Avances en técnicas de inspección de soldadura 

Introducción 

la inspección de soldadura es un proceso fundamental para evaluar la calidad de una soldadura y determinar si cumple con los estándares y requisitos específicos, mediante la deteccion de defectos susceptibles en este proceso. La competencia del profesional encargado es significativa, requiriendo un conocimiento profundo de los procedimientos de soldadura, experiencia en ensayos, identificación de defectos.

La soldadura es un proceso complejo que requiere atención muy especial y seguimiento rigurosos en todas sus etapas, desde la planificación hasta su liberación por control de calidad. A medida que las exigencias de seguridad y calidad aumentan, también lo hacen los métodos de inspección de soldaura y las exigencias de formación y preparación de los inspectores de soldadura, para garantizar la integridad y durabilidad de las soldaduras.

Esto incluye evaluar la preparación de la superficie, la elección del material y los procesos de soldadura correctos, así como también verificar la apariencia y las propiedades mecánicas de la soldadura una vez completada. En este artículo se abordan los avances en las técnicas de inspección de soldadura, las mejores prácticas para su implementación y los métodos utilizados para verificar la calidad de una soldadura.

¿Qué es la inspección de soldadura?

La inspección y control de calidad de la soldadura es el proceso de evaluar y garantizar que las uniones soldadas cumplen con los estándares y especificaciones técnicas requeridas, incluye métodos destructivos y no destructivos para verificar la integridad y la calidad de la misma, tales como radiografía, ultrasonido, tintes penetrantes, ensayos de tensión e impactos, entre otros. Estos métodos permiten detectar inconsistencia estructuras en la soldadura, grietas, porosidad o inclusiones, asegurando que la soldadura tenga la resistencia y durabilidad necesarias para su aplicación y prevenir fallos estructurales, garantizar la seguridad y cumplir con las normativas industriales. 

Como regla general, no se debe sacrificar la calidad ni los requisitos estándar especificados para la conveniencia de la producción.

Los inspectores de soldadura

Los inspectores de soldadura son profesionales calificados responsables de asegurar que las soldaduras realizadas en diversos proyectos cumplan con los estándares de calidad y se lleven a cabo según la especificación y los procedimientos establecidos. La función del inspector de soldadura puede cubrir todas las áreas de un proceso de soldadura, desde los procedimientos previos, la ejecución, los controles y ensayos posteriores a las mismas.

Áreas de conocimiento de los inspectores de soldadura

Un inspector de soldadura debe mantenerse actualizado y dominar normas y códigos de soldadura, metalurgia, métodos de inspección no destructiva, interpretación de planos y especificaciones técnicas, seguridad industrial y control de calidad de la soldadura para garantizar la integridad y seguridad de las estructuras soldadas, por lo tanto, su formación técnica debe cubrir la siguiente área de conocimiento.

• Tipos de juntas y procesos de soldaduras: Conocimiento de los diferentes tipos de juntas como solape, de tope, de borde y de esquina, entre otros, igualmente conocimientos sólidos de los procesos de soldaduras como de arco metálico con gas (GMAW), arco con tungsteno y gas inerte (GTAW), arco con núcleo fundente (FCAW) y arco sumergido (SAW), entre otros.
• Normas y códigos: Familiaridad con las normas y códigos internacionales que regulan la soldadura y los Ensayos no destructivos, como The American Society for Nondestructive Testing (ASNT), American Welding Society (AWS), la American Society of Mechanical Engineers (ASME), la International Organization for Standardization (ISO), y otros.
• Materiales y metalurgia: Conocer los diversos materiales que componen una junta soldada, como aceros, aleaciones especiales, metales no ferrosos y electrodos consumibles. Este conocimiento incluye comprender cómo las propiedades de estos materiales pueden influir tanto en el proceso de soldadura como en el resultado final.
• Ensayos no destructivos (END): Competencia en la realización e interpretación de las metodologías de END, como inspección visual, radiografía, ultrasonido, partículas magnéticas y líquidos penetrantes. También debe estar bien informado sobre técnicas avanzadas de END y su aplicación, como emisión acústica, fugas de campo magnético, corrientes Eddy y radiografía digital, entre otras.
• Procedimientos de soldadura: Comprensión de los procedimientos de soldadura (WPS) y la capacidad de evaluar si se siguen correctamente durante el proceso.

Certificaciones para inspectores de soldadura

• Existen varias certificaciones que un inspector de soldadura puede obtener para demostrar su competencia y conocimiento en el campo. Algunas de las certificaciones más reconocidas son:
• Welding inspector certification (CAWI, CWI, SCWI) de american welding society (AWS): Es una de las certificaciones más reconocidas a nivel mundial. Las certificaciones otorgadas son: Certified Associate Welding Inspector (CAWI), Certified Welding Inspector (CWI), Senior Certified Welding Inspector (SCWI).
• CSWIP welding inspector de the welding institute (TWI): El TWI es una organización del Reino Unido reconocida internacionalmente que certifica CSWIP 3.0 (Nivel 1): Inspector visual de soldadura, CSWIP 3.1 (Nivel 2): ​​Inspector de soldadura y CSWIP 3.2 (Nivel 3): Inspector senior de soldadura.
• American Society for Nondestructive Testing (ASNT): La certificación ASNT es una credencial proporcionada por la sociedad estadounidense de ensayos no destructivos a los técnicos de END. Esta certificación verifica que una persona es competente en pruebas no destructivas. 
• Certificación basada en la norma ISO 9712: Certificaciones en END que cubre la competencia de los inspectores en ensayos no destructivos. 

Métodos de inspección de soldadura

Los ensayos y procedimientos para realizar la inspección de soldadura están diseñados para proporcionar un registro de las variables de soldadura utilizadas y los resultados de inspección obtenidos durante el ensayo de cualificación del procedimiento, también pueden proporcionar instrucciones para que el soldador las use en la producción para crear soldaduras aceptables. La inspección de soldadura es importante para garantizar la seguridad y la integridad de la estructura soldada.

A continuación se presentan en forma resumida algunos de estos métodos:

• Inspección visual: La inspección visual es el método más básico y común para evaluar una soldadura. Consiste en examinar la soldadura a simple vista o utilizando herramientas como lupas y luces especiales para detectar defectos superficiales como grietas (figura 1), porosidades, mala alineación, salpiques, falta de relleno. Aunque es simple, esta técnica es fundamental y debe ser realizada por personal capacitado y experimentado, que pueda identificar problemas evidentes antes de que se realicen inspecciones más avanzadas.

• Inspección por líquidos penetrantes: Este método se utiliza principalmente para detectar defectos superficiales en soldaduras de materiales no porosos. Consiste en aplicar un líquido penetrante sobre la superficie soldada, seguido de un removedor y un revelador que hace visibles las discontinuidades superficiales. Es una técnica eficaz para detectar grietas y porosidades superficiales que pueden no ser visibles a simple vista.
• Inspección por partículas magnéticas: Se utiliza para la inspección de materiales ferromagnéticos. Se induce un campo magnético a la soldadura mediante una herramienta llamada yugo y se aplica un polvo de partículas magnéticas sobre ella como se indica en la figura 2, Los defectos en la soldadura causan distorsiones en el campo magnético, atrayendo las partículas y haciendo visibles los defectos. Esta técnica es eficaz para identificar grietas superficiales y subsuperficiales en las soldaduras.

• Inspección por ultrasonido (UT): Es  una metodología avanzada que utiliza ondas de sonido de alta frecuencia para detectar defectos internos en la soldadura. Un transductor envía ondas ultrasónicas a través de la soldadura y detecta las ondas reflejadas por discontinuidades internas. Este método es muy efectivo para detectar inclusiones, falta de fusión, grietas y otros defectos internos que no son visibles con métodos superficiales.
• Inspección por radiografía: Esta metodología utiliza rayos X o rayos gamma para examinar la integridad interna de una soldadura. Las imágenes radiográficas obtenidas muestran la densidad interna de la soldadura, como se observa en la figura 3, permitiendo la detección de defectos como porosidades, inclusiones, ciertos tipos de grietas y falta de fusión, entre otras discontinuidades. Es una técnica costosa y de alto riesgo por la contaminación radiactiva, pero extremadamente precisa y útil para soldaduras. Los inspectores que trabajen con este método utilizan durante su jornada laboral detectores de radiación y llevan un control muy estricto en la salud ocupacional.

• Inspección por Corrientes Inducidas (Eddy Current): Este método se basa en la inducción de corrientes eléctricas en la soldadura mediante una bobina de inducción. Las variaciones en la conductividad y la permeabilidad magnética causadas por defectos alteran estas corrientes, lo cual es detectado por un equipo especializado. La inspección por corrientes inducidas es útil para detectar grietas superficiales y subsuperficiales en materiales conductores.

Inspección avanzada de soldaduras

Técnicas de imágenes termográficas

La termografía infrarroja es una técnica avanzada que detecta diferencias en la temperatura superficial de una soldadura. Estas diferencias pueden indicar la presencia de defectos internos o problemas en la distribución del calor durante el proceso de soldadura. Es una técnica no destructiva que puede ser utilizada para inspeccionar grandes áreas en forma rápida y sin necesidad de contacto directo. La termografía activa es aplicable en ambientes exteriores para la detección, caracterización y medición de discontinuidades superficiales mediante el estudio de las temperaturas y la velocidad de enfriamiento. 

Técnica de tomografía computarizada

Es una técnica avanzada que proporciona imágenes tridimensionales de la soldadura. Utilizando rayos X en diferentes ángulos, la CT permite una visualización detallada de la estructura interna de la soldadura. Aunque es costosa, es una técnica de inspecciones de alta precisión en aplicaciones críticas.

Inspección por emisión acústica

Este método detecta ondas acústicas emitidas por defectos en la soldadura cuando se someten a estrés. Los sensores colocados en la superficie de la soldadura captan estas emisiones, que son analizadas para identificar y localizar defectos internos. La inspección por emisión acústica es útil para monitorear la integridad estructural en tiempo real durante la operación de una estructura. Requiere técnicas de END complementarias como el ultrasonido, para definir la forma y profundidad de la discontinuidad. 

Mejores prácticas en inspección de soldadura

• Capacitación del personal: El personal que realiza la inspección de soldadura debe estar adecuadamente capacitado y certificado. La formación continua y la actualización de conocimientos sobre nuevas técnicas y normativas son esenciales para mantener altos estándares de calidad.
• Planificación y documentación: Un plan de inspección detallado debe ser desarrollado antes de comenzar cualquier proyecto de soldadura. Este plan debe incluir los métodos de inspección a utilizar, los criterios de aceptación y rechazo, los welding map y un cronograma de inspección. La documentación de cada etapa del proceso de inspección es un factor muy importante para garantizar la trazabilidad y la calidad del proyecto.
• Uso de equipos adecuados: Los equipos de inspección deben estar calibrados y certificados, igualmente deben ser los adecuados para cada proceso de inspección. Los equipos deben ser calibrados regularmente y mantenidos en buen estado. Además, el uso de tecnologías avanzadas debe ser considerado para proyectos que requieran un alto nivel de precisión.

Análisis y corrección de defectos

Cuando se detectan defectos en una soldadura, se debe analizar y determinar sus causas. Este análisis puede implicar la revisión del proceso de soldadura, la calidad de los materiales utilizados y las condiciones ambientales. Una vez identificada la causa, se deben implementar medidas correctivas para evitar la recurrencia de los defectos e incluirlas en las lecciones aprendidas del informe final.

Inspección post-proceso y mantenimiento

La inspección no debe concluir al finalizar la soldadura inicial. Las inspecciones post-proceso son necesarias para el monitoreo de soldaduras sometidas a ciertas condiciones de servicio, como aquellas expuestas a ataques por hidrógeno a altas temperaturas. Los métodos de inspección para estos casos los determinarán los mecanismos de corrosión y las condiciones de servicio.  

Conclusiones

Los avances en técnicas de inspección de soldadura han permitido mejorar significativamente la calidad y la seguridad de las soldadas. Desde métodos tradicionales como la inspección visual hasta técnicas avanzadas como la tomografía computarizada, la variedad de herramientas disponibles ofrece múltiples formas de garantizar la integridad de las soldaduras. La implementación de mejores prácticas en la inspección y el control de calidad, la capacitación del personal, el uso de equipos adecuados y el cumplimiento de normativas, es fundamental para lograr resultados óptimos.

La inspección avanzada de soldaduras y la verificación continua de la calidad son necesarias para asegurar que las soldaduras cumplan con los más altos estándares de seguridad y rendimiento. Con una atención constante a la innovación y la mejora continua, la industria de la soldadura puede seguir avanzando hacia un futuro más seguro y eficiente.

Referencias

Fuente propia