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NOTAS
TECNICAS
EVALUACION DE
LACALIDAD DE SOLDADURAS
POR SU PROMEDIO RADIOGRAFICO
'ntroduccion
La
importancia
y el desarrollo de la soldadura ha uaido como consecuenciaque, para
cumplir
con lasrigidas
especificaciones
y normas que afectan a lasestructuras y
productos
soldados,
deban extremarse lasprecauciones
para asegurarse que la calidadrequerida
y laspropiedades
fisicas de las secciones soldadas sean las correctas. Estoexige
un estricto control de las uniones 501-dadas. Para esteobje
to se cuenta con laspruebas
destructivas ypruebas
nodestructivas de materiales. Elias se
aplican
para estudiar directa 0 Indirecramente los resultados
obtenidos,
a la luz dedisciplinas
afines a la soldadura. Entre laspruebas
no destructivas demateriales,
lainspe
ccienradiogra
fica e s una de las masempleadas,
por no involucrar factoressubjetivos
de evaIuac ion en el criterio de
aceptabilidad
0 recbazo de Ia calidad de una soldadura.Ex isren en Chile
hoy
en d ia 16 laboratoriosradiograficos
que eStan dis tribuidos en las diversas empresas que se dedican a la cons truceion de estruc turas 0 fabr icacion deproducros
manufacturados soldados.Costos
de unainspeccion
radiogralica
En
Chile,
el valor de unaInspe
ccIon radiogrji
fica al100%,
de un cordon de501-dadura,
e s casiigual
al valor deeSta,
si se toma como base de cemparac ionun metro de soldadura en p lancha de acero de 10 mm de espesor, efectuada al arco eIectrico manual. Si esta se realiza con una
maquina
de soldarautomatica,
que tiene rendimient 0 mayor, el valor de un metro lineal de
radiografia
es equi
valenre al de1,80
m desoldadura,
y en el caso de soldadura oxiacetilenica enlas mismas
condiciones,
1 metro deradiograHa
equiya
le en cosec a0,90
m desoldadura.
El c osro de una soldadura en
plane
has de 10 mm de espesor es el que nor malmente emp lea n los industriales para calc ular en formaglobal
el costo total por conc epro de soldadura en untrabajo
que presente diversos espesores. Es evidenre que para pre s enrarse a un concurso de peopuestas110 REVISTA DEL IDIEM vol. 6, 01 3. diciembre 1967
En
cambio,
laradiografia
industrial en Chile tiene un costofijo
por metrolineal
radiografiado,
en espesores de 1 a 25 mm.Sobrepasando
este grosor, el precio subeconsiderablemente,
pues intervienen factores como eltiempo largo
de espos icidn,
desgasre notable del tubo de rayosX,
ripo
de folios reforzadcres de sales que e s necesario usar, etc.
En Estados Vnidos el valor por metro
radiografiado
es un 190 a un 250 por ciento mas caro que enChile,
segjin
la tecnieaoperatorla
que seaplica.
EnEuropa
Occidental este valor e s de un 180%.Lo que incide mas fuerremenre sobre los
precios
que comentamos e s el valor hera-hombreespecializado
en rayosX,
que es muchisimo mas caro que enChile.
Ademas,
como en lospaises
mencionados sus industrias posee n un ritmo muy elevado deproduce
ion de soldaduras en relac ionmetro/hora-hombre,
sus costosradiograficos
no inciden sobre el costo total en la misma relac ien queen Chile.
Debido al alto
precio
del controlradiografico,
se han desarrollado otrastecnicas de analisis no destructivos que son de menor costo de operac
idn,
peroque
desgraciadamente
exigen
una gran e specia IizacIdn por parte deloperador
que efecnia laspruebas.
EI mas avanzado analisis no destructivo de e stetipo,
hasta el presente, es el ultrasSn ico, Con dererminadas tecnicas
operacionales,
con
bloques
de comparac ionespeciales
y conregletas
de Ioca Iiaac lon adecuadas,
se pue de actualmenrecomprobar
soldaduras conangulos
de reflex ien de30,
45 y 70°. Este sistema ha tomado gran incremento en EstadosVnidos,
Europa Occidental y
Japon.
Con este metodo esposible
alcanzar altas velocidades deInspe
ccion(20
m/min)
con la consigute
nre d isminucion del e o sto total deInspe
ccion,
ya que el anaIisis radiogr
afico se limita entonces a las zonas defalla detectada mediante el ultrasonido.
Uso Je la informacion
raJiogr6fica
Al efectuar una ins peccion
radiografica
para evaluar Ia calidad de las s oldaduras, ya sea de una e struc rura me taltca 0 de un
producto
soldado,
en Iamayoria
de los casos solo hacemos uso de dos informaciones que nosproporciona
laradiografia.
La
primera
de ellas se refiere a la calidad de la soidadura y si esta cumpie
con la norma establecida.La
segunda
informacion que nos proporc iona laradiografia
se ref iere altipo
y Iocal izacion de los defectos que se han detectado. Asi porejempIo,
si aparecengrietas
decrater,
fisuras de conrraccicn,
falta de peneeeacidn 0 fusion,
e sto nos conduce al estudio de las medidas pertinenres para ir eliminandoestos
defectos,
hastaconseguir
la a c epracldn de la obra.ta-EVALUACION RADIOGRAFICA DE CALIDAD DE SOLDADURAS 171
Heres es
aceptable
cuando en 1000radiografias
tomadas,
a 10 sumo 12 de ellas muestran defectos queobligue
areparaciones.
En terreno, esteporcentaje
puede aumentar al 20%.
En esas
radiografias
estao los datos que, correc::tamente tabulados y esrudiados
estadisticamente, pueden
iodicar todosaquellos
aspectos queiofluyeron
en Ia calidad de las
soldaduras.
Estopermite
establecer elorigeo
de los defectos, Si por
alguna
razonoperativa
no esposible
su correccien,
sepuede
siempre
adoptar
una nueva tecnicaoperatoria
que elimine 1as causales de mala calidad. Con un costo no mayor que unos cientos de
escudos,
sepueden
expert
mentar e stas tecnicas antes de iniciar uoa nueva obra eoparecidas
circunaraneias,
evirando de este modo el rechazo sistematico de lasprimeras
soidaduras realizadas en obra 0 en taller. EI autor de estapub
licaclen ba visto con asombro eI costo que representa para los
empresarios
0 contratistas el rechazo sis tematico de lasprimeras
soldaduras cada vez que se inicia una nuevaobra;
costo que sepodria
reducir facilmeote mediante el esrudio de lasradiografias
de obras anteriores. Mas aun Ie e:lI:trana el
enojo
bien 0 mal disimulado bacia la ins pec cion desoldadura,
10 que indica que no exlste concieneia de laimpor
tancia que riene el control de unproducto
soldado.EI control de las soidaduras es en realidad una forma directa de contribuir
al
perfeccionamiento
de unproducto
determinado. Puede incluso indicar solueiones 0 cambios
operacionales
que den como resultado unproducto
mejor
y amas
bajo precio,
pues elimina eldesperdicio
de Ia materiaprima, aprovecba
mejor
Ia mana de obra yconsigue
por tanto una mayorproductividad.
Cada vezque nos ha tocado en suerte contribuir a una ac cion de este
tipo,
el control e s-tadfstico ha sido la herramienta clave para alcanzar estos resultados.
EstaJistica
raJiogrcilica
Esre sistema esta basado en el
principio
de evaluar numericamente la calidad de una soldadura. Tiene Iaventaja
deadaptarse
a losrequisitos
decualquier
trabajo
y deajustarse
a Ia eeglamenracIen interna decualquier
maestranza.Debemos
comprender
que un estudio estadistico de esretipo
es por naturaleza
posterior
a un trabajo
hecho 0 que por 10 menos presente una etapa ya terminada. Por
ejemplo,
en Ia construccidn de una e struc turametalica de variospisos
0secciones,
se pue den hacerrapid
os esrudios que nosindiquen
lamejor
tecnica,
mano deobra,
eficiencia de los capataces de soldadores y calidad de los materiales emp le ados,Fundamentalmente el sistema es muy sencillo: e s una media aritmetica de
resultados rad
iograf
icos, tabulados en grupos, cuyainterpretacion
queremos hacer.pta-172 REVISTA DEL IDIEM vol. 6. nil 3. diciembre 1967
bles y las
Inacepeeb
les,
segun
Ia norma usada, Las soldadurasaceptabte
e s e-rio clasificadas engrados
de acuerdo a los defectos que muestran lasradi.ogra-fias.
A cada
grado
corresponde
unpuntaje
, Tanto el mimero degrad
os como elpuntaje
sonarbitrarios;
perohay
que tener en cuenta lassiguientes
consideraciones:
a)
EI ultimogrado
debecorresponder
a lasradiografi'as
que presenten defectos noacepeable
s por la norma, y supuntaje
debe ser O.b)
Lasradiografias
que no pres entan defeceos deberan estarcatalogadas
en elprimer
grado,
y supuntaje
debe ser el maximo.c)
Lasradiografi'as
que presenten defecros de soldaduras cuyasmagn�tudes
sean la mitad(±
un ciertoporcentaje)
de las maximasacept�bles
por lanor�
ma, seran encasilladas en elgrado
central. Supuntaje
seraigual
a la mitaddel maximo acordado. A esre
grado
10 llamaremospromedio
normal.d)
Entre elgrado
central y los exrre mos se situarangrad
os intermedios a loscuales se haran
corresponder puntajes
interpolados
en 10posible
lineal-mente.De acuerdo a los
principios
anteriores hemos desarrollado Ia Tabla I en la que nospropusimos
establecer eI minimoposible
degrad
os.TABLA I
CLASIFICACION Y PUNTAJE DE LAS SOLDADURAS
Diferencia
Grado Descripcion Puntaje
por arado
Aceptables 10 Sin defecros 10
2
Aceprables 20 Con defectos pequefios 8
3
Aceptables 30 Promedio normal 5
3
Aceprables 40 Bajo elpromedio 2
2
Inaceprables 50 Serios defecros 0
Nos Inrere saba una tabla
simple,
razonab lemenre e xacta, facH deInterpre
tar y que, al final de Ia
jornada,
nos indicase la caIidad de las soldadurasobre-nidas durante el d ia, Nos Inrere saba al mismo rie mpo, eliminar en 10
posible
el factorsubjetivo
delradiologo
que efectuaba las evaluaciones. En una obra deIarga
durac ion y donde setrabaja
durante dos 0 tres turnosdiarios,
no es pos lble
exigir
a una sola persona que este durante meses a cargo de untrabajo
dee sre
tipo,
y que este dando los resultados con larapidez
que el avance de laEVALUACION RADIOGRAFICA DE CALIDAD DE SOLDADURAS In
el
intthprete
radiofog
icc nosiempre
pudo
ser el mismo por razones desenieio,
enfermedad,
etc.Descubrimos que dando
importancia
alpromedio
normal yciiiendonos
estrictamente a su ap l icac
idn,
con estlindar decomparaeion
para cada norma, eraposible
efectuar estos c81culos eo las condicionesespecificadas
en elparrafo
anterior,
con buenos resultados.Queriamos
una exacritud de laprimera
cifradecimal,
10 que efeerivamenre se obtiene. Comoejemplo
esta el caso que masade lanee
explicamos.
Por laimportaneia
que tenia eltrabajo,
lacompaiiia
inte resada e ncargcespecialmente
a uno de sus funcionarios que evaluase a su vez estos resultados. No tuvimos difereneias en la ccmparae len de resultados hastaen la
primera
cifra decimal inclusive. Laventaja
quepresentaba
nuestra tablaera su rap idez de confecc
ion,
que nospermitia
entregar 105 resultados en mediahera,
contra dos horas que tomabaregularmente
elempleo
COD el otrometoda,
a pesar que nosotros les entre
gabamos
lasradiografia
sseparadas
en dos grupos: las
aceptables
y lasinaceptables.
Can re specto al niimero de
grados
de la TablaI,
podemos
afirmar que no es10 mis move valuar por
ejemplo
en diezgrados,
que hacerlo solo en cinco. EItiempo
requerido
no es doble como pue de parecer aprimera
vista. Lasposibi
lidades de dudas son mayores al redueirse elintervale
de cadagrado. Pes,pues
de untiempo
prolongado
detrabajo
elradiologo
se torna menos cuidadoso. En tran eojuego
mayore,s
influeociassubjetivas,
etc. Reconocemos que estos factores e sran tomados en cue nra en el calculo esradfsrico
y'
que las tabulaciones deresultados,
tablas y coefieientes dan uo valor mas exacro, a pesar de los facroresnegativos
mencionados. Pero tambienhay
que reconocer que una tabla como la Tabla I pue de dar resultadospareeidos,
con mayor veloeidad y por 10tanto ir al ritmo de
produc
cidnde'
la manufactura de unproducro,
Durante las
primeras clasHicaeiones,
y mientras seadquiere
laexperieo
cianecesaria,
e s de granayuda
la confeccidnprevia
deuo,
juego
deradiogra
fias que sirvan de comparac ion en todos
aquellos
casos dudosos. Se debe tener unjuego
por cada norma usualmenteempleada
por la empresa. No se aceptangrad
os intermedios entre los cinco e seab lecidos, de tal modo que lasradiogra
fias deben nec es ariamente incluirse dentro de uno de ellos.Calcu/o Jel
promeJio
Jeco/iJoJ
roJiogra/ico
(P.C.R.)
Este nume ro representa la calidad
promedio
de la soldadura en un&; cantidad especlfica de
radiografias.
Se calcula sumando elpuataje
obtenido por. todas lasradiografias
y dividiendo este par el total del mimero de pe Ilculas evaluadas..Tomemos un
ejemplo practico.
de untrabajo
radiografico
encomendado al ,IDIEM.
174 REVISTA DEL IDIEM vel, 6. 0' 3. dic:iembre 1967
114
radiografias,
con los resultados que se indican en la Tabla II.Por tratarse de un estanque
cons-TABLA n
INSPECCION DE UN ESTANQUE
DE GAS LICUADO
truido en una maestranza con la mis
ma
tc�cnica,
metal base y electrodos,no
hay
raz on material quejustifique
los resultados obee nidos. Se re c alifico la mana de
obra,
el im ina ndose aun soldador de los tres que e
[e
c urar onel
trabajo.
En elsiguiente
esranque, el P.C.R. subio a5,20.
Determinacion del
P.C.R.
de unsoldador
o de un 9rupo
de ellos
Es conveniente agregar a la ide nrif icacion de lerras y ruimeros de
plomo
que se Grado RadiOlrafias Puneaie PuntcsI' 9 10 90
2' 21 8 168
3' 43 5 215
40 24 2 48
5° 17 0 0
Total 114 521
P.C.R. = 4.57
colocan corrienteme nre en cada
radiografia,
unasimbologia especial
para iden tificar al soldador que efeceuo la s oldadura, Debe tenerse presente tamb ien quesolo debeo usarse las
radiografias originales
para obtener el P.C.R. del solda dor 0 grupo de ellos. Lasradiografias
correspond
ienres a soldaduras de repara cion no deben considerarse, pues ella tenderia a eomascarar elbajo puntaje
obtenido por la mano de obraoriginal.
Se usa ramb ien con mucho exito esre proced im ienro para controlar el apren
dizaje
de los soldadores entrabajos
especiales
y paraseguir
sutrayectoria
posterior.
PUNTA]E EN UN CURSO DE FORMACION DE SOLDADORES
TABLA III
1965 1966 1967
Sold.dar Mediado Final Primer Segundo Examenes
del curso cu rs e Semesue Semestre Trimesne
1 2,8 5,3 6,4 6,5 6,6 6,7 5,8 6,2
2 2,4 3,5 - - -
-3 3.5 5.0 6,3 6,2 6,8 6,1 6,6 6,3
4 4,3 6,1 7,2 7,1 6,9 7,0 6,4 6,8
5 2,2 4,8 6,3 6,5 6,6 6,8 5,5 6,1
6 5,0 5,5 6,8 7,0 6,7 7,0 7,0 6.3
7 1,8 - - -
-8 2,7 5,6 6,9 6,9 6,8 6,9 6.1 6,6
9 4,8 6,8 7,6 7,8 7,9 7,8 7,2 7,6
La Tabla III c orr e
sponde
a un curso de formacion de soldadores manualesal arc o elec rrice para
eje
cutar uniones de tubos de aceroinoxidable,
curso peEVALUACION RADIOGRAFICA DE CALIDAD DE SOLDADURAS 175
c onoc er e1 gra do de
aprovechamiento
de supersonal
y la dedicac ien y babilidadque
poseian,
para seleccionaraquellos
soldadores que contratarian para dedi carlos a la mantencion de sus instalaciones. Ademasquerian
conocer enlap
sosperi6dicos
si sus soldadores mantenian elgrado
deperfeccionamiento
alcanzado por medio del curso.
Las f1uctuaciones
violentas,
como las mostradas en el P.C.R. de los soldadores Nil 3 y
6,
hacen nece saria unainvestigacion
de sus causas. Ellos ban demostrado que son capaces de efeceuar untrabajo
de altacalidad,
y por 10 tanto deben existir factores que han influido en el descenso de suspuntajes.
Se observan progresos sis remarico s en los soldadores NilS.
1,
5 y 8.Ejemplos
deaplicacion practica
Vamos a dar a continuac ion un e
je
mp lo que en suepoca persiguio
tresobjeti
vos fundamentales. EI
primero
de ellos era comparar el P.C.R. de dos maestranzas que confeccionaban un mismo
producto.
Unempresario
tenia sumo in teres en saber con certeza c ual de las dos le ofrecia las maximasseguridades
para hacer untrabajo especial.
Se encaeg S a ambas untrabajo
determinado,
pa ra obtener suP.C.R.,
y s e nos p id io la confeccion y estudio de las tablas co rrespond
ientes. EIsegundo
objetivo
era estud iar la influencia que sobre Ia calidad de las soldaduras tenia una
inspecci6n
continua por parte del IDIEM. EItercer
objetivo
era estimar la eficiencia y calidad delproducto
una vez entregado al
empresario.
Los resultados se presentan en la Tabla IV. Hemos des
ignado
lostrabajos
como
A,
B y C. Eltrabajo
A era de ramafiomediano,
los otros dos de tamanogrande;
la diferencia en el mimero deradiografias
entre lostrabajos
B y C sedebe al hecho de que una parte del
primero
eraestampada,
mientras que el segundo
daba Ia forma adecuada con segmentos soldados. Eltrabajo
C tuvo unainspecci6n
permanente durante su confeccion,Analicemos la Tabla IV en funcion de los
objetivos
propuestos.Se nata de e stud iar el P.C.R. de dos maestranzas. Para ser
[usros
y eliMinar los factores que
influyeron
por laInspece
ion permanente en la confecciende las soldaduras en
C,
solo es licito comparar A con B. En la Tabla IV no esdificil ver la
mejor
calidad deltrabajo
B sobre el A.Veamos ahora la influencia de una
Inspe
ccien continua en Iaejecue
ien de las soldaduras. Primeramente nos damos cuenta que unainspe
ccien de este ri-po casi elimina lasradiografias
degrado
411 y 5Q• Tiende a concentrar el promedio en e sre
trabajo
en elgrade
2. Obtiene un19,3%
de soldadurasgrado
111. EIP.C.R. es
7,3,
que coloca a la caUdad de esras soldaduras entreaquellas
de usos especia les para ahas solicitaciones.176 REVISTA DEL !DIEM vol. 6, nD 3, diciembre 1967
22,1%
de soldaduras inaceptab
les contra un 23% deltrabajo
B. Estosignifica
menos
reparaciones,
menos calentamienro del metal base por este concepto, e incluso una mayor e sterica deconj
unto. EIgrado
4 que es el limite cercano alde calidad inac
eptab
le, en eltrabajo
A e s de28,8%
y en el B de10,2%;
e sta diferencia habla por sI misma,TABLA IV
COMPARACION DEL P.C.R. DE TRES TRABAJOS
Trabaj0 A Trabajo B Trabajo C
Coefi-Grado cienre ND RX Punros ,.. RX NO RX Puntos ". RX NORX Punros " RX
1 10 14 140 4,8 53 530 11,5 126 1260 19,3
2 8 29 232 10.0 60 480 10, 1 364 2912 55,8
3 5 99 495 34,3 235 1175 50,9 106 530 16,2
4 2 83 166 28.8 471 94 10,2 36 72 5,5
5 0 64 0 22,1 66 0 12,3 21 0 3,2
Suma 289 1033 100 461 2279 100 653 4774 100
PC R 3,6 4,9 7,3
Aconsejamos
en este caso que elingeniero
calculista revisara sus memorias de calc ulo y estud iara la colocac ion de
cubrejuntas
que reforzasen aque lIos sectores debilitados por soldaduras de calidad inaceprab
les de las solda duras. Nuevamente nos encontramosaqui
que el factor e sterico sale perjud
ica do.Es convenienre que el sector
empresarial
no soloobligue
a susproveedo
res a
cumplir
con una normadeterminada,
sino que establezca un P.C.R. minimo. Esro les
garantizaria
una calidad sufic Ienre al costo minimo.Nuestra
experiencia
nospermire
recomendar lossiguientes
valores: P.C.R. ==4,5
para una normal calidad de soldaduras P.C.R. ==
5,5
para una buena calidad de soldaduras P.C.R. ==6,5
para soldaduras de e xc elenre calidadP.C.R. ==
7,5
soldaduras paratrabajos especiales,
como d iente s de engranajes, eje
de transmision defuerza,
domos de calderas que trabajen
con vapores recalentados, etc.P.C.R. '"
8,5
soldaduras en acerosespeciales
de alta re siste ncia y que vana ser usados cerca del limite elast
ico,
con un coefic ienre deseguridad
pequefio
P.C.R.
==8,5
usados solo en casos especiales,Ejemplo:
aceros diferenresen uniones de tope de d istinros e spes ores 0 comunme nre en
trabajos
decriogenia.
EVALUACION RADIOGRAFICA DE CALIDAD DE SOLDADURAS 177
10 afins de
trabajos
solo una vez ha sido alcanzado. Eara sola veZ fue por contrato
especial
deCAP,
queexigio
a los constructores que sus dos estanquesde
oxigeno liquido
de 100.000galones
cada uno, queconsuuyo
para su acereriade
Huachiparo,
no presentasenningun
ripo
de defectos en las soldaduras.Comentor;o
I;nolCon la
exposki6n
anterior esperamos que los usuarios del metodoradiografico
obtengan
un mayorprovecho
de lasradiografias
que les sonentregadas
junto
al Certificado deEnsaye
ypuedan
hacerpleno
uso de sus informaciones para un mayor rendimiento.EI sector
empresarial
podra
exigir
en untrabajo
en que seaplique
una nor madeterminada,
un P.C.R. de acuerdo a laimportaneia
de el. Asi tendra unamayor calidad de soldaduras al mismo precio,
El P.C.
R.,
presenta un desafio constante a losencargados
de la calidad de las soldaduras ya sea en maestranza 0 en terre no paramejorar
sus califkaeiones, pues e s un heche establecido que subir de 7 es
dificil,
perc noimposible.
Deberia notarse en la
hoja
de vida del especialfsta en e stasdisciplinas
suP.C.R.