Ensayos no destructivos

Cuando se detecta porosidad densa en ensayos no destructivos (especialmente ultrasonidos), se trata de un problema de calidad muy común y grave. Un análisis sistemático de la causa raíz es fundamental para evitar conclusiones arbitrarias y retrabajos innecesarios.Ensayos no destructivos

A continuación, se presenta un marco de investigación sistemático que puede abordarse paso a paso desde seis aspectos: personal, maquinaria, materiales, métodos, entorno y ensayos, siguiendo el principio de comenzar por lo más sencillo y avanzar hacia lo más complejo, desde la superficie hasta el núcleo.

Paso 1: Ensayos no destructivos,Investigación preliminar y recopilación de información

Antes de comenzar la investigación, recopile la mayor cantidad de información posible para sentar las bases del análisis:

❶ Morfología del defecto: La apariencia específica de la porosidad en el ultrasonido (amplitud, densidad, distribución) y su ubicación en la soldadura (inicio/finalización del arco, solape de soldadura, raíz/acabado).

❷ Registros de soldadura: Especificaciones del procedimiento de soldadura (WPS/PQR), información del soldador, fecha y hora de soldadura y número de lote del material de soldadura.

❸ Información del material base: Material, especificaciones y número de lote del horno.

❹ Antecedentes: ¿Se ha presentado un problema similar anteriormente? ¿Es un hecho aislado o frecuente?

Paso 2: Investigar cada aspecto según seis consideraciones.

❶ Operación del personal

⑴ Habilidades y conocimientos del soldador:

● ¿Cuenta el soldador con la certificación necesaria? ¿Su certificación cubre la tarea de soldadura actual?

● ¿Cumple la operación con los requisitos de la Especificación del Procedimiento de Soldadura (WPS)? En particular:

a. Control de la longitud del arco: Un arco excesivamente largo provoca una cobertura insuficiente de gas protector y la entrada de aire.

b. Velocidad de soldadura: Una velocidad demasiado alta provoca que el baño de fusión se solidifique rápidamente, impidiendo la salida del gas.

c. Ángulo de la antorcha: Un ángulo incorrecto (como una inclinación excesiva) daña la cobertura de gas protector.

d. Operación de inicio y finalización del arco: Las técnicas incorrectas de inicio y finalización del arco pueden producir porosidad fácilmente.

⑵ Capacitación y supervisión: ¿Ha recibido el soldador la capacitación suficiente para prevenir la porosidad? ¿Existe la supervisión adecuada en el sitio?

❷ Equipo y herramientas

⑴ Sistema de suministro de gas: Esta es la causa más común de porosidad densa.

● Pureza del gas: ¿Cumple la pureza del gas de protección (como Ar, CO₂) con los estándares? (Verificar los certificados de calidad).

● Fugas en la línea de gas: ¿Existe alguna fuga en toda la línea de gas (manguera, conectores, válvulas) desde el cilindro de gas hasta la antorcha de soldadura? Verificar si hay fugas con agua jabonosa.

● Ajustes del caudal: ¿Es el caudal de gas adecuado? Un caudal demasiado bajo resulta en una protección deficiente; un caudal demasiado alto crea turbulencias y aspira aire.

● Problemas con los accesorios: ¿Es la boquilla de la antorcha de soldadura demasiado grande, demasiado pequeña o está obstruida? ¿Está limpia la lente de gas? ¿El desgaste en la punta de contacto causa inestabilidad del arco?

⑵ Sistema de alimentación de alambre:

● ¿La alimentación de alambre es fluida y estable? Una alimentación deficiente puede causar fluctuaciones en el arco y perturbaciones en el baño de fusión.

● ¿La presión del rodillo de alimentación es la adecuada? ¿Está el tubo guía del alambre limpio y sin desgaste?

⑶ Fuente de alimentación de soldadura: ¿La potencia de salida es estable? Las fluctuaciones de voltaje y corriente pueden afectar la estabilidad del baño de fusión.

❸ Materiales de soldadura

⑴ Alambre/electrodo de soldadura:

● ¿El modelo y las especificaciones son correctos?

● ¿Está húmedo, oxidado o contaminado con aceite o humedad?

● En el caso de alambre tubular, ¿está húmedo el polvo del núcleo? (Generalmente se controla mediante un proceso de horneado).

⑵ Gas de protección:

● ¿La composición del gas es correcta?

● ¿La presión dentro del cilindro de gas es demasiado baja, lo que provoca una disminución de la pureza del gas o contaminación con aire?

⑶ Material base:

● ¿Está limpio el bisel y su área circundante (10-20 mm a cada lado)? ¿Presenta óxido, aceite, pintura o humedad? Esta es otra causa muy común.

● En algunos aceros (como el acero de alta resistencia), el recubrimiento superficial (como la capa de zinc de la chapa galvanizada) puede vaporizarse durante la soldadura, creando porosidad.

❹ Método de proceso

⑴ Especificación del procedimiento de soldadura:

● ¿Son adecuados los parámetros del procedimiento de soldadura? Es necesario revisar la combinación de voltaje, corriente y velocidad.

● ¿Se encuentran dentro del rango especificado parámetros como el caudal de gas y la temperatura de precalentamiento (si corresponde)?

● En el caso de placas gruesas o soldadura multicapa y multipaso, ¿se controla adecuadamente la temperatura entre pasadas? Una temperatura excesiva puede provocar la concentración de impurezas entre las pasadas de soldadura y la generación de gas.

⑵ Diseño del bisel: Un ángulo de bisel demasiado pequeño puede provocar un flujo deficiente del gas protector en la raíz, formando bolsas de gas.

❺ Condiciones ambientales

⑴ Velocidad del viento: En soldadura al aire libre o en áreas bien ventiladas, una velocidad del viento excesiva puede dispersar el gas protector. Generalmente, se requiere una velocidad del viento inferior a 2 m/s.

⑵ Humedad: Una alta humedad ambiental puede provocar que la humedad del aire se descomponga en hidrógeno gaseoso bajo la alta temperatura del arco eléctrico, lo que genera porosidad por hidrógeno.

⑶ Temperatura: Las bajas temperaturas pueden provocar condensación en la superficie del material base, introduciendo humedad.

❻ Proceso de inspección

⑴ Operación del equipo UT:

● ¿Está cualificado el personal de inspección?

● ¿Está calibrado correctamente el equipo UT?

● ¿Es suficiente el agente de acoplamiento y es bueno el efecto de acoplamiento?

● ¿Hay algún error de interpretación? La porosidad densa en la inspección por ultrasonidos (UT) suele manifestarse como densos grupos de ecos, de baja amplitud pero de aparición continua. En ocasiones, es necesario comparar y verificar los resultados con otros métodos de ensayo no destructivos (como radiografía).

⑵ Criterios de aceptación: ¿Son correctos los criterios de aceptación utilizados (como ISO 5817, AWS D1.1)? ¿Es precisa la evaluación del nivel de porosidad?

Paso 3: Análisis y verificación

Tras completar la investigación anterior:

❶ Enumere las causas raíz más probables: Según la densidad y la ubicación de la porosidad, priorice la investigación de las causas más comunes. Por ejemplo, si afecta a toda la soldadura, priorice los factores sistémicos como el gas, los materiales de soldadura y el entorno; si es localizada, priorice la limpieza local y la operación incorrecta.

❷ Realice pruebas comparativas: En la pieza de prueba, mantenga constantes las demás condiciones y modifique solo una variable sospechosa (como reducir la velocidad de soldadura, limpiar el bisel con mayor profundidad o reemplazar la bombona de gas) para comprobar si desaparece la porosidad.

❸ Análisis metalográfico: Si las condiciones lo permiten, tome muestras de la zona del defecto para su análisis metalográfico. Este es el método más directo, ya que permite examinar los poros y observar su morfología interna, lo que a veces proporciona información sobre la fuente del gas (por ejemplo, los poros de hidrógeno suelen tener paredes internas lisas, mientras que los poros de monóxido de carbono pueden tener paredes internas más rugosas).

Resumen: Ensayos no destructivos,Lista de verificación de la investigación