GUÍA TÉCNICA
COLOMBIANA
GTC
110
2004-12-01
GUÍA PARA
SOLDADURAS
E:
LA
INSPECCIÓN
VISUAL
DE
GUIDE FOR THE VISUAL EXAMINATION OF WELDS
CORRESPONDENCIA:
esta guía es una adopción idéntica
(IDT) por traducción, respecto a su
documento de referencia, la norma
AWS B 1.11: 2000.
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, 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 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.
DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
5.7
MEDIDORES DE FERRITA
5.8
FUENTES DE ILUMINACIÓN
5.9
AMPERÍMETROS
6.
REGISTROS
GTC 110
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.
Unión con penetración incompleta
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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.
1
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GTC 110
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.
3
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
2.7
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
9
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
11
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
Figura 6. Fusión incompleta
Figura 7. Fusión incompleta en la cara de raíz
Figura 8.Fusión incompleta entre pases de soldadura
12
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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.
Unión con penetración incompleta
Unión con penetración incompleta
Figura 10. Unión con penetración incompleta
13
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
2 10 13
2 5 13
13
3 11
6 13
7 13
LEYENDA:
9
3 6
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
12
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
4.12
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
4.14
GTC 110
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.
27
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
31
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
5.5
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
5.7
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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.
37
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
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
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA
GTC 110
DOCUMENTO DE REFERENCIA
AMERICAN WELDING SOCIETY. Guide for the Visual Examination of Welds. Miami, 2000.
35p. : ils (AWS B1.11:2000).
39