Inspecció de qualitat de soldadura: mètodes d'assaig de segellat i fuites per a juntes soldades

La inspecció de qualitat de la soldadura cobreix totes les comprovacions que confirmen que una estructura soldada és sòlida, fiable, segura i apta per al deure que veurà. La inspecció de segellat és la part d'aquest programa relacionada amb l'estanquitat en lloc de la resistència, i es porta a terme un cop s'hagin completat les proves de resistència. Els mètodes següents van des de la simple immersió de bombolles en components petits fins a l'espectrometria de masses d'heli en recipients on fins i tot una fuita microscòpica seria inacceptable.

Per a què serveix la inspecció de segellat

Una unió soldada pot satisfer els seus requisits de tracció i flexió i encara es filtra per un forat, una línia de fusió incompleta o un cúmul de porositat obert a la superfície. La inspecció de segellat s'utilitza per trobar aquests defectes, per verificar que un vaixell o canonada mantindrà el seu contingut i per protegir l'equip aigües avall, la puresa del producte i el medi ambient. El mètode s'escull en funció de la pressió que veurà el component, el perill del medi, la geometria de la junta i la taxa de fuites que es pot tolerar.

Prova d'aigüera i prova d'immersió en aigua

Prova d'enfonsament:s'utilitza per a petits vaixells i canonades que només veuen una petita pressió interna. L'article es pressuritza amb aire comprimit, normalment de 0,4 a 0,5 MPa, i després es submergeix en aigua. Qualsevol aire que s'escapi forma bombolles a la fuita, cosa que facilita la localització de petits defectes-de la paret. La pressió s'ha de limitar per seguretat i per la resistència de l'element que s'està provant.

Prova d'aigua:l'article s'omple d'aigua i el capçal estàtic s'utilitza per revelar fuites, generalment per inspecció visual. S'adapta a estructures soldades que no estan carregades a pressió però que han de romandre estanques, com ara dipòsits i dipòsits.

Proves de fuites d'amoníac i querosè

Ambdues proves es basen en un traçador que migra a través d'un defecte penetrant i marca un recobriment indicador al costat més llunyà de la soldadura.

Prova de fuites d'amoníac:l'articulació, o el volum que hi ha darrere, es carrega amb aire sec que conté una petita proporció d'amoníac, generalment un 1% en volum, i el costat accessible es cobreix amb paper indicador o cinta humitejada amb solució de fenolftaleïna. La fuita converteix l'indicador en un color vermell diferent. La prova és més sensible que el mètode del querosè i s'utilitza en dipòsits, canonades i soldadures on només es pot accedir a la unió des d'un costat.

Prova de fuites de querosè:la soldadura està recoberta amb un recobriment d'aigua-calç o de guix per una cara i raspallada amb querosè per l'altra. El querosè té una viscositat molt baixa i penetra en defectes estrets, de manera que qualsevol esquerda penetrant o manca de fusió taca el recobriment amb taques fosques o una banda. El temps d'observació estàndard és de 15 a 30 minuts, i la prova s'adapta a estructures soldades que veuen una petita pressió interna i s'han de segellar.

Prova d'espectrometria de masses d'heli

L'espectrometria de masses d'heli és la prova de fuites més sensible en l'ús industrial habitual. Un espectròmetre de masses ajustat a heli detecta concentracions d'aproximadament una part per milió, és a dir, una fracció de volum d'uns 10-6, a la qual no es pot acostar cap mètode de bombolla o tint. El component s'evacua o s'omple d'heli i l'exterior de la soldadura s'escaneja amb una sonda. Com que l'heli penetra lentament en un defecte molt fi, els vasos de paret gruixuda poden requerir un llarg temps d'estada, de vegades moltes hores, abans que s'assoleixi l'equilibri. Quan el procediment ho permet, la calefacció controlada escurça la prova. Les principals limitacions són el cost de l'heli i la durada del cicle d'inspecció, de manera que el mètode s'aplica quan l'estanquitat és crítica més que com a comprovació general del taller.

Prova d'estanquitat a gas i com es diferencia de la prova de resistència pneumàtica

La prova d'estanqueïtat al gas, sovint anomenada prova de fuites d'aire, és la prova d'acceptació convencional per a calderes, recipients a pressió i altres estructures soldades que han de contenir gas. El medi és aire net i la pressió de prova és generalment igual a la pressió de disseny. La pressió augmenta gradualment i, un cop s'ha arribat a la pressió de prova, les soldadures i les superfícies de segellat es cobreixen amb solució de sabó; qualsevol bombolla és una prova de fuita. Com que una prova pneumàtica d'energia-emmagatzemada comporta un risc d'explosió, la prova d'estanquitat només es realitza després d'acceptar la prova hidrostàtica.

La distinció importa quan s'escriu una especificació: una prova de resistència pneumàtica verifica la capacitat de pressió-de l'equip, mentre que la prova d'estanquitat verifica el seu rendiment de segellat i la seva llibertat de petits defectes penetrants. Un vaixell pot passar la prova pneumàtica i encara no la prova d'estanquitat.

Escollir el mètode de segellat adequat

Components petits, baixa pressió, evolució ràpida: prova d'aigüera o prova d'immersió en aigua.

Accés un-lateral, sensibilitat moderada: prova de fuites d'amoníac o querosè.

Soldadures a tope en tubs i tubs on es pot recobrir la junta: prova de fuites de querosè amb una observació de 15 a 30 minuts.

Estanquitat crítica, mitjans perillosos, equips de buit: espectrometria de masses d'heli.

Recipients a pressió i calderes abans de l'acceptació: prova d'estanqueïtat a gas a pressió de disseny després de la prova hidrostàtica.

Preguntes freqüents

P: Quina prova de segellat és la més sensible?
L'espectrometria de masses d'heli és el mètode més sensible d'ús general, detectant heli a una fracció de volum d'uns 10-6. Segueix en sensibilitat la prova de fuites d'amoníac, després la prova de querosè, i després els mètodes d'immersió amb bombolles.

P: Quina pressió s'utilitza per a una prova d'aigüera?
Els vaixells petits i les canonades normalment es carreguen amb aire comprimit a uns 0,4 a 0,5 MPa abans de la immersió. Una pressió més alta augmenta la sensibilitat, però també augmenta l'energia emmagatzemada, de manera que el valor està limitat per la força de l'element a prova.

P: Quant de temps s'ha d'observar una prova de fuites de querosè?
El temps d'observació normal és de 15 a 30 minuts després d'aplicar el querosè a la cara oposada de la soldadura. El recobriment s'ha d'assecar abans de raspallar el querosè, en cas contrari no es poden distingir les taques de penetració.

P: Per què es realitza la prova d'estanqueïtat al gas després de la prova hidrostàtica?
Perquè una prova pneumàtica emmagatzema una gran quantitat d'energia i crea un risc d'explosió si l'estructura falla. Completar i acceptar la prova hidrostàtica primer confirma que l'equip es pot pressuritzar amb seguretat amb un medi comprimible.

P: Quina diferència hi ha entre una prova pneumàtica i una prova d'estanqueïtat a gas?
La prova pneumàtica és una prova de resistència realitzada a 1,15 vegades la pressió de disseny amb una correcció de temperatura quan sigui necessari; la prova d'estanquitat es realitza a la pressió de disseny i es refereix al rendiment del segellat i als petits defectes més que a la contenció de la pressió.

P: Una soldadura pot passar una inspecció visual i radiogràfica i encara filtrar-se?
Sí. La radiografia detecta defectes volumètrics i planars, però no demostra l'estanquitat, i un forat connectat a la superfície pot ser invisible en una radiografia. És per això que la inspecció de segellat és un pas d'acceptació independent del programa d'inspecció.