Fundamentos de la
Inspección Visual de
Soldaduras
La inspección…
† Tradicionalmente considerada una actividad postproceso
† Actividad post-proceso + NDE no dan garantía de
producir uniones soldadas de calidad
† Los factores que influyen en la calidad se pueden
presentar durante todo el proceso productivo
† Inspección visual durante todo el proceso productivo,
dan mucho mayor garantía de producir uniones
soldadas de calidad en serie
Factores que influencian la calidad
de una unión soldada
Diseño de la
unión soldada
Materiales de
construcción
Forma de aplicar
la soldadura
JUNTA SOLDADA DE CALIDAD
Procedimiento de
soldadura
Programa de Inspección
La inspección visual de soldaduras
provee la base para el control
efectivo de estas variables a través de
una secuencia de actividades...
Pero …¿ Qué es una “Unión Soldada de
Calidad”?
Calidad...
†
†
CALIDAD : CONFORMIDAD MEDIBLE CON UNA
ESPECIFICACIÓN
SÓLO EXISTE UN CAMINO PARA DETERMINARLA:
¡Es de calidad!
No es de calidad
MEDICIÓN
ESPECIFICACIÓN
Tres elementos
fundamentales...
1. Personal calificado
Tres elementos
fundamentales...
2. Herramientas de
medición
Tres elementos
fundamentales...
3. Especificaciones
En una construcción soldada...
† Participan diferentes personajes:
„
„
„
„
„
„
Diseñadores
Constructores
Soldadores
Inspectores
Supervisores
Etc
† Todos ellos tienen como objetivo último el
fabricar una construcción soldada de
“calidad” ...pero
¿
Quién es responsable de qué en una
construcción soldada?
¡ CAOS !
Las consecuencias del caos...
† Los involucrados aceptan responsabilidades por
áreas en las cuales no tienen autoridad ni
calificación
† Reparaciones innecesarias
† No se hace uso efectivo de las posibilidades de
acción brindadas por las especificaciones
† Demoras costosas del proyecto
† Decisiones sin fundamento técnico
† Catástrofes
† Muchos problemas resultan cuando los roles de
las diferentes personas involucradas en el
proyecto no son entendidos
LOS PROTAGONISTAS..!!!!!
Nuestro objetivo....
† Plantear una filosofía que conduzca a
:
„ Mejorar la cooperación y comunicación
entre los involucrados
„ Fabricar productos de mayor calidad
„ Reducir los tiempos de fabricación
Los protagonistas....
† El dueño ( owner)
Es el dueño de la
estructura a construirse
o la persona designada
por él para
representarlo. Es la
persona o compañía
que ejerce propiedad
legal del producto o
estructura a construirse
Los protagonistas....
† El ingeniero
( Engineer )
Es
una
persona
designada por el
dueño quien tiene la
completa
responsabilidad por
el
diseño
y
la
integridad
de
la
estructura. Es el
representante oficial
del dueño.
Los protagonistas....
† El contratista
( contractor, fabricator,
erector, manufacturer)
Es la persona o compañía
designada por el dueño
que tiene la completa
responsabilidad
de
la
construcción
de
la
estructura. Debe realizar
su trabajo de acuerdo a lo
requerido
por
los
documentos de contrato
Los protagonistas....
† Inspector del contratista
(Contractor’s inspector )
Es la personada capacitada, que
actúa por o en representación del
contratista, en todo lo referente a
la inspección y calidad dentro del
alcance de los documentos de
contrato
( QC Inspector: Quality control
inspector)
Los protagonistas...
El inspector de verificación
( Verification inspector)
Es la personada capacitada, que
representa al dueño o al
ingeniero, en todo lo referente a
la inspección y calidad dentro del
alcance de los documentos de
contrato
( QA Inspector: Quality Assurance
inspector)
†
Los protagonistas....
† OEM
( Original equipment
manufacturer)
Contratista
individual
que asume algunas o
todas
las
responsabilidades
de
un ingeniero
Que dice el API 1104?
† Compañía (company) La compañía
propietaria o la agencia de ingenieros
encargadas de la construcción.La
compañía puede actuar a través de un
inspector u otro representante autorizado.
† Contratista(Contractor)Contratista
principal y cualquier sub contratista del
trabajo.
La forma correcta...
La forma correcta
un escenario)...
(
Responsabilidades.....
†
Ingeniero:
„ Tiene la última y completa responsabilidad de la
integridad de la estructura
„
„
„
„
„
Debe establecer los requerimientos de calidad
exigidos para la construcción soldada ( pueden
estar dentro de un estándar)
Es responsable del desarrollo de los documentos
de contrato.
Tiene como responsabilidad ante el dueño entregar el
proyecto técnicamente aceptable, en un tiempo
adecuado y a un costo apropiado
Es responsable de asegurar que el contratista
entregue el trabajo con los niveles adecuados de
calidad
Para recibir un apoyo en materia de calidad puede
contratar a un inspector de verificación
Responsabilidades.....
†
El contratista
„ Es responsable de entregar un producto de
calidad al ingeniero de acuerdo a los
requerimientos de los documentos de contrato
„ Para esto contratará un inspector del contratista
que monitoree las operaciones de soldadura e
inspeccione el producto final
„ Las actividades de inspección deben estar
separadas de las de fabricación para que la
inspección tenga la autoridad para cumplir sus
responsabilidades
„ Responsable de los procedimientos de soldadura
y la calificación de personal
Responsabilidades.....
† Inspector
„ Debe verificar que los materiales y el
personal
cumpla
con
los
requerimientos de los documentos de
contrato
„ El inspector mide el nivel de calidad
obtenido y acepta aquellos productos
que
son
conformes
con
las
especificaciones de los documentos de
contrato
„ El
inspector
debe
aplicar
(
no
“interpretar”) lo establecido en las
especificaciones y reportar la no
conformidad al ingeniero
Responsabilidades.....
† OEM
„ Pueden existir ocasiones en las
cuales un personaje funcione como
Ingeniero y Contratista
„ Los documentos de contrato deben
establecer claramente como se
deben manejar las responsabilidades
„ Por lo tanto pueden existir varios
escenarios
Abusos y errores...
† El ingeniero delega autoridad
( ingenieril ) al inspector.
† El inspector siente ser la autoridad máxima
en el proyecto
† Inspectores “razonables”, “práctico”, “ con
criterio”
† El inspector decide un nuevo criterio de
aceptación
† El fabricante soborna al inspector
Abusos y errores...
† El ingeniero, el inspector o el contratista no
conocen las especificaciones
† Existen “interpretaciones” de las
especificaciones por los protagonistas
† Se notifica al inspector
† El contratista esconde problemas al
inspector
Y LAS REGLAS DE JUEGO !!!!!!
Documentos de contrato
† Todos los códigos,
especificaciones, planos o
requerimientos adicionales
que son especificados
contractualmente por el
Dueño
Documentos de contrato
† Son las “ reglas de
juego”
† Contiene las
especificaciones
técnicas que guiarán la
construcción
† En su ejecución
participa el Ingeniero
† Una vez firmados, el
Ingeniero puede hacer
modificaciones previo
acuerdo con las partes
La labor de un inspector no es
sencilla...
† El propósito de la inspección de
soldaduras es determinar si una
unión soldada cumple con los criterios
de aceptación de un código
específico, estándar u otro
documento.
La labor de un inspector no es
sencilla...
† Un inspector debe estar familiarizado con:
„
„
„
„
„
„
„
„
Procesos de soldadura
Procedimientos de soldadura
Calificación de soldadores
Materiales
Métodos de ensayo
Leer dibujos, planos
Preparar y mantener formatos
Emitir juicios responsables
† Todas las actividades realizadas deben ser
consistentes con los requerimientos y
principios técnicos y éticos
¿ Para quién trabaja un
inspector ?
Un inspector trabaja para salvaguardar la
salud y el bien público
Entonces, Calidad....
† El criterio acordado y establecido en los
documentos de contrato se convierte
en la especificación que usará el
inspector. El inspector sólo se puede
basar en esta especificación para tomar
decisiones.
Importante...
† Toda variable debe ser medible
† Durante una inspección, el inspector compara la
dimensión real o existente con la dimensión especificada
† La apariencia por sí sola raramente determina la calidad
de un producto.
† ¡No existen soldaduras feas ni soldaduras bonitas!
† Una soldadura de buena apariencia es generalmente una
buena soldadura. Una soldadura de mala apariencia
puede o no puede ser una mala soldadura
La integridad...lo más
importante
La herramienta más
importante de un
inspector es su
integridad. La
integridad es tan
cotizada como la
calidad de las
uniones soldadas
Programa de Inspección Visual
Fase A: Revisión inicial
Fase B: Chequeos pre - soldadura
Fase C: Inspecciones en proceso
Fase D: Actividades post soldadura
Programa de inspección
† Fase A:
„ Revisar orden de compra, códigos y dibujos
„ Desarrollar planes de inspección necesarios
„ Chequear calificaciones de los Procedimientos
de Soldadura ; chequear calificaciones de
soldadores
„ Establecer un sistema de documentación de
inspección
„ Crear un programa de acción correctiva
„ Publicar un sistema de identificación de
productos no conformes
Programa de inspección ...
† Fase B:
„ Chequear condición de equipos y
accesorios
„ Chequear conformidad de material base y
material de aporte
„ Chequear posicionamiento de los
miembros y de las juntas
„ Chequear preparación de la junta,
alineamiento, limpieza
„ Chequear mantenimiento del alineamiento
„ Chequear temperatura de
precalentamiento o temperatura inicial
Programa de inspección...
† Fase C :
„ Verificar cumplimiento del WPS
„ Verificar calidad y ubicación de los pases
de soldadura
„ Verificar secuencia de aplicación
„ Verificar temperaturas y limpieza interpase
„ Chequear aplicación de escarbado de raíz (
backgouging)
„ Monitorear la aplicación de ensayos no
destructivos establecidos durante el
proceso (NDE)
Programa de inspección
† Fase D:
Verificar apariencia y sanidad
Verificar dimensiones
Verificar precisión dimensional
Monitorear la aplicación de ensayos no
destructivos (NDE)
„ Monitorear la aplicación del tratamiento
térmico post-soldadura
„ Finalizar y ordenar la documentación
„
„
„
„
Discontinuidad y defecto
† Discontinuidad- Interrupción en la
estructura típica de un material tal como una
falta de homogeneidad en sus características
mecánicas, metalúrgicas o físicas
† DefectoUna discontinuidad o
discontinuidades que por su naturaleza o
efecto acumulado vuelven a una parte o
producto no apto para para cumplir con los
mínimos estándares o especificaciones.
Implica GENERACION DE REPORTE DE NO
CONFORMIDAD Y REPARACIÓN
¿?
† ¿ Todo defecto es discontinuidad ?
† ¿ Toda discontinuidad es defecto?
¡Todo defecto es discontinuidad y sólo algunas
discontinuidades son defecto!
Defecto y discontinuidad
Esta sobremonta
es una
discontinuidad
Efectúo la medición
Reviso especificación
Es defecto ⇒ Reporte
de no conformidad al
ingeniero
No es defecto
⇒Conformidad
Discontinuidades y Defectos
† Discontinuidades (API 1104: Imperfecciones)
: Interrupción de la estructura típica de un
material, tal como una falta de
homogeniedad en sus características
mecánicas, metalúrgicas o físicas.
† Defecto: Discontinuidad que por su
naturaleza o efecto acumulado hacen a una
parte o producto incapaz de cumplir los
mínimos estándares o especificaciones
aplicables. Es una imperfección de suficiente
tamaño tal que grantice rechazo basado en
las estipulaciones del estándar de
construcción
TODO DEFECTO ES UNA DISCONTINUIDAD PERO
NO TODA DISCONTINUIDAD ES UN DEFECTO
Defecto y discontinuidad
Esta sobremonta
es una
discontinuidad
( imperfección )
Efectúo la medición
Reviso especificación
Es defecto ⇒ Reporte
de no conformidad a
la compañía
No es defecto
⇒Conformidad
Discontinuidades más y menos
peligrosas...
† Los factores determinantes de la
implicancia de una discontinuidad en la
integridad de la unión soldada son:
„ Linealidad ( ratio entre la dimensión más larga y
la más corta de la discontinuidad)
„ Condición de los bordes
† Una discontinuidad lineal tiene una longitud
superior a 3 veces su ancho
Discontinuidades
misceláneas...
Fisuras generadas por salpicaduras y golpes de arco
El ranking...
† Fisuras
† Fusión incompleta
† Penetración
incompleta
† Inclusiones sólidas
† Inclusiones gaseosas
† Discontinuidades de
forma
Más severa
Menos severa
Severidad variable
Las fisuras ( Cracks)
† Definición: Discontinuidad de tipo
fractura caracterizada por tener
extremos afilado y un alto ratio de
longitud y ancho
† Causa: Carga aplicada en un área
dada excede la resistencia local del
metal
Las fisuras ( Cracks )
† Tipos:
„ Fisuración en caliente ( Hot cracking )
† Fisuras de garganta ( Throat crack)
† Fisuras de raíz ( Root crack)
† Fisuras de crater ( Crater crack)
„ Fisuración en frío ( Cold cracking)
† Fisura retrasada ( Delayed crack)
† Fisura bajo el cordón ( Underbead crack)
† Fisura en el pie ( Toe crack)
Las fisuras ( Cracks )
Fisura Longitudinal
Fisura en el pie
Fisura bajo el cordón
Formas de detección...
† Fisuras en caliente: Ya que normalmente
emergen hasta la superficie se pueden
detectar por Inspección Visual (VT),
Partículas Magnéticas (MT) y Líquidos
Penetrantes (PT)
† Fisuras en frío: Existe la posibilidad de que
emergan a la superficie. Pero también
pueden establecerse debajo de la superficie
haciendo necesario el uso de Radiografía
(RT) ó Ultrasonido (UT)
Las fisuras ( Cracks )
Fisura Longitudinal
Fisura transversal
Fusión incompleta
( Incomplete Fusion)
† Definición: Discontinuidad en la que no
ocurrió fusión entre el metal de soldadura
y las caras de fusión o cordones
adyacentes. Ocurre cuando el metal de
soldadura fluye sobre metales base o
cordones adyacentes no fundidos.
† Causas:
„ Manipulación incorrecta del electrodo: causa
primaria ( problema relacionado al soldador u
operador)
„ Velocidad de avance incorrecta
Fusión incompleta
( Incomplete Fusion)
† Tipos ( de acuerdo a su ubicación)
„ Fusión incompleta de la raíz
( Incomplete root fusion)
„ Fusión incompleta entre pases
Incomplete inter-run fusion)
„ Fusión incompleta de los lados
( Incomplete sidewall fusion)
„ Solapado ( Overlap )
(
Fusión incompleta
( Incomplete Fusion)
Fusión incompleta
( Incomplete Fusion)
Formas de detección...
† Dependiendo de la ubicación se
puede detectar a través de inspección
visual ó técnicas sub-superficiales
como Radiografía (RT) o Ultrasonido (
UT)
Penetración incompleta de junta
Incomplete joint penetration)
(
† Definición: Condición de la raíz de la
junta, en una unión de bisel
(
groove weld) en la cual el metal de
soldadura no se extiende a través de
todo el espesor de la junta.
† Causa: Resulta de utilizar un
inadecuado procedimiento de
soldadura
Penetración incompleta de junta
Incomplete joint penetration)
(
Penetración incompleta de junta
( Incomplete joint penetration)
Formas de detección...
† Dependiendo de la geometría de la
pieza a soldarse se puede detectar a
través de Inspección Visual ( VT) ó
técnicas sub-superficiales como
Radiografía (RT) o Ultrasonido ( UT)
Inclusiones sólidas
( Solid Inclusions)
† Definición : Material sólido atrapado
en el charco de soldadura y que
permanece en dentro del metal de
soldadura solidificado en el momento
de la examinación
† Causas:
„ Técnica inadecuada de aplicación:
escoria delante del electrodo ó
ondulación excesiva.
„ Técnica inadecuada de limpieza
Inclusiones sólidas
( Solid Inclusions)
† Tipos:
„ Inclusión de óxidos
„ Inclusiones metálicas
„ Inclusión de escoria ( Slag) : Producto
no metálico que resulta de la disolución
mutua de fundente e impurezas no
metálicas. Tipo común : “ Wagon Tracks”
Inclusiones sólidas
( Solid Inclusions)
Formas de detección...
† Dependiendo de la ubicación se
puede detectar a través de inspección
visual ó técnicas sub-superficiales
como Radiografía (RT) o Ultrasonido (
UT)
Inclusiones sólidas
( Solid Inclusions)
Wagon Tracks
Inclusiones de tungsteno
Inclusiones gaseosas
Porosity)
(
† Definición: Discontinuidades de tipo
cavidad formdada por atrapamiento
de gas durante la solifificación
† Causas:
„ Inadecuada manipulación del electrodo
„ Rápida solificación del metal de
soldadura
„ Presencia de contaminantes o humedad
en la zona de soldadura
Inclusiones gaseosas
Porosity)
(
† Tipos ( de acuerdo a la posición
relativa o forma específica del poro):
„ Poros aislados
„ Poros alargados ( worm holes)
„ Nido de poros ( cluster)
Inclusiones gaseosas (
Porosity)
Poros aislados
Poro alargado
Formas de detección...
† Dependiendo de la ubicación se
puede detectar a través de inspección
visual ó técnicas sub-superficiales
como Radiografía (RT) o Ultrasonido (
UT)
Inclusiones gaseosas
Porosidad)
(
Discontinuidades de forma
† Sobreespesor ( Weld Reinforcement )
„ Definición : Metal de soldadura en exceso a la
cantidad requerida para llenar la junta
† Socavación de Cordón o Falta de Llenado
Underfill )
(
„ Definición: Condición en la cual la Superficie
de la Soldadura o la Superficie de la Raíz se
encuentra por debajo de la superficie
adyacente del metal base
† Socavación ( Undercut)
„ Definición: Un surco fundido en el metal base
adyacente al pie de la soldadura ó a la raíz de
la soldadura y que es dejado sin llenar por el
metal de soldadura
Discontinuidades de forma
† Solapado ( Overlap) :
„ Definición: Tipo de Fusión incompleta
† Convexidad excesiva ( Convexity )
„ Definición: Distancia máxima entre la
cara de la soldadura en un cordón de
filete convexo perpendicular a la línea
que une los pies del cordón. Esta
limitada por las especificaciones.
Discontinuidades de forma
† Causas:
„ Inadecuada manipulación del electrodo
„ Descontrol de la relación: material
aportado ( corriente) – velocidad de
avance
Discontinuidades de forma
Sobrespesor
Discontinuidades de forma
Técnica de reparación de exceso de sobreespesor
Discontinuidades de forma
Socavación
Socavación de cordón o Falta de llenado
Formas de detección...
† Dependiendo de la geometría de la
pieza a soldarse se puede detectar a
través de Inspección Visual ( VT) ó
técnicas sub-superficiales como
Radiografía (RT) o Ultrasonido ( UT)
Discontinuidades misceláneas...
† Salpicadura ( Spatter)
„ Definición: Partículas de metal que son expelidas
durante la soldadura de fusión , que no forman
parte del metal de soldadura
† Golpe de arco ( Arc Strike)
„ Definición: Discontinuidad producida por un arco
que consiste en cualquier metal refundido
localizado, metal afectado térmicamente, o un
cambio en la forma de la superficie de cualquier
metal
† Burn – Through
„ Definición: Término no estándar usado para un
excesivo sobreespesor de la raíz producido en una
soldada hecha desde un solo lado o a un agujero a
través del cordón de raíz
Discontinuidades misceláneas...
† Laminaciones
„ Definición: Tipo de discontinuidad con
separación o debilidad generalmente
paralelamente alineada con la superficie del
metal. Las delaminaciones ocurren cuando hay
separación de material en una laminación
† Desgarramiento laminar (Lamellar Tear)
„ Definición: Fisura en forma de escalera debajo
de la superficie del metal causada por esfuerzos
perpendiculares al espesor en materiales
debilitados por la presencia de inclusiones no
metálicas de forma plana paralelas a la
superficie
Discontinuidades misceláneas...
Desgarre
Laminar
Fisura generada por
una laminación
¿ QUE HERRAMIENTAS
USAMOS ?
Bridge Cam Gauge
† Mide:
„
„
„
„
„
„
Altura de sobremonta
Socavaciones
Ángulo de preparación
Desalineamiento
Tamaño de la garganta
Tamaño del cordón en
filete
Midiendo ángulo de preparación
Midiendo tamaño de la garganta
Midiendo altura de la sobremonta
Medición de filetes
† Mide:
„ Tamaño de cordón en
filete CONCAVO
„ Tamaño de cordón en
filete CONVEXO
† Tipo “ PASA , NO PASA”
† 7 placas para medir
tamaños desde 1/8”
hasta 1”
Medición de tamaño en cordones cóncavos
Medición de tamaño en cordones convexos
† Mide:
„ Altura de sobremonta
„ Tamaño de cordón en
filete
„ Tamaño de la garganta
„ Máxima convexidad
Midiendo altura de la sobremonta
Midiendo tamaño de la garganta
Midiendo tamaño de cordón convexo
V – wac gage
† Mide:
„ Socavación
„ Altura de la sobremonta
„ Compara tamaño de poros
HI – LO gage
† Mide:
„ Desalineamiento
interno
„ Separación de raíz
Gage de filetes regulable
Midiendo tamaño de cateto en cordones de filete simétricos
Midiendo tamaño de la garganta
Por ejemplo...
†
API STANDARD 1104, WELDING OF PIPELINES AND
RELATED FACILITIES:
( 8.3) El personal de inspección debe ser calificado
por experiencia y entrenamiento para la labor de
inspección que realizará. Su calificación debe ser
aceptable por la compañía.Documentación que
sustente estas calificaciones deben ser retenidas
por la compañía y deben incluir pero no limitarse a:
„ Educación y experiencia
„ Entrenamiento
„ Resultado de una examinación de calificación