PDF superior Aplicación y selección de ensayos no destructivos para la evaluación de uniones soldadas

Aplication and selection of non-destructive test for the evaluation of welded joints RESUMEN La soldadura de materiales metálicos se presenta como uno de los procesos de conformación más importante en el amplio espectro que nos ofrecen los campos de la tecnología industrial. Cualquiera que sea el proceso de soldadura seguido se trata, en realidad, de un proceso metalúrgico y hay que considerar, por lo tanto, los diversos y específicos factores que intervienen en el mismo. El proceso de soldadura deberá ser el más idóneo para los fines perseguidos, que se traducen en una unión reuniendo las condiciones exigidas por los Códigos, las Normas y las especificaciones correspondientes. La aplicación de los ensayos no destructivos (END), para evaluar el estado final de una unión soldada, tienen una finalidad fundamental: asegurar que se cumplen rigurosamente los criterios de aceptación estipulados.

La unión de metales es un proceso de conformado con aumento de materia, que tiene una gran importancia industrial en el desarrollo de las diferentes áreas de mantenimiento y recuperación de elementos de máquina, en los diferentes sectores como la minería, la mecánica, la industria pesquera, la aviación y en general en la metal-mecánica, sin mencionar que también se utiliza la soldadura en mega construcciones como en la instalación de redes de tubería para la conducción de combustibles; la evaluación de las principales variables que gobiernan este proceso de conformado con aumento de materia permiten garantizar la calidad de la unión soldada. La evaluación de las uniones soldadas mediante los ensayos no destructivos correspondientes es de vital importancia.

El ensayo por radiografía industrial se aplica para detectar discontinuidades internas mediante rayos x o rayos gamma, que atraviesan al material sin alterar sus propiedades físicas, permitiendo encontrar porosidades, cavidades, grietas, falta de fusión en uniones soldadas, en piezas de fundición y piezas forjadas. Este ensayo permite inspeccionar, evaluar y evidenciar las discontinuidades del interior del cordón de la soldadura lo cual lo hace más efectivo frente a otros ensayos debido a que es capaz de atravesar todo el espesor de la conexión. La desventaja de este ensayo es su elevado costo respecto a otras técnicas debido al uso de equipos radiográficos y el personal calificado [7]. Se utiliza comúnmente para la inspección de cordones de soldadura de estructuras metálicas, tanques, ductos y para la medición de espesores.

En el presente trabajo tiene como finalidad demostrar que la inspección visual y método de líquidos penetrantes es eficaz para el mantenimiento predictivo en zarandas secas LUDOWICI 2010-10 específicamente en anclajes de soporte . Así la soldadura es un medio de mantenimiento eficaz. Una de sus aplicaciones más importantes es en la fabricación de estructuras metálicas y otras edificaciones que implican el uso del acero como material de refuerzo. Sin embargo, es uno de los menos conocidos por ingenieros y arquitectos. Es común al observar estructuras metálicas, que en esta existen problemas de soldadura, los cuales podrían haber sido evitados mediante un conocimiento de las técnicas de inspección más sencillas como son la inspección visual y la inspección con líquidos penetrante. Una manera de evitar problemas en esta área es proporcionar al ingeniero de procedimientos de inspección que le permitan detectar las discontinuidades propias de una mala aplicación del proceso de soldadura. Uno de las aleaciones más utilizadas en la soldadura es el acero. En la soldadura de estos materiales, el método de inspección de uniones soldadas de manera visual y por medio de líquidos penetrantes (del tipo visibles lavable con solvente), permite detectar discontinuidades del tipo abierto a la superficie y sub-superficiales, en la unión de barras de acero de refuerzo del tipo estructural soldadas mediante el proceso de soldadura de arco con electrodo revestido (Shielded Metal Arc Welding, SMAW).

Es una prueba no destructiva, que nos permite asegurar la integridad y confiabilidad de un producto; además, proporciona información para el desarrollo de mejores técnicas de producción y para el perfeccionamiento de un producto en particular. La inspección por RT se define corno un procedimiento de inspección no destructivo de tipo físico, diseñado para detectar discontinuidades macroscópicas y variaciones en la estructura interna o configuración física de un material. Al aplicar RT, normalmente se obtiene una imagen de la estructura interna de una pieza o componente, debido a que este método emplea radiación de alta energía, que es capaz de penetrar materiales sólidos, por lo que el propósito principal de este tipo de inspección es la obtención de registros permanentes para el estudio y evaluación de discontinuidades presentes en dicho material. Por lo anterior, esta prueba es utilizada para detectar discontinuidades internas en una amplia variedad de materiales.

En los últimos años los ensayos no destructivos han llegado a ser una herramienta indispensable en la industria, siendo el medio primordial para determinar el nivel de calidad alcanzado por los diferentes productos. En la industria de fabricación de piezas metálicas, construcción de estructuras, ensamble de partes y montajes de plantas industriales, se requiere de métodos de evaluación y diagnóstico del estado final de las uniones soldadas existentes. El procedimiento de elaboración de los materiales a emplear como metal base, tratamientos mecánicos que hayan experimentado, su mayor o menor homogeneidad estructural, deberán ofrecer las necesarias garantías de no presentar anomalías que se traduzcan en variaciones de la resistencia mecánica exigida.

Algunos transductores se fabrican especialmente para ser transmisores más eficientes y otros para ser receptores más eficientes. Un transductor que funciona bien en una aplicación no producirá siempre los resultados deseados en una aplicación diferente. Por ejemplo, la sensibilidad, que es la capacidad de detectar discontinuidades lo más pequeñas posibles, es proporcional al producto de la eficiencia del transductor como transmisor y receptor. La resolución requiere un transductor altamente amortiguado. La resolución se puede entender de dos diferentes maneras, la primera es la resolución cercana, que se refiere a la habilidad del sistema de inspección para detectar discontinuidades localizadas cerca de la superficie de entrada. Por otro lado la resolución lejana es la habilidad del sistema de inspección de separar dos o más ecos de discontinuidades cercanas entre sí en distancia. Es también importante entender el concepto del ancho de banda, o de la gama de frecuencias, asociada a un transductor. Según una definición de banda ancha, contenida en la norma ASTM E-1065 “Guía Estándar para la Evaluación de las Características de las Unidades de Rastreo Ultrasónico”, es aquella parte de la frecuencia de respuesta, que

Despues se limpia el exceso de liquido. Existen penetrantes lavables con agua, penetrantes post-emulsionables y penetrantes eliminables con disolvente. Se procede a secar la superficie evaluada y se aplica el revelador en forma seca o finamente pulverizado en una suspensión acuosa o alcohólica de rápida evaporación, . Existen varias técnicas recomendadas para una aplicación eficaz de los distintos tipos de reveladores. Estas son mediante espolvoreado, inmersión, lecho fluido y pulverización. La fina capa de revelador absorbe el líquido penetrante retenido en las discontinuidades llevándolo a la superficie para hacerlo visible, pudiendo así registrar y evaluar las indicaciones. Hay diferentes técnicas de interpretación y evaluación según sea el tipo de líquido penetrante utilizado, así como métodos de fijado y registro de las indicaciones obtenidas.

Previamente se mostraron los tres métodos fundamentales de reconstrucción de la imagen en la holografía digital. Resta ahora, seleccionar el método más adecuado sobre el cual desarrollar un algoritmo para el procesamiento de la imagen. A diferencia de la holografía fotográfica, en la holografía digital no solo cambian los arreglos ópticos, también lo hacen los algoritmos de reconstrucción. Debemos por lo tanto definir un criterio de selección del algoritmo sobre el cual implementar la práctica de la holografía. El criterio de selección implica la consideración de una serie de parámetros que influyen sobre la posibilidad de aplicación de cada uno de los métodos. El primer criterio, es sin dudas el de considerar los antecedentes y áreas de aplicación de cada uno. En las publicaciones consultadas vemos que mayormente se utilizan los algoritmos de convolución y Fourier, el primero de ellos en aquellos trabajos en los cuales se documentan aplicaciones específicas en temas tales como la codificación de información [Valin, 2009]. En cuanto al método de Fourier, vemos que es el que por excelencia se aplica en el desarrollo de las técnicas holográficas, HID (Holografía Interferométrica Digital) y ensayos no destructivos [Hipp, 2004]. Si consideramos el tiempo de procesamiento de cada uno de los métodos, vemos nuevamente que el algoritmo de Fourier es el más eficiente. Esto, como consecuencia del aumento de la capacidad de adquisición de CCD, haciéndose cada vez más grande el tamaño de las imágenes (posteriormente convertidas en matrices). Por otra parte, es un aspecto importante a tener en cuenta la capacidad y velocidad de procesamiento de los ordenadores. Relacionado con esto, debemos considerar que un objetivo trascendente de este trabajo es lograr la implementación de ensayos no destructivos y en lo posible aplicables fuera de laboratorio. En este caso la posibilidad de procesar en un ordenador portátil es fundamental.

En el Departamento de Investigación y Desarrollo de Materiales para Soldar del Centro de Investigaciones de Soldadura (CIS), de la Universidad Central de Las Villas “Marta Abreu” (UCLV) se realizó un estudio para la ca- racterización integral del metal de las uniones soldadas obtenidas con el fun- dente fundido CIS-F10, el cual se muestras en el presente trabajo, comparán- dolo con los resultados obtenidos empleando los fundentes comerciales AS 200 y AH 348.

Keywords: Concrete, Non –destructive testing, Bridges 1 INTRODUCCIÓN Una metodología no destructiva adecuada para la inspección de puentes de concreto que están en servicio, mediante el uso de ensayos no destructivos, podría estar compuesta por técnicas que permitan ubicar y evaluar los sistemas de refuerzos, aquellas que evalúen la calidad y la resistencia de la matriz de concreto y otras que permitan identificar y analizar discontinuidades como grietas, vacíos, delaminaciones y deterioro que ha sufrido el concreto durante su servicio. 2 MATERIALES Y MÉTODOS

In this work, a study was carried out about fatigue failures in butt- welded joints for a structural steel to carbon ASTM A36, by using the electric arc welding process with a coated [r]

El campo de tensiones alrededor de una entalla aguda puede ser descripto de forma alternativa haciendo uso de un conjunto de soluciones teóricas desarrolladas para entallas en forma de ¨V¨ tanto para carga simétrica como asimétrica. Verreman y Nie [12] propusieron la utilización del parámetro denominado ¨factor de intensidad de tensiones relacionado a la entalla¨ o ¨N-SIF¨ por su siglas en ingles. Estos autores indican que este parámetro permite describir el período de iniciación de fisuras hasta un tamaño de 0.5mm y que comprende el periodo de propagación de fisuras cortas. El método se basa en la suposición de que el radio de acuerdo entre el talón y el material base es igual a cero y tiene en consideración que la distribución de tensiones se hace asintótica en la cercanía de la entalla [13]. Lazzarin y Tovo [14] han cuantificado el efecto de la aplicación de cargas simétricas y asimétricas para diferentes configuraciones geométricas haciendo uso del parámetro propuesto por Verreman y Nie.

En ocasiones los ensayos no destructivos buscan únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de los ensayos destructivos. Se tienen registros desde 1868 cuando se comenzó a trabajar con campos magnéticos. Uno de los métodos más utilizados fue la detección de grietas superficiales en ruedas y ejes de ferrocarril. En el año de 1941 se funda la

(a) (b) Figura 2. Acero súper dúplex. a) Microestructura de colada. b) ZAT unión soldada, recocida a 1173 K, 24 h. .. Con el propósito de comprobar estructuralmente la formación de fase sigma en las uniones soldadas, se efectuaron análisis por difracción de rayos X en todas las probetas estudiadas. Para efectos de presentación de estos resultados, se ha considerado, a modo de ejemplo representativo, la zona afectada térmicamente de las uniones soldadas y recocidas a 1.073 K y 1.173 K, durante 72 horas. De esta forma, la Figura 3 revela los correspondientes difractogramas, los cuales permiten identificar las tres fases componentes en cada microestructura. Se puede observar un aumento de la intensidad relativa de las líneas de difracción de sigma con el aumento de temperatura, a la vez que se denota una fuerte orientación preferencial de la fase ferrítica, debido al proceso de solidificación empleado en la manufactura de la aleación original.

Los aparatos utilizados para estos ensayos consisten en una sonda o unidad emisora de ultrasonidos (se somete a una tensión que produce en el piezoeléctrico una vibración de la misma frecuencia, que se transmite a la pieza que se pone en contacto con ella) y en una sonda receptora que cuando recibe las vibraciones elástica del emisor las convierte en oscilaciones eléctricas que se miden en la unidad receptora.

La calidad de los productos y servicios es uno de los elementos con mayor peso a la hora de competir en el mercado global. Para ayudar a lograr y mantener un determinado nivel de calidad es sumamente importante el empleo del control estadístico, el cual considera la aplicación de un conjunto de métodos que incluyen el control estadístico de procesos, herramientas de diagnóstico, planes de muestreo, diseño de experimentos, test de hipótesis, análisis multivariado, estimación de modelos, etc. La implementación de cualquiera de ellos requiere como materia prima la recolección de información cuantitativa sobre el funcionamiento del proceso definiendo las variables que regulan su comportamiento y condicionan su resultado. Por lo general la obtención de información cuantitativa implica realizar mediciones sobre unidades de interés, y es allí donde radica la importancia de la actividad de MEDIR. En cualquier actividad que implique mediciones, una parte de la variabilidad observada será inherente al producto o servicio que esté siendo medido, pero otra parte se deberá a la forma en que se realice la medición. Por lo tanto, asegurar la habilidad del sistema de medida es importante para lograr análisis más precisos.

Figura1: Fundamento del ensayo por líquidos penetrantes. El campo de aplicación más frecuente de estos ensayos es la inspección de metales no ferromagnéticos (aluminio y sus aleaciones, aceros inoxidables, cobres, bronces, latones, etc) Los metales ferromagnéticos (aceros al carbono y aleados, etc) también se pueden inspeccionar por líquidos penetrantes pero normalmente suele ser más ventajoso emplear el método de ensayo no destructivo de partículas magnéticas, que es mucho más sensible en estos materiales.

especiales dependerá de la aplicación y probablemente del grado de exactitud requerido para la inspección. Algunas herramientas pueden necesitar calificaciones especiales antes de su uso, como por ejemplo los calibradores. Aunque la presente guía da un delineamiento de las ayudas para un examen visual, existen muchos conceptos diferentes y otras variaciones de equipo. Como regla general, deben usarse aquellas herramientas que cumplen con un código y una especificación particular, la medición adecuada para la exactitud según los criterios de aceptación o que satisfagan las necesidades de la inspección.

El Proceso General de RT: Actividades de Inspección, Continuación Radiación del material en inspección i En qué consiste. La radiación del material en inspección consiste en ex[r]