Proyecto

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DE PARIA

“LUIS MARIANO RIVERA”

PROGRAMA NACIONAL DE FORMACION

Carúpano, 06 de Febrero del 2013.

INTRODUCCIÓN.

Sin dudas, el desarrollo de nuevas tecnologías ha marcado sensiblemente la actualidad industrial mundial. En los últimos años, la industria mecánica se ha visto bajo la influencia determinante de la electrónica, la automática y las telecomunicaciones, exigiendo mayor preparación en el personal, no sólo desde el punto de vista de la operación de la maquinaria, sino desde el punto de vista del mantenimiento industrial.

La realidad industrial, matizada por la enorme necesidad de explotar eficaz y eficientemente la maquinaria instalada y elevar a niveles superiores la actividad del mantenimiento. No remediamos nada con grandes soluciones que presuponen diseños, innovaciones, y tecnologías de recuperación, si no mantenemos con una alta disponibilidad nuestra industria.

Es decir, la Industria tiene que distinguirse por una correcta explotación y un mantenimiento eficaz. En otras palabras, la operación correcta y el mantenimiento oportuno constituyen vías decisivas para cuidar lo que se tiene.

La utilización de ultrasonidos en el campo del mantenimiento industrial normalmente se asocia a técnicas no destructivas para detectar grietas. Sin embargo, hay otras aplicaciones que hacen uso de la medida de ultrasonidos y que permiten detectar problemas en instalaciones industriales. Entre estos problemas se encuentran fugas de gas y vapor, purgadores de vapor funcionando defectuosamente, problemas de arco y corona en conductores eléctricos, e incluso detección de daños en rodamientos.

Las Evaluaciones o Exámenes No Destructivo incluyen varios métodos para examinar materiales, componentes y conexiones destinadas a identificar y cuantificar defectos internos y degradaciones. Los Ensayos No Destructivos tienen como finalidad evaluar propiedades materiales antes de que resulten fallidas, basándose en criterios de aceptación reconocidos o perfiles de degradación definidos a lo largo del tiempo para asegurar la calidad del producto y el funcionamiento durante su producción, así como para asegurar el uso seguro de las estructuras de ingeniería.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS

La posibilidad de utilizar el ultrasonido para realizar pruebas no destructivas fue reconocida en 1930 en Alemania por Mulhauser, Trost y Pohlman, y en Rusia por Sergei Sokoloff, quienes investigaron varias técnicas empleando ondas continuas.

Los equipos detectores de fallas fueron originalmente desarrollados, basándose en el principio de la interceptación de la energía ultrasónica por discontinuidades grandes durante el paso del haz ultrasónico.

Posteriormente, esta técnica recibió el nombre de inspección a través. Este sistema de inspección presentaba ciertas limitaciones, principalmente, la necesidad del acceso en ambas superficies de la pieza inspeccionada para colocar un transductor en cada superficie.

No se encontró un método práctico de inspección hasta que el Dr. Floyd Firestone (EUA) inventó un aparato empleando haces de ondas ultrasónicas pulsadas para obtener reflexiones de defectos pequeños, conocido como "Reflectoscopio Supersónico". En el mismo periodo en Inglaterra, Sproule desarrolló equipos de inspección ultrasónica en forma independiente.

Como sucedió en la inspección radiográfica, al principio, los equipos fueron desarrollados para ser usados como herramientas de laboratorio y no como equipos de inspección.

En la universidad de Michigan, Firestone y su grupo de trabajo investigaron los mecanismos de operación de los transductores, el uso de ondas transversales, la aplicación de las ondas superficiales o de Rayleigh, el dispositivo Raybender para la inspección por haz angular con variación del ángulo, el empleo de la columna de retardo para la inspección en zonas cercanas a la superficie de entrada, un método de resonancia por pulsos para la medición de espesores, y varias técnicas empleando ondas de placa o de Lamb.

El desarrollo reciente del método de inspección por ultrasonido está relacionado, en primera instancia, con lo siguiente:

 Alta velocidad en la aplicación de sistemas automatizados de inspección.

 Instrumentos mejorados para obtener gran resolución en la detección de fallas.

 Una mejor presentación de los datos.

 Interpretación simple de los resultados.

 Estudio avanzado de los cambios finos de las condiciones metalúrgicas.

 Análisis detallado de los fenómenos acústicos involucrados.

El primer instrumento ultrasónico medidor de espesores comercial, que usaba los principios derivados del sonar, fue introducido al final de los años 40. En los años 70 fueron comunes los instrumentos portátiles pequeños utilizados para una amplia variedad de aplicaciones. Recientemente, los avances en la tecnología de microprocesadores han dejado nuevos niveles de funcionalidad en instrumentos miniatura sofisticados y fáciles de usar.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL ULTRASONIDO

Con el fin de comprender e interpretar adecuadamente un estudio de ultrasonido (US), resulta necesario contar con un bagaje de conocimientos básicos acerca de los principios físicos involucrados en la generación de imágenes por este método diagnóstico. Esta técnica de imagen está basada en la emisión y recepción de ondas de ultrasonido, y las imágenes se obtienen mediante el procesamiento electrónico de los haces ultrasónicos (ecos) reflejados por las diferentes interfaces tisulares y estructuras corporales.

DEFINICIONES

SonidoEs la sensación percibida en el órgano del oído por una onda mecánica originada por la vibración de un cuerpo elástico y propagado por un medio material.

El US se define entonces como una serie de ondas mecánicas, generalmente longitudinales, originadas por la vibración de un cuerpo elástico (cristal piezoeléctrico) y propagadas por un medio material (tejidos corporales) cuya frecuencia supera la del sonido audible por el humano: 20.000 ciclos/segundo o 20 kilohercios (20 KHz).

Algunos de los parámetros que se utilizan a menudo en US son: frecuencia, velocidad de propagación, interacción del US con los tejidos, ángulo de incidencia - atenuación y frecuencia de repetición de pulsos.

FrecuenciaLa frecuencia de una onda de US consiste en el número de ciclos o de cambios de presión que ocurren en un segundo. La frecuencia la cuantificamos en ciclos por segundo o hertz. La frecuencia está determinada por la fuente emisora del sonido y por el medio a través del cual está viajando.El US es un sonido cuya frecuencia se ubica por arriba de 20 kHz. Las frecuencias que se utilizan en Medicina para fines de diagnóstico clínico están comprendidas más frecuentemente en el rango de 2-28 MHz, y con fines experimentales se manejan frecuencias superiores a 50 MHz.

Velocidad de propagaciónEs la velocidad en la que el sonido viaja a través de un medio, y se considera típicamente de 1.540 m/sec para los tejidos blandos.

La velocidad de propagación del sonido varía dependiendo del tipo y características del material por el que atraviese. Los factores que determinan la velocidad del sonido a través de una sustancia son la densidad y la compresibilidad, compresibilidad, de tal forma que los materiales con mayor densidad y menor compresibilidad transmitirán el sonido a una mayor velocidad.

GENERALIDADES DEL ULTRASONIDO

El término ultrasonido hace referencia a las ondas sonoras con frecuencias más altas que las que quedan dentro del alcance del oído humano, es decir, a frecuencias superiores a los 16 Khz, aproximadamente. Las ondas ultrasónicas obedecen a las mismas leyes básicas del movimiento ondulatorio de las ondas de frecuencias más bajas, las cuales conocemos como ondas sonoras. El ultrasonido, a manera sencilla se entiende como una señal de audio que no puede ser captada por el oído humano, sirve en múltiples aplicaciones y es en muchos casos la manera de dar solución a ciertos problemas de una forma práctica y económica; sin embargo, dependiendo de la aplicación su implementación puede ser de mayor o menor complejidad, su funcionamiento se remite básicamente a los mismos principios físicos que rigen en los materiales piezoeléctricos, convirtiendo la energía mecánica en eléctrica y viceversa.

DEFINICIÓN Y NATURALEZA DE LAS ONDAS ULTRASÓNICAS

Son ondas mecánicas vibratorias o sea para que sea propague elultrasonido, se requiere que las partículas del medio ya sea liquido, aire osólido oscilan alrededor de sus posiciones de equilibrio.

Diferencia entre sonido y ultrasonido

Son de la misma naturaleza, lo que la diferencia es su frecuencia así:

- ondas sónicas: frecuencia entre 16 y 20000 ciclos por segundos.

- ondas ultrasónicas: frecuencias mucho mayores de 20000 ciclos porsegundos.

Para materiales metálicos: se opera entre 1 y 5 mhz pero se puedentrabajar con frecuencias mucho mayores.Para materiales no metálicos: ej: cerámicos, trabajan con frecuenciasmenores de 1mhz (¼, ½ mhz).

Tipos de ondas ultrasónicas

Se clasifican en:

Ol. Onda longitudinal: se propaga en tres medios.

OT. Onda transversal:

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