12 Inspeccion Rodrigo
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MAYO-JUNIO 2024
INSPECCIÓN DE
SOLDADURAS
Dr. J. Rodrigo González López
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
MAYO 2024
MAYO-JUNIO 2024
Contenido
• Antecedentes
• Control de Calidad y Aseguramiento de Calidad
• Plan de Aseguramiento de Calidad
• Plan de Inspección y Pruebas
• Casos de Inspección
Antecedentes Inspección de
Soldaduras
• ¿Para qué inspeccionar?
Inspección /
Diseño/Operación Fabricación Montaje
Control de Calidad
¿Qué Supervisar/Inspeccionar?
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Responsabilidades
NORMA TÉCNICA COMPLEMENTARIA PARA DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE
ESTRUCTURAS DE ACERO
Muchos procesos utilizados para producir acero estructural tienen un efecto en la calidad y
son fundamentales parte integral del éxito del proyecto. La consistencia en la implantación de
la calidad respecto a los requisitos entre proyectos facilita, procedimientos más eficientes
para fabricación/montaje.
• La estructura organizativa puede variar en función de la entidad que realice o administre las
inspecciones.
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Aseguramiento de Calidad
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Plan de Control de Calidad
• Organización
• Ejecución
• Equipamiento
• Personal
• Plan de Inspección y Pruebas
• Producto No Conforme
Ejecución
• Corte térmico
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Procedimientos de Soldadura AWSD1.1
• 2.- ALCANCE
• 2.1 Este procedimiento describe los
métodos y criterios de aceptación y
rechazo para la inspección visual directa
de superficies externas.
• 2.2 Este procedimiento es aplicable
para la inspección de soldaduras y metal
base de estructuras de acero con o sin
recubrimiento; fabricados de acero al
carbono, de cualquier configuración y
dimensiones.
Equipamiento
Personal
• Control de Producción
• Supervisión
• Corte
• Armado
• Soldadura
• Inspección
• Recubrimientos
• Embarque
Personal Calificado
• Soldadores
• AWS D1.1
• AWS D1.8
Personal Calificado
• Inspectores PND
• Niveles I, II y III
• Inspector CWI
• WIS
• Inspectores de
Recubrimiento
23.3.3.5.3 Deberá realizarse una inspección visual antes, durante y después de la aplicación de la soldadura,
procediéndose a reparar los defectos que se observen, tales como, tamaño insuficiente, socavaciones del metal base,
porosidades, refuerzo de soldadura, desalineamientos, etc. Toda soldadura agrietada debe rechazarse.
Observar (O): El inspector observará estos elementos de forma aleatoria.
No es necesario retrasar las operaciones a la espera de estas inspecciones.
Realizar (P): Estas tareas se realizarán para cada unión soldada o miembro.
El método principal para
confirmar que los materiales,
procedimientos y La mano de
obra está en conformidad con los
documentos de construcción es
la observación de las
operaciones de soldadura e
inspección visual.
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AWS D1.1 Cláusula 8 Inspección
ANTES DE LA SOLDADURA
DURANTE LA SOLDADURA
DESPUÉS DE LA SOLDADURA
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Antes de la Soldadura. Documentación
• Ingeniería Básica
• Ingeniería de Taller
• Formatos de Calidad, Calibración, Inspección,
Registros de mantenimiento.
• RFI (request for information) – SDI
• Registro de competencia
• Certificados de Materiales.
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Materiales
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Materiales
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Consumibles
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Especificaciones
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Especificaciones
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ASTM A572
• 1. Alcance
1.1 Esta especificación cubre cinco grados de formas de acero estructural de baja aleación de alta
resistencia, placas y barras. Los grados 42 [290], 50 [345] y 55 [380] están destinados a estructuras
remachadas, atornilladas o soldadas.
2. Referenced Documents
• 3. Requerimientos Generales para Entrega
3.1 ASTM A6
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ASTM A572
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ASTM A572
• 6. Mechanical Properties
• 6.1 Tensile Properties:
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ASTM A572
• REQUISITOS SUPLEMENTARIOS
• Los requisitos suplementarios no se aplicarán a menos que se especifique en el pedido o contrato. Los
requisitos complementarios estandarizados para su uso a opción del comprador se enumeran en la
Especificación A6/A 6M. Aquellos que se consideran adecuados para su uso con esta especificación
se enumeran:
:
• S5. Charpy V-Notch Impact Test.
• S18. Maximum Tensile Strength
• S30. Charpy V-Notch Impact Test for Structural Shapes: Alternate Core Location
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Certificados
Molino
Producto
Grado
Dimensiones
Colada
Condición
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Propiedades del Material Base
• Composición química
• Propiedades Mecánicas
• Otras propiedades
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Propiedades Químicas
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Propiedades Químicas
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Propiedades Mecánicas.
• Resistencia.
• Elasticidad.
• Ductilidad
• Resistencia a la Corrosión.
• Resistencia a la temperatura.
• Soldabilidad.
• Fatiga.
• Tenacidad a la Fractura.
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Propiedades Mecánicas. Resistencia a
Tensión
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Propiedades Mecánicas. Resistencia a
Tensión
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Propiedades Mecánicas. Resistencia al Impacto
Requisitos Suplementarios
11.1.9.3 La prueba de impacto debe ser realizada de acuerdo con la especificación ASTM
A673/A673M, frecuencia P y con valores de energía disipada a temperatura igual al caso de
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perfiles laminados.
Propiedades Mecánicas. Resistencia al
Impacto
Requisitos Suplementarios
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Propiedades Mecánicas. Resistencia al
Impacto
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Propiedades Mecánicas. Dureza
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Otras propiedades
Requisitos generales
Tratamiento térmico
Composición Química
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Soldadura
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Soldadura
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Inspección durante la Soldadura
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Parámetros de soldadura
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Materiales de Aporte
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Parte D
5.5 Procesos de soldadura
• 5.5.1 Procesos precalificados. SMAW, SAW,
GMAW y FCAW que cumplen con todas las
disposiciones de la Cláusula 2 (normativa) se
considerarán precalificadas y, por lo tanto,
están aprobadas para su uso sin realizar
pruebas de calificación para el proceso.
Procedimientos de Soldadura
AWSD1.1
Welding Procedure Specification (WPS).
Un documento que proporciona los métodos y
prácticas detallados involucrados en la producción Part A - WPS Development
de una pieza soldada. Part B - Base Metal
Part C - Weld Joints
Cláusula 5. Pre-calificación of WPSs
Part D - Welding Processes
La precalificación de las WPS (Especificaciones Part E - Filler Metals and Shielding Gases
del Procedimiento de Soldadura) se definirá Part F - Preheat and Interpass Temperature
como exenta de las pruebas de calificación de Requirements
las WPS requeridas en la Cláusula 6. Todas las Part G- WPS Requirements
WPS precalificadas deberán ser escritas. Para
Part H - Post Weld Heat Treatment
que una WPS sea precalificada, se requerirá la
conformidad con todos los requisitos aplicables
de la Cláusula 5.
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Cláusula 6. Calificación
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Cláusula 6. Calificación
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Cláusula 6. Calificación
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6.4 Requerimientos de tenacidad
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NTC Calificación
23.3.3.5.1 Es responsabilidad del fabricante y responsable del montaje contar con un plan de control de calidad. El
aseguramiento de calidad es un atributo del propietario o su representante, así como del Director para verificar,
cuando lo juzgue conveniente, el plan de control de calidad del fabricante. Todas las soldaduras, incluyendo los
puntos provisionales, serán realizadas por personal calificado. El propietario o su representante y el Director
tendrán el derecho de solicitar los certificados de los soldadores con los que se califica su desempeño (Welder
Performance Qualification, WPQ) de acuerdo al código AWS D1.1. Este documento se deberá respaldar con una
serie de evidencias relativas a ensayos de probetas especificadas por el propio código. Su vigencia será de seis
meses a partir de su expedición. Podrá mantenerse vigente si el soldador no interrumpe su actividad en este período
y sus condiciones físicas y eficiencia se mantienen en estado similar a la fecha de la prueba. El soldador se califica
para un procedimiento específico (abarcando los límites que permita el código AWS D1.1). Esto no significa que
esté calificado para soldar cualquier unión con el mismo proceso, ni cualquier proceso con la misma unión. La
calificación de soldadores, al igual que la calificación de los procedimientos, es responsabilidad del fabricante.
Inspección posterior a la Soldadura
Inspección posterior a la Soldadura
Inspección posterior a la Soldadura
Inspección Visual
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Discontinuidades
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Discontinuidades
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Discontinuidades
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Discontinuidades
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Discontinuidades
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Inspección de Soldaduras - Definición
• CLASIFICACIÓN
• Advanced Inspection Methods
• Dye Penetrant Testing (PT).
• Magnetic Particle Testing (MT).
• Radiographic Testing (RT)
• Ultrasonic Testing (UT).
• Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT).
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Métodos de Inspección
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Métodos de Inspección
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Métodos de Inspección
VENTAJAS DESVENTAJAS
• Detección de pequeñas discontinuidades a • Solo detecta fallas superficiales.
partir del tamaño de 0,001 mm. • Difícil establecimiento de
• Bajo costo de las pruebas de penetración. patrones.
Líquidos
• Tiempo de ejecución de prueba rápido. • La superficie a inspeccionar debe estar
Penetrantes
• Una gran variedad de materiales a partir de limpia y sin recubrimientos.
(PT)
los cuales se puede fabricar el elemento • No se puede inspeccionar materiales
probado. demasiado porosos
• Alta eficiencia de detección.
• Es fácil ver y localizar las discontinuidades a
medida que se revelan y se amplían en la
superficie.
• No requiere equipos de gran tamaño, por lo
que la prueba se puede realizar de manera
eficiente y rápida en las instalaciones del
cliente.
• No requiere mucho esfuerzo en el uso de
equipos, así como la facilidad para obtener
la valoración de las indicaciones.
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Métodos de Inspección
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Métodos de Inspección
VENTAJAS DESVENTAJAS
• Pueden revelar discontinuidades superficiales y • Es aplicable solamente a materiales
subsuperficiales. ferromagnéticos; en soldadura, el metal
• Los resultados se recopilan de forma muy rápida. depositado debe ser también ferromagnético.
Partículas • Son más económicos que otros tipos de ensayos. • Utiliza partículas de fierro con criba de 100
Magnéticas • Estos ensayos son más eficientes que aquellos mallas (0.0059 in).
(MT) realizados a través de líquidos penetrantes. • No detecta discontinuidades en profundidades
• Son ensayos muy limpios y certeros. mayores de 1/4″.
• Los equipos utilizados son muy simples. • La detección de una discontinuidad dependerá
• Se pueden realizar en materiales de gran tamaño de muchas variables, tales como la
o algo reducidos. permeabilidad del material, tipo, localización y
• Necesitan un menor grado de limpieza en orientación de la discontinuidad, cantidad y tipo
relación a los ensayos con líquidos penetrantes. de corriente magnetizante empleada, tipo de
partículas, etc.
• Se requieren dos o más inspecciones
secuenciales con diferentes magnetizaciones.
• Generalmente después de la inspección se
requiere de una desmagnetización y debe
tenerse cuidado en evitar quemadas por arco
eléctrico.
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Métodos de Inspección
Ultrasonido (UT)
M. Tagami (2008) Non-destructive inspection for weld joint of steel structure, Welding International,
22:2, 77-81, DOI: 10.1080/09507110801990710
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Métodos de Inspección
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Métodos de Inspección
Ultrasonido (UT)
VENTAJAS DESVENTAJAS
• Un gran poder de penetración, lo que • Se requiere de técnicos
permite la medición de grandes experimentados para la interpretación
espesores. de los resultados.
• Gran sensibilidad, lo que facilita la • La inspección se torna difícil en
inspección de discontinuidades superficies rugosas e irregulares; en
extremadamente pequeñas. piezas pequeñas y muy delgadas.
• Se necesita una sola superficie de • Se necesita material acoplante.
acceso. • Se requieren patrones de referencia,
• No existe peligro en la utilización del para la calibración de los equipos y
equipo. caracterización de discontinuidades.
• Los equipos son portátiles.
• Los equipos actuales proporcionan la
posibilidad de almacenar información
en memoria, la cual puede ser
procesada digitalmente por una
computadora para caracterizar la
información almacenada.
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Métodos de Inspección
• RT
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Métodos de Inspección
Radiografía (RT)
VENTAJAS DESVENTAJAS
• Rapidez: La radiografía es un método • Riesgo para la salud: La radiografía
rápido para detectar defectos en las utiliza radiación ionizante, lo que
soldaduras. puede ser peligroso para los
• Precisión: Proporciona resultados operadores y el medio ambiente.
precisos y confiables. • Limitaciones de acceso: Es difícil
• Reducción de falsas alarmas: Ayuda a radiografiar áreas de difícil acceso o
evitar inspecciones innecesarias. espacios confinados.
• Aumento de la productividad: • Productividad reducida: El proceso de
Permite evaluar múltiples soldaduras radiografía es más lento que otras
en menos tiempo. técnicas.
• Calidad de imagen variable: La calidad
de la imagen puede verse afectada
por la densidad del material y la
orientación de la soldadura
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Métodos de Inspección
Ultrasonido por arreglo de fase
(PAUT)
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Métodos de Inspección
PAUT
VENTAJAS DESVENTAJAS
• Se pueden realizar barridos • Los equipos pueden llegar a ser 10 a
electrónicos de alta velocidad sin 20 veces más costosos. Se tienen altos
mover la pieza costos en los palpadores y las
• Inspección utilizando múltiples actualizaciones del software.
ángulos con el uso de un solo • El personal debe estar entrenado en
palpador ultrasonido y en el manejo de
• Flexibilidad para la inspección de computadoras con software
geometrías complejas especializado.
• Se puede mejorar la distancia de • El análisis de datos consume tiempo.
focalización y el ángulo de inspección. • Calibraciones complejas.
• Costo respecto a las técnicas de • Limitación en espesores delgados de
radiografía. los materiales.
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Deficiencias en las estructuras
metálicas
• Corrosion.
• Fatigue cracking.
• Overload damage.
• Collision damage.
• Heat damage.
• Coating failures.
• Loose, missing, or deteriorated fasteners.
• Out-of-plane distortion (including buckling).
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Fractura. Conceptos
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Bibliografía.
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• Steel Bridge Fabrication QC/QA Guidelines, American Association of State Highway and
Transportation Officials National Steel Bridge Alliance AASHTO/NSBA Steel Bridge Collaboration
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• A Practical Guide to Welding Solutions, Robert W. Messler, Jr., Wiley, 2019. Shapes, Plates, and Bars and Quenched-and-Tempered Alloy Structural Steel Plates for Bridges.
• AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, American Association of State Highway and
Transportation Officials, 2020.
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Contacto:
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