GTC110

GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA

GTC 110 2004-12-01

GUÍA PARA LA SOLDADURAS

E:

INSPECCIÓN

VISUAL

DE

GUIDE FOR THE VISUAL EXAMINATION OF WELDS

CORRESPONDENCIA: CORRESPONDENCIA:

esta guía es una adopción idéntica (IDT) por traducción, respecto a su documento de referencia, la norma AWS B 1.11: 2000.

DESCRIPTORES: DESCRIPTORES:

soldaduras; inspección visual.

I.C.S.: 25.160.01 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

Prohibida su reproducción

Editada 2004-12-13

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La GTC 110 fue ratificada por el Consejo Directivo del 2004-12-01. Esta guía está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron colaboraron en el estudio de esta guía a través de su participación en el Comité Técnico 05 Soldadura ACS ELECTROMANUFACTURAS S.A. EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ACERÍAS DE COLOMBIA ACERÍAS PAZ DEL RÍO AGAFANO ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALES –ANDI– ATM INGENIERÍA LTDA. CDP DE FUNDICIÓN Y SOLDADURA Y UNIVERSIDAD DEL VALLE CINSA CODENSA CORPACERO CQA LTDA. CRYOGAS S.A. ECOPETROL ELECTRODOS OERLIKON DE COLOMBIA LTDA. GAS NATURAL S.A. E. S. P. IMG S.A.

INSPEQ INGENIERÍA LTDA. J&W INGENIEROS LTDA. MECÁNICOS ASOCIADOS S.A. NATIONAL MECHANICAL BOARD E. U. PROMIGAS SAGER S. A. SENA SIDOR SOLDADURAS MEGRIWELD TECNICONTROL TENCO TUBOS DEL CARIBE UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE UNIVERSIDAD DEL NORTE UNIVERSIDAD LIBRE UNIVERSIDAD NACIONAL

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La GTC 110 fue ratificada por el Consejo Directivo del 2004-12-01. Esta guía está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron colaboraron en el estudio de esta guía a través de su participación en el Comité Técnico 05 Soldadura ACS ELECTROMANUFACTURAS S.A. EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ACERÍAS DE COLOMBIA ACERÍAS PAZ DEL RÍO AGAFANO ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALES –ANDI– ATM INGENIERÍA LTDA. CDP DE FUNDICIÓN Y SOLDADURA Y UNIVERSIDAD DEL VALLE CINSA CODENSA CORPACERO CQA LTDA. CRYOGAS S.A. ECOPETROL ELECTRODOS OERLIKON DE COLOMBIA LTDA. GAS NATURAL S.A. E. S. P. IMG S.A.

INSPEQ INGENIERÍA LTDA. J&W INGENIEROS LTDA. MECÁNICOS ASOCIADOS S.A. NATIONAL MECHANICAL BOARD E. U. PROMIGAS SAGER S. A. SENA SIDOR SOLDADURAS MEGRIWELD TECNICONTROL TENCO TUBOS DEL CARIBE UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE UNIVERSIDAD DEL NORTE UNIVERSIDAD LIBRE UNIVERSIDAD NACIONAL

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


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CONTENIDO 1.

GENERAL

1.1

APLICACIÓN

1.2

OBJETO

1.3

SEGURIDAD Y SALUD

1.4

REFERENCIAS NORMATIVAS

2.

PREREQUISITOS

2.1

GENERALIDADES

2.2

AGUDEZA VISUAL

2.3

EQUIPO

2.4

EXPERIENCIA Y ENTRENAMIENTO

2.5

PROCEDIMIENTOS

2.6

PROGRAMAS DE CERTIFICACIÓN

2.7

SEGURIDAD

3.

LOS FUNDAMENTOS DE LA INSPECCIÓN VISUAL

3.1

GENERALIDADES

3.2

ANTES DE LA SOLDADURA

3.3

DURANTE LA SOLDADURA

3.4

DESPUÉS DE LA SOLDADURA

4.

CONDICIONES SUPERFICIALES DE LA SOLDADURA

4.1

GENERALIDADES


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4.2

POROSIDAD

4.3

FUSIÓN INCOMPLETA

4.4

PENETRACIÓN INCOMPLETA EN LA UNIÓN

4.5

SOCAVADO

4.6

CONCAVIDAD

4.7

TRASLAPE

4.8

LAMINACIÓN

4.9

REBABAS Y TRASLAPES

4.10

GRIETAS

4.11

INCLUSIONES DE ESCORIA

4.12

EXCESIVA SOBREMONTA

4.13

CONVEXIDAD Y CONCAVIDAD

4.14

CHOQUE ACCIDENTAL DEL ARCO

4.15

SALPICADURA

4.16

EXCESO DE PENETRACIÓN

4.17

TAMAÑO DE LA SOLDADURA

4.18

OXIDACIÓN DE LA SUPERFICIE

5.

EQUIPO DE INSPECCIÓN

5.1

INTRODUCCIÓN

5.2

CALIBRACIÓN Y MANEJO DE LOS INSTRUMENTOS DE INSPECCIÓN

5.3

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN LINEAL

5.4

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA

5.5

GALGAS PARA SOLDADURA

5.6

FIBROSCOPIO Y BOROSCOPIO


5.7

MEDIDORES DE FERRITA

5.8

FUENTES DE ILUMINACIÓN

5.9

AMPERÍMETROS

6.

REGISTROS

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FIGURAS 1.

Porosidad dispersa.

2.

Presentación en la superficie de porosidad tubular

3.

Porosidad alineada con grieta

4.

Porosidad alargada

5.

Variadas localizaciones de fusión incompleta

6.

Fusión incompleta

7.

Fusión incompleta en la cara de raíz

8.

Fusión incompleta entre pases de soldadura

9.

Fusión incompleta entre entre la soldadura y el metal base

10.

Unión con penetración incompleta

11.

Unión con penetración incompleta con inserto consumible

12.


13.

Ejemplos de socavado

14.

Socavado en el pie de una soldadura en filete

15.

Concavidad

16.

Concavidad en acero utilizando proceso FCAW

17.

Traslape

18.

Traslape


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19.

Laminaciones

20.

Tipos de grietas

21.

Grietas longitudinales y transversales

22.

Grietas longitudinal y porosidad lineal

23.

Grietas transversales

24.

Grieta de garganta

25.

Grieta cráter

26.

Grieta longitudinal propagada desde una grieta cráter.

27.

Grieta de borde (pie)

28.

Grieta de borde (pie)

29.

Grietas por desgarre interno

30.

Inclusiones de escoria

31.

Sobremonta en la soldadura

32.

Soldadura de filete convexa

33.

Convexidad

34.

Soldadura en filete cóncava

35.

Salpicadura

36.

Exceso de penetración

37.

Superficie de oxidación (sugaring) en soldadura de acero inoxidable en proceso GTAW

38.

Tiza térmica

39.

Termómetros de contacto en la superficie

40.

Pirómetro

41.

Evaluación de la convexidad en una soldadura en filete

42.

Evaluación de la concavidad en una soldadura en filete


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43.

Galga multipropósito

44.

Galga cónica

45.

Galga para medir desalineamiento (Hi-Lo)

46.

Uso de un fibroscopio

47.

Medidor de ferrita (Ferritescope)

48.

Pinza amperimétrica


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GUÍA PARA LA INSPECCIÓN VISUAL DE SOLDADURAS

1.

GENERAL

1.1

APLICACIÓN

La información contenida en esta guía se aplica a las funciones y responsabilidades generales de inspectores visuales de soldadura, y es útil a aquellos que llevan a cabo sus deberes y responsabilidades definidas en códigos o especificaciones particulares. Este documento está dirigido principalmente a los responsables de la aceptación final de soldaduras. Sin embargo, el uso de este documento podría beneficiar a todos los soldadores, los supervisores, los técnicos, y los ingenieros que requirieren inspeccionar rutinariamente el trabajo realizado por ellos o bajo su autoridad. Este documento proporcionará las pautas generales para el examen visual de soldaduras. El inspector debería tener el conocimiento de cada uno de los principios y métodos de inspección requeridos para una soldadura en particular. Es responsabilidad de los encargados de la administración y supervisión de la inspección cerciorarse de que los principios y los métodos que se exponen son entendidos y se aplican uniforme y apropiadamente. Esta responsabilidad incluye también la calificación y certificación de inspectores, donde tal certificación es requerida por los códigos, por las especificaciones o por las reglamentaciones. Los documentos del contrato deberían especificar los requisitos para el examen visual. En ausencia de tales requisitos, el fabricante debería establecer por escrito la extensión y los métodos de examen requeridos. Los estándares de aceptación deberían ser entendidos claramente tanto por el fabricante como por el cliente, antes de iniciar cualquier soldadura. Esto se hace no sólo para lograr mayor efectividad en el uso de los métodos de inspección, sino, también, para prevenir desacuerdos sobre si una soldadura es satisfactoria de acuerdo con las especificaciones del contrato. 1.2

OBJETO

Esta guía incluye un resumen de los prerrequisitos fundamentales para el personal que realiza inspección visual en soldaduras. Tales prerrequisitos incluyen las limitaciones o las capacidades físicas, así como también el conocimiento técnico, entrenamiento, la experiencia, el juicio y la certificación del personal.

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Esta guía proporciona, esencialmente, una introducción a la inspección visual de soldadura. Esta inspección tiene tres categorías, basadas en el momento en que ellas se realizan, como sigue: (1) antes de la soldadura, (2) durante la soldadura, y (3) después de la soldadura. Se presenta un estudio amplio acerca de las condiciones de la superficie soldada, el cual incluye una alusión a la terminología de uso frecuente, relacionada con las condiciones “deseables” y las condiciones que “no son aconsejables”. La inspección visual puede ser realizada por diferentes personas u organizaciones. En el personal que realiza la inspección visual se incluye a soldadores, supervisores de soldadura, el contratista e inspector de soldadura, el comprador y representante por parte del cliente, o el inspector regulativo (interventor). Para simplificar, este personal será referenciado como inspectores visuales en el resto de este documento, pues ellos son quienes realizan la inspección visual. Los documentos de fabricación, las especificaciones del contrato, y las agencias regulativas pueden especificar quién realiza las inspecciones finales. También se proporciona una revisión de equipos de ayuda para inspección visual, usados rutinariamente, tales como galgas y equipos de iluminación. La documentación formal de los resultados de la inspección visual está en el numeral 6, Registros. Finalmente, la guía sugiere lecturas o referencias adicionales que pueden proporcionar requisitos más detallados para aplicaciones específicas de inspección visual. 1.3

SEGURIDAD Y SALUD

Este documento técnico no incluye todos los riesgos de salud ocasionados por la soldadura. La información pertinente se puede encontrar en la NTC 4066 (ANSI Z49.1) y otros documentos concernientes a la seguridad, incluidas reglamentaciones nacionales. 1.4

REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección). NTC 2229, Metalurgia. Soldadura. Terminología y definiciones (AWS A3.0). NTC 2290: 2003, Electrodos de acero inoxidable para soldeo por arco con electrodo revestido. (AWS A5.4). NTC 4066, Seguridad en la soldadura y el corte. (ANSI/ASC Z49.1). AWS A4.2, Standard Procedures for Calibrating Magnetic Instruments to Measure the Delta Ferrite Content of Austenitic and Duplex Austenitic-Ferritic Stainless Steel Weld Metal. AWS D10.11, Root Pass Welding and Gas Purging of Piping. AWS QC-1, Standard for AWS Certification of Welding Inspectors. 2.

PRERREQUISITOS

2.1

GENERALIDADES

Como con cualquier otro método no destructivo de inspección, hay varios requisitos previos que se deberían tener en cuenta antes de una inspección visual. En los párrafos siguientes se plantean parte de los atributos más comunes por considerar. 2

GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA 2.2

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AGUDEZA VISUAL

Uno de los prerrequisitos más obvios es que el inspector visual debería tener la agudeza visual suficiente para realizar una inspección adecuada. Deberían darse las consideraciones para visión cercana y lejana con visión natural o corregida. Un examen visual, periódico y documentado de la agudeza visual es un requisito de muchos códigos y especificaciones, y se considera, generalmente, una buena práctica. 2.3

EQUIPO

La inspección visual puede requerir el uso de herramientas o equipo especiales. Las herramientas o equipos dependen en la aplicación y el grado de la certeza requerida. Algunas herramientas pueden necesitar ser calibradas antes de usarse. Aunque esta guía presenta un resumen de ayudas visuales para la inspección, hay muchos conceptos diferentes y equipos variados. Como regla general, esas herramientas se deberían usar cuando: (1) cumple con los requisitos de proyecto, (2) son adecuadas para la exactitud buscada, y (3) satisface la necesidad de la inspección. 2.4

EXPERIENCIA Y ENTRENAMIENTO

Otro prerrequisito obvio es que el inspector visual debería tener el suficiente conocimiento y la habilidad para realizar un examen exitoso. El conocimiento y la habilidad se pueden impartir o pueden ser obtenidos por un proceso educativo y de entrenamiento. Cualquier método se puede realizar en un salón de clase o en el trabajo. Son muchos los métodos y procesos para impartir u obtener conocimiento que permiten adquirir la habilidad necesaria, pero el arte de supervisar no siempre es fácil. Debería tenerse en cuenta el tiempo en el que los individuos captan apropiadamente los puntos clave tales como: (1) la preparación de la unión, (2) precalentamiento de la soldadura, (3) temperatura entre pases, (4) distorsión de soldadura (5) consumible de soldadura, (6) materias bases, (7) estándares de trabajo. 2.5

PROCEDIMIENTOS

El desarrollo de procedimientos estándar cubre metodología de inspección y criterios de aceptación con consistencia y precisión. Tales procedimientos son preparados, normalmente, por el empleador, y se componen típicamente de las instrucciones detalladas que interrelacionan los variados procesos de fabricación, los requisitos detallados del cliente, y los criterios de la inspección de la línea básica. Los ítemes tales como quién realiza una inspección, cuándo realizar una inspección, y cómo y dónde realizar una inspección están incluidos en el procedimiento. Como mínimo, los procedimientos estándares deberían incluir: los estándares de la habilidad; las listas de chequeo, y los requisitos del equipo de inspección. Cuándo los procedimientos escritos no están disponibles, los inspectores pueden trabajar directamente con códigos y especificaciones. 2.6

PROGRAMAS DE CERTIFICACIÓN

Para asegurar que los inspectores visuales sean calificados (eso es, que se obtenga y mantenga un número suficiente de prerrequisitos), puede ser deseable tener el personal de inspección visual certificado formalmente. Los documentos del contrato, los estándares de la fabricación, o las agencias reguladoras podrían requerir calificaciones especiales para los inspectores visuales. Varios estándares ofrecen programas de certificación, tal como AWS QC1, Standard for AWS Certification of Welding Inspectors .

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SEGURIDAD

Los inspectores visuales deberían recibir entrenamiento suficiente en prácticas de seguridad en procesos de soldadura. Hay muchos peligros potenciales que se presentan (la electricidad, los gases, los vapores, la luz ultravioleta, el calor, etc.) Todo personal que trabaja en, o está expuesto a un ambiente de soldadura debería buscar la instrucción en la seguridad de ésta. 3.

LOS FUNDAMENTOS DE LA INSPECCIÓN VISUAL

3.1

GENERALIDADES

La inspección visual revela fallas en la superficie, y es una indicación valiosa sobre la calidad de la soldadura. Es un método sencillo, accesible y de bajo costo, pero requiere un inspector entrenado. Adicionalmente, puede ser un recurso excelente del control del proceso para evitar problemas posteriores de fabricación y evaluar la mano de obra. La inspección visual identifica sólo discontinuidades de superficie. Consecuentemente, cualquier programa concienzudo del control de la calidad debería incluir una secuencia de inspecciones realizadas durante todas las fases de fabricación. Un plan para la inspección debería establecer los puntos de soporte que permitan la inspección visual antes de las operaciones subsiguientes. Un programa de inspección visual concienzudo, antes y durante la soldadura, puede reducir los costos al revelar tempranamente los defectos en la superficie, en el proceso de fabricación. 3.2

ANTES DE LA SOLDADURA

Antes de la soldadura, algunos ítemes típicos requieren atención por parte del inspector visual, estos deberían incluir lo siguiente: 1)

revisión de dibujos y especificaciones;

2)

verificación de procedimientos y realización de las calificaciones;

3)

determinación de los puntos de espera, si se requiere;

4)

definición de un plan de documentación;

5)

revisión de la documentación del material;

6)

revisión del material base;

7)

revisión de la preparación y la alineación de las uniones;

8)

revisión del almacenamiento de soldaduras consumibles.

Si el inspector presta atención particular a estos ítemes preliminares, muchos problemas que quizás ocurran pueden ser prevenidos. Es importante que el inspector revise los documentos para determinar los requisitos del trabajo. Se debería establecer un sistema para asegurar que se producen los registros exactos y completos. 3.2.1 Dibujos de revisión y especificaciones El inspector debería tener copias de los dibujos y las especificaciones, o tener acceso a ellos, para revisarlos periódicamente. La información debería incluir detalles de la soldadura, los 4


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requisitos de materiales, los requisitos de la inspección, las dimensiones, y los requisitos de calificación. 3.2.2 Procedimiento de chequeo y realización de la calificación El inspector debería revisar los procedimientos de soldadura y registros de calificación del soldador, para asegurar que las calificaciones reúnan los requisitos de la especificación del trabajo. 3.2.3 Establecer punto de espera Se deberían considerar los puntos de espera o los puntos de chequeo cuando la inspección se lleva a cabo antes de que se realice cualquier etapa de fabricación. Se deberían establecer los puntos de espera para la inspección del trabajo que llegará a ser inaccesible para la inspección porque será cubierto por el trabajo subsiguiente. 3.2.4 Establecimiento del plan de documentación Puede ser necesario registrar algunos resultados de la inspección. Esta documentación proporcionará los datos requeridos para la aceptación final. 3.2.5 Revisión de la documentación de materiales El inspector debería verificar que los materiales correctos se ordenaron, fueron recibidos y se utilizaron durante la fabricación. 3.2.6 Verificación del material base Antes de la soldadura, se debería examinar el material base, para detectar posibles discontinuidades inaceptables tal como laminaciones, rebabas, traslapes, y grietas. 3.2.7 Verificación de la preparación y alineación de la unión La preparación y la alineación de la unión son críticas en la producción de una soldadura sana. Los ítemes que se pueden considerar antes de la soldadura incluyen: 1)

ángulo del bisel,

2)

abertura de la raíz,

3)

alineación de la unión,

4)

respaldo,

5)

inserto consumible,

6)

limpieza de la unión,

7)

punteada de la unión,

8)

precalentamiento (cuando se requiere).

Todos estos factores podrían tener un apoyo directo en la calidad del resultado de la soldadura. Si el ajuste de la unión es pobre, se debería corregir antes de soldar. El cuidado adicional 5


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durante el ensamble puede mejorar significativamente la eficacia de la soldadura. A veces, la inspección de la unión antes de la soldadura revelará las irregularidades dentro de las limitaciones del código, pero éstas llegan a ser áreas de interés y se pueden vigilar detenidamente durante pasos posteriores. Por ejemplo, si una unión en T exhibe la máxima abertura de raíz, el tamaño requerido de filete puede ser aumentado por la cantidad actual del tamaño de la abertura de raíz. Los inspectores solo conocerán de tal condición si ellos verificaron el ensamble de la unión. La unión soldada se debería marcar de conformidad con el plano, para que el tamaño correcto de soldadura se pueda verificar durante la inspección final. 3.2.8 Revisión del almacenamiento de los consumibles de la soldadura Los consumibles de soldadura se deberían almacenar de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, los códigos aplicables, y los requisitos del contrato. 3.3

DURANTE LA SOLDADURA

Durante la soldadura, algunos ítemes típicos requieren atención de los responsables de la calidad de la soldadura; deberían incluir lo siguiente: 1)

verificación de las temperaturas de precalentamiento y entre pases;

2)

verificación de acuerdo con la Especificación del Procedimiento de Soldadura (WPS);

3)

inspección del pase de raíz de la soldadura;

4)

inspección de los pases de soldadura;

5)

inspección del lado posterior antes de soldar.

Si se ignora cualquiera de estos factores, podrían tenerse como resultado discontinuidades que causarían serias degradaciones en la calidad. 3.3.1 Verificación del precalentamiento y las temperaturas entre pases Cuándo se requiera por el código de referencia, por documentos de contrato, o por la Especificación del Procedimiento de Soldadura, las temperaturas de precalentamiento y entre pases deberían ser verificadas por el inspector. Véase el numeral 5.4, Instrumentos de medición de la Temperatura , para verificar las temperaturas. 3.3.2 Verificación de la conformidad con la Especificación del Procedimiento de Soldadura Verifique que la operación de soldadura esté de acuerdo con la Especificación del Procedimiento de Soldadura. Se deberían verificar las variables como los consumibles, la velocidad de alimentación del alambre, el diseño de la unión, las características eléctricas, y la técnica, entre otros. 3.3.3 Inspección de la soldadura del pase de raíz Una gran variedad de defectos que se descubren en la soldadura están asociados con el pase de raíz. Un buen examen visual posterior a la aplicación del pase de raíz de soldadura expondría el problema para proceder a la corrección. 6


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3.3.4 Inspección de las capas de soldadura Para evaluar los progresos del trabajo de soldadura, es importante examinar visualmente cada capa. Esto también ayuda a verificar si hay una limpieza adecuada entre los pases. Esto puede ayudar a prevenir la aparición de inclusiones de escoria en la soldadura final. 3.3.5 Examine el lado opuesto antes de soldar Podrían existir condiciones críticas en la raíz de una unión. Esta área se debería examinar después de la remoción de la escoria y otras irregularidades, con el fin de asegurar que todas las discontinuidades se han eliminado y que el contorno de la excavación proporciona el acceso para la soldadura subsiguiente. 3.4

DESPUÉS DE LA SOLDADURA

Después de soldar, el inspector visual debería prestar atención a algunos ítemes típicos que incluyen lo siguiente: 1)

examen de la calidad de la superficie soldada,

2)

verificación de las dimensiones de la soldadura,

3)

verificación de la exactitud dimensional,

4)

revisión de los requisitos subsiguientes.

3.4.1 Examen de la calidad de la superficie soldada Se inspecciona visualmente la superficie de la soldadura y se verifica que la concavidad y convexidad del contorno de la soldadura reúnan los criterios de aceptación requeridos por los documentos del contrato. A los estándares de mano de obra podrían adicionarse ítemes tales como rugosidad de la superficie, la salpicadura de soldadura, y los choques del arco. La mayoría de los códigos y especificaciones describen el tipo y el tamaño de discontinuidades que son aceptables. Muchas de estas discontinuidades pueden ser encontradas por inspección visual de la soldadura terminada. Las siguientes son discontinuidades típicas encontradas en la superficie de soldaduras: 1)

porosidad,

2)

fusión incompleta,

3)

penetración incompleta de la unión,

4)

socavado,

5)

concavidad,

6)

traslapadura,

7)

grietas,

8)

inclusiones metálicas y no metálicas,

9)

sobremonta excesiva. 7


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3.4.2 Verificación de las dimensiones de la soldadura Para determinar si la conformidad se ha obtenido, el inspector debería verificar si todas las soldaduras reúnen los requisitos de planos en cuanto a tamaño, longitud, y ubicación. Los tamaños de la soldadura de filete se pueden determinar usando uno de varios tipos de galgas para soldadura que se discuten luego. Las soldaduras a tope deberían ser llenadas en toda la sección transversal de la unión, o cuando sea especificado, y las sobremontas de la soldadura no deberían ser excesivas. Algunas condiciones pueden requerir el uso de galgas especiales de soldadura para verificar estas dimensiones. 3.4.3 Verificación de la exactitud dimensional La inspección final de una soldadura debería incluir la verificación de las dimensiones de acuerdo con el plano. 3.4.4 Revisión de los requisitos subsiguientes Se revisa la especificación para determinar si se requieren procedimientos adicionales. Tales procedimientos pueden incluir tratamientos térmicos después de la soldadura, examen no destructivo, pruebas, y otros. Cuando el inspector de soldadura es responsable de la aceptación final, debería verificar que cada una de estas operaciones subsiguientes haya sido realizada. 4.

CONDICIONES SUPERFICIALES DE LA SOLDADURA

4.1

GENERALIDADES

Esta sección se relaciona sólo con discontinuidades que puedan ser o no ser clasificadas como defectos (rechazables) basándose en requisitos de especificaciones o códigos. La intención es dar información e instrucción, y su objetivo es ayudar en la identificación de estas discontinuidades. Estas últimas pueden ocurrir en cualquier ubicación o punto de la soldadura. La inspección visual, después de realizada la soldadura, se limita a la condición de la superficie de la soldadura. Encontrar discontinuidades en la superficie requiere que una inspección visual sea complementada por otros métodos de END (Ensayos No Destructivos). Una discontinuidad es una interrupción de la estructura típica de un material, tal como falta de homogeneidad en las características mecánicas, metalúrgicas, o en las características físicas. Una discontinuidad no es necesariamente un defecto. Las discontinuidades originan el rechazo del elemento sólo si exceden o no cumplen los requisitos de la especificación en cuanto al tipo, el tamaño, la distribución, o la ubicación. Un defecto es una discontinuidad que por naturaleza o efecto acumulado (por ejemplo, la longitud total de la grieta) desgarra una parte, o el producto es incapaz de reunir los mínimos estándares o especificaciones de aceptación aplicables. El término defecto designa un rechazo. Las discontinuidades en el metal base y en el metal de aporte de tipos específicos son más comunes cuando se usan ciertos procesos de soldadura y detalles de uniones. Condiciones tales como restricción elevada y acceso limitado a porciones de la unión, pueden conducir a una incidencia más alta que la normal de las discontinuidades en el metal base y en el metal de aporte. Por ejemplo, las uniones soldadas altamente restringidas son más propensas a agrietarse. Cada tipo general de discontinuidad se discute en detalle en esta sección. Otros documentos pueden usar una terminología diferente para algunas de estas discontinuidades; sin embargo, cuando sea 8


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posible, se debería usar la terminología como se encuentra en la NTC 2229 (AWS A3.0), por si persiste alguna confusión. Un ejemplo de terminología adicional se encuentra en AWS D1.1, Standard Welding Code - Steel . En este código, la discontinuidad tipo fusión es un término general que se utiliza para describir varias discontinuidades, incluidas: inclusiones de escoria, fusión incompleta, penetración incompleta de la unión, y discontinuidades alargadas en la fusión de la soldadura. 4.2

POROSIDAD

La porosidad es una discontinuidad tipo cavidad, formada cuando se atrapa gas durante la solidificación o en un depósito de rocío térmico. La discontinuidad es generalmente esférica pero podría ser alargada. Una causa común de porosidad es la contaminación durante el proceso de soldadura. La porosidad no es considerada, generalmente, tan perjudicial como otras discontinuidades, debido a su forma, ya que no ocasiona concentración severa de esfuerzos. La porosidad es una indicación que permite saber que los parámetros de soldadura, los consumibles de soldadura, o la preparación de la unión no fueron apropiadamente controlados para el proceso de soldadura seleccionado, o que el metal base estaba contaminado, o que el metal de aporte tiene una composición no compatible con el metal base. La porosidad es un indicador de la calidad aparente de una soldadura, sin ser considerado una discontinuidad severa. Cuando se describen la forma y la orientación de poros individuales o la serie geométrica de poros adyacentes, se proporciona información importante con respecto a la causa del problema. Un ejemplo de esta utilidad es la distinción entre porosidad alargada y porosidad tubular. Ambas tienen sus largos mayores que sus anchos, pero difieren en su orientación con respecto al eje de la soldadura. También se diferencian en cuanto a cómo se originaron. Para prevenir estos detalles adicionales, un inspector suministra mayor información que la que requeriría normalmente, pero esto puede ser útil en la determinación de la acción correctiva por tomar. 4.2.1 Porosidad dispersa La Figura 1 ilustra la porosidad dispersa, la cual está distribuida uniformemente a través del metal de aporte.

Figura 1. Porosidad dispersa

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4.2.2 Porosidad agrupada La porosidad agrupada es un arreglo localizado de porosidad que tiene una distribución geométrica aleatoria. 4.2.3 Porosidad tubular La Figura 2 ilustra la porosidad tubular, la cual es una forma de porosidad cuyo largo es mayor que su ancho y, se ubican aproximadamente perpendicular a la cara de la soldadura. La porosidad tubular puede ser también referida como porosidad vermicular.

Figura 2. Presentación en la superficie de porosidad tubular

4.2.4 Porosidad alineada La Figura 3 ilustra la porosidad alineada, la cual hace referencia a la porosidad orientada en una línea. Los poros pueden ser esféricos o alargados. La porosidad alineada es conocida como porosidad lineal.

Figura 3. Porosidad alineada con grieta

4.2.5 Porosidad alargada La Figura 4 ilustra la porosidad alargada, la cual es una forma de porosidad cuyo largo es mayor a su ancho, y se ubica aproximadamente paralela al eje de la soldadura. La Figura muestra una porosidad alargada formada entre la escoria y la superficie del metal de aporte. Esta porosidad también se puede formar debajo de la superficie del metal de aporte. 10


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Figura 4. Porosidad alargada

4.3

FUSIÓN INCOMPLETA

La fusión incompleta es una discontinuidad de la soldadura, en la cual la fusión no ocurrió entre el metal de aporte y las caras de fusión o entrepases. Los ejemplos de la fusión incompleta se muestran en la Figura 5-9. Estas son el resultado de técnicas inapropiadas de soldadura, preparación inapropiada del metal base, o un diseño de una unión inapropiada. Las deficiencias causantes de la fusión incompleta pueden ser: el calor insuficiente de la soldadura, la falta del acceso a todas las caras de la fusión, o ambos. A menos que la unión se limpie apropiadamente, los óxidos adheridos pueden impedir la fusión completa, aún cuando haya el acceso y el calor apropiado para soldar. Varias localizaciones de fusión incompleta

Varias localizaciones de fusión incompleta Figura 5. Variadas localizaciones de fusión incompleta

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Figura 6. Fusión incompleta

Figura 7. Fusión incompleta en la cara de raíz

Figura 8.Fusión incompleta entre pases de soldadura

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Figura 9.Fusión incompleta entre la soldadura y el metal base

4.4

PENETRACIÓN INCOMPLETA EN LA UNIÓN

La penetración incompleta en la unión es una condición de la raíz, en la cual el metal de aporte no se extiende a través de todo el espesor de la unión. El área no penetrada ni fundida es una discontinuidad descrita como penetración incompleta en la unión. Los ejemplos de la penetración incompleta se ilustran en las Figuras 10 a la 12; pueden resultar del calor insuficiente al soldar, un diseño inapropiado de la unión (por ejemplo, un espesor que el arco de soldadura no puede penetrar), o un control lateral inapropiado del arco de soldadura. Algunos procesos de soldadura tienen mayor penetración que otros. Para uniones soldadas por ambos lados, se podría especificar un pase de respaldo antes de soldar el segundo lado, para asegurar que no se presente penetración incompleta en la unión. Las soldaduras que requieran tener una penetración completa son examinadas comúnmente por algún método no destructivo.



Figura 10. Unión con penetración incompleta

13


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Figura 11. Unión con penetración incompleta con inserto consumible

Figura 12. Unión con penetración incompleta

4.5

SOCAVADO

El socavado es una muesca fundida dentro del metal base, adyacente al borde o a la raíz de la soldadura que deja una concavidad en el metal de aporte. Esta muesca crea una entalla mecánica que es un concentrador de esfuerzos. Los ejemplos de socavado se ilustran en las Figuras 13 y 14. Cuando el socavado es controlado entre los límites de la especificación, no se considera un defecto. El socavado se asocia, generalmente, con parámetros o técnicas inadecuadas en la ejecución de la soldadura, valores de corrientes o voltajes excesivos, o la combinación de ambos.

14


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Socavado Socavado

Figura 13. Ejemplos de socavado

Figura 14. Socavado en el pie de una soldadura en filete

4.6

CONCAVIDAD

La concavidad es una condición en la cual la cara de la soldadura o superficie de la raíz de una soldadura a tope se extiende debajo de la superficie adyacente del metal base. Resulta del fracaso del soldador para completar la unión de la soldadura. Los ejemplos de concavidad se ilustran en las Figuras 15 y 16.

15


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Concavidad

Concavidad Concavidad

Figura 15. Concavidad

Figura 16. Concavidad en acero utilizando proceso FCAW

4.7

TRASLAPE

El traslape es la protuberancia de metal no fundido al lado de borde (pie) de la soldadura o en la raíz de ésta. El traslape es una discontinuidad de la superficie, que forma una entalla mecánica y casi siempre se considera como rechazable. Dos causas comunes de traslape podrían ser: una velocidad insuficiente de recorrido y una preparación inadecuada del metal base. Los ejemplos de traslape se ilustran en las Figuras 17 y 18.

16


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Traslape Traslape

Figura 17. Traslape

Figura 18. Traslape

4.8

LAMINACIÓN

La laminación es un tipo de discontinuidad del metal base con separación o debilidad, que se alinea, generalmente, paralela a la superficie trabajada de un metal. Las laminaciones se forman cuando existen vacíos por un gas, cavidades por contracción, inclusiones no metálicas en el lingote original o planchas o barras que son laminadas. Las laminaciones pueden ser completamente internas, y se detectan, usualmente, por una inspección de ultrasonido. Estas se pueden extender también a un borde o a un extremo, donde son visibles desde la superficie y pueden ser detectadas por inspección visual, líquidos penetrantes o partículas magnéticas. Las laminaciones internas pueden ser encontradas cortando o maquinando. En la Figura 19 se muestra una laminación expuesta por un corte, mediante corte por oxicombustible. 17


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Una delaminación es la separación de una laminación bajo esfuerzos.

Figura 19. Laminaciones

4.9

REBABAS Y TRASLAPES

Las rebabas y los traslapes son discontinuidades del metal base que podrían ser encontradas en los productos laminados, trefilados y forjados. Estos difieren de las laminaciones en que aparecen sobre la superficie del producto trabajado. Lo crítico de la rebaba y el traslape depende de su orientación, tamaño, y la aplicación de la soldadura. Aún cuando las rebabas y los traslapes son discontinuidades en la superficie, éstas podrían ser detectadas solamente después de las operaciones de fabricación tales como doblado, laminado o limpieza con chorro de arena ( Sand Blasting). Soldar sobre rebabas y traslapes puede causar agrietamiento, porosidad, o ambas. 4.10

GRIETAS

Las grietas están definidas como discontinuidades tipo fractura, caracterizadas por una esquina aguda y una gran relación entre el largo y el ancho para iniciar una falla. Estas pueden ocurrir en el metal de aporte, en la zona afectada por calor, y el metal base, cuando los esfuerzos localizados excedieron el último esfuerzo del material. El agrietamiento se inicia, frecuentemente, por concentración de esfuerzos causados por otras discontinuidades o entallas mecánicas cercanas, asociadas con el diseño de la soldadura. Los esfuerzos que causan agrietamiento podrían ser residuales o aplicados. Los esfuerzos residuales resultan como producto de restricciones causadas por la unión y la contracción térmica de la soldadura después de la solidificación. Las soldaduras con grietas exhiben una deformación plástica pequeña. Algunos tipos de grietas se ilustran en la Figura 20. Si se encuentra una grieta durante el proceso de soldado, ésta deberá ser removida completamente antes de continuar soldando.

18


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2 10 13 2 5 13

13

3 11 6 13 7 13

LEYENDA:

9 3 6

12

1. GRIETA DE CRATER 2. GRIETA EN LA CARA 3. GRIETA EN LA ZONA AFECTADA POR EL CALOR 4. DESGARRES LAMINARES 5. GRIETA LONGITUDINAL 6. GRIETA DE RAÍZ 7. GRIETA EN LA SUPERFICIE DE LA RAIZ 8. GRIETA EN LA GARGANTA 9. GRIETA EN EL BORDE 10. GRIETA TRANSVERSAL 11. GRIETA POR DESGARRE INTERNO 12. GRIETA EN LA INTERFASE DE LA SOLDADURA 13. GRIETA EN EL METAL DE APORTE

3

1

4 2 5 8 13

Figura 20. Tipos de grietas

4.10.1 Orientación Las grietas podrían ser descritas como longitudinales o transversales, según su orientación. Grieta transversal Grieta longitudinal

Grieta longitudinal

Figura 21. Grietas longitudinales y transversales

19

Grieta transversal


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Cuando una grieta está paralela al eje de la soldadura, se denomina grieta longitudinal, independientemente de si se trata de una grieta centrada en el metal de aporte o es una grieta en el borde (pie) de la zona afectada por el calor en el metal base. Las grietas longitudinales se ilustran en las Figuras 21 y 22. Las grietas longitudinales en soldaduras pequeñas entre las secciones pesadas son, frecuentemente, el resultado de altas ratas de enfriamiento y altas restricciones. En soldadura de arco sumergido ellas están asociadas, comúnmente, con altas velocidades de alimentación, o pueden estar relacionadas con problemas de porosidad que no se muestran en la superficie de la soldadura. Las grietas longitudinales en la zona afectada por el calor son causadas, usualmente, por hidrógeno disuelto. Las grietas transversales son perpendiculares al eje de la soldadura. Esas pueden estar limitadas en tamaño y estar contenidas completamente entre el metal de aporte, o pueden propagarse desde el metal de aporte hacia la zona afectada por el calor y, posteriormente, dentro del metal base. En algunas soldaduras, las grietas transversales se formarán en la zona afectada por el calor y no en la soldadura.

Figura 22. Grieta longitudinal y porosidad lineal

Las grietas transversales son, generalmente, el resultado de esfuerzos longitudinales de contracción que actúan sobre el metal de aporte de baja ductilidad. Las grietas causadas por hidrógeno en el metal de aporte pueden estar orientadas en dirección transversal. Las grietas transversales se muestran en la Figura 23.

Figura 23. Grietas transversales

20


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4.10.2 Tipos de grietas Las grietas pueden ser clasificadas, generalmente, como grietas en caliente o en frío. Las grietas en caliente resultan durante la solidificación y son el resultado de una ductilidad insuficiente para alta temperatura. Las grietas en caliente se propagan entre los granos en el metal de aporte o en la interfase de la soldadura. Las grietas en frío resultan después que se completa la solidificación. En aceros al carbón y de baja aleación, las grietas en frío pueden ocurrir en el metal de aporte, en la zona afectada por el calor, o en el metal base, y son, usualmente, el resultado de hidrógenos disueltos. Las grietas pueden formarse en horas o, aun, días después de que la soldadura ha sido completada. Las grietas en frío se propagan tanto entre los granos como a través de estos. 4.10.2.1 Grietas en la garganta Las grietas en la garganta son grietas longitudinales orientadas a lo largo de la garganta de las soldaduras de filete. Una grieta en la garganta se muestra en la Figura 24. Ellas son, generalmente –pero no siempre–, grietas en caliente.

Figura 24. Grieta de garganta

4.10.2.2 Grietas en la raíz Son grietas longitudinales en la raíz de la soldadura o en la superficie de la raíz. Ellas pueden ser grietas en caliente o en frío. Las grietas en la raíz se ilustran en la Figura 20. 4.10.2.3 Grietas cráter Ocurren en el cráter de una soldadura cuando el proceso de soldar es terminado inapropiadamente. Algunas veces se llaman grietas estrellas , aunque pueden tener otras configuraciones. En la Figura 25 se muestra una grieta cráter. Las grietas cráter son grietas en caliente que usualmente forman una red. Las grietas en caliente se encuentran más frecuentemente en materiales con altos coeficientes de expansión térmica, por ejemplo un acero inoxidable austenítico y aluminio. Si embargo, la aparición de cualquier grieta pueda ser minimizada o prevenida rellenando el cráter para dar una forma ligeramente convexa antes de la terminación del arco. Las grietas longitudinales pueden dar inicio a una grieta cráter. Esto se muestra en la Figura 26.

21


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Figura 25. Grieta cráter

Figura 26. Grieta longitudinal propagada desde una grieta cráter

4.10.2.4 Grietas en el borde (pie) Las grietas en el borde (pie), Figuras 27 y 28, son generalmente grietas en frío. Se inician y se propagan desde el borde de la soldadura donde están acumulados los esfuerzos de contracción. Las grietas en el borde (pie) se inician aproximadamente en sentido normal a la superficie del metal base. Esas grietas son, generalmente, el resultado de esfuerzos de contracción térmica que actúan sobre una zona afectada por el calor. Algunas grietas en el borde (pie) ocurren debido a que la ductilidad del metal base no se puede acomodar a los esfuerzos de contracción que son impuestos al soldar.

22


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Grietas en el borde Figura 27. Grieta de borde (pie)

Figura 28. Grieta de borde (pie)

4.10.2.5 Grietas por desgarramiento interno y grietas en la zona afectada por el calor Este tipo de grietas están, generalmente, intercambiadas. Son, usualmente, grietas en frío que se forman en la zona afectada por el calor en el metal base. Las grietas típicas de desgarramiento interno se ilustran en la Figura 29. Estas ocurren cuando tres elementos están simultáneamente presentes: 1)

hidrógeno,

2)

una microestructura de relativamente baja ductilidad,

3)

altos esfuerzos residuales. 23


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Grietas por desgarre interno

Grietas por desgarre interno Figura 29. Grietas por desgarre interno

Estas grietas pueden ser tanto longitudinales como transversales. Se encuentran en la zona afectada por el calor y no siempre son detectables por inspección visual. Las grietas por desgarramiento interno se encuentran principalmente en las soldaduras de filete, aunque pueden ocurrir también en las soldaduras a tope. 4.11

INCLUSIONES DE ESCORIA

Las inclusiones de escoria son productos no metálicos resultantes de la disolución del flux e impurezas no metálicas en algunos procesos de soldadura y de soldadura blanda ( brazing) En la Figura 30 se muestra una inclusión de escoria. En general, las inclusiones de escoria pueden encontrarse en soldaduras hechas con proceso de soldadura por arco que emplea flux como medio de protección. En general, las inclusiones de escoria resultan de una técnica inapropiada de soldadura, falta de un adecuado acceso para soldar la unión, o una limpieza inapropiada entre pases. Debido a su relativa baja densidad y punto de fusión, las escorias fluirán, normalmente, a la superficie de los pases de la soldadura. Las entallas agudas en la interfase de la soldadura o entre pases causan, frecuentemente, escorias que son atrapadas bajo el metal de aporte fundido. La liberación de la escoria del metal fundido será apresurada por cualquier factor que tienda a hacer el metal menos viscoso o retarde su solidificación, tal como un alto calor de consumo.

Figura 30. Inclusiones de escoria

24


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EXCESIVA SOBREMONTA

En soldadura a tope, la sobremonta es el metal de aporte en exceso de la cantidad requerida para llenar una unión. La sobremonta puede estar localizada ya sea en la cara de la soldadura o en la superficie de la raíz, y es llamada sobremonta de raíz o sobremonta de cara , respectivamente. Los ejemplos de la sobremonta se ilustran en la Figura 31. Una sobremonta excesiva es indeseable debido a que crea alta concentración de esfuerzos en los bordes de la soldadura (pies). Esta condición resulta de un exceso al soldar.

Cara de la soldadura

Cara de la sobremonta Raíz de la sobremonta Borde de la soldadura

Figura 31. Sobremonta en la soldadura

4.13

CONVEXIDAD Y CONCAVIDAD

La convexidad, ilustrada en la Figura 32, es la distancia máxima desde la cara de una soldadura de filete convexa perpendicular a una línea que une los bordes de la soldadura. En la Figura 33 se muestra una soldadura con convexidad. Una excesiva convexidad así como una excesiva sobremonta pueden introducir concentración de esfuerzos indeseables en los bordes de la soldadura.

Convexidad Pierna y tamaño Garganta actual

Pierna y tamaño

Garganta efectiva

Garganta teórica

Figura 32. Soldadura de filete convexa

25


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Figura 33. Convexidad

La concavidad, ilustrada en la Figura 34, es la distancia máxima desde la cara de una soldadura de filete cóncava hasta una línea que une los bordes. El tamaño de la concavidad de la soldadura de filete está relacionado con la dimensión de su garganta. La medida del tamaño de la pierna será mayor que el tamaño real de la soldadura.

Concavidad Pierna Tamaño

Pierna

Garganta actual y garganta efectiva

Tamaño

Garganta teórica

Figura 34. Soldadura en filete cóncava

26


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CHOQUE ACCIDENTAL DEL ARCO

Un choque del arco es una discontinuidad que consiste en cualquier metal fundido localizado, metal afectado por el calor, o el cambio del perfil de la superficie en cualquier parte de una soldadura o del metal base a causa de un arco. Un choque del arco aparece cuando el arco es iniciado sobre la superficie del metal base alejado de la unión, ya sea intencional o accidentalmente. Cuando esto ocurre, hay un área localizada en la superficie del metal base que se funde y después se enfría rápidamente debido a un calor masivo creado por el metal base circundante. Un choque de arco no es deseable y son inaceptables, ya que ellos podrían contener grietas. 4.15

SALPICADURA

Las salpicaduras consisten en partículas de metal expelidas durante la fusión, que no forman parte de la soldadura. Las salpicaduras que se adhieren al metal base son del interés del inspector visual. La salpicadura no es considerada, normalmente, una falla seria, a menos que su presencia interfiera con las operaciones subsiguientes, especialmente en la inspección no destructiva, o con la utilidad de la pieza. Esto podría ser un indicio de que el proceso se salió de control, en cualquier forma. Un ejemplo de salpicadura se muestra en la Figura 35.

Figura 35. Salpicadura

4.16

EXCESO DE PENETRACIÓN

Esta es una sobremonta en la raíz, producida en una unión soldada desde un lado. En la Figura 36 se ilustran diversas condiciones de exceso de penetración. Estas son, generalmente, aceptables, a menos que resulte ser una del tipo sobremonta excesiva de raíz.

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Soldado desde este lado

Soldado desde este lado

Superficie convexa de la raíz

Superficie concava de la raíz

Figura 36. Exceso de penetración

4.17

TAMAÑO DE LA SOLDADURA

El tamaño de la soldadura es una medida de una dimensión crítica, o una combinación de dimensiones críticas de una soldadura. El tamaño de soldadura requerido deberá mostrarse detalladamente sobre los planos. El tamaño de la soldadura para varias soldaduras está definido e ilustrado en la NTC 2229 (AWS A3.0). 4.18

OXIDACIÓN DE LA SUPERFICIE

La oxidación de la superficie de aceros inoxidables y aleaciones de níquel ocurre cuando esas aleaciones se exponen a la atmósfera aún por encima de los 540 C (1000 F); se conoce como terroso cuando este se hace pesado. Cuando el titanio y el zirconio se exponen a la atmósfera a alta temperatura, podrían desarrollar una decoloración de un color pajizo a un azul a negro. Cualquier decoloración más oscura que amarillento suave indica contaminación excesiva del metal base. Esas condiciones pueden evitarse si se mantienen esos metales protegidos por un gas inerte, en cualquier momento cuando sean calentados por encima de 430 C (800 F). En tubería, esto se llama purgado , y la indicación específica sobre cómo hacer purgado de la tubería se describe en AWS D10.11, Root Pass Welding and Gas Purging of Piping. La oxidación de la superficie ocurre durante la soldadura de arco protegido, cuando la protección del gas se pierde o es inadecuada. En la Figura 37 se muestra una oxidación excesiva en la superficie, algunas veces llamada terroso ( sugaring) . 28 °

°

°

°


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Figura 37. Superficie de oxidación ( sugaring ) en soldadura de acero inoxidable en proceso GTAW

5.

EQUIPO DE INSPECCIÓN

5.1

INTRODUCCIÓN

Hay numerosos instrumentos de inspección que pueden ser usados en la inspección de soldadura. Esta sección estudia algunas de las herramientas e instrumentos de calibración más frecuentemente usados en la inspección visual de soldadura. Las herramientas cubiertas por esta sección son las siguientes:

5.2

1)

instrumentos de medición lineal,

2)

indicadores de temperatura de los materiales,

3)

termómetros de contacto en la superficie,

4)

galgas para soldaduras,

5)

fibroscopios y boroscopios,

6)

medidor de ferrita,

7)

fuentes de luz,

8)

amperímetros.

CALIBRACIÓN Y MANEJO DE LOS INSTRUMENTOS DE INSPECCIÓN

Algunas industrias requieren el uso de instrumentos de medición calibrados. La calibración es la comparación de un instrumento de medición con una referencia estándar de tolerancia muy cerrada y exactitud conocida. Esta comparación se hace, generalmente, con un estándar cuya exactitud es trazable con un centro de metrología nacional o internacional. La calibración se documenta, generalmente, sobre un registro permanente, y se puede agregar una etiqueta de calibración al instrumento en la que se indique la fecha en que éste deberá calibrarse nuevamente. Un sistema de calibración efectiva debería asegurar la calibración de todos los instrumentos de precisión bajo su control en un periodo de tiempo preestablecido. Antes de usar un instrumento 29


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de medición controlado, el inspector debería asegurar que la calibración está vigente. Cualquier galga cuya fecha de calibración ha expirado debería ser calibrada antes de ser usada. Para asegurar una exactitud continuada, es importante evitar tratamientos descuidados o abusivos del equipo de inspección. El cuidado debería evitar rayaduras o mellas sobre las superficies de contacto, carátulas, y graduaciones. Los instrumentos deberían mantenerse libres de polvo, humedad o huellas; y, por lo tanto, deberían limpiarse antes de guardarse. El equipo deberá ser manejado y almacenado de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. 5.3

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN LINEAL

Los instrumentos tales como metros de cinta, micrómetros, calibradores y reglas se usan para medir las dimensiones de la soldadura. 5.4

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA

5.4.1 Indicadores de temperatura de los materiales Estos instrumentos son usados frecuentemente para dar una indicación aproximada de la temperatura. Se hace una marca en el metal sobre el área que se va a revisar. Por ejemplo, cuando se está usando un indicador a una temperatura de 260 C (500 F), la temperatura de la pieza será al menos de 260 C (500 F) cuando la marca es derretida. Esto se ilustra en la Figura 38. °

°

°

°

Figura 38. Tiza térmica

5.4.2 Termómetros de contacto en la superficie Los termómetros de superficie suministran una indicación directa de la temperatura de la superficie de la pieza de trabajo. Por el magnetismo en la superficie del termómetro, éste se adhiere rápidamente en materiales ferromagnéticos. En la Figura 39 se muestra un termómetro de este tipo. 30


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Figura 39. Termómetros de contacto en la superficie

5.4.3 Pirómetros de contacto con la superficie El pirómetro eléctrico es un instrumento que ofrece indicaciones directas de la temperatura. Este instrumento es usado frecuentemente cuando la temperatura por medir puede exceder los límites de un termómetro de mercurio o de otro tipo. La punta del palpador se ubica sobre la pieza de trabajo, y la temperatura se lee en la escala. Algunos instrumentos tienen un botón que puede presionarse para sostener la lectura, si se desea. Esos tipos de instrumentos dan una indicación más exacta que los termómetros en la superficie o indicadores de temperatura de los materiales discutidos anteriormente. La Figura 40 ilustra el uso de un pirómetro eléctrico.

Figura 40. Pirómetro

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GALGAS PARA SOLDADURA

5.5.1 Galgas para soldadura de filete Este tipo de galgas ofrece una medición rápida de muchas soldaduras de filete, 3,2 mm - 25 mm (de 1/8 de pulgada a 1 pulgada) en tamaño. Deberían medirse ambas piernas de las soldaduras de filete. Las galgas de soldadura en filete miden tanto soldadura cóncavas como convexas. Para medir una soldadura de filete convexa, deberá seleccionarse una hoja o galga representativa del tamaño de soldadura de filete especificado con una sola curva. Como se muestra en la Figura 41, el borde inferior de la hoja se ubica sobre la lámina base con la punta de la hoja moviéndola sobre el otro miembro de la lámina.

Figura 41. Evaluación de la convexidad en una soldadura en filete

Para medir una soldadura de filete cóncava, deberá seleccionarse una hoja o galga representativa del tamaño de soldadura de filete especificado con curva doble, así como se muestra en la Figura 42. Después de ubicar el borde inferior de la hoja sobre la lámina base con la punta tocando el miembro vertical, la proyección formada por la curva doble deberá tocar el centro de la cara de la soldadura. Esto medirá el tamaño de la garganta para el tamaño de soldadura especificada. Sin embargo, si la porción central de la galga no toca la soldadura es porque la soldadura tiene un tamaño de garganta insuficiente.

32


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Figura 42. Evaluación de la concavidad en una soldadura en filete .

5.5.2 Galgas multipropósitos Hay numerosas galgas multipropósitos para soldadura disponibles. Una galga multipropósito es capaz de realizar muchos tipos de mediciones, tales como convexidad y concavidad en soldaduras de filete, sobremontas y abertura de raíz. El uso de todas las clases y variedades de galgas disponibles no pueden detallarse aquí; sin embargo, las instrucciones de cada galga deberían ser seguidas cuidadosamente. La Figura 43 ilustra una de las galgas, cuando se usa para medir una soldadura de filete.

Figura 43. Galga multipropósito

33


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5.5.3 Galga cónica Esta galga se introduce dentro de la abertura de una unión para medir la abertura de raíz. La abertura de raíz se toma de la galga en el punto donde la galga queda ajustada en la unión como se ilustra en la Figura 44.

Figura 44. Galga cónica

5.5.4 Galga de desalineamiento (Hi-Lo) Esta galga, es llamada también galga de desalineamiento ; se usa para medir el alineamiento interno de una unión en tubería. Después que la galga ha sido insertada y ajustada, se asegura el tornillo, y se remueve la herramienta para medir el desalineamiento. Esto se muestra en la Figura 45.

34


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Figura 45. Galga para medir desalineamiento (Hi-Lo)

5.6

FIBROSCOPIO Y BOROSCOPIO

Estos son instrumentos ópticos ideales para la inspección de soldaduras donde el acceso es restringido. Un fibroscopio tiene una construcción flexible, mientras que un boroscopio es rígido. Esos instrumentos permiten al inspector observar dentro de pequeños agujeros o esquinas. Esas unidades pueden ser combinadas con lentes y cámaras, para permitir que las imágenes sean proyectadas y guardadas. La Figura 46 ilustra el uso de un fibroscopio.

Figura 46. Uso de un fibroscopio

35


5.7

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MEDIDOR DE FERRITA

El metal de aporte de acero inoxidable austenítico forma microgrietas, cuando éste no contiene una cantidad suficiente de fase ferrítica, y se conoce como ferrita delta . La cantidad de ferrita delta puede ser calculada si se conoce la composición química del metal de aporte. Esta metodología se describe en detalle en la NTC 2290 (AWS A5.4) . Adicionalmente, la ferrita en soldaduras de producción puede ser medida usando uno de los diferentes instrumentos de comparación magnética (medidor de ferrita), algunos de las cuales son durables y portátiles. La ferrita se mide en un número ferrítico ( FN; ferrite number ), y las galgas pueden ser calibradas de acuerdo con AWS A4.2 , Standard Procedures for Calibrating Magnetic Instruments to Measure the Delta Ferrite Content of Austenitic and Duplex Austenitic –Ferritic Stainless Steel Weld Metal . Típicamente, un mínimo de 3 FN es adecuado para evitar microgrietas, aunque los

requisitos específicos deberían ser establecidos en el contrato del trabajo. En la Figura 47 se muestra un medidor de ferrita .

36


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Figura 47. Medidor de ferrita (Ferritescope)

5.8

FUENTES DE ILUMINACIÓN

El inspector debería tener una iluminación adecuada, ya sea manual o artificial, mientras realiza la inspección visual. Algunos códigos especifican la luz mínima requerida. Por ejemplo, una línea fina de aproximadamente 0,8 mm (1/32 de pulgada) de ancho, dibujada sobre un 18 % de una tarjeta gris neutral se debe distinguir bien si la luz es lo suficientemente adecuada. Otros códigos requieren durante la inspección visual luxes (fotocandelas (fc)) de iluminación; por ejemplo, 16 lux (15 fc) para inspección general, y un mínimo de 54 lux (50 fc) para la detección de discontinuidades pequeñas. Si las condiciones de luz ambientales son inadecuadas, se debería usar una luz auxiliar como linternas. 5.9

AMPERÍMETROS

Una pinza voltiamperimétrica es un instrumento único y portátil que mide el flujo de la corriente en un circuito sin hacer ninguna una conexión eléctrica con él. Esta es una manera eficiente para verificar que la corriente de la soldadura está dentro del rango especificado por el procedimiento de soldadura. Se puede obtener una lectura en amperios ubicando la pinza alrededor del un conductor de corriente, como se muestra en la Figura 48.

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Figura 48. Pinza amperimétrica

6.

REGISTROS

Después de completar cualquier inspección, si se encuentra alguna área defectuosa se debería identificar de alguna manera para que se pueda reparar adecuadamente. Hay muchos métodos disponibles, de tal manera que las condiciones específicas indicarán cuál sistema será más efectivo. Un método común es registrar el tamaño y ubicación de cualquier defecto de tal manera que se pueda localizar, identificar, y reparar. Tal vez el más efectivo es identificar el área defectuosa marcándola directamente. Algunas condiciones pueden requerir la utilización de los dos métodos. Pero cualquier método utilizado hace parte de una función muy importante. Un inspector debería tener la capacidad de mantener registros adecuados y de escribir clara y concisamente los informes, de manera que otros puedan entender las decisiones anteriores si se revisan posteriormente. En la preparación de los registros se deberían incluir los factores básicos, aunque se conozcan perfectamente y se entiendan claramente, ellos pueden no ser recordados claramente. Los informes buenos no solo protegen a los inspectores que los escriben, sino también cuando se adhieren a una póliza de estándares uniformes. Cualquier trabajo realizado bajo una especificación o código que requiera inspección, examen, o pruebas también requiere registros. Sin embargo, aunque se requieran o no, el inspector debería mantener reportes adecuados. También es importante que el inspector examine estos registros para completarlos y precisarlos de acuerdo con los requisitos específicos y para asegurar que estos estén disponibles cuando se necesiten. Cualquier informe que requiera la firma del inspector debería ser preparado por él mismo. Los registros deberían ser detallados, si es necesario. El inspector debería comentar todo el trabajo realizado, los problemas ocurridos, y la resolución de condiciones inaceptables. Cualquier reparación se debería explicar. Todas las personas implicadas en la inspección deberían recibir copias de estos informes, y el inspector debería mantener una copia en sus archivos. 38

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