CUÁNDO, DÓNDE, POR QUÉ UTILIZAR MÉTODOS DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN SOLDADURA

Hoy hablaremos sobre la importancia y sobre cuando, donde y por que utilizar métodos de ensayos no destructivos en soldadura.

¿POR QUÉ UTILIZAR MÉTODOS DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS?

NDT se refiere a una serie de técnicas de inspección que permiten a los inspectores recopilar datos sobre un material sin dañarlo. como por ejemplo,  una radiografía de soldaduras de tubería revela varios vacíos (encerrados en un círculo) que otros métodos de evaluación no destructivos no revelarían.

¿Dónde se utiliza ensayos no destructivos?

Basándonos en la amplia definición del término END, puede decirse que se utiliza en casi todas las industrias del mundo, ya que las inspecciones visuales (formales o aleatorias) se llevan a cabo de una forma u otra en casi todos los lugares de trabajo.

Sin embargo, en algunas industrias, los ensayos no destructivos son obligatorios y existen procedimientos oficiales para su uso, codificados en las organizaciones mencionadas anteriormente, como API y ASME.

Estas industrias incluyen.

• Petróleo y gas
• Generación de energía
• Productos químicos
• Minería
• Aeroespacial
• Automóviles
• Servicios
• Minería

Los ensayos no destructivos pueden utilizarse para todo tipo de inspecciones. Sin embargo, los tipos más importantes de END se refieren a equipos como calderas y recipientes a presión, que pueden ser muy peligrosos si no se mantienen adecuadamente.

Dado que el correcto mantenimiento de estas instalaciones es muy importante para la seguridad de las personas que trabajan en sus inmediaciones (y, en el caso de las centrales nucleares, a mayor distancia), la mayoría de los países cuentan con leyes que obligan a las empresas a seguir ciertas reglas y normas a la hora de realizar las inspecciones.

Estas reglas y normas suelen estipular que las inspecciones periódicas deben llevarse a cabo de acuerdo con determinadas directrices. Para la mayoría de las instalaciones de mayor riesgo, estas inspecciones deben ser realizadas por un inspector certificado y certificadas por un testigo certificado que trabaje para el organismo oficial de inspección.

CÓDIGOS Y ESTÁNDARES DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

A continuación se enumeran las organizaciones del mundo que más habitualmente establecen normas y reglas para los ensayos no destructivos.

• API (Instituto Americano del Petróleo)
• ASME (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos)
• ASTM (Sociedad Americana de Pruebas y Materiales)
• ASNT (Sociedad Americana de Ensayos No Destructivos)
• COFREND (Comité francés de ensayos no destructivos)
• Grupo CSA (Asociación Canadiense de Normalización)
• CGSB (Consejo Canadiense de Normas Generales)

Así como varían las aplicaciones, también lo hacen los estándares según los cuales se debe fabricar y probar el tubo o la tubería. Al igual que los propios tubos, los métodos de prueba pueden ser complejos. Por ejemplo, probar un tubo o tubería para una aplicación de alta presión no es tan claro como parece. Se podría aplicar cualquiera de los cinco estándares; Depende de la aplicación. Los estándares de presión comúnmente utilizados son:

• ANSI/ASME B31.1 para tuberías eléctricas
• ANSI/ASME B31.3 para tuberías a presión
• ASME Sección I para Tuberías de Energía en Plantas de Energía Fósil
• ASME Sección III para Tuberías para Plantas de Energía Nuclear
• ASME Sección VIII, Div. 1, para recipientes a presión sin fuego

Es necesario familiarizarse a fondo con los estándares de prueba antes de presentar una oferta en un proyecto para construir un sistema de tuberías. Una copia del código debe estar disponible en el sitio porque forma parte del contrato, y debe consultarse para obtener todos los requisitos de soldadura y prueba.

Muchos contratistas vuelan a ciegas, sin saber el código o la especificación que deben cumplir durante la construcción o reparación. Además, muchos carecen de conocimiento sobre las partes del proyecto que requieren pruebas. Esto puede presentar un problema grave una vez que se completa la soldadura porque muchos contratistas aceptan pedidos de tuberías y no se dan cuenta de que la radiografía está involucrada. El costo adicional puede tomar una parte sustancial de la ganancia.

Ensayos no destructivos en soldadura

Hay muchos métodos disponibles para probar soldaduras: prueba de partículas magnéticas (MT), prueba de líquidos penetrantes (PT), prueba de radiografía (RT) y prueba ultrasónica (UT). Saber cómo funciona cada uno y las aplicaciones adecuadas para cada uno es fundamental para realizar pruebas satisfactorias.

MT y PT se utilizan para detectar defectos en la superficie. MT se basa en un campo magnético y partículas de acero; una discontinuidad en la soldadura permite que el flujo magnético se escape, atrayendo las partículas. PT utiliza un líquido penetrante que se aplica a la soldadura y luego se retira; un desarrollador extrae cualquier penetrante restante de cualquier grieta o hendidura. RT y UT son pruebas volumétricas. RT usa rayos X para crear una imagen tridimensional de la soldadura, mientras que UT usa ondas de sonido para encontrar discontinuidades en la soldadura.

MT y PT. La limpieza de la superficie es necesaria para preparar las soldaduras para MT o PT. El acondicionamiento o esmerilado también se utiliza para alisar estas áreas para la inspección de la superficie. Cada pequeña ondulación o grieta entre pasadas de soldadura puede crear una indicación de falla, cada una de las cuales debe evaluarse.

Las configuraciones de soldadura de conexión de filete, socket y ramificación normalmente se evalúan mediante MT o PT. Estos no se prestan a la radiografía. Cuando se utiliza la radiografía en estas configuraciones, las imágenes suelen ser difíciles de interpretar.

UTAH. Esta prueba envía ondas de sonido a través del material; cuando golpean una falla (reflector) rebotan hacia la sonda del transductor y se muestran en un monitor de osciloscopio. La altura y la profundidad de la falla pueden evaluarse luego contra bloques de calibración estándar para aceptación o rechazo de la soldadura.

Una ventaja de UT es que no es necesario acordonar el área a inspeccionar para reducir la exposición del personal a la radiación, como se requiere en RT. Sin embargo, UT tiene algunos inconvenientes. La condición de la superficie, la configuración de la pieza de trabajo, el contorno de la soldadura y la forma de la soldadura pueden afectar los resultados de la prueba, y marcar y documentar las indicaciones requiere mucho tiempo y es difícil. La capacitación y la experiencia del técnico de inspección son vitales. Además, los resultados de las pruebas son temporales. Después de interpretar la imagen en el monitor, el técnico pasa a la siguiente soldadura y la imagen desaparece del osciloscopio.

RT. A diferencia de la naturaleza temporal de UT, RT produce una película o imagen que cualquier persona puede revisar en un momento posterior. La radiografía según ASME B31.3 generalmente se aplica de la siguiente manera:

• Servicio de fluidos normal y de categoría M: 5 por ciento RT de todas las soldaduras circunferenciales; debe incluir algunas soldaduras de cada soldador utilizado
• Servicio de fluidos de categoría D: solo visual, a menos que el cliente especifique un porcentaje de RT
• Servicio severo cíclico: 100 por ciento de radiografía en soldaduras circunferenciales y conexiones de derivación
• Servicio de fluidos a temperatura elevada: 5 por ciento RT en todas las soldaduras circunferenciales; debe incluir algunas soldaduras de cada soldador utilizado

En realidad se vuelve más complicado que esto. ASME B31.3 tiene varias subcategorías, algunas de las cuales son más estrictas que otras. La aplicación de una categoría de servicio más estricta de lo necesario podría resultar en que las soldaduras se rechacen como no conformes cuando, de hecho, pueden ser perfectamente aceptables. Esto podría conducir a una reelaboración innecesaria de las soldaduras, lo que conlleva un costo significativo: tiempo y materiales para rectificar la soldadura, reelaboración de la soldadura en sí y un RT adicional en la nueva soldadura.

Por otro lado, la aplicación de los criterios de servicio de fluidos normales a las tuberías fabricadas para un servicio cíclico severo podría resultar en la aceptación de soldaduras de tuberías que son inaceptables para la aplicación, lo que resultaría en una falla en servicio. Los resultados en este caso podrían ser desastrosos.

Los 8 métodos de ensayos no destructivos más comunes

En los ensayos no destructivos (NDT) y en los ensayos no destructivos de materiales, existen varios métodos para recoger diferentes tipos de datos, cada uno de los cuales requiere su propio tipo de instrumentación, formación y preparación.

Algunos de estos métodos permiten una inspección volumétrica completa del objeto, otros sólo una inspección superficial. El rendimiento de algunos métodos de END depende del tipo de material, y algunas técnicas, como las de partículas magnéticas, sólo son eficaces en determinados materiales (es decir, los que pueden magnetizarse).

A continuación se enumeran las ocho técnicas de END más utilizadas.

• inspección visuales  (VT)
• Ensayos no destructivos por ultrasonidos (UT)
• Ensayos no destructivos con rayos X (RT)
• Ensayos no destructivos por corrientes de Foucault (ET)
• Prueba de partículas magnéticas (MT)
• Emisión acústica (AE) de los END
• Pruebas no destructivas con tintes (PT)
• Pruebas de estanqueidad (LT)

1. Inspección visual (vt)

Definición: Los ensayos visuales no destructivos consisten en la recogida de datos visuales sobre el estado del material. La inspección visual es la forma más fácil de inspeccionar un material u objeto sin alterarlo de ninguna manera.

Cómo realizar una inspección visual

Una inspección visual puede ser llevada a cabo por un inspector que inspecciona visualmente el material u objeto a simple vista. Cuando realice una inspección visual en interiores, el inspector utilizará una baliza luminosa para aumentar la profundidad del objeto a inspeccionar. La inspección visual también puede llevarse a cabo mediante herramientas de inspección visual a distancia (RVI), como las cámaras de inspección. Los inspectores de END pueden utilizar un robot o un dron para desplegar la cámara sobre el terreno, o simplemente colgarla de una cuerda.

Lea nuestra guía de inspección visual.

2. Pruebas de ultrasonidos (UT)

¿Cómo se realizan las pruebas de ultrasonido?

Los ensayos por ultrasonidos suelen utilizar ondas sonoras para detectar defectos o imperfecciones en la superficie de un material.

Uno de los métodos ultrasónicos más comunes es el eco de pulso. En esta técnica, el inspector introduce ondas sonoras en el material y mide los ecos (o reflexiones sonoras) provocados por los defectos de la superficie del material, que se devuelven al receptor.

Estos son otros tipos de pruebas por ultrasonidos.

• Pruebas de ultrasonidos phased array (PAUT)
• Pruebas automatizadas por ultrasonidos (AUT)
• Difracción del tiempo de vuelo (TOFD)
  Lea nuestra guía de pruebas por ultrasonidos.

3. Pruebas radiográficas (Rt)

Definición: El ensayo radiográfico no destructivo es el uso de radiación gamma o de rayos X sobre un material para detectar defectos.

¿Cómo se realizan los ensayos radiográficos no destructivos?

En las pruebas radiactivas, la radiación de un radioisótopo o de un generador de rayos X se transmite a través del material sometido a prueba a una película u otro tipo de detector. Los datos del detector crean una imagen de sombra que muestra los aspectos más importantes del material sometido a prueba.

Las pruebas radiográficas pueden revelar aspectos del material que son difíciles de observar a simple vista, como los cambios en la densidad del material.

Lea nuestra guía de radiografía industrial.

4. Pruebas de corrientes de Foucault (ET)

Pruebas de corrientes de Foucault - aprobación

Cómo realizar las pruebas de corrientes de Foucault

En una prueba de corrientes de Foucault, el inspector comprueba el flujo de corrientes de Foucault en un campo magnético alrededor de un material conductor para detectar discontinuidades debidas a defectos o imperfecciones del material.

Los métodos de prueba no son criterios de aceptación

Otra consideración es que realizar una prueba es un proceso; evaluar una soldadura para determinar si es aceptable es un proceso completamente diferente.

Por ejemplo, no es raro que un contratista solicite una inspección radiográfica solicitando "Radiografía según ASME Sección V, Artículo 2, o según ASTM E94". Estos documentos especifican solo el método, los materiales, los requisitos de calidad, los controles de exposición y la documentación requerida para realizar la radiografía; no enumeran ni describen ningún requisito de aceptación. Los criterios de aceptación enumeran todos los tipos de vacíos o fallas que se pueden encontrar y los límites o la medida en que se permiten. Por ejemplo, especifica la cantidad de porosidad que se puede permitir, junto con los tamaños y el espacio entre los poros que deben medirse y evaluarse.

También se debe indicar el código o estándar apropiado que invocó la radiografía. Debe tener los criterios de aceptación que se utilizarán. Los métodos de prueba normalmente se separan de los criterios de aceptación porque pueden usarse para hacer el RT bajo muchos códigos diferentes, mientras que los criterios de aceptación son muy específicos para cada código o producto.

¿Cuál es la diferencia entre los ensayos destructivos y los no destructivos?

Los ensayos no destructivos (NDT) se utilizan para obtener información sobre un material de forma que no lo cambie (es decir, lo destruya). Los ensayos destructivos (DT) se utilizan para obtener información sobre un material de forma que lo cambie (es decir, lo destruya).

La principal diferencia entre los ensayos no destructivos y las pruebas destructivos es que, en los primeros, el inspector no tiene que dañar el material sometido a prueba, mientras que en los segundos sí es necesario.

En los ensayos destructivos, por ejemplo, un trozo de material a analizar puede ser desgarrado o alterado sobre el terreno.

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