3. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN
SOLDADURAS (END)
Introducción
Son una serie de ensayos cuya finalidad es conocer/evaluar el estado de los materiales y soldaduras en obras sobre canalizaciones de acero, sin afectar las propiedades y funcionalidad de los materiales examinados.
Ensayos más comunes No Destructivos Inspección Visual Líquidos Penetrantes Ultrasonidos Partículas Magnéticas Radiografías / Gammagrafías Termografía
Ensayos no destructivos END
En canalizaciones de acero, los ensayos no destructivos más usuales, son: -Gammagrafias - Líquidos Penetrantes -Partículas Magnéticas -Ultrasonidos Normativa general
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Líquidos Penetrantes-generalidades
El exámen por líquidos penetrantes permite detectar discontinuidades, en materiales sólidos no porosos, siempre que estas se encuentren abiertas a
la superficie.
La aplicación práctica es sencilla y económica. No requiere aparatos costosos.
El principio físico de este sistema se basa en la aptitud de un líquido
“penetrante” para poder fluir sobre la superficie y penetrar en el interior de las discontinuidades abiertas a la superficie, considerando para ello:
• Estado de limpieza de la superficie • Configuración de la discontinuidad • Tamaño de la discontinuidad
• Tensión superficial • Poder humectante
Ensayos no destructivos END
Normativa
Líquidos Penetrantes-indicaciones
Las indicaciones se evaluaran según el nivel de calidad exigido a la inspección y la norma de aplicación.
Ensayos no destructivos END
Soldadura sin defectos
Soldadura con poros Soldadura con grietas
Proceso de inspección
Partículas magnéticas-generalidades
El examen por partículas magnéticas permite detectar discontinuidades que
afloran a la superficie y otras que no afloran pero están próximas a ella.
Este método puede aplicarse sobre superficies pintadas (hasta 50 micras de espesor).
Este método de ensayo solo puede ser usado con materiales magnéticos. El principio físico de este sistema se basa en las propiedades del
magnetismo. La magnetización de la zona a ensayar
provoca un campo magnético en la pieza con los polos Norte y Sur orientados en una sola dirección.
Partículas magnéticas-magnetización
Existen dos formas de magnetización: - Mediante imán permanente
- Mediante electroimán (sistema más utilizado)
Ensayos no destructivos END
Magnetización mediante yugo. La circulación de corriente por la bobina crea una un campo magnético langitudinal entre los polos
Normativa
Partículas magnéticas-indicaciones
Las indicaciones se evaluaran según el nivel de calidad exigido a la inspección y la norma de aplicación.
Ensayos no destructivos END
Defecto: grieta Defecto: grieta Yugo Proceso de inspección
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Inspección radiográfica-generalidades
El examen por radiaciones X y gamma, tienen la propiedad de penetrar y atravesar materiales e impresionar las emulsiones fotográficas, obteniéndose así unos registros permanentes. Esta técnica permite detectar defectos en el
interior de las piezas inspeccionadas.
o Diferencias de espesor
A mayor espesor atravesado, mayor absorción de energía y menor impresión de la película.
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Inspección radiográfica-generalidades
o Diferencia de densidad
Zonas más densas - mayor absorción - menor impresión de la película. (Zonas blancas)
Zonas menos densas - menor absorción - mayor impresión de la película. (Zonas oscuras)
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Inspección radiográfica-generalidades
Ensayos no destructivos END
Diferencia de espesor/densidad
Normativa
Inspección radiográfica-fuente de generación rayos X y gamma
Ensayos no destructivos END
Equipo de gammagrafía
Los rayos X y gamma son radiaciones
electromagnéticas con una longitud de onda más corta que la luz.
Tipos de fuentes:
Generadores rayos X (transformación energía eléctrica)
Emisores rayos gamma (emisión natural atomo radioactivo o isótopo). Radioctividad contínua.
Equipos facilmente transportables.
CONTENEDOR DE LABERINTO - ISÓTOPO 1.- Cable tractor
2.- Mosquetón de enganche 3.- “Rabo” flexible de la fuente 4.- Fuente radiocativa
5.- Manguera de salida
La pastilla radioctiva entra y sale del contenedor mediante maniobra de los cables/manguera
Inspección radiográfica-indicaciones
o
Ensayos no destructivos END
Tipo de discontinuidad Situación Observaciones 1.- Porosidad a) Uniformemente repartida b) Agrupada c) Lineal d) Vermicular S
Sólo en soldadura ( la porosidad también se encuentra normalmente en las fundiciones )
2.- Inclusiones a) Escoria b) De tugsteno
S
3.- Falta de fusión S En los límites de fusión o entre pasadas 4.- Falta de penetración S Raíz de la unión
5.- Mordedura MB Unión entre la soldadura y metal base en la superficie 6.- Falta de material S Superficie exterior de la unión
7.- Solapamiento S Unión entre soldadura y metal base en la superficie 8.- Laminaciones MB Metal base, generalmente en el centro del espesor 9.- Delaminaciones MB Metal base, generalmente en el centro del espesor 10.- Rayaduras y desgarres MB Superficie del metal base casi siempre longitudinales 11.- Desgarre laminar MB Metal base, proximidades de la ZAT
12.- Grietas (incluyendo las producidas en caliente y en frío) a) Longitudinales b) Transversales c) De cráter d) En la gargante e) En el talón f) En la raíz
g) Bajo cordón y en zona afectada por el calor h) Fisuras S, ZAT S,ZAT,MB S S ZAT S ZAT
Soldadura o metal base adyacente a la línea de fusión Soldadura (puede propagarse al metal base y ZAT ) Soldadura, donde se corta el arco
Eje de la soldadura
Unión entre la cara de la soldadura y el base Metal fundido, en la raíz
En el ZAT del metal base
*S- Soldadura MB- Metal base
ZAT- Zona afectada térmicamente
( Extraído de la publicación AWS BI.0-77, Guía para la inspección por END de soldaduras )
Causas más comunes de los defectos:
-Diseño inadecuado de la unión. - Incorrecta preparación de bordes.
- Defectos en el metal base. - Técnica de soldeo inadecuada. - Solidificación defectuosa. - Calentamiento/enfriamineto no adecuados. Proceso de inspección
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o Modelo de informe.
Inspección gammagráfica
Informe RX
Inspección soldadura te de tres vías
Informe inspección way tee
Ultrasonidos-generalidades
El ultrasonido se puede definir como una onda acústica o sonora de alta frecuencia (aproximadamente 20.000 Hz), superior al espectro audible del ser humano.
La inspección por ultrasonidos es un método de control no destructivo de tipo mecánico, donde un haz o conjunto de ondas de alta frecuencia (desde 0.25 a 25 MHz) son introducidas en los materiales a inspeccionar para
detectar fallos o discontinuidades, tanto en superficie como en su interior.
El principio de funcionamiento se basa en la Impedancia acústica principio los procesos industriales:
Ensayos no destructivos END
Detección de heterogeneidades en materiales, determinación de sus propiedades, medida de espesores.
Ensayos no destructivos END
Ultrasonidos-generalidades Esquema proceso ultasonidos
Las ondas ultrasónicas son generadas por el transductor, el cual tiene la capacidad de transformar la energia eléctrica en energía mecánica i viceversa. El transductor vibra a altas frecuencias generando así los ultrasonidos.
.
Ultrasonidos-generalidades
Los ultrasonidos generados se transmiten al material a inspeccionar, los cuales durante el trayecto se atenuan de forma exponencial con la distáncia rrecorrida.
Cuando los ultrasonidos alcanzan una interfase acústica, el haz sónico es reflejado y recogido por el transductor.
Los utrasonidos, al alcanzar una interfase acústica, experimentan una
refración.
Ensayos no destructivos END
Las ondas ultrasónicas son vibraciones mecánicas que se transmiten produciendo esfuerzos en los materiales, por debajo del límite elástico, evitando de esta manera producir deformaciones plásticas
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Ultrasonidos-generalidades
Técnica haz angular
Ensayos no destructivos END
Ultrasonidos-equipo de inspección
Equipo de inspección
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Ultrasonidos-indicaciones
La inspección de uniones de soldadura mediante ultrasonidos permite
detectar los mismos defectos que con el método radiográfico/gammagráfico. Los defectos usualmente detectados, son:
o Porosidades o Inclusiones de escoria o Falta de penetración o Falta de fusión o Grietas/fisuras o Laminaciones
La operación del equipo y la interpretación de los resultados, requiere de técnicos experimentados.
Ensayos no destructivos END
Muchas gracias
Esta presentación es propiedad del Grupo Gas Natural. Tanto su contenido temático como diseño gráfico es para uso exclusivo de su personal.
Normas
o General
UNE EN ISO 5817: 2009, “Soldeo. Uniones soldadas por fusión de aceros, níquel, titanio y sus aleaciones (excluido el soldeo por haz de electrones). Niveles de calidad para las imperfecciones”.
UNE EN 473: 2009, “Ensayos no destructivos. Cualificación y certificación
del personal que realiza ensayos no destructivos. Principios generales”.
UNE EN 970: 1997, “Examen no destructivo de soldaduras por fusión. Examen visual”.
UNE EN ISO 3834: 2006, Partes 1, 2, 3 y 5, “Requisitos de calidad para el soldeo por fusión de materiales metálicos”.
UNE EN 13018: 2001/A1: 2006, “Ensayos no destructivos. Inspección visual. Principios generales”.
ASME V: Non destructive examination ASME VIII Div. 1 Y 2
Ensayos no destructivos END
Presentación
Normas
o Líquidos Penetrantes
UNE EN 571-1: 1997, “Ensayos no destructivos. Ensayo por líquidos penetrantes. Parte 1: Principios generales”.
UNE EN ISO 23277. “Ensayo no destructivo de uniones soldadas. Ensayo de uniones soldadas mediante líquidos penetrantes. Niveles de aceptación”
UNE EN 1289: 1998/A2: 2006, “Examen no destructivo de uniones soldadas. Ensayo mediante líquidos penetrantes. Niveles de aceptación”.
UNE EN ISO 23277. “Ensayos no destructivos. Ensayo mediante líquidos penetrantes y ensayo mediante partículas magnéticas. Condiciones de observación
Ensayos no destructivos END
Presentación
Normas
o Partículas Magnéticas
UNE EN 1290: 1998/A2: 2006, “Examen no destructivo de uniones soldadas. Examen de uniones soldadas mediante partículas magnéticas”.
UNE EN 1291/1M: 2002, “Examen no destructivo de uniones soldadas. Examen de uniones soldadas mediante partículas magnéticas. Niveles de aceptación”.
UNE EN ISO 17638, “Ensayo no destructivo de uniones soldadas. Ensayo mediante partículas magnéticas”
UNE EN ISO 23278, “Ensayo no destructivo de uniones soldadas. Ensayo de uniones soldadas mediante partículas magnéticas. Niveles de aceptación”
Ensayos no destructivos END
Normas
o Radiografias
UNE EN 1435, “Ensayos no destructivos de uniones soldadas. Examen radiográfico de uniones soldadas”
ISO 17636, “Non-destructive testing of welds — radiographic testing of fusion welded joints”
UNE EN 444, “Ensayos no destructivos. Principios generales para el examen radiográfico de materiales metálicos por medio de rayos x y gamma”
UNE EN 12517-1, “Ensayo no destructivo de uniones soldadas. Parte 1: ensayo radiográfico de uniones soldadas en acero, níquel, titanio y sus aleaciones. Niveles de aceptación”
Ensayos no destructivos END
Presentación
Normas
o Ultrasonidos
UNE EN 1712: Ensayos no destructivos de soldaduras. Examen ultrasónico de uniones soldadas. Niveles de aceptación.
UNE EN 1714: Examen no destructivo de soldaduras. Examen ultrasónico de uniones soldadas.
Ensayos no destructivos END
Presentación
Líquidos Penetrantes-proceso de inspección
Limpieza preliminar
Las superficies a examinar estarán limpias de cualquier contaminante y secas.
Aplicación líquido penetrante
Se cubrirá con líquido penetrante toda el área a examinar permaneciendo en reposo entre 5 y 60 min. (depende del tipo de líquido).
Eliminación del exceso del penetrante
Se eliminará el exceso de penetrante con papel absorvente, trapos límpios y húmedos.
Revelado e inspección
Se aplicará el líquido revelador “reveladores líquidos acuosos” de forma uniforme cubriendo toda el área a examinar con una fina capa.
La interpretación final se realizará transcurridos entre 10 y 30 min. Después del secado del revelador.
Las indicaciones se presentan por contraste de color rojo sobre fondo blanco
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Presentación
1.- La superficie a inspeccionar deberá estar limpia y exenta de impurezas. 2.- En caso de bajo contraste, en la superficie a inspeccionar podrá ser aplicada una capa fina de laca blanca.
3.- El campo magnético será aplicado en el área a ensayar.
4.- La solución con las partículas magnéticas será aplicada con pulverizador en el área a inspeccionar.
5.- Se mantendrá el campo magnético durante 5 segundos como mínimo, para permitir la emigración y orientación de las partículas.
6.- Se realizará inspección visual de los defectos.
7.- Se repetirán los puntos del 3 al 6 con el campo magnético perpendicular a la posición inicial.
La intensidad mínima de la iluminación será 500 lux sobre la superficie a ensayar.
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Inspección radiográfica-proceso de inspección
o Realización de la radiografía
Se sitúa la fuente a una cierta distancia de la pieza y se coloca la película por el lado opuesto de la pieza. La radiación emitida incide sobre el objeto, lo atraviesa e impresiona la película constituida por haluros de plata.
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-Técnica a simple pared.
La exposición atraviesa una sola pared
-Técnica a doble pared
La exposición atraviesa dos paredes
Equipo tipo CRAWLER
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Inspección radiográfica-proceso de inspección
o Revelado
La película sensibilizada se somete a un proceso de revelado (precipitación de la plata).
Las zonas que hayan recibido más radiación tendrán mayor precipitación de plata, formando zonas más oscuras.
Las imágenes se observarán por transparencia mediante negatoscopio, distinguiendo:
Contraste: Diferencia de color zonas adyacentes. Definición: Paso de una densidad a otra.
Sensibilidad: Defecto de menor tamaño capaz de detectarse Densidad de la película: Nivel de ennegrecimiento de la película.
Ensayos no destructivos END
Colocación placa radiográfica
Inspección radiográfica-proceso de inspección
o Revelado – calidad de imagen
Soldadura 1 Soldadura 2
Según el tamaño del grano de haluro de plata, las placas radiográficas se
denominan: D2, D4, D7 y D10. La más utilizada es la D4 para fuente Ir192. Penetrámetros (o indicadores de calidad de imagen, ICI): Básicamente se utilizan 2:
1.- Indicador de hilos: Son una colección de hilos de material semejante al que se radiografía, montados sobre una pequeña plancha de plástico o similar. Los diámetros de los hilos varían de acuerdo a una cierta progresión del ICI. La lectura se realiza sobre el diámetro del hilo más fino todavía visible deduciéndose de aquí la sensibilidad
correspondiente. Corresponden a este grupo los ICI de las normas DIN.
2.- Indicador de Agujeros: Consistente en plaquitas planas, cuyo grosor está perfectamente determinado, en las que se han realizado varios orificios de diámetro creciente, siendo generalmente el mas pequeño de diámetro igual al espesor de la placa. Corresponden a este grupo los ICI de las normas ASTM y ASME.
Ensayos no destructivos END
Presentación
