Conferencia Los ensayos no destructivos en y la gestión de vida. el mantenimiento o

V JORNADA CIENTÍFICA DE INGENIERÍA MECÁINCA Y IV JORNADA CIENTÍFICA DE INGENIERÍA MECATÓNICA

CONFERNCIA.

LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN EL MATETIMIENTO Y LA GESTIÓN DE VIDA. SU EVOLUCIÓN.

PhD. Luis Marcos Castellanos González.

Grupo GIMAT. Universidad Tecnológica de Bolívar

Cartagena, 6 de mayo de del 2011.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVO S (END)

¿Qué son los Ensayos No Destructivos (END)?

Non Destructive Testing, NDT

Son ensayos que se aplican a objetos, equipos y componentes buscando conocer sus propiedades, verificar su calidad o su estado sin que resulten dañados y sin afectar su uso posterior.

Están basados en principios físicos que al ser aplicados mediante técnicas específicas muestran en forma indirecta las propiedades del objeto.

Se aplican en los ámbitos muy diferentes: industria petroquímica, térmica, naval, automotriz, aeronáutica, estructuras civiles, parques de diversiones, etc.


Algunas características de los ENDs en el mantenimiento

1. Se aplican durante la fabricación, en servicio, en paradas para mantenimiento y en análisis de fallas.

2. Es necesario interpretar las indicaciones propias de cada método en relación con los principios físicos aplicados, la naturaleza del material y los procesos de fabricación.

3. Esto depende en gran medida de la formación, experiencia y calificación de los operadores.

4. Permiten detectar discontinuidades, caracterizar el estado y la naturaleza de los materiales, determinar tamaño, forma, situación y características de las discontinuidades detectadas.

5. Son complementarios entre si.


¿QUÉ SE REQUIERE PARA PODER APLICAR ALGÚN END, INTERPRETARLO Y EMITIR UN JUICIO CORRECTO?

Placa de pulmónRadiografía

Todos podemos observar estas imágenes: radiografía de pulmón y metalografía en réplica .

¿Qué logran ustedes ver e interpretar en cada imagen? Hagamos una reflexión rápida. Se requiere:Conocimiento sobre lo que se busca, conocimiento sobre los principios físicos bajo los cuales funciona el ensayo, capacitación operacional y experiencia (certificación)

Metalografía en réplica

Metalografía en obtenida


Son aplicados en casi cualquier etapa

en el ciclo de producción o de vida de un componente

Tres momentos principales

1. Inspección de materias primas

2. Inspección durante y después de procesado

3. Inspección de daños en el servicio


Inspección de productos en materias primas

Productos de :

ExtrusiónFundición Forjaotros


Inspección durante y después de procesado

En procesos tales como:

Soldadura

Tratamiento térmico

Maquinado

Esmerilado

otros


Inspección de daños en el servicioProductos de :

GrietasErosiónCreepCorrosiónotros


¿Qué se busca con los ENDs?


Principales ENDS de uso ingenieril o industrial

Inspección visual (VT)

Partículas magnéticas (MT)

Líquidos penetrantes (PT)

Radiografía industrial (RT)

Ultrasonido industrial (UT)

Corriente inducida (ET).

Ultrasonido

Radiografía

Visual


Otros tipos de ENDS de uso ingenieril o industrial

MicroondasTermografíaEmisión Acústica Acústica de la microscopia Las mediciones magnéticas RéplicasInterferometría Láser De fuga de flujo


HISTORIA EN LOS END. TINTAS PENETRANTES

El método de las tintas penetrantes empezó a ser utilizado hacia el año 1895 en la inspección de rieles y ruedas de ferrocarril mediante el empleo de una suspensión de yeso blanco con alcohol y aceite.

La rueda a inspeccionar era sumergida en un baño de aceite de color oscuro durante un día para que penetrara todos los potenciales defectos. Al día siguiente una suspensión blanca a base de yeso en alcohol se aplicaba a toda la pieza, dejando un fondo blanco en ella después de evaporarse el alcohol. Final mente la pieza era golpeada para hacer brotar el aceite de las potenciales fisuras. Solo la fisura más grande podían ser detectadas.


Sobre Inspección Visual (VT)Emplea el ojo humano como principal elemento, y en muchas ocasiones, recibe ayuda de algún dispositivo óptico, ya sea para mejorar la percepción de las imágenes (anteojos, lupas, etc.) o bien para proporcionar contacto visual en áreas de difícil acceso, tal es el caso del interior de tuberías de diámetro pequeño, en cuyo caso se pueden utilizar boroscopios, pequeñas videocámaras, etc.

Instrumentos y equipos auxiliares


Sobre Inspección Visual (VT)

TECNICAS DE INSPECCIÓN VISUAL

1.VISIÓN DIRECTA2.VISIÓN REMOTA MEDIOS AUXILIARES DE INSPECCIÓN

1.Espejos.2.Lentes de aumento.3.Cámaras de televisión.4.Fibroscopios5.Equipos de registro.6.Instrumentos de medición7.Equipos de presurización.



La inspección visual remota.

Inspección visual remota: Es la técnica que se utiliza cuando, por razones de inaccesibilidad de diversa índole (encontrarse sumergida, radiación, inaccesibilidad física, etc.), no es posible la observación directa del objeto o la superficie a examen. En este caso se utilizan medios auxiliares más complejos, dispositivos electrónicos u ópticos, que hacen más difícil la evaluación de las indicaciones.

Medios auxiliares: telescopios, prismáticos, endoscopios, fibroscopios, cámaras de TV.

Se exige que la resolución del examen mediante medios remotos sea, al menos, equivalente a la que se obtendría por un examen visual directo.


Sobre Inspección Visual (VT)Equipos de inspección visual remota

Videoscopio moderno.



Equipos de inspección visual remotaBoroscopios Industriales

Algunos tipos.1.Boroscopios rígidos industriales2.Boroscopios rígidos estándar3.Boroscopios de prisma basculante4.Boroscopios de prisma basculante con zoom5.Miniboroscopios



Rastreadores robótica permitir la observación en áreas peligrosas o muy estrechos, como conductos de aire, reactores, tuberías.

Fibroscopio. Se está utilizando para inspeccionar partes de aviones.

En la actualidad



VENTAJAS:

1.END primario y simple de aplicar.

2.Más económico y rápido

3.Revela imperfecciones superficiales (Ojo humano)

4.Puede ser empleada en todas las etapas del proceso

5.Buena efectividad a través de toda la secuencia de fabricación.

6. Técnicas muy conocidas.

7. No requiere de instrumentos sofisticados.

8. Permite precisar otras acciones. Reduce la necesidad de END posteriores.



DESVENTAJAS:

1.Limitado a detectar solamente discontinuidades que aparecen sobre la superficie de la parte evaluada.2.Requiere técnicas de END complementarias para detectar y clasificar las fallas3.Agudeza visual4.Acceso limitado5.Dedicación del Inspector, conocimiento y experiencia



APLICACIONES EN PROCESOS DE SOLDADURA:

1.ANTES DE SOLDAR

2.DURANTE LA SOLDADURA

3.DESPUES DE LA SOLDADURA

AWS D1.B11. (VT en soldadura)



ANTES DE SOLDAR.1.Revisión de documentos relacionados

2.Chequear: WPS, PQR y WPQ

3.Desarrollar un plan de inspección y registros

4.Desarrollar sistema para identificar rechazos

5.Chequear equipos de soldadura

6.Chequear calidad de MB y MA

7.Chequear calidad y precisión de las Juntas

8.Chequear montaje y alineamiento

9.Chequear Limpieza de la junta

10.Chequear precalentamiento cuando se requiera



DURANTE LA SOLDADURA

1.Chequear variables

2.Inspección visual de cada pase

3.Chequear la limpieza entre pases

4.Chequear la temperatura entre pases

5.Chequear colocación y secuencia de pases

6.Chequear las superficies de respaldo

7.Realizar END cuando se requieran



DESPUES DE LA SOLDADURA

1.Chequear apariencia final

2.Chequear el tamaño

3.Chequear longitudes y distancias

4.Chequear la precisión dimensional del ensamble soldado

5.Monitorear tratamiento térmico post soldadura, cuando se requiera

6.Realizar END adicionales cuando se requieran

7.Preparar los reportes de inspección

PRINCIPIOS FISICOS

DE LA

RADIOGRAFIA INDUSTRIAL

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)

1°.- Radiografía. Principios Físicos. Características.

1.- Definición:

Es una técnica de E.N.D capaz de generar imágenes fotográficas del interior de determinados objetos, basándose en el empleo de las Radiaciones Ionizantes ( Rayos X y Rayos Gamma ) Aplicable a:a.- Cambios de espesorb.- Discontinuidades internas.c.- Cambios estructurales.d.- Defectos de montaje.e.- Cambios en especificaciones de diseño


1.- Un poco de historia de la RI.

a.- Descubiertos por Roentgen en 1895 (1° Premio Nobel en Física)

b.- Tomo la primera radiografía de la mano de su esposa.

c.- Utilizados en USA en 1986 para evaluar fracturas de hueso

d.- Roentgen, su esposa y colaboradores murieron prematuramente de cáncer


1.1.- Características mas importantes.

a.- Radiaciones de alta energía producidas por fuentes artificiales ó naturales.

b.-Usa detectores electrónicos (Fluoroscopia, Rx. Tiempo real) ó películas fotográficas especiales (Radiográficas )

c.- Imágenes producidas por la diferente absorción de Radiación que tienen los materiales.

d.- Es una proyección del interior del objeto, afectada por factores geométricos.

f.- Peligrosa para el operario, personal altamente entrenado en la aplicación de la técnica, y en la interpretación de la información.


La pieza se coloca entre la fuente de radiación y la película. La pieza absorberá radiación. Zonas mas densas o de mayor espesor absorben mas radiación

El oscurecimiento de la película (densidad) cambiara con la cantidad de radiación que logra llegar a la película

= Menor exposición

= Mayor exposición

PRINCIPIOS DE LA RADIOGRAFIA


Imagen Radiográfica

Convencional

Procesada digitalmente


2.1.2.- Producción de Rayos X.

High Electrical Potential

Electrons

-+

X-ray Generator or Radioactive Source Creates Radiation

Exposure Recording Device

Radiation Penetrate the Sample

Producidos cuándo electrones que se mueven a gran velocidad, son frenados bruscamente por la materia.

a.- La fuente de electrones, generalmente es un material que los emite ( Cátodo ) cuándo lo atraviesa una corriente eléctrica ( unos pocos Amp.)b.- Los electrones adquieren velocidad mediante una diferencia de potencial regulable ( Kilovoltios, Kv )

Espectro Electromagnético


EQUIPOS NECESARIOS.

1.Equipos de proyector de radiación

2.Equipos para la medición de la radiación

3.Película radiográfica

4.Elementos para la marcación

5.Elementos químicos para el proceso de revelado y fijado de la película radiográfica

6.Equipos para la visualización e interpretación de resultados

RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT)


Equipo de Rx (Tubo de Coolidge)ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

(END)

EQUIPOS.



PROCEDIMIENTO DE ENSAYO.

1.Determinación del área donde no puede ingresar personal laboralmente no expuesto2.Cálculos de tiempo de exposición a la radiación3.Elaboración de las marcas a estampar en la película radiográfica4.Marcación de la zona a inspeccionar5.Montaje de la película radiográfica.6.Ubicación del emisor de radiación a la distancia calculada7.Exposición del emisor de radiación durante el tiempo calculado


APLICACIONES.1.Tuberías

2.Estructuras soldadas

3.Fundiciones

4.Materiales No metálicos



NUEVAS TECNOLOGÍAS RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL (RT)


Radiografía Digital.

Sus principales características son:

a.- No usa películas.

b.- Usa pantallas de Fósforo o detectores especiales.

c.- Las imágenes son almacenadas en computadoras.

d.- Incluyen software para su análisis y mejoramiento



Radiografía Digital.

Sus variantes son:a.- Radiografía computarizada (CR)

b.- Radiografía en tiempo real (RTR)

c.- Visualización radiográfica directa (DR)

d.- Tomografía computarizada (CT)



Radiografía Computarizada (RC)

Se emplean placas reutilizables de Fósforo en vez de la película clásica



Radiografía Computarizada (RC)a.- La radiación estimula los átomos de fósforo, llevándolos a estados excitados (Muy Energéticos)

b.- La placa se lee electrónicamente, luego se “limpia” y se puede reutilizar

X-Rays

Phosphor Layer

Protective Layer

SubstratePhosphor Grains



Motor

A/D

Converter

A/D

Converter

Imaging Plate

Optical Scanner Photo-multiplier Tube

110010010010110110010010010110

Laser Beam

Radiografía Computarizada (RC)c.- El lector no es un “scanner” convencional



Radiografía Computarizada (RC) d - Las imágenes son enviadas y visualizadas por un computador



Radiografía en Tiempo Real (RTR)

Mediante dispositivos electrónicos, las imágenes radiografías son capturadas y visualizadas en

“tiempo real”

a.- Permite una inspección de la totalidad del componente.

b.- Este puede ser rotado

c.- Reduce el tiempo de inspección.

d.- Al tener varias vistas, proporciona mayor información.



Radiografía en Tiempo Real (RTR)FLUOROSCOPIA EN MEDICINA.

La fluoroscopia es una técnica de imagen que se utiliza en medicina para obtener imágenes en tiempo real de las estructuras óseas del cuerpo humano. Es una radiografía en directo. Para la toma de las imágenes se utiliza un fluoroscopio (inventado por Thomas Edison), y aunque hoy en día su uso sea fundamentalmente sanitario, entre los años 1920 y 1950 el fluoroscopio inundó las tiendas de zapatos de EEUU



Radiografía en Tiempo Real (RTR)FLUOROSCOPIA EN TIENDAS DE CALZADO.La máquina, que hizo que miles de niños acudiesen encantados a las tiendas de zapatos para ver en directo los huesos de sus pies moviéndose, fue la causa de innumerables deformaciones y amputaciones. El fluoroscopio emitía una dosis de radiación de 20 a 75 Rems por minuto; en 2005, la dosis anual máxima permitida para los trabajadores de una central nuclear era de 5 Rems. Que cada uno saque sus conclusiones….




¿Qué usa hoy ?

1.- Tubo de Rx

2.- Detector Electrónico (Intensificador de imagen)

3.- Cámara (CCD)

4.- Sistema de captura de imágenes (Computador con tarjeta) y monitor

5.- Sistema mecánico de posicionamiento (opcional)




El componente mas importante es el Intensificador de imagen.

Convierte la radiación en luz

A mayor radiación, mayor intensidad luminosa.

Incluye una cámara sensible

Puede tener sistemas de posicionamiento




Imagen radiográfica en RTR

Imagen común (Rx convencional)



Radiografía Directa (DR)

Es radiografía en tiempo real, pero que usa un detector de propósito especial.

a.- Convierte la radiación en cargas eléctricas pequeñas.

b.- Esta constituido por un arreglo bidimensional de micro – condensadores

c.- la cantidad de carga esta relacionada con la intensidad de radiación



Radiografía Directa (DR)

Los detectores digitales de rayos X de pantalla plana y los sistemas de imagen están cambiando rápidamente el panorama de las inspecciones



Tomografía Computarizada (CT).

Sistema de inspección radiográfica de diseño especial



Tomografía Computarizada (CT)a.- Produce imágenes bidimensionales.

b.- A partir de las imágenes bidimensionales, produce otras tridimensionales.

Imagen tiempo real

Imagen bidimensional

Reconstrucción 3D


The American Society for Nondestructive Testing www.asnt.org NDT Education www.ndt-ed.org

Muchas gracias !!!!

NOTA: Sugerimos revisar

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