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SUBCOMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DEPEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

04 de septiembre de 2007

PÀGINA 1 DE 39

COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOSY ORGANISMOS SUBSIDIARIOS

ACERO ESTRUCTURAL PARA PLATAFORMAS MARINAS

Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y

Organismos Subsidiarios


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CONTENIDO

CAPÍTULO PÁGINA 0. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 5 1. OBJETIVO ......................................................................................................................................... 5 2. ALCANCE.......................................................................................................................................... 5 3. CAMPO DE APLICACIÓN ................................................................................................................ 6 4. ACTUALIZACIÓN ............................................................................................................................. 6 5. REFERENCIAS ................................................................................................................................. 6 6. DEFINICIONES ................................................................................................................................. 7 7. ABREVIATURAS .............................................................................................................................. 8 8. DESARROLLO .................................................................................................................................. 9

8.1 Clasificación de los aceros de acuerdo a sus propiedades mecánicas .................................. 9

8.1.1 Grupos de aceros ....................................................................................................... 9 8.1.2 Clases de aceros ........................................................................................................ 10 8.1.3 Placas y perfiles de acero estructural......................................................................... 11 8.1.4 Tubería de acero estructural....................................................................................... 11 8.1.5 Requerimientos mínimos de tenacidad ...................................................................... 11

8.2 Clasificación de los aceros de acuerdo a su aplicación y condiciones de servicio................. 17 8.2.1 Categorías (Consecuencia de falla) ........................................................................... 17

8.3 Grados y requerimientos mínimos........................................................................................... 19 8.4 Conexiones y componentes críticos........................................................................................ 22 8.5 Tornillos, tuercas y rondanas .................................................................................................. 22 8.6 Calidad, marcaje y almacenaje ............................................................................................... 22

8.6.1 Calidad........................................................................................................................ 22 8.6.2 Marcaje ....................................................................................................................... 23 8.6.3 Almacenaje ................................................................................................................. 23




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CAPÍTULO PÁGINA

8.7 Documentación........................................................................................................................ 23 8.7.1 Inspección del comprador........................................................................................... 23 8.7.2 Sistema de aseguramiento de calidad........................................................................ 24 8.7.3 Rastreabilidad ............................................................................................................. 24 8.7.4 Certificación ................................................................................................................ 24

9. RESPONSABILIDADES.................................................................................................................. 24 10. CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES ................................. 24 11. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................. 25 12. ANEXOS ............................................................................................................................................ 28

Anexo I - Temperatura superficial del mar en el Golfo de México (1981-2004) ................................ 28 Anexo II - Variación de la temperatura del mar con la profundidad en el Golfo de México............... 29 Anexo III - Temperatura de servicio más baja registrada en los últimos 23 años en las principales ciudades de los estados que colindan con el Golfo de México ............................. 29 Anexo IV - Características principales de los diferentes grados de aceros estructurales................. 30 Anexo V - Dibujos de las diferentes estructuras en los que se indican los materiales utilizados. .... 36 Anexo VI - Procedimiento para la selección de un material. ............................................................. 39




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0. INTRODUCCIÓN Dentro de las principales actividades que se llevan a cabo en Pemex Exploración y Producción (PEP), se encuentra el diseño, construcción, pruebas y puesta en operación de las instalaciones marinas; así como la adquisición de materiales y equipos requeridos para cumplir con eficiencia los objetivos de la empresa. En base a esto se hace necesaria la participación de diversas disciplinas de la ingeniería. Con el objeto de aprovechar las experiencias y conjuntar resultados de las investigaciones nacionales e internacionales, Pemex Exploración y Producción emite a través de la Subdirección de Distribución y Comercialización, esta norma de referencia, con el objeto de clasificar y establecer los requisitos para los aceros estructurales utilizados en el diseño y fabricación de plataformas marinas fijas. Este documento normativo se realizó en atención y cumplimiento a:

Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento. Ley de Obras Públicas y Servicios Relacionados con las Mismas y su Reglamento. Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Público y su Reglamento. Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y su Reglamento. Guía para la emisión de Normas de Referencia de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios (CNPMOS-001, 30 septiembre 2004).

En la elaboración de esta norma participaron:

Pemex Exploración y Producción. Participantes externos: Instituto Mexicano del Petróleo. Altos Hornos de México, S.A. Tubos de Acero de México, S. A. HYLSA.

1. OBJETIVO Establecer los requisitos técnicos que se deben cumplir en la adquisición de los aceros estructurales empleados por los contratistas y proveedores para el diseño, fabricación e instalación de plataformas marinas. 2. ALCANCE Esta norma de referencia aplica para la fabricación y clasificación de acero estructural a ser utilizado en el diseño, fabricación y montaje de plataformas marinas que operan en el Golfo de México.




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3. CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma de referencia es de aplicación general y observancia obligatoria en la contratación de los servicios de diseño, fabricación e instalación de plataformas marinas, que se lleven a cabo en los centros de trabajo de PEP. Por lo que debe ser incluida en los procedimientos de contratación: licitación pública, invitación a cuando menos tres personas, o adjudicación directa, como parte de los requisitos que debe cumplir el proveedor, contratista o licitante. 4. ACTUALIZACIÓN Esta norma se debe revisar y en su caso modificar al menos cada 5 años o antes si las sugerencias y recomendaciones de cambio lo ameritan. Las sugerencias para la revisión y actualización de esta norma, deben enviarse al Secretario del Subcomité Técnico de Normalización de Pemex Exploración y Producción, quien debe programar y realizar la actualización de acuerdo a la procedencia de las mismas y en su caso, inscribirla dentro del Programa Anual de Normalización de Petróleos Mexicanos, a través del Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Las propuestas y sugerencias de cambio deben elaborarse en el formato CNPMOS-001-A01 de La Guía para la Emisión de Normas de Referencia CNPMOS-001, Rev. 1 del 30 de septiembre de 2004 y dirigirse a: Pemex Exploración y Producción. Coordinación de Normalización. Bahía de Ballenas 5, Edificio “D”, PB., entrada por Bahía del Espíritu Santo s/n. Col. Verónica Anzures, México D. F., C. P. 11 300 Teléfono directo: 1944-9286 Conmutador: 1944-2500 extensión 380-80, Fax: 3-26-54 Correo Electrónico: [email protected] 5. REFERENCIAS 5.1 NOM-008-SCFI-2002 – Sistema General de Unidades de Medida. 5.2 NMX-CC-9001-IMNC-2000, 2001 - Sistemas de gestión de la calidad-Requisitos. 5.3 NRF-020-PEMEX-2005 - Calificación y certificación de soldadores y soldadura. 5.4 NRF-049-PEMEX-2006 – Inspección de bienes y servicios. 5.5 ISO 19902: 2004 - Petroleum and Natural Gas Industries — Fixed Steel Offshore Structures (Industrias de petróleo y gas natural – estructuras fijas de acero marinas). 5.6 ISO 7778:1983 – Steel plate with specified through/thickness characteristics - first edition (Placa de acero con características y espesor uniforme).




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6. DEFINICIONES Para los efectos de esta norma, se establecen las siguientes definiciones: 6.1 Carbono equivalente: Valor empírico en por ciento que relaciona los efectos combinados de diferentes elementos aleantes usados en la fabricación de aceros al carbono. Este valor determina también el grado de soldabilidad. 6.2 Certificado de calidad: Es el reporte de la colada del acero que indica el número de pedido del cliente, grado del acero, número y dimensiones de las piezas, composición química del acero. También indica los resultados obtenidos de las propiedades mecánicas del material, por ejemplo: esfuerzo de fluencia (cedencia), esfuerzo a la tensión, porcentaje de alargamiento, energía absorbida durante la prueba de impacto, entre otros. 6.3 Desgarre laminar: Es un defecto que ocurre en el metal soldado especialmente en placas de acero laminadas las cuales tienen baja ductilidad a través del espesor. Este fenómeno está asociado con una alta concentración de inclusiones alargadas no metálicas (sulfuros) orientada de manera paralela a la superficie de la placa. 6.4 Dureza: Es la resistencia de un material para ser penetrado. Usualmente la dureza se obtiene por identación superficial bajo una carga estática. 6.5 Esfuerzo de fluencia (cedencia): Es el esfuerzo máximo que puede soportar un material sin tener deformación plástica. 6.6 Expansión en frío: Deformación plástica en frío que se efectúa mecánicamente por la superficie interna del tubo, mediante el empleo de un expansor radial accionado hidráulica o hidro-neumáticamente. 6.7 Fatiga: Degradación de un material causada por la acción de cargas cíclicas. 6.8 Inclusiones no metálicas: Sólido no metálico atrapado dentro del material. 6.9 Prueba de impacto: Ensayo que se realiza a un material para determinar su tenacidad. La prueba de impacto más común es por el método Charpy en V. 6.10 Redundancia: Habilidad de un sistema de mantener o restablecer su función una vez que ocurre una falla de un miembro o conexión. 6.11 Resistencia a la tensión. Esfuerzo que corresponde a la carga máxima que puede soportar un material a la tensión. 6.12 Restricción: Limitación del desplazamiento o movimiento de un nodo o elemento de una estructura. 6.13 Soldabilidad: Es la capacidad de un material para soldarse bajo las condiciones especificas de fabricación dentro de una estructura adecuadamente diseñada, para su desempeño satisfactorio para el servicio propuesto. 6.14 Subestructura: Sección de una plataforma marina fija que inicia en el lecho marino y sobresale del nivel del mar hasta una altura segura para instalar la superestructura y equipos.




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6.15 Superestructura: Es la parte de una plataforma marina que soporta directamente los equipos requeridos para el trabajo o soportan otros tipos de estructura (modulo habitacional, helipuertos) 6.16 Suplemento: Requerimiento adicional a lo establecido por una norma o estándar. 6.17 Tamaño de grano: Es la dimensión de los granos o cristales en un metal policristalino. 6.18 Tenacidad: Capacidad de un material para absorber energía antes de fracturarse. 6.19 Tratamiento de normalizado: Proceso que consiste en calentar el material a una temperatura aproximada de 38 °C por arriba de la temperatura crítica (AC3) manteniéndolo a esa temperatura por un tiempo suficiente para homogenizarlo y posteriormente enfriarlo al aire calmo hasta la temperatura ambiente. 6.20 Tratamiento de revenido: Proceso que consiste en calentar el material a una temperatura por debajo de la temperatura de transformación (AC1) manteniéndolo a esa temperatura por un tiempo suficiente para homogenizarlo y posteriormente enfriarlo al aire calmo hasta la temperatura ambiente. 6.21 Tratamiento de temple: Proceso que consiste en calentar el material a una temperatura aproximada de 38 °C por arriba de la temperatura crítica (AC3) manteniéndolo a esa temperatura por un tiempo suficiente para homogenizarlo y posteriormente aplicar un enfriamiento drástico en agua, aceite o aire forzado. 6.22 Tratamiento térmico: Es la operación de calentar y enfriar los metales en ciclos y temperaturas controladas, con la finalidad de modificar sus propiedades mecánicas y su microestructura. 6.23 Tubería sin costura: Producto tubular fabricado mediante el conformado en caliente del acero para formar una tubería sin el uso de algún proceso de soldadura. 7. ABREVIATURAS API American Petroleum Institute (Instituto Americano del Petróleo). ASME American Society of Mechanical Engineers (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos). ASTM American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana de Pruebas y Materiales). AWS American Welding Society (Sociedad Americana de Soldadura). BS British Standards (Normalización Británica). CE Carbono Equivalente. DSAW Double Submerged Arc Welding (Doble Soldadura por Arco Sumergido). ERW Electric Resistance Welding (Soldadura por Resistencia Eléctrica). ksi Mil libras por pulgada cuadrada. MPa Mega Pascal.




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NMX Norma Mexicana. PEP Pemex Exploración y Producción SAW Submerged Arc Welding (Soldadura por Arco Sumergido). TMB Temperatura del medio más baja registrada en los últimos 20 años en el Golfo de México. 8. DESARROLLO 8.1 Clasificación de los aceros de acuerdo a sus propiedades mecánicas 8.1.1 Grupos de aceros Los aceros estructurales de acuerdo a su nivel de resistencia (cadencia) y características de soldabilidad, se agrupan como se indica a continuación: Grupo I Designa a los aceros dulces (acero de bajo contenido de carbono) con un esfuerzo de fluencia (cedencia) especificado de 275 MPa (40 ksi) o menor y con un contenido de carbono equivalente en por ciento (CE) generalmente de 0,43% o menor, el cual se debe calcular con la siguiente ecuación:

15)(

5)(

6CuNiVMoCrMnCCE +

+++

++=

Donde: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni y Cu son los elementos químicos en por ciento del acero. Estos aceros deben soldarse por cualquiera de los procesos de soldadura descritos en AWS D1.1, o equivalente. Grupo II Designa a los aceros de resistencia intermedia con un esfuerzo de fluencia mayor a 280 MPa (41 ksi) y hasta 395 MPa (57 ksi). Los valores de carbono equivalente calculados con la fórmula mencionada anteriormente, no deben exceder de 0,45%. Estos aceros requieren el uso de electrodos de bajo hidrógeno en los procesos de soldadura utilizados. Grupo III Designa aceros de alta resistencia con un rango de esfuerzo de fluencia (cedencia) de 400 a 455 MPa (58 a 66 ksi). A estos aceros se les deben aplicar tratamientos térmicos de temple y revenido o procesos termomecánicos controlados (TMCP). La soldabilidad de estos aceros se asegura mediante pruebas realizadas de acuerdo con el código AWS D1.1, o equivalente.




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Grupo IV Designa aceros de alta resistencia con un rango de esfuerzo de fluencia (cedencia) entre 460 MPa (67 ksi) y 495 MPa (72 ksi), los cuales se deben suministrar en la condición de temple y revenido o producidos por TMCP. No se acepta tratar mediante normalizado los aceros Clase A de este grupo. Grupo V Comprende a los aceros que tienen un esfuerzo de fluencia igual o mayor de 500 MPa (73 ksi), altos valores de tenacidad, cuidados especiales para su soldabilidad de acuerdo al código AWS D1.1, o equivalente y se pueden tratar térmicamente por templado y precipitación. 8.1.2 Clases de aceros En la selección de los aceros debe tomarse en cuenta que las características de tenacidad sean las adecuadas para las condiciones de servicio. Para este propósito, se clasifican de la siguiente manera: Clase C Es adecuada para aplicación en estructuras soldadas a temperaturas de servicio mayor a 0 °C y para los cuales no se requiere prueba de impacto. Estos aceros son aplicables a miembros estructurales primarios que involucren espesores limitados, proceso de conformado moderado, baja restricción, concentración moderada de esfuerzos, carga cuasi-estática y redundancia estructural tal que una fractura aislada no sea catastrófica. Ejemplos de tales aplicaciones son pilotes, arriostramientos, piernas en subestructuras, así como vigas y columnas de superestructura. Clase B Son adecuados para usarse en donde el espesor, conformado en frío (cold work), restricción, concentración de esfuerzos, carga de impacto, y/o falta de redundancia, requieren de una tenacidad mejorada. Los aceros de esta clase deben de cumplir con los valores de tenacidad obtenidos mediante la prueba Charpy en V mostrados en la tabla 4, realizada a las temperaturas indicadas en la misma. La frecuencia del ensayo es la especificada en ASTM A 673 (Frequency (H)) o equivalente. Clase A Estos aceros son adecuados para usarse en las zonas críticas o no redundantes de la plataforma, particularmente en aquellas que presentan altas concentraciones de esfuerzos, fatiga, esfuerzos residuales, esfuerzos actuantes a través del espesor, cargas de impacto, deformaciones por trabajo en frío, temperaturas de servicio bajo cero y en general para aplicaciones críticas que involucren combinaciones adversas de los factores citados anteriormente. La prueba de impacto en estos aceros debe de cumplir con los valores mostrados en la tabla 4. El número de pruebas de impacto para esta clase de aceros debe estar de acuerdo con la especificación bajo la cual el acero es ordenado; en la ausencia de otros requerimientos, puede usarse el ensayo por lote. Clase AZ Estos aceros además de las características especificadas para los aceros Clase A, tienen ductilidad a través del espesor, para la resistencia al desgarre laminar (lamellar tearing) ocasionada por esfuerzos de tensión en la




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dirección del espesor. La ductilidad a través del espesor se demuestra, ya sea obteniendo una reducción de área mínima de 30% en una prueba de tensión realizada en un espécimen cortado de la dirección a través del espesor de acuerdo con ASTM A 770, o equivalente, complementada con ISO 7778 y BS EN 10164, o equivalente, y especificando un contenido de azufre bajo (menor a 0,005%). Adicionalmente, estos aceros deben cumplir con los valores de tenacidad mostrados en la tabla 4. 8.1.3 Placas y perfiles de acero estructural Las placas deben cumplir con las especificaciones listadas en la tabla 1. Las especificaciones de perfiles estructurales se listan en la tabla 2. Los Grupos y Clases de acero se usan como referencia para definir los requerimientos de soldadura (tales como precalentamiento y selección de electrodo), en donde éstos se seleccionan de acuerdo al tipo de acero. 8.1.4 Tubería de acero estructural La tubería sin costura y con costura, debe cumplir con los requisitos indicados en la tabla 3. La tubería estructural se debe fabricar de acuerdo con API Spec. 2B, ASTM A139, ASTM A252, ASTM A381, ASTM A671, o equivalentes, utilizando los grados de acero de la tabla 1, excepto que la prueba hidrostática puede omitirse. 8.1.5 Requerimientos mínimos de tenacidad Los requerimientos de tenacidad de los aceros estructurales deben cumplir con la tabla 4, los valores especificados corresponden al mínimo promedio de tres especimenes, así mismo, el contratista o proveedor, debe entregar la documentación que avale su cumplimiento. Dicha documentación debe cumplir con lo especificado en 8.7.1 de esta norma de referencia. La energía de impacto y temperatura de prueba requerida para cada clase de acero, varía dependiendo de: la especificación y resistencia del acero, detalles de la aplicación, espesor del material, localización de la estructura y la temperatura del medio marino más baja registrada en los últimos 20 años en el Golfo de México (TMB) (Anexos I, II y III).




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Grupo Clase Especificación y grado Esfuerzo de

fluencia MPa (ksi)

Resistencia a la tensión MPa (ksi)

I C ASTM A36 (≤ 50 mm (2 pulg) espesor),(1)

250 (36)

400-550 (58-80)

ASTM A131 Grado A (≤ 12 mm (½ pulg) espesor)

235 (34)

400-520 (58-75)

ASTM A 285 Grado C (≤ 19 mm (¾ pulg) de espesor)

205 (30 ksi)

380-515 (55-75)

I B ASTM A131 Grado B, D 235 (34)

400-520 (58-75)

ASTM A516 Grado 65 240 (35)

430-585 (65-85)

ASTM A573 Grado 65 240 (35)

450-530 (65-77)

ASTM A709 Grado 36T2, CE≤ 0,40%,(1)

250 (36)

400-550 (58-80)

I A ASTM A131 Grado CS, E (2) 235 (34)

400-490 (58-71)

II C ASTM A572 Grado 42 (≤ 50 mm (2 pulg) espesor), CE ≤ 0,43%, (1,3)

290 (42)

415 (60)

ASTM A572 Grado 50 (≤ 50 mm (2 pulg) espesor), (1-3)

345 (50)

450 (65)

II B API Spec 2MT1 345 (50)

448-620 (65-90)

ASTM A709 Grado 50T2(1) 345 (50)

450 (65)

ASTM A709 Grado 50F2(1) 345 (50)

450 (65)

ASTM A131 Grado AH32 315 (46)

440-590 (64-85)


490-620 (71-90)

II A API Spec 2H Grado 42, (2) 289 (42)

427-565 (62-82)

API Spec 2H Grado 50 (≤ 65 mm (2½ pulg) espesor)

345 (50)

483-620 (70-90)

Tabla 1 Especificaciones de placas de acero estructural




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fluencia MPa (ksi)


API Spec 2H grado 50 ( >65 mm (2½ pulg) espesor)

324 (47)

483-620 (70-90)

API Spec 2W Grado 42 (≤ 25 mm (1 pulg) espesor)

290-462 (42-67)

427 (62)

API Spec 2W Grado 50 (≤ 25 mm (1 pulg) espesor)

345-517 (50-75)

448 (65)

API Spec 2W Grado 50 (> 25 mm (1 pulg) espesor)

345-483 (50-70)

448 (65)

API Spec 2W Grado 50T (≤ 25 mm (1 pulg) espesor)

345-552 (50-80)

483 (70)

API Spec 2W Grado 50T (> 25 mm (1 pulg) espesor)

345-517 (50-75)

483 (70)

API Spec 2Y Grado 42 (≤ 25 mm (1 pulg) espesor)

290-462 (42-67)

427 (62)

API Spec 2Y Grado 42 (> 25 mm (1 pulg) espesor)

290-427 (42-62)

427 (62)


345-517 (50-75)

448 (65)

API Spec 2Y Grado 50 (> 25 mm (1 pulg) espesor

345-483 (50-70)

448 (65)

API Spec 2Y Grado 50T (≤ 25mm (1 pulg) espesor)

345-552 (50-80)

483 (70)

API Spec 2Y Grado 50T (> 25 mm (1 pulg) espesor)

345-517 (50-75)

483 (70)

ASTM A131 Grados DH32, EH32 315 (46)

440-590 (64-85)

ASTM A131 Grado DH36, EH36, (2) 355 (51)

490-620 (71-90)

ASTM A537 Clase 1 (≤ 65 mm (2½ pulg) espesor), (2)

345 (50)

485-620 (70-90)

ASTM A633 Grado A 290 (42)

430-570 (63-83)

ASTM A633 Grados C, D, (2) 345 (50)

485-620 (70-90)

ASTM A678 Grado A, (2) 345 (50)

485-620 (70-90)

III A API Spec 2W Grado 60 (≤ 25 mm (1 pulg) espesor)

414-621 (60-90)

517 (75)

Tabla 1 Especificaciones de placas de acero estructural (continuación)




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fluencia MPa (ksi)


API Spec 2W Grado 60 (> 25 mm (1 pulg) espesor)

414-586 (60-85)

517 (75)


414-621 (60-90)

517 (75)

API Spec 2Y Grado 60 (> 25 mm (1 pulg) espesor)

414-586 (60-85)

517 (75)

ASTM A537 Clase 2 (≤ 65 mm (2½ pulg) espesor), CE≤ 0,45% máx,(2)

415 (60)

550-690 (80-100)

ASTM A678 Grado B, CE≤ 0,45% máx,(2)

414 (60)

550-690 (80-100)

ASTM A 710 Grado A Clase 3 (tratado térmicamente por templado y

precipitación) de 50 mm a 101 mm (2 a 4 pulg) de espesor

450 (65)

515 (75)


precipitación) mayor de 101 mm (4 pulg) de espesor

415 (60)

485 (70)

V A


precipitación) hasta 50 mm (2 pulg) de espesor

515 (75)

585 (85)

Notas: (1) Tamaño de grano austenítico fino. (2) Para canutos adicionar Inspección Ultrasónica y S ≤ 0,005% (3) V ≤ 0,10%. Notas generales: - Para la prueba Charpy en V usar especimenes transversales con una Frecuencia H de acuerdo al ASTM A 673, o equivalente. - 1MPa = 0.1445 ksi - Cuando no se indique rango de propiedades mecánicas, el valor especificado debe considerarse mínimo.

Tabla 1 Especificaciones de placas de acero estructural (continuación).




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fluencia MPa (ksi)


I C ASTM A36 (≤ 50 mm (2 pulg) espesor)(1)

250 (36)

400-550 (58-80)

ASTM A131 Grado A (≤ 12,7 mm (½ pulg) espesor)

235 (34)

400-490 (58-71)

I B ASTM A709 Grado 36T2, CE≤ 0,40% máx.(1)

250 (36)

400-550 (58-80)

II C

ASTM A572 Grado 42 (≤ 50 mm (2 pulg) espesor), CE≤ 0,43 máx.(2), para espesores > 38 mm (1½ pulg) aplicar

nota (1)

290 (42)

415 (60)

ASTM A572 Grado 50 (≤ 50 mm (2 pulg) espesor), CE≤ 0,45 (2), para

espesores > 38 mm (1½ pulg) aplicar nota (1)

345 (50)

450 (65)

ASTM A 992 345-450 (50-65)

450 (65)

API Spec 2MT2 Clase C 345 (50)

450-620 (65-90)

II B ASTM A709 Grado 50T2, 50T3,(1) CE ≤ 0,45

345 (50)

450 (65)


440-590 (64-85)


490-620 (71-90)

API Spec 2MT2 Clase B 345 (50)

450-620 (65-90)

II A API Spec 2MT2 Clase A 345 (50)

450-620 (65-90)

ASTM A 913 Grado 50 345 (50)

450 (65)

Notas: 1- Tamaño de grano austenítico fino. Se acepta su fabricación por el proceso TMCP. 2- V ≤ 0,10%. Notas generales: - Para la prueba Charpy en V usar especimenes transversales con una Frecuencia H de acuerdo al ASTM A 673, o equivalente. - 1MPa = 0.1445 ksi - Cuando no se indique rango de propiedades mecánicas, el valor especificado debe considerarse mínimo.

Tabla 2 Especificaciones de perfiles de acero estructural.




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fluencia MPa (ksi)


I C API Spec 5L Grado B (1) 240 (35)

414 (60)

ASTM A53 Grado B 240 (35)

414 (60)


414 (60)


414 (60)


414 (60)

ASTM A 500 Grado A (redondo) 230 (33)

310 (45)

ASTM A500 Grado A (no redondo) 269 (39)

310 (45)

ASTM 501 250 (36)

400 (58)

I B ASTM A106 Grado B(2), Normalizado

240 (35)

414 (60)

ASTM A524 Grado I (≤ 9,52 mm (3/8 pulg) espesor de pared)

240 (35)

414-586 (60-85)

ASTM A524 Grado II (> 9,52 mm (3/8 pulg) espesor de pared)

205 (30)

380-550 (55-80)

I A ASTM A333 Grado 6 240 (35)

414 (60)

ASTM A 334 Grado 6 240 (35)

414 (60)

II C API Spec 5L Grado X42 (2% máx. de expansión en frío)

290 (42)

414 (60)

API Spec 5L Grado X52 (2% máx. de expansión en frío)

359 (52)

455 (66)

ASTM A500 Grado B (Redondo) 290 (42)

400 (58)

ASTM A500 Grado B (No redondo) 317 (46)

400 (58)

ASTM A618 345 (50)

485 (70)

II B API Spec 5L Grado X52 359 (52)

455 (66)

II A ASTM A 252 Grado 3 310 (45)

455 (66)

Notas: 1) Sin costura o con cordones de soldadura longitudinal. 2) Verificar el esfuerzo de fluencia y resistencia a la tensión después del normalizado Notas generales: - Para la prueba Charpy en V usar especimenes transversales con una Frecuencia H de acuerdo al ASTM A 673, o equivalente. - 1MPa = 0.1445 ksi - Cuando no se indique rango de propiedades mecánicas, el valor especificado debe considerarse mínimo.

Tabla 3 Especificaciones para tubería de acero estructural.




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Esfuerzo de

fluencia Tenacidad Clases de acero y temperatura de la prueba de impacto Charpy Grupo de

Acero MPa (ksi)

Joules (ft-lbs) C B

0° C A

-20° C AZ

-20° C

I 220-275 (32-40)

20 (15) X X

II 280-395 (41-57)

35 (25) X X X

III 400-455 (58-66)

45 (35) X X X

IV 460-495 (67-72)

60 (45) X X X

V ≥ 500 (≥ 73)

60 (45)

(no se requieren ensayos)

X X

Tabla 4 Requerimientos mínimos de tenacidad para aceros estructurales

8.2 Clasificación de los aceros de acuerdo a su aplicación y condición de servicio 8.2.1 Categorías (Consecuencia de falla) La categoría de un material (Grupo y Clase), depende de la consecuencia de falla del componente estructural al que pertenece. A su vez, la consecuencia de falla de cada componente estructural está asociada al nivel de influencia que este tiene en la estabilidad total del sistema estructural. Debido a lo anterior se han implementado los conceptos de consecuencia de falla “alta” y “media” (tablas 5-8). La consecuencia de falla alta se considera como aquella en la cual el componente estructural está sometido a una condición de esfuerzos tal que incrementa la probabilidad de falla de todo el sistema estructural a que pertenece dicho componente y tiene consecuencias substanciales. La consecuencia de falla “media”, se considera como aquella en la cual el componente estructural no está sometido a esfuerzos críticos y la posibilidad de falla es menor, además si el componente llega a fallar no ocasionaría consecuencias substanciales. “Consecuencias substanciales” en el contexto anterior significa que la falla del componente ocasionaría cualquiera de los siguientes escenarios:

a) Peligro de pérdida de vidas humanas. b) Contaminación ambiental. c) Pérdidas económicas mayores.

Dicho de otra forma, la consecuencia de falla define el requerimiento de la prueba de impacto, la clase de acero de acuerdo a su tenacidad (C, B, A o AZ), así como la información suplementaria de los materiales. La responsabilidad para seleccionar la categoría de material para cada componente estructural es del diseñador. El procedimiento para seleccionar un material es el mostrado en el anexo VI. Dentro de esta norma de referencia, los materiales se dividen de acuerdo a su aplicación (ISO 19902), en materiales para subestructura (tabla 5) y materiales para superestructura (tabla 6). Estos a su vez se dividen en componentes estructurales (canutos y piernas, entre otros).




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Consecuencia de falla

Componentes de la subestructura Grupo de acero Alta Media

AZ -- Hasta 50 mm (2 pulg) de espesor II

AZ -- II

Canutos en piernas(2), canutos en diagonales y miembros horizontales de marcos, canutos en diagonales de altas consecuencias de falla, en orejas o muñones de izaje o posicionamiento vertical y placas de refuerzo, en la camisa para pilotes faldón y placas de refuerzo, en extremos de miembros diagonales u horizontales críticos.

Mayor de 50 mm (2 pulg) de espesor

III AZ --

C C I

II A, B, C B, C Otros canutos, carretes en piernas(2), carretes en miembros verticales, horizontales y diagonales de marcos y plantas

III A A

I C --

II A, B, C -- Pilotes principales, pilotes faldón y conductores

III A --

I C C Placas de refuerzo en otras zonas de la estructura principal

II A A

-- C Accesorios misceláneos

Zona de conductores, atracaderos, placas base, camisas para bombas de agua de mar, tapas de sello, placas centradoras, defensas de plataforma y de ductos, pasillos, escaleras, orejas y marcos de arrastre, cuna de lanzamiento, barandales y sistema de inundación.

I

Notas: 1) Carrete es la sección de un elemento estructural (pierna o arriostramiento) que une dos canutos consecutivos.

2) En la sección de las piernas ubicada en la zona rompiente de la ola, que está expuesta al impacto de embarcaciones, se recomienda emplear un acero de Clase AZ en canutos y carretes.

Tabla 5 Selección de aceros por grupo y clase para subestructura.




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Componentes de la superestructura Grupo de acero Alta Media

--

Hasta 50 mm (2 pulg) de espesor II AZ

II AZ --

Orejas o muñones de izaje, incluye tubos, placas principales y de conexión, canutos en nodos de piernas o columnas de izaje, extremos de arriostramientos y trabes armadas conectadas a los nodos de izaje, canuto en el nodo del pedestal de la grúa al que se conectan las trabes armadas.


III AZ --

I B, C B, C

II A, B, C A, B, C Otras secciones de trabes armadas y vigas secundarias del sistema de piso (perfiles)

III A A

I B, C B, C

II A, B, C A, B, C Otros canutos, carretes en piernas, carretes en miembros verticales, horizontales y diagonales de marcos y plantas

III A A

Accesorios misceláneos

Zona de conductores, pasillos, escaleras, conos de acoplamiento, camisas para bombas de agua de mar, orejas y marcos de arrastre, barandales

I -- C

Nota: Cuando se especifican dos clases de material, se recomienda la Clase A para miembros a sometidos a tensión mayores de 25 mm (1 pulg) de espesor.

Tabla 6 Selección de aceros por grupo y clase para superestructura.

8.3 Grados y requerimientos mínimos Los materiales para la subestructura, superestructura y pilotes deben cumplir con los requerimientos establecidos en las tablas 7 y 8, así mismo, el contratista o proveedor, debe entregar la documentación que avale su cumplimiento, dicha documentación debe cumplir con lo especificado en 8.7.1 de esta norma de referencia. El anexo V muestra algunos dibujos con los materiales para una estructura de una plataforma típica. En el Anexo IV se describen las principales características de los diferentes grados de acero estructural empleados en plataformas marinas.




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Componentes de la subestructura Grupo

de acero Alta Media

(P) API 2H Gr. 50 S1 (1), S3, S4, S5 -- Hasta 50 mm

(2 pulg) de espesor II (P) ASTM A 572 Gr. 50 producido por TMCP(3)

(P) API 2W/2Y Gr. 50T. S1 (1), S4,S5, S7, S11 -- II

(P) API 2W/2Y Gr. 60

Canutos en piernas(2), canutos en diagonales y miembros horizontales de marcos, canutos en diagonales de altas consecuencias de falla, en orejas o muñones de izaje o posicionamiento vertical y placas de refuerzo, en la camisa para pilotes faldón y placas de refuerzo, en extremos de miembros diagonales u horizontales críticos.


III S1 (1), S4,S5, S7, S11

--

(P) ASTM A36 (P) ASTM A36 I

(T) API 5L Gr. B (T) ASTM A53 Gr. B (T) API 5L Gr. B

(T) API 5L X52 s/c, S5 (T) API 5L X52 s/c ó SAW, S5

(P) API 2MT1 (50B) (P) API 2MT1 (50B) II

(P) API 2H Gr. 50

(P) ASTM A678 Gr. B (P) ASTM A678 Gr. B

Otros canutos, carretes en piernas(2), carretes en miembros verticales, horizontales y diagonales de marcos y plantas

III (P) API 2W/2Y Gr. 60 (P) API 2W/2Y Gr. 60

I (P) ASTM A 36 -- (P) API 2H Gr 50

(P) API 2MT1 (50 B) -- (P) API 2W/2Y Gr. 50

II

(P) ASTM A572 Gr. 50

Pilotes principales, pilotes faldón y conductores

III (P) API 2W/2Y Gr. 60 -- I (P) ASTM A36 (P) ASTM A36

(P) API 2H Gr. 50 (P) API 2H Gr. 50 Placas de refuerzo en otras zonas de la estructura principal II

(P) API 2W/2Y Gr. 50 (P) API 2W/2Y Gr. 50


Zona de conductores, atracaderos, placas base, camisas para bombas de agua de mar, tapas de sello, placas centradoras, defensas de plataforma y de ductos, pasillos, escaleras, orejas y marcos de arrastre, cuna de lanzamiento, barandales y sistema de inundación

I

--

(P) ASTM A36

(T) ASTM A 53 Gr. B

(T) ASTM A501

Notas: (P) = Placa; (T) = Tubular; s/c = sin costura S1, S3, S4, S5, S7 y S11 se refiere a los requisitos suplementarios del API que aplique. 1) Debe de utilizarse el criterio de aceptación C del ASTM A578/578M o equivalente (no se aceptan laminaciones mayores a 25 mm (1 pulg) en diámetro y realizar una inspección al 100% de la placa. 2) En la sección de las piernas ubicada en la zona de rompiente de la ola, la cual está expuesta al impacto de embarcaciones, se recomienda emplear un acero de Clase AZ, tanto en los canutos como en los carretes. 3) Debe cumplir con los requisitos establecidos para la clase de acero AZ.

Tabla 7 Selección de aceros por grado para subestructura.




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Componentes de la superestructura Grupo de acero Alta Media

(P) API 2H Gr. 50 S1 (1), S3, S4, S5

ASTM A 572 Gr. 50 producido por TMCP(2)

Hasta 50 mm (2 pulg) de espesor II

--

(P) API 2W/2Y Gr. 50T II

S1 (1), S4, S5, S7, S11 --

Orejas o muñones de izaje, incluye tubos, placas principales y de conexión, canutos en nodos de piernas o columnas de izaje, extremos de arriostramientos y trabes armadas conectadas a los nodos de izaje, canuto en el nodo del pedestal de la grúa al que se conectan las trabes armadas.


III (P) API 2W/2Y Gr. 60

S1 (1), S4,S5, S7, S11

--

(P) ASTM A 36 (P) ASTM A 36 I

(S) ASTM A 709 Gr. 36 (S) ASTM A 709 Gr. 36 (P) 2W/2Y Gr. 50T (P) API 2MT1 (50B)

(S) ASTM A 709 Gr. 50T2 (S) ASTM A 709 Gr. 50T2 (S) ASTM A 572 Gr. 50 (S) ASTM A 572 Gr. 50

II

(P) API 2H Gr. 50 (P) API 2H Gr. 50

Otras secciones de trabes armadas y vigas secundarias del sistema de piso (perfiles)

III (P) API 2W/2Y Gr. 60 (P) API 2W/2Y Gr. 60 (T) API 5L Gr. B (T) API 5L Gr. B (P) ASTM A36 (T) ASTM A53 Gr. B

(S) ASTM A709 Gr. 36 T2 (P) ASTM A36 I

(S) ASTM A709 Gr. 36 T2

(T) API 5L X52 s/c , S5 (T) API 5L X52 s/c ó SAW, S5

(P) API 2W/2Y Gr. 50T (P) API 2W/2Y Gr. 50T (P) API 2H Gr. 50 (P) API 2MT1 (50B)

II

(P) ASTM A709 Gr. 50T2 (P) ASTM A709 Gr. 50T2

Otros canutos, carretes en piernas, carretes en miembros verticales, horizontales y diagonales de marcos y plantas

III (P) API 2W/2Y Gr. 60 (P) API 2W/2Y Gr. 60


Zona de conductores, pasillos, escaleras, conos de acoplamiento, camisas para bombas de agua de mar, orejas y marcos de arrastre, barandales

I --

(P) ASTM A36

(T) ASTM A 53 Gr. B

(T) ASTM A501

Notas: (P) = Placa (S) = Perfiles (T) = Tubulares S1, S3, S4, S5, S7, S11 se refiere a los requisitos suplementarios del API que aplique.

1. Debe de utilizarse el criterio de aceptación C del ASTM A578/578M (no se aceptan laminaciones mayores a 25 mm (1 pulg) en diámetro y realizar una inspección al 100% de la placa.

2. Debe cumplir con los requisitos establecidos para la clase de acero AZ.

Tabla 8 Selección de aceros por grado para superestructura.




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8.4 Conexiones y componentes críticos Para porciones bajo el agua (submarinas), el acero para canutos debe cumplir con los siguientes criterios de tenacidad mediante la prueba Charpy-V de acuerdo a la temperatura de servicio: Energía absorbida: 34 Joules (25 ft-lbs) para aceros del Grupo II, y 47 Joules (35 ft-lbs) para aceros del Grupo III (ensayo transversal). Para juntas por encima del agua (superficiales) expuestas a temperaturas más bajas y posible impacto de embarcaciones, o para conexiones críticas en cualquier ubicación en donde sea necesario prevenir las fracturas frágiles, se deben considerar los aceros de Clase A, tales como API Spec 2H y ASTM A 572 producido por TMCP o equivalentes, Grado 42, o Grado 50. Los aceros con un esfuerzo de fluencia de 50 ksi y mayores, deben cumplir con los requerimientos adicionales mostrados en la tablas 7 y 8, así mismo, el contratista o proveedor, debe entregar la documentación que avale su cumplimiento, dicha documentación debe estar de acuerdo con lo especificado en 8.7.1 de esta norma de referencia. Las conexiones críticas y miembros cuya falla pueda poner en peligro la estructura completa, deben recibir una consideración detallada, particularmente si están sometidas a factores que incrementan el riesgo de fractura. Tales factores incluyen: condiciones de alta restricción (por ejemplo geometría irregular, esfuerzos multi-axiales, alto esfuerzo de fluencia, secciones de gran espesor); esfuerzos residuales provenientes de la fabricación; deformaciones por compresión a través del espesor después de la soldadura, cargas de tensión a través del espesor en la etapa de servicio y la posibilidad de absorción de hidrógeno. Para tales componentes se debe considerar el uso de aceros que tengan propiedades mejoradas a través del espesor (dirección Z), así como también alta tenacidad, tales como API Spec. 2H con suplementos S4 y S5 y ASTM A 572 producido por TMCP o equivalentes. Los aceros ASTM A 572 deben cumplir con los requerimientos establecidos para la clase de acero AZ. Aunque los extremos de los arriostramientos en conexiones tubulares también están sometidos a altas concentraciones de esfuerzos, las condiciones de servicio no son tan severas como para los canutos. Para arriostramientos críticos, en los cuales la fractura frágil será catastrófica, debe de considerarse en el extremo del arriostramiento la misma clase que los canutos o una clase menor. Este requisito no necesita aplicarse al resto del arriostramiento (entre juntas). 8.5 Tornillos, tuercas y rondanas Los tornillos deben cumplir con lo establecido en los estándares ASTM A 325, o ASTM A 490, o equivalentes. Las tuercas deben de cumplir con lo establecido en ASTM A 194, o ASTM A 563, o equivalentes. Las rondanas deben de cumplir con lo establecido en el estándar ASTM F 436, o equivalente. Sólo debe utilizarse tornillería marcada permanentemente con el nombre o logotipo del fabricante y la ASTM o ISO correspondiente y grado de identificación. 8.6 Calidad, marcaje y almacenaje 8.6.1 Calidad Todo material debe cumplir con lo que se especifica en este documento. Las placas de acero y perfiles laminados deben estar libres de defectos causados por laminación, rebaba, puntos ásperos y otras imperfecciones en la superficie. Antes de realizar cualquier reparación, se deben




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presentar a PEP los registros de los defectos encontrados para su evaluación y definir su aceptación o rechazo. (Ref. Inciso 8.7.2 Sistema de aseguramiento de calidad). Las orillas de las placas deben estar a escuadra, lisas y libres de laminaciones, en placas con espesores mayores a una pulgada no se permite el corte de las orillas con cizalla. No se requieren pruebas sistemáticas de ultrasonido (UT) en placas de acero durante su proceso de fabricación, excepto cuando los suplementos específicos lo requieran. Sin embargo, cualquier placa entregada que no cumpla con los requisitos de la sección 3.2.3 del AWS D1.1, o equivalente debe rechazarse. Las dimensiones y tolerancias en tubería de 457,2 mm (18 pulg) de diámetro y mayores, deben ser de acuerdo con lo establecido por API Spec 2B o equivalente. Se prohíbe el empleo de tubería soldada con costura helicoidal. Para uso estructural sólo se aceptan, tubería sin costura o soldada por el proceso de arco sumergido (SAW) recta o doble arco sumergido (DSAW) y soldadura por resistencia eléctrica (ERW) con un procedimiento calificado de acuerdo con la NRF-020-PEMEX-2005. No se requiere prueba hidrostática para tubería estructural. En el caso de la tubería fabricada por medio del proceso de arco sumergido, las reparaciones en la unión soldada, deben efectuarse de acuerdo a lo establecido en los apéndices B y C de API Spec 5L o equivalente o el párrafo 5.26 del AWS D1.1, o equivalente, según sea el caso. Toda la tubería reparada debe inspeccionarse nuevamente mediante la prueba no destructiva con que se detectó el defecto inicialmente. 8.6.2 Marcaje Cuando sea aplicable, todas las placas y perfiles deben ser identificados por códigos y/o números, de acuerdo con lo establecido en la especificación correspondiente al grado de acero en particular y ASTM A 6 (para placa y perfil), ASTM A 20 (para placas de recipientes a presión que se utilizan en elementos estructurales) API Spec 5L (para tubería de calidad estructural) o equivalentes según sea el caso. El fabricante debe proporcionar a PEP una copia del procedimiento para identificar los materiales, con el cual se debe identificar cada componente estructural. El marcado debe hacerse con números de golpe de bajo esfuerzo, sin que afecte las condiciones mecánico-estructurales originales de la placa, perfil o tubería, que permita identificar el grado, especificación y número de colada, orden de compra, número de tubo y fabricante (nombre o logotipo). Todas las marcas de identificación deben estar claramente visibles y capaces de permanecer intactas hasta el patio de fabricación de la plataforma. 8.6.3 Almacenaje Todo el material debe ser almacenado al nivel del piso sobre tarimas de madera u otros soportes similares, los soportes deben ser distribuidos de tal forma que eviten la deformación de los elementos. El material se debe mantener libre de tierra, grasa y otros contaminantes. 8.7 Documentación 8.7.1 Inspección del comprador El representante de PEP, debe tener acceso en cualquier momento a las instalaciones del fabricante de acero, tubería, placa y perfiles en territorio nacional o extranjero, tanto en las compras directas como en las indirectas a través de algún contratista el cual debe cumplir con los requerimientos y documentación mínimos establecidos en la NRF-049-PEMEX-2006 y 8.1.5, 8.3 y 8.4 de esta norma de referencia. Dicha documentación debe cumplir




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con la NOM 008-SCFI-2002, estar en idioma español, validada con sello y rúbrica del responsable de la compañía. 8.7.2 Sistema de aseguramiento de calidad Las compañías acereras y fabricantes de tubería, deben entregar documentación que demuestre que tienen implantado un sistema de gestión de calidad basado en la norma mexicana NMX-CC-9001-IMNC-2000, o ISO 9001-2000, avalado por una organización nacional o internacional reconocida por PEP. Los manuales deben estar a disposición de PEP, cuando éste lo solicite. También se debe realizar una junta de preinspección para presentar el Plan de Calidad que emplearán en cada pedido que se les asigne. 8.7.3 Rastreabilidad El sistema de aseguramiento de calidad particular de cada fabricante debe incluir un procedimiento específico de rastreabilidad del producto, desde la identificación de la materia prima hasta el producto final, incluyendo todas y cada una de las etapas de fabricación, del acero estructural, según sea el caso que se trate. Los registros de este procedimiento de rastreabilidad, deben entregarse al supervisor de PEP, para cada orden de compra. 8.7.4 Certificación Los fabricantes del acero estructural deben entregar a PEP los certificados de calidad correspondientes, estableciendo que el acero ha sido fabricado de acuerdo a esta norma de referencia. 9. RESPONSABILIDADES 9.1 PEMEX-Exploración y Producción Aplicar los requisitos y recomendaciones de esta norma, en las actividades de diseño y compra de acero estructural, para la construcción de plataformas costa afuera, a fin de asegurar una operación confiable y eficiente de las mismas. 9.2 Fabricantes y proveedores de acero estructural Cumplir con los requerimientos especificados en esta norma de referencia. 10. CONCORDANCIA CON NORMAS NACIONALES O INTERNACIONALES Esta norma de referencia concuerda parcialmente con la norma internacional ISO 19902 y API Spec RP 2A-WSD o equivalente.




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11. BIBLIOGRAFÍA Esta norma de referencia se fundamenta y complementa con las referencias técnicas bibliográficas que se indican a continuación: 11.1 API Spec 2B-2001 – Specification for the Fabrication of Structural Steel Pipe. 11.2 API Spec 2H-1999 - Specification for Carbon Manganese Steel Plate for Offshore Platform Tubular Joints. 11.3 API Spec 2MT1-2001 – Specification for Carbon Manganese Steel Plate with Improved Toughness for Offshore Structures. 11.4 API Spec 2MT2-2002 - Rolled Shapes with Improved Notch Toughness. 11.5 API Spec 2W-1999 - Specification for Steel Plates for Offshore Structures, Produced by Thermo-Mechanical Control Processing (TMCP). 11.6 API Spec 2Y-1999 - Specification for Steel Plates, Quenched-and-Tempered, for Offshore Structures. 11.7 API Spec 5L-2004 - Specification for Line Pipe. 11.8 API RP 2A-WSD-2000 Errata and Supplement 2,2005 - Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms—Working Stress Design. 11.9 API RP 2Z - 2005 Recommended Practice for Preproduction Qualification for Steel Plates for Offshore Structures. 11.10 ASME B1.1-2003 - Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form.) 11.11 ASTM A 6/A 6M–05a - Standard Specification for General Requirements for Rolled Structural Steel Bars, Plates, Shapes, and Sheet Piling. 11.12 ASTM A 20 A 20/A 20M-05 - Standard Specification for General Requirements for Steel Plates for Pressure Vessels. 11.13 ASTM A 36/A 36M-06 - Standard Specification for Carbon Structural Steel. 11.14 ASTM A 53/A 53M-05 - Standard Specification for Pipe, Steel, Black and Hot-Dipped, Zinc-Coated, Welded and Seamless. 11.15 ASTM A 106/A 106M-04 - Standard Specification for Seamless Carbon Steel Pipe for High-Temperature Service. 11.16 ASTM A 131/A 131M-04 - Standard Specification for Structural Steel for Ships. 11.17 ASTM A 135-05 - Standard Specification for Electric-Resistance-Welded Steel Pipe. 11.18 ASTM A 139/A 139M-04 - Standard Specification for Electric-Fusion (Arc)-Welded Steel Pipe (NPS 4 and Over).




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11.19 ASTM A 153-05 - Standard Specification for Zinc Coating (Hot-Dip) on Iron and Steel Hardware. 11.20 ASTM A 194/ A 194M-05b – Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts for High Pressure or High Temperature Service, or Both. 11.21 ASTM A 252-02 - Standard Specification for Welded and Seamless Steel Pipe Piles. 11.22 ASTM A 285/A 285M-03 - Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, Low- and intermediate-Tensile Strength. 11.23 ASTM A 325M-04a - Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength. 21.24 ASTM A 333/A 333M-05 - Standard Specification for Seamless and Welded Steel Pipe for Low-Temperature Service. 11.25 ASTM A 334/A 334M-04a - Standard Specification for Seamless and Welded Carbon and Alloy-Steel Tubes for Low-Temperature Service. 11.26 ASTM A 381-96 (Reapproved 2005) – Standard Specification for Metal-Arc-Welded Steel Pipe for Use With High-Pressure Transmission Systems. 11.27 ASTM A 490-04a - Standard Specification for Structural Bolts, Alloy Steel, Heat Treated, 150 ksi Minimum Tensile Strength. 11.28 ASTM A 500-03a - Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless Carbon Steel Structural Tubing in Rounds and Shapes. 11.29 ASTM 501-01 (Reapproved 2005) - Standard Specification for Hot-Formed Welded and Seamless Carbon Steel Structural Tubing. 11.30 ASTM A 516/A 516M-05 - Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, for Moderate- and Lower-Temperature Service. 11.31 ASTM A 524-96 (Reapproved 2005) - Standard Specification for Seamless Carbon Steel Pipe for Atmospheric and Lower Temperatures. . 11.32 ASTM A 537/A 537M-95 (Reapproved 2000) - Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Heat-Treated, Carbon-Manganese-Silicon Steel. 11.33 ASTM A 572/A 572M-04 - Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Columbium-Vanadium Structural Steel. 11.34 ASTM A 573 A 573M-05 - Standard Specification for Structural Carbon Steel Plates of Improved Toughness. 11.35 ASTM A 618/ A 618M-04 - Standard Specification for Hot-Formed Welded and Seamless High-Strength Low-Alloy Structural Tubing. 11.36 ASTM A 633/A633M-01 – Standard Specification for Normalized High-Strength Low-Alloy Structural Steel Plates.




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11.37 ASTM A 671-04 – Standard Specification for Electric-Fusion-Welded Steel Pipe for Atmospheric and Lower Temperatures. 11.38 ASTM A 678/A 678M-05 - Standard Specification for Quenched-and-Tempered Carbon and High-Strength Low-Alloy Structural Steel Plates. 11.39 ASTM A 709/A 709M-05 – Standard Specification for Structural Steel for Bridges. 11.40 ASTM A 710/A 710M-02 – Standard Specification for Precipitation–Strengthened Low-Carbon Nickel-Copper-Chromium-Molybdenum-Columbium Alloy Structural Steel Plates. 11.41 A 770/A 770M-03 - Standard Specification for Through-Thickness Tension Testing of Steel Plates for Special Applications. 11.42 ASTM A 992/A 992M-04 – Standard Specification for Structural Steel Shapes. 11.43 ASTM A 913/A913M-04 – Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Steel Shapes of Structural Quality, Produced by Quenching and Self-Tempering Process (QST). 11.44 ASTM F 436-04 – Standard Specification for Hardened Steel Washers. 11.45 AWS D1.1-2004 - Errata 3, 2005 – Structural Welding Code – Steel. 11.46 BS EN 10164-04 - Steel products with improved deformation properties perpendicular to the surface of the product Technical delivery conditions. 11.47 DNV - OS - B101-2001 – Metallic Materials.




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12. ANEXOS En el Golfo de México la temperatura más baja superficial del mar registrada en los últimos 20 años, es de 21 °C (ver anexo I) y la temperatura más baja registrada a 300 m de profundidad es de 11 °C (ver anexo II). Por otra parte, la temperatura más baja registrada en los últimos 23 años en las ciudades más cercanas a la costa de los estados que colindan con el Golfo de México (Tamaulipas, Veracruz, Tabasco, Campeche y Yucatán) es de 10 °C (ver anexo III). Por lo tanto, se debe usar una TMB para el Golfo de México de 0 °C. Anexo I - Temperatura superficial del mar en el Golfo de México (1981-2004) La temperatura superficial del mar más baja registrada en el Golfo de México fue extraída de la base de datos LEVITUS “Description of the OI.v2 Weekly SST Analysis”.

Fecha de Registro Temperatura más baja (° C) Fecha de Registro Temperatura

más baja (° C)

26 Nov 1981 - 2 Dic 1981 23 28 Nov 1993 – 4 Dic 1993 23

31 Dic 1981 – 6 Ene 1982 21 26 Dic 1993 – 1 Ene 1994 22

25 Nov 1982 – 1 Dic 1982 23 27 Nov 1994 – 3 Dic 1994 24

30 Dic 1982 – 5 Ene 1983 21 1-7 Ene 1995 22

1-7 Dic 1983 23 26 Nov 1995 – 2 Dic 1995 23

29 Dic 1983 – 4 Ene 1984 22 31 Dic 1995 – 6 Ene 1996 21

29 Nov 1984 – 5 Dic 1984 22 1-7 Dic 1996 23

27 dic 1984 – 2 Ene 1985 22 29 Dic 1996 – 4 Ene 1997 21

28 Nov 1985 – 4 Dic 1985 23 30 Nov 1997 – 6 Dic 1997 24

26 Dic 1985 – 1 Enero 1986 22 28 Dic 1997 – 3 ene 1998 21

27 Nov 1986 – 3 Dic 1986 23 29 Nov 1998 – 5 Dic 1998 24

1-7 Ene 1987 21 27 Dic 1998 – 2 Ene 1999 22

26 Nov 1987 – 2 Dic 1987 23 28 Nov 1999 – 4 Dic 1999 23

31 Dic 1987 – 6 Ene 1988 22 26 Dic 1999 – 1 Ene 2000 22

1-7 Dic 1988 24 26 Nov 2000 – 2 Dic 2000 23

29 Dic 1988 – 4 Ene 1989 23 31 Dic 2000 – 6 Ene 2001 21

30 Nov – 6 Dic 1989 23 25 Nov 2001 – 1 Dic 2001 23

25 Nov 1990 – 1 Dic 1990 24 30 Dic 2001 – 5 Ene 2002 22

30 Dic 1990 – 5 Ene 1991 21 1-7 Dic 2002 23

1-7 Dic 1991 23 29 Dic 2002 – 4 Ene 2003 21

29 Dic 1991 – 4 Ene 1992 22 30 Nov 2003 – 6 Dic 2003 23

29 Nov 1992 – 5 Dic 1992 23 28 Dic 2003 – 3 Ene 2004 21

27 Dic 1992 – 2 Ene 1993 22 La temperatura más baja registrada de la superficie del mar en el Golfo de México es de 21 °C.




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Anexo II - Variación de la temperatura del mar con la profundidad en el Golfo de México

Profundidad (m)

Temp. Promedio (° C)

0 24

30 24

50 22

75 20

100 19

125 18

150 17

200 15

250 12

300 11

400 10

500 8

700 6

1000 4

Anexo III - Temperatura de servicio más baja registrada en los últimos 23 años en las principales ciudades de los estados que colindan con el Golfo de México. Estas ciudades son de las más cercanas a la costa

Lugar Temperatura

(°C)

Tamaulipas 10

Veracruz 12

Tabasco 17

Campeche 14

Yucatán 11

Fuente: Centro Meteorológico Nacional, recopilación de los últimos 23 años.




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Anexo IV - Características principales de los diferentes grados de aceros estructurales

API SPEC 2H Specification for Carbon Manganese Steel Plate for Offshore Platform

Tubular Joints

Cubre placas de hasta 4 pulg de espesor en grados 42 y 50. Se recomiendan para resistir impacto, carga por fatiga plástica y desgarre laminar. Tensión en la dirección del espesor. S5 RA≥ 30%. S12 es aplicable solo para baja temperatura (-10° C). No contiene Ni, el 2Y si contiene 0,75%, Cr 0,25%, Mo 0,08%. La tenacidad es igual que 2Y (valores de energía y temperatura de prueba). Se recomienda en juntas tubulares y otras intersecciones en donde partes de las placas estarán sometidas a tensión en la dirección del espesor (dirección Z).

API SPEC 2MT1 Specification for Carbon Manganese Steel Plate

with Improved Toughness for Offshore

Structures

Cubre un grado de placas de acero de resistencia intermedia hasta de 2½ pulg. Esfuerzo de fluencia de 50 ksi y tensión de 65-90 ksi. Se recomiendan para utilizarse en partes que deben de resistir impacto y carga por fatiga plástica de estructuras costa afuera. El uso primario de estos aceros es para aplicaciones Clase “B”. API Spec 2H, 2W y 2Y cubren otros aceros que proporcionan propiedades mecánicas mejoradas y tenacidad para aplicaciones Clase “A” y deben de utilizarse en donde se espere esfuerzos considerables en la dirección-Z. No tiene los requerimientos suplementarios contemplados en 2H como S4 y S5 relacionados con bajos contenidos de azufre y propiedades de tensión en la dirección Z. Las temperaturas para la prueba de impacto son menores que para las especificadas en 2H, para 2MT1 se recomienda de -18 °C y para 2H se recomienda de -40° C, aunque la energía de impacto es la misma para ambos grados de acero, 30 ft-lb (41J).

API SPEC 2MT2 Rolled Shapes with

Improved Notch Toughness

Cubre perfiles laminados con un esfuerzo de fluencia de 50 ksi para usarse en estructuras costa afuera., en grados A, B y C (Clases igual que API RP 2A o equivalente. Para aplicaciones más críticas se pueden especificar perfiles Clase AZ (con requerimientos adicionales). Es un material de tamaño de grano fino calmado. Las propiedades mecánicas son iguales que el 2MT1 (esfuerzo de fluencia, resistencia a la tensión y elongación). La energía absorbida y temperatura de la prueba Charpy varía de acuerdo al grado. Para la Clase A -20 °C y energía de 30 ft-lb (41 J) (casi mismos valores que para 2MT1), para Clase B 0 °C y energía de 20 tf-lb (27 J), y para Clase C 21 °C y energía de 20 ft-lb (27 J).

API SPEC 2W Specification for Steel

Plates for Offshore Structures, Produced by

Thermo-Mechanical Control Processing

(TMCP)

Cubre 4 grados de placas de acero de resistencia intermedia para estructuras marinas soldadas (grado 42, 50, 50T y 60). Se recomiendan en partes críticas las cuales deben de resistir impacto, carga por fatiga plástica, y desgarre laminar. Los grados 42, 50 y 50T se cubren en espesores hasta 6 pulg (150 mm), y el grado 60 se cubre en espesores hasta 4 pulg (100 mm). Se propone que el acero producido para grados 42 y 50T del básico API Spec 2W o equivalente, sin requerimientos suplementarios, aunque producidos de una manera diferente y de composiciones químicas un poco diferentes, sea al menos equivalente en rendimiento mínimo y, por lo tanto en la aplicación de servicio, a los grados listados de API Spec 2H o equivalente. Un rendimiento mayor (por ej. tenacidad a temperaturas más bajas, o soldabilidad mejorada) puede lograrse con acero TMCP por especificación de requerimientos suplementarios. Grado 42 Fy=42-67 ksi, grado 50 Fy=50-75 ksi, grado 50T Fy=50-80 ksi, grado 60 Fy=60-90 ksi. Tiene los mismos requerimientos de tenacidad que el API 2H o equivalente. Tiene los mismos requerimientos adicionales que API 2H con la excepción del S3, para 2H se refiere a ensayos de la placa individual y para 2W el S3 se refiere a pruebas de tensión adicionales después del proceso TMCP. Además 2W considera los suplementos S9 (Simulación del tratamiento térmico) y S10 (Prueba de dureza de las placas). Acero de grano fino. Se recomienda para uso en juntas tubulares, construcción de placas endurecidas, y otras intersecciones en donde partes de las placas estarán sometidas a tensión en la dirección del espesor (dirección Z). Contenidos de Cr, Ni y Mo. Por la posible formación de nitruros con estos elementos se recomienda el suplemento S7 control de nitrógeno (contenidos bajos de nitrógeno). Tiene propiedades mecánicas similares que 2H pero con soldabilidad mejorada. Este mejoramiento se debe a una reducción en el máximo de composición química permitida y es posible por los cambios en el método de procesamiento y/o tratamiento térmico. La diferencia con 2Y está en el tipo de proceso empleado (TMCP).




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Anexo IV - Características principales de los diferentes grados de aceros estructurales (continuación)

API SPEC 2Y Specification for Steel

Plates, Quenched-and-Tempered, for Offshore

Structures

Esta norma de referencia cubre 4 grados de placas de acero de resistencia intermedia para usarse en construcciones marinas soldadas en partes críticas las cuales deben de resistir impacto, cargas de fatiga plástica y desgarre laminar. Los grados 42, 50 y 50T se cubren en espesores hasta de 6 pulg (150 mm) y el grado 60 se cubre en espesores hasta de 4 pulg (100 mm). Se intenta que el acero producido para los grados 42 y 50T del básico API Spec 2Y o equivalente, sin requerimientos suplementarios, sea al menos equivalente en rendimiento mínimo, y por lo tanto, en aplicación de servicio, a los grados correspondientes listados en API Spec 2H y API Spec 2W o equivalente. El uso primario de estos aceros es en juntas tubulares, construcción de placas endurecidas, y otras intersecciones en donde partes de las placas estarán sometidas a tensión en la dirección del espesor (dirección Z). Los valores de las propiedades mecánicas de tensión y tenacidad son iguales que los valores de 2W. Las propiedades mecánicas son similares que 2H pero con soldabilidad mejorada. Menor CE que 2H. Contiene Ni, Cr y Mo que no contiene el 2H. Maneja un grado 60 que 2H no contempla. El carbono es menor que 2H. Se recomienda para espesores grandes por su mejor soldabilidad que 2H. Se debe de controlar más el contenido de N por la posible formación de nitruros con Cr y Ni. La diferencia con el 2W esta en el tipo de proceso de fabricación. 2W usa tratamientos mecánicos controlados (TMCP) y 2Y usa Q&T. Los requerimientos adicionales son los mismos que para el 2W.

API SPEC 5L Specification for Line

Pipe

Tubería para transportar gas, agua, y petróleo. Tubería de acero soldada o sin costura en dos calidades (PSL 1 Y PSL 2). PSL 2 tiene mayores requerimientos (CE, tenacidad, máximo esfuerzo de fluencia y de tensión), por lo tanto es de mayor calidad. PSL 2 requiere contenidos más bajo de S y P que el grado PSL 1 y no permite ningún tipo de reparación ni en el cuerpo ni en la soldadura. Los grados que cubre son el A25, A, B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70 y X80, y algunos grados intermedios. La tubería de PSL1 puede suministrarse en grados A25 hasta X70, y para tubería PSL 2 en grados B hasta X80. Tubería fabricada como grado X60 o mayor no debe de sustituirse para tubería ordenada como grado X52, o menor sin aprobación del comprador. La tubería PSL 1 puede suministrarse en tamaños de 0.405 hasta 80. La tubería PSL 2 puede suministrarse desde 4½ hasta 80. El grado A25 (Fy=25 ksi), el grado A (Fy=30 ksi), y el grado B (Fy=35 ksi).

ASTM A 36/A 36M Standard Specification for Carbon Structural

Steel

Cubre perfiles, placas y barras de aceros al carbono de calidad estructural para usarse en construcciones remachadas, atornilladas o soldadas de puentes y edificios, y para propósitos estructurales en general. Se suministran requerimientos suplementarios para aplicarse solo cuando el comprador lo indique. Es un material que no requiere de prueba de tenacidad a menos que se especifique en la orden de compra como requerimiento adicional.

ASTM A 53/A 53M Standard Specification

for Pipe, Steel, Black and Hot-Dipped, Zinc-Coated,

Welded and Seamless

Cubre tubería de acero negra sin costura y soldada y tubería de acero galvanizada por inmersión en caliente en NPS ⅛ a NPS 26. Cubre los siguientes tipos y grados: Tipo E grado A (soldada), Tipo E grados A y B (soldados por resistencia eléctrica) y Tipo S grados A y B (sin costura). Tipo F tiene Fy=30 ksi, Tipo E y S Fy=30-35 ksi. Este tipo de material se recomienda para aplicaciones estructurales.

ASTM A 106/A 106M Standard Specification for Seamless Carbon Steel Pipe for High-

Temperature Service

Cubre tubería de acero al carbono sin costura para servicio a alta temperatura en NPS ⅛ a NPS 48. Cubre 3 grados, grado A Fy=30 ksi, grado B Fy=35 ksi, grado C Fy=40 ksi.

ASTM A 131/A 131M Standard Specification for Structural Steel for

Ships

Cubre placas de acero estructural, perfiles, barras y remaches que se usan principalmente en la construcción de barcos. Están disponibles en las siguientes categorías: Resistencia ordinaria, grados A, B, D, CS, y E con un esfuerzo de fluencia mínimo de 34 ksi (235 MPa); Resistencia mayor, grados AH, DH, EH y FH con un esfuerzo de fluencia mínimo de 46 ksi (315 MPa), 51 ksi (350 MPa) o 57 ksi (390 MPa). Grano fino. Temp. de prueba Charpy: grado A (20° C), grados B y AH (0° C), D y DH (-20° C), grados E, CS y EH (-40° C), grados FH (-60° C).




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ASTM A 135 Standard Specification for Electric-Resistance-

Welded Steel Pipe

Cubre 2 grados de tubería de acero soldada por resistencia eléctrica en DN 50 (NPS 2) a DN 750 (NPS 30) con espesores de pared nominales hasta de 12 mm (0,5 pulg) y NPS ¾ a NPS 5 con espesores de pared de 2,1 mm (0,08 pulg) a 3,4 mm (0,134 pulg) dependiendo del tamaño. Este tipo de tubería se recomienda para uso estructural.


for Electric-Fusion (Arc)-Welded Steel Pipe (NPS

4 and Over)

Cubre 5 grados de tubería de acero soldada por fusión (arco) eléctrica de costura recta e helicoidal. Cubre tubería de DN 100 (NPS 4) y mayor con espesores de pared nominal (promedio) de 25 mm (1 pulg) y menor. Esta tubería de costura recta se recomienda para uso estructural. Cubre los siguientes grados: grado A (Fy=30 ksi), grado B (F=35 ksi, grado C (42 ksi), grado D (Fy=46 ksi), grado E (Fy=52 ksi). No requiere de prueba de tenacidad.

ASTM A 252 Standard Specification

for Welded and Seamless Steel Pipe

Piles

Cubre pilotes de tubería de acero de pared nominal (promedio) de forma cilíndrica y aplica a pilotes de tubería en los cuales el cilindro de acero actúa como un miembro que soporta carga permanente, o como un casco o cilindro para formar pilotes de concreto colados en el lugar. Los pilotes pueden ser hechos sin costura o soldados. Cubre tres grados: grado 1 (30 ksi), grado 2 (35 ksi) y grado 3 (45 ksi). Comprende pilotes desde DN 150 (NPS 6) hasta DN 600 (NPS 24) en espesores que van desde 3 mm (0,109 pulg) hasta 12 mm (0,5 pulg).


for Pressure Vessel Plates, Carbon Steel,

Low- and intermediate-Tensile Strength

Cubre placas de acero al carbono de esfuerzo a la tensión baja e intermedia. Aunque este tipo de placas se recomiendan para recipientes a presión soldados por fusión también se recomienda para uso estructural. Estas placas están disponibles en tres grados en diferentes esfuerzos a la tensión: grado A (45-65 ksi), grado B (50-70 ksi) y grado C (55-75 ksi). El espesor máximo de estas placas, por razones de sanidad interna, está limitado a 50 mm (2 pulg) para todos los grados. Grado A Fy=24 ksi, grado B Fy=27 ksi y grado C Fy=30 ksi. No requiere prueba de impacto.


for Seamless and Welded Steel Pipe for

Low-Temperature Service

Cubre tubería de acero al carbono y acero aleado sin costura y soldado de espesor de pared nominal (promedio) para ser empleados en servicio a baja temperatura. Se incluyen varios grados de acero ferrítico. Algunos tamaños de productos no están disponibles bajo esta norma de referencia porque su espesor de pared más grueso tiene un efecto adverso en las propiedades de impacto a baja temperatura. Grados 1 (Fy=30 ksi), 3 (Fy=35 ksi), 4 (Fy=35 ksi), 6 (Fy=35 ksi), 7 (Fy=35 ksi), 8 (Fy=75 ksi), 9 (Fy=46 ksi), 10 (Fy=65 ksi), 11 (35 ksi). Algunos grados tienen altos contenidos de Ni, grado 3 (3,18-3,82%), grado 4 (0,47-0,98%), grado 7 (2,03-2,57%), grado 8 (8,40-0,60%), grado 9 (1,60-2,24%), grado 10 (0,25% máx), grado 11 (35-37%). El C=0,10%-0,3%. Todos los tubos son tratados térmicamente a excepción de los grados 8 y 11. El grado 11 no requiere impacto. Tienen valores muy bajos de energía de impacto 18 J (13 ft-lb). Temp. de la prueba de impacto: grado 1 (-45° C), grado 3 (-100° C), grado 4 (-100° C), grado 6 (-45° C), grado 7 (-75° C), grado 8 (-195° C), grado 9 (-75° C), grado 10 (-60° C).


for Seamless and Welded Carbon and Alloy-Steel Tubes for

Low-Temperature Service

Cubre varios grados de tubos de acero al carbono y aceros aleados de espesores de pared mínimos, sin costura y soldados, para ser empleados a bajas temperaturas. Todos los tubos son tratados térmicamente con la excepción de los grados 8 y 11. Existen los siguientes grados: grado 1 (30 ksi), grado 3 (35 ksi), grado 6 (35 ksi), grado 7 (35 ksi), grado 8 (75 ksi), grado 9 (46 ksi), grado 11 (35 ksi). La composición química es la misma que la establecida en la norma ASTM A 333, pero con la excepción que en esta norma no se consideran los grados 4 y 10. En esta norma se establecen valores de dureza máximos (en ASTM 333 no se tiene este requerimiento). Las temperaturas para la prueba de impacto son iguales que para ASTM 333: grado 1 (-45°C), grado 3 (-100° C), grado 6 (-45° C), grado 7 (-75° C), grado 8 (-195° C), grado 9 (-75° C).


for Cold-Formed Welded and Seamless Carbon

Steel Structural Tubing in Rounds and Shapes

Cubre tubería estructural de acero al carbono redonda, cuadrada, rectangular o de forma especial formada en frío sin costura y soldada para construcciones soldadas, remachadas o atornilladas de puentes y edificios y para propósitos estructurales generales. Esta tubería se produce soldada o sin costura en tamaños con una periferia de DN 1600 (NPS 64) o menor, y un espesor de pared de 16 mm (0,625 pulg) o menor. El grado D requiere tratamiento térmico. No se recomienda utilizar esta tubería en aquellas aplicaciones tales como elementos que estén cargados dinámicamente en estructuras soldadas, entre otros, en donde las propiedades de tenacidad a baja temperatura pueden ser importantes. Están disponibles en los siguientes grados: Tubo redondo, grado A (Fy=33 ksi), grado B (Fy=42 ksi), grado C (Fy=46 ksi) y grado D (36 ksi); Tubo no redondo: grado A (Fy=39 ksi), Grado B (46 ksi), grado C (50 ksi) y grado D (36 ksi). No requiere de prueba de impacto.




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ASTM 501 Standard Specification for Hot-Formed Welded and Seamless Carbon Steel Structural Tubing

Cubre tubería estructural de acero al carbono cuadrada, redonda, rectangular, o de forma especial, formada en caliente negra y galvanizada por inmersión en caliente, soldada y sin costura para construcciones soldadas, remachadas o atornilladas de puentes y edificios, y para propósitos estructurales generales. La tubería cuadrada y rectangular se proporciona en tamaños de 25 mm a 250 mm (1 pulg a 10 pulg) de distancia entre lados planos con espesores de pared de 2,8 mm a 25 mm (0,1 pulg a 1 pulg) dependiendo del tamaño; el tubo redondo se proporciona en DN 15 A DN 600 (NPS ½ a NPS 24), con espesores nominales (promedio) de 2,8 mm a 25 mm (0,109 pulg a 1 pulg) dependiendo del tamaño. Tubo de forma especial y tubería con otras dimensiones se puede proporcionar. Fy=36 ksi. La tubería para uso estructural debe de ser galvanizada por inmersión en caliente.


for Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, for Moderate- and Lower-Temperature Service

Cubre placas de acero al carbono recomendadas principalmente para servicio en recipientes a presión soldados en donde es importante una tenacidad mejorada, aunque también tiene aplicación para uso estructural. Estas placas están disponibles en cuatro grados, los cuales tienen diferentes niveles de resistencia. El grado 55 (Fy=30 ksi), grado 60 (32 ksi), grado 65 (35 ksi) y grado 70 (38 ksi). Se proporcionan en los siguientes espesores máximos: grado 55 300 mm (12 pulg), grado 60 200 mm (8 pulg), grado 65 200 mm (8 pulg) y grado 70 200 mm (8 pulg). Para placas producidas de rollo y suministradas sin tratamiento térmico o con relevado de esfuerzos únicamente, aplicarán los requerimientos de ensayos adicionales y el reporte de los resultados de ensayos adicionales de ASTM A20, o equivalente.

ASTM A 524 Standard Specification for Seamless Carbon

Steel Pipe for Atmospheric and Lower

Temperatures

Cubre tubería de acero al carbono sin costura recomendada principalmente para servicio a temperaturas atmosféricas y más bajas en medidas desde NPS ⅛ hasta 26. Es un acero calmado de grano fino. Se suministra en dos grados: grado I (Fy=35 ksi) y grado II (Fy=30 ksi). El grado I se suministra en espesores hasta de 10 mm (0.375 pulg) y el grado II en espesores mayores a 10 mm (0,375 pulg). Este tipo de acero también tiene uso estructural.

ASTM A 537/A 537M Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Heat-Treated, Carbon-

Manganese-Silicon Steel

Cubre placas de acero al carbono-manganeso-silicio tratadas térmicamente recomendadas para recipientes a presión soldados por fusión y estructuras, aunque también pueden emplearse este tipo de placas para uso estructural. Están disponibles en tres Clases: La Clase 1 (normalizada) Fy=45-50 ksi, la Clase 2 (Templada y Revenida) Fy=46-60 ksi, la Clase 3 (Templada y Revenida) Fy=40-55 ksi). El espesor máximo de las placas suministrado bajo esta norma de referencia es de 100 mm (4 pulg) para la Clase 1 y de 150 mm (6 pulg) para la Clase 2 y Clase 3. Estas placas tienen requerimientos adicionales si se solicitan únicamente: Prueba de impacto, inspección ultrasónica, entre otros, Acero calmado y de grano fino (mayor de 5). Tienen contenidos de Mn, Ni (0,25% máx.), Cr (0,25 %máx.), Mo (0,08 %máx., Si (0.15-0,50%).

ASTM A 572/A 572M Standard Specification for High-Strength Low-

Alloy Columbium-Vanadium Structural

Steel

Cubre 5 grados de perfiles, placas, láminas y barras de acero estructural de baja aleación y alta resistencia. Grado 42 (Fy=42 ksi), grado 50 (Fy=50 ksi), grado 55 (Fy=55 ksi), grado 60 (Fy=60 ksi), grado 65 (Fy=65 ksi). Los grados 42, 50 y 55 se recomiendan para estructuras remachadas, atornilladas o soldadas. Los grados 60 y 65 se recomiendan para la construcción de puentes remachados o atornillados, o para la construcción soldada, remachada o atornillada en otras aplicaciones. Están disponibles varios requerimientos suplementarios en caso de solicitarse, tales como la prueba Charpy V. Se requiere de un control de Nb, V, Ti, Ni.

ASTM A 573 Standard Specification for Structural Carbon

Steel Plates of Improved Toughness

Cubre placas de acero al carbono-manganeso-silicio de calidad estructural en tres rangos de resistencia a la tensión recomendadas principalmente para servicio a temperatura atmosférica en donde se requiere de una tenacidad mejorada. Estas placas están limitadas a un espesor máximo de 40 mm (1.5 pulg). Es un acero de grano fino. Cubre tres grados: grado 58 (Fy=32 ksi), grado 65 (Fy=35 ksi) y grado 70 (Fy=42 ksi).

ASTM A 618 Standard Specification for Hot-Formed Welded

and Seamless High-Strength Low-Alloy Structural Tubing

Cubre grados de tubería estructural cuadrada, redonda, o de forma especial de baja aleación y alta resistencia soldada y sin costura formada en caliente para la construcción soldada, remachada o atornillada de puentes y edificios y para propósitos estructurales generales. Comprende cuatro grados: grados Ia, Ib, II (Fy=46-50 ksi), grado III (Fy=50 ksi). El grado II tiene una resistencia a la corrosión atmosférica equivalente a la del acero al carbono con cobre (0,20 mín. de cobre). Los grados Ia y Ib tienen una resistencia a la corrosión atmosférica substancialmente mejor que la del grado II. Cuando se expongan propiamente a la atmósfera, los grados Ia y Ib pueden usarse sin pintar para muchas aplicaciones. Cuando se desee una resistencia a la corrosión mejorada, para el grado III, pueden especificarse límites de cobre.




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ASTM A 633/A633M Standard Specification for Normalized High-Strength Low-Alloy

Structural Steel Plates

Cubre placas de acero estructural de baja aleación y alta resistencia normalizadas para construcción soldada, remachada o atornillada. Este material es particularmente adecuado para servicio a bajas temperaturas de -45 °C y mayores en donde se desea una tenacidad mejor que la esperada en un material como sale del rolado de un nivel de resistencia comparable. Están disponibles cuatro grados, grados A, C, D y E. El grado A provee un Fy mín.=42 ksi en espesores hasta 4 pulg (100 mm). Los grados C y D proveen un Fy mín.=50 ksi en espesores hasta 2,50 pulg (65 mm) y de 46 ksi en espesores mayores a 65 mm a 100 mm (2,50 pulg hasta 4 pulg). El grado E provee un Fy mín.=60 ksi en espesores hasta 4 pulg (100 mm) y de 55 ksi en espesores mayores a 100 mm a 150 mm (4 pulg hasta 6 pulg). La prueba de tenacidad es un requerimiento suplementario.


for Electric-Fusion-Welded Steel Pipe for

Atmospheric and Lower Temperatures

Cubre tubería de acero soldada por fusión eléctrica con metal de aporte fabricada de placa de calidad de recipientes a presión de varios análisis y niveles de resistencia y adecuadas para servicio a alta presión a temperatura atmosférica y más baja. Este tipo de placas también se emplea para uso estructural. Se puede aplicar o no tratamiento térmico para obtener las propiedades deseadas. Cubre tubería de DN 400 (NPS 16) o mayor y de 6 mm (¼ pulg) de espesor de pared o mayor. Esta tubería se suministra en varios grados y clases. El grado designa el tipo de placa usada. La Clase designa el tipo de tratamiento térmico llevado a cabo durante la manufactura de la tubería, o si la soldadura es inspeccionada por radiografía, o si la tubería ha sido probada a presión. Clases: 10, 11, 12 y 13 no requieren tratamiento térmico difieren en el requerimiento de radiografía y prueba de presión; 20, 21, 22, 23 requieren un relevado de esfuerzos, difieren en el requerimiento de radiografía y prueba a presión; 30, 31, 32 y 33 requieren de un tratamiento térmico de normalizado, difieren en el requerimiento de inspección por radiografía y prueba de presión; 40, 41, 42 y 43 requieren de un tratamiento térmico de normalizado y revenido, difieren en el requerimiento de inspección por ultrasonido y prueba de presión; 50, 51, 52 y 53 requieren del tratamiento térmico de templado y revenido, difieren en el requerimiento de inspección por radiografía y prueba de presión; 60, 61, 62 y 63 requieren del tratamiento térmico de normalizado y precipitación, difieren en el requerimiento de inspección por radiografía y prueba de presión; 70, 71, 72 y 73 requieren del tratamiento térmico de templado y precipitación, difieren del requerimiento de inspección por radiografía y prueba de presión. Para la especificación de placa se refiere a diferente normas ASTM A.


for Quenched-and-Tempered Carbon and

High-Strength Low-Alloy Structural Steel Plates

Cubre placas de acero al carbono y placas de acero de baja aleación y alta resistencia templadas y revenidas de calidad estructural para construcción soldada, remachada o atornillada. Están disponibles en cuatro grados: grado A (Fy=50 ksi), grado B (Fy=60 ksi), grado C (65-75 ksi) y grado D (Fy=75 ksi). Los espesores máximos para los diferentes grados son: grado A - 40 mm (1 ½), grado B - 65 mm (2 ½ pulg), grado C – 50 mm (2 pulg) y grado D – 75 mm (3 pulg). Es un acero de grano fino austenítico. La prueba de tenacidad Charpy es un requerimiento suplementario.

ASTM A 709/A 709M Standard Specification for Carbon and High-Strength Low-Alloy

Structural Steel Shapes, Plates, and Bars and

Quenched-and-Tempered Alloy

Structural Steel Plates for Bridges

Cubre perfiles, placas y barras de acero estructural al carbono de baja aleación alta resistencia y acero aleado templado y revenido para placas estructurales recomendadas para usarse en puentes. Están disponibles nueve grados en cuatro niveles de esfuerzo de fluencia: grado 36 (36 ksi), grado 50, 50S, 50W, HPS 50W (50 ksi), HPS 70W, 100, 100W, HPS 100W (100 ksi). Los grados 36, 50, 50S, 50W, 100 y 100W están incluidos en las especificaciones A 36, A 572, A 992, A 588 y A 514 respectivamente. Los grados 50W, HPS 50W, HPS 70W, 100 W y HPS 100W tienen resistencia a la corrosión atmosférica mejorada. La prueba de tenacidad en un requerimiento suplementario y está basada en 3 zonas, las cuales están relacionadas con la Temperatura de servicio más baja para la zona en la cual el material se usará. La zona 1 (-18° C), Zona 2 (-18 a -34° C), y la Zona 3 (-34 a -52° C). Se proponen 2 tipos de pruebas de impacto: Para aplicaciones de fractura no crítica (se marca el material con la letra T y el número de zona) y para aplicaciones de fractura crítica (el material se marca con la letra F y el número de zona). Si se tiene la letra T ó F será un material que requiere temperatura de impacto. Para un material T3 o F3 para grado 36 o 50 la temperatura de la prueba de impacto es de -12° C. Para grados mayores las temperaturas de la prueba de impacto son más bajas para las tres zonas. Para el país no se usa la zona 3 porque son para temperaturas bajo cero (-12 °C a -34 °C). Para los grados 36 y 50 el acero debe de ser semicalmado o calmado. Para los grados 50W, HPS 50W y HPS 70W el acero debe ser de grano fino. Para el grado 50S debe ser acero calmado con un valor den 0,10% o más de Silicio o un valor de 0,015% o más de aluminio y un contenido de nitrógeno no mayor a 0,015%. Para grados HPS el acero será hecho usando una práctica de bajo hidrógeno. Para grados 100, 100W y HPS 100 W se requerirá un tamaño de grano fino austenítico.




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for Precipitation–Strengthened Low-

Carbon Nickel-Copper-Chromium-Molybdenum-

Columbium Alloy Structural Steel Plates

Cubre placas de acero de bajo carbono aleado de Ni-Cu-Cr-Mo-Nb endurecidas por precipitación para aplicaciones generales. Estas aleaciones son endurecidas por precipitación en varios rangos de temperatura. No se recomienda utilizar estos grados para emplearse en aplicaciones a temperaturas mayores de 540° C. Cubre 2 grados con tres Clases cada uno. Grado A (Clases 1, 2 y 3) y grado B (Clases 1, 2 y 3). Grado A, Clase 1, Como sale del rolado y tratado térmicamente por precipitación, Fy=80-85 ksi. Grado A, Clase 2, Normalizado y tratado térmicamente por precipitación. Fy=50-65 ksi) Grado A, Clase 3, Templado y tratamiento térmico de precipitación. Fy=60-80 ksi. Grado B, Clase 1, Como sale del rolado. Fy=70 ksi Grado B, Clase 2, Normalizado. Fy=70 ksi Grado B, Clase 3, Normalizado y tratado térmicamente por precipitación. Fy=70-75 ksi. Las placas de grado A Clase 1 están limitadas a un espesor máx. de 19 mm (¾ pulg). El espesor máx. del grado A, Clase 2 y 3 está limitado a la capacidad de la composición, sin embargo, en la práctica se limita el espesor máximo a 200 mm (8 pulg). Para el grado A Clase 1. La prueba de tenacidad es mandatario. Las placas de grado B están limitadas a un espesor máx. de 50 mm (2 pulg). Para todas las Clases es mandatario la prueba de tenacidad. Son aceros de grano fino. C=0.03-0.09, Si=0.30-0.50, Ni=0.7-1.0, Cr=0.3-0.9, Mo=0.15-0.25, Cu=1.0-1.50, Nb=0.02-0.06, Ti=0.01-0.03.

ASTM A 913/A913M Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Steel Shapes of

Structural Quality, Produced by Quenching

and Self-Tempering Process (QST)

Cubre perfiles de acero estructural de baja aleación alta resistencia en grados 50 (Fy=50 ksi), 60 (Fy=60 ksi), 65 (Fy=65 ksi) y 70 (Fy=70 ksi), producidos por el proceso de templado y auto-revenido (QST, Quenching and self-tempering). Este proceso produce acero de grano refinado por una combinación de composición química y control de proceso de manufactura (produce martensita y se varía la cantidad de perlita o bainita o ambas). Estos perfiles se recomiendan para la construcción remachada, atornillada o soldada de puentes, edificios y otras estructuras. El proceso QST consiste de un tratamiento térmico en línea y control de la velocidad de enfriamiento, el cual da como resultado en la condición de acabado, propiedades mecánicas que son equivalentes a las obtenidas usando procesos de tratamiento térmico que involucran recalentamiento después del rolado. Se pide prueba de impacto en especimenes de tamaño completo con un valor de 54 J (40 ft-lb) a 21° C. Existen requerimientos suplementarios.


for Structural Steel Shapes

Cubre perfiles estructurales de acero rolado para ser usados en la construcción de armaduras o puentes, o para propósitos estructurales generales. Fy=50-65 ksi, C=0.23, Si=0.40, V=0.11, Cu=0.60, Ni=0.45, Cr=0.35, Mo=0.15. Niveles máx. Se proveen requerimientos suplementarios cuando se soliciten (prueba Charpy, entre otras). Es un acero calmado con un valor de 0,10% o más de contenido de silicio, o un valor de 0,015% o más de contenido de aluminio. Contenido de nitrógeno no mayor de 0,015%. Control de CE.

Notas: El requerimiento S7 (Control del contenido de Nitrógeno de 0,009%) se recomienda para los aceros API 2W y 2Y o equivalente por los contenidos de Ni, Cr y Mo. Estos elementos tienen tendencia a formar nitruros los cuales son fases bastante duras. Estas fases afectarán el trabajado en frío, endureciéndolo. Para el caso del API 2H no es tan importante el control de N. Aunque se considera en los requisitos suplementarios de 2H, no es tan importarte porque no contiene Ni, Cr, Mo. Aunque existe la posibilidad de formar nitruros, la posibilidad es menor que en los aceros API 2W y 2Y. El uso de 2H y 2W y 2Y depende básicamente del espesor del material. El 2H se recomienda para espesores menores a 50 mm (2 pulg). Los materiales 2W y 2Y se recomiendan para espesores mayores a 50 mm (2 pulg) por su mejor soldabilidad comparada con el 2H. Para los materiales 2W/2Y se recomienda el requerimiento suplementario S11 porque es importante asegurar la soldabilidad de estos materiales debido a que se recomiendan para espesores grandes (mayores a 50 mm (2 pulg)). Además se recomienda este suplemento S11 si la soldadura está aplica a miembros que estarán sujetos a esfuerzos (por ej., canutos, pedestales, orejas de izaje). No se recomienda en miembros que no estarán bajo esfuerzo (por ej. Girders). No se recomienda para 2H debido a que no presenta problemas de soldabilidad. Además se piden otros requerimientos suplementarios para los aceros 2W/2H, tales como S1 y S5 cuando el elemento estructural está sometido a diversos esfuerzos y este propenso al desgarre laminar (por ej. canutos).




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Anexo V - Dibujos de las diferentes estructuras en los que se indican los materiales utilizados

SUPERESTRUCTURA

SUBESTRUCTURA

© PILOTES

NIVEL MEDIO DEL MAR

LECHO MARINO

© PEDESTAL P/GRUAASTM A 36API 2W/2Y Gr. 50TAPI 2H Gr. 50

VIGAS ARMADAS

© ELEMENTO ESTRUCTURAL CRITICO

© DIAGONALESASTM A 36API 2H Gr. 50

ARRIOSTRAMIENTOS

© CANUTOSAPI 2H Gr. 50API 2W/2Y Gr. 50T

SUPERESTRUCTURA

SUBESTRUCTURA

© PILOTES

NIVEL MEDIO DEL MAR

LECHO MARINO

© PEDESTAL P/GRUAASTM A 36API 2W/2Y Gr. 50TAPI 2H Gr. 50

VIGAS ARMADAS

© ELEMENTO ESTRUCTURAL CRITICO

© DIAGONALESASTM A 36API 2H Gr. 50

ARRIOSTRAMIENTOS

© CANUTOSAPI 2H Gr. 50API 2W/2Y Gr. 50T

Nota: La estructuración mostrada es una representación esquemática

Fig. A Vista vertical de una plataforma en sus diferentes secciones




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Fig. B Detalle de oreja de izaje

© MUÑON DE IZAJEAPI 2H Gr. 50API 2W/2Y Gr. 50T

© MUÑON DE IZAJEAPI 2H Gr. 50API 2W/2Y Gr. 50T

Fig. C Detalle de Muñón de izaje




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© PIERNA SUBESTRUCTURA(P) API 2MT1(50 B)(P) API 2H Gr. 50(P) API 2W/2Y Gr. 60(P) ASTM A 36

CONEXION SUPERESTRUCTURA Y SUBESTRUCTURA

A PILOTE

© PILOTE(P) ASTM A 36(P) API 2MT1 (50 B)(P) API 2H Gr 50(P) ASTM A572 Gr 50

© PILOTE(P) API 2MT1 (50 B)(P) API 2H Gr 50(P) ASTM A572 Gr 50

COLUMNASUPERESTRUCTURA

© PIERNA SUBESTRUCTURA(P) API 2MT1(50 B)(P) API 2H Gr. 50(P) API 2W/2Y Gr. 60(P) ASTM A 36


A PILOTE





A PILOTE




Fig. D Detalle de conexión de superestructura y subestructura a pilote

CONEXION SUBESTRUCTURA Y PILOTE FALDON

© PILOTE FALDON(P) API 2MT1 (50 B)(P) API 2H Gr 50(P) ASTM A572 Gr 50(P) API 2W/2Y Gr 50(P) API 2W/2Y Gr 60

PIERNASUBESTRUCTURA

CONEXIÓN APILOTE FALDON

CONEXION SUBESTRUCTURA Y PILOTE FALDON

© PILOTE FALDON(P) API 2MT1 (50 B)(P) API 2H Gr 50(P) ASTM A572 Gr 50(P) API 2W/2Y Gr 50(P) API 2W/2Y Gr 60

PIERNASUBESTRUCTURA

CONEXIÓN APILOTE FALDON

Fig. E Detalle de conexión de subestructura y pilote faldón




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Anexo VI - Procedimiento para la selección de un material Para la selección de acero estructural, el diseñador debe seleccionar un esfuerzo de fluencia (Fy) mínimo particular, el cual se debe ubicar dentro de uno de los diversos niveles de resistencia (Clasificación por Grupo), posteriormente selecciona la tenacidad correspondiente (Clase). Una vez que se selecciona el Grupo y la Clase (tabla 5 y 6) se procede a seleccionar el grado de acero de los propuestos en las tablas 7 y 8 de acuerdo a los requerimientos establecidos por el diseño de la estructura. Los Grupos y Clases son utilizados para referencia de los requisitos de soldadura (Precalentamiento y selección de electrodos).