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Fundamentos de la Inspección Visual de
Soldaduras
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La inspección…Tradicionalmente considerada una actividad post-procesoActividad post-proceso + NDE no dan garantía de producir uniones soldadas de calidadLos factores que influyen en la calidad se pueden presentar durante todo el proceso productivoInspección visual durante todo el proceso productivo, dan mucho mayor garantía de producir uniones soldadas de calidad en serie
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Factores que influencian la calidad de una unión soldada
Programa de Inspección
Diseño de la unión soldada
Materiales de construcción
Procedimiento de soldadura
Forma de aplicar la soldadura
JUNTA SOLDADA DE CALIDAD
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La inspección visual de soldaduras provee la base para el controlefectivo de estas variables a través de una secuencia de actividades...
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Pero …¿ Qué es una “Unión Soldada de Calidad”?
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Calidad...
CALIDAD : CONFORMIDAD MEDIBLE CON UNA ESPECIFICACIÓNSÓLO EXISTE UN CAMINO PARA DETERMINARLA:
¡Es de calidad!
No es de calidad
MEDICIÓN ESPECIFICACIÓN
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Tres elementos fundamentales...
1. Personal calificado
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Tres elementos fundamentales...
2. Herramientas de medición
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Tres elementos fundamentales...
3. Especificaciones
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En una construcción soldada...Participan diferentes personajes:
DiseñadoresConstructoresSoldadoresInspectoresSupervisoresEtc
Todos ellos tienen como objetivo último el fabricar una construcción soldada de
“calidad” ...pero
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¿ Quién es responsable de qué en una construcción soldada?
¡ CAOS !
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Las consecuencias del caos...
Los involucrados aceptan responsabilidades por áreas en las cuales no tienen autoridad ni calificaciónReparaciones innecesariasNo se hace uso efectivo de las posibilidades de acción brindadas por las especificacionesDemoras costosas del proyectoDecisiones sin fundamento técnicoCatástrofes Muchos problemas resultan cuando los roles de las diferentes personas involucradas en el proyecto no son entendidos
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LOS PROTAGONISTAS..!!!!!
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Nuestro objetivo....
Plantear una filosofía que conduzca a :
Mejorar la cooperación y comunicación entre los involucradosFabricar productos de mayor calidadReducir los tiempos de fabricación
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Los protagonistas....
El dueño ( owner)Es el dueño de la estructura a construirse o la persona designada por él para representarlo. Es la persona o compañía que ejerce propiedad legal del producto o estructura a construirse
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Los protagonistas....El ingeniero ( Engineer )
Es una persona designada por el dueño quien tiene la completa responsabilidad por el diseño y la integridad de la estructura. Es el representante oficial del dueño.
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Los protagonistas....El contratista
( contractor, fabricator, erector, manufacturer)
Es la persona o compañía designada por el dueñoque tiene la completa responsabilidad de la construcción de la estructura. Debe realizar su trabajo de acuerdo a lo requerido por los documentos de contrato
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Los protagonistas....
Inspector del contratista (Contractor’s inspector )
Es la personada capacitada, que actúa por o en representación del contratista, en todo lo referente a la inspección y calidad dentro del
alcance de los documentos de contrato
( QC Inspector: Quality control inspector)
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Los protagonistas...El inspector de verificación
( Verification inspector)Es la personada capacitada, que
representa al dueño o al ingeniero, en todo lo referente a la inspección y calidad dentro del
alcance de los documentos de contrato
( QA Inspector: Quality Assurance inspector)
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Los protagonistas....
OEM ( Original equipment
manufacturer)Contratista individual
que asume algunas o todas las responsabilidades de un ingeniero
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Que dice el API 1104?
Compañía (company) La compañía propietaria o la agencia de ingenieros encargadas de la construcción.La compañía puede actuar a través de un inspector u otro representante autorizado.Contratista(Contractor)Contratista principal y cualquier sub contratista del trabajo.
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La forma correcta...
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La forma correcta ( un escenario)...
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Responsabilidades.....
Ingeniero:Tiene la última y completa responsabilidad de la integridad de la estructuraDebe establecer los requerimientos de calidad exigidos para la construcción soldada ( pueden estar dentro de un estándar)Es responsable del desarrollo de los documentosde contrato.Tiene como responsabilidad ante el dueño entregar el proyecto técnicamente aceptable, en un tiempo adecuado y a un costo apropiadoEs responsable de asegurar que el contratistaentregue el trabajo con los niveles adecuados de calidadPara recibir un apoyo en materia de calidad puede contratar a un inspector de verificación
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Responsabilidades.....
El contratistaEs responsable de entregar un producto de calidad al ingeniero de acuerdo a los requerimientos de los documentos de contratoPara esto contratará un inspector del contratista que monitoree las operaciones de soldadura e inspeccione el producto finalLas actividades de inspección deben estar separadas de las de fabricación para que la inspección tenga la autoridad para cumplir sus responsabilidadesResponsable de los procedimientos de soldadura y la calificación de personal
![Page 26: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/26.jpg)
Responsabilidades.....
InspectorDebe verificar que los materiales y el personal cumpla con los requerimientos de los documentos de contratoEl inspector mide el nivel de calidad obtenido y acepta aquellos productos que son conformes con las especificaciones de los documentos de contratoEl inspector debe aplicar ( no “interpretar”) lo establecido en las especificaciones y reportar la no conformidad al ingeniero
![Page 27: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/27.jpg)
Responsabilidades.....
OEMPueden existir ocasiones en las cuales un personaje funcione como Ingeniero y ContratistaLos documentos de contrato deben establecer claramente como se deben manejar las responsabilidadesPor lo tanto pueden existir varios escenarios
![Page 28: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/28.jpg)
Abusos y errores...El ingeniero delega autoridad ( ingenieril ) al inspector.El inspector siente ser la autoridad máxima en el proyectoInspectores “razonables”, “práctico”, “ con criterio”El inspector decide un nuevo criterio de aceptación El fabricante soborna al inspector
![Page 29: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/29.jpg)
Abusos y errores...
El ingeniero, el inspector o el contratista no conocen las especificacionesExisten “interpretaciones” de las especificaciones por los protagonistasSe notifica al inspectorEl contratista esconde problemas al inspector
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Y LAS REGLAS DE JUEGO !!!!!!Y LAS REGLAS DE JUEGO !!!!!!
![Page 31: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/31.jpg)
Todos los códigos, especificaciones, planos o requerimientos adicionales que son especificados contractualmente por el Dueño
Documentos de contrato
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Documentos de contrato
Son las “ reglas de juego”Contiene las especificaciones técnicas que guiarán la construcciónEn su ejecución participa el IngenieroUna vez firmados, el Ingeniero puede hacermodificaciones previo acuerdo con las partes
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La labor de un inspector no es sencilla...
El propósito de la inspección de soldaduras es determinar si una unión soldada cumple con los criterios de aceptación de un código específico, estándar u otro documento.
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La labor de un inspector no es sencilla...
Un inspector debe estar familiarizado con:Procesos de soldaduraProcedimientos de soldaduraCalificación de soldadoresMaterialesMétodos de ensayoLeer dibujos, planosPreparar y mantener formatosEmitir juicios responsables
Todas las actividades realizadas deben ser consistentes con los requerimientos y principios técnicos y éticos
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¿ Para quién trabaja un inspector ?
Un inspector trabaja para salvaguardar la salud y el bien público
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Entonces, Calidad....
El criterio acordado y establecido en los documentos de contrato se convierte en la especificación que usará el inspector. El inspector sólo se puede basar en esta especificación para tomar decisiones.
![Page 37: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/37.jpg)
Importante...Toda variable debe ser medibleDurante una inspección, el inspector compara la dimensión real o existente con la dimensión especificadaLa apariencia por sí sola raramente determina la calidad de un producto. ¡No existen soldaduras feas ni soldaduras bonitas!Una soldadura de buena apariencia es generalmente una buena soldadura. Una soldadura de mala apariencia puede o no puede ser una mala soldadura
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La integridad...lo más importante
La herramienta más importante de un inspector es su integridad. La integridad es tan cotizada como la calidad de las uniones soldadas
![Page 39: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/39.jpg)
Programa de Inspección Visual
Fase A: Revisión inicial
Fase B: Chequeos pre - soldadura
Fase C: Inspecciones en proceso
Fase D: Actividades post soldadura
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Programa de inspección
Fase A: Revisar orden de compra, códigos y dibujosDesarrollar planes de inspección necesariosChequear calificaciones de los Procedimientos de Soldadura ; chequear calificaciones de soldadoresEstablecer un sistema de documentación de inspecciónCrear un programa de acción correctivaPublicar un sistema de identificación de productos no conformes
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Programa de inspección ...
Fase B:Chequear condición de equipos y accesoriosChequear conformidad de material base y material de aporteChequear posicionamiento de los miembros y de las juntasChequear preparación de la junta, alineamiento, limpiezaChequear mantenimiento del alineamientoChequear temperatura de precalentamiento o temperatura inicial
![Page 42: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/42.jpg)
Programa de inspección...
Fase C :Verificar cumplimiento del WPSVerificar calidad y ubicación de los pases de soldaduraVerificar secuencia de aplicaciónVerificar temperaturas y limpieza interpaseChequear aplicación de escarbado de raíz ( backgouging)Monitorear la aplicación de ensayos no destructivos establecidos durante el proceso (NDE)
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Programa de inspección
Fase D:Verificar apariencia y sanidadVerificar dimensionesVerificar precisión dimensionalMonitorear la aplicación de ensayos no destructivos (NDE)Monitorear la aplicación del tratamiento térmico post-soldaduraFinalizar y ordenar la documentación
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Discontinuidad y defecto
Discontinuidad- Interrupción en la estructura típica de un material tal como una falta de homogeneidad en sus características mecánicas, metalúrgicas o físicasDefecto- Una discontinuidad o discontinuidades que por su naturaleza o efecto acumulado vuelven a una parte o producto no apto para para cumplir con los mínimos estándares o especificaciones. Implica GENERACION DE REPORTE DE NO CONFORMIDAD Y REPARACIÓN
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¿?¿ Todo defecto es discontinuidad ?¿ Toda discontinuidad es defecto?
¡Todo defecto es discontinuidad y sólo algunasdiscontinuidades son defecto!
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Defecto y discontinuidad
Efectúo la medición
Esta sobremonta es una
discontinuidad
Reviso especificación
Es defecto ⇒ Reportede no conformidad alingeniero
No es defecto ⇒Conformidad
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Discontinuidades y DefectosDiscontinuidades (API 1104: Imperfecciones) : Interrupción de la estructura típica de un material, tal como una falta de homogeniedad en sus características mecánicas, metalúrgicas o físicas.Defecto: Discontinuidad que por su naturaleza o efecto acumulado hacen a una parte o producto incapaz de cumplir los mínimos estándares o especificaciones aplicables. Es una imperfección de suficiente tamaño tal que grantice rechazo basado en las estipulaciones del estándar de construcción
TODO DEFECTO ES UNA DISCONTINUIDAD PERO NO TODA DISCONTINUIDAD ES UN DEFECTO
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Defecto y discontinuidad
Esta sobremonta es una
discontinuidad ( imperfección )
Efectúo la medición
Reviso especificación
Es defecto ⇒ Reportede no conformidad ala compañía
No es defecto ⇒Conformidad
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Discontinuidades más y menos peligrosas...
Los factores determinantes de la implicancia de una discontinuidad en la integridad de la unión soldada son:
Linealidad ( ratio entre la dimensión más larga y la más corta de la discontinuidad)Condición de los bordes
Una discontinuidad lineal tiene una longitud superior a 3 veces su ancho
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Discontinuidades misceláneas...
Fisuras generadas por salpicaduras y golpes de arco
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El ranking...
FisurasFusión incompletaPenetración incompletaInclusiones sólidasInclusiones gaseosasDiscontinuidades de forma
Más severa
Menos severa
Severidad variable
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Las fisuras ( Cracks)
Definición: Discontinuidad de tipo fractura caracterizada por tener extremos afilado y un alto ratio de longitud y anchoCausa: Carga aplicada en un área dada excede la resistencia local del metal
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Las fisuras ( Cracks )
Tipos:Fisuración en caliente ( Hot cracking )
Fisuras de garganta ( Throat crack)Fisuras de raíz ( Root crack)Fisuras de crater ( Crater crack)
Fisuración en frío ( Cold cracking)Fisura retrasada ( Delayed crack)Fisura bajo el cordón ( Underbead crack)Fisura en el pie ( Toe crack)
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Las fisuras ( Cracks )
Fisura Longitudinal
Fisura en el pie
Fisura bajo el cordón
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Formas de detección...
Fisuras en caliente: Ya que normalmente emergen hasta la superficie se pueden detectar por Inspección Visual (VT), Partículas Magnéticas (MT) y Líquidos Penetrantes (PT)Fisuras en frío: Existe la posibilidad de que emergan a la superficie. Pero también pueden establecerse debajo de la superficie haciendo necesario el uso de Radiografía (RT) ó Ultrasonido (UT)
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Las fisuras ( Cracks )
Fisura Longitudinal
Fisura transversal
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Fusión incompleta ( Incomplete Fusion)
Definición: Discontinuidad en la que no ocurrió fusión entre el metal de soldadura y las caras de fusión o cordones adyacentes. Ocurre cuando el metal de soldadura fluye sobre metales base o cordones adyacentes no fundidos.Causas:
Manipulación incorrecta del electrodo: causa primaria ( problema relacionado al soldador u operador) Velocidad de avance incorrecta
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Fusión incompleta ( Incomplete Fusion)
Tipos ( de acuerdo a su ubicación)
Fusión incompleta de la raíz ( Incomplete root fusion)Fusión incompleta entre pases ( Incomplete inter-run fusion)Fusión incompleta de los lados ( Incomplete sidewall fusion)Solapado ( Overlap )
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Fusión incompleta ( Incomplete Fusion)
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Fusión incompleta ( Incomplete Fusion)
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Formas de detección...
Dependiendo de la ubicación se puede detectar a través de inspección visual ó técnicas sub-superficiales como Radiografía (RT) o Ultrasonido ( UT)
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Penetración incompleta de junta ( Incomplete joint penetration)
Definición: Condición de la raíz de la junta, en una unión de bisel ( groove weld) en la cual el metal de soldadura no se extiende a través de todo el espesor de la junta. Causa: Resulta de utilizar un inadecuado procedimiento de soldadura
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Penetración incompleta de junta ( Incomplete joint penetration)
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Penetración incompleta de junta ( Incomplete joint penetration)
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Formas de detección...
Dependiendo de la geometría de la pieza a soldarse se puede detectar a través de Inspección Visual ( VT) ó técnicas sub-superficiales como Radiografía (RT) o Ultrasonido ( UT)
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Inclusiones sólidas ( Solid Inclusions)
Definición : Material sólido atrapado en el charco de soldadura y que permanece en dentro del metal de soldadura solidificado en el momento de la examinaciónCausas:
Técnica inadecuada de aplicación: escoria delante del electrodo ó ondulación excesiva.Técnica inadecuada de limpieza
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Inclusiones sólidas ( Solid Inclusions)
Tipos:Inclusión de óxidosInclusiones metálicasInclusión de escoria ( Slag) : Producto no metálico que resulta de la disolución mutua de fundente e impurezas no metálicas. Tipo común : “ Wagon Tracks”
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Inclusiones sólidas ( Solid Inclusions)
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Formas de detección...
Dependiendo de la ubicación se puede detectar a través de inspección visual ó técnicas sub-superficiales como Radiografía (RT) o Ultrasonido ( UT)
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Inclusiones sólidas ( Solid Inclusions)
Wagon Tracks
Inclusiones de tungsteno
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Inclusiones gaseosas ( Porosity)
Definición: Discontinuidades de tipo cavidad formdada por atrapamiento de gas durante la solifificaciónCausas:
Inadecuada manipulación del electrodoRápida solificación del metal de soldaduraPresencia de contaminantes o humedad en la zona de soldadura
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Inclusiones gaseosas ( Porosity)
Tipos ( de acuerdo a la posición relativa o forma específica del poro):
Poros aisladosPoros alargados ( worm holes)Nido de poros ( cluster)
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Inclusiones gaseosas ( Porosity)
Poros aislados
Poro alargado
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Formas de detección...
Dependiendo de la ubicación se puede detectar a través de inspección visual ó técnicas sub-superficiales como Radiografía (RT) o Ultrasonido ( UT)
![Page 75: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/75.jpg)
Inclusiones gaseosas ( Porosidad)
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Discontinuidades de forma
Sobreespesor ( Weld Reinforcement )Definición : Metal de soldadura en exceso a la cantidad requerida para llenar la junta
Socavación de Cordón o Falta de Llenado ( Underfill )
Definición: Condición en la cual la Superficie de la Soldadura o la Superficie de la Raíz se encuentra por debajo de la superficie adyacente del metal base
Socavación ( Undercut)Definición: Un surco fundido en el metal base adyacente al pie de la soldadura ó a la raíz de la soldadura y que es dejado sin llenar por el metal de soldadura
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Discontinuidades de forma
Solapado ( Overlap) : Definición: Tipo de Fusión incompleta
Convexidad excesiva ( Convexity )Definición: Distancia máxima entre la cara de la soldadura en un cordón de filete convexo perpendicular a la línea que une los pies del cordón. Esta limitada por las especificaciones.
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Discontinuidades de forma
Causas:Inadecuada manipulación del electrodoDescontrol de la relación: material aportado ( corriente) – velocidad de avance
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Discontinuidades de forma
Sobrespesor
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Discontinuidades de forma
Técnica de reparación de exceso de sobreespesor
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Discontinuidades de forma
Socavación
Socavación de cordón o Falta de llenado
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Formas de detección...
Dependiendo de la geometría de la pieza a soldarse se puede detectar a través de Inspección Visual ( VT) ó técnicas sub-superficiales como Radiografía (RT) o Ultrasonido ( UT)
![Page 83: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/83.jpg)
Discontinuidades misceláneas...
Salpicadura ( Spatter)Definición: Partículas de metal que son expelidas durante la soldadura de fusión , que no forman parte del metal de soldadura
Golpe de arco ( Arc Strike)Definición: Discontinuidad producida por un arco que consiste en cualquier metal refundido localizado, metal afectado térmicamente, o un cambio en la forma de la superficie de cualquier metal
Burn – ThroughDefinición: Término no estándar usado para un excesivo sobreespesor de la raíz producido en una soldada hecha desde un solo lado o a un agujero a través del cordón de raíz
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Discontinuidades misceláneas...Laminaciones
Definición: Tipo de discontinuidad con separación o debilidad generalmente paralelamente alineada con la superficie del metal. Las delaminaciones ocurren cuando hay separación de material en una laminación
Desgarramiento laminar (Lamellar Tear)Definición: Fisura en forma de escalera debajo de la superficie del metal causada por esfuerzos perpendiculares al espesor en materiales debilitados por la presencia de inclusiones no metálicas de forma plana paralelas a la superficie
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Discontinuidades misceláneas...
DesgarreLaminar
Fisura generada por una laminación
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¿ QUE HERRAMIENTAS USAMOS ?
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Bridge Cam Gauge
Mide:Altura de sobremontaSocavacionesÁngulo de preparaciónDesalineamientoTamaño de la gargantaTamaño del cordón en filete
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Midiendo ángulo de preparación
Midiendo tamaño de la garganta
Midiendo altura de la sobremonta
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Medición de filetes
Mide:Tamaño de cordón en filete CONCAVOTamaño de cordón en filete CONVEXO
Tipo “ PASA , NO PASA”7 placas para medir tamaños desde 1/8” hasta 1”
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Medición de tamaño en cordones cóncavos
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Medición de tamaño en cordones convexos
![Page 92: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/92.jpg)
![Page 93: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/93.jpg)
Mide:Altura de sobremontaTamaño de cordón en fileteTamaño de la gargantaMáxima convexidad
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Midiendo altura de la sobremonta Midiendo tamaño de la garganta
Midiendo tamaño de cordón convexo
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V – wac gageMide:
SocavaciónAltura de la sobremontaCompara tamaño de poros
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![Page 98: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/98.jpg)
HI – LO gage
Mide:
Desalineamiento internoSeparación de raíz
![Page 99: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/99.jpg)
Gage de filetes regulable
![Page 100: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/100.jpg)
Midiendo tamaño de cateto en cordones de filete simétricos
![Page 101: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/101.jpg)
Midiendo tamaño de la garganta
![Page 102: 73934521 Fundamentos de La Inspeccion Visual de Soldaduras](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042500/55cf9986550346d0339dd11c/html5/thumbnails/102.jpg)
Por ejemplo...
API STANDARD 1104, WELDING OF PIPELINES AND RELATED FACILITIES: ( 8.3) El personal de inspección debe ser calificado por experiencia y entrenamiento para la labor de inspección que realizará. Su calificación debe ser aceptable por la compañía.Documentación que sustente estas calificaciones deben ser retenidas por la compañía y deben incluir pero no limitarse a:
Educación y experienciaEntrenamientoResultado de una examinación de calificación