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DE IMAGÉNES RADIOGRÁFICAS

ING. ALVARO CAMPOS GUILLÉN NIVEL 111 ASNT NIVEL 111 PROFESIONAL ASNT (ACCP) '.

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INTERPRETACIÓN DEJMAGÉNES RADIOGRÁFICAS 2007, PRIMERA EDICIÓN.

QUEDA PROHIBIDA LA REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL DE ESTA OBRA POR CUALQUIER MEDIO, SIN AUTORIZACIÓN POR ESCRITO DEL AUTOR.

DERECHOS RESERVADOS CONFORME . A LA LEY. . ING. ALVARO CAMPOS GUILLÉN. ',

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REGISTRO EN TRÁMITE. IMPRESO EN MÉXICO.

LAS APORTACIONES Y <;OMENTARIOS QUE ENRIQUEZCAN ESTE TEXTO SE PUEDEN ENVIAR A:

PLAYA ICACOS No. 106. COL DESARROLLO SAN PABLO. QUERÉTARO, QRO. TEL I FAX : (442) 220 59 75. C.P. 76130. e-mail: [email protected]

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INTERPRETACIÓN

DE IMÁGENES RADIOGRÁFICAS

ÍNDICE

CAPÍTULO

DESCRIPCIÓN

1

PRINCIPIOS DE RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL.

2

CALIDAD DE IMAGEN RADIOGRÁFICA.

3

INTERPRETACIÓN RADIOGRÁFICA.

4

EVALUACIÓN RADIOGRÁFICA.

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1 PRINCIPIOS DE ,

RADIOGRAFIA INDUSTRIAL

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1

DESCRIPCIÓN GENERAL La radiografía industrial es un método de Ensayos No Destructivos (END) en el cual se emplea radiación de alta energía para verificar la sanidad en el interior de los materiales. En este método de inspección, la radiación X o Gamma se hace pasar a través del material (Figura 1.1 ). Fuente de radiación X o gamma -----11l1l-•"/:r 1 '.

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Película

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Áreas Obscuras

(Cuando la película se ha procesado)

Figura 1.1

Radiación X o Gamma a través de un material.

Cuando la radiación pasa a través del material, ésta se atenúa debido a las diferencias en espesores o presencia de discontinuidades (Figuras 1.2. y 1.3). Las variaciones de atenuación o absorción de la radiación, son detectadas y registradas en una película radiográfica; en la cual, después de revelada, se forma una imagen del interior del material (registro permanente). ..,,---

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1111 DE QUERÉT ARO,

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2

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Figura 1.2 Atenuación de la radiación en función del espesor del material.

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Figura 1.3 Atenuación de la radiación en función de las discontinuidades.

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11111 DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

3

Las diferencias de atenuación de la radiación, producen diferencias en el grado de oscurecimiento de la película radiográfica. Un área obscura (alta densidad) se puede deber a un menor espesor o a la

presencia de un material de menor densidad, como una inclusión de escoria o poro en una soldadura (Figura 1.4 ). Un área más clara (menor densidad) se puede deber a secciones de mayor espesor o un material de mayor densidad, como una inclusión de tungsteno el cual se origina en el proceso de soldadura por arco eléctrico con electrodo de tungsteno (Figura 1.5).

Figura 1.4 Porosidad agrupada.

Figura 1.5 Inclusiones de tungsteno.

Así, la radiografía industrial se emplea para detectar, interpretar y evaluar las discontinuidades internas en soldaduras, piezas fabricadas por fundición, piezas forjadas, etc.

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4

FUENTES DE RADIACIÓN

La radiación de alta energía que se hace pasar a través de los materiales se obtiene por desintegración nuclear (rayos gamma) o al bombardear un blanco metálico con un haz de electrones (rayos X).

Fuentes de rayos Gamma (y).

La fuente de rayos gamma, más utilizada, es la de Iridio 192 (lr-192), la cual se encapsula para su uso (Figura 1.6).

Esfera de seguridad ----

Conector tipo "bola"

Cable flexible trenzado (acero al carbono)

Cápsula con material radiactivo Figura 1.6 Fuente de Iridio 192.

La cápsula se coloca en el interior de un contenedor; por lo que, para realizar las exposiciones radiográficas, la cápsula se expulsa del contenedor por el tiempo necesario para hacer pasar la radiación a través del material a inspeccionar (Figuras 1. 7 y 1.8). . ~---...~.

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5

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Figura 1.7 Interior de contenedor.

Figura 1.8 Exterior de contenedor.

Para expulsar la fuente del contenedor se emplea un telemando o reel y para dirigirla hacia el material a inspeccionar se utilizan las mangueras de posicionamiento o tubos guía (Figuras 1.9, 1.1 O y 1.11 ).

Figura 1.9 Telemando o reel.

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Figura 1.1 O Mangueras de posicionamiento.

6

------

Figura 1.11 Reel y tubo guía conectados al contenedor.

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-----

En algunas ocasiones, cuando a falta de blindaje en la zona de trabajo, se requiere incrementar las condiciones seguras de operación y reducir la exposición a la radiación del personal técnico, se emplea un colimador . El colimador dirige el haz de radiación hacia la zona a inspeccionar durante la exposición radiográfica. Se fabrican principalmente de tungsteno o de plomo y se colocan en la punta del tubo guía (Figura 1.12).

Figura 1.12 Colimadores de radiación.

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7

Fuentes de Rayos X -<>

Como se mencionó anteriormente, los rayos X se producen al bombardear un blanco metálico con un haz de electrones. Este proceso se lleva a cabo en un tubo de rayos X y la radiación emitida se dirige a través de una ventana para realizar la exposición radiográfica (Figura 1.13). Tubo envolvente de vidrio

{

Blanco (Anodo) Figura 1.13 Generación de Rayos X.

Para generar una cierta cantidad de electrones en el filamento del tubo de rayos X y acelerarlos hacia el blanco, se aplica una corriente y un kilovoltaje respectivamente. Estos parámetros se regulan en la unidad de control o consola (Figura 1.14).

Figura 1.14 Tubo de rayos X y unidad de control.

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8

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La exposición radiográfica con equipos de rayos X se realiza de manera similar a los equipos de rayos gamma. Es decir, el haz de radiación se hace incidir por un lado de la pieza a examinar y por el otro lado se coloca la película para formar la imagen radiográfica (Figura 1.15).

Figura 1.15 Exposición radiográfica con rayos X.

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9

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PELÍCULA RADIOGRÁFICA ----------

En radiografía industrial convencional, la película radiográfica se emplea como medio de registro permanente. Esta consiste de una hoja delgada de plástico transparente, cubierta en uno o ambos lados con una emulsión que contiene un compuesto de plata sensible a la radiación. Para obtener la imagen radiográfica del material a inspeccionar ( específicamente del área de interés a examinar), la película se debe exponer a una cierta cantidad de radiación. En este contexto, para una misma cantidad de radiación, una película "lenta" requiere de un mayor tiempo de exposición y una película "rápida", de un menor tiempo de exposición. La velocidad de la película radiográfica (lenta o rápida), se encuentra determinada por el tamaño de grano de la emulsión. Si el tamaño de grano de la emulsión es grande, la velocidad de la película será "rápida"; mientras que, si el tamaño de grano es fino, la velocidad de la película será "lenta" (Figura 1.16).

Figura 1.16 Tamaño de grano y definición de la película radiográfica .

•••

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10

En función de las características mencionadas, clasificaron de la manera siguiente:

las películas radiográficas

Tipo de película

Velocidad

Contraste

Tamaño de Grano

1

Lenta

Muy alto

Muy fino

11

Media

Alto

Fino

111

Alta

Medio

Grueso

se

Tabla 1.1 Clasificación de películas radiográficas.

Para precisar lo anterior, en la tabla siguiente se muestran algunas películas comerciales y su clasificación.

KOOAK

CLASIFICACIÓN (ASTM E-1815-96)

AGFA

MX125

1

04

AA400

2

07

ex

3

08

Tabla 1.2 Clasificación y equivalencia de películas.

Ahora bien, para su exposrcion radiográfica, la película se debe "cargar" en el chasis o porpapelículas, entre dos pantallas de plomo. Estas pantallas de plomo se designan como pantalla frontal y posterior. La pantalla frontal es la que recibe la radiación, antes de que ésta pase a través de la película .

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DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

11

En cuanto a su espesor, la pantalla de plomo frontal debe ser de 0.005" y la --~-- posterior de 0.010". La función de las pantallas, durante la exposición radiográfica, es la siguiente: La pantalla frontal filtra la radiación de baja energía e intensifica la acción de la misma en la película, reduciendo los tiempos de exposición a valores prácticos. La pantalla posterior se emplea para absorber la radiación reflejada (radiación dispersa posterior) que pudiera regresar a la película (Figura 1.17), la cual afecta la calidad de imagen radiográfica.

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RADIACIÓN PRIMARIA

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PIEZA A INSPE~

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PORTAPELÍCULA

RADIACIÓN DISPERSA POSTERIOR

CONCRETO

Figura 1.17 Radiación dispersa posterior.

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12

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INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN (ICI) Los ICI se emplean para verificar la correcta aplicación de la técnica de inspección radiográfica; éstos se fabrican de un material "radiográficamente similar" al que se va a inspeccionar y, en prácticamente la mayoría de los casos, los ICI se colocan sobre el objeto a radiografiar, en el lado de la fuente de radiación. Los ICI de uso común, de acuerdo con los documentos de inspección norteamericanos, son los de barreno (laínas) y los de alambre o hilos.

ICI de barrenos Consisten de una placa rectangular con 3 barrenos cuyos diámetros son: T, 2T y 4T, dónde Tes el espesor del ICI (Figura 1.18).

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Figura 1.18 ICI de barrenos.

Cada ICI se identifica con un número de plomo, el cual indica su espesor en milésimas de pulgada (Tabla 1.3).

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ICI Designación

ICI Espesor (pulgadas)

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2T

4T

5 7 10 12 15 17

0.005 0.0075 0.010 0.0125 0.015 0.0175

0.010 0.010 0.010 0.0125 0.015 0.0175

0.020 0.020 0.020 0.025 0.030 0.035

0.040 0.040 0.040 0.050 0.060 0.070

20

0.020

0.020

0.040

0.080

25 30 35 40 45 50 60 70 80 100 120 140 160 200 240 280

0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050 0.060 0.070 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 0.200 0.240 0.280

0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050 0.060 0.070 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 0.200 0.240 0.280

0.050 0.060 0.070 0.080 0.090 0.100 0.120 0.140 0.160 0.200 0.240 0.280 0.320 0.400 0.480 0.560

0.100 0.120 0.140 0.160 0.180 0.200 0.240 0.280 0.320 0.400 0.480 0.560 0.640

Diámetro del barreno (pulgadas)

-------------------

Tabla 1.3 Designación de los ICI de barrenos (ASME, Sección V).

Los ICI con espesor mayor a 0.180 pulgadas tienen forma de disco, su diámetro es cuatro veces el espesor (4T) y solamente presentan dos barrenos de diámetros Ty 2T. El diseño, fabricación y clasificación de materiales de los ICI de barrenos se encuentra en la norma ASTM E-1025. Con respecto a los materiales de fabricación, éstos se han clasificado en 8 grupos, de acuerdo a sus características de absorción de la radiación (Figura 1.19).

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De¡'.)th + '/111 in. (1.586 mm) -•t'.k:l in. (.794 mm)

Figura 1.19 Materiales de fabricación para los ICI de barrenos.

Así; por ejemplo, los ICI del grupo 1 se fabrican de acero al carbono o de acero inoxidable de la serie 300, empleándose en la inspección radiográfica de los aceros al carbono y de los aceros inoxidables.

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15

ICI de alambres o hilos -- Estos ICI contienen 6 alambres o hilos de diámetros diferentes, encapsulados en una bolsa de plástico (Figura 1.20).

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Figura 1.20 ICI de alambres o hilos.

El diseño, fabricación y clasificación de materiales de los ICI de alambres se encuentra establecido en la norma ASTM E-747. La identificación de cada ICI consta de un número que indica el grupo del material del cual se ha fabricado (La clasificación de los materiales es similar a los ICI de barreno) y de una letra que designa el juego del ICI (Tabla 1.4).

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16

JUEGO B

JUEGO A Diámetro del alambre Pulgadas

Milímetros

0.0032 0.004 0.005 0.0063 0.008 0.010

0.08 0.10 0.13 0.16 0.20 0.25

Número de alambre 1 2 3 4 5 6

Diámetro del alambre Pulgadas

Milímetros

0.010 0.013 0.016 0.020 0.025 0.032

0.25 0.33 0.41 0.51 0.64 0.81

JUEGO C Diámetro del alambre Pulgadas

Milímetros

0.032 0.040 0.050 0.063 0.080 0.100

0.81 1.02 1.27 1.60 2.03 2.54

Número de alambre 6 7 8 9 10 11

JUEGO D Número de alambre 11 12 13 14 15 16

Diámetro del alambre Pulgadas

Milímetros

0.100 0.126 0.160 0.200 0.250 0.320

2.54 3.20 4.06 5.08 6.35 8.13

Número de alambre 16 17 18 19 20 21

Tabla 1.4 Designación de los ICI de alambres o hilos (ASME, Sección V).

Para finalizar la descripción de los ICI, se debe considerar que aún cuando se observe un cierto barreno de un ICI en una imagen radiográfica, una cavidad del mismo diámetro y espesor posiblemente no se pueda apreciar. Los bordes de los barrenos del ICI se encuentran perfectamente delineados, originando una diferencia, aunque pequeña, en el espesor del metal; mientras que, los bordes más o menos redondeados de una cavidad pueden cambiar de manera gradual. Por lo tanto, la imagen de un barreno del ICI será más definida que la imagen de una cavidad. De manera similar, si la radiación X o gamma pasa a través del espesor de una grieta fina, su imagen en la película no se apreciará debido a la transición gradual en la densidad radiográfica. POR LO TANTO, LOS ICI SE EMPLEAN PARA INDICAR LA CALIDAD DE LA TÉCNICA RADIOGRÁFICA Y NO PARA MEDIR EL TAMAÑO DE UNA DISCONTINUIDAD.

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· En el caso de los ICI de alambre, la imagen definida de un alambre con un cierto diámetro no garantiza que una discontinuidad con la misma sección transversal sea visible.

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17

PROCESO DE INSPECCIÓN

El proceso de inspección radiográfica se puede dividir en 3 etapas: 1. Exposición radiográfica. 2. Revelado. 3. Interpretación y evaluación.

Exposición radiográfica Esta etapa se considera, comúnmente, como el tiempo durante el cual se expone la película radiográfica a la radiación. Sin embargo, previa exposición, se determinan los parámetros siguientes: a) Técnica de exposición. b) Tiempo de exposición. _.,.....,__

c) Selección y colocación del ICI.

Técnicas de exposición La selección de la técnica de exposición depende de la configuración de la pieza, parte o componente que se requiere inspeccionar. Estas técnicas de exposición son: a) Pared sencilla - interpretación sencilla (single wall - single wall viewing). b) Doble pared - interpretación sencilla (double wall - single wall viewing). e) Doble pared - interpretación de dos paredes (double wall - double wall viewing). d) Exposición con película múltiple (multiple exposure film).

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18

Exposición de pared sencilla - interpretación sencilla En esta técnica, la radiación atraviesa una sola pared de la pieza, la cual se interpreta y evalúa para determinar su aceptación o rechazo (Figuras 1.21 y 1.22).

Figura 1.21 Exposición de pared sencilla - interpretación sencilla.

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Figura 1.22 Exposición de pared sencilla - interpretación sencilla. (exposición panorámica).

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DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

19

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Exposición de doble pared - interpretación sencilla _

En esta técnica, la radiación atraviesa dos paredes del componente y la pared o espesor que se interpreta y evalúa es el que se encuentra del lado de la película (Figura 1.23). Esta técnica se aplica principalmente en tuberías o secciones tubulares en piezas fundidas o forjadas, con diámetros externos mayores de 3%".

Figura 1.23 Exposición de doble pared - interpretación sencilla.

Cuando se emplea esta técnica se deben tomar, como mínimo, tres exposiciones a 120º. Cada película debe mostrar un indicador de calidad de imagen, el cual se debe seleccionar en función al espesor de una sola pared. Con respecto al tiempo de exposición, este se determina en función del espesor de las dos paredes.

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20

Exposición de doble pared - interpretación de dos paredes La radiación atraviesa dos paredes del componente y las dos paredes se interpretan y evalúan. Esta técnica se aplica en tuberías o secciones tubulares en piezas fundidas o forjadas, con diámetros nominales externos iguales o menores de 3Yi", presentando dos variantes: la técnica del ovalo y la sobrepuesta (Figuras 1.24 y 1.25).

Figura 1.24 Exposición de doble pared - interpretación de dos paredes. (Técnica del ovalo o elipse).

En la imagen radiográfica obtenida habrá dos zonas en donde no se puede realizar la interpretación (lados paralelos a la radiación); por lo que, cuando se requiere examinar el 100 % de la junta de soldadura, se deben tomar como mínimo dos exposiciones a 90º.

IIJI DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

21

Figura 1.25 Exposición de doble pared - interpretación de dos paredes. (Técnica sobrepuesta).

Cuando se emplea esta técnica y cuando se requiere examinar el 100 % de la junta de soldadura, se deben tomar como mínimo tres exposiciones a 120º. En ambos casos (técnica del ovalo y sobrepuesta), el indicador de calidad de imagen se deberá seleccionar en función al espesor de una sola pared, debiendo colocarse siempre del lado de la fuente de radiación.

Exposición con película múltiple Consiste en el uso de varios tipos de película con diferente velocidad, las cuales se colocan en un mismo portapelículas. Esta técnica se emplea para radiografiar piezas con espesores diferentes en una sola exposición, en dónde cada película es representativa de un área específica. También se emplea para reducir tiempos de exposición excesivos, utilizando dos películas y la mitad del tiempo de exposición, realizando la interpretación con las ~- dos películas sobrepuestas.

1111 DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

22

í

Tiempo de exposición De manera práctica, para determinar el tiempo de exposición ( con regla de cálculo), se requiere conocer: a) La cantidad de radiación, en Roentgens (R) o miliRoentgens (mR), que se necesita para obtener una cierta densidad en el área o zona de interés; la que a su vez depende del tipo y marca de película a emplear. b) Tipo y espesor de material a inspeccionar. e) La actividad de la fuente (Ci). d) La distancia fuente - película a emplear (Figura 1.26), la cual se obtiene con la fórmulas siguientes:

Dfo = F•Dop Ug Dfp

= Dfo + Dop

Dónde: Dfo Dop Dfp F Ug

= Distancia fuente - objeto (mínima). = Distancia objeto - película. = Distancia fuente - película.

= Tamaño del punto focal. = Penumbra geométrica máxima permisible.

La penumbra geométrica máxima permisible (Figura 1.27) se especifica en los códigos, normas o especificaciones a emplear. Así, por ejemplo, el código ASME, sección V, establece los valores siguientes: Espesor de material, in. (mm) Menor de 2 in (50 mm) 2 - 3 in (50 - 75 mm) Mayor de 3 y hasta 4 in (75 - 100 mm) Mayor de 4 in (100 mm)

Ug máxima permisible, in. (mm) 0.020 in (0.51 mm) 0.030 in (0.76 mm) 0.040 in (1.02 mm) 0.070 in (1.78 mm)

Tabla 1.5 Penumbra geométrica máxima permisible (ASME, Sección V).

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.

Por lo tanto, el valor correspondiente de la penumbra geométrica máxima permisible se sustituye en la fórmula mencionada anteriormente para obtener la distancia fuente - objeto mínima a emplear .

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

23

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Dfp

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Figura 1.26 Distancias fuente-objeto, objeto-película y fuente-objeto.

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Figura 1.27 Penumbra geométrica.

1111 DE QUERÉTARO, S.A.

DE C.V.

24

Selección del ICI .·---------

La selección del ICI a utilizar, depende del espesor a inspeccionar (si se requiere inspeccionar soldaduras, el espesor que se toma es el espesor del metal base más la altura de corona). La selección del ICI se puede efectuar mediante el uso de tablas, las cuales se encuentran en los códigos, normas o especificaciones aplicables (Tabla 1.6). ESPESOR NOMINAL DEL MATERIAL (PARED SENCILLA) PULGADAS

Hasta 0.25 0.25 - 0.375 0.375 - 0.50 0.50- 0.75 0.75- 1.00 1.00-1.50 1.50-2.00 2.00-2.50 2.50-4.00 4.00-6.00 6.00- 8.00 8.00 10.00 10.00-12.00 12.00 - 16.00 16.00 - 20.00

> > > > > > > > > > > > > >

MILÍMETROS

Hasta 6.4 6.4 - 9.5 9.5-12.7 12.7 - 19.0 19.0-25.4 25.4 - 38.1 38.1 - 50.8 50.8 - 63.5 63.5 - 101.6 101.6-152.4 152.4 - 203.2 203.2 - 254.0 254.0 - 304.8 304.8 - 406.4 406.4 - 508.0

> > > > > > > > > > > > > >

ICI LADO DE LA FUENTE BARRENOS

ALAMBRES (ALAMBRE DESIGNADO)

12 15 17 20 25 30 35 40 50 60 80 100 120 160 200

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 17 18 20 21

LADO DE LA PELÍCULA BARRENOS

10 12 15 17 20 25 30 35 40 50 60 80 100 120 160

ALAMBRES (ALAMBRE DESIGNADO)

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 17 18 20

Tabla 1.6 Selección del ICI (Código ASME, Sección V).

Como ejemplo, si se requiere radiografiar una soldadura cuyo espesor sea de 0.420", colocando el ICI de barrenos del lado de la fuente, el que se deberá emplear será el del No. 17 o el del No. 15 si el ICI se coloca del lado de la película. Si se emplea un ICI de alambres, y éste se coloca del lado de la fuente, se deberá · emplear el del juego B para observar el alambre No. 7 en la imagen radiográfica. Si se coloca del lado de la película se podrá utilizar el juego A o B para observar el alambre No. 6 en la radiografía.

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La selección del ICI también se puede efectuar en función al nivel de calidad de imagen que se especifique. Al respecto, la norma ASTM E-1025 'establece los siguientes: NIVEL DE CALIDAD DE IMAGEN

NORMALES

ESPECIALES

2-1T 2-2T 2-4T 1-1T 1-2T 2-4T

BARRENO A OBSERVAR

ESPESOR DEL ICI

2% 2% 2% 1·% 1 %' 4%

(DIÁMETRO MÍNIMO) '

1T 2T 4T 1T 2T 4T

Tabla 1.7 Selección del ICI en función del nivel de calidad de imagen.

En este caso, si se requiere un nivel de calidad de imagen de 2-2T~ la selección del ICI se deberá efectuar en función del 2 % del espesor del material a inspeccionar y el barreno a observar en la imagen radiográfica será el 2T ... Para aplicaciones específicas, en cuanto al número y colocación de los ICI, se debe consultar los documentos aplicables ya que existen variaciones debidas a las dimensiones y configuración de las piezas o componentes a examinar.

Finalmente, para concluir con la etapa de exposicron radiográfica, se debe elaborar la identificación que aparecerá en la imagen radiográfica (utilizando letras y números de plomo). La información mínima de la identificación, es la siguiente: a) El nombre o razón social de la empresa. b) La fecha de inspección. e) La identificación del componente o equipo (nombre, número de soldadura, orden de trabajo, etc.). Para delimitar el área o zona específica de interés se emplean números de plomo. Estas marcas de localización deben aparecer como imágenes radiográficas. Por último, antes de proceder a efectuar el arreglo de exposición, se coloca la letra "B" de plomo en la parte posterior del chasis para verificar que no exista radiación dispersa posterior.

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Revelado

Al terminar la exposición radiográfica, se procede con la siguiente etapa: el revelado. Esta etapa se realiza en un área oscura (laboratorio), sumergiendo la película en las soluciones químicas siguientes: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Revelador. Baño detenedor o baño de paro. Fijador. Enjuague. Agente humectante. Secado.

Debido a que la película se sumerge en diferentes soluciones, por diferentes tiempos, el proceso de revelado se lleva a cabo entre 40 y 60 minutos. Una vez que la película se encuentra seca, se continúa con la evaluación de calidad de la imagen radiográfica, interpretación y evaluación de discontinuidades; temas que se tratarán en los capítulos siguientes.

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2 CALIDAD DE IMAGEN RADIOGRÁFICA

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1

CALIDAD DE IMAGEN RADIOGRÁFICA

Antes de realizar la interpretación y evaluación de las indicaciones relevantes en las radiografías obtenidas, se debe evaluar la calidad de imagen radiográfica. Los requisitos de calidad a verificar son: 1. Defectos de almacenamiento, manejo y revelado en la película radiográfica. 2. Densidad radiográfica. 3. Sensibilidad del Indicador de calidad de imagen. 4. Marcas de localización e identificación. 5. Radiación posterior dispersa (reflejada). 6. Penumbra geométrica. 7. Contraste y definición. DEFECTOS DE ALMACENAMIENTO, PELÍCULA RADIOGRÁFICA.

MANEJO Y

REVELADO EN LA

_______ En el área de interés, la película radiográfica no debe presentar defectos de almacenamiento, manejo y revelado; en caso contrario, la película se debe rechazar. De acuerdo con la norma ASTM E-1316 "Standard Terminology for Nondestructive Examinations", el área de interés se define como el área especifica de la imagen radiográfica de la pieza, parte o componente que se va evaluar. Es decir, en el caso de las soldaduras el área de interés es propiamente el cordón de soldadura. Por lo tanto, si los defectos de almacenamiento, manejo y revelado se presentan fuera del área de interés, las películas quedan aceptadas; cumpliendo así, con este requisito de calidad. Con respecto a los defectos que se pueden presentar en las películas, éstos pueden ser, por ejemplo: película velada, marcas de agua, doblez, etc., de los cuales, a continuación se describen los de mayor frecuencia .

.

--~

•••

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2

Película velada -------

Las causas comunes por las que la película se puede velar, son: - Filtración de luz blanca en el cuarto oscuro (laboratorio), chasis o caja de la película (Figura 2.1 ). - Exposición de la película a la radiación X o gamma durante su almacenamiento (Figura 2.2). - Exposición de la película a la luz de seguridad, calor o humedad (Figura 2.3).

___ ......... _

Figura 2.1 Película velada (luz blanca).

Figura 2.2 Película velada (radiación) .

•••

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3

Figura 2.3 Película velada (luz de seguridad).

Marcas de estática ___

Se producen por descargas de electricidad estática cuando ocurre un frotamiento entre la película y las hojas de protección de la película; o bien, entre la pantalla y la película. Se observan como líneas oscuras arborescentes (Figuras 2.4 y 2.5).

Figura 2.4 Marcas de estática .

•••

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4

Figura 2.5 Marcas de estática.

Marcas de doblez Se observan en forma de rayas oscuras curveadas cuando la película se dobla después de la exposición radiográfica y de color blanco cuando se dobla antes de la exposición (Figura 2.6).

Figura 2.6 Marcas de doblez.

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5

Marcas de agua

-~

-----

o revelador

Se observan como indicaciones redondas oscuras, las cuales se pueden originar por proyección de agua o revelador en la película (Figuras 2. 7 y 2.8).

Figura 2. 7 Marcas de agua. (baja densidad).

Figura 2.8 Marcas de revelador. (alta densidad).

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6

,......-

-

Indicaciones redondas oscuras con cola de cometa Se deben a la preparación incorrecta del revelador; así como, a la falta de agitación durante la preparación del revelador o antes de su uso (Figura 2.9).

Figura 2.9 Indicaciones redondas oscuras con cola de cometa (falta de agitación).

Indicaciones oscuras de forma irregular Aparecen cuando la película se deja cargada en el chasis por demasiado tiempo en climas calurosos o húmedos, adhiriéndose a las pantallas intensificadoras (Figura 2.1 O).

.--,

Figura 2.1 O Indicaciones oscuras de forma irregular.

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7

Marcas de fijador Se observan como indicaciones redondas claras, las cuales se originan cuando el fijador se proyecta en la película (Figura 2.11 ).

Figura 2.11 Marcas de fijador. --~-

Indicaciones claras de forma irregular Aparecen cuando las pantallas intensificadoras se encuentran sucias (Figura2.12).

Figura 2.12 Indicaciones claras de forma irregular.

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8

r---

Marcas de burbujas Se observan como indicaciones redondas claras. Se producen por la formación de burbujas cuando no existe una buena agitación de la película durante el revelado (Figura 2.13).

Figura 2.13 Marcas de burbujas.

--Manchas de secado Se producen debido a la falta de secado uniforme de la película (Figura 2.14).

Figura 2.14 Manchas de secado .

.,-------

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9

Marcas de escurrimiento Se deben a la falta de agitación en el revelador o fijador; o bien, al procesar la película a una temperatura fuera del rango recomendado por el fabricante (Figuras 2.15, 2.16 y 2.17).

-----.

Figura 2.15 Marcas de escurrimiento. (revelador).

Figura 2.16 Marcas de escurrimiento (revelador).

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10

Figura 2.17 Marcas de escurrimiento. (fijador).

Marcas por presión Se originan por una excesiva presión sobre el chasis. Generalmente, se observan como manchas claras grandes (Figura 2.18).

Figura 2.18 Marca por presión.

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11

Líneas oscuras Se producen al emplear pantallas intensificadoras con dobleces o ralladuras (Figura 2.19).

Figura 2.19 Líneas oscuras.

Otros defectos que se pueden presentar en la película radiográfica son: Manchas amarillas/ película amarillenta Se originan por los agentes químicos que entran en contacto con la película. Estas manchas se pueden deber a: -

Uso de revelador agotado. Falta de enjuague en el baño detenedor o de paro. Uso de fijador agotado. Falta de enjuague final.

Manchas blanquecinas Se presentan cuando el tiempo de fijado no es suficiente . .

~----~

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Huellas dactilares oscuras Su causa es la contaminación de las manos del inspector con la solución de revelado y se producen al tocar la película no revelada con los dedos contaminados.

Huellas dactilares claras Su origen es la contaminación de las manos del inspector con grasa, aceite y en algunas ocasiones sudor. Estas huellas se generan al tocar la película no revelada con los dedos.

Reticulación ( cuadrícula fina) Se debe a las soluciones químicas utilizadas a diferentes temperaturas.

Pérdida de emulsión .---~--

Se debe al uso de un revelador excesivamente caliente, al uso de fijador agotado o a un enjuague por un tiempo excesivamente prolongado. Es importante mencionar que los defectos mencionados son los más comunes; por lo que, la película radiográfica se debe revisar adecuadamente para verificar que ésta no presente ningún tipo de daño mecánico o de revelado en el área de interés.

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DENSIDAD RADIOGRÁFICA

La densidad radiográfica se puede definir como el grado de oscurecimiento de la película, considerándose la medición cuantitativa de dicho oscurecimiento. Este requisito de calidad puede variar de un documento a otro; por lo que, los valores mínimos y máximos se deben consultar en los documentos de aplicación específica. Así; por ejemplo, el código ASME, Sección V, artículo 2, establece que la densidad radiográfica deberá estar entre 2.0 y 4.0 cuando se emplean fuentes de rayos gamma y de 1.8 a 4.0 cuando se emplean rayos X. Lo anterior es aplicable cuando el portapelícula o chasis lleva una sola película. Para la técnica de película múltiple, la densidad mínima y máxima (para cada película) es de 1.3 y de 4.0, respectivamente.

,,~

Cuando se emplean los Indicadores de Calidad de Imagen (ICI) de barrenos, la densidad se debe medir sobre el cuerpo del ICI y en el área de interés (Para los ICI de alambres, la densidad se debe medir en la zona adyacente del alambre a observar y en el área de interés). Ahora bien, es cierto que la densidad radiográfica presenta una variación entre el cuerpo del ICI de barrenos y el área de interés. Al respecto, los códigos o normas establecen una tolerancia de -15 % y +30 % ( dentro de los rangos en densidad máximos y mínimos permisibles mencionados anteriormente), con respecto a la densidad en el cuerpo del ICI. Obviamente, si la película radiográfica no cumple en densidad, ésta se debe rechazar. Por otra parte, es importante mencionar que aún cuando los códigos, normas o especificaciones permiten el uso de las películas de pasos para obtener la densidad radiográfica por comparación, lo recomendable es utilizar un densitómetro de transmisión ya que de esta manera se obtendrán lecturas reales en densidad de las radiografías obtenidas, tanto en el cuerpo del ICI de barrenos como en el área de interés, permitiendo una verificación adecuada en este · requisito de calidad. Con respecto al densitómetro de transmisión, la observación es en relación a su calibración, la cual se debe efectuar cada 3 meses.

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.---

SENSIBILIDAD DEL ICI

Se define como la imagen mínima a observar del barreno designado, para los ICI de barrenos, o como la imagen mínima a observar del alambre designado, para los ICI de alambres. Este requisito de calidad se define en los documentos aplicables. Como ejemplo, en el código ASME, Sección V, Artículo 2, se estable lo siguiente: "La radiografía se debe efectuar con una técnica de suficiente sensibilidad para mostrar la imagen del ICI tipo rectangular y el barreno 2T o el alambre esencial del ICI de alambre o de hilos. La radiografía debe mostrar también el número y letras de identificación del ICI" "Si la imagen del ICI tipo rectangular y el barreno 2T, o el alambre esencial, no se muestran en cualquier película en la técnica de película múltiple, pero se muestran en la interpretación compuesta de la película, la interpretación se debe permitir únicamente con la película compuesta".

Por lo tanto, cuando se realiza alguna inspección de acuerdo con el código -: -. ASME, Sección V, Artículo 2; el barreno a observar en la imagen del ICI es el 2T. Si el barreno 2T no se observa, la película queda rechazada. Adicionalmente, se debe recordar que cuando se verifica la sensibilidad del ICI se debe corroborar que éste corresponda al espesor y material radiografiado. En este mismo sentido, cuando el ICI se coloca en el lado de la película se deberá observar una letra F de plomo adyacente al ICI, la cual no deberá estar en el área de interés .

..:----

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1·

MARCAS DE LOCALIZACIÓN E IDENTIFICACIÓN

. Como se mencionó en el capítulo 2, las marcas de localización se emplean para delimitar el área de interés a interpretar y evaluar en las radiografías; por lo que se debe verificar que éstas aparezcan como imágenes radiográficas. Con respecto a la identificación, las radiografías deben mostrar como mínimo la información siguiente: 1. Nombre o razón social de la empresa. 2. Fecha de inspección. 3. Identificación del componente o equipo (nombre, número de soldadura, orden de trabajo, etc.). La identificación no necesariamente se requiere que aparezca en la película como imagen radiográfica; sin embargo ésta no debe interferir con el área de interés. RADIACIÓN POSTERIOR DISPERSA (REFLEJADA)

Es la radiación que después de atravesar el material y la película continúa su ---- trayecto hasta que se refleja por un material denso ( como el concreto), y que durante su nueva trayectoria incide nuevamente sobre la película, disminuyendo la calidad de imagen radiográfica. Para verificar la presencia o ausencia de la radiación reflejada se coloca una letra B de plomo en la parte posterior del chasis durante la exposición radiográfica. De acuerdo con el código ASME, Sección V, Artículo 2; las dimensiones mínimas de la letra B de plomo son de 13 mm (1/2") de altura y 1.5 mm (1/16") de espesor. También, de acuerdo con el código ASME, Sección V, Artículo 2; la película radiográfica queda rechazada al mostrar una imagen clara de la letra B de plomo, sobre un fondo oscuro (una imagen oscura de la letra B, sobre un fondo claro, no es causa de rechazo).

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. PENUMBRA GEOMÉTRICA .

....--..

.

'

La penumbra geométrica máxima permisible se verifica matemáticamente empleando la fórmula:

U _ F•Dop gDfo Los valores de F, Dop y Dfo se obtienen de los reportes de inspección.

CONTRASTE Y DEFINICIÓN Adicionalmente, una imagen radiográfica de excelente calidad debe tener un contraste y definición aceptables. El contraste radiográfico se define como la diferencia en densidades entre dos zonas adyacentes (a mayor diferencia en densidades, mayor contraste). La definición se refiere a la agudeza de la imagen, es decir, a la delineación de los . contornos. En la siguiente figura, la imagen de la izquierda muestra un contraste adecuado y baja definición. La imagen de la derecha muestra un menor contraste y una mayor definición.

Figura 2.20 Contraste y definición.

· Así, dentro de ciertos límites, el contraste radiográfico y la definición serán dos parámetros de calidad a balancear con el propósito de obtener la mayor cantidad .----~. de información posible de las imágenes radiográficas.

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17

Para finalizar el tema presente es importante mencionar que cuando las películas radiográficas no cumplen con uno o más de los requisitos de calidad de imagen, éstas se deben tomar nuevamente. Antes de repetir el trabajo, se deberán tomar las precauciones correspondientes para producir películas radiográficas libres de defectos de almacenamiento, manejo y revelado. De. la misma manera, si es necesario, se deberán efectuar las correcciones necesarias en cuanto a la distancia fuente - objeto, tiempos de exposición, selección y colocación del ICI, colocación de las marcas de localización, etc .

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3 INTERPRETACIÓN RADIOGRÁFICA

•

•••

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1

INTERPRETACIÓN RADIOGRÁFICA

Una vez que las películas radiográficas se han aceptado, al cumplir con los requisitos de calidad, se procede a realizar la interpretación. La interpretación de imágenes radiográficas implica: a) Detectar la indicación de la discontinuidad (indicación relevante). b) Determinar la discontinuidad que origina la indicación. Para lograr la mejor comprensión de lo anterior, se definirán los términos "discontinuidad", "indicación" y "defecto". Discontinuidad

__.,.,....,_

Se define como la interrupción en la estructura de un material (ejemplos: poros, grietas, inclusiones de escoria, etc.).

_ Las discontinuidades se dividen en: . Discontinuidades no relevantes Son aquéllas que debido a su tamaño, forma y localización requieren de su interpretación pero no de su evaluación. Discontinuidades relevantes Son aquéllas que por su tamaño, forma y localización interpretación y evaluación .

•••

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requieren de su

2

Indicación Es la respuesta o señal que proporciona el método de inspección. En radiografía industrial, la respuesta que se obtiene se refiere a los diferentes grados de oscurecimiento de la película (indicaciones de poros, grietas, desalineamiento, etc.). Las indicaciones se dividen en: Indicación falsa Es aquella que se origina por una mala aplicación del método de inspección ( escurrimientos, doblez, etc.). Indicación no relevante .-

Es aquélla que se origina como el resultado de la configuración geométrica del material o de la pieza (respaldos de soldadura, barrenos, etc.). Indicación relevante Las indicaciones relevantes son originadas grietas, faltas de penetración, etc.).

por las discontinuidades

(poros,

Defecto Es toda discontinuidad o indicación de una discontinuidad que por su tamaño, forma o localización; excede los límites de aceptación establecidos por un código, norma o especificación aplicable.

Por lo tanto, ahora es claro que "interpretación" significa determinar el tipo de · discontinuidad que da origen a una indicación. ,.,.--.

Con respecto a las discontinuidades, proceso y de servicio .

•••

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éstas se clasifican

en: inherentes,

de

3

Discontinuidades inherentes Son aquéllas que se forman durante la fusión y solidificación del metal fundido. Estas se dividen en discontinuidades de fundición primaria y de fundición .secundaria (rechupe, poros, contracciones, etc.). Discontinuidades de proceso Las discontinuidades de proceso son las que se originan durante los procesos de manufactura: maquinado, tratamientos térmicos, recubrimientos metálicos, conformado en caliente (forja, extrusión, rolado), conformado en frío (doblado, prensado, extrusión) y soldadura. Discontinuidades de servicio Se generan por las diferentes condiciones de servicio a las que se someten las piezas, partes o componentes (grietas por fatiga, corrosión, etc.).

__ _,_.___

Ahora bien, debido a que la radiografía industrial se emplea principalmente en la inspección de soldaduras y piezas fabricadas por fundición, a continuación se presenta una descripción de los procesos de soldadura por arco eléctrico más empleados; para, posteriormente revisar las imágenes radiográficas de las discontinuidades más comunes de soldadura y fundiciones.

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4

PROCESOS DE SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO

Actualmente existe una gran cantidad de procesos diferentes de soldadura. Sin embargo, la soldadura por arco eléctrico sigue siendo la más utilizada; · específicamente, los procesos siguientes: 1.

Soldadura por arco con electrodo recubierto. (SMAW; Shielded Metal Are Welding).

2.

Soldadura por arco eléctrico con microalambre protegido con gas. (GMAW; Gas Metal Are Welding).

3.

Soldadura por arco eléctrico con electrodo de tungsteno protegido con gas. (GTAW; Gas Tungsten Are Welding). s_ Af-G:i.bN;;; (JZ_o

4.

Soldadura por arco sumergido. (SAW; Submerged Are Welding).

l.'

Soldadura SMAW

En este proceso la unión entre los metales se produce por el calor originado de un arco eléctrico, el cual se forma entre la punta del electrodo recubierto y la superficie del metal base (Figura 3.1 ).

Recubrimiento del electrodo -Núcleo de alambre-e, Atmósfera de protección \. ··.• ·. Charco de soldadura \..) Escoria solidificada · · ..~

Metal base Dirección de avance

.•

. ...

,.

;¡;,

Figura 3.1 Soldadura SMAW.

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5

El núcleo del electrodo recubierto consiste de una varilla de metal sólido fabricado por estirado, fundición o sinterizado. Esta varilla conduce la corriente eléctrica hacia el arco y proporciona el metal de aporte para la unión. Las funciones principales del recubrimiento son las de proporcionar estabilidad en el arco y proteger al metal fundido de la atmósfera, por medio de gases creados en el momento en que el recubrimiento se descompone al calor del arco y por la formación de una capa de escoria que se forma en la superficie del charco de soldadura. La capa de escoria solidifica después de que el metal de soldadura solidifica.

del recubrimiento del electrodo, controlan en gran parte las propiedades mecánicas, la composición química y estructura metalúrgica del metal de soldadura. La

protección

empleada,

en

conjunto

con

la

composicion

qurrmca

El proceso SMAW se emplea para soldar aceros al carbón y de baja aleación, aceros inoxidables, hierros fundidos, aleaciones de cobre, níquel y aluminio. Los metales de bajo punto de fusión como el plomo, zinc, y sus aleaciones no se pueden soldar por este proceso debido al intenso calor generado por el arco. El proceso SMAW no es adecuado para metales reactivos como el titanio, circonio, tantalio y coulombio, debido a que la protección es inadecuada para evitar la contaminación de la soldadura por oxígeno. En la soldadura SMAW, las discontinuidades que se presentan con mayor frecuencia son: poros, grietas, socavados, falta de fusión, falta de penetración e inclusiones de escoria .

•••

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6

Soldadura GMAW

En este proceso se utiliza el arco eléctrico que se forma entre un microalambre, como metal de aporte, y el charco de soldadura. En la soldadura SMAW se emplea un gas de protección (argón, helio o mezcla de argón y dióxido de carbono). El gas se emplea para proteger ( de la contaminación atmosférica) al electrodo, charco de soldadura y metal de soldadura que solidifica (figura 3.2). /

Microalambre

~~..,···

_,_,.-----Conductor de corriente

,,/

Gas de protección Desplazamiento----· \,

~.

\,

'},.,,,,--\'¡

/' Guía del alambre y tubo contacto

/

'

Boquilla de gas :¡'.)*:-.« "<:

Metal base

/'" Protección de gas

'<:

· Metal de soldadura

Figura 3.2 Soldadura GMAW.

Este proceso de soldadura se encuentra disponible comercialmente desde 1948. Su aplicación principal fue para soldar aluminio utilizando un microalambre, alta corriente y un gas de protección inerte. Como resultado, se utilizó el término MIG (Metal lnert Gas). Actualmente, el término se sigue utilizando. Sin embargo, el desarrollo en este proceso incluye el uso de bajas corrientes, aplicación a una gran diversidad de materiales, y el uso de un gas reactivo (particularmente el dióxido de carbono) o una mezcla de gases. La terminología AWS (American Welding Society) para este proceso es GMAW (Gas .Metal Are Welding), debido a que para algunas aplicaciones se pueden utilizar mezclas de gases de protección inertes o reactivos. El proceso de soldadura GMAW se emplea para soldar materiales como aceros al . carbono, aceros inoxidables, aleaciones de aluminio, cobre, titanio y níquel.

r~- -.

En este proceso, las discontinuidades que se presentan con mayor frecuencia son: poros, grietas, socavados, falta de fusión y falta de penetración.

•••

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7

Soldadura GTAW

La soldadura por arco eléctrico con electrodo de tungsteno protegido con gas, utiliza un arco eléctrico entre un electrodo de tungsteno (no consumible) y el charco de soldadura. El proceso se utiliza con un gas de protección (argón, helio o mezcla de argón y helio) y sin la aplicación de presión. El gas se emplea para proteger (de la contaminación atmosférica) al electrodo, charco de soldadura y metal de soldadura que solidifica. El proceso se puede utilizar con o sin la adición de metal de aporte (figura 3.3).

Dirección de avance · . Gas de protección /

Electrodo de tungsteno (no consumible)

Arco

Metal solidificado

Figura 3.3 Soldadura GTAW.

A este proceso se le ha llamado también soldadura con electrodo no consumible y TIG (Tungsten lnert Gas). Sin embargo, la terminología AWS (American Welding Society) para este proceso es GTAW, debido a que para algunas aplicaciones se pueden utilizar mezclas de gases de protección que no son inertes. El proceso de soldadura GTAW se emplea para soldar materiales como aceros al carbono, aceros aleados, aleaciones de aluminio, cobre, níquel, magnesio y titanio. Las discontinuidades comunes en la soldadura GTAW son: inclusiones de tungsteno, poros, grietas, falta de fusión y falta de penetración.

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8

IMÁGENES RADIOGRÁFICAS DE DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA

DISCONTINUIDAD: POROSIDAD DISPERSA.

DISCONTINUIDAD: POROSIDAD AGRUPADA.

DESCRIPCIÓN:

DESCRIPCIÓN:

INDICACIONES REDONDAS DE DIFERENTES TAMAÑOS, DISTRIBUCIÓN IRREGULAR Y CON MAYOR DENSIDAD QUE EL CORDÓN DE SOLDADURA.

INDICACIONES REDONDAS O LIGERAMENTE ALARGADOS, AGRUPADOS PERO IRREGULARMENTE ESPACIADOS Y DE MAYOR DENSIDAD.

PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

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9

IMÁGENES RADIOGRÁFICAS DE DISCONTINUIDADES DE SOLDADURA

DISCONTINUIDAD: POROSIDAD ALINEADA.

DISCONTINUIDAD: QUEMADA.

DESCRIPCIÓN:

DESCRIPCIÓN:

INDICACIONES REDONDAS Y ALARGADAS DE UNA DENSIDAD MÁS OSCURA, QUE PUEDEN ESTAR CONECTADOS Y QUE FORMAN UNA LINEA RECTA EN EL CENTRO DEL CORDÓN DE SOLDADURA.

INDICACIONES REDONDEADAS DE MAYOR DENSIDAD CON BORDES BORROSOS Y LOCALIZADAS EN EL CENTRO DEL CORDÓN DE SOLDADURA. PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

PROCESO DE SOLDADURA: GMAW .

•••

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10

IMÁGENES RADIOGRÁFICAS DE DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA

DISCONTINUIDAD: GRIETA TRANSVERSAL.

DISCONTINUIDAD: GRIETA LONGITUDINAL.

DESC.RIPCIÓN:

DESCRIPCIÓN:

INDICACIÓN LINEAL ONDULADA O EN ZIG -ZAG, DE UNA DENSIDAD MÁS OSCURA.

INDICACIÓN LINEAL ONDULADA DE UNA DENSIDAD MÁS OSCURA A LO LARGO DEL CORDÓN DE SOLDADURA.

PROCESO DE SOLDADURA: GMAW - GTAW.

PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

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11

IMÁGENES RADIOGRÁFICAS

DE DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA

DISCONTINUIDAD: FALTA DE PENETRACIÓN.

DISCONTINUIDAD: FALTA DE FUSIÓN.

DESCRIPCIÓN:

DESCRIPCIÓN:

INDICACIÓN LINEAL DE MAYOR DENSIDAD, CON BORDES PARALELOS Y RECTOS, EN EL CENTRO DEL CORDÓN DE SOLDADURA.

INDICACIONES ALARGADAS, PARALELAS O SENCILLAS, DE UNA DENSIDAD MÁS OSCURA, ALGUNAS VECES CON INDICACIONES REDONDAS OSCURAS A LO LARGO . DE LA LÍNEA DE FUSIÓN; LAS CUALES SON RECTAS EN LA DIRECCIÓN LONGITUDINAL DE LA SOLDADURA Y NO CURVEADAS COMO LA LÍNEA DE ESCORIA.

PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

PROCESO DE SOLDADURA: GMAW-GTAW.

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12

IMÁGENES RADIOGRÁFICAS DE DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA

DISCONTINUIDAD: INCLUSIONES DE ESCORIA.

DISCONTINUIDAD: DOBLE LÍNEA DE ESCORIA.

DESCRIPCIÓN:

DESCRIPCIÓN:

INDICACIONES DE FORMA IRREGULAR, LIGERAMENTE ALARGADOS, Y DE UNA DENSIDAD MÁS OSCURA

INDICACIONES LINEALES (LIGERAMENTE CURVEADAS), PARALELAS O SENCILLAS Y DE MAYOR DENSIDAD QUE EL CORDON DE SOLDADURA.

PROCESO DE SOLDADURA: SMAW. PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

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13

IMÁGENES RADIOGRÁFICAS DE DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA

DISCONTINUIDAD: SOCAVADO EXTERNO.

DISCONTINUIDAD: SOCAVADO INTERNO.

DESCRIPCIÓN:

DESCRIPCIÓN:

INDICACIÓN ALARGADA OSCURA EN EL BORDE DEL CORDÓN DE SOLDADURA.

INDICACIÓN ALARGADA OSCURA EN EL BORDE DEL CORDÓN DE LA RAÍZ.

PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

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14

IMÁGENES RADIOGRÁFICAS DE DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA

DISCONTINUIDAD: CONCAVIDAD EXTERNA

DISCONTINUIDAD: CONCAVIDAD INTERNA

DESGRIPCIÓN:

DESCRIPCIÓN:

INDICACIÓN OSCURA EN TODO LO ANCHO DEL CORDÓN DE SOLDADURA.

INDICACIÓN ALARGADA Y MÁS OSCURA, CON BORDES BORROSOS, EN EL CENTRO DEL CORDÓN DE SOLDADURA.

PROCESO DE SOLDADURA: SMAW. PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

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15

IMÁGENES RADIOGRÁFICAS DE DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA

~-.

DISCONTINUIDAD: EXCESO DE PENETRACIÓN.

DISCONTINUIDAD: INCLUSIONES DE TUNGSTENO.

DESCRIPCIÓN:

DESCRIPCIÓN:

INDICACIÓN ALARGADA O DE FORMA IRREGULAR, DE MENOR DENSIDAD, EN EL CENTRO DEL CORDÓN DE SOLDADURA.

INDICACIONES REDONDAS, CLARAS, DISTRIBUIDAS ALEATORIAMENTE EN EL CORDÓN DE SOLDADURA.

PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

PROCESO DE SOLDADURA: GTAW .

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

16

IMÁGENES RADIOGRÁFICAS DE DISCONTINUIDADES DE SOLDADURA

M,';-----.. '\ .

'''

\

'

___ ]

DISCONTINUIDAD: DESALINEAMIENTO.

DENSIDAD

PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

.•

,'

DISCONTINUIDAD: DESALINEAMIENTO FALTA DE PENETRACIÓN'.. DESCRIPCIÓN:

DESCRIPCIÓN: CAMBIO BRUSCO EN LA CORDÓN DE SOLDADURA.

I

I

DEL

CON

CAMBIO BRUSCO . EN LA DENSIDAD DEL CORDÓN DE SOLDADURA CON UNA LÍNEA RECTA LONGITUDINAL OSCURA EN EL CENTRO Y A LO LARGO DEL BORDE DEL CAMBIO EN DENSIDAD. PROCESO DE SOLDADURA: SMAW.

ISI

DE QUERÉTARO, S.A. DE c.v.

17

DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA EN LA RAÍZ

-----------------··Di !ilfo,-.il& lnadequate Penetration of Weld Groove Two Parallel Lines

(Radiographic lmage)

lnadequate Penetration Due to High-Low

(Radiographlc lmage)

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

18

DISCONTINUIDADES DE SOLDADURA EN LA RAÍZ

Root Concavity (Suck Back]

,......

(Radlographic lmage)

-;

I

Burn Through

(Radiographlc lmage)

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

19

DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA EN LA RAÍZ

w¡

Root Pass (lntemal) Undercut

(Radiographic lmage)

lncomplete Fusion of Root Pass Sharp Straight Une

(Radiographk; lmage)

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

20

DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA EN LA RAÍZ

Hollow Bead

(Radiographlc lmage)

l

Misalignment

(High-Low)

(Radiographic lmage)

IIJI DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

21

DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA EN LA RAÍZ

_,,...,,,,,.

..............

Unconsumed lnsert

(Radlographlc lmage)

,..,,, Oxidized Root

(Radiographk: lmage)

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

22

DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA EN LOS CORDONES DE RELLENO

------.

e.SCC-:N'

O•

Slag Llnes

(Radiograph.lc lm.lge)

,.---.

4t~!~~"lnclusions

{Radiographfc lmage)

1111 DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

23

--,---

-

-

DISCONTINUIDADES DE SOLDADURA EN LOS CORDONES DE RELLENO

lncomp.lete Fusion (Cold Lap) Straight Llne On One Edge

(Radiographic· lmage)

· Tungsten lnclusions

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

24

DISCONTINUIDADES DE SOLDADURA EN LOS CORDONES DE RELLENO

Individual ··Pores

Cluster Porostty

~,¡,.,"

0µ}'

~1

Wormhole Porosity ~\,~~l¡g.

e:

C.'

Hollow Bead C?'

, tJJ:,e. (,, 0

~- J(),,.

6 r- v-

(Radiographlc fmage)

,..,,,...,.---_

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

25

DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA EN EL CORDON DE VISTA

.r:>

¿e

~iA¡__' .p.}:,_ rJ ¡0"- ,....._

-~------

........ ¡,...,¡

50

,h_CÍ'c

tnadequa e Reinforcement (Weld Darker Than Parenl Metal)

(Radlographlc lmage)

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

26

DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA EN EL CORDON DE VISTA

lncomplete FHI of Weld Groove

(Radiographlc lmage)

lncomplete Fusion (Top of Weld Groove) Sharp Stralght Llne

(Radiographlc lmage)

1111 DEQUERÉTARO,

S.A. DE C.V.

27

DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA EN EL CORDON DE VISTA

i!

Excessive Reinforcement {Extremely Ught Appearing Weld)

.-------

Surf ace Porosity

1111 DE QUERÉT ARO, S.A. DE C.V.

28

DISCONTINUIDADES

OR

Longltudlnal .Cracks

DE SOLDADURA EN EL CORDON DE VISTA

(Seclfon Cut Through Centertlne of Weld)

Transverse Cracks

OR

·Crater Cracks

Base Metal Cracks

(Radlographlc lmage)

11111 DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

29

DISCONTINUIDADES

DE SOLDADURA EN EL CORDON DE VISTA

Excessive Weld Ripples

(Radiographlc lmage)

Weld Ripp.les And High Contrast

(Radiographic lmage)

1111

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

30

DISCONTINUIDADES EN PIEZAS FABRICADAS POR FUNDICIÓN Las discontinuidades más comunes son: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Poros. Arena e inclusiones de escoria. Contracción. Grietas. Desgarres en caliente. Insertos.

NORMAS ASTM PARA LA INSPECCIÓN DE PIEZAS DE ACERO FABRICADAS POR FUNDICIÓN

...

ASTM E-446

"Radiografías de referencia para fundiciones de acero de hasta 2" de espesor.

ASTM E-186

"Radiografías de referencia para fundiciones de acero con espesores de 2" - 41 /2".

ASTM E-280

"Radiografías de referencia para fundiciones de acero con espesores de 41/2 - 12" .

~-lllll DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

31

ASTM E-446 .,-----~

Consiste de 3 juegos, cada uno con 34 imágenes radiográficas de referencia. Volumen I Volumen II Volumen 111

Para Equipos de rayos X de voltaje medio (250 KVP nominal). Para equipos de rayos X de 1 MV y fuentes de lr-192. Para equipos de rayos X de 2 a 4 MV y fuentes de Co-60.

Cada juego consiste de 6 categorías de discontinuidades: Categoría A Categoría B Categoría e

Porosidad (Nivel de severidad del 1 al 5 ). Arena e inclusiones de escoria (Nivel de severidad del 1 al 5). Contracción (4 tipos). CA Nivel de severidad del 1 al 5). CB Nivel de severidad del 1 al 5). ce Nivel de severidad del 1 al 5). CD Nivel de severidad del 1 al 5). Categoría D Grieta (1 ilustración). Categoría E Desgarre en caliente (1 ilustración). Categoría F Inserto (1 ilustración). Categoría G Moteado (1 ilustración). Notas: 1. Las dimensiones de las radiografías son de (5" X 7"). 2. Debido a que el moteado depende del nivel de energía, éste aparece únicamente en el volumen l. 3. Las radiografías originales, usadas para preparar las ilustraciones de referencia, se hicieron de secciones seleccionadas de piezas fabricadas por fundición de producción, mediante el uso respectivo de rayos X de 250 KV, lr-192 y Co-60; con un nivel de sensibilidad 2-2T y una densidad entre 2.00 y 2.25. 4. En la norma ASTM E-446 no se encuentran criterios de aceptación - rechazo, éstos los debe proporcionar el cliente; especificando categoría y nivel de severidad aceptables .

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

.

32

IMÁGENES RADIOGRÁFICAS DE DISCONTINUIDADES EN FUNDICIONES

Categoría A Porosidad Nivel 1

---

Categoría A Porosidad Nivel 2

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

33

.-.,,.....___.

Categoría A Porosidad Nivel 3

-:~-.

.r>

Categoría A Porosidad Nivel 4

1111 DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

34

Categoría A

Categoría

B

Porosidad

Nivel 5

Arena e inclusiones de escoria

1111 DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

Nivel 1

35

Categoría B

Categoría B

•••

Arena e inclusiones de escoria

Arena e inclusiones de escoria

DE QUERÉT ARO, S.A. DE C.V.

Nivel 2

Nivel 3

36

Categoría B Arena e inclusiones de escoria Nivel 4

Categoría B Arena e inclusiones de escoria Nivel 5

11111 DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

37

Categoría CA Contracción Nivel 1

Categoría CA Contracción Nivel 2

1111 DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

38

Categoría CA Contracción Nivel 3

Categoría CA Contracción

1111 DE QUERÉT ARO, S.A. DE C.V.

Nivel 4

39

Categoría CA Contracción Nivel 5

Categoría CB Contracción Nivel 1

•••

DE QUERÉT ARO, S.A. DE C.V.

40

Categoría CB Contracción Nivel 2

Categoría CB Contracción Nivel 3

IIJI DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

41

Categoría CB Contracción Nivel 4

-: ,.........___

Categoría CB Contracción Nivel 5

1111 DE QUERÉT ARO, S.A. DE C.V.

42

Categoría CC Contracción Nivel 1

Categoría

•••

ce

Contracción Nivel 2

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

43

•••

Categoría

ce

Contracción Nivel 3

Categoría

ce

Contracción

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

Nivel 4

44

Categoría

ce

Contracción Nivel 5

Categoría CD Contracción Nivel 1

IIJI DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

45

Categoría CD Contracción Nivel 2

Categoría CD Contracción Nivel 3

1111 DE QUERÉT ARO, S.A. DE C.V.

46

Categoría CD

Contracción

Nivel 4

~----

Categoría CC Contracción Nivel 5

1111 DE QUERÉT ARO, S.A. DE C.V.

47

Categoría D

Categoría F

Grieta

Desgarre en caliente

IIJI DE QUERÉT ARO, S.A. DE C.V.

48

r----~

Categoría G Inserto

Una vez que se ha determinado el tipo de discontinuidad que da origen a las indicaciones relevantes, se procede a evaluar las mismas.

•••

DE QUERÉT ARO, S.A. DE C.V.

49

4 EVALUACIÓN RADIOGRÁFICA

IIJI DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

1

EVALUACIÓN RADIOGRÁFICA

Después de efectuar la interpretación de las indicaciones relevantes se procede a efectuar la evaluación de las mismas. La evaluación se realiza empleando los criterios de aceptación - rechazo; establecidos en los códigos, normas o especificaciones aplicables; los cuales son establecidos por sociedades técnicas como: ASME

American Society of Mechanical Engineers (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos)

API

American Petroleum lnstitute (Instituto Americano del petróleo)

AWS

American Welding Society (Sociedad Americana de Soldadura)

ASTM

American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana de Pruebas y Materiales)

ANSI

American National Standards lnstitute (Instituto Americano de Normas Nacionales)

Los documentos de mayor aplicación en el área de inspección por radiografía industrial, son: Código ASME La Sección I

Fabricación de Calderas.

La Sección 111

Fabricación de componentes y partes para la industria nuclear.

La Sección IV

Fabricación de calentadores e intercambiadores de calor.

La Sección V

Ensayos No Destructivos.

La Sección VIII Fabricación de recipientes a presión. »=>:

La Sección IX

•••

Calificación de procedimientos de soldadura y de habilidad de soldadores .

DE QUERÉT ARO, S.A. DE C.V.

2

Normas API API 1104

Soldadura de líneas de tubería e instalaciones

API 620

Diseño y construcción de tanques de almacenamiento de baja presión.

API 650

Diseño y construcción de almacenamiento de petróleo.

tanques

de

relacionadas.

acero

soldado

para

Código AWS AWS 01 .1 Soldadura de acero estructural. AWS 01 .4 Soldadura de acero de refuerzo estructural.

Normas ASTM

ASTM E-94

Guía estandarizada para la prueba radiográfica.

ASTM E-142

Método estandarizado para el control de la calidad de la prueba radiográfica.

ASTM E-446

"Radiografías de referencia para fundiciones de acero de hasta 2" de espesor.

Código ANSI ANSI/ASME 831.1

Tubería para vapor.

ANSI/ASME 831.3

Tubería de proceso.

ANSI/ASME 831.4

Tubería para el transporte de hidrocarburos líquidos y otros.

ANSI/ASME 831.8

Tubería para el transporte y distribución de gas .

•••

DE QUERÉTARO, S.A. DE C.V.

3