Ciencia Y Tecnología De Los Materiales

I. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

En la práctica de ensayos no destructivos realizamos los siguientes:

ð Líquidos penetrantes

ð Ultrasonidos

ð Partículas magnéticas

ð Corrientes inducidas

De las cuales pasamos describir la forma de realizarlas sin ensayar ningún tipo de material en especial. La práctica se realizó de manera teórica, en la que sólo se introdujeron unos conocimientos fundamentales.

1. LÍQUIDOS PENETRANTES

Sirve para detectar grietas y discontinuidadesen la superficie de materiales sólidos no porosos.

Se utiliza con unagran capacidad de penetrar en las piezas por capilaridad. Tras eliminar el líquido sobrante de la superficie y transcurrido un tiempo sele aplica un reveladorque exuda al penetrante hacia la superficie; el dibujo que se forma en la superficie del material nos orienta de la situación y relativo tamaño de las grietas.

El ensayo se divide en cinco etapas bien diferenciadas:

a) Limpieza y preparación previas de la superficie

La superficie debe estar limpia y seca, también libre de agua, u otros agentes.

b) Penetración

Aplicar el penetrnte y dejar actuar el tiempo necesario.

c) Eliminación del exceso de líquido penetrante

Tratarde quitar los excesos de penetrante para que en la observacion final haya suficiente contraste.

d) Revelado

Extractos del penetrante, hace que éste salga de las discontinuidades y se manifieste en la superficie del material. El contraste de colores, de revelados y penetrante nos indica la posición de las grietas o disconti-

nuidades.

e) Observación

Es la fase para la que más experiencia se necesita yaque se deben sacar conclusiones veraces de lo que se vea.

Cuestiones:

1. ¿Cuál es el objetivo de este ensayo?

Este ensayo tiene como objetivo detectar discontinuidades que afloran a la superficie en sólidos no porosos.

2. ¿Puede aplicarse este método a materiales porosos?. Razonar la respuesta.

No, este método no puede aplicarse porque el penetradorse introduce en los poros y por lo tanto, da el mismo resultado que cuando hay una discontinuidad.

3. ¿Cómo influye la tensión superficial de un líquido que actúe como penetrador?

Cuanta menor tensión superficial tenga el penetrante, mayor facilidad para introducirse por capilarización en las grietas.

4. ¿Qué factor es más desfavorable en la aplicación del penetrador, un exceso o un defecto de tiempo?

El factor más favorable, es un defecto de tiempo, ya que no permite al líquido penetrar por completo en las discontinuidades.

5. ¿Por qué se recomienda la utilización de líquidos penetrantes con materiales no magnéticos?.

Porque es un ensayo sencillo y poco costoso; en cambio, para materiales magnéticos se pueden realizar los ensayos magnéticos.

6. ¿Se puede detectar la profundidad de las grietas por este método?

Cuanto más profunda y ancha sea la grieta, más penetrante se observará, pero es muy arriesgado intentar precisar la profundidad de una grieta.

7. ¿Por qué se exige que la pieza dondese va aplicareste ensayo esté totalmente seca y desengrasada?

Para que las posibles discontinuidades estén libres de agua, aceite o otros agentes, que puedan interferir en la penetración del líquido en éstas.

8. ¿Es este método recomendable para piezas en servicio, de difícil acceso o de campo abierto? ¿Por qué?

No es recomendable para estos casos, puestos que la pieza debe limpiarse cuidadosamente, sumergirse en el penetrador o extraer éste con una brocha, el proceso debe durar un cierto tiempo, por lo que el laboratorio es el llugar más adecuado. A esto hay que sumar que si el penetrante es fluorescente, la observación de los resultados debe hacerse en la oscuridad.

9. ¿Se puede aplicar este método para materiales que en el momento del ensayo estén sometidos a elevadas temperaturas?

No, porque estas temperaturas harían que el liquido se evaporase, por lo que el ensayo sería nulo.

10. ¿Podemos detectar los bordes de un cordón de soldadura por este procedimiento?

Sí, porque en los bordes de soldadura también se podrían detectar grietas, ya que el material no queda completamente unido y no es una capa comletamente uniforme.

2. ULTRASONIDOS

Se utilizan frecuencias superiores a los 20 Khz y son inaudiles para los

humanos al no sobrepasar el umbral de la percepción acústica.

Las ondas ultrasónicas se propogan en cualquier medio si son de tipo longitudinal y sólo en cuerpos sólidos si son transversales. Tienen la propiedad de propagarse en el vacío y de depender de la naturaleza de su medio de propagación en cuanto a su velocidad.

Los ultrasonidos sufren fenómenos de reflexión, refracción y difusión, de igual forma que las ondas acústicas y luminosas, dependiendo su propagación de la impedancia acústica del medio en que lo hagan. De esta forma, cuaando un haz de ultrasonidos llega a la superficie de separación de dos medios cuyas impedancias acústicas son diferentes, una parte del haz se refleja, otra es refractada, y una tercera, se difunde.

En esta propiedad se basan las múltiples aplicaciones de los ultrasonidos en los ensayos nodestructivos, ya que una onda ultrasónica propagándose en un material es reflejada cuando se encuentra con la más tenue capa de aire.

Este ensayo se realiza sobre todo para ensayar materiales que puedan tener grietas o defectos en el interiosde su estructura y que a simple vista no se pueden apreciar.

Con esta prueba se pueden detectar y cuantificar en tamaño y grosor las posibles grietas o defectos internos del material. También se pueden medir espesores de piezas con una gran precisión.

Cuestiones:

1. Describir la naturaleza de los ultrasonidos así como su propagación y factores de que depende.

Los ultrasonido son vibraciones elásticas de muy alta frecuencia (superior a veinte kiloherzios).

Las ondas ultrasónicas longitudinales pueden propagarse en cualquier medio y, las transversales sólo en cuerpos sólidos. Pueen propagarse en el vacío y su velocidad dependerá de la naturaleza del medio de propagación.

Los ultrasonidos sufren además los fenómenos de reflexión, refracción y difusión.

2. ¿En qué propiedad de los ultrasonidos está basada su aplicación como ensayo no destructivo?

Está basada en el hecho, de que cuando un haz de ultrasonidos llega a la superficie de separación de dos medios cuyas impedancia acústicas son diferentes, una parte del haz se refleja, otra se refracta y la tercera se difunde.

3. En el caso de existir un defecto cuya impedancia acústica sea igual a la del metal, ¿es posible su detección con ultrasonidos?

No se puede detectar

4. ¿Por qué es necesaria la utilización de un medio acoplante (glicerina,aceite,etc.) entre el palpador y la pieza?

Es necesario utilizar un medio acoplante, ya que el aire no transmite los ultrasonidos de alta frecuencia.

5. Enumerar las principales ventajas e inconvenientes de los distintos métedos de aplicación de las ondas ultrasónicas.

La ventaja del método de reflexión radica en que los defectos y contornos del material son directamente detectados en la pantalla del equipo, pero tiene el inconveniente de depender de la orientación de los efectos.

El método de transmisión, aunque se puede utilizar en sistemas automáticos, presenta muchos incovenientes, como es el acoplo palpador-pieza, inaccesibilidad de ambos lados de la pieza, los defectos no pueden ser localizados en profundidad, la necesidad de mantener el palpador emisor y receptor alineados.

El método de resonancia resuelve el problema de medida de espesores.

El método de inversión tiene como ventaja disponer de un acoplante uniforme, y como incoeniente su pequeño campo de aplicación.

6. Comparar los ensayos de ultrasonidos con acoplamiento por contacto y acoplamiento por inmersión.

En el ensayo de acoplamiento por contacto, el palpador se apoya sobre la pieza a través de una fina capa de aceite, agua u otro material acoplante.

En los ensayos de inmersión, el acoplo acústico entre palpador y pieza se realiza a través de un camino previo en el agua.

7. ¿Cuál es la función del palpador?. Describir los elementos de que consta.

La misión del palpador, es transformar los impulsos eléctricos en impulsos de ondas, como emisor e inversamente como receptor. Su principal elemento es un cristal piezoeléctrico, pueden ser dos (uno emisor y otro receptor)

8. Enumerar los distintos tipos de palpadores en función de la pieza estudiada, material de que se trate, tipo de ensayo o utilización del palpador.

Existen variostipos de palpadores, como son:

Palpadores emisores

Palpadores receptores

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