3. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN SOLDADURAS (END)

Transcripción

1 3. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN SOLDADURAS (END) 1

2 Introducción Son una serie de ensayos cuya finalidad es conocer/evaluar el estado de los materiales y soldaduras en obras sobre canalizaciones de acero, sin afectar las propiedades y funcionalidad de los materiales examinados. Ensayos más comunes No Destructivos Inspección Visual Líquidos Penetrantes Ultrasonidos Partículas Magnéticas Radiografías / Gammagrafías Termografía En canalizaciones de acero, los ensayos no destructivos más usuales, son: -Gammagrafias - Líquidos Penetrantes -Partículas Magnéticas -Ultrasonidos Ir a: Normativa general 2

3 Líquidos Penetrantes-generalidades El exámen por líquidos penetrantes permite detectar discontinuidades, en materiales sólidos no porosos, siempre que estas se encuentren abiertas a la superficie. La aplicación práctica es sencilla y económica. No requiere aparatos costosos. El principio físico de este sistema se basa en la aptitud de un líquido penetrante para poder fluir sobre la superficie y penetrar en el interior de las discontinuidades abiertas a la superficie, considerando para ello: Estado de limpieza de la superficie Configuración de la discontinuidad Tamaño de la discontinuidad Tensión superficial Poder humectante Ir a: Normativa 3

4 Líquidos Penetrantes-indicaciones Las indicaciones se evaluaran según el nivel de calidad exigido a la inspección y la norma de aplicación. Soldadura sin defectos Soldadura con poros Soldadura con grietas Ir a: Proceso de inspección Soldadura con poros 4

5 Partículas magnéticas-generalidades El examen por partículas magnéticas permite detectar discontinuidades que afloran a la superficie y otras que no afloran pero están próximas a ella. Este método puede aplicarse sobre superficies pintadas (hasta 50 micras de espesor). Este método de ensayo solo puede ser usado con materiales magnéticos. El principio físico de este sistema se basa en las propiedades del magnetismo. La magnetización de la zona a ensayar provoca un campo magnético en la pieza con los polos Norte y Sur orientados en una sola dirección. 5

6 Partículas magnéticas-magnetización Existen dos formas de magnetización: - Mediante imán permanente - Mediante electroimán (sistema más utilizado) Ir a: Normativa Magnetización mediante yugo. La circulación de corriente por la bobina crea una un campo magnético langitudinal entre los polos 6

7 Partículas magnéticas-indicaciones Las indicaciones se evaluaran según el nivel de calidad exigido a la inspección y la norma de aplicación. Yugo Defecto: grieta Defecto: grieta Ir a: Proceso de inspección 7

8 Inspección radiográfica-generalidades El examen por radiaciones X y gamma, tienen la propiedad de penetrar y atravesar materiales e impresionar las emulsiones fotográficas, obteniéndose así unos registros permanentes. Esta técnica permite detectar defectos en el interior de las piezas inspeccionadas. o Diferencias de espesor A mayor espesor atravesado, mayor absorción de energía y menor impresión de la película. Diferencia de espesor 8

9 Inspección radiográfica-generalidades o Diferencia de densidad Zonas más densas - mayor absorción - menor impresión de la película. (Zonas blancas) Zonas menos densas - menor absorción - mayor impresión de la película. (Zonas oscuras) Diferencia de densidad 9

10 Inspección radiográfica-generalidades Diferencia de espesor/densidad Ir a: Normativa 10

11 Inspección radiográfica-fuente de generación rayos X y gamma Los rayos X y gamma son radiaciones electromagnéticas con una longitud de onda más corta que la luz. Tipos de fuentes: Generadores rayos X (transformación energía eléctrica) Emisores rayos gamma (emisión natural atomo radioactivo o isótopo). Radioctividad contínua. Equipos facilmente transportables. Equipo de gammagrafía CONTENEDOR DE LABERINTO - ISÓTOPO 1.- Cable tractor 2.- Mosquetón de enganche 3.- Rabo flexible de la fuente 4.- Fuente radiocativa 5.- Manguera de salida La pastilla radioctiva entra y sale del contenedor mediante maniobra de los cables/manguera 11

12 Inspección radiográfica-indicaciones Tipo de discontinuidad Situación Observaciones 1.- Porosidad Sólo en soldadura ( la porosidad también se a) Uniformemente o repartida S encuentra normalmente en las fundiciones ) b) Agrupada c) Lineal d) Vermicular 2.- Inclusiones a) Escoria S b) De tugsteno 3.- Falta de fusión S En los límites de fusión o entre pasadas 4.- Falta de penetración S Raíz de la unión 5.- Mordedura MB Unión entre la soldadura y metal base en la superficie 6.- Falta de material S Superficie exterior de la unión 7.- Solapamiento S Unión entre soldadura y metal base en la superficie 8.- Laminaciones MB Metal base, generalmente en el centro del espesor 9.- Delaminaciones MB Metal base, generalmente en el centro del espesor 10.- Rayaduras y desgarres MB Superficie del metal base casi siempre longitudinales 11.- Desgarre laminar MB Metal base, proximidades de la ZAT 12.- Grietas (incluyendo las producidas en caliente y en frío) a) Longitudinales b) Transversales c) De cráter d) En la gargante e) En el talón f) En la raíz g) Bajo cordón y en zona afectada por el calor h) Fisuras S, ZAT S,ZAT,MB S S ZAT S ZAT Soldadura o metal base adyacente a la línea de fusión Soldadura (puede propagarse al metal base y ZAT ) Soldadura, donde se corta el arco Eje de la soldadura Unión entre la cara de la soldadura y el base Metal fundido, en la raíz En el ZAT del metal base *S- Soldadura MB- Metal base ZAT- Zona afectada térmicamente ( Extraído de la publicación AWS BI.0-77, Guía para la inspección por END de soldaduras ) Causas más comunes de los defectos: -Diseño inadecuado de la unión. - Incorrecta preparación de bordes. - Defectos en el metal base. - Técnica de soldeo inadecuada. - Solidificación defectuosa. - Calentamiento/enfriamineto no adecuados. Ir a: Proceso de inspección 12

13 o Modelo de informe. Inspección gammagráfica Informe RX Inspección soldadura te de tres vías Informe inspección way tee 13

14 Ultrasonidos-generalidades El ultrasonido se puede definir como una onda acústica o sonora de alta frecuencia (aproximadamente Hz), superior al espectro audible del ser humano. La inspección por ultrasonidos es un método de control no destructivo de tipo mecánico, donde un haz o conjunto de ondas de alta frecuencia (desde 0.25 a 25 MHz) son introducidas en los materiales a inspeccionar para detectar fallos o discontinuidades, tanto en superficie como en su interior. El principio de funcionamiento se basa en la Impedancia acústica principio los procesos industriales: Detección de heterogeneidades en materiales, determinación de sus propiedades, medida de espesores. Ir a: Normativa 14

15 Ultrasonidos-generalidades Esquema proceso ultasonidos Líquido acoplante Las ondas ultrasónicas son generadas por el transductor, el cual tiene la capacidad de transformar la energia eléctrica en energía mecánica i viceversa. El transductor vibra a altas frecuencias generando así los ultrasonidos.. 15

16 Ultrasonidos-generalidades Los ultrasonidos generados se transmiten al material a inspeccionar, los cuales durante el trayecto se atenuan de forma exponencial con la distáncia rrecorrida. Cuando los ultrasonidos alcanzan una interfase acústica, el haz sónico es reflejado y recogido por el transductor. Los utrasonidos, al alcanzar una interfase acústica, experimentan una refración. Las ondas ultrasónicas son vibraciones mecánicas que se transmiten produciendo esfuerzos en los materiales, por debajo del límite elástico, evitando de esta manera producir deformaciones plásticas 16

17 Ultrasonidos-generalidades Técnica haz angular Técnica haz recto 17

18 Ultrasonidos-equipo de inspección Ir a: Equipo de inspección 18

19 Ultrasonidos-indicaciones La inspección de uniones de soldadura mediante ultrasonidos permite detectar los mismos defectos que con el método radiográfico/gammagráfico. Los defectos usualmente detectados, son: o Porosidades o Inclusiones de escoria o Falta de penetración o Falta de fusión o Grietas/fisuras o Laminaciones 19

20 Ultrasonidos-indicaciones La operación del equipo y la interpretación de los resultados, requiere de técnicos experimentados. 20

21 Muchas gracias Esta presentación es propiedad del Grupo Gas Natural. Tanto su contenido temático como diseño gráfico es para uso exclusivo de su personal. Copyright Gas Natural Distribución SDG, S.A. 21

22 Normas o General UNE EN ISO 5817: 2009, Soldeo. Uniones soldadas por fusión de aceros, níquel, titanio y sus aleaciones (excluido el soldeo por haz de electrones). Niveles de calidad para las imperfecciones. UNE EN 473: 2009, Ensayos no destructivos. Cualificación y certificación del personal que realiza ensayos no destructivos. Principios generales. UNE EN 970: 1997, Examen no destructivo de soldaduras por fusión. Examen visual. UNE EN ISO 3834: 2006, Partes 1, 2, 3 y 5, Requisitos de calidad para el soldeo por fusión de materiales metálicos. UNE EN 13018: 2001/A1: 2006, Ensayos no destructivos. Inspección visual. Principios generales. ASME V: Non destructive examination ASME VIII Div. 1 Y 2 Ir a: Presentación 22

23 Normas o Líquidos Penetrantes UNE EN 571-1: 1997, Ensayos no destructivos. Ensayo por líquidos penetrantes. Parte 1: Principios generales. UNE EN ISO Ensayo no destructivo de uniones soldadas. Ensayo de uniones soldadas mediante líquidos penetrantes. Niveles de aceptación UNE EN 1289: 1998/A2: 2006, Examen no destructivo de uniones soldadas. Ensayo mediante líquidos penetrantes. Niveles de aceptación. UNE EN ISO Ensayos no destructivos. Ensayo mediante líquidos penetrantes y ensayo mediante partículas magnéticas. Condiciones de observación Ir a: Presentación 23

24 Normas o Partículas Magnéticas UNE EN 1290: 1998/A2: 2006, Examen no destructivo de uniones soldadas. Examen de uniones soldadas mediante partículas magnéticas. UNE EN 1291/1M: 2002, Examen no destructivo de uniones soldadas. Examen de uniones soldadas mediante partículas magnéticas. Niveles de aceptación. UNE EN ISO 17638, Ensayo no destructivo de uniones soldadas. Ensayo mediante partículas magnéticas UNE EN ISO 23278, Ensayo no destructivo de uniones soldadas. Ensayo de uniones soldadas mediante partículas magnéticas. Niveles de aceptación Ir a: Presentación 24

25 Normas o Radiografias UNE EN 1435, Ensayos no destructivos de uniones soldadas. Examen radiográfico de uniones soldadas ISO 17636, Non-destructive testing of welds radiographic testing of fusion welded joints UNE EN 444, Ensayos no destructivos. Principios generales para el examen radiográfico de materiales metálicos por medio de rayos x y gamma UNE EN , Ensayo no destructivo de uniones soldadas. Parte 1: ensayo radiográfico de uniones soldadas en acero, níquel, titanio y sus aleaciones. Niveles de aceptación Ir a: Presentación 25

26 Normas o Ultrasonidos UNE EN 1712: Ensayos no destructivos de soldaduras. Examen ultrasónico de uniones soldadas. Niveles de aceptación. UNE EN 1714: Examen no destructivo de soldaduras. Examen ultrasónico de uniones soldadas. Ir a: Presentación 26

27 Líquidos Penetrantes-proceso de inspección Limpieza preliminar Las superficies a examinar estarán limpias de cualquier contaminante y secas. Aplicación líquido penetrante Se cubrirá con líquido penetrante toda el área a examinar permaneciendo en reposo entre 5 y 60 min. (depende del tipo de líquido). Eliminación del exceso del penetrante Se eliminará el exceso de penetrante con papel absorvente, trapos límpios y húmedos. Revelado e inspección Se aplicará el líquido revelador reveladores líquidos acuosos de forma uniforme cubriendo toda el área a examinar con una fina capa. La interpretación final se realizará transcurridos entre 10 y 30 min. Después del secado del revelador. Las indicaciones se presentan por contraste de color rojo sobre fondo blanco Ir a: Presentación 27

28 Partículas magnéticas-proceso de inspección 1.- La superficie a inspeccionar deberá estar limpia y exenta de impurezas. 2.- En caso de bajo contraste, en la superficie a inspeccionar podrá ser aplicada una capa fina de laca blanca. 3.- El campo magnético será aplicado en el área a ensayar. 4.- La solución con las partículas magnéticas será aplicada con pulverizador en el área a inspeccionar. 5.- Se mantendrá el campo magnético durante 5 segundos como mínimo, para permitir la emigración y orientación de las partículas. 6.- Se realizará inspección visual de los defectos. 7.- Se repetirán los puntos del 3 al 6 con el campo magnético perpendicular a la posición inicial. La intensidad mínima de la iluminación será 500 lux sobre la superficie a ensayar. Ir a: Presentación 28

29 Inspección radiográfica-proceso de inspección o Realización de la radiografía Se sitúa la fuente a una cierta distancia de la pieza y se coloca la película por el lado opuesto de la pieza. La radiación emitida incide sobre el objeto, lo atraviesa e impresiona la película constituida por haluros de plata. Configuraciones más usuales 29

30 Inspección radiográfica-proceso de inspección -Técnica a simple pared. La exposición atraviesa una sola pared -Técnica a doble pared La exposición atraviesa dos paredes Equipo tipo CRAWLER 30

31 Inspección radiográfica-proceso de inspección o Revelado La película sensibilizada se somete a un proceso de revelado (precipitación de la plata). Las zonas que hayan recibido más radiación tendrán mayor precipitación de plata, formando zonas más oscuras. Las imágenes se observarán por transparencia mediante negatoscopio, distinguiendo: Contraste: Diferencia de color zonas adyacentes. Definición: Paso de una densidad a otra. Sensibilidad: Defecto de menor tamaño capaz de detectarse Densidad de la película: Nivel de ennegrecimiento de la película. Colocación placa radiográfica 31

32 Inspección radiográfica-proceso de inspección o Revelado calidad de imagen Soldadura 1 Soldadura 2 Según el tamaño del grano de haluro de plata, las placas radiográficas se denominan: D2, D4, D7 y D10. La más utilizada es la D4 para fuente Ir192. Penetrámetros (o indicadores de calidad de imagen, ICI): Básicamente se utilizan 2: 1.- Indicador de hilos: Son una colección de hilos de material semejante al que se radiografía, montados sobre una pequeña plancha de plástico o similar. Los diámetros de los hilos varían de acuerdo a una cierta progresión del ICI. La lectura se realiza sobre el diámetro del hilo más fino todavía visible deduciéndose de aquí la sensibilidad correspondiente. Corresponden a este grupo los ICI de las normas DIN. 2.- Indicador de Agujeros: Consistente en plaquitas planas, cuyo grosor está perfectamente determinado, en las que se han realizado varios orificios de diámetro creciente, siendo generalmente el mas pequeño de diámetro igual al espesor de la placa. Corresponden a este grupo los ICI de las normas ASTM y ASME. Ir a: Presentación 32