Tema 12 END Inspección visual.pdf

CURSO DE FORMACIÓN DE INGENIEROS INTERNACIONALES DE SOLDADURA

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EENNDD:: IINNSSPPEECCCCIIÓÓNN VVIISSUUAALL

END: Inspección Visual 2

END: INSPECCIÓN VISUAL La inspección visual de soldaduras suena a algo sencillo, este término parece indicar que uno debe limitarse a estudiar detenidamente la superficie de la soldadura terminada para evaluar su calidad. Pero la inspección visual, ejecutada correctamente, es un ejercicio detallado que significa mucho más.

OBJETIVOS Adquirir las competencias necesarias para analizar los fundamentos de la inspección visual así como la forma de aplicar estos ensayos. CONOCIMIENTOS

• Características de la Inspección Visual.

• Cualificación del Personal.

• Etapas del Ensayo de Inspección Visual.

• Defectos Detectables mediante Inspección Visual.

• Evaluación de los Defectos.


CARACTERÍSTICAS DE LA INSPECCIÓN VISUAL La inspección visual empieza con la llegada del material a los almacenes y termina cuando el inspector examina el equipo acabado, marca las zonas a reparar y completa su informe de inspección.

Propiedades de la Inspección Visual

• Identifica materiales que incumplen su especificación.

• Facilita la corrección de defectos durante el proceso de fabricación para evitar su rechazo posterior.

• Reduce la necesidad de END posteriores.

• Es el ensayo no destructivo más empleado, sencillo, fácil de utilizar, rápido de ejecución y económico.

• Siempre debe realizarse incluso cuando está prevista la ejecución de otros ensayos más sofisticados.

Para efectuar en las mejores condiciones la inspección visual, son necesarias ciertas herramientas y/o instrumentos. Al ser la inspección visual fundamentalmente un medio óptico, los inspectores deben procurarse los utensilios que les permita efectuar las inspecciones de la forma más sencilla, rápida y precisa.

Cintas Métricas y Reglas Existen distintos tipos de cintas métricas y reglas. Su tipo y longitud se eligen en función de las dimensiones a verificar. Pueden ser:

• Reglas metálicas: Son normalmente útiles para comprobar espesores, separaciones de bordes, diámetros de aberturas y longitudes de defectos.

• Cintas métricas.

Galgas Se debe disponer de galgas que permitan confirmar el correcto montaje y dimensiones finales de los cordones. Existen distintos tipos de galgas:


• Galgas de contorno.

• Galgas específicamente diseñadas para medir el desalineamiento de bordes en tuberías.

• Galga para comprobación de la forma para soldaduras en ángulo, en altura y ancho.


Galga simple

Lado insuficiente Lado excesivo Lado excesivo

Convexidad aceptable

Concavidad y garganta

insuficiente

• Galga universal. Permite medir sobreespesores, profundidad de las mordeduras, desalineaciones, ángulos de piezas, etc.

Galga Galga Galga

Galga

Galga


Medida del exceso de material de aportación (a) en la escala (b) y de

la garganta (c) en la escala (d)

Medida del lado (e) en la escala (b)

Medida del ángulo del chaflán

Falsas Escuadras, Plomadas, Reglas, Niveles, Etc. Las falsas escuadras, las plomadas, las reglas y los Niveles son de gran utilidad para verificar tanto la dimensión como la alineación de boquillas e injertos. Este control es necesario efectuarlo con gran precisión, ya que una derivación mal alineada originará, invariablemente, fugas en la conexión si ésta se efectúa por medio de bridas y en caso de espesores delgados o materiales no metálicos, puede producir la rotura de la derivación.


Equipos para Medir Temperaturas Para comprobación de temperaturas de precalentamiento o entre pasadas se pueden emplear:

• Lápices sensibles a la temperatura. Son lápices que cambian de color por encima de una temperatura determinada. Permiten discernir si la superficie se encuentra por encima o por debajo de dicha temperatura. Se requieren dos lápices para confirmar que el material se encuentra en un rango determinado. El lápiz debe venir marcado con la temperatura de funcionamiento.

• Termómetros.

Pirómetro Lápiz Termocolor

Medición de Temperaturas

Dispositivos de Iluminación La Norma EN 970: 1997 “Examen no destructivo de soldaduras por fusión. Examen visual” establece que la inspección visual debe realizarse con una iluminación mínima de la superficie de 350 lx, si bien se recomienda que al menos sea de 500 lx. Para cumplir este requisito se pueden emplear linternas, bombillas, etc. En general, son preferibles dispositivos de iluminación focalizados que permiten modificar la orientación del haz, de este modo la luz se puede hacer incidir de forma rasante sobre la superficie para detectar con mayor facilidad la presencia de defectos como puede ser mordeduras.


Iluminación Excesiva

Si la iluminación es excesiva se corre el riesgo de deslumbramientos por reflexión sobre la superficie.

Iluminación Difusa

Si la iluminación es difusa, por ejemplo la emitida por un fluorescente, resulta más difícil detectar relieves.

Medios Ópticos Auxiliares Los medios ópticos auxiliares proporcionan un medio para remediar las limitaciones de agudeza visual del inspector, mejorando la percepción de la imperfección. Estos pueden ser:

Proyectores de Perfiles

Permiten mejorar las condiciones de observación de piezas pequeñas.

Endoscopios

Permiten la inspección visual directa del interior de tubos, cavidades y superficies internas en general. Pueden ser de dos tipos:

• Endoscopios rígidos (ópticos). Constan de un sistema complejo de lentes y prismas, a través del cual la luz se dirige al observador con gran eficacia. La fuente luminosa, situada normalmente en la parte anterior del objetivo proporciona la cantidad de luz necesaria para iluminar la zona a examinar.

• Endoscopios flexibles (fibra óptica). Los grupos de prismas y lentes situados entre el objetivo y el ocular, son reemplazados por un haz de fibras ópticas, lo que confiere su principal característica “flexibilidad”.

Las imágenes más luminosas se obtienen con endoscopios de mayor diámetro y menos longitud, al aumentar la longitud la imagen pierde calidad como consecuencia de las pérdidas de luz por transmisión. La gama de diámetros y longitudes disponibles es tan amplia, que se pueden cubrir prácticamente todas las necesidades de inspección que puedan presentarse. Existen accesorios que permiten conectar a los oculares una pequeña cámara de televisión, lo que hace posible el registro magnético de la inspección, esto facilita el análisis posterior y constituye el mejor “informe” de los resultados.


Sistemas Fotoeléctricos

Permiten a veces reemplazar la inspección visual directa compensando de esta manera los errores debidos a la fatiga del operador.

Lupas

Permiten una visión amplificada de la superficie entre 1,5 y 10 aumentos. Su forma y tamaño puede variar en función de su aplicación. A la hora de elegir una lupa es importante tener en cuenta los siguientes factores:

• Aumentos.

• Distancia de trabajo.

• Campo de visión.

• Corrección cromática.

• Visión monocular o binocular.

Todos ellos están relacionados entre sí. Por ejemplo una lupa de muchos aumentos tiene una distancia de trabajo muy corta y campo de visión pequeño lo que la invalida para observación binocular, por lo que será fundamental elegir adecuadamente para cada caso concreto. Otros modelos proporcionan una retícula sobre un soporte transparente en cuya parte inferior puede situarse una escala grabada en vidrio, puesto éste en contacto con la superficie a examinar, permite la medición de discontinuidades muy pequeñas.

Espejo de dentista Lupa

Lupa con dispositivo de iluminación

Lupa con retícula

Endoscopio

Diferentes Medios Ópticos


Ocular

Anillo focalizador

Camino de la luz

Camino de la imagen

Envoltura protectora

Lentes del objetivo

Salida de la luz

Fuente luminosa

FIBROSCOPIO

Vapor

Horno

Inspección de los tubos de una caldera, las flechas indican los caminos seguidos por la cámara de televisión miniatura.

Endoscopios Flexibles

El Comparador de Superficie Es una lupa que permite comparar el acabado de una superficie con otra que se utiliza como referencia. El observador ve las dos superficies juntas en un único campo visual. Su principio de funcionamiento aparece en la siguiente figura.


Superficie examinada

Comparador

Lente 10x

Divisor de haz luminoso


CUALIFICACIÓN DEL PERSONAL El personal que lleve a cabo el examen de inspección visual debe cumplir con los requisitos marcados en la Norma EN 970:1997:

• Estar familiarizado con las normas, reglas y especificaciones relevantes.

• Estar informado acerca del procedimiento de soldeo a utilizar.

• Tener una buena visión de acuerdo con los requisitos de la Norma EN 473, que debería verificarse cada 12 meses.


ETAPAS DEL ENSAYO DE INSPECCIÓN VISUAL La inspección visual implica acciones desde la recepción de material y comprobación de las condiciones hasta la inspección de la pieza en servicio. Se distinguen las siguientes etapas:

• Inspección previa al soldeo.

• Inspección durante el soldeo.

• Inspección después del soldeo.

• Inspección durante el servicio.

Inspección Previa al Soldeo Antes de comenzar cualquier actividad se deberán verificar los siguientes aspectos: • Inspección de los materiales. Se debe comprobar:

− Dimensiones y requisitos de diseño: planos y especificaciones. − Confirmar que los materiales base y consumibles cumplen con sus correspondientes

especificaciones de calidad.

• Especificaciones de procesos, procedimientos y consumibles, asegurando que son conocidos por los soldadores. Prestar especial atención al almacenamiento y manejo de los metales de aportación cuando se especifican consumibles con bajo contenido en hidrógeno.

Tras la operación de montaje y antes de comenzar el soldeo se verificará:

• Inspección dimensional de acuerdo con lo indicado en planos y especificaciones de construcción.

• Inspección de la superficie y bordes de la chapa para detectar posibles defectos tales como incrustaciones, óxidos, grietas, laminaciones, cortes defectuosos y cualquier otra discontinuidad que pueda interferir con las posteriores operaciones de soldeo.

• Inspección de las juntas verificando:

− Preparación de bordes, dimensiones y acabado de componentes. − Dimensiones y tolerancias de las chapas de respaldo, anillos soporte y metales de

aportación. − Alineación y fijación de los componentes.

• Cuando se empleen electrodos de bajo contenido en hidrógeno, se verificará que son utilizados en las condiciones establecidas para estos consumibles y que son retirados para su uso de recipientes estancos o de estufas en las que se mantiene una determinada temperatura.


Inspección Durante el Soldeo Durante el soldeo se comprobará:

• Correcta aplicación de los procedimientos de soldeo. Se vigilarán todas las variables tales como parámetros eléctricos, requisitos de limpieza, control de la temperatura previa o entre pasadas, etc.

• Correcta certificación del personal para el proceso empleado, posición de soldeo, etc.

• Correcta utilización de consumibles utilizados. Prestar especial atención al caso de consumibles de bajo contenido en hidrógeno por la necesidad de precalentamientos previos para eliminar la humedad.

• Examen de la soldadura en sus etapas intermedias. Se vigilará:

− La pasada de raíz para la detección de posibles grietas, penetración, existencia de laminaciones.

− Resanado de la raíz y verificar su adecuación para proseguir el soldeo. − La limpieza de la unión y el método de limpieza de los cordones, la preparación para

soldar el segundo lado de la unión, la secuencia de soldeo y las deformaciones que se produzcan.

Durante la verificación de soldaduras con varias pasadas, se pueden utilizar patrones normalizados obtenidos con materiales base y de aporte similares, en los que se muestra el aspecto de cada pasada tanto longitudinal como transversalmente. Finalizada cada pasada se compara su aspecto con el de la pieza patrón.

Metal de soldadura

Probeta metalográfica




Metal de soldadura

UNIÓN A TOPE UNIÓN EN ÁNGULO

Patrones de Comparación Recomendados en el Metals Handbook (Dimensiones en mm)

UNIÓN EN ÁNGULO


Inspección Después del Soldeo El Inspector examinará la pieza finalizada para confirmar que cumple con los requisitos de calidad en lo relativo a aspecto y normas. La superficie se limpiará previamente mediante cepillo o similar. Las herramientas neumáticas o el chorreado, con arena o granalla, pueden ocultar los defectos por deformación plástica de la superficie. Durante la inspección se realizarán las siguientes operaciones:

• Verificar dimensionalmente la soldadura mediante reglas, galgas, etc. conforme a las especificaciones preliminares.

− En uniones en ángulo se comprobará que sus catetos, gargantas, convexidad y/o concavidad cumplen las especificaciones aplicables.

− En las uniones a tope se comprobará que la anchura y el exceso de material de aportación son los permitidos.

• Verificar el aspecto de las soldaduras, rugosidad, existencia de salpicaduras, restos de escoria en las zonas colindantes, etc.

• Detectar las posibles discontinuidades que puedan reducir la vida a la fatiga, tales como cráteres en los extremos de los cordones, grietas, falta de penetración, mordeduras y solapamientos, en relación con los códigos y reglamentación aplicables.

• Inspeccionar dimensionalmente el conjunto soldado para confirmar que cumpla con las especificaciones según plano y diseño.

Las zonas defectuosas se marcarán con claridad, empleando lápices u otros medios que no se borren fácilmente. Conviene efectuar el marcado con diferentes colores para que la reparación a efectuar sea entendible por todo el mundo.

Marcado de la Zona a Reparar

Resanado de la Zona aReparar

Preparación del MetalBase antes decomenzar laReparación


Respecto al marcado sobre la pieza conviene tener en consideración si existe alguna operación posterior de pintado ya que, en ocasiones, las marcas realizadas afectan a la adhesión de la capa de pintura, por lo que puede originar un defecto posterior importante y caro. Normalmente la reparación de un defecto implica la utilización de un medio, mecánico o térmico, para la eliminación de la parte de material defectuosa, seguido de un nuevo proceso de soldeo, por lo que al proceso de reparación le son de aplicación todas las observaciones realizadas hasta el momento. Tras la reparación es preciso reinspeccionar nuevamente conforme a los requisitos originales.

Inspección Durante el Servicio En determinadas ocasiones puede ser preciso realizar inspecciones intermedias durante la vida en servicio de la pieza. Normalmente se aprovecha la necesidad de revisar un aspecto concreto para realizar un mantenimiento y revisión de todo el conjunto. Para realizar la revisión en estas condiciones se deben realizar las siguientes acciones:

• Limpiar las superficies no dañadas, retirando los aceites, grasas, pintura y productos de corrosión para poder observar adecuadamente las uniones. No se deben limpiar las zonas próximas a roturas para una mejor evaluación de las mismas por expertos cualificados.

• Comprobación de los posibles defectos que puedan apreciarse tales como deformaciones, corrosiones, grietas y roturas.

• Comprobar las zonas con posibilidades de que se produzcan grietas por fatiga o desgarres laminares.

• Verificar la conformidad de las soldaduras con los requisitos originalmente especificados.

De encontrarse defectos, cabría estudiar la posibilidad de reparación, incluyendo todas las etapas de reinspección posterior, o bien, la sustitución de la pieza, especialmente en el caso de fatiga.


DEFECTOS DETECTABLES MEDIANTE INSPECCIÓN VISUAL Antes de proceder a describir los defectos que pueden detectarse por medio de la inspección visual, conviene incidir en la influencia que determinados parámetros de soldeo originan en el aspecto final de la soldadura.

Parámetros de Soldeo que Influyen en el Aspecto del Cordón

Intensidad

• Intensidad demasiado baja produce un cordón estrecho y abultado con surcos irregulares, así como faltas de penetración.

• Intensidades elevadas producen alargamientos de los surcos, salpicaduras, mordeduras y perforaciones por exceso de penetración.

Velocidad

• Las soldaduras efectuadas con velocidades muy lentas producen abultamientos que son indicativos de poca penetración.

• Las altas velocidades originan surcos estrechos y no uniformes, mordeduras y baja penetración.

El Inspector debe conocer como varía el aspecto de la soldadura en función de las variaciones que experimente la longitud del arco.

• Los arcos largos, incluso aunque se apliquen con intensidades y velocidades adecuadas, producen porosidad, inclusiones y una penetración irregular .

• Las tensiones bajas y altas actúan de análoga forma que con intensidades altas y bajas.


1. Intensidad, velocidad y arco normales: contorno uniforme y buena penetración.

2. Intensidad normal y velocidad lenta: sobreespesor elevado y baja penetración.

3. Intensidad baja y velocidad normal: cordón estrecho, aguas no uniformes y

mordeduras.

4. Intensidad normal y velocidad alta: aguas no uniformes, mordeduras y baja

penetración.

5. Intensidad alta y velocidad normal: aguas alargadas, salpicaduras, penetración

excesiva y mordeduras.

6. Intensidad normal y arco largo: penetración desigual, porosidad e inclusiones.

El Aspecto Superficial puede Indicar Técnicas de Soldeo Incorrectas

Defectos Apreciables Previos a la Soldadura Como se ha mencionado, la inspección visual incluye la inspección de las piezas previa al soldeo. En esta inspección se pueden encontrar diversos defectos de montaje tales como:

• Desalineaciones entre las piezas.

• Deformaciones angulares.

• Ajustes defectuosos.

• Etc.


Sistemas de armadoDiferencias de rectitud

Abertura de la raíz Desalineamiento lineal Desalineamiento angular

Defectos de Montaje Conviene tener en consideración que resulta habitual realizar el montaje de las piezas modificando ligeramente las cotas establecidas en los planos, de forma que se pueda compensar el efecto de las deformaciones producidas durante el soldeo.

Defectos Apreciables por Inspección de la Soldadura Mediante la inspección visual se pueden detectar diferentes tipos de defectos, incluso algunos de ellos situados bajo la superficie.

Defectos Detectados Mediante Inspección Visual

Falta de Fusión

Se detectan por la aparición de depresiones entre el cordón y el metal base. También pueden apreciarse por un cierto solapamiento de los bordes del cordón sobre el material base, que denota que el baño desbordó sobre el material sólido. Las faltas de fusión no siempre son detectables por este método.


Falta de Penetración

Origina una cierta depresión a lo largo de la parte opuesta a la que se suelda, examinando la raíz puede detectarse esta anomalía, siempre que ello sea posible.

Mordeduras Son fácilmente identificables, vienen indicadas como depresiones del material base a lo largo de uno de los dos lados del cordón.

Falta de Material de Aportación

Son fácilmente identificables y aparecen donde el soldador no ha rellenado completamente la unión a soldar.

Escorias, Óxidos y Cascarillas

Sólo son detectables si son superficiales, su detección y retirada suponen una mayor resistencia a la corrosión de la soldadura.

Grietas

Las grietas se presentan de varias formas:

• Las grietas en caliente se desarrollan a lo largo del eje central de la soldadura.

• Las grietas en la zona afectada por el calor se producen a lo largo del borde del cordón de soldadura, estas grietas suelen ser muy finas y los Inspectores pueden necesitar el empleo de lupas para detectarías.

• Las grietas de cráter aparecen en los finales de los cordones y suelen tener forma de estrella.

Cebados del Arco Se originan cuando el arco se establece fuera de los bordes de la unión a soldar, y pueden contener diminutas grietas.

Salpicaduras o Proyecciones

Son pequeñas gotas de metal despedidas de la unión a soldar producen focos calientes sobre el metal base pero normalmente su tamaño es tan pequeño que no producen problemas serios. Cuando el aspecto sea un factor decisorio deben ser eliminadas aunque se consideren sus efectos poco perjudiciales.

Desviaciones Dimensionales

Son fácilmente detectables, pudiendo ser evaluadas mediante instrumentos de sencillo manejo. Comentar desviaciones dimensionales respecto a las dimensiones de la pieza y desviaciones dimensionales del cordón de soldadura.

Deformaciones

Observando el conjunto terminado se puede detectar si se han producido deformaciones. Estudiando la superficie de la soldadura se puede conocer si el trabajo se ejecutó de forma correcta, ya que cuando se suelda con una velocidad y parámetros adecuados, la soldadura tiene un contorno regular con aguas y penetración uniformes.


Como pueden ser exceso de sobreespesor, asimetría, etc. A continuación se muestran unos ejemplos de defectos de forma para:

• Soldaduras en ángulo.

Secciones Deseables de Uniones en Ángulo

Secciones Aceptables de Uniones en Ángulo

Defectos de Forma

GARGANTAINSUFICIENTE

CONVEXIDADEXCESIVA

MORDEDURAEXCESIVA

SOLAPE LADOINSUFICIENTE

FUSIÓNINCOMPLETA

Secciones Inaceptables de Uniones en Ángulo

• Soldaduras a tope.

UNIONES A TOPE DE CHAPASDEL MISMO ESPESOR UNIONES A TOPE DE TRANSICIÓN CON

CHAPAS DE DIFERENTE ESPESOR

Nota: el exceso de un material de aportación no excederá de 3 mm

Secciones Aceptables de Uniones a Tope

CONVEXIDADEXCESIVA

GARGANTAINSUFICIENTE

MORDEDURAEXCESIVA

SOLAPE

Secciones Inaceptables de Uniones a Tope


Principales Defectos que Pueden Presentarse en la Ejecución de Raíz

Escoria y falta de soldadura

Solapamiento y mordedura Concavidad excesiva

Fusión insuficiente Falta de penetración Resanado insuficiente

Punto de soldadura agrietado Grieta en la raíz

Aspecto Superficial de las Soldaduras. Características generales y defectología.

A: Aguas de la soldaduraB: EscoriaC: Contorno de la soldaduraD: Dirección de soldeoE: CráterF: Falta de soldaduraG: Salpicaduras


1, 2 y 3:GrietasTransversales

4 a 8:GrietasLongitudinales

Corrosión adyacente alcordón de soldadura

Corrosión porrestos de escorias

Corrosión enmordeduras

Picadurasen ZAT

Rotura Dúctil

Grietas por fatiga


EVALUACIÓN DE LOS DEFECTOS Los defectos se evaluarán conforme indique la normativa aplicable. La normativa europea recoge las siguientes normas a tal respecto, si bien pueden ser aplicables otras distintas, así como la posibilidad de incorporar requisitos adicionales en el propio plano:

• UNE-EN-ISO 13920:1997 “Soldeo. Tolerancias generales en construcciones soldadas. Dimensiones de longitudes y ángulos. Forma y posición”.

• UNE-EN-ISO 5817:2004 “Uniones soldadas por arco de aceros. Guías sobre los niveles de calidad en función de las imperfecciones”.

• UNE-EN 30.042:1995 “Uniones soldadas por arco de aluminio y sus aleaciones soldables. Guías sobre los niveles de calidad en función de las imperfecciones”.

Aparte de la normativa mencionada, numerosos códigos de construcción incluyen requisitos de inspección visual, pudiendo incluir otras normas de aplicación.


NOTAS

Formación teórica impartida a través de e Learning . Formación presencial necesaria y prácticas impartid as en diferentes puntos de España.

Titulaciones Internacionales de:

INGENIERO INTERNACIONAL DE SOLDADURA (IWE)

TÉCNICO INTERNACIONAL DE SOLDADURA (IWT)

ESPECIALISTA INTERNACIONAL DE SOLDADURA (IWS)

Cursos desarrollados de acuerdo con las directrices que marcan:

END: Inspección Visual Asociación Española de Soldadura y Tecnologías de la Unión, CESOL

ECA Instituto de Tecnología y Formación S.A.

Dirección Del Proyecto: GERMÁN HERNÁNDEZ

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INSTITUTO INTERNACIONAL DE SOLDADURA

FEDERACIÓN EUROPEA DE SOLDADURA

Depósito Legal: AS – 3122/99

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CERTIFICACIÓN:

Certificación de Inspectores de Construcciones soldadas y Certificación de Soldadores y Operadores de Soldeo con el reconocimiento de ENAC. Certificación de Empresas según UNE EN ISO 3834, DIN 6700 y DIN 18800, con reconocimiento de la EWF, y del GSI/SLV, respectivamente.

ASISTENCIA TÉCNICA:

Supervisión de Fabricación. Evaluación de métodos de producción y control de costes. Implantación de Sistemas de Calidad para las fabricaciones soldadas.

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