Metodología de la Soldadura de Materiales Metálicos

Resumen

La soldadura de materiales metálicos se presenta como uno de los procesos de coalición más importante en el amplio espectro que nos ofrecen los campos de la tecnología industrial. Cualquiera que sea el proceso de soldadura seguido se trata, en realidad, de un proceso metalúrgico y hay que considerar, por lo tanto, los diversos y específicos factores que intervienen en el mismo como la intensidad del corriente que se usará en el proceso además de verificar que tipo de suelda es la más recomendable para él material. El proceso de soldadura deberá ser el más idóneo para los fines perseguidos, que se traducen en una unión reuniendo las condiciones exigidas por los Códigos, las Normas y las especificaciones correspondientes. La aplicación de los ensayos no destructivos (END), para evaluar el estado final de una unión soldada, tienen una finalidad fundamental: asegurar que se cumplen rigurosamente los criterios de aceptación estipulados. Dado que son varios los tipos de END, se pretende demostrar y analizar uno de ellos que es el Ensayo no Destructivo mediante Tintas de Penetración.

Introducción

En los últimos años los ensayos no destructivos han llegado a ser una herramienta indispensable en la industria, siendo el medio primordial para determinar el nivel de calidad alcanzado por los diferentes productos. En la industria de fabricación de piezas metálicas, construcción de estructuras, ensamble de partes y montajes de plantas industriales, se requiere de métodos de evaluación y diagnóstico del estado final de las uniones soldadas existentes. El procedimiento de elaboración de los materiales a emplear como metal base, tratamientos mecánicos que hayan experimentado, su mayor o menor homogeneidad estructural, etc., deberán ofrecer las necesarias garantías de no presentar anomalías que se traduzcan en variaciones de la resistencia mecánica exigida; el proceso de soldadura deberá ser el más idóneo para los fines perseguidos, que se traducen en una unión reuniendo las condiciones exigidas por los Códigos, Normas y especificaciones correspondientes. Los métodos de comprobación de la homogeneidad estructural, metalúrgica y de sanidad final de una unión soldada, son conocidos como Ensayos No Destructivos (END).

Estos proporcionan, en tiempo casi real, y sin detrimento alguno, un diagnóstico, total con algunos ensayos y superficial con otros, del estado final de la unión soldada evaluada. Estudiaremos en este caso, la pertinencia de los diversos ensayos no destructivos en uniones soldadas, según el sector de la construcción; para que sirva de guía a los involucrados en el área de la inspección y control de productos, obtenidos a partir de materiales metálicos.

Los Ensayos mediante Líquidos Penetrantes son un tipo de Ensayo No Destructivo con el que se consiguen detectar imperfecciones superficiales en materiales no porosos tanto en materiales metálicos con en materiales no metálicos. Este tipo de ensayo consiste básicamente en la aplicación de un líquido de gran poder humectante sobre la superficie del material a ensayar. Gracias al efecto de la capilaridad, éste penetrará en las discontinuidades.

Finalmente, el sobrante que resta sobre la superficie será retirado mediante un sistema de limpieza adecuado y la posterior aplicación de un revelador será capaz de volver a extraer el líquido que antes quedó atrapado en las discontinuidades, mostrando la localización de las mismas.

Ventajas

Las ventajas de los ensayos por líquidos penetrantes son muchas. A continuación, queremos enumerar algunas de las más importantes:

• Este tipo de ensayos es muy económico, ya que no requiere de una gran maquinaria para su correcta realización.
• Es muy sencillo de realizar y esto permite que se pueda desarrollar en casi cualquier lugar, debido a que no precisa unas condiciones muy específicas.
• Los ensayos de inspección por líquidos penetrantes destacan por la rapidez del proceso y por la posibilidad de dar resultados inmediatos. En el mismo momento en que se realizan se puede hacer el primer diagnóstico.
• Se pueden realizar en numerosos materiales, incluso en materiales que no sean ferrosos o metálicos. El único requisito es que sean materiales no porosos.

 

Desventajas

Como cualquier en ensayo, la inspección con líquidos penetrantes también presenta alguna desventaja. Aunque son muy pocas, solo aquellas que señalamos en los siguientes puntos.

• Este tipo de Ensayos No Destructivos no se pueden realizar en materiales que sean porosos. La propia porosidad del material puede confundir los resultados del ensayo.
• Estos ensayos solo sirven para analizar la superficie de los objetos a ser estudiados. No podrían emplearse para analizar imperfecciones ubicadas en otro lugar.
• Si la superficie de la pieza no se encuentra en perfectas condiciones de limpieza, el ensayo puede dar como resultado errores. De ahí que sea fundamental realizar una limpieza exhaustiva al material antes de realizar la inspección.

 

Hipótesis

La realización de esta prueba de tintas penetrantes debería de dar como resultado lugares pintados de color rojizo como demostración de porosidades en la suelda.

Objetivos

• Objetivos generales. Identificar que son las pruebas no destructivas y los tipos en que se clasifican para ver si el material está sano o presenta discontinuidad.
• Objetivos específicos. Conocer el procedimiento para el uso del Kit de tintas penetrantes y los defectos que existen en la junta de soldadura. Reconocer el ensayo de tintas y líquidos penetrantes, así como también su procedimiento y aplicación en este tipo de ensayo.

 

Descripción

Existen numerosos los tipos de ensayos no destructivos actualmente en uso, los cuales están permanentemente en evolución. Entre los que aplican en el campo de la soldadura, se pueden citar los siguientes:Inspección o ensayo visual

• Ensayo por líquidos penetrantes
• Ensayo por partículas magnéticas.
• Ensayos radiográficos.
• Inspección o ensayo por ultrasonido.

Criterios para la selección del ensayo adecuado. Como puede verse, es muy extensa la lista, ofreciendo entonces grandes opciones para la selección del tipo de prueba indicado para cada caso en particular. Por lo tanto, es de fundamental importancia que el que se tenga un buen a fin de que se pueda aplicar, en cada caso, la prueba que genere los mejores resultados. Para la selección de los métodos de ensayos no destructivos se debe tener presente que, un método puede complementar a otro y que diversas pruebas normalmente deben ser aplicadas en una misma pieza de ensayo. La selección del método debe basarse en uno de los siguientes criterios:

• Tipo y origen de discontinuidad a ser detectada
• Proceso de fabricación y tipo de material
• Accesibilidad a la región de ensayo
• Nivel de aceptabilidad deseada
• Disponibilidad de equipos
• costos.

Por tanto, es necesario un análisis profundo de la selección de la prueba indicada, evitándose así, errores en la escogencia que podrían redundar en una ineficiencia del ensayo por sub-dimensionamiento o a un elevado costo por sobredimensionamiento.

Líquidos penetrantes la inspección por líquidos penetrantes es un método usado para la detección de discontinuidades que aparezcan en la superficie de la pieza. El uso de líquidos penetrantes puede ser considerado como una extensión de la inspección visual. Muchas discontinuidades reveladas por el método de líquidos penetrantes no podrían ser detectadas a través de la inspección visual realizada por un inspector experimentado. Los líquidos penetrantes revelan una discontinuidad en una gran extensión haciendo que la inspección dependa menos del elemento humano, esto hace que este método sea más adaptado a un sistema de producción, aumentando la credibilidad en la rapidez de inspección. El método de los líquidos penetrantes es utilizado en materiales magnéticos como no magnéticos ofreciendo así, una ventaja en relación con la prueba de partículas magnéticas que no pueden ser empleadas en el último caso. La prueba de líquidos penetrantes tiene la ventaja de ser un ensayo rápido, fácilmente aplicable y relativamente barato. Sin embargo, ofrece la desventaja de que solamente revela discontinuidades existentes en la superficie de la pieza. Todas las fallas encontradas a través de los líquidos penetrantes dan solamente una indicación aproximada de la profundidad y tamaño del defecto.

Metodología

En la realización de la práctica de ensayo destructivo se utilizará los siguientes químicos: SKD-S2 (Revelador), ZL-60D (Penetrante), SKC-S (Removedor), como método de investigación científica se analizará los resultados provocados por los involucrados.

Acero A 36

El acero A36 es una aleación de acero al carbono de propósito general muy comúnmente usado en los Estados Unidos, aunque existen muchos otros aceros, superiores en resistencia, cuya demanda está creciendo rápidamente. La denominación A36 fue establecida por la ASTM (American Society for Testing and Materials). (Coyote, 2015)

Electrodo 6011

Este electrodo es apto para ser utilizado en todas las aplicaciones de soldadura de acero dulce, sobre todo cuando es necesario soldar en posición vertical o sobre cabeza, por su escoria de rápida solidificación. (Magnaflux, Magnaflux, 2019)

Revelador Base Solvente

Utilizado en aplicaciones con aleaciones especiales, como el sector nuclear. El revelador base solvente SKD-S2 es no halogenado y está listo para utilizarse. Las partículas de revelado suspendidas en un solvente de secado rápido producen un recubrimiento blanco opaco para un fondo de contraste alrededor de las indicaciones del penetrante. (Magnaflux, Magnaflux, 2019)

Penetrante Fluorescente Lavable al Agua

Desarrollado para probar superficies mecanizadas, el penetrante fluorescente removible con agua ZL-60D es ideal para detectar indicaciones en fundiciones, forjados, extrusiones y superficies ásperas. (Magnaflux, Magnaflux, 2019)

Limpiador y Removedor para END

SKC-S es un limpiador/removedor base solvente para realiza una limpieza previa antes de las pruebas no destructivas y elimina el exceso de penetrante superficial de un área de inspección antes de aplicar el revelador durante la inspección por líquido penetrante. (Magnaflux, Magnaflux, 2019)

Resultados

Una vez transcurrido el tiempo de revelado, se procede a la inspección de los posibles defectos de las piezas procesadas. El tiempo de revelado depende del tipo de penetración, del revelador y del defecto, pero deberá permitirse tiempo suficiente para que se formen las indicaciones. La inspección se realiza antes de que el penetrante comience a exudar sobre el revelador hasta el punto de ocasionar la perdida de definición.

El proceso de inspección se compone de tres etapas.

• Inspección.
• Interpretación.

Indicaciones relevantes. Son las causadas por discontinuidades que están generalmente presentes en el diseño. Indicaciones falsas. Son el resultado de alguna forma de contaminación con penetrantes, estas indicaciones no pueden referirse a ningún tipo de discontinuidad.

Conclusiones

En conclusión, podemos obtener buenos resultados del ensayo no destructivo mediante tintas penetrantes ya que son muy notorios los resultados, pero para no tener complicaciones o errores en el momento de colocar la tinta reveladora se debe de limpiar muy bien la probeta de ensayo. Además, es una comprobación fácil de realizar además de que los costos son mínimos.

Recomendaciones

• Una regla práctica es que el tiempo de revelado nunca debe ser menor a siete minutos dependiendo del material y de la suelda ultimada, para mayor eficacia buscar las tablas de tiempos y materiales.
• Limpiar bien toda la escoria de la suelda además de utilizar la tinta removedora antes y después de utilizar la tinta penetrante para obtener una mayor eficacia de limpieza.

 

Bibliografía

1. Coyote, A. (11 de 08 de 2015). Acero Coyote. Obtenido de Acero Coyote: http://nuevo.aceroscoyote.com/acero-a-36/
2. Magnaflux. (20 de 06 de 2019). Magnaflux. Obtenido de Magnaflux : https://magnaflux.mx/Productos/Ensayos-por-Liquidos-Penetrantes/Consumibles/SKD-S2.htm
3. Magnaflux. (20 de 06 de 2019). Magnaflux. Obtenido de Magnaflux: https://magnaflux.mx/Productos/Ensayos-por-Liquidos-Penetrantes/Consumibles/ZL-60D.htm
4. Megnaflux. (20 de 06 de 2019). Megnaflux. Obtenido de Megnaflux: https://magnaflux.mx/Productos/Ensayos-por-Liquidos-Penetrantes/Consumibles/SKC-S.htm
5. Pereira, U. T. (19 de 08 de 2011). Universidad Tecnologica de Pereira. Obtenido de Universidad Tecnologica de Pereira: https://www.redalyc.org/html/849/84922622035/