Inspección Ultrasónica de Soldaduras en Puentes - Instrucción de Trabajo

TECNICONTROL LTDA
INSTRUCCIÓN DE TRABAJO
TC-GT-IT-420
PARA INSPECCIÓN POR
ULTRASONIDO DE
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GERENCIA OPERATIVA
INSTRUCCIÓN DE TRABAJO PARA INSPECCIÓN DE SOLDADURAS POR
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DOC. No TC-GT-IT- 420
1
0
REVNo.
PARA
REVISIÓN
DESCRIPCIÓN
APROBADO:
Ing. LEANDRO
CARO
ING. NESTOR
GALINDO
ELABORADO
ING.
00/10/30
APROBADO
FECHA
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ALCANCE.
Realizar inspección mediante ensayo de ultrasonido en uniones soldadas en ranura y zona afectada
térmicamente de espesores entre 8 mm y 200 mm inclusive, con niveles de sensibilidad que
permitan la adecuada detección de discontinuidades para su evaluación de acuerdo con códigos
aplicables.
1. OBJETIVO.
Evaluar la integridad de las soldaduras que se encuentran sujetas a inspección por ultrasonido en
estructuras, aplicando los métodos adecuados y recomendados en código AWS D1.5 y de acuerdo
con las condiciones geométricas de la junta.
2. DOCUMENTOS Y ESPECIFICACIONES APLICABLES.
La presente instrucción y las inspecciones que con ella se realicen se basan en los siguientes
documentos:
-
-
CODIGO AWS D 1.5 BRIDGE WELDING CODE
NORMAS
A.S.T.M. E–164 STANDARD PRACTICE FOR ULTRASONIC CONTACT
EXAMINATION OF WELDMENTS; ASTM E-587 ULTRASONIC ANGLE – BEAM EXAMINATION
BY THE CONTACT METHOD.
NORMAS A.S.N.T.
3. PERSONAL.
El personal encargado de la realización del ensayo e inspección (diferente a visual) debe ser
calificado como nivel II de acuerdo con ASNT, practica recomendada SNT-TC-1A. La calificación
como nivel I y nivel II debe ser realizada por un nivel III quien haya sido certificado por La sociedad
americana de ensayos no destructivos ASNT, ó cuando posea la educación, entrenamiento y
experiencia necesarios y haya pasado completamente el examen escrito prescrito en SNT-TC-1A.
Solamente un nivel II o nivel III que cumpla con los anteriores requerimientos de calificación y
certificación puede realizar el ensayo sin supervisión.
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Los requerimientos de calificación de personal se deben verificar contra los requerimientos indicados
en los documentos, normas y especificaciones propias de cada trabajo en particular.
4. EQUIPOS.
Los instrumentos de ultrasonido deben ser de tipo pulso – eco, graduable para su uso con
transductores oscilantes a frecuencias entre 1 y 6 mhz. La linealidad horizontal del instrumento de
inspección debe ser calificada en el rango a ser usado durante el ensayo de acuerdo con 6.22.1 del
código AWS D1.5. El instrumento de ensayo debe tener un control de calibración de ganancia
ajustable en un rango de 1 ó 2 dB sobre un rango de al menos 60dB. La precisión del atenuador debe
estar dentro de mas ó menos 1 dB. El rango del instrumento debe ser tal que una diferencia de 1 dB
de amplitud pueda ser fácilmente detectada en la pantalla, debe chequearse de acuerdo con 6.22.2
del código AWS D1.5.
Los palpadores a ser utilizados deben producir un ángulo de propagación del sonido en el material
que esté dentro de mas o menos 2° de uno de los siguientes ángulos: 70°, 60° o 45°. Con
frecuencias entre 2 y 2.5 MHz.
Linealidad horizontal: La linealidad horizontal del equipo debe ser re calificada después de cada 40
horas de uso en cada rango de distancia que el instrumento pueda ser usado. La calificación del
procedimiento debe ser de acuerdo con el parágrafo 6.22.1 del código AWS D1.5
Control de ganancia: El control de ganancia del instrumento debe mantener los requerimientos
mencionados anteriormente (ajustable en un rango de 1 o 2 dB sobre un rango de al menos 60 dB) y
debe ser chequeado para su correcta calibración a intervalos de dos meses. El procedimiento de
calificación se describe en 6.17.2 y 6.22.2 del código AWS D1.5
5. CALIBRACIÓN PARA EL ENSAYO.
Posición del Control Reject : Todas las calibraciones y ensayos deben hacerse con el control Reject
(recortador o supresor) apagado (off). El uso del control reject puede alterar la amplitud del
instrumento e invalidar los resultados.
Técnica : La calibración para sensibilidad y distancia de barrido horizontal debe ser hecha previo a la
localización y ensayo de las juntas.
Re calibración : El equipo debe ser re calibrado para inspección después de un cambio de operario ó
cuando un daño eléctrico provoca disturbios en cualquiera de las siguientes formas:
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Cambio de transductor.
Cambio de bateria.
Cambio en a fuente de electricidad.
Cambio de cable coaxial.
Falla en el suministro de energía.
Ensayo con palpador normal : La calibración para inspección con palpador normal debe ser hecha
con el palpador aplicado sobre la cara A (Figura 1) del metal base y ejecutado como sigue:
BARRIDO: El barrido debe ajustarse a la distancia de calibración para presentar al menos el
equivalente a dos espesores de placa en la pantalla.
SENSIBILIDAD: La sensibilidad debe ser ajustada para la localización libre de indicaciones de
forma tal que la primera reflexión tenga una altura del 50% al 75% o la altura total de la pantalla.
Ensayo con palpador angular :
BARRIDO: La calibración del campo de barrido para la inspección con palpador angular debe
hacerse de acuerdo con 6.18.5 de AWS D1.5 como sigue:
La distancia horizontal se debe ajustar de tal modo que represente la distancia recorrida por el sonido
usando el bloque IIW o los bloques alternativos especificados en 6.16.1
La calibración de la distancia bebe hacerse usando ambos, la escala de 125 mm o la escala de 250
mm sobre la pantalla, cualquiera que sea la apropiada, a menos que la configuración de al junta o el
espesor no permita la completa inspección de la soldadura a cualquiera de de estas configuraciones,
en tal caso, la distancia de calibración se debe realizar usando la escala de 400 mm o 500 mm
como sea conveniente. Se debe colocar el palpador como se describe en 6.21.2.3 (posición D figura
1)
NIVEL DE REFERENCIA CERO: (b). El nivel de referencia de sensibilidad (cero) “b” es obtenido
por el ajuste en el control de ganancia del indicador de defectos al máximo del nivel horizontal de
referencia (TCG). Es decir, llevar el eco de la indicación de referencia a la altura del nivel horizontal
de referencia mediante el ajuste del control de ganancia. El valor de “b”, corresponde al valor en dB
obtenido al nivelar el eco con el nivel de referencia. Se recomienda tomar el valor de 50% en la
pantalla para la ubicación del nivel horizontal de referencia, dado que permite un análisis más
cómodo de las indicaciones, sin embargo el nivel tomado depende de la experiencia del operador,
configuración de la junta, rugosidad de la misma, etc.
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Figura 1.
6. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO.
La localización de defectos debe ser indicada mediante la utilización de ejes, uno perpendicular al eje
de la soldadura indicando la profundidad (X en la figura 2) y otro eje que permita la localización a lo
largo del eje de a soldadura (Y). El ángulo del palpador y el procedimiento de barrido debe hacerse de
acuerdo con la tabla 6.2 del código AWS D1.5.
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Máximas indicaciones : Cuando aparezca una discontinuidad en la pantalla, la máxima indicación
admisible de la discontinuidad debe ser ajustada hasta obtener la altura correspondiente al nivel
horizontal de referencia en la pantalla. Este ajuste debe ser hecho mediante el control de ganancia y
la lectura en decibeles debe ser usada como “ Nivel de indicación ( a ) “, para el cálculo del
“rating de la indicación“ ( d ). Todos estos valores deben ser expuestos en el reporte del ensayo.
CARA A
X
X
CARA A
CARA A
CARA C
CARA B
X
CARA B
CARA B
X
X
CARA A
CUARTO SUPERIOR - 70°
CARA C
ZONA MEDIA - 70°
CUARTO INFERIOR - 60°
CARA B
X
Figura 2.
Factor de atenuación : El “ factor de atenuación ” ( c ) resulta de la resta de 1” (25.4 mm) de la
distancia recorrida por el sonido y multiplicando el resultado por 2. Este valor debe ser redondeado al
valor mas cercano en decibeles. Valores fraccionarios menores de ½ dB deben ser reducidos al valor
inferior.
Rating de indicación : El “Rating de indicación” ( d ) representa la diferencia algebraica en
decibeles entre el nivel de indicación y el nivel de referencia, con la corrección por atenuación, como
se indica:
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Instrumentos con ganancia en dB:
d=a–b–c
Instrumentos con atenuación en dB:
d=b–a–c
Niveles de exploración: En función del espesor del material, debe incrementarse el nivel de
exploración por encima del nivel cero de referencia "b".
El valor de decibeles de exploración depende de los esfuerzos a los cuales esta sometida la junta.
Los decibeles en que debe incrementarse el nivel de referencia para realizar la exploración están
dados por la siguiente tabla:
NIVELES DE EXPLORACIÓN
ESFUERZOS DE
COMPRESION
RECORRIDO DEL
SONIDO
ESFUERZOS DE
TENSION
dB SOBRE EL NIVEL DE dB SOBRE EL NIVEL DE
REFERENCIA CERO.
REFERENCIA CERO.
Hata 60 mm
14
20
Mas de 60 mm hasta 125
mm
19
25
Mas de 125 mm hasta 250
mm
29
35
Mas de 250 mm hasta 400
mm
39
45
Los datos de recorrido del sonido se refieren a la distancia recorrida por la onda sónica, no
corresponden al espesor del material.
7. CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO.
Los criterios a continuación presentados corresponden a los estipulados en AWS D 1.5 y deben ser
verificados frente a las especificaciones de un trabajo en particular. Las tablas corresponden a los
valores calculados del Rating de indicación "d".
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TABLA 1 ( 9.1 AWS D 1.5 )
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO EN ULTRASONIDO ESFUERZOS DE TENSION
VER
Espesor de Soldadura * en pulgadas (mm) y ángulo de exploración
Grado de
severidad
de la
indicación
Clase A
+ B
Clase
Clase C
Clase D
8
20
hasta
hasta
20
38
70°
+10 &
menor
+11
70°
+8 &
menor
+9
+12
+10
+13
& mas
+11
& mas
> 38 hasta 60
70°
+4 &
menor
+5
+6
+7
+8
+9
& mas
60°
+7&
menor
+8
+9
+10
+11
+12
& mas
> 60 hasta 100
45°
+9 &
menor
+10
+11
+12
+13
+14
& mas
70°
+1 &
menor
+2
+3
+4
+5
+6
& mas
60°
+4 &
menor
+5
+6
+7
+8
+9
& mas
> 100 hasta 200
45°
+6 &
menor
+7
+8
+9
+10
+11
& mas
70°
-2 &
menor
-1
0
+1
+2
+3
& mas
60°
+1 &
menor
+2
+3
+4
+5
+6
& mas
45°
+3 &
menor
+4
+5
+6
+7
+8
& mas
TABLA 2 ( 9.2 AWS D 1.5 )
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO EN ULTRASONIDO (ESFUERZOS DE COMPRESION)
VER
Espesor de Soldadura * en pulgadas (mm) y ángulo de exploración
Grado de
severidad
de la
indicación
Clase A
Clase B
Clase C
Clase D
8
>20
hasta
hasta
20
38
70°
+5 &
menor
+6
70°
+2 &
menor
+3
+7
+4
+8
& mas
+5
& mas
> 38 hasta 60
70°
-2&
menor
-1
0
+1
+2
+3
& mas
60°
+1 &
menor
+2
+3
+4
+5
+6
& mas
> 60 hasta 100
45°
+3 &
menor
+4
+5
+6
+7
+8
& mas
70°
-5 &
menor
-4
-3
-2 a
+2
+3
& mas
60°
-2 &
menor
-1
0
+1
+2
+3
& mas
> 100 hasta 200
45°
0&
menor
+1
+2
+3
+4
+5
& mas
70°
-7 &
menor
-6
-5
-4 a
+2
+3
& mas
60°
-4&
menor
-3
-2
-1 a
+2
+3
& mas
45°
-1 &
menor
0
+1
+2
+3
+4
& mas
En las anteriores tablas se encuentran cuatro tipos de discontinuidades que deben ser evaluadas
como sigue:
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Ø ESFUERZOS DE TENSIÓN
DISCONTINUIDADES MAYORES (CLASE A) : Cualquier indicación en esta categoría debe ser
rechazada sin importar su longitud.
DISCONTINUIDADES MEDIAS (CLASE B) : Cualquier indicación en esta categoría que tenga una
longitud mayor a 20 mm debe ser rechazada.
DISCONTINUIDADES PEQUEÑAS (CLASE C) : Cualquier indicación en esta categoría que tenga
una longitud mayor de 50 mm en la mitad o 20 mm en el primer o último cuarto del espesor de
soldadura, debe ser rechazada.
DISCONTINUIDADES MENORES (CLASE D) : Cualquier indicación en esta categoría debe ser
aceptada sin importar su longitud ni ubicación dentro de la soldadura.
Los tamaños de las indicaciones deben ser evaluados conjuntamente con su ubicación, teniendo en
cuenta los siguientes lineamientos:
•
Discontinuidades clases B y C deben estar separadas al menos por una distancia igual a 2L,
siendo L la longitud de la mayor de las discontinuidades, excepto, cuando dos o mas de dichas
indicaciones no estén separadas por una distancia de 2L, pero la longitud combinada de dichas
indicaciones es igual o menor al máximo admisible bajo los requerimientos de las clases B o C,
las discontinuidades deben ser consideradas como una discontinuidad simple y aceptable.
•
Discontinuidades clases B o C, no deben iniciar a una distancia menor de 2L de los finales de
soldadura, cuidando primordialmente las zonas sometidas a esfuerzos de tensión.
•
Discontinuidades detectadas a nivel de exploración en la zona de la raíz, en juntas de completa
penetración de doble ranura, deben ser evaluadas usando un nivel de exploración de 4dB más
que el calculado cuando tales soldaduras son designadas como “soldaduras a tensión” sobre el
plano.
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Ø ESFUERZOS DE COMPRESIÓN
DISCONTINUIDADES MAYORES (CLASE A) : Cualquier indicación en esta categoría debe ser
rechazada sin importar su longitud.
DISCONTINUIDADES MEDIAS (CLASE B) : Cualquier indicación en esta categoría que tenga una
longitud mayor a 20 mm debe ser rechazada.
DISCONTINUIDADES PEQUEÑAS (CLASE C) : Cualquier indicación en esta categoría que tenga
una longitud mayor de 50 mm debe ser rechazada.
DISCONTINUIDADES MENORES (CLASE D) : Cualquier indicación en esta categoría debe ser
aceptada sin importar su longitud ni ubicación dentro de la soldadura.
Los tamaños de las indicaciones deben ser evaluados conjuntamente con su ubicación, teniendo en
cuenta los siguientes lineamientos:
•
Discontinuidades clases B y C deben estar separadas al menos por una distancia igual a 2L,
siendo L la longitud de la mayor de las discontinuidades, excepto, cuando dos o mas de dichas
indicaciones no estén separadas por una distancia de 2L, pero la longitud combinada de dichas
indicaciones es igual o menor al máximo admisible bajo los requerimientos de las clases B o C,
las discontinuidades deben ser consideradas como una discontinuidad simple y aceptable.
•
Discontinuidades clases B o C, no deben iniciar a una distancia menor de 2L de los finales de
soldadura, cuidando primordialmente las zonas sometidas a esfuerzos de tensión, siendo L la
longitud del defecto.
•
Discontinuidades detectadas a nivel de exploración en la zona de la raíz, en juntas de completa
penetración de doble ranura, deben ser evaluadas usando un nivel de exploración de 4dB más
que el calculado cuando tales soldaduras son designadas como “soldaduras a tensión” sobre el
plano.
•
En soldaduras por electrogas o electroescoria, discontinuidades detectadas al nivel de
exploración, que excedan 2" (51mm) de longitud, deben producir sospecha de porosidad y ser
evaluadas por radiografía.
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ANEXOS
TABLA 6.2 AWS D1.5
8
A
38
TIPO
SOLDADURA
DE
ANGULOS DE PRUEBA
CARTA DE PROCEDIMIENTO
ESPESOR DE MATERIAL
>45
>60
>90
>110
A
A
A
A
60
90
110
130
>38
A
45
*
*
TOPE
1
0
1
Tee
1
0
1
ESQUINA
1
0
1
ELECTROGAS
Y
ELECTROECORIA
1
0
1
F
F
o
XF
F
o
XF
0
*
1G
o
4
4
1G
o
4
1G
o
4
F
F
o
XF
F
o
XF
1**
*
1G
o
5
5
1G
o
5
1G
o
3
F
F
o
XF
F
o
XF
P1
o
P3
*
6
o
7
6
o
7
6
o
7
F
F
o
XF
F
o
XF
P3
>130
A
160
*
8
o
10
10
8
o
10
11
O
15
F
F
o
XF
F
o
XF
P3
>160
A
180
*
9
o
11
11
9
o
11
11
o
15
F
F
o
XF
F
o
XF
P3
>180
A
200
*
12
o
13
13
13
o
14
11
o
15
F
F
o
XF
F
o
XF
P3
*
12
F
-
-
-
-
11
P3
o
15**
•
X- inspección desde la cara “C”
•
G- Pulido de la cara
•
O- No requiere
•
A Face- La cara del material desde la cual el barrido inicial es hecho
•
B Face- Cara opuesta a la cara A (en la misma platina)
•
C Face- Cara opuesta a la soldadura sobre el miembro conectado, o una T u una junta en
esquina.