teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

37
20 CAPITULO II TEORÍA SOBRE SOLDADURA EN ESTRUCTURAS METÁLICAS. 2.1. INTRODUCCIÓN. Al momento de realizar una inspección a un mástil o torre de perforación petrolera el ingeniero responsable del estudio se encontrara con todo tipo de uniones soldadas, posibles defectos estructurales, fenómenos de corrosión, entre otros; por lo que el conocimiento de la teoría de soldadura y ensayos no destructivos (END) serán vitales en su trabajo. El capítulo contiene conceptos y definiciones fundamentales que servirán para respaldar el análisis de la estructura metálica de una torre de perforación o mástil en lo que refiere a sus uniones soldadas, los defectos que pudieran presentarse en estas y los métodos de inspección no destructivos que ayudan a identificar fallas en el material o sus uniones. 2.2. PROCESOS DE SOLDADURA. 8 8 LABORATORIO DE SOLDADURA E.P.N.(2005), “Tecnología de Soldadura

Upload: andres2184

Post on 24-Jul-2015

1.767 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

conceptos y definiciones fundamentales que servirán para respaldar el análisis de una estructura metálica soldada

TRANSCRIPT

Page 1: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

20

CAPITULO II

TEORÍA SOBRE SOLDADURA EN ESTRUCTURAS

METÁLICAS.

2.1. INTRODUCCIÓN.

Al momento de realizar una inspección a un mástil o torre de perforación petrolera el

ingeniero responsable del estudio se encontrara con todo tipo de uniones soldadas,

posibles defectos estructurales, fenómenos de corrosión, entre otros; por lo que el

conocimiento de la teoría de soldadura y ensayos no destructivos (END) serán

vitales en su trabajo.

El capítulo contiene conceptos y definiciones fundamentales que servirán para

respaldar el análisis de la estructura metálica de una torre de perforación o mástil en

lo que refiere a sus uniones soldadas, los defectos que pudieran presentarse en

estas y los métodos de inspección no destructivos que ayudan a identificar fallas en

el material o sus uniones.

2.2. PROCESOS DE SOLDADURA. 8

2.2.1. DEFINICIÓN.

Son los procesos mediante los cuales se obtiene una unión rígida permanente de

dos o más materiales sólidos sin la utilización de un elemento mecánico adicional.

Estos pueden llevarse a cabo con o sin calor, con o sin presión, con o sin fusión, con

o sin material de aporte.

8 LABORATORIO DE SOLDADURA E.P.N.(2005), “Tecnología de Soldadura”

Page 2: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

21

2.2.2. CLASIFICACIÓN.

Los procesos de soldadura pueden ser clasificados de acuerdo al grado de

participación del factor humano en el momento de efectuar el depósito, de acuerdo a

la temperatura de trabajo y tipo de material de aporte utilizado, o según la Sociedad

Americana de Soldadura (AWS).

La siguiente figura muestra todos los tipos de procesos de soldadura basados en la

AWS.

Figura 2.1. Carta de los procesos de soldadura.

Page 3: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

22

2.3. PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA SOLDADURA.

2.3.1. METALURGIA EN UNIONES SOLDADAS.

La unión entre los átomos de metales se produce por enlaces metálicos, estos

átomos a su vez tiende a adoptar posiciones relativamente fijas formando cristales

en estado sólido. Los cristales encontrados en todos los metales comerciales son

más conocidos como granos. El tamaño de grano estará determinado por la

velocidad de enfriamiento y la composición química del material al momento de

realizar un proceso de soldadura.

El acero estructural tiene una micro estructura formada por granos de Ferrita, Perlita

(estructura laminar de Ferrita y Cementita (Carburo de Hierro Fe3C)) y una dispersión

de inclusiones no metálicas como óxidos, sulfuros, nitruros, entre otros.

Al realizar una soldadura por fusión en un acero, los efectos que produce ésta sobre

la micro estructura del metal base pueden ser observados en una zona próxima a la

soladura conocida como zona afectada por el calor (ZAC); donde se producen las

transformaciones de fase y el crecimiento de grano.

2.3.1.1. Zonas de la unión soldada.

Para su estudio metalúrgico se consideran tres zonas: zona de fusión o del metal

fundido, zona afectada por el calor y el metal base.

La zona de fusión esta donde el metal de relleno fue colocado en el proceso de

soldadura. Sus propiedades dependen del material de relleno usado y su afinidad

con el material base.

La zona afectada por el calor (ZAC) es el espacio próximo al metal de soldadura

donde se desarrollan procesos térmicos y transformaciones de orden físico –

químico. Sus propiedades dependen del comportamiento del metal base cuando está

sujeto al calor. Debido a la alteración de la micro estructura que se da en esta área,

es con frecuencia más débil que el material base y la zona de fusión, y es también

donde se presentan las tensiones residuales.

Page 4: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

23

La figura 2.2 muestra las diferentes zonas de la unión soldada con las temperaturas

que ésta tiene al momento de realizar una soldadura y como se correlaciona con el

diagrama de fase hierro-carbono.

Figura 2.2. Zonas de la unión soldada, temperaturas en la ZAC y relación con el diagrama hierro-carbono

Fuente: www.ingmec10.blogspot.com/2010/04/metalurgia-de-la-soldadura.html.

Page 5: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

24

2.3.2. EFECTOS TÉRMICOS PRODUCIDOS POR LA SOLDADURA.

Los métodos de soldadura en los que interviene el calor causan reacciones en el

metal base que si no son controladas pueden ocasionar defectos perjudiciales en las

uniones y como consecuencia fallas en las estructuras soldadas.

La dilatación del metal base al momento de realizar el depósito de soldadura y su

posterior contracción tras enfriarse, son responsables de tensiones residuales y

distorsiones longitudinales como rotatorias. Estas tensiones pueden ocasionar fisuras

tanto en el cordón de soldadura como en el metal base.

Figura 2.3. Localización de fisuras en el metal baseFuente: www.ingmec10.blogspot.com/2010/04/metalurgia-de-la-soldadura.html.

La rapidez de enfriamiento también causa efectos negativos en las partes soldadas si

es que no es controlado correctamente. Cuando la unión soldada se enfría muy

rápidamente, la austenita cambia a una micro estructura con poca perlita, compuesta

en su mayor parte de martensita que es un material quebradizo y de alta dureza

produciéndose fracturas en la zona afectada por el calor del material base.

El precalentamiento del metal base reduce la probabilidad de fisuración a causa de

los mencionados efectos térmicos, ya que disminuye la rapidez de enfriamiento del

metal de aporte y de la zona afectada por el calor dando como resultado una micro

estructura más dúctil y resistente; de la misma forma disminuye las tensiones

residuales al acortar la diferencia de temperatura entre el metal base y el metal de

aporte, minimizando la contracción.

Page 6: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

25

2.4. CALIDAD DE LAS SOLDADURAS.

El concepto de calidad, en producción, está relacionado con el grado en que las

características de un producto cumplen con especificaciones establecidas. La

calidad de las uniones soldadas en estructuras metálicas se establece de acuerdo a

normas como la AWS D1.1, ASME IX, entre otras; o a su vez por criterios

desarrollados en una empresa. Todos estos cumplen el objetivo de indicar las

cualidades necesarias que debe tener la soldadura para asegurar su buen

desempeño.

El trabajo mancomunado en las áreas de diseño, construcción e inspección de un

proyecto, que desde su inicio tiene que estar basado en especificaciones de

procedimientos de soldadura (WPS) con sus respectivos registros de calificación de

procedimientos (PQR) y la calificación de las habilidades que posee un soldador

(WPQ), avalan la calidad en las uniones soldadas.

El control de calidad de los equipos y materiales utilizados durante el desarrollo de la

obra, la continua fiscalización por parte de los supervisores, de los propios

soldadores y de personal especializado independiente al proyecto ayudan también a

garantizar la calidad de las soldaduras.

2.5. POSICIONES DE SOLDADURA, TIPOS DE UNIONES

SOLDADAS, TIPOS DE SOLDADURA Y CONFIGURACIONES

DE BISELES.

La norma ASME IX en sus artículos 461.3, 461.4, 461.5, 461.6 y 461.7 establece las

posiciones de soldadura con códigos estandarizados para su identificación y uso en

la elaboración de procedimientos de soldadura.

Las siguientes figuras muestran las posiciones de soldadura que son utilizadas en el

diseño y calificación de uniones soldadas.

Page 7: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

26

Figura 2.4. Posiciones de Soldadura de ranura en placa – Posición para pruebasFuente: ASME IX (2010), “Welding and Brazing Qualifications”, QW-461.3, Pag. 185.

Figura 2.5.Posiciones de Soldadura de ranura en tubería – Posición para pruebasFuente: ASME IX (2010), “Welding and Brazing Qualifications”, QW-461.4, Pag. 185.

Figura 2.6. Posiciones de Soldadura de filete en tubería – Posición para pruebasFuente: ASME IX (2010), “Welding and Brazing Qualifications”, QW-461.5, Pag. 185.

Page 8: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

27

Figura 2.7. Posiciones de Soldadura de filete en tubería – Posición para pruebasFuente: ASME IX (2010), “Welding and Brazing Qualifications”, QW-461.6, Pag. 186.

Figura 2.8. Posiciones de Soldadura en varillas rígidas – Posición para pruebasFuente: ASME IX (2010), “Welding and Brazing Qualifications”, QW-461.6, Pag. 187.

Page 9: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

28

En cuanto a las uniones soldadas se tiene configuraciones básicas que son utilizadas

frecuentemente, de las cuales tenemos:

- Unión a Traslape

- Unión a Tope

- Unión de esquina

- Unión de orilla

- Unión en T

La figura 2.9 muestra de forma esquemática los diferentes tipos de uniones soldadas.

Figura 2.9. Tipos de uniones soldadasFuente: www.descom.jmc.utfsm.cl/sgeywitz/ESTRUCTURA/aptesSOLDADURA.htm

De la misma manera se tienen tipos de soldadura los cuales se utilizan de acuerdo a

la configuración de la unión soldada, el tipo de proceso, la accesibilidad a la junta de

soldadura, y hasta factores económicos. Entre los tipos básicos de soldaduras se

tiene los siguientes:

- De Filete

- De Bisel

- De Relleno

- De Tapón

Page 10: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

29

A continuación en la figura 2.10 se muestra los tipos básicos de soldadura.

Figura 2.10. Tipos de soldaduraFuente: INDURA, “Manual de sistemas y materiales de soldadura”, Esquemas

Básicos, Pag. 17

Una junta de soldadura, para efectos de su unión, puede tener diferentes configuraciones en su bisel; siempre buscando que su diseño favorezca el grado de penetración del metal de aporte y la resistencia. En la figura 2.11 se señalan algunas configuraciones de bisel.

Figura 2.11. Configuraciones de bisel.Fuente: INDURA, “Manual de sistemas y materiales de soldadura”, Esquemas

Básicos, Pag. 17

Page 11: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

30

Page 12: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

31

2.6. DISCONTINUIDADES EN LA SOLDADURA.

Hay que recalcar que una soldadura no es ciento por ciento perfecta, que siempre

estarán presentes anomalías en su estructura, y hasta que no se determine que su

efecto es perjudicial serán llamadas como discontinuidades, de tal manera que una

discontinuidad es la perdida de homogeneidad en un material.

Si luego de haber realizado un análisis basado en estándares de la unión soldada se

determina que las discontinuidades existentes pueden llevar a una falla, éstas serán

llamadas como defectos, así un defecto es una discontinuidad cuyo tamaño, forma,

ubicación o propiedades son inaceptable para una norma específica la cual obliga su

reparación.

Una discontinuidad puede producirse en cualquier momento de la vida de un

material. Se puede originar en la producción inicial desde el estado de fusión,

durante procesos posteriores de terminado y montaje, o durante su uso diario debido

a circunstancias ambientales o esfuerzos.

Entre las discontinuidades más relevantes que se encuentran en una soldadura

están:

- Porosidad

- Inclusiones de escoria

- Fusión incompleta

- Socavamiento o mordeduras

- Grietas o Fisuras

- Falta de penetración

La Porosidad es una discontinuidad del tipo de concavidad producida por gases

atrapados durante la solidificación del metal de soldadura. Por lo general tiene la

forma de agujeros redondos denominados porosidades esféricas o de forma

alargada llamada porosidad tubular o vermicular. Puede presentarse en forma

aislada (porosidad esférica aislada), agrupada (nido de poros), o alineada.

Page 13: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

32

La porosidad es causada por reacciones químicas en la soldadura con alto contenido

de azufre en el electrodo o el metal base, humedad excesiva en el electrodo, arco

excesivamente corto, corriente incorrecta o polaridad inversa o limpieza prematura

de la escoria; en definitiva por una técnica de soldadura incorrecta, materiales

defectuosos o por un inicio o fin inadecuado del arco de soldadura.

Figura 2.12. Porosidad esférica alineada y nido de poros.Fuente: ROSARIO, Samuel (2009),”Imperfecciones en soldadura tipos de

discontinuidades”, Perú, Disponible en línea: www.soldadura.org.ar

Las Inclusiones de escoria son depósitos de carbón, óxidos y silicatos atrapados en

el metal de soldadura o entre el metal de soldadura y el metal base.

Las inclusiones de escoria se producen frecuentemente por superficies sucias e

irregulares, falta de penetración, fusión deficiente, fallas en la técnica de soldadura o

diseño de junta tal que no permita un acceso adecuado del fundente.

Figura 2.13. Inclusiones de escoria aisladas.Fuente: ROSARIO, Samuel (2009),”Imperfecciones en soldadura tipos de

discontinuidades”, Perú, Disponible en línea: www.soldadura.org.ar

Page 14: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

33

La Fusión incompleta o falta de fusión es una discontinuidad causada por la

incapacidad de fusionar franjas contiguas de metal de soldadura y metal base o entre

cordones de soldadura. Se produce por diseño de juntas inapropiadas, insuficiente

aporte de calor en la soldadura, incorrecta alineación de los elementos a soldar o por

fallas en la penetración.

Figura 2.14. Falta de fusión en el bisel.Fuente: ROSARIO, Samuel (2009),”Imperfecciones en soldadura tipos de

discontinuidades”, Perú, Disponible en línea: www.soldadura.org.ar

El socavamiento o mordeduras de borde es una canaleta o hendidura ubicada en los

bordes la raíz de la soldadura o de la sobremonta. Es causada por corrientes

excesivas, electrodo inadecuado, exceso de calor o velocidad de avance incorrecta.

Si la longitud del socavamiento no constituye una muesca profunda y está dentro de

especificaciones, no es considerado un defecto de soldadura.

Figura 2.15. Socavamiento a un costado de la sobremonta y en la raíz.Fuente: ROSARIO, Samuel (2009),”Imperfecciones en soldadura tipos de

discontinuidades”, Perú, Disponible en línea: www.soldadura.org.ar

Page 15: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

34

Las Grietas o Fisuras se producen por tensiones localizadas que exceden la

resistencia del material. Se las puede encontrar ubicadas en el metal base o en el

metal de aporte.

Las fisuras pueden producirse por agrietamiento en frio o en caliente. Las fisuras en

frio se desarrollan luego de la solidificación y son causadas por un elevado contenido

de hidrogeno en la zona fundida. Las fisuras en caliente se desarrollan durante la

solidificación y son causadas principalmente por un medio o alto contenido de

carbono y de impurezas de fosforo y azufre en el metal base.

Las fisuras son, independientemente de su longitud, consideradas como defectos de

soldadura y por lo tanto una vez detectadas deben ser eliminadas.

Figura 2.16. Fisura longitudinal en el centro del cordón de soldadura y fisura en ZAC.Fuente: ROSARIO, Samuel (2009),”Imperfecciones en soldadura tipos de

discontinuidades”, Perú, Disponible en línea: www.soldadura.org.ar

La falta de penetración ocurre cuando el metal de aporte no ocupa todo el espesor

de la junta, dejándola inadecuadamente rellena con metal. Puede ocasionarse por

insuficiente separación de la raíz, un electrodo demasiado grueso, una corriente de

soldadura insuficiente o una velocidad de pasada excesiva. Esta discontinuidad no

es aceptable, es un defecto de soldadura y tiene que ser eliminado.

Page 16: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

35

Figura 2.17. Falta de penetración en un cordón de soldadura.Fuente: ROSARIO, Samuel (2009),”Imperfecciones en soldadura tipos de

discontinuidades”, Perú, Disponible en línea: www.soldadura.org.ar

2.7. SÍMBOLOS NORMALIZADOS PARA SOLDEO Y ENSAYOS NO

DESTRUCTIVOS.

Al momento de efectuar una inspección a una estructura metálica soldada el

encargado de la certificación tiene que tener planos de construcción en donde

consten especificaciones de las soldaduras; como las dimensiones, el tipo, las

configuraciones de bisel, el proceso efectuado, etc. De igual manera, se tiene que

documentar en planos las secciones donde se realizarán ensayos no destructivos

indicando el tipo de ensayo a realizarse.

La Sociedad Americana de Soldadura es su norma AWS A2.4 ha desarrollado

símbolos estándar para soldeo y ensayos no destructivos los cuales se utilizan en la

elaboración de los planos anteriormente mencionados.

2.7.1. SIMBOLOS DE SOLDADURA.

El símbolo de soldadura indica el tipo de soldadura y su configuración de bisel, forma

parte del símbolo de soldeo. La figura 2.18 muestra los símbolos de soldadura que

nos proporciona la norma AWS A2.4.

Page 17: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

36

Figura 2.18. Símbolos de Soldadura.Fuente: ANSI/AWS A2.4 (1993), “Símbolos Normalizados para Soldeo, Soldeo

Fuerte y Examen No Destructivo”, Parte A,1.2. Símbolos de Soldadura.

2.7.2. SÍMBOLO DE SOLDEO

El símbolo de soldeo es una representación gráfica simplificada que indica, sobre un

plano, la forma de ejecución de una soldadura. Está constituido por varios elementos,

los cuales no todos son necesarios, a menos que se requieran para facilitar

información de soldeo específica. Los elementos del símbolo de soldeo utilizado con

mayor frecuencia son:

- Línea de referencia.

- Flecha

- Símbolos de soldadura

- Dimensiones

- Símbolos suplementarios

- Cola (Especificaciones, normas, códigos y procesos.)

Page 18: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

37

La figura 2.19 y 2.20 señalan respectivamente la situación normalizada entre los

elementos de un símbolo de soldeo y los símbolos suplementarios.

Figura 2.19. Situación Normalizada de los elementos de un símbolo de soldeoFuente: ANSI/AWS A2.4 (1993), “Símbolos Normalizados para Soldeo, Soldeo

Fuerte y Examen No Destructivo”, Parte A, 1.2. Símbolos de Soldadura.

Figura 2.20. Símbolos suplementariosFuente: ANSI/AWS A2.4 (1993), “Símbolos Normalizados para Soldeo, Soldeo

Fuerte y Examen No Destructivo”, Parte A, 1.2. Símbolos de Soldadura.

Page 19: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

38

2.7.3. SIMBOLOS DE ENSAYO NO DESTRUCTIVO.

El símbolo de ensayo no destructivo consta de los siguientes elementos:

- Línea de referencia

- Flecha

- Letras de Designación del método de examen

- Extensión y número de los exámenes

- Símbolos suplementarios

- Cola (especificaciones, códigos u otras referencias)

Los elementos de un símbolo de ensayo no destructivo tendrán situaciones normalizadas entre ellos, como se indica en la figura 2.21.

Figura 2.21. Situación Normalizada de los elementos de un símbolo de ensayo no

destructivo. Fuente: ANSI/AWS A2.4 (1993), “Símbolos Normalizados para Soldeo, Soldeo

Fuerte y Examen No Destructivo”, Parte C, 1.2. Símbolos de Soldadura.

Los métodos de ensayo no destructivo se designan mediante letras. El cuadro 2.1

muestra los métodos de ensayo no destructivo con sus correspondientes letras de

dignación establecidas en la AWS A2.4 en su Parte C.

METODO DE LETRAS DE

Page 20: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

39

EXAMENDESIGNACIÓ

NEmisión acústica AETElectromagnético ETFuga LTPartículas magnéticas MTRadiografía neutrónica NRTTintas Penetrantes PTPrueba PRTRadiográfico RTUltrasónico UT

Visual VT

Tabla 2.1. Métodos de ensayos no destructivos con sus letras de designación.

2.8. ENSAYOS DESTRUCTIVOS EN JUNTAS SOLDADAS.

Los ensayos destructivos son aquellos en que las propiedades físicas de un material

son alteradas y sufren cambios irreversibles a causa de las pruebas realizadas, con

el fin de lograr una evaluación de sus propiedades mecánicas. Este método es

utilizado para determinar que la soldadura propuesta para construcción sea capaz de

proveer las propiedades requeridas para su aplicación destinada.

Los ensayos destructivos son usados para el registro de calificación de

procedimientos de soldadura (PQR). Los comúnmente más utilizados son:

- Ensayos de Tensión: usados para determinar la resistencia última de juntas de

soldadura en ranura.

- Ensayos de Doblez Guiado: usados para determinar el grado de solidez y

ductilidad de juntas de soldadura en ranura.

- Ensayo Nick Break: usado para determinar la calidad interna del metal de

soldadura. Mediante esta prueba se puede evaluar defectos internos tales

como: inclusiones de escoria, porosidad y falta de fusión.

Page 21: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

40

- Macrografía: usado para analizar la zona afectada por el calor y el metal de

aporte en busca de defectos de soldadura.

2.9. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS A JUNTAS SOLDADAS.

Los ensayos no destructivos (END) son aquellos que permiten detectar y evaluar

discontinuidades sin modificar las propiedades físicas de un material. Son de gran

utilidad en la inspección de equipos y estructuras en los cuales no es posible

modificar sus condiciones de uso o capacidades de servicio y que comúnmente

suelen estar expuestos a desgaste por corrosión o fatiga.

Existen varios tipos de ensayos no destructivos, estos pueden ser utilizados de forma

específica o complementarse entre ellos dependiendo de la complejidad de lo que se

desee analizar o de las indicaciones que la norma imponga.

Los ensayos no destructivos se los utiliza principalmente para detectar

discontinuidades sean estas internas o superficiales, detección de fugas, medición de

espesores, monitoreo de corrosión, determinación de propiedades físicas y químicas,

y en la inspección de uniones soldadas.

A continuación se detalla los métodos de END que serán útiles al momento de la

inspección para la certificación de una torre de perforación petrolera.

2.9.1. INSPECCIÓN VISUAL (VT)

Es el método más utilizado de los END por ser el ojo humano su principal

instrumento y por qué mediante éste se puede obtener de forma inmediata

información de las condiciones superficiales de los materiales que estén siendo

inspeccionados. Es usado para detectar corrosión, erosión, para evaluación de

rugosidad y defectos superficiales. Se lo aplica en la inspección de uniones soldadas

y partes mecánicas.

Page 22: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

41

2.9.2. TINTAS PENETRANTES (PT)

Este método está basado en el principio físico conocido como capilaridad, que

permite que líquidos penetren y sean retenidos en aberturas estrechas. Consiste en

primera instancia de la aplicación de un líquido con buenas características de

penetración, posterior a esto se aplica un revelador que es simplemente un líquido

absorbente de diferente color al líquido penetrante; permitiendo observar fisuras,

grietas y poros superficiales de un material. Se lo utiliza principalmente en la

inspección de piezas fundidas y soldaduras en aceros inoxidables.

Las tintas penetrantes pueden ser, en general, de dos tipos: Fluorescentes o

Visibles. Las tintas fluorescentes emplean líquidos que solo son visibles en la

oscuridad y con la utilización de luz negra o ultravioleta. Las tintas visibles (pigmento

colorado) emplea líquidos que pueden ser perceptibles a simple vista o con ayuda de

luz artificial blanca.

2.9.3. ENSAYO RADIOGRAFICO (RT).

El ensayo radiográfico se basa en la capacidad de penetración que caracteriza a los

Rayos X y Gamma, que por su longitud de onda muy corta permiten un análisis

volumétrico de los materiales.

El ensayo consiste en irradiar un material con cualquiera de los dos tipos de

radiación electromagnética mencionados, estos penetran en su interior e

interaccionan con el mismo, y si internamente presenta discontinuidades se verán

reflejadas en una placa fotográfica. La figura 2.22 muestra el mecanismo de toma

radiográfica.

Este método es usado para detección y evaluación de discontinuidades internas en

todo tipo de materiales, es de gran utilidad en la inspección de juntas soldadas de

chapas de medio y gran espesor.

Page 23: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

42

Figura 2.22. Esquema de ensayo radiográfico.Fuente: BUITRAGO, Gherson (2009),”Ensayos no destructivos”, Venezuela,

Disponible en línea: www.mnve.mil.ve.

2.9.4. ULTRASONIDO (UT)

El método de ensayo por ultrasonido se basa en la generación y propagación de

ondas sonoras a través de un material. Las ondas son generadas por un palpador

que contiene un cristal piezoeléctrico el cual transforma la energía eléctrica en

energía mecánica y viceversa. Esté elemento convierte los pulsos eléctricos en

movimientos vibratorios de alta frecuencia produciendo ultrasonido. Las ondas

producto de las vibraciones se propagan a través del material y cuando se

encuentran con una discontinuidad sufren un cambio de dirección, intensidad y

ángulo de propagación; los cuales son detectados por el elemento piezoeléctrico y

registrado por una pantalla o monitor que muestra estas alteraciones en forma de

ondas, con picos y valles bien pronunciados, o con valores numéricos para lo

referente a medición de espesores. La figura 2.23 muestra el mecanismo de un

ensayo radiográfico.

Mediante el uso de este método es posible detectar discontinuidades internas y

medir espesores; por lo que es utilizado para la inspección de tuberías y de

soldaduras de chapas de medio y gran espesor.

Page 24: Teoría sobre soldadura en estructuras metálicas

43

Figura 2.22. Esquema de ensayo de ultrasonido.Fuente: http://mx.geocities.com/pndmx

2.9.5. PARTÍCULAS MAGNÉTICAS (MT)

El ensayo no destructivo por el método de partículas magnéticas se fundamenta en

el principio físico del magnetismo, por el cual los materiales ejercen fuerzas de

atracción o repulsión sobre otros materiales.

El método consiste en magnetizar una pieza mediante el uso de un imán natural, de

un imán artificial permanente, de un yugo magnético, de un electroimán o utilizando

directamente corriente eléctrica. Una vez magnetizado se aplica un indicador

conocido como partícula magnética y si el material presenta alguna discontinuidad en

su superficie, esta actuará como polo magnético, atrayendo las partículas esparcidas

en la pieza, marcando la existencia, ubicación y tamaño aproximado de las

discontinuidades.

Las partículas magnéticas son usadas para la detección de defectos superficiales y

sub superficiales en materiales ferromagnéticos, entre sus principales aplicaciones

están: el control de calidad o inspección de piezas forjadas y laminadas, inspección

de soldaduras de acero de alta resistencia y detección de discontinuidades de

componentes sujetos a cargas cíclicas.