Control de soldaduras

En la fabricación de cualquier producto soldado suelen utilizarse procedimientos de control de determinar la calidad de soldadura . la naturaleza del procedimiento depende en gran medida , de los requerimientos en servicio que deba satisfacer el producto terminado . para atender a las crecientes exigencias en el control de calidad , se han desarrollado diversos tipos de ensayos , en principio pueden clasificarse en tres grandes grupos : control visual , ensayo destructivo y ensayo no destructivo

CONTROL DE CALIDAD EN SOLDADURAS.

1.- INTRODUCCIÓN:

La inspección de construcciones soldadas podría definirse como el conjunto de actividades encaminadas a asegurar un determinado grado de fiabilidad de un conjunto soldado, mediante la verificación del mismo por medios adecuados durante diferentes fases del proceso productivo.

La importancia de esta inspección se desprende de la responsabilidad de los equipos y construcciones que actualmente se fabrican por soldadura, los cuales, en determinadas condiciones de fallo, afectan seria y directamente a la seguridad pública. Ejemplo de estos son: Aviones, buques, trenes, plantas generadoras de energía (térmicas, hidroeléctricas y nucleares), complejos petroquímicos y transformadores de energía, puentes, estructuras metálicas, conducciones y transporte de gases y líquidos, etc.

El convencimiento de la importancia de inspeccionar estos conjuntos soldados, ha sido la causa de que, en todos los países industrializados se hayan publicado códigos, especificaciones y normas relativos a su construcción e inspección. Además, en la mayoría de dichos países, es la propia administración la que establece la obligatoriedad de construir e inspeccionar siguiendo unas determinadas normas, así como que el personal que la ejecute tenga unos conocimientos y experiencia mínimos. Al mismo tiempo, la industria también se ha hecho eco de esta necesidad, casi se puede decir que no existe una empresa industrial competitiva que no disponga de normas o instrucciones propias, estableciendo las bases de fabricación e inspección necesarias para que los conjuntos o equipos por ella fabricados, cumplan los requisitos de seguridad que los organismos, nacionales e internacionales, fijan para el buen comportamiento en servicio de las construcciones soldadas.

2.- INSPECCIÓN DE SOLDADURAS.

Se entiende por inspección de soldaduras a las diferentes acciones que se realizan con el fin de constatar que el proceso en cuestión se efectúa con la calidad adecuada.

En estas acciones están involucrados personal y materiales, por lo tanto es necesario conocer cada uno de los factores que afectan la calidad de la soldadura, a fin de evitar la posible aparición de defectos y en el caso de que éstos se produzcan poder detectarlos y dar pautas para la corrección de los mismos. De estos factores el personal es el más importante

2.1. GARANTÍA DE CALIDAD:

La garantía de calidad se define como las actividades de planificación y organización que se realizan para asegurar un nivel de calidad suficiente que garantice el correcto funcionamiento de los productos y al menor costo posible.

2.2. CONTROL DE CALIDAD:

Se entiende por control de calidad a las diferentes acciones llevadas a cabo tanto por el usuario como por el fabricante que contribuyen a asegurar la garantía de calidad y forma parte del control de calidad.

2.3. INSPECTOR DE SOLDADURA:

Es el encargado de constatar que todas las operaciones del proceso se realicen correctamente y de acuerdo a los Códigos, Normas, Especificaciones y Procedimientos que se estén aplicando con el fin de garantizar la alta calidad de la soldadura sin demora en la fabricación y la entrega de productos. Podríamos decir que su responsabilidad es la de juzgar la calidad del producto en relación a una especificación escrita.

Funciona como un representante judicial de la organización que representa, la cual puede ser el fabricante, comprador o cliente, una compañía de seguros o una agencia gubernamental

Los inspectores de soldadura pueden ser clasificados en varias categorías: inspectores gubernamentales, de Ensayos No Destructivos, representantes del fabricante o del dueño, o autorizados por un código en particular como sucede por ejemplo con los inspectores ASME.

Sin embargo para efectos prácticos AWS y ASME dividen a los inspectores de soldaduras en dos categorías generales:

Inspectores de control de calidad del Fabricante: el cual realiza la inspección antes y durante el ensamblado; antes y después de la

soldadura, con el fin de asegurar que los materiales y el proceso de fabricación cumplen con todos los requisitos especificados en el contrato. Estos son inspectores calificados y que trabajan para el contratista.

Inspectores de aseguramiento de calidad del cliente o Código: representan al comprador (código, actividad gubernamental, o cualquier organización externa al fabricante). Sus deberes normalmente no incluyen vigilancia obligatoria del desarrollo del proceso de soldar, sin embargo tiene el derecho de observar el proceso de producción. Su trabajo es como una función de auditoria, lo cual implica revisión de los registros para asegurar que se han respetado todos los requerimientos de las especificaciones, dibujos y otros documentos contractuales. Esto incluye, pero no limita a revisión del proceso de soldar, calificación de soldadores y operadores de máquina, pre y post-calentamiento, informes de ensayos no destructivos.

Ambos tipos de inspectores deben tener la habilidad para negociar y comunicarse efectivamente con todos los niveles de mando de la organización del fabricante y de su propia organización.

Para llegar a ser un Inspector de Soldadura, se deben cumplir los siguientes requisitos:

Debe gozar de buena condición física, ya que con frecuencia las condiciones de inspección son difíciles.

Tener una buena visión, indispensables para la inspección visual, interpretación radiográfica y de otros ensayos no destructivos.

Tener actitud profesional: hacer cumplir los códigos y tener buenas relaciones con el resto del personal.

Tener conocimientos de soldadura: debe conocer sobre el proceso ya que éste define el tipo de discontinuidad a originarse, las variables esenciales de cada proceso y debe monitorear las mismas durante la fase de construcción como especifique el código.

Debe conocer de Dibujo, Especificaciones y Procedimientos e interpretarlos correctamente. Debe conocer los símbolos de soldadura y ensayos no destructivos.

Saber de métodos de ensayo, sus aplicaciones, limitaciones e interpretación de resultados. El método seleccionado debe suministrar la información adecuada para compararlo a los estándares de aceptación establecidos.

Tener habilidad para llevar registros y hacer informes escritos, concisos, claros y completos.

Los registros deben incluir los resultados de la inspección y ensayos, los registros del procedimiento de soldadura, de calificación de soldadura y de control de materiales de soldadura.

Experiencia en Soldadura: la experiencia como soldador o operador de máquina es invaluable para un inspector, algunos empleadores solicitan como requisitos que los inspectores tengan experiencia previa soldando.

Entrenamiento en Ingeniería de Soldadura y Metalurgia: es deseable, sin embargo la práctica ha demostrado que la experiencia en campo y el estudio han desarrollado excelentes inspectores con conocimientos equivalentes a los primeros. Lo esencial es que conozca donde se encuentra la información relevante y sepa como interpretarla.

Resumiendo y dado que la inspección involucra diferentes disciplinas es necesario que el inspector se encuentre entrenado en las siguientes áreas:

Principios fundamentales de Soldadura.

Propiedades base de los materiales involucrados en el proceso: metal base, aporte, etc.

Defectos de soldadura, sus causas, importancias y corrección de los mismos.

Tratamientos Térmicos.

Métodos de ensayos destructivos y no destructivos.

Interpretación de planos.

Simbología de soldadura y ensayos no destructivos.

Códigos: AWS, ASME, API.

2.4. RESPONSABILIDADES DEL INSPECTOR DE SOLDADURAS:

Existen responsabilidades del inspector de soldaduras en las diferentes etapas del proceso, como son:

- Antes de la soldadura

- Durante la soldadura

- Después de la soldadura.

Previo al inicio de la inspección al inspector debe suministrársele copia de las especificaciones del comprador y dibujos adecuados. Estas deben incluir requerimientos sobre especificaciones del procedimiento de soldadura y la calificación de dichos procedimientos, de los soldadores y operadores de soldadura. Además, estas especificaciones deben definir el número, tipo y tamaño de discontinuidades o imperfecciones permitidas en la pieza, así mismo los métodos de inspección a emplearse.

El inspector debe asumir que el diseño de la soldadura es adecuado para los propósitos del trabajo, pero debe verificar que el mismo permite efectuar las diferentes operaciones en cuanto a acceso y con la calidad adecuada; debe conocer sobre planos, dibujos, simbología, normas, etc., con el fin de verificar que la preparación de juntas, el proceso y la aplicación de la soldadura están de acuerdo al procedimiento.

Responsabilidades del Inspector Antes de la Soldadura:

La planta o taller donde se realiza el trabajo:

Realizar inspección para verificar que se trabaja conforme a códigos, Estándares y Especificaciones. Interpretar los dibujos y especificaciones del trabajo.

Equipo de soldadura:

Preparar un reporte de operabilidad, calibración y condiciones de seguridad. Verificar si es apropiado para el trabajo y cumple con los requisitos de las especificaciones del proceso de soldadura.

Material base:

Verificar si esta conforme con los requerimientos de las especificaciones del trabajo. Verificar si los documentos de compra están conforme con los requerimientos de las especificaciones de trabajo. Si fue recibido de acuerdo a los documentos de compra; y preparar y recibir informes de inspección del material base.

Materiales de aporte (electrodos) y fundentes:

Verificar: si está conforme con los requerimientos de las especificaciones del trabajo, si los documentos de compra están conforme con los requerimientos de las especificaciones del trabajo, si fue recibido de acuerdo a los documentos de compra. Preparar y recibir informes del metal de aporte.

Atmósfera utilizada para la protección del baño

Procedimientos de soldadura:

Verificar si han sido calificados apropiadamente y los documentos de calificación están de acuerdo a los códigos, estándares y especificaciones que se estén aplicando y en caso de que no sea así requerir la recalificación del mismo. Verificar que la preparación de las juntas y los bordes estén conformes a los procedimientos y dibujos.

Soldadores y operadores de equipos:

Verificar que las pruebas de calificación de los soldadores y operadores de máquina fueron realizadas y que tanto ellas como los documentos de calificación estén de acuerdo a los códigos, estándares y especificaciones que se están aplicando. Verificar que la calificación este de acuerdo y sea apropiada al procedimiento especificado para el trabajo que esté asignado. Requerir calificación si hay evidencia de que no esta calificado para realizar la soldadura conforme con los requerimientos del trabajo.

Durante la Soldadura:

Verificar que solamente se estén usando los procedimientos de soldadura que fueron aprobados para el trabajo.

Verificar que el precalentamiento, cuando sea necesario, se realiza de acuerdo al procedimiento.

Observar y asegurar que la soldadura se realiza conforme al procedimiento aprobado.

Verificar que la soldadura sea realizada por un operador calificado.

Después de la Soldadura:

En esta fase la inspección esta relacionada con:

Sistema de marcado e identificación:

Se debe emplear un sistema que sea claro e indique cuáles son las porciones a inspeccionar y el tipo de inspección a aplicar.

Ensayos No Destructivos:

Seleccionar la soldadura a inspeccionar por ensayos no destructivos (END), verificar que el END ha sido documentado apropiadamente de acuerdo al código, estándar y Especificación aplicable, verificar que los procedimientos de END han sido aprobados para su uso, hacer inspección visual de acuerdo con el plan de inspección y el procedimiento de inspección aplicable, preparar los informes de resultados de los ensayos no destructivos y revisar, evaluar y verificar los reportes de END contra los estándares de aceptación aplicables.

Ensayos Mecánicos:

Seleccionar las zonas para toma de las probetas para los ensayos, verificar si los procedimientos de ensayo han sido aprobados, verificar si las muestras de soldadura fueron tomadas de acuerdo al código, estándar y especificación aplicable, ejecutar e interpretar los ensayos macrográficos de las juntas soldadas, prepara los informes de los resultados de los ensayos mecánicos y revisar, evaluar y verificar los resultados de los ensayos mecánicos contra los requerimientos especificados

Tratamientos Térmicos post-soldadura:

Verificar, cuando éste sea necesario, que se realice de acuerdo al procedimiento.

Informes:

Preparar y archivar los informes de inspección, haciendo una verificación del trabajo inspeccionado, revisar los informes de inspección para exactitud y competencia, revisar los informes de inspección en el caso de problemas y proponer acciones correctivas para prevenir su repetición, preparar documentos de reparación del metal base y de la soldadura, y preparar informes de avance e informe final.

2.5. PERSONAL:

Además del inspector, en el proceso de soldadura están involucrados:

Ingenieros de diseño, Ingenieros de soldadura, Supervisores de Taller o Planta, Soldadores, Operadores de Máquinas de Soldar, Inspectores de ensayos no destructivos.

El inspector de soldadura debe conocer las funciones que desempeñan cada una de estas personas, así como la capacidad del personal así como la capacidad del personal responsable de todas y cada una de las etapas del proceso ya que el éxito del mismo depende de la habilidad destreza e integridad de las personas que lo ejecutan.

Métodos de Control.

Con el fin de evitar todos los riesgos asociados a los procesos de soldadura y corte, a acontinuación se mencionan las soluciones más apropiadas para su minimización:

Aislamiento del lugar donde se realiazan los procesos. Equipos de extracción localizada Dilución por ventilación personal. Equipos de Protección Personal

Otros métodos de control son el uso de electrodos que emiten menos humo, así como pistolas de soldar que pueden extraer hasta un 95% de las emisiones:

Los trabajadores, en todo caso, deben estar, al tanto de otras medidas de protección, tales como:

Remoción de todo tipo de recubrimiento sobre el metal antes de soldar o cortar, tales como pinturas o solventes.

Mantener la extracción local entre 10 y 16 centímetros de distancia a la fuente de los humos y gases.

Utilizar sopladores de aire para disipar los humos y gases que quedan cerca de los soldadores.

Mantener alejada la cara de los humos de la soldadura. Si la ventilacion del lugar no es buena, se deberían usar respiradores.

Seguridad en operaciones de soldadura

RIESGOS DE INCENDIO:

• Nunca se debe soldar en la proximidad de líquidos inflamables, gases, vapores, metales en polvo o polvos combustibles.

• Cuando el área de soldadura contiene gases, vapores o polvos, es necesario mantener perfectamente aireado y ventilado el lugar mientras se suelda.

• Nunca soldar en la vecindad de materiales inflamables o de combustibles no protegidos.

VENTILACIÓN:

• Para soldar en áreas confinadas siempre se debe utilizar un extractor lateral con el fin de evacuar los humos y gases emitidos, ya que estos pueden provocar daños a la salud.

HUMEDAD:

• La humedad entre el cuerpo y algo electrificado forma una línea a tierra que puede producir corriente al cuerpo del operador y producir un choque eléctrico.

• El operador nunca debe estar sobre una poza o sobre suelo húmedo cuando suelda, como tampoco trabajar en un lugar húmedo.

• Deberá conservar manos, vestimenta y lugar de trabajo continuamente secos.

Tabla 2. Resultados para muestras de 14 mm

Grupo

Muestra Observaciones

Fuerzas obtenidasPromed

io de

en PSI

las fuerzas en PSI

14AIx 1La soldadura falló a

60º 14333

2La soldadura falló a

50º 1323013377

3La soldadura falló a

60º 12569

14AIIx 1

La muestra rompió en dos cuando se encontraba a 30º 11025

2La soldadura falló a

30º 1080511025

3La soldadura falló a

35º 11246

14AIv 1Soldadura agrietada

en el cordón. 11582

2La soldadura falló a

35º 1367111511

3La soldadura falló a

30º 9482

14AIIv 1 La soldadura falló a 8820

20º

2La soldadura falló a

45º 1058410584

3La soldadura falló a

50º 12348

14BIx 1Ensayo sin

alteraciones. 25358

2Ensayo sin

alteraciones. 2910627195

3Ensayo sin

alteraciones. 27122

14BIIx 1Soldadura agrietada

en el cordón. 17640

2La soldadura falló a

65º 1190716244

3Ensayo sin

alteraciones. 19184

14BIv 1Ensayo sin

alteraciones. 22712

2Soldadura agrietada

en el cordón 1943222148

3Soldadura agrietada

en el cordón 24302

14BIIv 1Ensayo sin

alteraciones. 18081

2Ensayo sin

alteraciones. 2024118425

3 La soldadura falló a 70º

16953

Control 1

Ensayo sin alteraciones. 28665

2Ensayo sin

alteraciones. 2646028298

3Ensayo sin

alteraciones. 29768

Falla de la soldadura: grieta en el cordón de soldadura a la cantidad indicada de grados

sexagesimales.

Ensayo sin alteraciones: ensayo en el que la muestra alcanza 180° sexagesimales sin romperse ni

agrietarse.

A: Electrodo E6013.

B: Electrodo E7018

I: Intensidad de corriente 123 Amp.

II: Intensidad de corriente 187 Amp.

X: Bisel en "X".

V: Bisel en "V".

CAUSAS DE DEFECTOS EN LA SOLDADURAS.

Materiales defectuosos o mal manejo de los mismos.

Equipos de soldadura no calibrados o en mal estado.

Contaminación del material a soldar o de los consumibles.

Factores ambientales adversos (viento, humedad, salinidad, polvo, etc.)

Incumplimiento de los parámetros establecidos en los procedimientos de soldadura o

de las recomendaciones del fabricante.

Soldadores u operadores de máquinas de soldar no calificados para la realización de

la soldadura.

Mal diseño de juntas

.

Parámetros de control.

Establecimiento de los procedimientos de soldaduras (WPS) .

Calificación de los soldadores.

Control sobre los certificados de calidad de los materiales y los certificados de

calibración de equipos e instrumentos de medición y ensayo.

Creación de Registros: Base de datos, END, PWHT, Mapas de Soldadura.