Inspección de costura de soldadura de tubería soldada

I. La importancia de la inspección de costura de soldadura
La costura de soldadura es el área donde los bordes de la palanquilla de la tubería se unen mediante soldadura por fusión. Durante el proceso de soldadura, el estrés térmico, las reacciones metalúrgicas y los factores operativos pueden conducir fácilmente a diversos defectos, como porosidad, inclusiones de escoria, penetración incompleta, falta de fusión y grietas. Estos defectos actúan como minas ocultas dentro de la pared de la tubería. Bajo presión, corrosión o cargas alternas, pueden convertirse en la fuente de iniciación y propagación de grietas, causando finalmente fugas en las tuberías o incluso estallidos, lo que resulta en pérdidas económicas significativas, daños ambientales y lesiones personales. Por lo tanto, la inspección de calidad integral de las costuras de soldadura en tuberías soldadas tiene los siguientes objetivos principales:

Garantizar la integridad estructural: Asegurar que la costura de soldadura pueda soportar las presiones internas y las cargas externas requeridas por el diseño.

Prevención de fallas prematuras: identificar y eliminar rápidamente los productos con defectos graves para evitar accidentes durante el servicio.

Evaluación de la estabilidad del proceso: utilizando los resultados de la inspección como retroalimentación, optimizamos los parámetros del proceso de soldadura y mejoramos la consistencia de la calidad de la producción.

Cumplir con los estándares regulatorios: Cumplir con las regulaciones de calidad y los requisitos de certificación nacionales, industriales y específicos del cliente.

II. Principales métodos de inspección y sus aplicaciones
Existen numerosos métodos para inspeccionar las costuras de soldadura en tuberías soldadas. Estos métodos se pueden clasificar en dos tipos principales: pruebas no destructivas y pruebas destructivas, dependiendo de si dañan la pieza de trabajo.

(I) Ensayos no destructivos

La prueba no destructiva (NDT) es un método para detectar defectos internos o superficiales sin dañar o afectar el rendimiento del objeto que se está inspeccionando. Es el método principal para inspeccionar costuras de soldadura en tuberías soldadas.

Inspección de la apariencia

Descripción general: Este es el método de inspección más básico e intuitivo, generalmente el primer paso en la inspección.

Método: confíen a simple vista o con la ayuda de herramientas como una lupa de baja potencia o una regla de inspección de soldadura.

Contenido de inspección: verifica la formación de soldadura uniforme y completa; la presencia de defectos externos tales como grietas en la superficie, socavados, golpes de soldadura, pozos de arco y salpicaduras; y mide el refuerzo de altura de soldadura, el ancho y otras dimensiones para garantizar que cumplan con los estándares.

Características: Simple, rápido y de bajo costo, pero sólo detecta defectos superficiales.

Pruebas radiográficas

Descripción general: Los rayos X o rayos gamma se utilizan para penetrar en la pieza de trabajo. Debido a las diferentes capacidades de absorción de las áreas defectuosas e intactas, las imágenes se forman en placas de película o de imagen digital, que luego se utilizan para identificar defectos internos.

Métodos: Principalmente incluyen radiografía de película y radiografía digital.

Contenido de inspección: Altamente sensible a defectos volumétricos (como poros e inclusiones de escoria), también puede detectar eficazmente defectos de área como penetración incompleta y falta de fusión.

Características: Resultados intuitivos y registros de imágenes rastreables; sin embargo, la tasa de detección de defectos direccionales como grietas se ve afectada por el ángulo, y hay problemas de seguridad de la radiación y altos costos.

Prueba ultrasónica

Descripción general: Las ondas de sonido de alta frecuencia se propagan a través de la pieza de trabajo. Cuando encuentran defectos, se reflejan. Las ondas reflejadas se analizan para localizar y evaluar los defectos.

Métodos: El método de reflexión de pulso se usa a menudo, con la sonda moviéndose a lo largo de la soldadura para escanear.

Contenido de inspección: altamente sensible a los defectos del área (como grietas y falta de fusión), tiene una gran profundidad de detección y puede determinar con precisión la profundidad y la altura del defecto.

Características: Requiere altos requisitos de superficie de la pieza de trabajo y requiere un agente de acoplamiento; los resultados no son intuitivos y dependen en gran medida del nivel de habilidad y experiencia del operador; inspección rápida, libre de radiación y adecuada para tuberías de paredes gruesas e inspección automatizada en línea.

Prueba de partículas magnéticas

Descripción general: magnetiza la superficie o cerca de la superficie de tuberías soldadas ferromagnéticas. Los defectos generan un campo magnético de fuga que atrae las partículas magnéticas aplicadas, dando como resultado trazas magnéticas visibles.

Métodos: Incluye los métodos de magnetización continua y residual.

Alcance de prueba: Diseñado específicamente para detectar defectos lineales de superficie y cerca de la superficie, como grietas.

Características: Alta sensibilidad y operación simple; solo adecuado para materiales ferromagnéticos y tiene ciertos requisitos para la forma de la pieza de trabajo.

Pruebas Penetrantes

Visión general: Se aplica un penetrante que contiene un tinte a la superficie de la pieza de trabajo y se deja que penetre en los defectos de la superficie abierta. Después de eliminar cualquier exceso de penetrante, se aplica un revelador para extraer el penetrante del defecto, creando una traza magnificada.

Métodos: Disponible como colorante penetrante y penetrante fluorescente.

Alcance de la prueba: Utilizado para detectar defectos superficiales abiertos en materiales no porosos.

Características: Equipo simple, operación fácil y adecuado para una variedad de materiales metálicos; sin embargo, no puede detectar defectos de no apertura o defectos cercanos a la superficie.

(II) Pruebas Destructivas

La prueba destructiva implica el corte de muestras de un lote de producción de tubos soldados o placas de prueba para el análisis mecánico o metalográfico para verificar sus propiedades.

Pruebas de propiedad mecánica

Pruebas de tracción: Determina la resistencia y la ductilidad de la soldadura.

Prueba de flexión: incluye curvas de cara, espalda y laterales para probar la ductilidad y la calidad de la superficie de la soldadura.

Pruebas de impacto: Determina la tenacidad de la soldadura bajo cargas de impacto, lo cual es particularmente importante en entornos de baja temperatura.

Pruebas metalográficas

Una sección transversal de la soldadura se corta, se muele, se pule y se graba, y su microestructura se observa bajo un microscopio.

Contenido de prueba: analiza la microestructura de la soldadura, la zona afectada por el calor y el metal base; inspecciona defectos internos como falta de fusión, grietas e inclusiones de escoria; y mide la penetración y las dimensiones de la soldadura.

Características: Los resultados precisos lo convierten en una herramienta importante para analizar la calidad de la soldadura y la racionalidad del proceso, pero es destructivo.

Prueba de dureza

Mide los valores de dureza de diferentes áreas en una sección transversal de soldadura para evaluar la tendencia de endurecimiento o ablandamiento de la junta de soldadura y determinar su resistencia a la corrosión por tensión y fatiga.