La soldadura con placa caliente , también llamada soldadura con herramienta calentada, es una técnica de soldadura térmica para unir termoplásticos . Se coloca una herramienta calentada contra o cerca de las dos superficies a unir para fundirlas. Luego, se retira la fuente de calor y las superficies se juntan bajo presión. La soldadura con placa caliente tiene tiempos de ciclo relativamente largos, que van desde 10 segundos a minutos, en comparación con la soldadura por vibración o ultrasónica . Sin embargo, su simplicidad y capacidad para producir uniones fuertes en casi todos los termoplásticos lo hacen ampliamente utilizado en la producción en masa y para grandes estructuras, como tuberías de plástico de gran diámetro. Se implementan diferentes técnicas de inspección para identificar diversas discontinuidades o grietas.
Historia
La soldadura con placa caliente se utilizó por primera vez a principios de la década de 1930 para unir PVC . [1] Ganó popularidad con la prevalencia de poliolefinas , que son difíciles de unir con adhesivos. En la década de 1960, se encontraba entre los métodos de soldadura de plástico más utilizados . [2] La soldadura con placa caliente se utilizó para tuberías y electrodomésticos, así como para moldes de inyección . Numerosas asociaciones nacionales e internacionales de soldadura tienen especificaciones y directrices para la soldadura con placa caliente, incluida la Deutscher Verband fuer Schweissen (DVS) en Alemania, la American Welding Society (AWS) en los Estados Unidos y el Comité Européen de Normalization (CEN) en Europa.
Proceso
Soldadura convencional con placa caliente
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/0/08/Hot_plate_welding_pressure_history.svg/220px-Hot_plate_welding_pressure_history.svg.png)
El proceso de soldadura con placa caliente se puede dividir en cuatro fases: emparejamiento, calentamiento, cambio y soldadura / forjado.
La fase de coincidencia sirve para hacer coincidir la geometría de las superficies de soldadura con el plano de soldadura teórico. Las superficies de soldadura se calientan por conducción por contacto físico con la placa caliente. El rango de temperatura de la placa caliente es de 30 a 100 ° C (86 a 212 ° F) por encima de la temperatura de fusión del material, y se aplica una presión constante entre 0,2 y 0,5 MPa contra la placa caliente. [1] Esto hace que las superficies de soldadura se adapten a la placa caliente, que tiene la geometría de soldadura deseada. Esto también elimina las irregularidades de la superficie que aumentarían la resistencia al contacto térmico. Una vez que las piezas están en pleno contacto con la placa calefactora, comienza la fase de calentamiento y la presión se reduce al mínimo.
Durante la fase de calentamiento, la región de soldadura se calienta de forma conductiva hasta que se funde, sin un desplazamiento sustancial del material. La presión se mantiene al mínimo para mantener las piezas y la placa caliente en contacto o en cero con un desplazamiento preestablecido. La superficie de la masa fundida alcanza aproximadamente 20 ° C (68 ° F) por debajo de la temperatura de la placa caliente. [1] La viscosidad del material fundido se puede controlar mediante la temperatura de la placa caliente y el tiempo de calentamiento. La superficie de la placa caliente a menudo se recubre con PTFE para evitar que el plástico fundido se pegue, lo que limita la temperatura de la placa caliente a 270 ° C (518 ° F). [3] La temperatura de las piezas durante esta fase se puede modelar asumiendo una condición de límite de temperatura constante y usando la ecuación de calor unidimensional : [4]
donde θ es la temperatura, x es la posición, t es el tiempo, θ i es la temperatura inicial, θ s es la temperatura superficial constante, κ es la difusividad térmica y erfc es la función de error complementario . Este modelo es válido para la mayoría de los casos, ya que la resistencia al contacto térmico es baja y la masa térmica de la herramienta caliente es grande en comparación con las piezas de plástico. [4] Para obtener predicciones más precisas del flujo de calor, también es necesario considerar la resistencia de contacto térmico y la dependencia de la temperatura de las propiedades térmicas del plástico.
Después de un tiempo de calentamiento suficiente, comienza la fase de cambio. Durante esta fase, las piezas se retiran de la placa calefactora, la placa se retira rápidamente y las piezas se juntan. El cambio debe ser lo más breve posible, porque la región fundida se enfría durante este tiempo.
La fase de soldadura / forjado comienza cuando las dos superficies fundidas se presionan juntas. Esto crea una difusión intermolecular de las moléculas de plástico de acuerdo con la teoría de reptación . La resistencia de la soldadura es proporcionada por el entrelazamiento de las moléculas de plástico difundidas. La presión de soldadura necesaria depende de la viscosidad de la masa fundida y del grosor de la pared de las piezas y suele oscilar entre 0,025 y 0,05 MPa. Esta presión se mantiene mientras el material fundido se enfría y se vuelve a solidificar. Durante esto, se exprime algo de material plastificado en la zona de soldadura, formando rebaba . Se pueden usar topes mecánicos para limitar la cantidad de material exprimido con el fin de evitar una soldadura en frío.
Variantes
Las variantes comunes de la soldadura de placa caliente convencional incluyen versiones de alta temperatura y sin contacto. Ambas variantes ayudan con el problema de que el material se adhiera a la placa caliente entre los ciclos de soldadura; el material atascado puede degradarse y transferirse a soldaduras posteriores, lo que resulta en soldaduras de mala calidad y poco atractivas desde el punto de vista estético. [1]
Con la soldadura de placa caliente a alta temperatura, una placa caliente sin recubrimiento se calienta entre 300 y 400 ° C (572 y 752 ° F), ya que el recubrimiento de PTFE se degrada a altas temperaturas. [1] La alta temperatura disminuye la viscosidad de la masa fundida, por lo que puede desprenderse de la placa caliente al retirar las piezas. [1] Esto puede ir acompañado durante la fase de cambio de un movimiento rápido de las piezas de la placa calefactora; esto evita que el plástico derretido se encorde debido a sus propiedades viscoelásticas . [4] Cualquier material residual en la superficie de la placa caliente generalmente se oxida o se elimina mecánicamente. Con algunos termoplásticos, el material residual no se puede eliminar fácilmente y se acumula con el tiempo. Es posible que sea necesario retirar y limpiar las placas calientes entre ciclos. Con las temperaturas más altas, las fases de adaptación y calentamiento se acortan con respecto a las de la soldadura convencional con placa caliente. Sin embargo, aún puede producirse una resistencia de soldadura reducida debido a la degradación térmica del plástico, aunque la mayor parte del material degradado es expulsado por el flujo de material fundido. Se sabe que la soldadura con placa caliente a alta temperatura funciona bien para: [1]
Con la soldadura de placa caliente sin contacto, las superficies de soldadura se funden sin contacto físico con la placa caliente a través del calentamiento por convección y radiación . La temperatura de la placa caliente está entre 400 y 550 ° C (752 y 1,022 ° F), y las superficies de soldadura se colocan a aproximadamente 1 a 3 milímetros (0,039 a 0,118 pulgadas) de la placa caliente. [4] Es necesario controlar la entrada de calor para evitar la degradación térmica mientras se plastifica el material. Esta variante no tiene fase de coincidencia, por lo que el ajuste de la pieza debe ser bueno antes de la soldadura, con una desviación de la pieza que no supere los 0,2 milímetros (0,0079 pulgadas). En la práctica, la soldadura con placa caliente sin contacto solo se utiliza para piezas pequeñas cuyas dimensiones no superan los 100 por 100 milímetros (3,9 por 3,9 pulgadas). [1] Una consideración adicional es el efecto de chimenea cuando la placa caliente está orientada verticalmente, lo que puede causar un calentamiento desigual de las superficies de soldadura. [1]
Otra variante es la soldadura por zapata o cuña caliente para unir láminas delgadas con costuras solapadas. Una cuña calentada viaja entre las dos láminas y derrite las superficies soldadas mientras que los rodillos de la cuña aplican una ligera presión para forzar un contacto íntimo; Los rodillos impulsores aplican presión en la punta de la cuña donde las hojas convergen para formar una costura continua. [5] La soldadura por cuña caliente puede producir uniones de costura simple o doble. Para uniones de doble costura, se utiliza una cuña dividida que no se calienta en el medio. Esto deja una bolsa de aire sin soldar entre las costuras que se puede presurizar para probar de manera no destructiva la integridad de la junta. Con la soldadura de cuña caliente, la velocidad de desplazamiento es un parámetro adicional ya que la unidad de cuña es autopropulsada por los rodillos. El rango de temperatura típico al soldar polietileno de alta densidad (HDPE) es de 220 a 400 ° C (428 a 752 ° F); la velocidad de desplazamiento suele ser de 0,7 a 4 metros por segundo (2,3 a 13,1 pies / s). [5]
Parámetros
Los parámetros utilizados en la soldadura de placa caliente son la temperatura de la placa caliente, la presión (o desplazamiento) durante el emparejamiento, la presión durante el calentamiento, la presión y el desplazamiento durante la fase de soldadura, y los tiempos para emparejar, calentar, cambiar y enfriar. Estos parámetros tienen un efecto interdependiente sobre la calidad de la soldadura y no se pueden configurar individualmente.
La temperatura de la placa caliente se toma en la superficie de la placa. Se establece en función de la variante de soldadura de placa caliente junto con las propiedades del material, incluida la temperatura de fusión, la viscosidad de la masa fundida y los límites de degradación térmica. La soldadura convencional con placa caliente utiliza temperaturas de 30 a 100 ° C (86 a 212 ° F) por encima de la temperatura de fusión. La variante de alta temperatura utiliza temperaturas por encima de la temperatura de degradación del material, alrededor de 100 a 200 ° C (212 a 392 ° F) por encima del punto de fusión. La variante sin contacto utiliza temperaturas de 300 a 400 ° C (572 a 752 ° F) por encima del punto de fusión. [1] Con la soldadura sin contacto, el calentamiento por radiación depende no solo de la temperatura sino también de la emisividad del material de la placa caliente.
La presión durante la fase de emparejamiento elimina la deformación de las superficies de soldadura para asegurar un contacto completo con la placa caliente sin que las piezas se deformen. Durante la fase de calentamiento, se mantiene una presión mínima para mantener las piezas en contacto con la placa caliente, ya que una presión mayor exprimiría el material. La presión de soldadura hace que las superficies de soldadura fundidas entren en contacto íntimo y exprime el aire atrapado. Una presión demasiado alta exprimiría la mayor parte del material caliente de la junta, dejando material más frío para formar una soldadura fría. Una presión demasiado baja limita la difusión intermolecular y produce una soldadura débil. Se puede usar un tope mecánico en la fase de soldadura para limitar la cantidad de material exprimido variando la presión de soldadura. [1]
Los tiempos de adaptación y calentamiento controlan la cantidad de entrada de calor durante esas fases. El tiempo de emparejamiento se establece para que las irregularidades de la superficie se fundan y eliminen. El tiempo de calentamiento determina el espesor de la capa fundida. Una masa fundida demasiado espesa da como resultado un exceso de evaporación y una orientación molecular desfavorable en la interfaz de la junta. Una masa fundida demasiado fina produce una soldadura quebradiza. El tiempo de cambio determina la temperatura del material fundido cuando comienza la soldadura y, por lo tanto, debe ser lo más corto posible para minimizar el enfriamiento de la superficie. Los tiempos de cambio típicos son de alrededor de 2 a 3 segundos, incluso para piezas grandes. [1] El tiempo de enfriamiento se refiere al tiempo hasta que las partes unidas se han solidificado (cuando el material fundido se ha enfriado por debajo de su temperatura de fusión) y se pueden retirar de la máquina. La parte soldada no se debe estresar hasta que se haya enfriado aún más hasta la temperatura ambiente.
Equipo
El equipo de soldadura de placa caliente consta de dos componentes principales, un dispositivo de sujeción y una o varias placas calientes. La función principal del accesorio es proporcionar soporte durante el proceso de soldadura para evitar la deformación bajo presión de soldadura. [1] Las máquinas convencionales tienen accesorios que se ajustan completamente a las piezas que se están soldando y permiten flexibilidad en la producción al aceptar diferentes configuraciones de accesorios. Las máquinas personalizadas pueden configurarse para soldar un componente específico y no brindan tanta flexibilidad como las máquinas estándar. [1]
Las placas calientes generalmente están diseñadas para temperaturas de trabajo específicas. Las placas calientes para la soldadura de placa caliente convencional tienen una temperatura de trabajo de al menos 270 ° C (518 ° F) y están hechas de aleaciones de aluminio. [1] Las placas calientes también se pueden recubrir con politetrafluoroetileno (PTFE) para evitar que el polímero se pegue a la placa caliente. Se debe tener cuidado ya que los recubrimientos de PTFE se degradan con el tiempo y deben estar disponibles juegos de accesorios intercambiables durante el funcionamiento continuo. Las placas calientes para soldadura de placa caliente a alta temperatura tienen una temperatura máxima de trabajo de 430 ° C (806 ° F) y están hechas de aleaciones de bronce de aluminio. Debido a la menor conductividad térmica de estas aleaciones, se deben tomar precauciones para garantizar que haya un calentamiento uniforme a lo largo de la superficie de la placa caliente. El PTFE tiene una temperatura máxima de trabajo de 270 ° C (518 ° F), por lo que no se pueden utilizar revestimientos antiadherentes para este tipo de operación. Por último, las placas calientes para la soldadura de placas calientes sin contacto se utilizan para temperaturas de hasta 550 ° C (1,022 ° F) y están hechas de bronce de aluminio o acero inoxidable. [1]
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/c/c0/Joint_Design.png/463px-Joint_Design.png)
Las máquinas de soldadura de placa caliente generalmente se operan mediante controles neumáticos, hidráulicos o electromecánicos. Las máquinas se pueden configurar para realizar soldaduras con la superficie de contacto en posición horizontal o vertical. Los componentes más largos, como las tuberías, se sueldan más comúnmente en posición horizontal, mientras que las molduras con accesorios internos, como una batería de arranque, se sueldan en posición vertical. [1] Un controlador proporcional-integral-derivado (PID) también ayuda a mantener las temperaturas deseadas durante cada proceso. [5]
Tipos de juntas
Si bien hay varias configuraciones de juntas, una junta a tope en la que los dos materiales de unión están alineados a lo largo del mismo plano es uno de los diseños de juntas más comunes para termoplásticos. Hay varias modificaciones de esta articulación que se implementan para diferentes aplicaciones que incluyen las siguientes que se enumeran a continuación. [1]
- Superficie de unión agrandada: el uso de materiales de relleno en las soldaduras reduce la resistencia general y esto se puede compensar agrandando la superficie de la unión.
- Trampa de destello de junta a tope (interna): el cordón está cubierto por una costilla o trampa de destello.
- Trampa de destello de junta a tope (externa): este tipo de junta oculta el destello en la superficie exterior y generalmente se usa para reducir el ruido en las áreas circundantes.
- Trampa de destello de unión a tope (doble): hace que la superficie sea más atractiva visualmente al ocultar el destello en ambos lados de la soldadura.
Soldabilidad del material
La soldadura con placa caliente se puede utilizar para unir todos los termoplásticos y elastómeros termoplásticos cuyo rango de temperatura de fusión se encuentre por debajo de su temperatura de descomposición . Dado que solo se puede unir el plástico en sí, los aditivos , que se utilizan para mejorar las propiedades del material o reducir el costo, pueden reducir la soldabilidad. Los aditivos también pueden reducir la resistencia de la soldadura al actuar como concentradores de tensión . Los ejemplos de aditivos incluyen estabilizantes, lubricantes, coadyuvantes de procesamiento, agentes colorantes, materiales de refuerzo (talco, fibras de vidrio, fibras de carbono, etc.). [1]
El contenido de agua del plástico también afecta la soldabilidad. Esto afecta a los termoplásticos que absorben agua del aire circundante, principalmente termoplásticos amorfos. Un alto contenido de agua puede provocar la formación de burbujas durante el calentamiento y la unión, lo que reduce la resistencia de la soldadura. Por lo tanto, las piezas deben soldarse poco después del moldeo por inyección, almacenarse en un ambiente seco o soldarse con parámetros ajustados. [6]
La soldadura con placa caliente se puede utilizar para unir algunas combinaciones de termoplásticos diferentes. Por lo general, los plásticos semicristalinos solo son compatibles con los plásticos semicristalinos, y los plásticos amorfos solo son compatibles con los plásticos amorfos. Si los plásticos tienen el mismo punto de fusión y la misma viscosidad de fusión, se puede utilizar soldadura con placa caliente convencional o de alta temperatura. Con diferentes puntos de fusión o diferentes viscosidades, se deben utilizar placas calientes dobles, con cada placa calefactora ajustada a una temperatura diferente. Las combinaciones termoplásticas comunes incluyen: [1]
- ABS - PMMA
- ABS - PC
- ABS - SAN
- PMMA - PC + ABS
- PC - PC + ABS
Aplicaciones
La soldadura por placa caliente se utiliza para unir piezas que van desde unos pocos centímetros hasta 1,6 metros. [5] También se utiliza para realizar soldaduras continuas en membranas de revestimiento. Su uso se puede dividir en dos categorías principales, a saber, aplicaciones de producción y soldadura de tuberías. Estos difieren en su equipamiento y diseños de juntas.
Aplicaciones de producción
Una industria importante que utiliza la soldadura con placa caliente es el sector de la automoción. Las carcasas de las luces traseras hechas de ABS se unen con lentes de PMMA o PC mediante una junta a tope modificada. ABS y PMMA tienen temperaturas de fusión similares y se pueden soldar con una sola placa caliente, mientras que ABS y PC requieren placas calientes dobles debido a la mayor temperatura de fusión de la PC. Las ventosas de vacío se utilizan para mover las piezas y evitar que se rayen. Se utilizan variantes convencionales y de alta temperatura. Un tiempo de ciclo típico es de 60 segundos con una temperatura de placa caliente de 370 ° C. [1]
Los tanques de combustible hechos de HDPE moldeado por soplado necesitan hasta 34 piezas soldadas, incluidos clips, bocas de llenado, líneas de ventilación y soportes. [1] [5] Las piezas se sueldan individualmente mediante juntas a tope ranuradas. Cada componente necesita un tiempo de coincidencia diferente y los tiempos de ciclo son inferiores a un minuto por componente. [1]
Las carcasas y tapas de las baterías de automóviles están hechas de copolímeros de PP delgados, que tienen baja viscosidad de fusión. La soldadura de placa caliente a alta temperatura se utiliza en juntas a tope con cubiertas flash. Una máquina típica puede soldar dos baterías en menos de 30 segundos. [1]
Otros componentes automotrices soldados por placa caliente son los flotadores del carburador, los depósitos de líquido refrigerante y lavaparabrisas y los conductos de ventilación. Los artículos no automotrices incluyen brazos rociadores para lavavajillas, cajas de detergente para ropa, depósitos de planchas de vapor, barriles de HDPE, paletas de transporte de PP, cajas para desechar agujas médicas y marcos de ventanas de PVC. [5]
Soldadura de tubos
La soldadura con placa caliente, conocida como soldadura por fusión en muchas industrias, se usa comúnmente para unir tuberías de plástico. Estas tuberías, a diferencia de las de acero, tienen menos probabilidades de romperse durante un terremoto. [1] La soldadura de tuberías utiliza configuraciones de juntas especiales, a saber, a tope, encaje y montura / pared lateral, cada una con sus propios procedimientos de soldadura.
La soldadura por fusión a tope tiene fases de proceso similares a las de la soldadura con placa caliente convencional. Antes de soldar, los extremos de los tubos se enfrentan y los perfiles se redondean y alinean entre sí. [1] Las fases restantes proceden normalmente, aunque a veces se puede omitir la fase de emparejamiento. Al soldar plásticos diferentes, en lugar de placas calientes dobles, la tubería con el índice de flujo de fusión más bajo se puede calentar antes que la otra, de modo que ambos extremos de la tubería tengan la misma viscosidad de fusión al final de la fase de calentamiento. [1] Después de enfriar, a veces se quita el cordón de flash para dejar superficies lisas en el interior y el exterior. Los problemas con la soldadura se pueden determinar inspeccionando este cordón. [5]
La soldadura por fusión de enchufe utiliza herramientas de calentamiento macho y hembra conectadas a una placa caliente para calentar el exterior de la tubería y el interior del enchufe simultáneamente. Esto se usa típicamente para tuberías que varían de 40 a 125 milímetros. [5] Con esta unión, la presión de soldadura es suministrada por el ajuste de interferencia de la tubería y el enchufe, por lo que estas piezas, así como las herramientas de calentamiento, deben estar dentro de la tolerancia. [1]
La soldadura por fusión de montura / pared lateral se utiliza para unir accesorios de montura en la pared lateral de una tubería para crear ramas. El exterior de la tubería y la superficie correspondiente de la montura se calientan utilizando herramientas calefactoras cóncavas y convexas. [5] La máquina de fusión en silla aplica fuerza de soldadura a través de la línea central de la tubería. Antes de soldar, el exterior de la tubería debe limpiarse de todos los contaminantes, porque la capa de fusión de la tubería no se desplaza de la junta. [1]
Ensayos no destructivos (NDT)
Hay dos métodos de prueba que incluyen pruebas destructivas y no destructivas. Si bien la calidad de una soldadura solo se puede determinar a través de medios destructivos, NDT permite la determinación de defectos en la región soldada. La siguiente sección destacará algunos de los métodos no destructivos utilizados en la soldadura de termoplásticos.
Inspección visual
Las pruebas de inspección visual solo se pueden usar para detectar fallas en la superficie de la soldadura, pero es el método menos costoso de END. [1] Este método de inspección se puede realizar tanto durante como después de la soldadura. Durante la soldadura, el operador está inspeccionando decoloración, desalineación, muescas y otras discontinuidades de la superficie. La inspección posterior a la soldadura permite al operador inspeccionar las características microestructurales que pueden ser perjudiciales para la pieza soldada.
Prueba de rayos X
Las pruebas de rayos X son un método de inspección costoso; por lo tanto, generalmente se limita a recipientes a presión y tuberías que transportan materiales peligrosos. [1] Este método es más eficaz cuando las densidades de la imperfección y el plástico tienen una diferencia sustancial y se utiliza para la detección de huecos, inclusiones y otras imperfecciones. Una desventaja de este método es que los defectos microestructurales no se pueden determinar mediante este método de prueba.
Prueba de estanqueidad
Este método de prueba se usa con mayor frecuencia para tuberías soldadas y otros contenedores cerrados. [1] Existen diferentes variaciones de esta prueba que dependen del tipo de medio (agua, aire, gas) utilizado para presurizar la muestra. Es común realizar esta prueba en condiciones de vacío.
Prueba de alto voltaje
La prueba de alto voltaje conocida como "prueba de chispa" es una alternativa a la prueba de estanqueidad. Esta prueba se realiza recubriendo la soldadura con una sustancia conductora de electricidad, como un alambre, fibras o bobinas. [1] Cuando se aplica un voltaje, se forma un arco que muestra la presencia de una fuga. Esta prueba no es adecuada para termoplásticos polares como el PVC, ya que generarán calor y provocarán una posible degradación de la soldadura.
Prueba de ultrasonido
Las pruebas ultrasónicas utilizan ondas de alta frecuencia que viajan a través de las regiones soldadas. Estas ondas son capaces de detectar defectos en función de las diferentes densidades entre la imperfección y la pieza plástica. [1] Hay dos métodos principales para realizar pruebas ultrasónicas y es mediante el uso de un transmisor y un receptor en conjunto o mediante el uso de un transductor ultrasónico. Estos métodos convencionales similares a las pruebas de rayos X no pueden detectar cambios microestructurales en la soldadura. En la actualidad, se están desarrollando pruebas ultrasónicas avanzadas como los ultrasonidos phased array (PAUT) para la inspección de placas calientes y juntas de electrofusión. [7]
Las tuberías de polietileno (PE) son deseables sobre otros materiales, como los metales, para el transporte de fluidos debido a su resistencia a la corrosión, lo que prolonga su vida útil. Sin embargo, no pueden utilizarse en plantas de energía nuclear debido a métodos no fiables de END. Los métodos actuales implican el uso de prácticas que no proporcionan un análisis completo de una tubería de PE soldada. [8]
El uso de una configuración de junta a tope produce una pequeña zona de fusión y la inspección se complica aún más debido a la alta atenuación del PE. [9] La colocación adecuada de la sonda también está limitada durante la inspección debido a la interferencia con el cordón de soldadura. El sistema PAUT tiene cinco componentes principales. Estos componentes son la sonda de matriz en fase, la cuña de la sonda, el soporte de la sonda, el escáner y el detector de fallas. Se requiere un mínimo de cuatro sondas de matriz en fase para que la señal ultrasónica detecte un defecto. La cuña de agua de la membrana transmite el ultrasonido de las sondas a la tubería mientras minimiza la pérdida de energía y el soporte de la sonda asegura un contacto adecuado entre la cuña y la tubería. El sistema de escaneo hecho específicamente para este método de prueba lleva la sonda alrededor de la unión de la tubería durante la inspección. Por último, el detector de fallas analiza la señal de la sonda. [8] Este método está diseñado específicamente para la inspección de soldaduras por electrofusión y fusión a tope de tuberías de varios tamaños que van desde un espesor de 8-65 mm y un diámetro de 90-800 mm. PAUT es muy adecuado para la detección de: [8]
- Defectos planos: esto puede deberse a que la superficie de soldadura está cubierta de humedad.
- Contaminantes: los ambientes áridos y ventosos pueden hacer que las partículas se adhieran a la superficie de la tubería.
- Soldaduras en frío: esto es causado por una difusión intermolecular parcial o incompleta que resulta en una falla frágil. Inducido por temperaturas frías o si hay un gran espacio entre la tubería y el accesorio.
- Penetración insuficiente: este tipo de defecto se debe a que las abrazaderas no se aseguran correctamente durante el proceso de soldadura.
Dos informes ISO están en desarrollo y están siendo revisados por el comité técnico (TC) 138 (Tuberías, accesorios y válvulas de plástico para el transporte de fluidos) para incluir PAUT como método de END volumétrico de tuberías de PE. [10] [11] También se ha realizado un procedimiento para UT de juntas de fusión a tope que incluyen, entre otros, HDPE y polietileno de densidad media (MDPE). [12] Las normas ISO y ASME se enumeran como:
- ISO / DTS 16943 - Tuberías termoplásticas para el transporte de fluidos - Inspección de juntas de enchufe de electrofusión de polietileno utilizando el método de prueba ultrasónica phased array
- ISO / DTS 22499 - Tuberías termoplásticas para el transporte de fluidos - Inspección de juntas de fusión a tope de polietileno utilizando el método de prueba ultrasónica phased array
- ASME E3044 / E3044M1 - 16e1 Práctica estándar para pruebas ultrasónicas de juntas de fusión a tope de polietileno
Referencias
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah Pecha, Ernst; Savitski, Alexander (2003). "Soldadura con herramienta calentada (placa caliente)". En Grewell, David A .; Benatar, Avraham; Park, Joon B. (eds.). Manual de soldadura de plásticos y composites . Múnich: Hanser. págs. 29–71. ISBN 1-56990-313-1.
- ^ Stokes, Vijay K. (octubre de 1989). "Métodos de unión para plásticos y compuestos plásticos: una visión general". Ingeniería y ciencia de polímeros . 29 (19): 1310-1324. doi : 10.1002 / pen.760291903 .
- ^ Nonhof, CJ (mayo de 1996). "Optimización de la soldadura de placa caliente para producción en serie y en masa". Ingeniería y ciencia de polímeros . 36 (9): 1184-1195. doi : 10.1002 / pen.10512 .
- ^ a b c d Grewell, D .; Benatar, A. (marzo de 2007). "Soldadura de Plásticos: Fundamentos y Nuevos Desarrollos". Procesamiento internacional de polímeros . 22 (1): 43–60. doi : 10.3139 / 217.0051 .
- ^ a b c d e f g h yo Troughton, Michael J. (2008). Manual de unión de plásticos: una guía práctica (2ª ed.). Norwich, Nueva York: William Andrew. ISBN 0815519761.
- ^ Stokes, Vijay K. (mayo de 1995). "Experimentos sobre la soldadura de policarbonato con herramienta caliente". Actas de ANTEC 1995, Sociedad de Ingenieros Plásticos . 53 (1): 1229-1234.
- ^ F. Hagglund`` MA Spicer, MJ Troughton, Pruebas ultrasónicas de matriz en fase de uniones soldadas en tuberías de plástico (PE), 6a Conferencia de pruebas no destructivas de Oriente Medio, 7-10 de octubre de 2012, Reino de Bahrein
- ^ a b c M. Troughton y F. Hagglund "Inspección volumétrica in situ de juntas de electrofusión y fusión a tope en tuberías de polietileno" Joining Plastics Journal 10 (2016) No.1
- ^ Hagglund F, Robson M, Troughton MJ, et al. Un novedoso sistema de pruebas ultrasónicas de matriz en fase (PAUT) para la inspección in situ de juntas soldadas en tuberías de plástico. En: Actas del Seminario y Exposición Nacional sobre Evaluación No Destructiva. Pune, 2014
- ^ 14: 00-17: 00. "ISO / DTS 16943" . ISO . Consultado el 24 de febrero de 2019 .CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
- ^ 14: 00-17: 00. "ISO / DTS 22499" . ISO . Consultado el 24 de febrero de 2019 .CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
- ^ "ASTM E3044 / E3044M - Práctica estándar 16e1 para pruebas ultrasónicas de juntas de fusión a tope de polietileno" . www.astm.org . Consultado el 24 de febrero de 2019 .