LOS CRITERIOS DE INSPECCION DE SOLDADURAS Y SU RELACION CON LA CALIDAD
INTRODUCCION En soldaduras de producción el término “calidad de la soldadura”, es relativo. La aplicación aplicación a la cual será sometida, determina determina cuando una soldadura es buena o mala mala En forma general se puede decir que una soldadura, es una buena soldadura si cumple los requerimientos de apariencia y se desempeña en forma indefinida en el trabajo para cual fue destinada. Pero una soldadura puede ser “demasiado buena”. Esto ocurre cuando se ha obtenido un alto grado de calidad a expensas de elevados costos de producción. El primer paso paso en asegurar la la calidad de de una soldadura es, es, entonces, establecer el el grado requerido de calidad para una aplicación específica. El desempeño ingenieril será será la principal consideración consideración a tener en cuenta cuenta para establecer un estándar de calidad, sin descuidar la apariencia exterior. Una vez que se se ha establecido establecido el estándar estándar de calidad, calidad, será responsabilidad responsabilidad de todos
Por un lado (por defecto), el estándar de calidad establecido no debe ser comprometido. Por otro lado (por exceso), no existe objeción por la extra calidad, previendo que la mis no se alcance con excesivos costos. Si los sucesivos ensayos exhiben un excesivo grado de calidad con respecto a los estándares establecidos, se debe lograr una reducción de costos a través de la modifica del diseño de la soldadura o la modificación del procedimiento de soldadura. Normalmente los estándares de calidad de las soldaduras se establecen a causa de la utilización de normas o códigos de fabricación. Las cinco “P” que aseguran la calidad Una vez establecidos los estándares de calidad, el paso más importante a seguir para alcanzar, mantener y mejorar estos estándares, es la selección de los mejores procesos y procedimientos de soldadura. Prestándole atención a lo que se ha dado en llamar las cinco “P”, la calidad de la soldadura se puede alcanzar casi automáticamente, reduciendo subsecuentemente
1- Procesos Se debe seleccionar el proceso de soldadura mas adecuado al trabajo a realizar.
2- Preparación La configuración de la junta debe ser la correcta y compatible con el proceso de soldadur seleccionado.
3- Procedimientos Para asegurar uniformidad de resultados, los procedimientos de soldadura deben ser detalladamente especificados y seguidos estrictamente durante la soldadura.
4- Preensayos A través de modelos o probetas, los procedimientos deben ser probados para determinar si se alcanzan los niveles de calidad predeterminados.
5- Personal
En vista de los varios procesos manuales, automáticos y semiautomáticos disponibles, l selección del proceso de soldadura impone una decisión en algunos casos, difícil. Cada proceso tiene sus ventajas y limitaciones, y a su vez introducen problemas particulares que afectan la preparación de la junta, procedimientos y entrenamiento del personal. El proceso que proporciona el balance adecuado entre aporte, velocidad, penetración, operatividad, es aquel que mayores probabilidades tiene de proporcionar una soldadura de optima calidad. La preparación de junta, en general está estandarizada en los códigos de fabricación. La preparación de la junta debe ser la correcta antes de comenzar a soldar, no solo para cumplir con las exigencias de las especificaciones, sino como medio de lograr la calidad deseada de soldadura. Los procedimientos de soldadura, son desarrollados a través de la experiencia. Un modelo a escala real de la unión, será usado siempre que se pueda de manera de
Todos los detalles del procedimiento para efectuar soldaduras adecuadas se establecen mediante un proceso de prueba y error. Por el apropiado uso de la calificación de los procesos y procedimientos de soldadura, basados en evidencia de ensayos convincentes, la actividad de la inspección final se tor en una mera tarea de control de calidad. Esto es lo deseable. El objetivo debería ser el obtener soldaduras perfectamente ajustad a la calidad requerida, de manera tal que la inspección sirva para la detección de defect inesperados, en lugar de defectos esperables.
Algunas observaciones sobre defectos La mayor parte de las inspecciones no destructivas están basadas en normas que le da al inspector un medio de comparación que le sirve como base para aceptar o rechazar. Normalmente estos criterios no son irreales en sus exigencias (la calidad exigida es perfectamente alcanzable). Por otro lado estas exigencias no son tan poco exigentes como para permitir
Los problemas surgen cuando el inspector exige mucho mas que lo que los códigos requieren. Es un hecho establecido que la porosidad en exceso a lo requerido por los códigos no constituye un serio problema en cuanto a la resistencia en la unión. Un defecto que es muy mirado por los inspectores es la socavadura. En el caso de los filetes horizontales de gran tamaño, se encuentra casi siempre present en la terminación del cateto vertical. El mero hecho de la presencia de algunas socavaduras en un filete no significa que toda la soldadura esta mal. La presencia de socavaduras, excepto bajo cargas de fatiga, no es tan perjudicial como se podría suponer.
Inspección y ensayo
La inspección determina si los estándares de calidad han sido cumplidos. El inspector de soldadura tendrá una variedad de funciones. Estas comenzaran con la interpretación de planos y seguirá paso a paso hasta llegar a la interpretación de los resultados de ensayo. La inspección final es una acción policíaca en lugar de una función productiva. Ninguna cantidad de trabajo de inspección después de completado el trabajo mejorará l soldadura; solo dirá qué es aceptable y qué debe ser reparado o rechazado. La inspección siguiendo el desarrollo del trabajo es un asunto diferente. Ella detecta errores y defectos en una etapa donde la corrección es factible y sencilla. Previene la aparición de defectos menores, los cuales luego al sumarse se transforman en defectos mayores y posteriormente conducen al rechazo. La inspección mientras la calidad de la soldadura se esta fabricando, debe ser vista como un costo de la fase productiva y no como una sobrecarga de los costos. Cualquier programa para asegurar la calidad de las soldaduras, debería enfatizar la
Especificación de procedimientos de soldadura Muchos factores contribuyen al resultado final de la mayoría de las operaciones de soldadura, desde la soldadura manual con electrodo revestido de aceros al carbono, hast la soldadura con haz de electrones de aleaciones exóticas. Debido a esta complejidad, es deseable y a menudo imprescindible, que los elementos críticos asociados con las uniones soldadas, estén suficientemente detallados en documentos adecuados. El propósito de la Especificación de Procedimiento de Soldadura, es definir y documentar los detalles que deben llevarse a cabo para la soldadura de un material o unión específic Para cumplimentar esto eficientemente, las especificaciones de procedimientos de soldadura, deben ser lo más claros y concisos posible.
Descripción Existen dos tipos de especificación de procedimiento de soldadura de uso común. Uno es del tipo general que se aplica a toda soldadura de un tipo o material específico.
Solo el del primer tipo es el requerido por los códigos o normas de fabricación, agencias d inspección o agencias regulatorias. Los segundos son mas frecuentemente usados por los fabricantes para su propio control operaciones de soldadura repetitivas. Sin embargo ambos pueden ser requeridos por una agencia o por el cliente dependiendo la naturaleza de la soldadura a desarrollar. En definitiva lo usual es combinar ambos tipos de procedimientos en distintos grados, con secciones de adenda que muestran detalles exactos de una junta en particular complementando el procedimiento general. Una lista de los ítems que son en general cubierto por las especificaciones de procedimiento de soldadura es: 1- Alcance Se debe establecer claramente el tipo de soldadura, material y normas o códigos que lo gobiernan.
2- Metal base y las especificaciones aplicables Se debe especificar los metales base. Esto se puede realizar especificando su composici química, o refiriéndolos a una especificación aplicable. Se debe especificar si el material base requiere algún tipo de tratamiento especial antes ser soldado (normalizado, templado y revenido, recocido). En muchos casos esto puede ser un factor muy importante. Un mismo procedimiento de soldadura que da excelentes resultados con un material, puede no darlos con otro material del mismo tipo, y aún más con el mismo material procesado de diferente manera. El fabricante debe identificar el material. Las chapas deben ser identificadas por su calidad y su número de colada, y estas identificaciones mantenerse cuando se seccionan partes de ella.
3- Proceso de soldadura Se debe identificar perfectamente el proceso de soldadura a utilizarse. 4- Tipo, clasificación y composición de los metales de aporte Se deberán designar las distintas medidas de consumibles a utilizarse para la soldadura de diferentes espesores o diferentes posiciones. Ciertos tipos de electrodos requieren cuidados especiales en cuanto a su almacenamien y manipuleo (electrodos de bajo hidrógeno), por lo que se debe especificar en el procedimiento. 5- Corriente Debido a que la soldadura involucra el uso de corriente eléctrica, se deberá especificar el tipo de corriente a utilizar ( C.C. o C.A.). Si se especifica C.C., se debe indicar a que polaridad se encontrará conectado el electrodo. Se debe indicar también los rangos de corriente a utilizar por los distintos electrodos
6- Diseño de juntas Los detalles de los diseños de junta permitidos deben ser especificados, así como tambi la secuencia de soldadura. Se deben poner de manifiesto las tolerancias que se admiten para la preparación de la junta y que conduzcan, dentro de ellas, a resultados satisfactorios. 7- Preparación de juntas y limpieza Se deberá indicar en el procedimiento que métodos serán usados para la preparación d la junta, así como también el grado de limpieza que la misma debe poseer. Esto puede incluir oxicorte, arcay o corte plasma. También involucra tratamientos superficiales como mecanizado, amolado, arenado, desengrasado etc. 8- Punteo Debido a que el punteo de una unión soldada, puede influir en los resultados finales de esa soldadura, se deben incluir en el procedimiento los detalles de como realizarlos,
9- Posición de soldadura Una especificación de procedimiento de soldadura debe indicar la posición en que será hecha la soldadura. Es decir deberá indicar la manera en que se hará la soldadura en cada posición posible de soldadura (diámetros de electrodos, tipos de torchas, caudales de gas, etc.). 10- Precalentamiento y temperatura entre pasadas. Debido a que la temperatura de precalentamiento y el control de la temperatura entre pasadas, son factores fundamentales en las propiedades de la unión, deberán ser especificadas en el procedimiento. En muchos casos, estas temperaturas deben ser mantenidas dentro de un rango muy estrecho valores para evitar la degradación de la zona afectada por el calor. 11- Peening El procedimiento de soldadura debe indicar los detalles de la aplicación de este
12- Calor aportado Este es un punto de gran importancia, en particular cuando se sueldan aceros aleados de alta resistencia, con tratamientos térmicos y con requerimientos de tenacidad. Debido a que este factor puede influenciar en forma importante el comportamiento de la unión, debe ser especificado en aquellos casos que se requiera. 13- Saneado de raíz Deberá indicarse los métodos a utilizar para la preparación de la junta del segundo lado, cuando se trate de soldaduras de ambos lados. Esto incluirá el método (arcay, amolado, oxicorte etc.), así como el estado final de la unión saneada. 14- Remoción de defectos Cuando una unión no es satisfactoria, puede ser necesario remover partes de la misma o su totalidad.
15- Inspección Se debe definir en el procedimiento de soldadura el tipo y extensión de la inspección que debe recibir la unión. Esto puede incluir radiografiado, ultrasonido, líquidos penetrantes o cualquier otro tipo de ensayo específico para la unión. 16- Tratamiento post-soldadura Cuando un material o estructura requiera de un tratamiento térmico o un tratamiento de distensionado posterior a la soldadura, por motivos de estabilidad dimensional o confiabilidad, tales tratamientos deben estar delineados en el procedimiento de soldadur y deben ser aplicados a todo ensayo de calificación de procedimiento. No todos los puntos tratados anteriormente se aplican a todos los procedimientos de soldadura. También puede haber algunos no listados. Los descriptos son los de uso más común y generalmente los más esenciales dentro de una especificación de procedimiento de soldadura. Es un hecho que debido a la gran diversidad de tipos de soldaduras posibles algunos de los ítem nombrados tendrán una gran influencia en algunos casos y menos en otras. Los factores más importantes son aquellos llamados variables esenciales, los cuales
Variables que generalmente requieren la recalificación del procedimiento de soldad
Calificación de procedimientos de soldadura La resistencia, ductilidad y en general la bondad de una junta soldada, depende en gran medida de los materiales y métodos de soldadura utilizados. Los materiales y los métodos son indicados en los procedimientos de soldadura. Comprobar que los métodos y materiales involucrados en la soldadura, producirán una unión satisfactoria, se logra solo a través de los ensayos de calificación de procedimient de soldadura. Esto significa que el propósito de la calificación de los procedimientos de soldadura, es efectuar una positiva determinación, a través de la preparación de una probeta de soldadura y de ensayos aplicados a la misma, que los materiales y métodos prescritos en la especificación de soldadura, producirán uniones soldadas efectivas que cumplirán con los requerimientos de las especificaciones.
Descripción Existen cuatro pasos en la calificación de un procedimiento de soldadura: 1- Preparación y soldadura de probetas adecuadas. 2- Ensayos de especimenes representativos. 3- Evaluación del conjunto: preparación, soldadura, ensayos y resultados. 4- Aprobación o rechazo. Preparación de las soldaduras de prueba Las mismas pueden ser preparadas de chapa o tubo. El tamaño, tipo y espesor, están gobernados por el espesor y tipo de material a ser soldado en producción. El tipo, tamaño y espesor de la probeta, determina el número, tamaño y tipo
Los materiales usados y todos los detalles asociados con la soldadura de prueba, deberán estar de acuerdo con la especificación de procedimiento de soldadura particular ser calificado. Todos estos detalles deberán ser cuidadosamente controlados. Ensayo de las probetas de calificación Las probetas de ensayo son removidas de las uniones de prueba con el objeto de determinar ciertas propiedades. El tipo y número de probetas removidas y los tipos de ensayo a los cuales deberán ser sometidas, dependerá de los requerimientos de una especificación particular o de una aplicación particular. Usualmente estos ensayos incluyen, pruebas de resistencia a la tracción, ductilidad, sanidad, tenacidad, y en el caso de filetes, pruebas de resistencia al corte y observaciones macrográficas. Es esenciales el mantener registros adecuados, los cuales deben mostrar como fueron
Evaluación de los resultados del ensayo
Una vez que las probetas de ensayo de una soldadura de prueba, han sido ensayadas, los registros de la preparación de juntas, soldadura y ensayos deben estar disponibles para una posible revisión. Estos registros son entonces analizados por personal adecuado para determinar si se han cumplido con todas las exigencias de las normas aplicables. Por supuesto, debido a la diversidad de aplicaciones de soldadura, existe una amplia gama de exigencias entre los distintos códigos y normas que reglamentan los procesos de calificación.
Cambios en un procedimiento calificado
Si alguien que hubiera calificado un procedimiento de soldadura, desea en fecha posteri a la calificación del mismo realizar un cambio en dicho procedimiento, puede ser necesa tener que realizar una calificación adicional. Esto establecerá que los cambios realizados en el procedimiento de soldadura, aun sigu produciendo soldaduras satisfactorias. Tales ensayos de recalificación no son necesarios cuando los cambios introducidos son menores (por supuesto si la norma de aplicación los considera variables no esenciales como ya se definió anteriormente ). De cualquier manera todo cambio, aunque involucre a variables no esenciales debe ser registrado y puesto de manifiesto a través de una revisión o la emisión de un nuevo procedimiento de soldadura.
Calificación de soldadores y operadores de soldadura
Los ensayos de calificación de soldadores y operadores de soldadura, determinan la habilidad de aquellos para realizar soldaduras satisfactorias, mediante la utilización de lo procesos, materiales y procedimientos que serán utilizados en producción. Este es uno de los medios utilizados para asegurar la calidad satisfactoria de las soldad en el producto final. Se debe tener en cuenta que estas soldaduras de prueba son realizadas en general con sumo cuidado y esfuerzo, pero ellas no dicen que hará un individuo en producción, bajo las condiciones de producción. Por este motivo las normas de calificación, en mayor o menor grado establecen que las condiciones de calificación (posiciones, tiempos, etc), sean lo más similares posibles a los de producción. Es por este motivo que la calidad de las soldaduras de producción, debe ser determinada por la inspección a través de un seguimiento de todo el proceso de la
Posiciones de soldadura Los códigos y normas que tratan la calificación de soldadores, requieren que los ensayos de calificación sean realizados en una o más de las más dificultosas posiciones que será encontradas en la soldadura de producción. Normalmente la calificación en una determinada posición, habilita a ese soldador a opera en posiciones menos dificultosas. Ensayos de soldaduras de calificación Todas las normas y códigos tienen reglas definidas para el ensayo de soldaduras de calificación y para determinar el cumplimiento de las mismas con los requerimientos específicos. Normalmente son requeridos los ensayos de tracción y de plegado, de probetas extraída de ubicaciones específicas. Algunas normas requieren además ensayos radiográficos, tanto como único medio de ensayo, como complementado con los ensayos físicos y otros ensayos. Aquellos soldadores que realizan exitosamente estas pruebas son considerados calificados para aplicar los procesos, metales de aporte y procedimientos similares a
También son considerados calificados para utilizar otros metales de aporte y procedimien diferentes a los utilizados pero que se encuentran dentro de ciertos rangos especificado Registros de calificación Se deben confeccionar y mantener registros tanto de los ensayos como de los procedimientos utilizados en la calificación. Recalificación La recalificación de soldadores puede ser requerido bajo ciertas circunstancias. Estos requerimientos normalmente varían de norma a norma. En forma general son como siguen: - En caso de falla en el inicio de la soldadura de prueba. - En caso de un cambio significativo en el procedimiento. - En caso de inactividad por un período de tiempo prolongado.
Estandarización de ensayos El objetivo de los ensayos de calificación de soldadores y operadores de soldadura, es determinar si él puede realizar soldaduras sanas en condiciones similares a las de producción. La examinación de las probetas de ensayo permite evaluar esta condición; aún cuando las probetas requeridas para calificación no se corresponden en todos los detalles con la soldadura de producción. Esto se debe a que existe una variedad muy grande de posibles soldaduras en producci y representarlas a todas llevaría a la realización de muchísimas pruebas de ensayo. Es por esto que las pruebas de calificación han sido estandarizadas considerablemente, de manera de no tener que calificar personal cada vez que un procedimiento de soldadura sufre ligeras modificaciones. Por supuesto que se requerirán recalificaciones cada vez que un procedimiento sufra cambios radicales.
Factores que generalmente requieren la recalificación de soldadores y operadore de soldadura
