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SOLDAR TUBERIA DE COBRE
03/11/2012, 1:40 PM





APUNTES BÁSICOS DE SOLDADURA
EN TUBERÍA DE REFRIGERACIÓN



La correcta instalación de la tubería en un sistema de refrigeración o aire acondicionado es uno de los aspectos que inciden en el correcto funcionamiento del equipo, no solo en su función de enfriamiento, sino en la durabilidad de su principal componente, el compresor.

No me referiré al diseño en si del sistema de tubería en lo que tiene que ver con el diámetro ideal de acuerdo al manejo de caída de presiones, capacidad del equipo, tipo de refrigerante longitud etc., un tema que corresponde a principios y fundamentos de manejo de fluidos y que corresponden al camp de la Ingeniería o a la práctica misma en el proceso de instalaciones que le permiten al instalador tener una visión de acuerdo al equipo que va a instalar por relación de características basada en otros equipos instalados, lo que le permite tener una apreciación por comparación.

Mi propósito es tratar de referirme al proceso mismo de la instalación de la tubería en equipos de refrigeración, una labor que tuve oportunidad de realiza de manera directa, sobre una aplicación ya establecida en lo que tiene que ver con diámetro de tubería y tipo de equipo a instalar.

En la parte correspondiente a los equipos de aire acondicionado, no me referiré de manera directa, sobre todo en los nuevos sistemas conocidos como Mini Split, muchos de los cuales son instalados hasta por el usuario y por lo general ya viene pre establecida diámetro y longitud de tubería a utilizar.

En muchas oportunidades la instalación de tubería se realiza como un proceso de acoplar y soldar tubería simplemente.

La instalación de tubería es una labor que no siempre se realiza en procura de una buena presentación, es común encontrar tubería instalada de cualquier manera, para muchos lo que importa es conformar un circuito cerrado sin importar la buena presentación.

Es común encontrar en una instalación tubería descolgada y hasta cruzada con la de otros equipos formando una especie de intrincada red.

Se debe hacer una previsión de obstáculos en el recorrido que debe tener la tubería, para detectar paso inadecuado por determinadas áreas, que pueden presentar un riego de funcionamiento y vida útil del equipo, producido por la ubicación misma de la tubería como por el riesgo de falla por fuga y estrangulamiento de tubería por un paso inadecuado en su recorrido.

Una inadecuada instalación de la tubería no solo puede afecta el funcionamiento del sistema en lo que tiene que ver con su eficiencia, sino con un funcionamiento libre de eventuales fallas.

De acuerdo a la ubicación de la unidad condensadora y del evaporador o difusor al interior del cuarto frio; así mismo se debe establecer una ruta de paso de la tubería, que independientemente de las distancias que se puedan presentar entre estos dos componentes, tiene que ser la más adecuada.

Un tubería mal instalada puede convertirse en un serio problema al momento de tener que corregir un fuga, efectuar una reforma en el paso o tendido, cambiar un dispositivo o elemento tales como: Válvula de expansión, solenoide, filtro secador, visor de liquido, intercambiador de calor, eliminador de vibraciones etc. La instalación de tubería, no puede ser un simple proceso de empatar y soldar codos uniones, reducciones, emboquillar etc.


Tendido o trazado de la tubería:


En lo posible se debe procurar por evitar los tramos con muchas curvas y rodeo de obstáculos, no solo en lo referente a la utilización de los “codos” y tramo adicional de tubería, en lo referente a trayectos de desviación, la línea recta sigue siendo la forma más corta de unir dos puntos y en refrigeración son la unidad condensadora, el difusor y/o la manejadora.


Tendido a baja altura:

Hay tendidos de tubería que tienen que hacerse a baja altura y en ocasiones a ras de piso, en el caso de los supermercados o cadenas de almacenes, muchas veces la facilidad o dificultad para realizar el tendido de la tubería, tiene que ver con el trazado arquitectónico y la correcta selección de ubicación, tanto de la unidad condensadora cuando esta es tipo remoto, como la del equipo de enfriamiento, algo que en ocasiones se hace complicado, cuando se utilizan las denominadas góndolas o exhibidores abiertos, que no son otra cosa que un evaporador sobre el cual de manera adecuada se exhiben productos tales como frutas, verduras, lácteos y cárnicos.

La instalación de la tubería para este tipo de equipos, se puede convertir en un dolor de cabeza al momento de instalación, sino luego, ante el evento de tener que corregir una fractura, o fuga en una soldadura.

Cuando se detecta un grado de dificultad en la instalación, la solución no es instalar simplemente como sea, se tiene que considerar, el grado de dificultad, que casi siempre se duplica al de instalar, al momento de tener que efectuar una reparación por una fuga en una soldadura.

La instalación de este tipo de exhibidores con unidad condensadora remota, en la medida de lo posible debe ser ubicada en un área especial que permita realizar el tendido de tubería de forma correcta y adecuada para realizar cualquier reparación a futuro y como tal debe ser tenido en el proyecto arquitectónico.

Tubería en Cárcamo con apoyo sobre el suelo


En los supermercados y almacenes de cadena, es común encontrar una serie de exhibidores refrigerados colocado hacia una pared, y la tubería ubicada en un cárcamo con apoyo en el suelo, sin ninguna protección y en un ambiente generalmente húmedo, que con el tiempo se convierte en un depósito de basura y residuos que pueden originar una corrosión en la tubería y por consiguiente generar una fuga.

En este tipo de instalaciones, la distancia entre el mueble exhibidor y la pared son reducidas y de tenerse que realizar algún trabajo de reparación en la tubería, el grado de dificultad es mayor que el presentado al momento de la instalación. Este tipo de instalación es inadecuado.

Tubería a ras de piso

Si el sistema en cárcamo con apoyo sobre el suelo, resulta inadecuado, el sistema a ras de piso, es aun más inadecuado, porque por costumbre, se suele colocar elementos hacia la parte de atrás de los exhibidores algo así como un área de bodega de traperos, escobas, cajas etc, lo que puede originar fracturas o abolladuras por golpe o por peso excesivo, lo que aumenta el riesgo de daño por fuga o estrangulamiento de la tubería.





Tubería a media altura con apoyo en pared


Es un sistema adecuado, requiere de la instalación de una falsa pared, solo se requiere de una distancia adecuada entre la falsa pared y la pared de mampostería sobre la cual se instala un sistema de herraje, que sirve para colocar la tubería de manera adecuada, facilitando cualquier corrección. La aplicación de este sistema implica dejar una cierta área libre; lo que no siempre es aceptado por la administración o gerencia del local. Es cuestión de hacer la mejor escogencia entre instalar porque hay que hacerlo o prever una mayor complicación al momento de tener que efectuar una reparación. Una instalación inicial con un área despejada, no es lo mismo que una reparación de un equipo que está funcionando, una mercancía que está a la espera de ser refrigerada y un área congestionada con otros elementos y en ocasiones con público.

Tubería a través de pared


Es una buena opción de instalación, cuando por diseño arquitectónico, el área del otro lado es concebida para área de equipos, o es la vida de acceso más directa a esta. Es una forma muy fácil y segura de instalación, solo se requiere ubicar con exactitud el orificio de paso de la tubería, puede requerir de un sistema de apoyo y/o para organizar la tubería.

Tubería anclada sobre pared

Es una buena opción de instalación cuando las condiciones arquitectónicas no permiten la instalación a través de pared. En este tipo de instalación, la tubería tiene un recorrido aéreo, montada sobre soportes metálicos tipo columpio suspendida en el techo o de apoyo sobre pared con herraje. Si se quiere minimizar el impacto visual, se puede hacer un recubrimiento removible.

Tubería en cárcamo con tapa de protección, base y drenaje

La utilización del cárcamo para la instalación de tubería sin lugar a dudas es la mejor opción para la instalación de tubería bajo nivel de piso, pero este debe ser ubicado preferentemente hacia la parte frontal del mueble, lo que permite efectuar cualquier revisión o corrección de fuga o reforma.

El cárcamo debe reunir ciertas características como un sistema de tapa removible, un desnivel adecuado y drenaje, que garantice la evacuación de agua que pueda llegar cuando se someta a limpieza el área.

La tubería debe de ir instalada sobre una base para evitar el apoyo sobre piso y por consiguiente protegerla de la humedad y facilitar una rectificación de fuga.

En este tipo de instalación, se debe evitar las uniones de tubería soldada, un principio similar al de los empalmes en el cableado eléctrico al interior de los ductos de conducción.

Cuando se requiera instalar varios tendidos de tubería, se debe dejar una distancia adecuada que a futuro, de tener que efectuar alguna corrección, ésta sea posible.











INSTALACIÓN DE TUBERÍA CON APOYO EN PISO O PARED.

Un procedimiento inadecuado de instalación, es efectuar el tendido de tubería de refrigeración, pegada al piso o a las paredes de la edificación, este sistema es inadecuado por la dificultad que representa cualquier revisión o corrección de fuga en un acople soldado, o algún trabajo de mampostería que debe efectuarse a la construcción; es un grave error cubrir la tubería con material de mampostería, la detección de una fuga es imposible

Obstáculo en paso de tubería.

Es importante establecer que posibles obstáculos se pueden presentar en el paso de la tubería, con el fin de evitar direccionamiento forzado mediante la utilización de codos, que no solo incrementa los costos, sino que compromete en cierta forma la circulación del refrigerante en el sistema por pérdida de presión.

Se debe evitar el paso entrecruzado con otros sistemas de conducción, tales como: tubería de drenaje, conducción eléctrica, acueducto, combustible, gas, vapor etc.; áreas de mucho tráfico.

Tubería sobre pared o piso

Se debe evitar el tendido de la tubería totalmente apoyada sobre piso y paredes; así mismo la ubicación en la convergencia de paredes o rincones, la tubería debe quedar retirada de la superficie un mínimo de 5cm en pared y 10cm sobre piso, esto para facilitar el acople por soldadura o poder corregir una fuga que se pueda presentar.

Paso de tubería por loza de concreto

Es común instalar la unidad condensadora en un nivel alto y en un nivel bajo la unidad evaporadora y la tubería debe pasar a través de una losa de concreto u hormigón armado, lo que generalmente implica hacer un agujero de paso que por previsión luego de instalada la tubería de cobre, debe ser sellado para evitar el paso de agua lluvia. Lo ideal es realizar un entubado con tubería sanitaria, para luego ser sellado con brea u otro material de fácil remoción de ser necesario.

Al pasar la tubería hacia el otro lado de la loza, debe ser soportada mediante herrajes, tanto de la parte exterior en el punto de paso como la interior, para evitar algún daño o deformación por su propio peso.

En el sistema de punto de apoyo por herraje, cada herraje debe ser instalado a una distocia de 2,5 ó 3,0 metros para evitar deformaciones de la tubería por su propio peso, teniendo la precaución de que el punto de apoyo no quede justo en un acople soldado, el cordón de la soldadura debe ser visible plenamente.


Presentación de tubería

Una correcta instalación de tubería implica un ordenamiento adecuado, se debe evitar el amontonamiento de tubería ya que cualquier trabajo de corrección se hace casi imposible de realizar, sin que se corra el riesgo de comprometer tubería adyacente.

Una tubería ordenada sobre un soporte de apoyo y sujetada de manera adecuada, no solo da presentación al trabajo, sino que garantiza el poder efectuar una reparación y evitar fractura o abolladura

Protección para tubería

Cuando la tubería se encuentra en áreas o sectores de movimiento de carga o desplazamiento de equipos, se debe proteger con una estructura metálica para daños por golpes.

































Adecuación tubería.

Proceso de corte de tubería


En los procesos de instalación de tubería, se debe contar con la herramienta adecuad y una de ellas es un cortador de tubo, que permite un corte limpio uniforme lo que garantiza un acople adecuado en uniones, codos, etc. La tubería NO debe ser cortada con segueta por dos razones básicas:

a) El aserrín o partículas de metal producto del acerrado o corte, contamina la tubería internamente.

b) No siempre es posible lograr un corte perpendicular

c) Por ningún motivo se debe efectuar un corte de tubería instalada con la segueta y muy especialmente en un tramo perpendicular ya que los residuos del corte penetrarían al sistema.

Escariado de la tubería

En el proceso de corte de la tubería, se forma una rebaba producida por el disco o cuchilla del cortatubo; esta rebaba, debe ser retirada y para tal efecto se utiliza una herramienta especial llamada Escariador, para eliminar a rebaba interna y con una lima para la parte externa. Se debe tener precaución en el proceso de eliminación de la rebaba, para no contaminar la tubería internamente con partículas de metal.

La retirar la rebaba (reborde) de la parte exterior formado en el proceso del corte, se puede realizar con una lima, teniendo especial cuidado de no contaminar el tubo internamente con las partículas de metal.


Limpieza de la tubería


Se debe limpiar con un papel de lija, de grano fino o con una almohadilla abrasiva, el extremo de la tubería y el dispositivo a acoplar (Codo, unión et) con el fin de eliminar cualquier suciedad, si se encuentra aceite o grasa se debe utilizar un disolvente que bien puede ser alcohol o thinner, se debe limpiar especialmente el punto de unión con soldadura.

Se debe revisar visualmente si la tubería está perfectamente limpia en su parte interna, cuando la tubería es nueva la parte interna es brillante y cualquier suciedad se puede detectar con facilidad, cuando se trabaja con tubería de segunda o que no ha sido protegida en sus extremos para evitar la entrada de contaminantes, no se puede omitir su limpieza.

Acondicionar una pieza de tela o bayetilla tejida en hilo que no suelte partículas de tejido con una sonda que puede ser alambre eléctrico, es un buen dispositivo para limpiar internamente la tubería, la parte de tenido debe entrar un poco ajustada, para garantizar una buena limpieza de las paredes del tubo.

Cuando se está realizando una instalación y no se alcanza a cerrar el circuito y el trabajo debe quedar pendiente para el otro día, la tubería debe ser sellada en todos los extremos para evitar la entada de contaminantes.
















Calibración de la llama

La aplicación de la soldadura de plata utilizada en refrigeración es una soldadura con un bajo punto de fusión que al ser aplicada se funde por el calor al contacto con la superficie en el punto de unión o ensamble, luego es la superficie metálica la que debe ser calentada para que sea el calor aplicado y no la llama directa la que funda la soldadura.

El punto de unión o junta debe ser calentada en toda la extensión que comprenda a la unión o pega.

Dependiendo del diámetro de la tubería, así mismo se debe calibrar la llama de la antorcha o soplete, y esta se logra, con una calibración adecuada tanto del oxigeno como del acetileno y/o gas propano, según se esté utilizando como combustible uno cualquiera de estos gases.

Se habla de modelos ideales de la llama Oxiacetilénica de acuerdo a la coloración de sus tres componentes básicos entre azul fuerte, amarillo y azul claro; pero es la practica la que de alguna manera nos permite encontrar la llama ideal de acurdo al tipo de soldadura a realizar.

En la soldadura de tubería de cobre con aleación de plata, no se requiere de una llama muy fuerte, u oxidante entendiendo como tal aquella en la cual la parte de la llama conocida como zona reductora (amarilla) desaparece y la llama se torna totalmente azul con una franja más clara hacia el centro; este tipo de llama es identificable porque se escucha un sonido característico por la mayor cantidad de oxigeno.

Esta llama es muy “caliente” y de no tenerse un buen control sobre ella, se puede correr con el riesgo de perforar la superficie a soldar

La temperatura de la llama oxidante o fuerte es de más o menos 3100 ºC , se puede utilizar, cuando se requiere, tapar un poro o una irregularidad en el cardón de soldadura, si tener que aplicar más soldadura o material de aporte; solo fundiendo la soldadura aplicada inicialmente.

Cuando en la llama, se detecta la presencia de humo, es un claro indicio de poco oxigeno y la calibración consiste en abrir un poco la válvula de paso del oxigeno o por el contrario cerrar un poco la válvula de paso del acetileno y/o propano.

Cuando al aplicar la flama, sobre la superficie metálica, esta permanece opaca o se trata de cubrir de hollín, es un indicio que le falta un poco de oxigeno, el punto ideal es cuando la superficie se torna brillante y a partir de este indicio, se debe tomar la decisión de balancear la llama para lograr el calor ideal de fusión de la soldadura, aumentando un poco el paso de oxigeno, o restringiendo el paso del acetileno Y/o propano.

La práctica es la mejor forma de lograr la flama o llama ideal para soldar.




Calentamiento de la tubería:

Se debe buscar un calentamiento homogéneo de la tubería desplazando la llama alrededor para calentar tanto el tubo como el elemento acoplador (codo, unión), la parte del elemento acoplador se debe calentar un poco más, ya que el calor aplicado debe “pasar” a la parte de la tubería que se encuentra en su interior.

La temperatura ideal de la pieza, se puede precisar tocando con la punta de la varilla la parte calentada, para determinar el punto exacto en el cual la soldadura se funde al hacer contacto con la superficie del tubo.

La soldadura debe fluir de forma líquida, se debe hacer un paso rápido de la varilla de soldadura alrededor del punto de unión; en esta fase se debe variar el ángulo de inclinación de la antorcha a unos 45 grados para aprovechar la presión de la llama y el efecto de capilaridad para que la soldadura fundida, penetre entre el tubo y el elemento de unión (codo, unión), teniendo especial cuidado que la soldadura fundida, se deslice hacia el interior sin producir burbujas, y esto se logra aplicando el calor exacto; cuando la llama es muy fuerte, la soldadura liquida tata de formara burbujas y esto no es correcto, se debe recalibrar la llama, casi siempre cerrando un poco la válvula de oxigeno.

Una tubería a prueba de fuga, depende en buena parte de la soldadura que por efecto de la capilaridad logre penetrar entre las dos superficies que se están soldando.

Lograda esta primera fase se debe controlar el calor de la tubería, retirando con ligeros movimientos la llama de la superficie, para disminuir un poco la temperatura y permitir que la soldadura se solidifique paulatinamente y no se chorree.

A partir de este momento se debe efectuar la soldadura propiamente dicha en todo el punto de acople, o escalón para llenarlo con un cardón y afirmar la pega de las dos partes.

Para evitar que el material de aporte se resbale de la superficie soldada, la llama debe ser retirada de manera sucesiva, para dar tiempo a que se solidifique un poco, adquiriendo una forma viscosa, y continúe solidificando en la medida en que se retira la llama y se efectúa el recorrido del cordón.

Cuando se llega al inicio del cordón, se debe pasar un poco la soldadura con el fin de hacer que el material de aporte, una el inicio con el del final y así lograr una soldadura de calidad.

El cordón de soldadura debe cubrir unos dos milímetros de cada lado de la línea de unión, cuando se requiera realizar una soldadura en posición vertical, la varilla de soldadura debe ubicarse ligeramente por encima de la línea de unión, para que al resbalar, se ubique en todo el punto de unió, o escalón.

Si al momento de tantear el calentamiento con la varilla de soldadura, esta trata de quedarse pegada de la superficie a soldar, esto es un claro indicio que le falta calor o al tubo o a la flama y se debe hacer la corrección respectiva, teniendo en cuenta que el objetivo de aplicar calor a las piezas que se desean soldar no es tratar de hacerlo en el menor tiempo posible a una alta temperatura, el calor no debe aplicarse en exceso ya que se corre con el riesgo de cristalizar el material; el calor aplicado, debe corresponder al proceso mismo de fusión de la varilla de soldadura y al tiempo correspondiente para lograr un cardón de soldadura bien aplicado.

Soldadura contra pared o sobre piso

Este tipo de soldadura puede significar un poco de dificultad al momento de realizarla, de ahí la importancia de no apoyar totalmente la tubería a la pared o el piso. En ocasiones se debe recurrir a la colocación de una lámina metálica entre la pared y el tubo, no solo para evitar un daño en la mampostería, sino también para refractar un poco el calor de la llama; para este tipo de soldadura, es conveniente curvar la punta de la varilla de soldadura para facilitar su aplicación. Para este tipo de soldadura, un buen aliado es un espejo que nos permite visualizar el punto de la soldadura y facilitar su aplicación.


Enfriamiento de la tubería


Cuando se requiera enfriar la tubería, el paño húmedo, no debe aplicarse de manera inmediata y directamente sobre la soldadura, esto puede causar un efecto de temple por el choque térmico y perder adherencia.

Cuando un metal ha sido sometido a una alta temperatura y se enfría de manera inmediata, se presenta el efecto de templado lo que produce su endurecimiento y el efecto de contracción brusca del cordón de soldadura, no es recomendable.

Se debe esperar unos cuantos minutos, para hacer la aplicación del paño húmedo, y este se debe aplicar unos 15 o 20 cm distante del cordón de soldadura y en la medida en que no sea necesario el enfriamiento, lo mejor es dejar que el calor se disipe de forma natural.




















Soldar elementos y/o componentes que deben
Ser protegidos del calor



El proceso de instalación de algunos elementos que deben ser soldados, tales como válvulas de expansión, válvulas reguladoras de presión, eliminadores de vibraciones etc., debe realizarse de manera especial, algunos pueden ser desarmados para facilitar su acople por soldadura, como es el caso de algunas válvulas de expansión.

En el caso de los eliminadores de vibración y otros dispositivos, se debe colocar un pedazo de tela o bayetilla previamente humedecida de manera abundante, para contrarrestar el calor al momento de la soldadura, teniendo especial cuidado de aplicar la llama de manera direccionada hacia el tubo y así evitar calentar demasiado la soldadura de acople de la copa al elemento amortiguador del eliminador de vibraciones o los dispositivos internos en caso de las válvulas reguladoras de presión.




Algunas normas de seguridad y procedimiento









En el proceso de soldadura como en cualquier desempeño de instalación, se deben guardar ciertas normas de seguridad, relacionadas con la manipulación del equipo de soldadura (cilindros, mangueras, soplete, manómetros, válvulas ete.

Instalación de tubería aérea

Por el manejo de altas temperaturas, el proceso de soldadura debe hacerse de forma segura, y esto incluye la utilización de algunos elementos de seguridad tales como:

Gafas oscuras: que proteja contra el exceso de luminosidad y contra algún elemento o salpique de soldadura que puede afectar de manera directa los ojos.

Guantes de cuero:

Que protejan las manos de una eventual quemadura por contacto de la tubería caliente o salpique de soldadura.

Camisa de manga larga:

De manera involuntaria se puede producir una quemadura a la altura del brazo o el antebrazo por un desplazamiento involuntario.

Soldadura en altura:

Cuando se realice un proceso de soldadura de tubería que implique la instalación en altura de tubería, se debe utilizar una plataforma o andamio convenientemente asegurado que permita absoluta libertad de movimiento, y de esa manera poder realizar la soldadura de manera continua, caso que no se puede lograr con facilidad cuando se utiliza una escalera; la utilización de escaleras, así sea la denominada de tijera, puede causar un accidente, por ejemplo ante un movimiento instintivo por una quemadura, se puede perder el equilibrio, con todas las implicaciones de caer de cierta altura.

Libertad de manipulación: las manos del operario, solo debe tener, la antorcha o soplete y la varilla de soldadura, el tenerse que asir o sostener casi que guardando el equilibrio es un error.

Manipulación de la manguera en soldadura de altura:

Las manguera ejercen cierta dificultad de manejo en altura, enrollarla en uno de los soportes de la escalera, para contra restar el peso, es un error, un inesperado jalonazo de la manguera que por accidente puede ser halada, puede ocasionar la perdida de estabilidad de la escalera y hacer caer al operario; en estos casos es una buena medida colocar la manguera sobre el hombro lo que igual ayuda a contrarrestar el peso y facilita su manipulación.

Recalentamiento innecesario:

Al momento de efectuar un acople soldado, se debe procurar por realizar de manera simultánea todas las soldaduras de acople aprovechando el calor de la soldadura anterior y de esta manera evitar el tener que calentar la misma pieza dos veces.

Protección del equipo:

Lo correcto es que los cilindros de oxigeno y acetileno y/o propano estén montados sobre un dispositivo de desplazamiento y debidamente asegurados para evitar un volcamiento; se debe evitar su ubicación cerca a un elemento de irradiación de calor o expuestos a la luz solar en prevención de una explosión por elevación de la presión interna en los cilindros por el calentamiento de los gases (oxigeno-acetileno).
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