00 Introducción END Sept 2015 (1)

7/25/2019 00 Introduccin END Sept 2015 (1)

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Septiembre 20

b Ensayo de Materiales- UDB

roduccin Ensayos de Materiales

1Ing. Arsenio Fuentes

UNIVERSIDAD

DON BOSCO

CENTRO DE INVESTIGACIN Y

TRANSFERENCIA DE TECNOLOGA

LABORATORIO DE

ENSAYO DE MATERIALES

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ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS(END)

VENTAJAS Y BENEFICIOSde su uso en la industria.

Presentado por:

Ing. Arsenio Fuentes Palma.

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Objetivo / Introduccin.

Ensayos de Materiales, Clasificacin.

Ensayos Destructivos

Ensayos No Destructivos (END)

Clasificacin, Mtodos y Tcnicas END.

Tcnicas en UDB

Radiografa Industrial / Ultrasonido Industrial

Lquidos Penetrantes / Partculas Magnticas

Termografa Infrarroja Ventajas, Beneficios y Limitaciones de los END

DESARROLLO

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Que los participantes conozcan los principiosterico-prcticos relacionados con los Ensayosde Materiales, aplicables en las actividadesindustriales de empresas o instituciones del pas,considerando el criterio de control de calidad.

As como, conocer las tcnicas que posee laUniversidad Don Bosco en su Laboratorio deEnsayo de Materiales.

OBJETIVO

Ing. Arsenio Fuentes

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El propsito del presente entrenamiento es conocer

los conceptos bsicos, principios fsicos y tcnicasdisponibles en la UDB, sobre los ensayos demateriales, dirigida al rea industrial.

Es primordial comprender la importancia queconlleva el aplicar los ensayos de materiales,requeridos como control de calidad respectivo,todo esto bajo un enfoque bsico, que faciliten sucomprensin y aplicacin.

INTRODUCCIN

Ing. Arsenio Fuentes 6

Los Ensayos de Materiales son pruebas que se realizan

con el fin de evaluar y/o determinar algunaspropiedades MECNICAS, QUMICAS yFSICAS en:

a) Materias primas

b) Proceso de fabricacin

c) Productos finales

d) Piezas en servicio

e) Reparaciones o reconstrucciones

Ensayos De Materiales


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Existen distintos ensayos, que darn las diferentes caractersticas

y propiedades de un material.As mismo, existen diversas clasificaciones de los Ensayos de

Materiales , como:

1. En funcin del efecto sobre el material (Destructivos y END).

2. En funcin de la finalidad (Tcnicos y Cientfico)

3. En funcin de la propiedad a determinar (Qumico, Fsico,Mecnico, Tecnolgico, etc.)

Clasificacin de los Ensayos de Materiales

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Los Ensayos de Materiales pueden clasificarse en dos

tipos, de acuerdo al efecto sobre el material deinspeccin:

a) Ensayos Destructivos.

b) Ensayos No Destructivos (END)

Clasificacin de los Ensayos de Materiales

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Son la aplicacin de mtodos fsicos directos, que daany/o alteran de forma permanente alguna de las

propiedades: fsicas, qumicas, mecnicas odimensionales del material, pieza, parte ocomponente sujeto a inspeccin y son decaracterstica cuantitativa.

Ejemplo: cuando se desea medir propiedades mecnicasde un material, tales como: La Resistencia a laTensin, al Desgaste o a la Corrosin, la Dureza, laComposicin qumicas real, etc.

ENSAYO DESTRUCTIVOS

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Resistencia a la tensin Resistencia a la compresin

Composicin qumica Real, va hmeda. Anlisis Metalogrfico

Ejemplos de Ensayos Destructivos

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Son la aplicacin de mtodos fsicos indirectos, que noalteran de forma permanente alguna de las propiedades:

Fsicas, Qumicas, Mecnicas o Dimensionales delmaterial, pieza, parte o componente sujeto a inspecciny son de caracterstica cualitativo o semi-cuantitativa.

Ejemplo: Se emplean para evaluar la homogeneidad de unmaterial o pieza (discontinuidad), para conocer elcambio de propiedad por servicio de una componente(espesor) sin destruir la muestra y para comprobar lascondiciones de trabajo de equipos y componentes.

ENSAYO NO DESTRUCTIVOS

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Ultrasonido Industrial Partculas Magnticas

Lquidos Penetrantes Radiografa IndustrialTermografa Infrarroja

Ejemplos de Ensayos No Destructivos

Inspeccin Visual


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Los Ensayos No Destructivos se seleccionan de acuerdocon el tipo y ubicacin de la discontinuidad o dao a

detectar, y se clasifican segn su campo deaplicacin en los mtodos siguientes:

Inspeccin Superficial.

Inspeccin Volumtrica.

Inspeccin Termodinmica.

Inspeccin de Hermeticidad.

Clasificacin de los END

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Clasificacin de las Discontinuidades

a) Discontinuidad superficial o abierta.

b) Discontinuidad sub-superficial.

c) Discontinuidad sub-superficial abierta a la superficie.

d) Discontinuidad interna.

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Se emplea para detectar aquellas discontinuidades abiertas omuy cercanas a la superficie de anlisis.

Las tcnicas a emplear son:

Inspeccin Visual (VT)

Lquidos Penetrantes (PT)

Partculas Magnticas (MT)

Electromagnetismo (ET)

- Corrientes de Eddy (No Ferromagnticos)

- Campo Remoto (Ferromagnticos)

INSPECCIN SUPERFICIAL

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Inspeccin Visual

Lquidos Penetrantes

Lquidos Penetrantes Partculas Magnticas

Mtodos Superficiales

Inspeccin Visual Partculas Magnticas

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Se emplea para detectar discontinuidades o daos alinterior del material u objeto bajo inspeccin.

Las tcnicas a emplear son:

Ultrasonido Industrial (UT)

- Detector de Fallas

- Medicin Espesores

Radiografa Industrial (RT)

- Rayos X

- Rayos Gamma

INSPECCIN VOLUMTRICA

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Ultrasonido Industrial

Mtodos Volumtricos

Radiografa Industrial Corriente Eddy

Radiografa Industrial Ultrasonido Industrial Corriente Eddy


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Diseada para evaluar una propiedad en particular, eneste caso la temperatura, como ejemplo podemosmencionar:

Termografa Infrarroja (IR)

INSPECCIN TERMODINMICA

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Mtodo Termogrfico

Termografa InfrarrojaTermograma

Termograma Cmara Termogrfica

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Se emplea para comprobar si un recipiente no tiene fugas,no debe ser usada para probar la resistencia delmaterial, las tcnicas a emplear son:

Diferencial de Presin

- Neumtica

- Hidrosttica

Prdida de Fluido

- Cmara de burbujas

- Espectrmetro de masas.

INSPECCIN DE HERMETICIDAD

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Mtodos Hermeticidad

Prueba con burbujas Prueba Hidrosttica Espectrmetro de masas

Tcnicas disponibles en UDB

En el rea de Ensayos No Destructivos, del LaboratorioEnsayo de Materiales de la Universidad Don Bosco tiene adisposicin los servicio en los mtodos siguientes:

Radiografa Industrial Ultrasonido Industrial (Deteccin de Fallas y

Medicin de Espesores) Partculas Magnticas (Visibles y Fluorescentes) Lquidos Penetrantes Termografa infrarroja

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Tcnica: Radiogrfica Industrial

Es un Ensayo No Destructivo de tipo fsico y volumtrico,diseado para detectar y evaluar discontinuidades en la

constitucin o la estructura interna de un material osoldadura.

Se basa en la capacidad que poseen los materiales para atenuaro absorber la radiacin cuando son expuestos a esta, y en la

propiedad de la radiacin X o de poder atravesarcuerpos opacos.

La interpretacin de las imgenes obtenidas de la exposicindel material a la radiacin, nos permite determinar: Lasanidad del material, Tipos de discontinuidades internas,Las variaciones de la estructura interna del material.


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Por trminos general las discontinuidades dejan pasar ms radiacin y generanzonas oscura en la im agen radiogrfica.

FUENTE DE RADIACINSOLDADURA

PLACA RADIOGRFICA

INDICACIN

DISCONTINUIDAD

Tcnica: Radiogrfica Industrial

PIEZA METLICA

RADIACIN

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Falta depenetracin

Penetracinexcesiva

Porosidad enRaz

FracturaTransversal

Indicaciones obtenidas porRadiografa Industrial

Equipo de Radiografa Industrial UDB.

Capacidad de penetracin en materiales de hasta 1 de espesor.Caractersticas del equipo:

Tubo de Raxos X y su control Marca: RICH SEIFERT & CoModelo: ERESCO 42 MF2 Potencia Max: 200 kV y 4.5 mAGenerador Elctrico: Bosch EnergieModelo: Ecoline EB 3500 BW Capacidad: 3.4 kW.Equipo de Seguridad Radiolgica:Medidor de Radiacin, Gamma Alarma marca Raytronic, sealesindicativas.

Equipo de Revelado de imgenes radiogrficas: Baos,Densitmetro, Negatoscopio.

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Equipos de Radiografa

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Aplicaciones de RadiografaVentajas

Puede usarse en materiales metlicos y no metlicos,ferrosos y no ferrosos.

Proporciona un registro permanente de la condicininterna de un material.

Es ms fcil poder identificar el tipo de discontinuidadque se detecta.

Revela discontinuidades estructurales y errores deensamble.

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Limitaciones

Difcil de aplicar en piezas de geometra compleja o zonaspoco accesibles.

La pieza o zona debe tener acceso en ambos lados de la pieza. No detecta discontinuidades de tipo laminar. Se deben realizar el tratamiento al registro, para efectuar la

evaluacin. Se requiere observar medidas de seguridad para la proteccin

contra la radiacin. Requiere personal con preparacin tcnica y experiencia. El costo del equipo, los accesorios y su mantenimiento es alto. Se requiere de instalaciones especiales y permisos para su

operacin y transporte.

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Tcnica: Ultrasonido Industrial

Es un ensayo no destructivo de tipo mecnico y volumtrico,diseado para detectar variaciones en la constitucin o laestructura interna de un material.

Se basa en la capacidad de los materiales para transmitir elsonido y la interaccin de este con el material que estasiendo inspeccionado. Cada material tiene su propiocomportamiento y una determinada impedancia acstica.

La interpretacin de las interacciones entre el material y lasondas ultrasnicas, nos permite determinar: La sanidad delmaterial, Tipos de discontinuidades internas, Espesor yvariaciones de la estructura interna del material.

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Tcnica: Ultrasonido Industrial

Pulso Inicial Reflejo de Pared Posterior

1er. RPP2do.RPP

Indicacin de la Discontinuidad

Lnea de Barrido

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Indicaciones obtenidas por Ultrasonido

Equipo de Ultrasonido Industrial

Detector de Fallas

Marca: Krautkramer BransonModelo: DMS / 14339

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Medidor de espesores

Marca: Krautkramer GmbhModelo: DMS 14339

Aplicaciones industriales del Ultrasonido

Deteccin, caracterizacin y evaluacin de discontinuidadesinternas como pueden ser:

- Laminaciones - Inclusiones - Fracturas - Porosidades

Monitoreo de daos por servicio, como puede ser :- Medicin de espesores de pared- Extensin y profundidad de los daos por corrosin y/o

erosin en las pared internas y externas en el material.- Extensin de los daos por hidrgeno.

Determinacin del grado y calidad de la adherencia en:

- Uniones bi-metlicas, como: Acero-Babbit. Acero-Stelitte.

- Uniones de materiales compuestos, como:

Compuestos tipo panaly/o Plsticos sobre metales.36


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Ventajas

Las indicaciones pueden ser interpretadas en tiempo real.

Mayor sensibilidad y exactitud al determinar la posicin,dimensin y orientacin de una discontinuidad.

Alta sensibilidad y Resolucin para detectar pequeasdiscontinuidades.

Alto poder de penetracin.

Requiere acceso solo a una superficie de la pieza.

No requiere condiciones especiales de seguridad.

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Limitaciones

Baja velocidad de inspeccin y uso de agente acoplante.

El acabado superficial afecta la calidad de la inspeccin.

Se dificulta la inspeccin cuando la micro estructurametalrgica es muy burda.

Difcil inspeccionar material muy delgado o detectardiscontinuidades cercanas a la superficie de inspeccin.

Difcil inspeccionar piezas de forma compleja.

El costo del equipo, accesorios y mantenimiento es alto.

Se requiere de bloques de calibracin y de comparacin.

Requiere personal con preparacin tcnica y experiencia.

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Tcnica: Lquidos Penetrantes

Es un ensayo no destructivo de tipo fsico-qumico ysuperficial, diseado para detectar discontinuidades abiertasa la superficie de una pieza o material.

Se basa en la capacidad de algunos lquidos para discurrirse(Capilaridad) en el material que esta siendo inspeccionado,y por propiedades fsico-qumicas potencias lacombinacin de estos lquidos.

La interpretacin de las indicaciones que presentan loslquidos en el material inspeccionado, nos permite

determinar: La sanidad del material, Tipos dediscontinuidades externas, presentes en la superficie delmaterial.

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Aplicacin del penetrante Remocin de excesode penetrante

Aplicacin del revelador

Accin del penetrante Accin del revelador

Tcnica de Lquidos Penetrantes

Indicacin

Discontinuidad

Discontinuidad

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Indicaciones obtenidas porLquidos Penetrantes

Lquidos Penetrantes

Consumibles:

Lquido Limpiador,

Lquido Penetrante

(visible o fluorescente)

Lquido Revelador industrial.

Caractersticas del equipo:

Luz Ultravioleta, LABINO UV

Modelo: PH 135 FloodLight.

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Ventajas

Aplicacin en cualquier tipo de material.

Las indicaciones pueden ser interpretadas en tiempo real.

No requiere de equipo especial ni costoso.

Consumibles econmico, de bajo costo por unidad delongitud inspeccionada.

No requiere de personal con alta experiencia.

Requiere acceso solo a la superficie de inspeccin.

Pueden inspeccionarse piezas de geometra compleja.


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Limitaciones

La superficie debe estar completamente limpia.

El acabado superficial afecta la calidad de la inspeccin. Solo detecta discontinuidades abiertas a la superficie.

Las condiciones ambientales afectan la inspeccin.

Se debe obtener el testigo o prueba de los resultados.

Se debe asegurar la vigencia de los consumibles.

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Tcnica: Partculas Magnticas

Es un ensayo no destructivo de tipo fsico y superficial,diseado para detectar discontinuidades en la superficie omuy cercanas a ella, de una pieza o material.

Se basa en la capacidad de algunas partculas paramagnetizarse y ordenarse ante un flujo o campo magntico,en material ferromagnticos que esta siendo inspeccionado.

La interpretacin de las indicaciones que presentan laspartculas en el material inspeccionado, nos permite

determinar: La sanidad del material, forma y ubicacin dediscontinuidades superficiales o cercanas, presentes en lasuperficie del material.

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N S N S

Partculas Magnticas

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Indicacin obtenida porPartculas Magnticas

Partculas Magnticas

Caractersticas del equipo:Yugo Electromagntico

Marca: MagTestModelo: MT-P12

Portable Magnetic Units.Universal Power SupplyModelo: UN-200

Consumibles Partculas magnetizablesvisibles y fluorescente

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Ventajas

Detecta discontinuidades en la superficie y muy cerca aella (5 mm).

El estado de la superficie no es muy determinante.

Las indicaciones pueden ser interpretadas en tiemporeal.

Consumibles econmico, de bajo costo por unidad delongitud inspeccionada.

No requiere de personal con alta experiencia.

Requiere acceso solo a la superficie de inspeccin.

Pueden inspeccionarse piezas de diversas geometra.


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Limitaciones

Solo se puede aplicar a materiales ferromagnticos.

El acabado superficial afecta la calidad de la inspeccin.


Se debe obtener el testigo o prueba de los resultados,por medios grficos.

Se debe asegurar la vigencia de los consumibles.

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Tcnica: Termografa Infrarroja

Es una tcnica que permite visualizar los patrones de calor ymedir la temperaturas, sin necesidad de contacto fsico conel objeto a estudiar, utilizando cmaras termogrficas o determovisin se captacin de la radiacin infrarroja delespectro electromagntico, convirtiendo la energa radiadaen informacin sobre patrones de calor o de la temperaturadel objeto.

Se basa en la capacidad de los objetos en emitir la energa queposeen en radiacin infrarroja y en un equipo para sensarla

y mostrarla como imagen trmica. Detectando puntoscalientes para analizar la causa y tomar medidas deprecaucin.

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Muestras de Termografa Infrarroja

Termografa Infrarroja

Caractersticas del equipo:

Cmara TermogrficaMarca: Flir Systems

Modelo: PM595

Alcance: 50.0 m

Cmara Digital

Marca: Canon

Modelo A420

Zoom: 5x

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Ventajas

No se requiere contacto alguno ni invaden los objetos opiezas inspeccionadas.

Se pueden detectar un amplio rango de valores de calor ytemperatura.

Las indicaciones pueden ser interpretadas en tiempo realy de carcter preventivo.

Pueden inspeccionarse piezas de diversas materiales ygeometra.


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Limitaciones

Se requiere equipo y accesorios especiales y costosos.

Se debe calibrar y ajustar el equipo peridicamente.


Se requiere de personal calificado y experto.

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Las ventajas de emplear los Ensayos No Destructivos en laindustria, son:

El material inspeccionado sigue siendo til, solo hay

perdidas cuando se detecta material defectuoso.

Son rpidos de aplicar, dependiendo de la tcnica.

Aumentan la seguridad y confiabilidad de un producto,

proceso, equipo o componente evaluado.

Ventajas de aplicar los END

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Los Ensayos No Destructivos, se pueden emplear encualquier etapa del Proceso de Produccin:

Recepcin de materias primas.

Procesos de fabricacin (fundicin, forja soldadura,

tratamientos trmicos)

Producto terminado.

Durante el servicio de la pieza.

Durante las reparaciones.

Inspeccin de mantenimiento preventivo

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Los beneficios que se obtienen al aplicar cualquiera de lastcnicas de Ensayos No Destructivos son:

rea Produccin:

Reducen la entrada de materia prima defectuosa.

Reducen tiempos muertos en proceso.

Aumentan la productividad sin aumentar la capacidad

instalada.

Permiten detectar errores en los diferentes pasos de un

proceso: mal maquinado, Tratamientos trmicos

incompletos, defectos de soldaduras.

Beneficios de aplicar los END

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rea Mantenimiento:

Ayudan a predecir el estado del equipo o material

Ayudan a programar fechas convenientes de reparaciones.

Aumentan la seguridad de las reparaciones.

Permiten vigilar la vida remanente de materiales.

Reducen los riesgos de accidentes

Reducen los paros imprevistos.

Aumentan los tiempos de operacin sin arriesgar la

seguridad.


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rea Aseguramiento de la Calidad:

Ayuda a reducir la recepcin de materias primas

defectuosas. Ayuda a conocer y corregir los defectos ocasionados en

los procesos de fabricacin.

Permite mejorar la confiabilidad del producto.

Ayuda a reducir los costos de otros tipos de inspeccin.

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Los END tienen algunas limitaciones, tales como:

Sus determinaciones y/o resultados son cualitativas o

semi-cuantitativas.

Sus resultados siempre dependen del patrn de

referencia empleado en la calibracin del equipo.

La confiabilidad de los resultados depende en gran

medida de la habilidad y experiencia del inspector.

Limitaciones de los END

Advertencia

Si se quiere altos beneficios

Los Ensayos No Destructivos deben ser aplicados comomedida PREVENTIVA y no como medida correctiva,recuerde que:

- Prevenir economiza,

- Corregir requiere mayores recursos.

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De esta forma se hace un resumen en relacin a losEnsayos No Destructivos de materiales (END).

Los beneficios que se obtienen por su aplicacin sonmuchos, a la vez, sus usos se deben considerar demucha exigencia y responsabilidad, debido alcumplimiento de la normativa correspondiente y lasconsecuencias relacionadas; siendo un servicio demucha tcnica reconocido por su importancia a nivelinternacional.

NORMATIVA APLICABLE

ANSI: Instituto Nacional Americano de Normalizacin.

ASTM: Sociedad Americana de Pruebas y Materiales. API: Instituto Americano del Petrleo.

AWS: Sociedad Americana de Soldadura.

ASME: Sociedad Americana de Ingenieros Mecnicos.

ISO: Organizacin Internacional de Normas.

RTCA: Reglamentos Tcnicos Centroamericanos.

NSO: Normas Salvadoreas Obligatorias.

NSR: Normas Salvadoreas Recomendadas.

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MUCHAS GRACIAS

POR SU ATENCIN

Ing. Arsenio Fuentes Palma

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