Autor: Pérez Luis. Unidad de Ensayos no Destructivos, Análisis de Fallas y Corrosión de Materiales. Centro de Tecnología de los Materiales. FIIIDT.
La soldadura es un método de unión ampliamente usado en la construcción de recipientes y tuberías a presión, calderas, tanques de almacenaje, estructuras metálicas y otras construcciones metalmecánicas. La inspección de las uniones soldadas es fundamental en los procesos de fabricación de estructuras y piezas, estas uniones deben cumplir con el alto nivel de calidad exigido por los códigos y de esta manera garantizar la confiabilidad operacional del componente fabricado. La inspección arrojará una serie de parámetros acerca de la soldadura que ayudaran a verificar si fue eficaz, si no contiene discontinuidades perjudiciales, entre otros.
La Sección IX del Código ASME, Qualification Standard for Welding and Brazing Procedures, Welders, Brazers, and Welding and Brazing Operators para calderas y recipientes a presión, establece los requerimientos de calificación de soldadores y procedimientos de soldadura para ser aplicados en la fabricación, reparación y mantenimiento de equipos sometidos a presión, calderas y equipos relacionados.
Especificación de procedimiento de soldadura (WPS)
Reconocido por su iniciales en inglés (WPS) welding procedure specification, es un documento técnico que contiene los parámetros de los valores de variables de soldaduras necesarias para realizar soldaduras de producción para un determinado proceso de soldadura o combinación de estos, de manera que cumplan los requisitos de una norma aplicable y se asegure repetitividad en los procesos de soldadura ejecutado por personal calificado. [2]
El WPS, es por excelencia el documento requerido para ejecutar soldaduras en cualquier construcción soldada, el contenido de este instrumento incluyen varios aspectos técnicos conocidos como variables y estas se dividen en tres tipos, variables esenciales, están directamente relacionadas con las propiedades mecánicas del conjunto soldado en este tipo de escritos, si hay un cambio de una de estas variables, ocasionara la revisión del WPS y o una posible modificación del documento. Variables no-esenciales, son aquellos cambios que no afectan las propiedades mecánicas del conjunto soldado, y puede ser elaborado el WPS sin recalificación, solo se coloca una nota dentro del mismo, informando la fecha del cambio y el tipo de cambio. Variables suplementarias, estas dependen de otra sección del código ASME para un recipiente especifico que requiera ensayos de tenacidad.
Calificación de procedimiento de soldadura (PQR)
Para que el procedimiento de soldadura (WPS), sea aprobado, es necesario tener un requisito fundamental, conocido como registro de calificación de procedimiento de soldadura, más conocido por sus siglas en ingles PQR (Procedure Cualification Record) es un documento técnico que contiene los parámetros y los valores de las variables de soldadura que se generaron al soldar un cupón de prueba siguiendo los lineamientos del WPS preliminar, además consta de los resultados de los ensayos que se realizaron al cupón de soldadura para verificar si cumplen con los estándares necesarios de una norma. [2]
Una vez que el cupón de soldadura haya cumplido con los requisitos de las pruebas impuestas por una determinada norma, demuestra que la especificación del procedimiento es capaz de producir uniones soldadas con las propiedades mecánicas requeridas.
El PQR es el documento de aprobación del WPS, ya que aquí se evalúa, verifican, corrigen las operaciones y las variables arrojadas por el WPS. Este informe que resguarda toda la información que genera el estudio de la fabricación de la soldadura en el cupón de prueba, porque en ese instrumento se realizan todos los exámenes necesarios que no se pueden realizar en la soldadura del recipiente, pues se hacen ensayos destructivos y no destructivos que al final vuelven a la probeta inservible.
Registro de calificación de soldador (WPQ)
En este se lleva un registro detallado del desempeño del soldador, para producir uniones soldadas que estén dentro del rango de aceptación determinado por una norma, este documento contiene, los datos del soldador, la especificación del material base y de aporte, los rangos de distintas variables de soldadura, dentro de los cuales el soldador se encuentra calificado y los resultados de los ensayos destructivos así como también los no destructivos realizados al cupón de prueba. El soldador va a ser evaluado en varios niveles en distintas variables.
Personal Calificador:
El personal que evalúa las uniones soldadas, debe estar calificado y certificado, entrenado en el uso de la tecnología empleada lo cual incluye equipo y software de análisis. Adicionalmente, deben pasar un examen práctico basado en la técnica a emplear, esto se debe realizar antes de iniciar las actividades de inspección y debe ser de común acuerdo entre el representante de la empresa y la compañía de inspección, deberá incluir ciertos elementos:
El examen práctico debe cubrir la detección, interpretación, dimensionamiento, esquematización, categorización, agrupación y caracterización de discontinuidades. El criterio para pasar la prueba práctica deberá incluir los límites del número de indicaciones que el candidato no detecte, tanto de discontinuidades aceptables como no aceptables y el rechazo de zonas sin discontinuidades.
La fundación instituto de ingeniería para la investigación y desarrollo tecnológico, cuenta con equipos y personal con experiencia en este tipo de procesos, aun en la actual contingencia, se continúa trabajando en la capacitación del personal en la aplicación de normas, códigos y especificaciones.
Prueba volumétrica:
Se tiene la posibilidad de reemplazar las pruebas destructivas por radiografías o ultrasonidos (imagen 2 e imagen 3), según ASME sección IX, para la evaluación de soldadores, la longitud mínima a inspeccionar es de 150mm (6in), y debe incluir toda la circunferencia de la tubería, cuando el perímetro de la soldadura es menor a la longitud requerida se tendrá que soldar más cupones hasta obtener la longitud requerida. Los criterios de aceptación para la aplicación de radiografía son los siguientes: no se aceptan fisuras, falta de penetración, falta de fusión.
Los criterios de aceptación para la aplicación de ultrasonido son los siguientes: solo se puede utilizar esta técnica en probetas con el espesor mayor a 13mm. No se aceptan falta de penetración, fisuras, falta de fusión, las indicaciones menores de 3mm no se consideraran.
Se consideraran defectos las indicaciones que midan;
- Mayores de 3mm para t hasta 10mm;
- 1/3t para t mayor a 10mm hasta 57mm;
- 19mm, para t mayor a 57mm.
- Siendo “t” el espesor nominal más delgado de las juntas. [4]
Cabe mencionar que para realizar una inspección por ultrasonido o radiografía, hace falta una combinación de tres elementos, tener un equipo apropiado, realizar una metodología y procedimientos válidos y personal competente y calificado.
Referencias bibliográficas
[1] www.introduccionaASMEsecionIXparte1.com
[3] American Society of Mechanical Engineers (ASME). (2013) Boiler and Pressure Vessel Code-Section IX, Brazing, and Fusing Qualifications
[4] www.Soldaduralatinoamerica.com
Contacto: eduardo.20per.2013@gmail.com