

básicas:

"Auto-consumos"

técnica

Con la técnica de "auto-consumo" el electrodo debe desplazarse a lo largo del trabajo aplicando una fuerte presión sobre el porta-electros. Con la técnica manipulativa se mantiene el arco como se haría en la superficie y no se aplica prácticamente ninguna presión. Esta última técnica requiere una mayor destreza y experiencia que la de auto-consumo. 12.4.1. Técnicas de auto-consumo. Usando esta técnica el metal fundido queda depositado o forma de series de gotas o cordones empujando el electrodo contra el trabajo y desplazándolo.

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La técnica es apropiada para una soldadura de cordón y se puede adaptar rápidamente al trabajo submarino ya que proporciona un surco natural para cualquier electrodo. Las pruebas han demostrado que la anchura del cordón es aproximadamente igual al diámetro del electrodo. Así una única pasada con un electrodo de 3/16" produce un cordón de 3/16" de ancho.

12.4.1.1. Establecimiento del voltaje y amperaje correcto.

Ya que el operador estará en el agua durante las operaciones y es imposible el ajuste de corriente, es necesario su ajuste por adelantado con la ayuda de un amperímetro. En la Tabla 12-2 se da información sobre los ajustes de corriente para varios electrodos. Los valores de esta tabla son aproximados por lo que conviene realizar varias pruebas para un ajusta adecuado. Se realizará el siguiente procedimiento: a) Antes de ir al agua, establecer el amperaje y realizar varios cordones de soldadura en una chapa. b) Utilizar un amperímetro para comprobar el amperaje. c) La primera tarea en el agua será limpiar el punto donde se colocará la pinza de masa, cuya posición debe ser delante del buceador y tan cerca como resulte práctico de la soldadura. Se debe cepillar hasta que el metal quede brillante.

d) Para mayor seguridad del buceador la pinza de masa debe ser del tipo "C", asegurarla firmemente al trabajo y dejar el cable con suficiente seno. La pinza de tierra debe mantenerse en todo momento en la línea de visión del buzo. e) Hacer una soldadura de prueba a la profundidad de trabajo f) Por medio de las comunicaciones, el buzo dará instrucciones al ayudante sobre el ajuste fino del amperaje y voltaje del circuito abierto. g) Una vez ajustado comenzar el trabajo. h) El ayudante de superficie debe mantener un registro continuo de: 1.- Lectura del amperímetro. 2.- Lectura del voltímetro en circuito abierto y circuito cerrado. 3.- Tipo de electrodo.

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4.- Polaridad eléctrica. 5.- Longitud del cable de soldadura. 6.- Profundidad del trabajo. 12.4.1.2. Soldadura en posición horizontal. 1. Comprobar que el interruptor de seguridad está abierto. 2. Limpiar perfectamente la superficie a soldar. 3. Ajustar el generador para que suministre la corriente adecuada al electrodo utilizado. Esta corriente es superior (0 al 30 %) de la utilizada en superficie por el enfriamiento que produce el agua. 4. Colocar la punta del electrodo contra el trabajo de forma que el ángulo entre el electrodo y la línea de soldadura sea de unos 300 (Este ángulo puede variar de 150 a 450 dependiendo del tipo de electrodo y la preferencia personal). 5. Dar la señal de "Dar corriente". El arco debe comenzar cuando el ayudante cierre el interruptor de seguridad. Si el arco no comienza, rascar el extremo del electrodo contra el trabajo hasta que comience, asegurándose que el electrodo está en el punto inicial. 6. Una vez que esta establecido el arco, presionar la superficie contra el trabajo para que el electrodo se auto-consuma. Mantener el ángulo inicial entró el electrodo y la línea a soldar moviendo la mano perpendicularmente hacia la superficie en que se suelda como se muestra en la figura 12.3.. NO MANTENER UN ARCO COMO EN LA SUPERFICIE, mantener el electrodo en contacto con el trabajo y con el ángulo inicial. Depositar cordones rectos, sin serpentear. Por cada 10" (25,4 cm) de electrodo, se deposita unas 8" (20,3 cm) de cordón. Este método es ventajoso, especialmente con poca visibilidad. 7. Cuando el electrodo se haya consumido dar la señal "Saca corriente". El ayudante debe abrir el interruptor de seguridad y mantenerlo abierto mientras se está cambiando el electrodo. 8. Mantener el electrodo en posición de soldar hasta que se reciba la señal de "corriente sacada". Rascar la chapa un par de veces con el electrodo para comprobar que se ha sacado. 9. Antes de empezar a quemar el nuevo electrodo, limpiar el extremo final de cordón depositado, el metal fundido del nuevo cordón debe solaparse ligeramente con el anterior. 10. Si se va a efectuar una segunda pasada, la soldadura anterior debe limpiarse perfectamente.

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11. No dar la señal "dar corrientes" hasta que el nuevo electrodo está en posición de trabajo y listo para soldar. En general, tratar que las burbujas no interfieran la visibilidad en la operación.

Fig. 12.3. Técnica de auto-consumo para soldadura submarina Arco-Metal en trabajos horizontales. Angulo A = 30º +/- 15º 1. Colocar el electrodo en el ángulo aproximado de 30º respecto a la línea a soldar con la punta del electrodo tocando el trabajo. 2. Pedir "corriente", rascar momentáneamente, si fuera necesario, para comenzar el arco. 3. Aplicar suficiente presión en la dirección de la flecha para permitir que el electrodo se auto-consuma. 12.4.1.3. Soldadura en posición vertical. Puede emplearse la misma técnica de soldadura horizontal. Los cordones de soldadura deben realizarse de arriba hacia abajo (como muestra la figura 12.4) de forma que las burbujas no interfieran la visión. Bajo ciertas condiciones podrá ser necesario variar el ángulo de trabajo y la corriente necesaria. 12.4.1.4. Soldadura en posición invertida. La técnica de auto-consumo se puede aplicar a la soldadura invertida cuando se utilicen electrodos adecuados, como los listados en la Tabla 12-2, y cuando la corriente está cuidadosamente ajustada. El margen de corriente para el empleo de esta técnica es muy estricto. Cuando la soldadura se realiza con corriente inadecuada el depósito de metal fundido será pobre o nulo.

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Fig. 12.4. Técnica de auto-consumo para soldadura submarina arco-Metal en trabajos verticales.1. Las burbujas y restos de combustión ascendentes interfieran la visibilidad.

Fig. 12.5. Técnica de auto-consumo para soldadura submarina arco-Metal en posición invertida. 1. Línea de soldadura. 2. Electrodo. 3. Ángulo de 15º a 45º para la técnica de auto-consumo. Se obtiene buena fusión y penetración pero no se puede evitar la convexidad del contorno y socavones. Una técnica alterna para la técnica en posición invertida, que requiere mucha habilidad y experiencia, es mantener un ángulo entre 35º y 55º entre el electrodo y la línea de soldadura y moverlo con una velocidad lenta y constante. Con la practica, la soldadura invertida realizada por este procedimiento no presenta la convexidad o socavones como en el caso de la técnica de auto-consumo.

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Se recomienda la técnica de auto-consumo para operadores con una destreza media o inferior a media. La técnica de 35º-55º está recomendada para operadores muy adiestrados. Antes de intentar una soldadura real en posición invertida por cualquiera de las técnicas, el buzo debe hacer varias sesiones de prácticas en las condiciones de trabajo. Estas soldaduras deben de examinarse fuera del agua para verificar si la corriente es correcta y si el buzo domina la técnica. Cuando los cordones se presentan en forma de goteo indica: (1) La corriente era demasiado alta. (2) El operador no aplicó la presión necesaria. (3) Se dieron ambas condiciones. Para efectuar buenas soldaduras en posición invertida es necesario la combinación de la habilidad y la práctica. 12.4.1.5. Técnica cuando las planchas no ajustan bien. Cuando haya un mal ajuste entre las distintas planchas que se van a soldar, se necesita más metal para el relleno de la grieta. Esto se soluciona, cuando se utiliza la técnica de auto-consumo, por medio de un electrodo de relleno más rápidamente que si se Utilizara el procedimiento normal. Aproximadamente, se puede depositar 6" (15 cm.) de soldadura cada 10" (25 cm) de electrodo de relleno en lugar de las 8" (20 cm.) normales. Cuando se usa esta técnica en el agua, el metal adicional depositado en las aperturas se solidifica rápidamente, como se muestra en la figura 12.6 y no saldría de la grieta como lo haría en el aire. Se han soldado cordones con una separación en la base de 1/8 (3,18 cm.) con esta técnica, aunque no es recomendable con metales de poco espesor.

Fig. 12.6. Técnica de relleno para soldadura a arco-Metal para surcos anchos. Se aplica presión en la dirección de las flechas para depositar suficiente material de relleno. (a) De lado, (b) De frente. 12.4.2. Técnica manipulativa. Esta técnica consiste en mantener constantemente un arco como se haría en superficie.

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Es utilizable únicamente por operadores muy experimentado en el manejo del metal fundido mientras se quema el electrodo. Se puede utilizar para aplicar cordones como en la técnica de auto-consumo, pero también se puede utiliza para aplicar cordones con una ligera o gran trama o zi-zag. La trama debe ser muy apretada para evitar que se quede atrapada la escoria. Cuando se utiliza esta técnica es esencial utilizar el amperaje y el electrodo adecuado probando una muestra de chapa bajo las mismas condiciones en que se va a trabajar. También es importante establecer la correcta posición del electrodo y la velocidad de avance.

Fig. 12.7. Método de reparación de grietas en estructuras sumergidas usando un parche rectangular. 1. Chapa agrietada. (a) Grieta. 2. Reparación mala, no recomendada su practica. (b) Soldadura. 3. Reparación buena, recomendada. (c) Perforaciones en los extremos de la grieta para evitar su prolongación.

12.4.2.1. Establecimiento del amperaje de soldadura. El amperaje necesario para esta técnica es el mismo que el descrito para la técnica de auto-consumo. Sin embargo, debido al incremento necesario para mantener el arco en el agua, las lecturas de amperaje se reducirán sensiblemente.

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Debido a la mayor dificultad en el control del charco de metal fundido en esta técnica, es importante tener en cuenta que hay un margen de ajuste de corriente más estrecho para realizar soldaduras satisfactorias. Los amperajes adecuados se pueden identificar porque el cordón presenta las características que la soldadura en el aire. El ajuste de amperaje es más critico en la soldadura invertida. 12.4.2.2. Posiciones de soldadura. Se pueden adaptar los procedimientos descritos para la técnica de auto-consumo. Sin embargo, distintas condiciones como la visibilidad, profundidad, ajuste de chapas, magnetismo remanente en el metal base y otras condiciones del lugar del trabajo, afectarán al ángulo del electrodo, su manipulación y el mantenimiento del arco. Hay ventajas importantes en el uso de la técnica manipulativa. La soldadura vertical se había descrito en la técnica de auto-consumo que debía hacerse en movimiento descendente. Sin embargo con la técnica manipulativa, para producir soldaduras más efectivas se debe hacer en movimiento ascendente, por ejemplo, cuando el ajuste es malo o la apertura es mayor 1/8" (3,2 mm) la progresión vertical se puede utilizar con zig- zag para obtener un adecuado relleno de la grieta y una penetración completa. La soldadura vertical ascendente puede ser usada con éxito para reducir el campo magnético que tienden a reducir en la parte baja de la unión, después de varias pasadas de cordones de soldadura. El procedimiento para reducirlo es el siguiente: Realizar las 3" (7, 6 cm) interiores con soldadura ascendente y luego comenzar desde arriba hasta enlazar con estas 3" hechas previamente. En soldaduras de varias pasadas, los ajustes deben variarse según se van añadiendo cordones. Antes de comenzar. El operador debe realizar varias pruebas en una chapa para observar los ajustes adecuado. Entonces, mientras no esta realizando una soldadura real, el operador puede avisar a superficie para cambiar los ajustes.

12.4.3. Soldadura de chapa fina. 1. El máximo electrodo usado será 1/8" (3,2 mm.). 2. Se debe utilizar la máxima velocidad de avance y mínimo amperaje compatible con el depósito de soldadura. 3. La presión del electrodo debe de ser la mínima. 4. Debe manipularse con cuidado para evitar el sobre calentamiento de la superficie.

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5. Cuando se sueldo un metal fino en otro más grueso por cualquiera de las técnicas, manipulativa o de auto-consumo, se debe dirigir la mayor parte del campo al metal grueso. 6. Se debe establecer el arco y el primer depósito de soldadura sobre la chapa más gruesa. 7. Se debe de romper el arco apartando el electrodo en el cordón depositado previamente. 8. Cuando sea posible, obtener el espesor y calidad del metal base a ser soldado. 9. Es siempre una buena práctica establecer el ajuste de corriente y la velocidad de avance por medio de un ejercicio previo en las mismas condiciones que se va a encontrar realmente. 12.4.4. Procedimiento para reparación de pequeñas grietas. Este procedimiento está expuesto en la figura 12.6 y 12.7. Si se intenta rellenar la grieta con metal fundido quedar muy propenso a abrirse de nuevo por la soldadura. Se recomienda el uso de parches de chapa, en especial los circulares, son fáciles de soldar ya que los extremos de la plancha proporcionan una guía natural para soldar.

Fig. 12.8. Método de reparación de grietas en estructuras sumergidas usando un parche circular. 1. Poner un punto en las 12 y ajustarlo, poner otro en las 6. 2. Empezar en las 12 e ir en sentido del reloj hacia las 6. 3. Comenzar 10 cm. antes de las 12 y continuar hacia las 6 en sentido de contra reloj. 5. Soldar los 10 cm..

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El procedimiento es el siguiente: 1. Localizar los extremos de la grieta por medios técnicos de pruebas no destructivas adecuadas. 2. Perforar pequeños agujeros en los extremos para evita la propagación de la grieta. 3. Limpiar la superficie alrededor de la grieta que ha de ser parcheada. 4. Preparar una chapa de tamaño suficiente para cubrir la superficie de la grieta y ajustarla sobre dicha superficie. 5. Para parches rectangulares: a) Redondear las esquinas con un radio de 3" (8 cm.). b) Colocar la chapa sobre la grieta y aplicar cordones de soldadura. Dejar sin cubrir una longitud de 3" (8 cm) en la primera pasada, en la parte superior del parche, para ventilación. 6. Para un parche circular: a) Poner un punto de soldadura en las 12. Ajustarlo hacia abajo mediante pequeños golpes y poner otro punto en las 6. b) Limpiar la escoria de los puntos y soldar alrededor del parche. c) Empezar en las 12 e ir en sentido del reloj hacia las 6. d) Continuar el giro regresando a las 12, finalizando el cordón 3" (8 cm.) antes de llegar a este punto. Entonces volver en sentido contra-reloj. 7. Para finalizar completar el agujero de 3" dejando en la parte alta. Esta soldadura debe de ser sellante, por lo que no se dejará ningún poro sin cubrir antes de continuar.

Fig. 12.9. Pruebas de soldadura. 1. Parar y reanudar la soldadura cerca del centro. 2. Cordón de soldadura.

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12.5. Materiales de construcción naval. Se debe estar familiarizado con los diferentes tipos de acero utilizados en construcción naval para seleccionar los electrodos de soldadura apropiados. La clasificación más simple de dichos materiales es por dureza, aunque no es el único criterio de selección. La mayoría de las veces no se dispondrá de una información precisa con la rapidez que sería necesario. Una forma práctica de determinarlo sería la siguiente: a) Obtener una muestra del material que se va a soldar para soldarlos en T como se ve en la figura 12.9. b) Soldarlo en el agua y romperlo con una maza: - Sí se rompe fácilmente y ha sido soldado con electrodos de acero medio, es muy probable que el acero sea de alto contenido en carbono y deba ser soldado con electrodos austénicos. - Si se dobla bastante antes de romperse, indica que puede ser soldado con los electrodos utilizados. A continuación se da una simple clasificación de aceros por dureza y el tipo de electrodo recomendado: TABLA 12-5 CLASES DE ACEROS Y ELECTRODOS RECOMENDADOS. ACEROS

ACEROS MEDIOS

EJEMPLOS

ASTM-A36 ABS-A32

RESISTENCIA A LA TRACCIÓN

UTILIZACIÓN

ELECTRODOS DE SOLDADURA

3500

FORRO DE CASCO

E 6013 E 7014 E 308 E 310

ACEROS DE ALTA DUREZA

HTS ASTM-A3537 CLASE 1

5.000 a 6.500

SHELL PLATING BILGE TURNS TIMONES

E 7014 E 308 E 310

ACEROS DE MUY ALTA DUREZA

HY-80 HSLA-80

6.500

SUBMARINOS ALGUNOS TIMONES

NO RECOMENDABLE

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TABLA 12-6 REQUERIMIENTOS DE CORRIENTE PARA ELECTRODOS BROCO. ELECTR. NÚMERO

UW-CS-1 UW-CS-2 UW-CS-3 UW-SS-1 UW-SS-2

DIA. EN m/m

3,20 3,97 4,79 3,20 3,97

TIPO DE ELECTRODO

ACERO DULCE ACERO DULCE ACERO DULCE ACERO INOXI. ACERO INOXI.

AJUSTE DE LA CORRIENTE EN AMPERES

160/170 180/210 250/280 135/150 150/200

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HORIZONTAL

VERTICAL

INVERTIDA

150/170 170/210 240/280 130/150 140/200

140/165 170/210 240/280 125/145 140/190

140/160 170/190 235/275 125/145 140/180


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APENDICE A CORTE Y SOLDADURA EN SUPERFICIE A. 1 SOLDADURA. Se llama soldadura la unión por medio del calor de dos piezas metálicas o de dos partes de una pieza, de modo que formen un todo continuo. Hay muchos procedimientos de soldadura, indistintamente; cada uno tiene su campo de aplicación.

que

se

pueden

emplear

A. 2. CLASIFICACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA. Los principales procedimientos de soldadura son los siguientes:

Soldadura blanda Heterogénea

Diferente materiales Soldadura fuerte

Soldadura Con soplete Por fusión Eléctrica, con arco voltaico. Homogénea

Mismos materiales A la fragua. Por presión Eléctrica por resistencia.

A. 2.1. Soldadura blanda La soldadura blanda consiste en unir las piezas por medio de una aleación metálica fácilmente fusible (de bajo punto de fusión) tal como el estaño, el plomo, las aleaciones de estaño y plomo, etc. Esta soldadura ofrece una resistencia generalmente inferior a la de los metales a los cuales se aplica, y no puede emplearse en uniones que deban someterse a más de 200º C. Está: indicada especialmente para uniones de hojalata, chapas galvanizadas, piezas de latón y bronce, algunas veces en piezas de hierro y, sobre todo, en los tubos de plomo y en conexiones de electricidad y electrónica.

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Fig. A 1. A) Soldadores de cobre. B) Lampara de soldar calentando un soldador de cobre. C) Soldador de calentamiento eléctrico. Para efectuar este tipo de soldadura se necesita un soldador de cobre que puede ser calentado con una lámpara de soldar, o eléctricamente . El metal de aportación se emplea, generalmente, en barra. Además es necesario emplear ciertos cuerpos como desoxidantes (que evitan la oxidación) y fundentes (que ayudan a fundir la escoria). Para hacer una buena soldadura se limpian con cuidado las partes que han de unirse.

A. 2.2 Soldadura fuerte. La soldadura fuerte, llamada también amarilla, consiste en unir piezas mediante la fusión de un metal que tiene un punto de fusión relativamente elevado, como los latones, el cobre o las aleaciones de plata. La temperatura de fusión debe ser inferior a la de los metales a unir. El metal de aportación se usa en forma de grano, de hilos o chapitas, según la forma de las piezas que se han de soldar; el desoxidante empleado es el bórax, u otros preparados comerciales. Se recurre a este tipo de soldadura cuando hay que efectuar una unión sólida y resistente, sin fundir las piezas a enlazar. Se puede efectuar sobre metales y aleaciones de elevado punto de fusión como son: el acero, la fundición y los bronces.

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Fig. A.2. Elementos de una instalación de soldadura oxiacetilénica A.2.3

Designación de la soldadura fuerte.

En los planos o dibujos de taller, la designación y representación simbólica de la soldadura fuerte se hace según la norma UNE 14009, (Fig. A.3) en la cual se indica: 1º

Un punto por donde se pone el metal.

Una línea junto a la superficie, donde se deposita el metal.

Una letra mayúscula característica del metal o aleación: Estaño E, Cuzin Z, Cobre C, Plata P, Aleación especial A.

4º A.2.4

Una letra minúscula especificando que el calentamiento es: local total. Soldadura con soplete

La soldadura con soplete de gas, llamada vulgarmente soldadura autógena se puede efectuar con distintos combustibles, pero el más empleado de todo es el gas acetileno, que se quema con oxígeno. Este tipo de soldadura se llama, por tanto, soldadura oxiacetilénica.

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Fig. A.3. A) Representación de la soldadura fuerte. B) Generador de presión.

A. 2.4.1 Elementos de que consta una instalación para soldadura oxiacetilénica. Una instalación ordinaria de esta clase de soldadura comprende: Un gasógeno de acetileno o bien una botella que lo contenga comprimido y sus válvulas y manómetros. Una botella cargada de oxígeno con sus válvulas de cierre y reducción y manómetros de alta y baja presión. Las tuberías necesarias para la conducción de ambos gases, con una válvula de seguridad en la de acetileno. Sopletes con varias boquillas que permiten la soldadura de piezas de distintos espesores. Gafas protectoras, de las cuales no debe prescindiese nunca. Una mesa de trabajo.

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A.2.4.2 Acetileno. El acetileno es un gas incoloro de olor característico, que arde en el aire con llama muy luminosa. Se obtiene haciendo reaccionar con agua una sustancia sólida llamada carburo de calcio, en aparatos llamados gasógenos o generadores de acetileno. Modernamente se emplean gasógenos de alta presión . No se debe tocar nunca el carburo con las manos mojadas para evitar quemaduras, ni tampoco acercar una llama a la boca de un bidón de carburo, aunque está ya vacío, pues existe el peligro de explosión. Muchas veces, al menos en las grandes instalaciones, y para mayor seguridad el gasógeno está separado, por un muro, del local donde se hace la soldadura, y comunicado con él por tuberías. Al menos, debe estar suficientemente alejado del puesto de trabajo.

Fig. A.4. Generador separado del puesto de trabajo. Un deterioro u obstrucción en el soplete podría ocasionar un retroceso de oxígeno por la tubería del acetileno, pudiendo derivarse serias consecuencias. Para evitar tal riesgo se intercala en la tubería del acetileno una válvula de seguridad, generalmente hidráulica, aunque se usan también válvulas de seguridad secas.

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A.2.4.3 Válvula de seguridad

Fig. A.5. Esquema de válvula de seguridad hidráulica. A) Funcionamiento normal. B) En el momento del retroceso. C) Válvula de seguridad seca.

A.2.4.4 Botellas de acetileno disuelto. Se expende en el comercio el acetileno en botellas de acero, que con tienen una sustancia muy porosa empapada en acetona, que disuelve el acetileno a presión. El manejo de estas botellas no es peligroso, a pesar de lo cual se deben manipular con mucho cuidado, evitando exponerlas al sol, golpearlas o dejarlas caer. Asimismo hay que abrir despacio la válvula y nunca hay que engrasarla. A.2.4.5 Botellas de oxígeno Las botellas de oxígeno son cilindros de acero muy resistentes. En la parte superior llevan una válvula para la carga y descarga, la cual se protege, mientras no se usa la botella, con una tapadera roscada, para defenderla de los golpes, sobre todo durante el transporte. Debe tenerse cuidado y evitar los golpes o la caída de los tubos así como exponerlos al sol o al calor.

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Fig. A.6. Reductor de presión: A) Aspecto exterior. B) Esquema..

A.2.4.6 Reductores de presión y manómetros. La presión del oxígeno con que se trabaja en la soldadura debe ser constante y relativamente reducida (hasta 4 atmósferas). Como la presión del oxígeno en la botella es elevada y además va variando, es necesario haya una válvula especial que reduzca la presión, llamada reductor de presión (fig. 6). Estos reductores llevan un indicador de presión o manómetro de alta presión para indicar la existente en la botella y otro de baja presión para indicar la de salida hacia el soplete. Antes de colocar el reductor sobre el tubo, se debe purgar éste, abriendo y cerrando rápidamente la llave para expulsar suciedades que pudiera haber en la misma y que podrían ser causa de que el reductor se obturase. La apertura de la botella de oxígeno debe hacerse lenta pero completamente. El regulador de presión debe tener su tornillo de reglaje completamente aflojado y la espita de salida de gas abierta. El no observar esta regia puede dar lugar a averías en el manómetro de baja presión. Nunca se deben engrasar los reductores de presión, pues las grasas y aceites se inflaman al contacto con el oxígeno.

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Fig. A.7. Botella de Oxígeno. Válvula de botella de oxígeno.

A.2.4.7 Sopletes oxiacetilénicos. Los sopletes son aparatos destinados a mezclar íntimamente los gases oxígeno y acetileno para lograr su perfecta combustión. En la extremidad de la boquilla se produce un dardo de fuego regulable, capaz de fundir el metal a soldar y la varilla de aportación. La forma del soplete puede verse esquemáticamente en la figura A.8. El oxígeno y el acetileno llegan al soplete a través de dos tubos de goma enchufados a las dos entradas del soplete. Dentro del soplete hay dos tubos. El que conduce el oxígeno, termina en un cono provisto de un diminuto agujero llamado inyector, a continuación del cual hay otro cono divergente o difusor, que se une a la cámara de mezcla la cual, a su vez, termina en la boquilla. La salida del oxígeno en estas condiciones provoca al rededor del inyector una depresión que favorece la llegada del acetileno. Los dos tubos forman al mismo tiempo el mango por donde se coge o agarra el soplete y en dicho mango están las llaves para el oxígeno y el acetileno.

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Fig. A.8. Soplete de gas. Aspecto interno del soplete de gas. A.2.4.8

Manejo del soplete. Para encender el soplete procédase de la siguiente manera:

1º Compruébese el nivel de agua de la válvula de seguridad y ábrase la llave de dicha válvula. 2º Abrase completamente la salida del oxígeno en la válvula de salida del reductor y compruébese que el tornillo de regulación está totalmente aflojado. 3º Abrase muy poco a poco, y a mano, la llave de la botella de oxígeno. 4º Acciónese el regulador hasta que el manómetro de baja señale la presión conveniente. 5º Abrase completamente en el soplete el grifo de acetileno y enciéndase seguidamente. 6. Abrase el grifo del oxígeno en el soplete y procédase a la regulación de la llama. La llama bien regulada presenta la forma de la figura A.9 llamada dardo, con un núcleo de color blanco brillante, de contorno muy limpio tocando su base al orificio de la boquilla. La llama bien regulada es neutra, o sea, no es oxidante ni reductora. La llama con exceso de oxígeno es oxidante y la que tiene exceso de acetileno es reductora. Si la llama tiene exceso de oxígeno figura B.9, el dardo se acorta y toma un color ligeramente violado. Si tiene, en cambio, exceso de acetileno (fig. C.9) da un núcleo muy largo de contornos borrosos.

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Fig. A. 9.

A) Llama bien regulada. B) Llama con exceso de ox铆geno. C) Llama con exceso de acetileno.

Para regular el dardo se parte de una llama con exceso de acetileno, disminuyendo poco a poco la proporci贸n de dicho gas hasta que se llegue al punto conveniente. Si se ha sobrepasado este punto, se vuelve a dar exceso de acetileno y se comienza de nuevo la regulaci贸n. En la figura A.11 se muestra la llama y las distintas temperaturas alcanzadas en cada zona. L贸gicamente debe utilizarse en la zona de mayor temperatura.

Fig. A.10. Detalle del inyector

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. Fig. A.11. Dardos. Temperaturas en las diversas zonas. A.2.4.9 Metal de aportación. Desoxidantes. Se llama metal de aportación el que se deposita fundido entre las dos piezas que se han de unir, con objeto de soldarlas. Los metales de aportación se emplean en forma de varilla, de un grueso proporcionado al material que se ha de soldar. Para evitar la oxidación, el peor enemigo de una buena soldadura, las varillas de aportación van cobreadas o bien cubiertas de polvo desoxidante. El desoxidante debe ser adecuado al metal de aportación y al metal base. A.2.4.10 Normas generales para la ejecución de la soldadura con soplete.

Para ejecutar las soldaduras pueden seguirse tres métodos: l.º soldadura continua hacia adelante; 2.º soldadura al baño; 3.º soldadura continua hacia atrás. Dentro de estos procedimientos generales varía también el método por la posición en que haya de ejecutarse la soldadura: horizontal, vertical, en techo... A.2.4.11 Soldadura continua hacía adelante. En este método el soplete se lleva de derecha a izquierda, avanzando la varilla delante del soplete (Fig. A.9 izquierda.). Si la chapa que se suelda es delgada el soplete se lleva en línea recta sin comunicarle ningún movimiento de vaivén. La varilla se lleva también en línea recta pero con un ligero movimiento de elevación y descenso una o dos veces por segundo, formando un ligero zigzag en el plano vertical.

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Fig. A.12. Soldadura hacia delante. Soldadura hacia atrás A.2.4.12. Soldadura continua hacía atrás En este método el soplete se lleva de izquierda a derecha, siguiendo la varilla detrás del soplete (fig. A.12 derecha). El soplete se lleva en línea recta sin darle ningún movimiento transversal, excepto cuando el chaflán sea muy ancho. A la varilla se le da, al mismo tiempo que avanza, un movimiento de vaivén horizontal a razón d. 2 a 4 veces por segundo. En la soldadura hacia atrás la abertura del chaflán es de 60 a 70º; menos, por tanto, que en la soldadura hacia adelante. Se aplica para las soldaduras a tope en plano horizontal, desde 1,5 mm de espesor, para el acero y desde 4 mm, para los otros materiales.

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A.2.4.13 Soldadura al baño La soldadura al baño también se ejecuta de derecha a izquierda; pero en vez de hacerse de forma continua se hace por baños de fusión localizados, que se suceden unos a otros. En ella, el soplete debe tener un movimiento giratorio alrededor de la varilla sumergida en el baño (fig. 28.21). Terminado de ejecutar un baño, se hace al lado otro igual y bien unido; y cuando éste está casi lleno, se da marcha atrás al soplete para fusionarlo con el anterior. Se emplea principalmente en la soldadura en cornisa.

Fig. A.13. Esquema de la soldadura al baño. A.2.5. Corte de acero mediante el soplete oxiacetilénico. El acero elevado al rojo se quema rápidamente en el oxígeno. Esta propiedad sirve para lograr el corte autógeno. Mediante un soplete especial (figs. A.14, A.15, A.16) para este objeto, se calienta al rojo vivo la sección que se ha de cortar; en seguida se lanza sobre la misma un fino dardo de oxígeno a presión; el metal quema separándose el óxido a medida que se produce y propagándose rápidamente la combustión a todo el espesor. No hay, pues, sino ir desplazando el soplete para obtener el corte deseado. Suele hacerse automáticamente, pudiendo cortarse espesores desde algunos milímetros hasta 200 mm ó más.

Fig.A.14. Soplete de cortar.

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Fig. A.15. Formas de boquilla para soplete de cortar con toberas separadas.

Fig. A.16. Boquilla para soplete de cortar con toberas concéntricas.

A.3 SOLDADURA ELÉTRICA POR ARCO VOLTALTICO. La soldadura eléctrica por arco, se funda en este principio: «Si se corta un conductor eléctrico en un punto cualquiera del circuito, al acercarse de nuevo los extremos, se produce entre ambos un arco luminoso, que engendra efectos calóricos intensos (3.000 ºC) y que se llama arco voltaico». Las piezas que deben soldarse, conectadas en el circuito eléctrico, constituyen uno de los extremos del conductor, mientras que el otro extremo está formado generalmente por el metal de aportación. Este sistema sustituye a la soldadura con soplete con ventaja en la mayoría de los casos. A.3.1 Equipo para la soldadura por arco La corriente eléctrica de la red originaria no puede usarse directamente; debe reducirse su voltaje por medio de unos aparatos llamados transformadores (Fig. A.17) que son capaces de suministrar distintas intensidades (o cantidad de corriente) según las necesidades. También se emplean generadores de corriente continua (fig. A.18), llamados convertidores.

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Fig. A.17. Transformador de corriente

Fig. A.18. Convertidor rotativo Eléctrica.

A.3.2 Electrodos. Su clasificación. Se llama electrodo a cada uno de los extremos del conductor entre los cuales salta el arco. Uno de los electrodos es siempre la pieza metálica que se ha de soldar; por esto, cuando en soldadura se habla de electrodo, hay que entender siempre el otro extremo del conductor desde el cual salta la chispa hasta la pieza. En el caso de electrodos metálicos el mismo electrodo constituye el metal de aportación que va fundiendo y cayendo en gotas por el calor del arco (figura A.19).

Fig. A.19. Gota de material fundido por el calor del arco.

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A.3.2.1 Constitución Los electrodos están constituidos, en general, por la varilla del metal de aportación, cubierta de un revestimiento formando una capa de una sustancia apropiada que envuelve la varilla (fig. A.20). Estas sustancias pueden ser de carácter ácido, básico, oxidante o neutro.

Fig. A.20. Electrodo revestido. A.3.2.2 Designación Las designaciones de los electrodos están normalizadas y se hacen por medio de cifras y letras llamadas símbolos (fig. A.21). Con la simbolización de los electrodos se pretende dar mayor facilidad de elección de los mismos; pues con solo interpretar unas letras y cifras, se dan a conocer sus características mecánicas y de utilización.

Fig. A.21. Designación y características de los electrodos. La designación, que define un electrodo, está compuesta por la letra E que quiere decir electrodo recubierto para la soldadura por arco; a continuación tres cifras, que hacen alusión a sus características mecánicas; otra letra representativa del carácter del revestimiento y otras dos cifras más que se refieren a las condiciones operatorias (tablas I,II,III). En la figura A.21 queda señalado el significado de cada símbolo.

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Ejemplo de aplicación: Sea, por ejemplo, un electrodo revestido para la soldadura eléctrica por arco, con revestimiento de tipo básico, y que deposita un metal con las siguientes propiedades mecánicas mínimas: resistencia a la tracción, 48 kg/mm2 ; alargamiento, 30 %; resiliencia, 13 kg/cm2 . Puede emplearse para soldar en todas las posiciones, excepto en vertical descendente. Suelda igualmente con corriente alterna (tensión mínima en circuito abierto de 70 voltios) o corriente continua, estando de preferencia el electrodo conectado al polo positivo. La simbolización que corresponde a este electrodo será por tanto: E 355 B 26. TABLA I CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS. PRIMERA CIFRA SEGUNDA CIFRA TERCERA CIFRA Resistencia a la tracción Alargamiento L/5D Resiliencia UF 2 Símbolos Kg/mm Símbolos % Símbolos Kgm/cm2 0 0 0 1 41 1 14 1 5 2 44 2 18 2 7 3 48 3 22 3 9 4 52 4 26 4 11 5 56 5 30 5 13 6 60 TABLAS II CONDICIONES OPERATIVAS LETRA INTERMEDIA CUARTA CIFRA Tipos de revestimientos Posiciones de soldadura Símbolos Carácter Símbolos Posiciones A Acido 1 Todas las posiciones B Básico Todas las posiciones, C Celulósico 2 excepto vertical O Oxidante descendente. R Rutilo Sobre plano horizontal, T Titanio horizontal en ángulo en V Otros tipos 3 plano inclinado y en ángulo interior sobre plano horizontal. En angulosobre plano 4 horizontal y horizontal en ángulo sobre plano inclinado.

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TABLA III CONDICIONES OPERATIVAS Quinta cifra- Corriente de soldadura Propiedad del electrodo Corriente continua o alterna, tensión mínima del transformador en circuito abierto 50V. 70V. 90V. Buenas con las dos polaridades. 1 4 7 Mejor con polaridad negativa. 2 5 8 Mejor con polaridad positiva. 3 6 9

Corriente continua solamente

0

A.3.2.3 Embalaje. En la figura A.22 se reproduce la etiqueta de una caja de electrodos de una reconocida casa española, en la que aparece: 1 2 3 4 5

La denominación de la casa: «FACIL 46 AMSA». Las designaciones o símbolos normalizados. Las condiciones operatorias. Las características mecánicas. Las aplicaciones para las cuales lo recomienda y garantiza la casa.

Fig. A. 22. Etiqueta de una caja de electrodos. A.3.2.4 Cómo se suelda al arco voltaico. La pieza para soldar debe estar bien limpia; no se puede soldar sobre una superficie sucia, embadurnada de grasa o pintura o en alguna forma oxidada. La preparación adecuada de la pieza es también muy importante.

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A.3.2.4.1 Posición del soldador.

La posición del operario es la indicada en la figura A.23 Cuanto más corto se mantenga el arco, tanto mejor resultará la soldadura.

En todo momento, el operador deberá sostener la pantalla protectora frente a los ojos, pues el arco produce irradiaciones que provocan una inflamación del ojo que molesta al cabo de algún tiempo, y que hasta pueden llegar a producir la misma ceguera. La pantalla debe proteger también lateral y no sólo frontalmente.

Fig. A.23.Posición del soldador eléctrico por arco.

A.3.2.4.2 Normas prácticas.

Téngase cuidado de no tocar el electrodo, u otro elemento metálico que lleve corriente eléctrica, con las manos u otras partes del cuerpo; sobre todo, si se está mojado o sudoroso. Hay que sostener los pies sobre una sustancia aislante o, al menos, sobre una tabla de madera seca. La electricidad no avisa; el voltaje es pequeño, pero al ser las intensidades grandes, en ciertos casos desfavorables, hay peligro.

Al fundir el metal con elevada temperatura, el arco eléctrico forma en la pieza una pequeña depresión denominada cráter.

Simultáneamente el calor del arco funde la extremidad del electrodo, cuya fusión metálica se desprende en forma de gotas que se incorpora a la pieza (fig. A.24).

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Fig. A.24. Caída de la gota de metal liquido en la soldadura eléctrica por arco: a, electrodo con su revestimiento; b, alma o núcleo del electrodo; c, pieza para soldar y metal ya depositado; d, arco; e, llama protectora; f, escoria; g, cráter. En A el calor del arco determina la fusión del electrodo y de la pieza para soldar,- en B una gota de metal cae del electrodo a la pieza; en C la gota hace contacto con la pieza y al pasar la corriente directamente por el metal se apaga el arco, pero se mantiene la llama protectora; en D ha terminado de caer la gota y el arco se restablece mientras la escoria avanza, protegiendo el metal depositado de la oxidación. Si esta gota no cae en el cráter, no se obtiene una mezcla perfecta de los dos metales, sino tan sólo una pegadura; porque, contrariamente a lo que sucede con el soplete, la parte verdaderamente caldeada alcanza en esta ocasión apenas dos o tres milímetros de radio.

Fig. A.25. Penetracción de la soldadura eléctrica. De modo que, para obtener una buena soldadura, es menester que el arco esté, sucesivamente en contacto, a lo largo de la línea de soldadura; ya que, si se va desplazando en forma irregular o demasiado rápidamente, se obtendrán partes porosas y una costura de ninguna o escasa penetración. La penetración es el espesor, o más bien la profundidad, del metal base, que se funde por la acción del arco eléctrico. Esta penetración es fundamental en la soldadura (fig. A.25).

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La penetración depende, también, de la intensidad de la corriente empleada. Si ésta es escasa, no se calienta suficientemente la pieza; si es demasiado elevada, se forma un cráter excesivamente grande, con riesgo de quemarla o perforarla.

Fig.. A.26. Correcta posición del electrodo en casos diversos. En la figura A.26 se advierte la manera de llevar el electrodo, en diversas posiciones. En la soldadura eléctrica es frecuente efectuar la operación en varias pasadas o cordones. En este caso hay que quitar bien la escoria de cada pasada, antes de dar la siguiente; de lo contrario, la soldadura saldrá defectuosa. Para evitar la acumulación de calor, y con ello deformaciones, hay que esperar a que se enfríe un cordón, antes de hacer el siguiente. También hay que preestablecer el orden de los cordones. En la figura A.27 se pueden ver algunas disposiciones corrientes. Fig. A.27 Orden en el depósito de varios cordones.

A.3.2.4.3 Métodos especiales de soldadura por arco

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Modernamente, para casos difíciles, para lograr mayores rendimientos o para lograr mayor velocidad, se emplean algunos sistemas en los que utilizan un gas protector en vez de los desoxidantes. Este gas desplaza de¡ lugar de la soldadura al aire ambiente, evitando así la oxidación de la soldadura. A.3.2.4.4. Sistema de gas Inerte o sistema WIG Un electrodo de wolframio o tungsteno sirve para producir el arco; este electrodo se desgasta muy lentamente. El metal de aportación se suministra a mano, igual que se hace al soldar con el soplete de gas. El gas protector se hace salir alrededor del electrodo de tungsteno. Se emplea, ordinariamente, gas argón que es inerte. La figura A.28 presenta el esquema de una boquilla de¡ sistema WIG. (WIG = Wolframio-inerte-Gas).

Fig. A.28. Esquema de soldadura en atmósfera controlada con gas inerte WIG.

A.3.2.4.5 Sistema MAG. Este método difiere del WIG en que el electrodo es la misma varilla de aportación (al igual que el electrodo en el sistema convencional). Esta varilla puede ser de diámetros comprendidos entre 0,8 mm y 2,4 mm; se alimenta automáticamente con una velocidad adecuada.

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Fig. A.29.Esquema de soldaduras automáticas y atmosférica controlada MAG

El gas protector suele ser CO2 , que resulta muy barato. También puede emplearse una combinación de varios gases. El gas se hace llegar por la misma boquilla en el mismo punto de la soldadura. En la figura A.29 se presenta una boquilla sistema MAG. (MAG = MetalActivo-Gas.) En la figura A.30 se ve un equipo para este método de soldadura.

Fig. A.30. Máquina de soldadura automática tipo MAG.

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A.3.2.4.6 Soldadura con plasma (PL). Si un gas es calentado por un arco voltaico, de corriente continua, se desdoblan sus moléculas en átomos y de éstos se desprenden electrones. Este fenómeno se realiza produciendo una gran temperatura (hasta 30.000 ºC) lo que produce un gran aumento de volumen y con ello una gran velocidad de salida o chorro de plasma.

El arco se puede hacer saltar entre dos electrodos de la misma boquilla o entre un electrodo de la boquilla y la pieza. Además del gas para la producción del plasma, se emplea otro gas para protección, al igual que para el sistema WIG o MAG. Este sistema es muy interesante porque se puede trabajar con pequeñas intensidades que producen dardos finísimos, con los que se pueden soldar piezas pequeñas de hasta 0,01 mm de espesor. A.3.2.4.7 Sistema con protección de polvo (UP) Se emplea como protección de la soldadura una capa de polvo granuloso, el cual cubre completamente el arco y el cordón. Es un sistema que se hace siempre a máquina. La figura A.31 presenta la boquilla de este sistema UP. (UP = Unter-Pulver = bajopolvo.)

Fig. A.31. Idea de arco protegido con polvo UP).

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EXTRACTO DE NORMAS PARA REPRESENTACIÓN Y SIMBOLIZACIÓN DE UNIONES SOLDADAS

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BIBLIOGRAFIA CONSULTADA Y RECOMENDADA

- U.S. NAVY UNDERWATER CUTTING & WELDING MANUAL NavShips 0929-LP-000-8010 1989. - Traducción del “Underwater Cutting and Welding Manual”. NavShips 250-692-9, U.S.N. 1958. - THE PROFESSIONAL DIVER´S HANDBOOK Editor David Sisman SUBMEX. 1982. - SUBSEA MANNED ENGINEERING. Gerhard F. K. Haux. Bailliére Tindall . London. 1982 . ISBN 0-7020-0749-8 - Manual de Instrucciones BROCO UNDERWATER. - TECNOLOGIA DEL METAL Ediciones Don Bosco. ISBN 84-236-1243-0 Barcelona 1976

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Libro completo corte y soldadura finalizado  
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