Ensayos no destructivos

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El uso de un material depende de ciertas propiedades características que varios ensayos destructivos han demostrado que posee. Sin embargo, no existe ninguna seguridad de que la pieza utilizada sea igual a las ensayadas, en lo que respecta a las propiedades mecánicas y a la ausencia de defectos. Existen dos tipos de “Ensayos no Destructivos”: Aquellos utilizados para localizar defectos. Y los utilizados para determinar características dimensionales, físicas o mecánicas.

Ensayos no destructivos para localizar Defectos:

• Examen Visual
• Tintas Penetrantes
• Técnicas Radiográficas Rayos X Rayos γ (gamma)
• Partículas Magnéticas
• Ultrasonido

1. Examen Visual:

Se pueden utilizar lentes magnificadoras de baja potencia. Lupas Estereoscópicas, microscopios equipados con aditamentos fotográficos, usados para obtener registros permanentes de los defectos, zonas dudosas y variaciones estructurales.

1. Tintas Penetrantes:

 Es un método para detectar discontinuidades abiertas a la superficie. Las discontinuidades superficiales tales como grietas, costuras, traslapes, laminaciones, o falta de adhesión son indicadas por estos métodos. Son aplicables a la inspección en proceso, final y de mantenimiento. Los líquidos usados ingresan por pequeñas aberturas, tales como fisuras o porosidades, por acción capilar. La velocidad y la extensión de esta acción dependen de propiedades tales como tensión superficial, la cohesión, la adhesión y la viscosidad.[pic 6]

1. Partículas Magnéticas:

 El método de partículas magnéticas se basa en que toda partícula ferrosa susceptible de ser magnetizada al entrar en contacto con un imán se orienta de acuerdo con su respectiva polaridad y sigue las líneas de fuerza del campo magnético. Dichas líneas se interrumpen tan pronto como en el cuerpo principal se presenta alguna discontinuidad en forma de grieta. Tanto sea superficial o sub-superficial, en sus inmediaciones, se producirá una acumulación de partículas. [pic 7]

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Partículas Magnéticas

1. Ultrasonido:

Los ultrasonidos se emplean en los ensayos no destructivos para detectar discontinuidades tanto en la superficie como en el interior de los materiales. Los ultrasonidos son una forma de energía vibrante. 10 a 20.000 Hz ondas sonoras > 20.000 Hz ultrasonidos. Parámetros que definen una onda ultrasónica:[pic 9]

• Longitud de onda λ • Ciclo • Frecuencia f • Periodo T = 1/f • Velocidad de propagación c = λ*f.

La dirección de oscilación de las partículas individuales coincide con la dirección de propagación de la onda. Es también llamada onda de presión. La dirección de oscilación de las partículas individuales, es perpendicular a la dirección de propagación de la onda.

GENERANCION DE LAS ONDAS ULTRASÓNICAS

• Las ondas ultrasónicas se generan por el llamado efecto piezoeléctrico.

• Si aplicamos una tensión a una plaquita de material piezoeléctrico, esta se contraerá o se dilatará en función de la polaridad de la tensión.

• Si se aplica una corriente alterna, la plaquita se contraerá o se dilatará con la frecuencia, obteniéndose además ondas ultrasónicas debido a la vibración del cristal. • Cuando la plaquita es sometida a una presión de sonido, genera una pequeña tensión eléctrica A la plaquita externa se la denomina Transductor.

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El ensayo por líquidos penetrantes se puede resumir en los siguientes pasos:

1. Limpieza inicial: Consiste en eliminar de la zona a inspeccionar cualquier resto de contaminante que dificulte, tanto la entrada del penetrante en las discontinuidades como la posterior eliminación del que queda sobre la superficie.

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1. Aplicación del líquido penetrante y tiempo de penetración: Consiste en cubrir la superficie a inspeccionar con el líquido penetrante y dejar transcurrir el tiempo necesario para que dicho líquido pueda llenar por capilaridad las discontinuidades.

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1. Eliminación del exceso de penetrante: Con esta etapa se evita la posterior formación de indicaciones falsas.

1. Aplicación del revelador: Una vez eliminado el exceso de penetrante habrá que aplicar el producto revelador. Este producto consiste habitualmente en una suspensión acuosa o con base de alcohol que, una vez pulverizado sobre la superficie y tras un cierto tiempo de espera para que el elemento base se evapore, nos permitirá obtener una fina capa del producto revelador seco en forma de polvo sobre la superficie. El revelador debe aplicarse de la forma más fina y uniforme posible, evitando excesos que puedan enmascarar las fisuras más sutiles. Dejar secar entre 7 y 10 min.

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1. Inspección para interpretar y evaluar las indicaciones: La fina capa de revelador absorbe el líquido penetrante retenido en las discontinuidades, llevándolo a la superficie donde puede registrarse y evaluar.[pic 16]

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1. Limpieza final: Se trata de eliminar los restos de todos los agentes químicos empleados, para prevenir posibles daños o malfuncionamientos de la pieza cuando vuelva a ser utilizada.

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1. Al inicio el cordón de soldadura parecía que no tenía ni una falla, luego después de aplicar el revelador observamos que no tenía solo una falla, sino 4 de estás.

1. Observamos que el ensayo de líquidos penetrantes tiene las siguientes características:

• Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeñas y estrechas.
• Habilidad de permanecer en aberturas amplias.
• Habilidad de mantener color o la fluorescencia.
• Habilidad de extenderse en capas muy finas.
• Resistencia a la evaporación.
• De fácil remoción de la superficie.
• De difícil eliminación una vez dentro de la discontinuidad.
• De fácil absorción de la discontinuidad.
• Atoxico.
• Inoloro.
• No corrosivo.
• Anti inflamable.
• Estable bajo condiciones de almacenamiento.
  

1. Nos ayuda a detectar las discontinuidades superficiales en cualquier material no poroso. Los ensayos por líquidos penetrantes son frecuentemente aplicados en los procesos de fabricación y en la inspección en servicio:

• Inspección de soldaduras y recargues de distintos aceros, incluidas aleaciones no ferromagnéticas, inconel, stellite, etc.

• Inspección de preparaciones de bordes para soldadura o de excavaciones en reparación de las mismas.

• Inspección de componentes metálicos: forjas, fundiciones, mecanizados, etc.

• Inspección de materiales plásticos no porosos.

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• El principio en el cual se basa esta técnica no destructiva es la capacidad de que un líquido pueda penetrar por capilaridad y ser retenido en las discontinuidades abiertas a la superficie como pueden ser fisuras y poros.

• La penetración por capilaridad es la propiedad que tiene algunos fluidos y que modifica los efectos de algunos principios fundamentales de la física, como pueden ser la ley de la gravedad y los vasos comunicantes.

•  Obteniendo el siguiente cuadro:

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1. Observamos detenidamente la pieza, antes de iniciar el ensayo.

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1. Agarramos limadura de hierro fina, y proseguimos a echarla y esparcirla por todo el cordón de soldadura de la pieza.

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1. A continuación encendemos el yugo magnético y lo colocamos encima de la pieza.

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1. Seguidamente pasamos el yugo magnético por todo el pliegue de soldadura.

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1. Observamos detenidamente la pieza y detectamos donde están las fallas.

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Nota: Debemos asegurarnos de haber pasado correctamente el yugo magnético por el pliegue de soldadura hasta el final, para obtener un buen resultado en el ensayo.

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1. Al inicio observamos detenidamente el cordón de soldadura en la placa, aparentemente no tenía fisuras, huecos, ni discontinuidades; pero luego de agregar y esparcir la limadura de hierro, pasamos el yugo electromagnético y grupos de limadura de hierro se quedaron en las discontinuidades del cordón de soldadura, y pudimos percibir que más claramente aquellas fallas sobre el cordón de soldadura.

1. Observamos que el ensayo de Partículas Magnéticas tiene las siguientes características:

• Deben tener alta permeabilidad para ser fáciles de magnetizar, tener baja retentividad para no ser atraídas unas a otras y evitar su aglomeración.
• Control de tamaño y forma: redondas y alargadas.
• No deben ser tóxicas.
• Deben estar libres de moho, grasa, pintura, suciedad y otros materiales extraños.
• Deben tener buena visibilidad; visibles y fluorescentes.

1. Nos ayuda a detectar las discontinuidades superficiales y sub-superficiales en materiales ferromagnéticos. Los ensayos por partículas magnéticas tienen una extensa aplicación en los procesos de fabricación y en la inspección en servicio, entre las que se encuentran:

• Inspección de soldaduras.

• Inspección de preparaciones de bordes para soldadura o de excavaciones en reparación de las mismas.

• Inspección de componentes metálicos: forjas, fundiciones, mecanizados, etc.

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• Mediante este ensayo se puede lograr la detección de defectos superficiales y sub-superficiales (hasta 3 mm debajo de la superficie del material).

• La inspección por Partículas Magnéticas es una de las pruebas no destructivas más utilizadas en varias ramas industriales y es de suma importancia el conocer el principio Físico por el cual operan para así interpretar de una forma correcta los resultados obtenidos.

• Obtuvimos el siguiente cuadro:

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1. Encendido del aparato.[pic 42]

2. Según el material a utilizar colocar la velocidad acústica (velocidad de onda).

3. Selección del palpador y cable coaxial a de ser empleado de acuerdo con el tipo de inspección.

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4. Se coloca medio acoplante entre la superficie de la pieza a inspeccionar y el palpador. Al poner en contacto directo con la superficie externa, el palpador realiza el efecto directo en el interior (relleno)

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5. El palpador se desplaza sobre la pieza para la detección de discontinuidades. Se produce un haz de luz que permite la visibilidad de las imperfecciones de acuerdo a las ondas generadas y representadas en la pantalla.

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