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1. CERTIFICACIÓN DE PERSONAL DE END
1.1 Calificación vs Certificación.
La efectividad de una prueba no destructiva (PND/NDT) depende principalmente de la
calificación de la persona que realiza las inspecciones.
La mayoría de los métodos de pruebas no destructivas requieren un control exhaustivo de las
muchas variables asociadas con las inspecciones. El tema de la calificación del personal ha
sido un tema de mucha discusión, debate y controversia durante varias décadas. Hay muchas
posiciones diferentes con respecto a la garantía de que un técnico/inspector en PND está
calificado. El enfoque más común es utilizar alguna forma de certificación. Las controversias
y las diferentes posiciones tomadas sobre este tema tan emotivo han dado lugar al desarrollo
de varios y diferentes programas de certificación.
El término "calificación" generalmente se refiere a las habilidades, características y
capacidades de la persona que realiza las inspecciones, que se obtienen a través de una
combinación equilibrada de capacitación y experiencia.
La "certificación" se define como alguna forma de documentación o testimonio escrito que
da fe de la calificación de una persona.
1.2 Esquemas de certificación.
Varias organizaciones han desarrollado esquemas de certificación de PND, que permiten a
los empleadores asegurarse de que su personal esté correctamente capacitado y calificado.
Una compañía tiene dos esquemas básicos para elegir el testimonio escrito de la calificación
(certificación) cuando es requerido:
a) Certificación interna.
b) Certificación externa.
laboral y examinaciones. El empleador es responsable de autorizar al personal de PND a
realizar tareas; para determinar la capacitación, experiencia y examinaciones necesarias; y
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Cada esquema tiene requisitos únicos para capacitación de técnicos/inspectores, experiencia
para documentar esos requisitos en una práctica escrita o procedimiento de capacitación y
certificación del personal en PND’s.
a) Certificación interna /Certificación basada en el empleador.
Es un programa interno (de segunda parte) basado en el empleador, el personal de
PND está certificado por el empleador. Dichos programas pueden basarse en un marco
sugerido, por ejemplo, la práctica recomendada SNT-TC-1A o pueden seguir los
mandatos especificados en un estándar, como ANSI / ASNT CP-189, NAS 410 o EN
4179.
Si bien existen diferencias significativas entre los dos tipos de sistemas, ambos
requieren que el empleador establezca un marco administrativo y control de la
certificación, y requieren que el empleador actúe como la agencia o autoridad
certificadora. La administración real del programa puede ser realizada por empleados
de la agencia certificadora, o esta tarea puede ser subcontratada a un consultor externo.
Un programa interno basado en el empleador es óptimo cuando un número significativo
de personal debe estar capacitado para realizar inspecciones específicas en las
instalaciones del empleador. Los esquemas de certificación interna funcionan bien
cuando hay una fuerza laboral en una ubicación fija, el empleador tiene necesidades
de inspección a largo plazo y los sistemas son administrados por una autoridad
certificadora competente o una agencia externa que brinda capacitación de calidad y
examinaciones rigurosas.
Las certificaciones basadas en el empleador no son portátiles, y la certificación se
revoca cuando se termina la relación entre el empleado y el empleador.
b) Certificación externa / Certificación central.
La certificación externa (de tercera parte) de una organización centralizada es portátil y
central es administrada por una organización imparcial que está separada del
Técnico/Inspector en PND y su empleador. Este tipo de certificación es popular, en
parte, porque está estandarizada y el empleador no puede alterar arbitrariamente los
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reconocida en una amplia gama de empresas, industrias y países. La certificación
requisitos de calificación. Hay varias opciones de certificación externa disponibles en
todo el mundo, por nombrar algunas:
➢ Certificación ASNT NDT;
➢ Programa de Certificación Central ASNT (ACCP).
➢ Consejo de Normas Generales de Canadá (CGSB), administrada por el
Organismo Nacional de Certificación de PND de Natural Resources Canadá
(NRCan).
➢ Esquema de certificación de TWI Certification Limited para personal de
soldadura e inspección (CSWIP).
➢ La certificación SECTOR de la República Federal de Alemania (DAkkS).
➢ ISO 9712 Pruebas No Destructivas – Calificación y certificación del personal en
Página 8
PND.
Página 9
1.3 SNT-TC-1A.
Historia de la SNT-TC-1A: La Práctica recomendada No. SNT-TC-1A: Calificación y
certificación del personal en pruebas no destructivas se publicó por primera vez en 1966 como
un documento principal que constaba de solo cuatro páginas junto con una serie de
suplementos para cada método reconocido en ese momento: radiografía industrial, partículas
magnéticas,
ultrasonido
industrial,
líquidos penetrantes y corrientes Eddy (ahora
electromagnetismo). Cada documento complementario incluía requisitos recomendados de
educación, experiencia y capacitación, así como un resumen recomendado del curso,
referencias y preguntas generales de examinaciones.
Uso y propósito de aplicación: Esta práctica recomendada se ha preparado para que el
empleador establezca las pautas para la calificación y certificación del personal de PND, cuyos
trabajos específicos requieren el conocimiento apropiado de los principios técnicos
subyacentes a las pruebas no destructivas para el personal que las ejecuta, atestigua,
supervisa o evalúa.
Esta práctica recomendada no debe utilizarse como una especificación estricta. Sin embargo,
se reconoce que los contratos requieren programas que cumplan con el propósito de este
documento. Para dichos contratos, el comprador y el proveedor deben acordar la aceptabilidad
del programa de un empleador.
Se plantea la pregunta: "¿Cómo documento la certificación en mi procedimiento particular?"
El punto a recordar aquí es que el procedimiento tal como lo escribió el empleador debe
satisfacer los requisitos de los consumidores de su empresa (clientes). Dentro de este
contexto, la certificación puede tomar cualquiera de las distintas formas:
➢ Puede consistir simplemente en los registros de los programas de capacitación, las
examinaciones y las calificaciones de las examinaciones.
➢ Puede requerir un certificado que indique explícitamente que una persona en particular
➢ Puede tomar la forma de una tarjeta y/o certificado en la cual un empleador certifica el
nivel de capacitación y calificación de su personal.
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está calificada para un nivel dado para un método específico.
En resumen, SNT-TC-1A es un conjunto de pautas diseñadas para ayudar a los empleadores
en el desarrollo de sus propios procedimientos de certificación y calificación (práctica escrita).
Dado que este programa es un conjunto de recomendaciones mínimas, su objetivo es brindar
a los empleadores una amplia libertad para que sus procedimientos puedan adaptarse a los
requisitos de los productos que se fabrican y satisfacer las necesidades de sus clientes. La
aplicación de este programa ha tenido como resultado algunos beneficios distintos y
deficiencias importantes.
Beneficios y limitaciones de SNT-TC-1A.
Beneficios:
➢ Proporciona flexibilidad según la interpretación y aplicación de cada empleador
individual.
➢ Requiere que los empleadores analicen su posición sobre la certificación y la
documenten mediante la preparación de su práctica escrita.
➢ Implica responsabilidad del cliente a través de su aceptación y evaluación de la práctica
escrita, que, a su vez, puede asegurar la adecuación necesaria para cumplir con los
términos y condiciones del contrato u orden de compra.
➢ A través de la práctica escrita o procedimiento, el empleador tiene la responsabilidad
implícita de capacitar y asegurar que su personal tenga experiencia y sea competente.
Limitaciones:
➢ La falta de coherencia que resulta que los empleadores aprovechen la flexibilidad
contenida en esta práctica recomendada.
➢ El hecho de que los empleadores certifiquen a su personal supone un alto nivel de
responsabilidad y competencia por parte del empleador.
➢ Si los empleadores no comprenden las recomendaciones o no aplican la intención de
las recomendaciones, se puede cuestionar la efectividad de su programa.
➢ Autoridad Certificadora: Persona o personas propiamente designadas en la práctica
escrita para firmar los certificados en nombre del empleador.
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Definiciones de SNT-TC-1A.
➢ Agencia externa: Una empresa o individuo que proporciona servicios de Nivel III NDT
y cuyas calificaciones para proporcionar estos servicios han sido revisadas por el
empleador que contrata a la empresa o individuo.
➢ Agencia Certificadora: El empleador del personal en proceso de certificación.
➢ Agencia de terceros: Una empresa u organización, sin una práctica escrita
establecida, que proporciona mano de obra complementaria al empleador; por ejemplo,
una empresa de trabajo temporal.
➢ Calibración, Instrumento: La compasión de un instrumento o el ajuste de un
instrumento con una referencia (s) conocida (s) a menudo trazables al instituto nacional
u organismo de normalización del país correspondiente.
➢ Calificación: Habilidad demostrada, conocimiento demostrado, entrenamiento
documentado y experiencia documentada requerido para que el personal realice
propiamente los deberes de un trabajo específico.
➢ Certificación: Es el testimonio escrito de la calificación.
➢ Empleador: La entidad corporativa, privada o pública, que emplea personal directa o
indirectamente por sueldos, salarios, honorarios u otras consideraciones.
➢ Entrenamiento/capacitación: Un programa organizado desarrollado para impartir el
conocimiento y habilidades necesarias para la calificación.
➢ Instrucción personalizada: puede consistir en un aula combinada, un laboratorio
supervisado y/o cursos híbridos basados únicamente en competencias. El contenido
modular se cubre a través de presentaciones en línea, en el aula y / o en grupos
pequeños.
➢ Práctica escrita: Un procedimiento escrito desarrollado por el empleador que detalla
los requisitos para la calificación y certificación de sus empleados.
➢ Método: Una de las diciplinas de PND; por ejemplo, Ultrasonido Industrial, dentro del
cual pueden existir varias técnicas.
1.
Alcance.
2.
Definiciones.
3.
Métodos de Pruebas No Destructivas.
4.
Niveles de calificaciones.
Página 12
Contenido de la SNT-T-C-1A.
5.
Práctica escrita.
6.
Requisitos de educación, capacitación y experiencia para la calificación inicial.
7.
Programas de capacitación.
8.
Examinaciones.
9.
Certificación del personal.
10. Evaluación de desempeño técnico.
11. Servicio interrumpido.
12. Recertificación del personal.
13. Revocación de la certificación.
14. Re-Ingreso del personal.
Nombre de los Métodos de Pruebas No Destructivas.
Actualmente la Práctica Recomendada No. SNT-TC-1A reconoce 16 métodos de PND.
Inglés
Acoustic Emission Testing
Electromagnetic Testing
Ground Penetrating Radar
Guided Wave Testing
Laser Methods Testing
Leak Testing
Liquid Penetrant Testing
Magnetic Flux Leakage
Magnetic Particles Testing
Microwave Technology
Testing
Neutron Radiography
Testing
Radiographic Testing
Thermal / Infrared Testing
Ultrasonic Testing
Vibration Analysis
Visual Testing
Español
Emisión Acústica
Electromagnetismo
Georradar
Ondas Guiadas
Prueba de métodos láser
Prueba de Fuga
Líquidos Penetrantes
Fuga de flujo magnético
Partículas Magnéticas
Abreviación
AET
ET
GPR
GW
LM
LT
PT
MFL
MT
Tecnología de microondas
MW
Radiografía de neutrones
NR
Radiografía Industrial
Termografía
Ultrasonido Industrial
Análisis de vibraciones
Inspección Visual
RT
IR
UT
VA
VT
Página 13
Nombre del Método
Funciones y responsabilidades.
Mientras se encuentra en el proceso inicial para comenzar a ser capacitado, calificado y
certificado, un individuo debe considerarse un aprendiz.
Un aprendiz debería trabajar con un individuo certificado y no debería conducir, interpretar,
evaluar o informar de forma independiente los resultados de ninguna prueba no destructiva.
Hay tres niveles básicos de calificación, los conjuntos de habilidades y conocimientos técnicos
recomendados para los tres niveles son los siguientes:
Nivel I en PND. Un individuo que debe tener suficientes conocimientos técnicos y
habilidades para estar calificado para realizar adecuadamente calibraciones específicas,
PND’s específicas y evaluaciones específicas para determinar la aceptación o rechazo
de acuerdo con instrucciones escritas (procedimientos de inspección) y para registrar los
resultados. El Nivel I debería recibir instrucciones y supervisión necesaria de un individuo
certificado en PND’s Nivel II o III.
Nivel II en PND. Un individuo que debe tener suficientes conocimientos técnicos y
habilidades para estar calificado para ajustar y calibrar equipos e interpretar y evaluar los
resultados con respecto a los códigos, estándares y especificaciones aplicables, también
debe estar completamente familiarizado con el alcance y las limitaciones de los métodos
para los que está calificado y debe ejercer la responsabilidad asignada para la
capacitación en el trabajo y la orientación de los aprendices y el personal Nivel I. El Nivel
II debería poder organizar e informar los resultados de las pruebas no destructivas.
Nivel III en PND. Un individuo que debería tener suficientes conocimientos técnicos y
habilidades para ser capaz de desarrollar, calificar y aprobar procedimientos, establecer
y aprobar técnicas, interpretar códigos, normas, especificaciones y procedimientos; y
designar los métodos, técnicas y procedimientos PND’s en particular que se utilizarán.
calificado y asignado y debería ser capaz de interpretar y evaluar los resultados en
términos de códigos, normas y especificaciones existentes, ayudar a establecer criterios
de aceptación cuando no haya ninguno disponible, además debería ser capaz de
Página 14
El Nivel III debe ser responsable de las operaciones de PND’s para las cuales está
capacitar y examinar al personal en PND’s Nivel I, II y III para la certificación en esos
Página 15
métodos.
Página 16
Página 17
Página 18
NOTA GENERAL: Los textos anteriores no son traducciones oficiales, para mayor información
consulte directamente la práctica recomendada SNT-TC-1A emitida por la ASNT.
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2. PRINCIPIOS DE PRUEBAS VISUALES Y ÓPTICAS
2.1 Definición de inspección visual
Es la observación de un objeto de prueba, ya sea directamente con los ojos o
indirectamente usando instrumentos ópticos; llevada a cabo por un técnico o inspector
para evaluar la presencia de discontinuidades y asegurar la conformidad de un objeto
con un código, especificación o procedimiento.
2.2 Aplicaciones de inspección visual
La inspección visual se emplea ampliamente en distintos sectores industriales, algunos
como:
•
Siderurgia
•
Eléctrica
•
Química
•
Petroquímica
•
Automotriz
•
Aeronáutica
•
Naval
•
Etc.
La inspección visual se puede aplicar a materiales metálicos (ferrosos y no ferrosos) y
materiales no metálicos (plásticos, cerámicas, maderas, etc.).
Además, la inspección visual puede ser aplicada a cualquier proceso de fabricación,
•
Fundición
•
Laminación
•
Forja
•
maquinado
•
Soldadura
•
Etc.
Página 20
algunos como:
2.3 Propósitos de la inspección visual
En general, las inspecciones visuales y ópticas son utilizadas principalmente para dos
propósitos:
1) La inspección de superficies expuestas o accesibles de objetos opacos.
2) La inspección del interior de objetos translucidos.
La inspección visual se usa para localizar discontinuidades superficiales en la mayoría
de materiales opacos y discontinuidades subsuperficiales en materiales translucidos.
2.4 Ventajas de inspección visual
✓ Es un método de bajo costo
✓ Es un método rápido y simple de aplicar
✓ Tiene alta sensibilidad y versatilidad
✓ Es aplicable a casi cualquier forma, tamaño y tipo de material
✓ Requisitos de equipo y herramientas mínimos
✓ Requisitos mínimos de entrenamiento y experiencia
✓ Es aplicable para cualquier tipo de industria
2.5 Desventajas de inspección visual
 Se requiere una línea de visión (acceso) a la superficie de interés.
 Se requiere una adecuada iluminación y limpieza de la superficie.
 El uso de baroscopios requiere mayor conocimiento y habilidad del inspector;
además, incrementa el costo de la inspección.
 Depende fuertemente del inspector: entrenamiento, experiencia, habilidades,
salud, agudeza visual y honestidad.
 Es un método clasificado como superficial.
 Para una buena detección e interpretación, es indispensable conocer el proceso
de fabricación y servicio de la pieza.
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 Los códigos aplicables podrían ser difíciles de interpretar.
2.6 El ojo humano
El instrumento óptico más comúnmente utilizado en sistemas de inspección visual y
óptica es el ojo humano.
El ojo humano es un instrumento óptico que cuenta con una variedad de ajustes
automáticos, que le permiten adaptarse y proporcionar una visión definida, aun variando
la distancia del objeto y a través de un rango de intensidades de iluminación diferentes.
En inspección visual, el ojo es nuestro equipo, el cual es sensible al medio de prueba.
2.7 Refracción y dioptrías
En óptica, el poder de refracción de un lente se mide en dioptrías. Una dioptría es el
valor reciproco de su longitud focal (distancia focal) expresada en metros.
Por ejemplo: Un lente con 4 dioptrías tiene una longitud focal de 0.25 metros y un lente
con 2 dioptrías tiene una longitud focal de 0.5 metros.
2.8 Componentes del ojo humano
Cornea y cristalino:
La cornea y el lente cristalino son los elementos de focalización primarios del ojo. Estos
dos elementos trabajan en conjunto, haciendo la función que tiene el lente de una
La cornea es la superficie frontal altamente curveada que provee el mayor poder de
refracción del ojo. La cornea tiene un poder de refracción aproximado de 43 dioptrías.
El lente cristalino está colocado justo detrás del iris y brinda poder adicional de refracción.
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cámara.
En estado pasivo o relajado, el lente cristalino tiene un poder de refracción aproximado
de 19 dioptrías.
Iris y pupila: El iris es el anillo pigmentado o coloreado alrededor de la pupila, en la parte
frontal de ojo. El iris contiene un musculo que se contrae y se expande para contraer o
dilatar la pupila. Esta dilatación y contracción corresponde a la acción de la apertura
(diafragma) de una cámara.
El iris está altamente pigmentada a través de su superficie interior para bloquear la
transmisión de la luz hacia la retina, excepto la luz que pasa a través de la pupila.
Retina: La retina del ojo es una capa neuronal muy delgada colocada contra la parte
interna del ojo. La retina es análoga a la película de una cámara, recibiendo energía
luminosa (luz visible) y documentando una imagen.
A diferencia de la película de una cámara, la retina no tiene granos o foto receptores
uniformes a través de su superficie. La retina tiene su mejor poder de resolución
solamente en un área central pequeña de la macula llamada “fóvea central”.
Los conos y bastones son los elementos receptores de la luz en la retina. Estas células
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absorben la energía luminosa de la imagen retinal para iniciar el proceso visual.
2.9 El ojo como una cámara fotográfica
2.10 Anomalías refractivas del ojo
Las anomalías refractivas de ojo (miopía, hipermetropía) se miden en dioptrías.
En los lentes correctivos (anteojos o lentes de contacto), mientras más corrección se
necesite mayor será el número de dioptrías, ya sea positivo o negativo, según
corresponda.
la retina.
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Para asegurar una observación adecuada, el ojo debe focalizar todos los rayos de luz en
Miopía
Cuando el punto de foco es corto o cercano a la lente, se presenta una condición
conocida como miopía (mala visión de lejos).
En esta patología, el lente del ojo tiene más dioptrías de lo normal, por lo tanto, se
necesita de una lente divergente (negativa) que corrija este defecto óptico.
Hipermetropía
Si el punto focal esta más allá de la retina, se presenta una condición conocida como
hipermetropía (mala visión de cerca).
En esta patología, la lente del ojo tiene menos dioptrías de lo normal, por lo tanto, se
necesita de una lente convergente (positiva) que corrija este defecto óptico.
Percepción visual
La percepción visual es:
“cómo la mente humana interpreta la información obtenida visualmente, con la que se
forma una impresión”
Es la interpretación de impresiones transmitidas desde la retina hasta el cerebro, en
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términos de la información sobre un mundo físico mostrado enfrente del ojo.
2.11 Agudeza visual
La agudeza visual representa una medición de la habilidad del ojo para resolver
(distinguir) detalles pequeños.
Usualmente se mide determinando el tamaño de la letra más pequeña que puede ser
correctamente identificada. Con corrección adecuada, un ojo normal debería ser capaz
de identificar una letra que subtiende un ángulo visual de cinco minutos de arco.
Agudeza visual cercana: Visión de objetos cercanos, generalmente dentro de la
longitud del brazo.
Agudeza visual lejana: Visión de objetos a distancia, generalmente más allá de la
longitud del brazo.
2.12 Carta Snellen
La fracción Snellen (20/20, 20/40, 20/50) se usa para expresar la agudeza visual,
comúnmente la visión lejana. La distancia estándar de prueba es 20 pies (6 m).
El numerador expresa la distancia de prueba a la cual un sujeto bajo prueba puede
distinguir dos objetos adyacentes.
El denominador es la distancia actual a la cual la letra más pequeña subtendería un
ángulo de 5 minutos de arco (distancia discernible por un sujeto con agudeza visual
Página 26
estándar 20/20).
2.13 Carta Jaeger
La carta Jaeger es ampliamente usada para llevar a cabo exámenes de la visión cercana.
Los grupos de texto gradualmente incrementan en tamaño y son designadas como J1,
J2, J3 y así sucesivamente.
La distancia de uso correcto de la carta debe ser la marcada en la carta para cada tamaño
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de letra.
2.14 Cartas pseudoisocromáticas
El método más rápido para diagnosticar daltonismo consiste en unas cartas de manchas
dispuestos sobre fondos de colores similares, agrupados de modo que una persona
normal pueda distinguir en ellos números o formas conocidas.
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Ishihara. Estas cartas consisten en numerosos puntos de los distintos colores primarios
2.15 Examen de agudeza visual de acuerdo a las normatividad
SNT-TC-1A (Ed. 2020)
El examen debería asegurar una agudeza visual cercana natural o corregida en al menos
un ojo, de tal manera que el aplicante sea capaz de leer un tamaño de letra Jaeger 2 o
equivalente a la distancia designada en la carta, pero no menos de 12 pulg. (30 cm) en
una carta de prueba estándar Jaeger.
Este examen debería ser administrado
anualmente.
API 1104 (Ed. 2018)
Todo el personal de PND debe ser examinado para asegurar que tengan una agudeza
visual cercana natural o corregida en al menos un ojo, de tal manera que cada individuo
sea capaz de leer la letra Jaeger No. 1 o equivalente a una distancia no menos de 12
pulg. (30 cm). Este examen debe administrado al menos anualmente.
ASME BPVC SECC. V (Ed. 2021)
El personal debe someterse anualmente a una prueba de visión para asegurar una
agudeza cerca, natural o corregida, de modo que sea capaz de leer las letras J-1
estándar de la carta Jaeger para la visión de cerca. Se aceptan pruebas de visión de
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cerca equivalentes.
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3. REQUISITOS DE ILUMINACIÓN PARA TÉCNICAS VISIBLES
3.1 Luz Visible (Medio de Prueba)
La mayoría de las pruebas no destructivas son llevadas a cabo por un medio de
exploración como rayos X, ultrasonido o magnetismo en un objeto de prueba. En las
pruebas visuales y ópticas el medio de prueba es la luz visible.
La energía radiante, a la longitud de onda adecuada, hace visible cualquier objeto desde
el cual es emitida o reflejada en suficiente cantidad para activar los receptores en el ojo.
La luz visible es la porción del espectro electromagnético que excita la retina humana.
3.2 Espectro electromagnético
La luz visible tiene una longitud de onda de:
•
370 a 770 nm (3700 a 7700 Å), según ASNT.
•
380 a 780 nm (3800 a 7800 Å), según ASTM.
❖ 1 angstrom= 1x10-10 m
❖ 1 nm=10 Å
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❖ 1 nanómetro=1x10-9 m
Rango de luz visible
Los limites superior e inferior de la radiación visible varían de un individuo a otro.
3.3 Reflexión
•
La luz es reflejada cuando choca contra una superficie.
•
La dirección del haz reflejado puede determinarse construyendo una línea
perpendicular a la superficie reflectora.
•
El ángulo de reflexión es el mismo que el ángulo de incidencia, tomando como
referencia la perpendicular a la superficie, o línea normal.
•
La refracción es el cambio de dirección de la luz al pasar a través de dos medios
diferentes.
•
La refracción depende del ángulo de incidencia de la luz y el índice de refracción.
Página 32
3.4 Refracción
•
El índice de refracción está dado por la relación de la velocidad de la luz en el
vacío y la velocidad de la luz en el medio.
3.5 Tipos de luz artificial
•
Luz incandescente. Las fuentes de luz incandescente incluyen a las lámparas de
filamento, mantos de gas, piro luminiscentes y lámparas de arco de carbón.
•
Luz luminiscente. Las fuentes de luz luminiscente incluyen a las lámparas de
descarga de gas, láser, diodos emisores de luz (LED) y lámparas fluorescentes.
•
Luz polarizada. La polarización es un fenómeno por el cual un rayo de luz que es
alterado al atravesar un medio o al ser reflejado por una superficie, en vez de
seguir vibrando en todas direcciones en torno de su trayectoria, solamente lo hace
en direcciones privilegiadas paralelas a un plano llamado plano de polarización.
•
Luz coherente. La luz coherente, como la producida por un láser, es luz visible o
energía radiante con alto grado de coherencia de fase. Mientras la luz producida
por la mayoría de fuentes de luz tiene un espectro ancho y producen un área
iluminada divergente, la luz láser o en fase es alineada.
3.6 Medición de la luz
El propósito de la iluminación en un área de inspección visual es proporcionar un
contraste adecuado, de tal manera que los objetos o discontinuidades sean detectados.
Página 33
La detección del contraste es la más básica de las tareas visuales.
3.7 Ley del cuadrado inverso.
La ley del inverso del cuadrado (ecuaciones 1 y 2. Ver Figura ) establece que la
iluminación de una superficie varía inversamente a la distancia al cuadrado entre la
fuente de luz y la superficie.
Ecuación (1).
𝑬=
𝑰
𝒅𝟐
Ecuación (2).
𝑰𝟏
𝒅𝟐 𝟐
=( )
𝑰𝟐
𝒅𝟏
Donde:
𝑰 = intensidad luminosa (candela)
𝐝 = distancia entre el punto y la fuente (metro).
3.8 Nivel de ilumincación.
adecuada de las indicaciones. A menudo, la iluminación general del área de trabajo es
suficiente para un examen visual; sin embargo, sin medición no es posible verificar que
se cumplan los requisitos del código o especificaciones para los niveles mínimos de
Página 34
La iluminación adecuada en la superficie de inspección es esencial para la identificación
iluminación. Además, La iluminación excesiva en la superficie de inspección puede
causar reflejos, deslumbramientos o sombras que distraigan al inspector.
3.9 Brillo o resplandor
La calidad de iluminación se compone por:
❖ La luz de área
❖ La luz específica para la inspección.
El “brillo” o “resplandor” es un factor importante en los medios ambientes de prueba
visual. El brillo de una superficie de prueba depende de su reflectividad y la intensidad
de la luz incidente.
La brillantez excesiva o insuficiente interfiere con la habilidad de ver claramente y puede
obstruir la observación crítica y el juicio, por lo cual, la intensidad de la luz debe ser bien
controlada.
El resplandor es causado por fuentes de luz o reflexiones de la fuente de luz en el campo
de vista.
Para disminuir el resplandor o brillo excesivo puede ser necesario tomar una o más de
las siguientes acciones:
❖ Disminuir la intensidad de iluminación
❖ Reducir el área de la fuente de luz
❖ Incrementar el ángulo entre la fuente de luz y el campo de vista
❖ usando una fuente de luz con área mayor y menor luminancia
La radiometría es la medición de la energía radiante del espectro electromagnético,
incluyendo la luz visible.
La medición de las propiedades de la luz por comparación visual es conocida como
El accesorio fotométrico más común es el ojo humano.
Página 35
“fotometría”.
Los principios de radiometría y fotometría son los mismos, pero las unidades de medición
son diferentes.
Nombres comunes de medidores de luz:
•
Medidor de iluminación
•
Luxómetro
•
Fotómetro
•
Radiómetro
Las características de la luz, las fuentes de luz y de iluminación en inspección visual son
las siguientes:
Flujo luminoso: Proporción del flujo de luz, y se mide en “Lumen” (lm).
Iluminancia: Densidad de flujo luminoso sobre un área dada de superficie en un instante
dado. Es la medición de la luz fuera de un cuerpo luminoso. Las unidades de iluminancia
son los “Lux” (lx) o los “pies-candela” (ftc)
1 ftc = 10 lx
API 5CT “Specification for casing and tubing”
El nivel mínimo de iluminación en la superficie de inspección visual debe ser 500 lx (50
fc).
Página 36
3.10 Requisitos de iluminación de algunos estandares
Código ASME Sec. V, Art. 9 “Visual Examination”
La intensidad de luz mínima en la superficie o sitio de examen debe ser 1076 lx (100 fc)
API 5L “Specification for Line Pipe”
Cada tubo debe ser inspeccionado visualmente para detectar defectos en la superficie
Página 37
con una iluminancia de al menos 300 lx (30 fc).
Página 38
4. HERRAMIENTAS PARA INSPECCIÓN VISUAL DIRECTA
4.1 Inspección Visual Directa.
El examen visual directo puede efectuarse usualmente cuando el acceso es suficiente
para colocar el ojo dentro de 24” (610mm) de la superficie que está siendo examinada y
a un ángulo no menor de 30° de la superficie que está siendo examinada. Pueden ser
usados espejos para mejorar el ángulo de visión.
Los lentes de aumento se enlistan como “ayudas o auxiliares”. El uso de un espejo para
“mejorar el ángulo” también puede considerarse como una ayuda o auxiliar.
Incluir un espejo en las definiciones de directa e indirecta o remota permite interpretar la
habilidad de “ver” el área de interés sin “auxiliares” o espejos.
Lo anterior parece indicar que si el espejo es la única forma de inspeccionar visualmente
el área de interés entonces es visual remota (indirecta); inversamente, si el espejo resalta
la observación y la inspección puede hacerse sin el “auxiliar”, esta será considerada
como inspección visual directa con un auxiliar.
4.2 Distancia y Ángulo visual:
Para completar una inspección visual, el ojo se acerca al objeto de prueba para obtener
un ángulo visual grande, sin embargo, el ojo no puede enfocar en forma definida sobre
un objeto si está más cerca de 250 mm (10”), por lo tanto, una inspección visual directa
debe realizarse a una distancia de entre 250 a 600 mm (10” a 24”).
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También, es importante el ángulo que el ojo forma con la superficie inspeccionada.
4.3 Condiciones que afectan la inspección
Objeto de prueba:
Ambiente:
Inspector:
Limpieza
Iluminación
Fatiga
Acabado
Ruido
Percepción
Brillo
Sitio de trabajo
Agudeza visual
Forma
Salud
Tamaño
Entrenamiento
Temperatura
Experiencia
Color
Ética profesional
4.4 Espejos
Los espejos cambian la dirección de la luz por reflexión, pueden ser planos, convexos, o
cóncavos, y pueden ser arreglados en forma simple o en serie, con el fin de reflejar una
imagen o la luz.
Un espejo curvo puede considerarse como compuesto por un número infinito de espejos
planos muy pequeños, a cada uno de los cuales llega un rayo de luz que se refleja de
acuerdo con las leyes de reflexión.
Un lente es un accesorio que converge o dispersa la luz por refracción.
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4.5 Lentes amplificadores
Un objeto parece incrementarse en tamaño conforme se acerca al ojo; para determinar
el poder de amplificación de un lente, se considera el tamaño verdadero del objeto
estando colocado a una distancia de 10” del ojo; 10” es usado como estándar; La
amplificación lineal se expresa en dioptrías; la letra “X” es utilizada para designar el poder
de amplificación de un lente.
4.6 Longitud focal
La longitud focal o distancia focal de un lente es la distancia desde el plano principal del
lente hasta el plano focal; esto se describe de la siguiente forma: el foco principal o plano
focal es la distancia desde un lente al punto en el cual los rayos paralelos de luz que
llegan a uno de los lados del lente positivo son enfocados en el lado opuesto, después
de haber sido refractados hacia un foco.
Una vez que se conoce la distancia focal, puede determinarse la magnificación del lente
y viceversa; a una longitud focal más corta, mayor será el poder de magnificación; la
Un lente con una longitud focal de una pulgada tendrá un poder de magnificación de 10
(10X), es verdad si el lente se mantiene a 1” del objeto y el ojo es colocado a 1” de
distancia del lente.
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distancia del ojo al lente debe ser la misma que la longitud focal.
La siguiente fórmula determina el poder de magnificación:
𝑷𝒐𝒅𝒆𝒓 𝒅𝒆 𝒎𝒂𝒈𝒏𝒆𝒇𝒊𝒄𝒂𝒄𝒊ó𝒏 =
𝟏𝟎
𝒍𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒇𝒐𝒄𝒂𝒍 (𝒑𝒖𝒍𝒈𝒂𝒅𝒂𝒔)
4.7 Tipos de lentes
Los lentes convergentes enfocan la luz sobre un punto, mientras los lentes divergentes
dispersan la luz.
El método convencional para describir los lentes es considerando la forma de su
superficie, de izquierda a derecha:
•
Lentes planos: Describen superficies planas.
•
Lentes convexos: Son lentes convergentes, son más gruesos en el centro que
en los extremos (protuberantes hacia fuera).
•
Lentes cóncavos: Son lentes divergentes, son más delgados en el centro que en
los extremos (hundidos hacia adentro).
4.8 Profundidad de campo
Rango de distancias sobre la cual se tiene buena definición de imagen (buen enfoque).
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También es conocida como distancia de trabajo.
Profundidad de Campo
4.9 Medición Dimensional
Las mediciones lineales describen longitud, altura, espesor o cualquier otra dimensión
que pueda ser descrita como una distancia entre dos puntos, un punto y una línea, un
Las mediciones lineales son las más simples y los requisitos de tolerancias, desempeño
de la inspección, evaluación de la variación y el reporte de los resultados siempre se
encuentran delineados en algún documento de referencia.
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punto y un plano, etc.
El término “Resolución” corresponde a la división más pequeña de la escala de un
instrumento, lo que determina la cantidad mínima de variación a la cual será sensible el
instrumento.
“Exactitud” es la condición de cumplir con un estándar conocido, en un instrumento de
medición define la extensión con la cual el promedio de varias mediciones cumple con el
valor real.
Resolución
4.10 Vernier o Pie de Rey
Las escalas vernier son instrumentos de precisión disponibles que tienen la capacidad
de medir en décimas o milésimas, con una precisión de hasta 0.0001”; esto es posible
por medio de un método simple para amplificar la discriminación de la escala lineal
básica.
la escala principal puede estar dividida en pulgadas o en centímetros, o ambas.
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Un vernier es la combinación de dos escalas: una escala principal y una escala vernier;
El vernier es un instrumento decimal no fraccional, por lo que proporciona la capacidad
de precisión.
objeto.
2. Mordazas internas: usado para medir el diámetro interno de un objeto.
3. Coliza: usado para medir profundidades.
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1. Mordazas externas: usado para medir el diámetro exteriror o el ancho de un
4. Escala principal: con divisiones en centímetros y milímetros.
5. Escala principal: con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada.
6. Nonio: para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido.
7. Nonio: para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido.
8. Pulsador: Botón de deslizamiento y freno.
4.11 Micrómetro
Son dispositivos mecánicos extremadamente precisos, comúnmente usados para medir
milésimas de pulgada, pero también existe con los que se puede medir hasta
diezmilésimas de pulgada.
Están disponibles en variedad de tamaños y formas para propósitos especiales, pero es
utilizado el mismo principio para obtener las lecturas.
Están disponibles micrómetros para exteriores, interiores y profundidades; se encuentran
disponibles con varias puntas de medición (las cuales normalmente son endurecidas
para evitar el desgaste), las que pueden ser planas, redondeadas, puntiagudas o afiladas
aislante térmico para evitar la variación de medida por dilatación.
2. Tope: determina el punto cero de la medida; suele ser de algún material duro
(como acero o hierro) para evitar el desgaste, así como optimizar la medida.
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1. Cuerpo: constituye el armazón del micrómetro; suele tener unas plaquitas de
3. Espiga: elemento móvil que determina la lectura del micrómetro; la punta suele
tener también la superficie en metal duro para evitar desgaste.
4. Palanca de fijación: que permite bloquear el desplazamiento de la espiga.
5. Trinquete: limita la fuerza ejercida al realizar la medición.
6. Tambor móvil: solidario a la espiga, en la que está grabada la escala móvil de 50
divisiones.
7. Tambor fijo: solidario al cuerpo, donde está grabada la escala fija de 0 a 25 mm.
Micrómetro
Rango: 0-1”
Rango: 0-1”
Resolución: 0.0005”
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Resolución: 0.0005”
Rango: 0-25 mm
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Resolución: 0.01 mm
4.12 Compás
Se usan como elementos de comprobación para espesores, diámetros internos y
externos. Se utilizan en conjunto con una regla o un vernier.
Su uso es simple, tomar la distancia deseada, asegurar esa apertura y compararla contra
la regla o el vernier.
4.13 Calibradores de soldadura
La inspección de soldaduras de fabricación es un campo altamente especializado, que
requiere un conocimiento profundo de la metalurgia de la soldadura, los procesos de
soldadura, los símbolos de soldadura y de los requisitos aplicables de los Códigos de
soldadura.
La inspección visual de soldaduras para detectar discontinuidades superficiales y para
determinar la configuración adecuada de la junta soldada se realiza utilizando fuentes
artificiales de luz, espejos, reglas, magnificadores y calibradores especiales de
soldadura, los cuales son usados para verificar las características físicas de las
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soldaduras.
Calibradores de Soldadura
V-WAC Gage (Undercut Gauge). El undercut gauge se puede usar para medir la
profundidad del socavado y para medir la altura del refuerzo de soldadura. También tiene
comparadores para estimar el tamaño de un poro individual y puede usarse para medir
la cantidad de porosidad por pulgada lineal de soldadura.
Cambridge Gauge: El Bridge cam gauge es un calibrador de soldadura exclusivo y
multipropósito que se utiliza especialmente en superficies y juntas soldadas. Es una
herramienta de inspección visual muy útil para inspectores de soldadura.
El calibrador tiene un dial giratorio y un puntero deslizante para medir las características
Con el bridge cam gauge se puede medir lo siguiente:
1. El ángulo de preparación de 0 a 60° grados.
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de soldadura. La medida se muestra en pulgadas y milímetros hasta 2“ o 60 mm.
2. El refuerzo de la soldadura.
3. La profundidad de un socavado o picadura.
4. El tamaño de la garganta de la soldadura de filete.
5. El tamaño de las piernas de la soldadura de filete.
6. Desalineamiento externo.
Fillet Weld Gage: El calibrador de soldadura de filete ofrece un medio rápido para medir
la mayoría de las soldaduras de filete, de 3 mm. - 25 mm [1/8 en-1 in] de tamaño. Ambas
piernas de soldaduras de filete deberían medirse. Los calibradores de soldadura de filete
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miden las soldaduras de filete convexo y cóncavo.
AWS Gage: Un calibrador AWS proporciona mediciones precisas de soldaduras a tope
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y de filete.
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5. EQUIPO PARA INSPECCIÓN VISUAL REMOTA
5.1 Inspección Visual Remota.
En algunos casos, la inspección visual remota puede ser sustituto de la inspección
directa. La inspección visual remota puede usar auxiliares visuales tales como espejos,
telescopios, boroscopios, fibra óptica, cámaras u otros instrumentos adecuados. Tales
sistemas deben tener una capacidad de resolución al menos equivalente a la que sea
obtenida por la observación visual directa”.
5.2 Boroscopios
Los ojos son la herramienta más importante en una inspección visual; sin embargo,
existen muchas situaciones donde no son suficientemente sensibles, o no pueden
alcanzar el área que debe ser inspeccionada.
Existe un número de equipos mecánicos y ópticos disponibles que complementan a los
ojos, y les permitirle realizar una inspección más completa.
El equipo utilizado para realizar inspecciones visuales indirectas es el “boroscopio”, el
cual es utilizado en ambientes industriales, donde es necesario inspeccionar áreas, que
de otra forma requerirían desensamblar o desmantelar; también son utilizados en áreas
que representan alto riesgo para el inspector.
Son frecuentemente usados en la inspección de turbinas de gas, estructuras
aeronáuticas, reactores nucleares, partes internas de motores automotrices y líneas de
conducción; los boroscopios especializados son utilizados en ambientes corrosivos o
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explosivos.
5.3 Tipos principales de Baroscopios
Boroscopios Rígidos: Originalmente inventados para inspeccionar el cañón de rifles y
cañones, era un telescopio delgado. Para iluminar usaba una lámpara pequeña en la
punta, hoy en día este sistema es obsoleto por inadecuado e inseguro; los boroscopios
modernos utilizan un sistema de luz guiada a través de fibra óptica, como en el
fibroscopio.
En un boroscopio rígido la imagen se lleva al ocular por medio de un “Tren óptico”, que
consiste de un lente objetivo, en ocasiones usa un prisma, lentes de relevo y un lente
ocular.
La imagen formada no es real, se dice es una “imagen aerial”, esto es, se forma en el
aire entre los lentes; por lo que es posible proporcionar una corrección visual para el
observador y controlar el enfoque del objetivo con el ajuste simple de un anillo de
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enfoque.
Como los boroscopios carecen de flexibilidad y habilidad de explorar áreas, las
especificaciones de longitud, dirección de vista (DOV) y el campo de vista (FOV) se
hacen más críticos para alcanzar una inspección válida.
Por ejemplo, la dirección de vista siempre debe estar especificada en grados, mejor que
en palabras o letras; las tolerancias también deben estar especificadas.
Existe variedad de puntas disponibles en los boroscopios con respecto a la dirección de
vista:
Boroscopios Rígidos
La combinación de las características de operación determina las características ópticas
y físicas del instrumento apropiado para cada problema particular de inspección,
visual y amplificación, resolución y profundidad de campo, por lo que son posibles cientos
de combinaciones; sin embargo, algunas de estas características son esencialmente
contradictorias, y se requiere que coincidan en momentos específicos, por ejemplo, un
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relacionado con el diámetro, longitud, iluminación, dirección de observación, campo
campo visual amplio reduce la amplificación, pero tiene mayor profundidad de campo;
mientras que, un ángulo estrecho del campo visual produce una magnificación más alta,
pero resulta en una profundidad de campo menor.
Fibra óptica (flexibles): El fibroscopio industrial es un instrumento flexible; su funda de
capas múltiples protege dos paquetes de fibra óptica; un paquete sirve como guía de la
imagen y el otro ayuda a iluminar el objeto.
De acuerdo con las leyes de la física, la luz viaja solamente en línea recta; sin embargo,
la fibra óptica permite doblar la luz alrededor de esquinas sin contradecir este principio
básico.
Cuando un cristal óptico de alta calidad se estira para formar fibras muy finas, es bastante
flexible, por lo que es posible transmitir luz en un camino curvo sin desafiar las leyes
físicas; las fibras tienen de 9 a 30 micrómetros (mm) de diámetro, o el equivalente a 1/10
del espesor de un cabello humano.
Debido a que una sola fibra es incapaz de transmitir una cantidad de luz satisfactoria,
decenas de miles de estas fibras están ordenadas en un paquete para transmitir
suficiente luz e imagen.
Para evitar que la luz sea difundida, cada fibra consiste de un núcleo de vidrio óptico de
El paquete de fibra, llamado “guía de la imagen”, lleva la imagen formada por el lente
objetivo a la punta posterior, hacia el lente ocular; es un paquete coherente, esto significa
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alta calidad, recubierto con otro vidrio muy delgado, con un índice refractivo diferente.
que las fibras individuales deben estar alineadas precisamente, para que estén en
posiciones idénticas cada una con respecto a sus terminaciones.
El otro paquete de fibra, que no es coherente, se usa para llevar la luz, desde la fuente
externa de alta intensidad, al objeto, y se le llama paquete “guía de la luz”; el tamaño
del paquete entero se determina por el diámetro del tubo de inserción.
Cercano a la parte superior, los fibroscopios normalmente tienen una sección para
controlar el tubo de inserción, para que pueda doblarse, lo que hace que el observador
pueda dirigirlo durante la inspección o para que sea capaz de explorar un área interior.
Los fibroscopios son fabricados en variedad de diámetros, algunos son tan pequeños
como 3.9 mm, con diferentes longitudes, de treinta pies o más, y con la posibilidad de
seleccionar diferentes direcciones de observación.
En algunos casos, pueden ajustarse una variedad de herramientas para realizar varias
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funciones, como por ejemplo, sujetar y recuperar objetos.
Videoscopios
Sensores en estado sólido: El dispositivo CCD de imagen es un chip de silicón de
estado sólido similar en estructura a una celda fotovoltaica, aunque más compleja; el chip
rectangular de CCD consiste de un arreglo de miles de elementos sensibles a la luz en
un patrón geométrico de 195 renglones y 162 columnas, o más de 31,000 capacitores
sensibles a la luz; estos capacitores son los “píxeles” o “elementos de la imagen”.
La tecnología de imagen CCD es un método único para generar, almacenar y convertir
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imágenes hacia un monitor, por medio de señales eléctricas.
La tecnología de los dispositivos CCD facilita el uso de tubos de inserción de mayores
longitudes y hace posible implementar métodos avanzados en el procesado electrónico
de la imagen.
•
No se producen puntos negros porque se rompa la fibra óptica
•
Capacidad para congelar imágenes
•
Facilidad para la documentación
•
Versatilidad
•
Durabilidad
Página 60
Otras ventajas de la tecnología CCD son:
Página 61
“Tip” o punta intercambiable
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6. ORIGEN Y CLASIFICACIÓN DE DISCONTINUIDADES
6.1 Introducción a la manufactura
El término “manufactura” podríamos definirlo como el proceso de transformar materia
prima en piezas o componentes útiles para la industria y nuestra vida diaria.
La manufactura consiste en una o varias etapas que dan como resultado cambios en la
forma y/o propiedades de los materiales que hacen posible el desarrollo de la humanidad;
incluyendo metales, no metales y compuestos.
La energía usada en la manufactura puede provenir de diferentes fuentes, ya sea
térmica, mecánica, eléctrica o química. La manufactura puede efectuarse en diferentes
estados o formas de los materiales, dando como resultado los siguientes procesos de
manufactura:
•
Fundición (flujo líquido).
•
Forja (deformación plástica).
•
Rolado (deformación plástica).
•
Extruido (deformación plástica).
•
Maquinado (estado sólido).
Algunos productos individuales deben unirse para crear ensambles o sistemas mayores
a través de los siguientes procesos de unión:
•
Soldadura (juntas por fusión).
•
Soldadura fuerte (juntas capilares).
•
Tornillería o remaches (juntas mecánicas).
Por último, los productos, ensambles o sistemas pueden requerir mejoras en sus
•
Tratamientos términos
•
Acabados estéticos
•
Protecciones anti corrosivas
•
Protecciones anti desgastes
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propiedades a través de los siguientes procesos finales:
6.2 Discontinuidades
Las discontinuidades son variaciones (falta de continuidad) en la geometría o
composición de un objeto y estas pueden ser intencionales o no intencionales. Algunas
discontinuidades podrían afectar la utilidad y propiedades de las piezas o elementos.
Las discontinuidades que afectan la utilidad o propiedades de un objeto son
llamadas defectos y son rechazadas por los códigos o normas aplicables.
Se debe tener bien claro que una discontinuidad que afecta la utilidad en un componente
automotriz podría no afectar el uso en un puente peatonal. No todas las
discontinuidades son defectos.
La detección de una discontinuidad es un proceso que depende de distintos factores,
como las características físicas y localización de la discontinuidad, características de la
superficie de examen, iluminación, entrenamiento y experiencia del técnico/inspector,
entre otros.
De manera general, para detectar e interpretar adecuadamente una discontinuidad, es
necesario conocer:
a) El material y características del objeto de prueba.
b) El proceso de fabricación del objeto de prueba.
c) Las condiciones de operación del objeto de prueba.
d) Las discontinuidades potenciales en el objeto de prueba.
e) Las ventajas y limitaciones de la técnica no destructiva seleccionada.
Durante las varias etapas del procesamiento de un material u objeto, ciertas
discontinuidades pueden ser esperadas. Típicamente, una discontinuidad se clasifica por
etapa y detectada en una etapa posterior, cuando el procesamiento ha cambiado su
forma o accesibilidad.
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la etapa de procesamiento o fabricación. Una discontinuidad puede ser generada en una
6.3 Clasificación de discontinuidades por su origen:
Inherentes.
Son aquellas relacionadas con la solidificación de un metal fundido o derretido, éstas se
subdividen en:
•
Lingotes.
•
Piezas de fundición.
•
Soldaduras.
De proceso.
Son las originadas en los diferentes procesos de manufactura utilizados para dar la
conformación y acabado de una pieza, tales como:
•
Forjado.
•
Rolado.
•
Extruido.
•
Maquinado.
•
Tratamiento térmico.
•
Acabado superficial.
De servicio.
Son las que se manifiestan en las piezas después de un cierto tiempo, estando la pieza
•
Fatiga por condiciones cíclicas.
•
Condiciones ambientales.
•
Fluidos almacenados o transportados.
•
Vibraciones.
•
Temperaturas.
•
Cargas o presiones.
Página 65
o componente en operación o servicio, son provocadas por:
6.4 Discontinuidades en diferentes etapas.
FUNDICIÓN PRIMARIA (LINGOTES)
Rechupetes, inclusiones, poros, bolsas de aire y segregaciones.
FUNDICIÓN SECUNDARIA
PIEZAS DE FUNDICIÓN
SOLDADURA
Poros, inclusiones, segregaciones,
desgarres en caliente, grietas, traslapes
en frio.
Poros, inclusiones de escoria, grietas,
faltas de fusión, traslapes de
soldadura, socavados, faltas de
penetración.
PROCESOS PRIMARIOS
ROLADO
FORJA
Laminaciones, inclusiones, costuras,
Reventadas, traslapes, grietas,
traslapes, grietas.
inclusiones.
SERVICIO
Grietas por fatiga, corrosión galvánica, corrosión localizada, corrosión
microbiológica, agrietamiento por corrosión bajo esfuerzos (SCC), agrietamiento
inducido por hidrogeno (HIC), desgaste abrasivo, erosión, cavitación, otros.
6.5 Discontinuidades comunes en soldadura.
Socavado (undercut): Una ranura derretida en el metal base adyacente a el pide de la
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soldadura o raíz de la soldadura y queda sin ser rellenar por metal de soldadura.
Penetración incompleta (falta de penetración): La penetración incompleta de la junta
es una condición de la raíz de la junta en la cual el metal de soldadura no se extiende a
través del espesor de la junta.
Llenado incompleto (falta de llenado): Una condición de la soldadura de ranura en la
cual la cara de la soldadura o la superficie de la raíz está debajo de la superficie
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adyacente del metal base.
Grietas (Craks): Una discontinuidad de tipo
fractura caracterizada por una punta afilada y una alta relación de longitud y anchura al
desplazamiento de apertura. Pueden ocurrir en metal de soldadura, zona afectada por el
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calor (ZAC) y metal base.
Fusión incompleta (falta de fusión): Una discontinuidad de soldadura en la cual no
ocurre fusión entre el metal de soldadura y las caras de fusión o en los cordones de
soldadura adyacentes.
Porosidad: Discontinuidades de tipo cavidad formadas por atrapamiento de gas durante
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la solidificación o en un depósito de rociado térmico.
Refuerzo de soldadura: Metal de soldadura en exceso de la cantidad requerida para
llenar una soldadura de ranura. El refuerzo de soldadura puede ubicarse en la cara de
soldadura o en la superficie de la raíz de la soldadura, y se denomina refuerzo de la cara
y refuerzo de la raíz, respectivamente.
El refuerzo de soldadura excesivo no es deseable porque crea una alta concentración de
esfuerzos en el pie de la soldadura. Esta condición resulta de una inadecuada técnica de
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soldadura o corriente insuficiente.
Traslape (overlap): El traslape es la protuberancia del metal de soldadura no fusionado
fuera del pie de la soldadura o de la raíz de la soldadura. El traslape es una discontinuidad
superficial que forma una muesca mecánica y casi siempre se considera rechazable.
Dos causas comunes de traslape pueden ser; una velocidad de avance insuficiente y una
preparación inadecuada del metal base.
Golpe de arco (arc strike): Un golpe de arco es una discontinuidad que consiste en
cualquier metal derretido localizado, metal afectado por el calor o cambio en el perfil de
la superficie de cualquier parte de una soldadura o metal base resultante de un arco. Los
golpes de arco resultan cuando el arco se inicia en la superficie del metal base fuera de
la junta de soldadura, ya sea intencionalmente o accidentalmente.
Los golpes de arco no son deseables porque contienen discontinuidades metalúrgicas y
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son sitios potenciales para el inicio de grietas.
Salpicaduras (spatter).
Son partículas de metal expulsadas durante el depósito del metal de aporte, no forman
parte del cordón de soldadura.
Desgarre laminar (lamellar tear).
Ocurre en uniones en TEE soldadas en ambos lados. Ocurre en el metal base o zonas
afectada por el
calor en uniones soldadas fijas (empotradas) o restringidas, es
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caracterizada por una grieta escalonada.
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7. FUNDAMENTOS BÁSICOS DE SOLDADURA
7.1 Definición
De acuerdo con la Sociedad Americana de soldadura (AWS), un “proceso de soladura”
se define como:
“Un proceso de unión que produce la coalescencia de los materiales calentándolos
a temperaturas apropiadas, con o sin la aplicación de presión, o por la aplicación
de presión solamente, y con o sin el uso de metal de aporte”.
Los procesos están agrupados de acuerdo con el modo de transferencia de energía; una
consideración secundaria es la influencia de la atracción capilar en la distribución
efectuada del metal de aporte en la junta.
Soldadura por arco:
La definición de AWS de “soldadura por arco” es:
“Un grupo de procesos de soladura los cuales producen la coalescencia de
metales al calentarlos con un arco, con o sin la aplicación de presión y con o sin
el uso de metal de aporte”
Estos procesos tienen dos cosas en común:
1. Cada uno usa un arco eléctrico como fuente de energía para fundir el metal base
y el metal de aporte.
2. Cada uno brinda un medio de protección al arco para bloquear elementos dañinos
encontrados en el aire.
7.2 Procesos de Soldadura
Soldadura por arco
En estos procesos, se genera un arco eléctrico entre la pieza de trabajo, la cual sirve
o no.
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como un electrodo del circuito, y un electrodo, el cual puede ser un material consumible
Los electrodos no consumibles no se funden en el arco y el metal de aporte no se
transfiere a través del arco, los procesos de soldadura que usan electrodos no
consumibles son los de soldadura por arco de carbón, soladura por arco de plasma y
soldadura por arco de tungsteno y gas.
Los electrodos consumibles se funden en el arco y son transferidos a través del arco para
convertirse en metal de aporte depositado; los procesos de soldadura que usan
electrodos consumibles son: la soldadura por arco de metal protegido (manual),
soldadura por arco de metal y gas (con gas de protección), soldadura por arco de tubo
con fundente en el núcleo (tubular) y soldadura por arco sumergido.
Procesos de soldadura por arco eléctrico
Los procesos se identifican típicamente por el método utilizado para proteger al metal de
la oxidación.
Los procesos más comúnmente usados son:
•
Soladura por arco de metal protegido (SMAW)
•
Soldadura por arco de tungsteno y gas (GTAW)
•
Soladura por arco de metal y gas (GMAW)
•
Soldadura por arco con plasma (PAW)
SMAW
Para AWS, este proceso es un: “proceso de soldadura por arco el cual produce
coalescencia de metales calentándolos con un arco entre un electrodo de metal cubierto
y la pieza de trabajo; la protección se obtiene de la descomposición de la cubierta del
electrodo; la presión no se usa y el metal de aporte se obtiene del electrodo”
Es un proceso manual, llamado soldadura "Stick”, porque el trabajo es ejecutado y
emplea el calor del arco para fundir el metal base y la punta de un electrodo consumible
cubierto con fundente, el electrodo y la pieza son parte del circuito eléctrico.
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controlado con la mano; es el más utilizado de todos los procesos de soldadura por arco;
Conforme el electrodo de aporte se funde y deposita, está protegido de la oxidación al
quemarse el fundente del revestimiento, lo que consume el oxígeno en el ambiente
inmediato; sin embargo, el residuo del fundente quemado o escoria puede quedar
atrapado en los pasos subsecuentes.
GTAW
Soldadura por arco de tungsteno y gas (Gas Tungsten Arc Welding).
usa un arco eléctrico entre un electrodo no consumible y la pieza de trabajo; la protección
se obtiene de un gas inerte o una mezcla de gas inerte; el metal de aporte puede añadirse
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La soldadura por arco de tungsteno y gas (también llamada tungsteno y gas inerte, TIG)
conforme se va necesitando; la antorcha es usualmente enfriada con agua, pero puede
ser enfriada con aire para corrientes bajas.
Es un proceso manual, sin embargo, puede ser mecanizado para soldadura automática;
cuando se añade el metal de aporte, el proceso requiere la técnica de dos manos, como
en la soladura de gas; la alimentación de alambre frío y la alimentación de alambre
caliente son versiones automatizadas de esa técnica.
El electrodo no consumible conduce calor hasta la parte y la atmósfera se limpia de
oxígeno dirigiendo un flujo de gas inerte a través de una copa de protección; este proceso
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obviamente NO PUEDE tener residuos de “fundente quemado” o escoria.
GMAW
Soldadura por arco de metal y gas (Gas Metal Arc Welding).
La soldadura por arco de metal y gas (también llamada metal y gas inerte o MIG) usa el
calor de un arco eléctrico entre un electrodo de metal de aporte continuo y la pieza de
trabajo; la protección se obtiene completamente de un gas o mezcla de gases,
suministrado externamente.
Puede ser semiautomático, mecánico o automático; en el modo semiautomático, el
soldador controla la inclinación y distancia de su pistola hacia la pieza de trabajo, y la
velocidad de viaje y la manipulación del arco; la fuente de energía y el alimentador del
alambre controlan la longitud del arco y la alimentación del electrodo automáticamente.
Este proceso de soldadura deposita el metal soldado en la junta por uno de los modos
siguientes: transferencia de rocío, transferencia globular, transferencia de corto circuito
y soldadura por arco pulsado.
Similar al GTAW, no hay “fundente quemado” por lo tanto se elimina la posibilidad de
inclusiones de escoria; adicionalmente, no se utiliza electrodo de tungsteno, es un
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electrodo consumible, por lo tanto, no es posible una inclusión de tungsteno.
SAW
Soldadura por arco sumergido (Submerged Arc Welding).
La soldadura por arco sumergido usa el calor de un arco o arcos eléctricos entre un
electrodo o electrodos de metal desnudos y la pieza de trabajo, todos sumergidos debajo
del material granular de protección, que es un material que se funde; la soldadura debajo
del fundente granular puede ser semiautomática, mecánica o automática, en la cual la
alimentación del electrodo y la longitud del arco son controladas por el alimentador de
alambre y el suministro de energía; en la soldadura automática un mecanismo de viaje
mueve la antorcha o la pieza de trabajo, y un sistema de recuperación de fundente hace
recircular el fundente que no se fundió.
El arco se esconde, lo cual libera al soldador del casco de protección, pero esconde el
camino que debe seguir el arco; para máquinas y soldadura automática el camino es
prealineado o dirigido por un reflector o apuntador guía; en la soldadura semiautomática
la pistola y el alimentador de fundente son presionados contra las caras de la pieza de
trabajo (usualmente juntas en T o de ranura) para controlar la localización de la
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soldadura; este proceso cuenta con una penetración profunda del arco.
7.3 Términos y definiciones de soldadura
Uno de los aspectos más importantes del trabajo del inspector de soldadura es su
capacidad para comunicarse con otras personas involucradas en la fabricación de un
conjunto soldado.
El inspector debe comunicar efectivamente los resultados de la
inspección a los demás y entender sus respuestas y preguntas. Esto no implica que toda
la comunicación debe ser oral, también puede emplear explicaciones escritas o gráficas.
Desde hace mucho tiempo la AWS se dio cuenta de la necesidad de contar con términos
y definiciones normalizadas para el uso de los que participan efectivamente en la
fabricación de productos soldados. En respuesta a esta necesitas, la AWS ha publicado
el documento A3.0M/A3.0 “Standard Welding Terms and Definitions”, desarrollado por el
Comité de definiciones y símbolos para ayudar a la comunicación de la información
relativa a la soldadura.
Si bien la mayoría de los términos utilizados se aplica a operaciones reales de soldadura,
es importante que el inspector de soldaduras entiendas otras definiciones que se aplican
a las operaciones relacionadas. Por ejemplo, el inspector de soldadura debe entender
cómo describir las diferentes configuraciones de la junta de soldadura y los elementos
del proceso de ajuste. Después de finalizada la soldadura, el inspector de soldadura
puede que necesite describir la ubicación de algunas discontinuidades de soldadura que
han sido descubiertas. Si tal discontinuidad requiere una mayor atención, es importante
que el inspector describa con precesión la ubicación del problema, de modo que el
soldador sepa dónde realizar la reparación.
Tipo de Juntas
Antes de comenzar con la soldadura, el inspector de soldadura puede que necesite
examinar la configuración y el ajusta de la junta de soldadura. Este es uno de los
puedan descubrir en esta etapa se podrán corregir de manera más económica.
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aspectos más importantes de la inspección de soldadura dado que los problemas que se
Cuando se inspecciona una junta, el inspector de soldaduras tiene que conocer las
diferencias entre los diversos tipos de juntas de soldadura. Una junta es “el empalme
de los miembros o bordes de miembros que se van a unir o que se han unido”. Los
cinco tipos básicos de juntas son: a tope, en esquina, en T, traslape y de borde.
TIPO DE JUNTA
SOLDADURA APLICABLES.
•
•
•
•
Ranura con bisel.
Ranura con bisel abocinado.
Ranura en V abocinado.
Ranura en J.
• Ranura en escuadra.
JUNTA A TOPE
JUNTA EN ESQUINA
•
•
•
•
Ranura en U.
Ranura en V.
Pestaña de borde.
Soldadura fuerte.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Filete.
Ranura con bisel.
Ranura con bisel abocinado.
Ranura en V abocinada.
Ranura en J.
Ranura en escuadra.
Ranura en U.
Ranura en V.
Tapón.
Ranura.
• Soldadura fuerte.
• Filete.
• Ranura con bisel.
• Ranura con bisel abocinado.
• Ranura en J.
• Ranura en escuadra.
• Ranura.
JUNTA EN T
• Costura.
• Proyección.
Página 81
• Punto.
• Soldadura fuerte.
• Filete.
• Ranura con bisel.
• Ranura con bisel abocinado.
• Ranura en J.
• Tapón.
• Ranura.
• Punto.
JUNTA TRASLAPADA
• Costura.
• Proyección.
• Soldadura fuerte.
• Ranura con bisel.
• Ranura con bisel abocinado.
• Ranura en V abocinado.
• Ranura en J.
• Ranura en escuadra.
• Ranura en U.
• Ranura en V.
• Borde.
• Pestaña en esquina.
• Pestaña de borde.
JUNTA DE BORDE
• Costura.
Parte de la junta de soldadura.
Una vez que el tipo de junta ha sido identificado, puede ser necesario describir con más
detalles la configuración exacta, por lo tanto, el inspector de soldadura debe ser capaz
Página 82
de nombrar las diversas características de esa junta particular.
SOLDADURA DE RANURA
1) Abertura de la raíz: Separación en la raíz de la junta entre las piezas.
2) Cara de la raíz: Parte de la cara de la ranura adyacente a la raíz de la junta.
3) Cara de la ranura: Superficie de un miembro de junta incluida en la ranura.
4) Ángulo de bisel: Ángulo entre el borde preparado de un miembro y un plano
perpendicular a la superficie del miembro.
5) Ángulo de ranura: Ángulo total de la ranura entre las piezas.
6) Tamaño de soldadura de ranura: Penetración de la junta en una soldadura de
ranura.
7) Espesor de la placa (T): Espesor de los metales base a soldar.
SOLDADURA DE FILETE
1) Garganta de la soldadura de filete.
perpendicular a la hipotenusa del triángulo rectángulo más grande que se
puede inscribir dentro de la sección transversal de una soldadura de filete. Esta
Página 83
a) Garganta teórica: Distancia desde el comienzo de la raíz de la junta
dimensión está basada en la suposición de que la abertura de raíz es igual a
cero.
b) Garganta efectiva: Distancia mínima, menos cualquier convexidad, entre la
raíz de la soldadura y la cara de la soldadura de filete.
c) Garganta real: Distancia más corta entre la raíz de la soldadura y la cara de
una soldadura de filete.
2) Raíz de la soldadura: Puntos, mostrados en la sección transversal, en los que la
superficie de la raíz interseca las superficies del metal base.
3) Pierna de la soldadura de filete: Distancia desde la raíz de la junta hasta el pie de
la soldadura de filete.
4) Pie de la soldadura: Intersección de la cara de la soldadura y el metal base.
5) Cara de la soldadura: Superficie expuesta de una soldadura en el lado desde el cual
se realizó la soldadura.
6) Profundidad de fusión: Distancia a la que se extiende la fusión en el metal base o
cordón anterior desde la superficie fundida durante la soldadura.
7) Tamaño de la soldadura de filete: Para soldaduras de filete con piernas iguales, las
longitudes del mayor triangulo rectángulo isósceles que se puede inscribir dentro de
la sección transversal de la soldadura de filete. Para soldaduras de filete con piernas
distintas, las longitudes de la pierna del mayor triangulo rectángulo que se puede
inscribir dentro de la sección transversal de la soldadura de filete.
Tipos de soldaduras.
Hay diferentes soldaduras que se pueden aplicar a los diversos tipos de juntas. De
acuerdo con la norma AWS A3.0M/A3.0, hay 18 tipos básicos de soldadura utilizadas en
1)
Soldaduras de ranura en escuadra.
2)
Soldaduras de ranura con bisel.
3)
Soldaduras de ranura en V.
4)
Soldaduras de ranura en J.
5)
Soldaduras de ranura en U.
6)
Soldaduras de ranura con bisel abocinado.
Página 84
la soldadura por arco:
7)
Soldaduras de ranura en V abocinada.
8)
Soldaduras de filete.
9)
Soldaduras de borde.
10) Soldadura de borde pestañado.
11) Soldadura de pestañada en esquina.
12) Soldadura por puntos.
13) Soldadura de costura.
14) Soldadura de tapón.
15) Soldadura de ranura.
16) Soldadura de recubrimiento.
17) Soldadura posterior.
18) Soldadura de respaldo.
Partes de la soldadura.
Durante la inspección de una soldadura ya finalizada, el inspector debería describir las
condiciones existentes al informar los resultados de la inspección. Las soldaduras de
ranura tienen varios componentes. La primera parte la cara de la soldadura, es “la
superficie expuesta de una soldadura en el lado desde el cual se realizó la soldadura”.
“La unión de la cara de la soldadura y el metal base” se denomina pie de la soldadura.
Opuesta a la cara de la soldadura se encuentra la raíz de la soldadura, que se define
como “los puntos, como aparecen en la sección transversal, en los que la superficie de
la raíz interseca las superficies del metal base”. La superficie de la raíz es “la superficie
expuesta de una soldadura opuesta al lado desde el cual se realizó la soldadura”. Por lo
tanto, la superficie de la raíz está limitada por la raíz de la soldadura en ambos lados.
Otro término denominado refuerzo de soldadura se defino como “el metal de soldadura
que excede la cantidad necesaria para rellenar la junta”. El refuerzo de la cara
(comúnmente denominado corona de la soldadura) es “el refuerzo de la soldadura del
“refuerzo de la soldadura opuesto al lado desde el cual se realizó la soldadura”. En ambos
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lado desde el cual se realizó la soldadura”. A la inversa, el refuerzo de la raíz es el
casos, esto representa la parte del metal de soldadura que sobresale de la superficie del
metal base.
En las explicaciones anteriores se asume que una junta soldada simple, o toda la
soldadura, se realiza desde un lado. En el caso de una junta soldada doble, ambos lados
de la junta tendrán una cara de soldadura, y la cantidad de refuerzo en cada lado se
conoce como “refuerzo de la cara”.
En la soldadura de filete, la distancia entre el pie de la soldadura y la raíz de la junta se
denomina pierna (o cateto). Otra dimensión de una soldadura de filete es la garganta de
la soldadura, que por lo general es la distancia más corta a través de la sección
transversal de la soldadura. Las soldaduras de filete tienen diferentes tipos de gargantas.
Terminología relacionada con la fusión y penetración.
También hay términos relacionados con la fusión y la penetración del metal de soldadura
en el metal base.
Ambas características presentan dificultades para evaluar mediante una inspección
visual sin recurrir a un ensayo posterior destructivo o no; sin embargo, es importante
entender el significado de los diferentes términos.
En general, se denomina fusión a la fusión real conjunta de ambos metales, de aporte y
base, o del metal base solamente. Se denomina penetración a la distancia que el metal
de soldadura penetra en la junta. El grado de penetración obtenido tiene un efecto directo
sobre la resistencia de la junta y está, por lo tanto, relacionado con el tamaño de la
soldadura.
Existen diferentes términos que describen el lado o la ubicación tanto de la fusión como
de la penetración. Durante la soldadura, la cara original de la ranura se funde de manera
cara de la ranura se conoce como cara de fusión, pues se fundo durante la soldadura. El
límite entre el metal de la soldadura y el metal base se denomina interfaz de soldadura.
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que el límite final del metal de soldadura es más profundo que la superficie original. La
La profundidad de fusión se mide siempre perpendicular a la cara de fusión. Estos
términos se aplican de manera similar para otros tipos de soldadura como las de filete y
de recubrimiento.
También hay varios términos que se refieren a la penetración de la soldadura. La
penetración de la raíz es “la distancia que el metal de soldadura penetra en la raíz de la
junta”. La penetración de la junta es “la distancia a la que el metal de soldadura se
extiende desde la cara de la soldadura en una junta, sin considerar el refuerzo de la
soldadura”. En las soldaduras de ranura, esta misma longitud también se conoce como
tamaño de la soldadura (a veces incorrectamente llamado garganta efectiva).
Otro término relacionado es la zona afectada por el calor (HAZ), región que se define
como “la porción del metal base cuyas propiedades mecánicas o microestructura han
sido alteradas por el calor de la soldadura por arco, soldadura fuerte, soldadura blanda
o corte térmico”.
Terminología relacionada con el tamaño de la soldadura.
Si en una soldadura de ranura doble la penetración de la junta no es completa, el tamaña
de la soldadura será igual a la suma de las penetraciones de la junta de ambos lados.
Si la penetración de la soldadura de ranura es completa, el tamaño de la soldadura será
igual al espesor del más delgado de los dos miembros unidos, pues no se tendrá en
cuenta el refuerzo de soldadura, si existe.
Para determinar el tamaño de una soldadura de filete, primero se deberá establecer si la
forma de la soldadura final es convexa o cóncava. El perfil de la soldadura es convexo si
la cara de la soldadura tiene una cierta acumulación de material ligeramente curvada
hacia afuera. Esto se conoce como cantidad de convexidad. La convexidad en una
soldadura de filete es similar al refuerzo de soldadura en una soldadura de ranura. Si la
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cara de la soldadura está curva hacia dentro, el perfil será cóncavo.
Para ambas configuraciones, el tamaño de la soldadura de filete en una soldadura con
piernas iguales se describe como “la longitud de los catetos del mayor triángulo
rectángulo isósceles (dos catetos de la misma longitud) que se puede inscribir dentro de
la sección transversal de la soldadura de filete”.
Estos triángulos rectángulos isósceles inscritos en la soldadura de filete convexo, la
pierna y el tamaño son iguales. Sin embargo, el tamaño de una soldadura de filete
cóncavo es ligeramente menor que la longitud de su pierna. Si las piernas de la soldadura
de filete son diferentes, el tamaño de la soldadura de filete se define como “la longitud
de los catetos del mayor triángulo rectángulo que se pueda inscribir dentro de la sección
transversal de la soldadura de filete”.
Terminología de la aplicación de la soldadura.
Debido a que algunos procedimientos de soldadura se refieren a estos detalles, el
inspector de soldadura deberá estar familiarizado con su significado. El primer aspecto a
considerar es conocer la diferencia entre los términos “pasada de soldadura”, “cordón de
soldadura” y “capa de soldadura”. Una pasada de soldadura es “el progreso de una sola
soldadura a lo largo de la junta. El resultado de una pasada es un cordón de soldadura
o una capa de soldadura, que se define como “un estrato de metal de soldadura
compuesto por uno o más cordones de soldadura”. Una capa de soldadura puede estar
compuesta por un solo cordón o por varios.
El depósito de un cordón de soldadura puede tener nombres diferentes de acuerdo a la
técnica empleada por el soldador. Un cordón de soldadura realizado sin movimiento
apreciable de oscilación se denomina cordón estrecho. Cuando el soldador guía el
electrodo de manera lateral, o de un lado a otro, a medida que la soldadura se deposita
a lo largo de la junta, se obtiene el denominado cordón en zig-zag, definido como “un tipo
de cordón de soldadura realizado mediante una técnica de oscilación transversal”.
Habitualmente, el cordón en zig-zag es más ancho que el cordón estrecho. Dado que el
un movimiento
de
oscilación
transversal, la velocidad de
desplazamiento (medida a lo largo del eje longitudinal de la soldadura) es menos que la
velocidad de avance de un cordón estrecho.
Página 88
soldador emplea
Página 89
8. SIMBOLOGIA DE SOLDADURA
8.1 Símbolos de Soldadura
El estándar AWS A2.4 “Standard Symbols for Welding, Brazing and Nondestructive
Examination” reglamenta el uso e interpretación de símbolos de soldadura, soldadura
fuerte y pruebas no destructivas.
Los símbolos son un “camino corto”, que proporciona un medio para describir información
detallada de varios aspectos de un proyecto, como:
1)
Tipo de configuración de la junta
2)
Forma específica de la preparación de la junta
3)
Tipo de soldadura
4)
Proceso de soldadura
5)
Especificación o procedimiento
6)
Localización de la soldadura
7)
Extensión de la soldadura
8)
Requisitos de calidad de la soldadura
9)
Métodos para verificar la calidad de la soldadura
10) Secuencia de la soldadura
11) Tamaño de la soldadura
12) Configuración final de la soldadura
13) Métodos para producir esa configuración de la soldadura
La soldadura deseada se muestra sobre dibujos, como miembros simples; toda la
información requerida para fabricar e inspeccionar la soldadura se establece en símbolos
estándar de soldadura definidos por AWS.
Los símbolos consisten de ocho elementos, aunque no todos son usados a menos que
Página 90
sea requerido para aclarar alguna situación:
Línea de referencia
2)
Flecha
3)
Símbolos básicos de la soldadura
4)
Dimensiones y otros datos
5)
Símbolos suplementarios
6)
Símbolos de acabado
7)
Cola
8)
Especificaciones, procesos o cualquier otra referencia
Página 91
1)
Página 92
Símbolo de soldar
Página 93
8.2 Inspección de Soldadura
La inspección visual se realiza:
•
Antes de aplicar la soldadura para asegurar que la preparación de la junta fue
hecha de acuerdo con la especificación utilizada
•
Durante la aplicación de la soldadura para asegurar que la soldadura que está
siendo fabricada se encuentra de acuerdo con la especificación
Después de completar la soldadura para determinar las características
dimensionales y geométricas, y para localizar discontinuidades de soldadura.
Página 94
•
Página 95
9. ACCESORIOS PARA SISTEMAS DE TUBERÍA
9.1 Clasificación de equipo estático
9.2 Conocimientos básicos para realizar inspección visual en instalaciones
del petróleo
Conocimientos previos a realizar inspección END:
➢ Materiales.
➢ Diseño.
➢ Procedo de construcción.
➢ Servicio.
Página 96
➢ Ambiente.
9.3 Materiales
Tipos de Aceros. El acero hierro-carbono principalmente, cubre con amplia gama de
productos en la industria y la construcción y dada la gran diversidad de distintos tipos de
aceros, estos se clasifican en contenido de carbono.
Aceros de bajo carbono: El contenido de carbono en este tipo de acero es del 0.08
hasta el 0.25% de carbono, son blandos pero dúctiles (capacidad de moldearse en
alambres e hilos sin romperse), muy trabajables (fácilmente deformables, cortables,
maquinables y soldares), se endurece fácilmente únicamente por carburización, aceros
como AISI 1018, AISI 1020, ASTM A36, Son grados comunes de acero al carbono.
Utilizados en la industria automotriz, tuberías, elementos estructurales, edificios y
puentes, varilla de refuerzos y corazas de barcos.
Aceros de medio carbono: El contenido de carbono en este tipo de acero es del 0.25
hasta el 0.60%, para mejorar sus propiedades se tratan térmicamente. Son más
resistentes que los aceros de bajo carbono, pero menos dúctiles (capacidad de
moldearse en alambres e hilos sin romperse), se emplean en manufacture en piezas que
requieran una alta resistencia mecánica y desgaste (engranes, ejes, como aceros AISI
1045 O AISI 4140, son aceros comunes de medio carbono, la soldabilidad requieres
cuidados especiales.
Aceros de alto carbono: Entre 0.60 hasta el 1.40% en peso de carbono, son más
resistentes que el acero de media carbono, pero menos dúctiles, se añaden otros
Página 97
elementos para formar dureza y se emplean principalmente para formar herramientas.
Clasificación de Aceros Inoxidables Forjados y Vaciados
El Instituto Americano del Hierro y el Acero ha adaptado una composición estándar y ha
designado números para más de 50 clasificaciones de aceros inoxidables forjados, en la
mayoría de los casos las composiciones no estándar han sido desarrolladas para resistir
la corrosión, calor, o ambos en algunos ambientes específicos.
dividida en cuatro grandes grupos. La característica básica de cada grupo y el significado
de la designación del AISI son descritos brevemente a continuación.
Página 98
Clasificación Estándar de Forjado: La familia completa de aceros inoxidables es
•
Clasificación Austenítica: La clasificación austeníca tiene números de identificación
entre 200 o 300. Sin embargo, la mayoría de los aceros, son series de aleación 300,
clasificación cromo-níquel. Las series 200 representan una adición mayor a las series
austeniticas, en las cuales cierta parte del níquel ha sido reemplazado por el
manganeso. Las clasificaciones austeniticas son utilizadas más ampliamente en
medios corrosivos; aunque algunas clasificaciones, especialmente el tipo 310, son
utilizadas para superficies a temperaturas elevadas, arriba de los 650° C (1200° F).
•
Clasificación Ferrítica: Son identificados con la serie 400. En resistencia a la
corrosión, estos aceros generalmente tienen un rango mayor que la clasificación
martensítica, pero sustancialmente menor que la mayoría de las clasificaciones
austeníticas. Las clasificaciones ferríticas son muy reconocidas porque su estructura es
ferrítica a todas las temperaturas.
•
Clasificación martensitica: Este grupo es reconocido porque los aceros numerados
tienden a cambiar su estructura cristalina por enfriamiento o calentamiento. Pueden ser
endurecidos por temple, obteniendose una estructura completamente martensítica muy
similar a la de los aceros aleados.
El grupo martensítico lo componen doce aceros. Los aceros de este grupo también
llevan la designación de la serie 400. El níquel aparece solo en dos clasificaciones y
aún ahí la cantidad máxima es de 2.5. El contenido de cromo generalmente es más
bajo que el de la clasificación austenítica. En general la resistencia a la corrosión de la
clasificación martensítica es mucho más baja que la de la clasificación austenítica, en
la mayoría de los casos, algo menos que la clasificación ferrítica.
Endurecidos por precipitación: Estos son subdivididos de acuerdo con el tipo de
estructura que desarrollan. Estos aceros son conocidos con la serie 600. En resistencia
a la corrosión, estos aceros varían considerablemente a través de las diferentes
clasificaciones en el grupo pero en general su resistencia a la corrosión se aproxima a
la de los austeníticos.
Página 99
•
Aceros inoxidables vaciados: Los aceros colados inoxidables son representados por
el acero 19. La letra C denota aleaciones resistentes a la corrosión. La composición de
las contrapartes de la fundición y forjado no son necesariamente las mismas. La fundición
es comúnmente la razón principal para vaciar, la composición de las aleaciones coladas
en la práctica común, la composición de cualquier aleación colada quizás sea modificada
con alguna ampliación. Como regla general existe una pequeña, sino es que ninguna en
la resistencia a la corrosión o respuesta al tratamiento térmico entre la versión de forjado
y fundido de la misma aleación.
9.4 Normas más comunes para bridas y accesorios.
➢ ASME B16.5 - Es la norma de bridas más utilizada en el mundo. Incluye bridas forjadas,
fundidas o de chapa. Cubre presiones de servicio, materiales, dimensiones, tolerancias,
marcado y pruebas para bridas. Se describen todos los tipos en medidas de 1/2” hasta
2500LBS.
➢ ASME B16.9 - Accesorios de soldadura a tope forjados hechos en fábrica.
Página 100
24” en clases de presión 150, 300, 400, 600, 900 y 1500LBS, y de 1/2” a 12” en
➢ ASME B16.20 - Incluye materiales, dimensiones y marcado de anillos para junta de
acero de 1/2” a 24” en 150LBS a 1500LBS, y hasta 36” en 900LBS.
➢ ASME B16.34 - Valvulas bridadas, roscadas y con extremos soldables.
➢ ASME B16.36 - Esta norma es de aplicación en bridas para medición de caudales con
placa orificio. Dimensionalmente, las bridas son idénticas a las prescritas por B16.5
excepto en el espesor mínimo que se incrementa para permitir los orificios de medición,
además se agregan dos ranuras y bulones que permiten la separación de las bridas y
el recambio de la placa de medición. Cubre medidas de 1” a 24” en series de presión
de 300 a 1500LBS, y de 1” a 12” en 2500LBS.
➢ ASME B16.47 - Incluye la norma anterior complementándola con los materiales, rangos
de presión y temperatura, de ASME B16.5. La clase tipo A es similar a la MSS-SP44.
La tipo B coincide con la API 605.
➢ MSS SP-44 - Una estandarización utilizada para tubo de espesor fino y alta resistencia.
Cubre rangos de 12” a 60” en clases de 150 a 600LBS y hasta 48” en 900LBS
únicamente con cuello para soldar y ciegas. El diámetro exterior y la plantilla de perforar
coincide con ASME hasta 36”. Por lo tanto, pueden usarse con válvulas y bombas
construidas según ellas.
➢ API 6 A - Especificación creada para cabezas de pozo y árboles de navidad. Incluye la
normalización de bridas para junta con anillo, que son dimensionalmente
intercambiables con ASME B16.5 pero agregan tolerancias para todas las medidas. Sin
embargo, al ser los materiales prescritos por API de mayor resistencia, en una unión
API/ASME la presión máxima de servicio queda limitada a la de la brida de menor
Página 101
prestación.
9.5 Información básica para realizar inspección visual en instalaciones de
petróleo
Antes de iniciar la inspección, el personal de deberá estar familiarizado con:
•
Diagramas
•
Isométricos
•
Nomenclaturas
•
Vocabulario
•
Herramientas
•
Aditamentos de medición
•
Tipo de daños (superficiales)
•
Requerimientos mínimos de información útil
•
Etc.
En general, el personal que realice inspección visual deberá familiarizarse con procesos
de diseño, fabricación, servicio, mecanismos de deterioro e información mínima
necesaria para que se requiere para realizar evaluación de aptitud para el servicio,
también son responsables de lo que generen en sus reportes entregables. Para continuar
con el proceso.
•
“DFP” Diagrama de Flujo de Proceso.
•
“DTI” Diagrama de tubería e instrumentación.
Página 102
9.6 Simbología de tubería, bridas, válvulas y accesorios
Página 103
Símbolo de “Líneas”
Página 104
9.7 Accesorios
Página 105
9.8 Marcas de especificaciones del material.
9.9 Bridas
•
BRIDAS WELDING NECK:
Se unen al tubo mediante soldadura a tope. Se las prefiere cuando se requiere
uniones radiografiadas, o cuando los esfuerzos sobre la unión son máximos. El
largo cuello cónico optimiza la distribución de tensiones.
•
BRIDAS SLIP-ON
Se colocan mediante dos filetes de soldadura, deslizando el tubo en su interior. Por ello su costo
de instalación es menor, requiriendo menos precisión en el corte del tubo.
BRIDAS ROSCADAS
Se colocan en el tubo previamente roscado, normalmente en lugares donde no pueden aplicarse
soldaduras. No se recomienda su uso en instalaciones con variaciones de presión grandes.
Página 106
•
•
BRIDAS LAP JOINT
Deslizan sobre una junta solapada. Normalmente se usan en lugares dondes es necesario
desarmar frecuentemente para limpieza o reparaciones. El costo de desmontaje disminuye por la
facilidad de girar las bridas y alinear los taladros.
•
BRIDAS SOCKET WELDING
Desarrolladas especialmente para pequeños diámetros y altas presiones. Se inserta el tubo en
ellas hasta el asiento y luego se suelda en filete contra el cubo.
BRIDAS CIEGAS
Se utilizan a fin de cerrar extremos de tuberías, abulonadas a alguno de los tipos de bridas
anteriores.
Página 107
•
Página 108
9.10 SIMBOLOGIA DE VALVULAS.
VÁLVULA DE COMPUERTA
VÁLVULA DE GLOBO
VÁLVULA DE RETENCIÓN (CHECK)
Página 109
VÁLVULA ESFERICA
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