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LABORATORIO DE ENSAYO NO DESTRUCTIVO

LABORATORIO DE ENSAYO NO DESTRUCTIVO

NDICE

1NDICE

31. OBJETIVOS

32. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

33. MATERIALES DE ENSAYO

44. FUNDAMENTO TEORICO

44.1 Tintes penetrantes

54.1.1 Principios Fsicos.

54.1.2 Etapas del ensayo por Lquidos Penetrantes

74.2 Partculas Magnticas

74.2.1 Fundamento del Ensayo por Partculas Magnticas.

94.2.2 Etapas del ensayo por Partculas Magnticas.

94.3 Ensayo por ultrasonido

104.3.1 Fundamento Terico

104.3.2 Transductores

115. Procedimientos de ensayo



115.3 Ultrasonido

126. Resultados obtenidos

126.1 Tintes Penetrantes

12Descripcin del elemento a inspeccionar

12Procedimiento de trabajo

12Caractersticas de los lquidos empleados:

13Resultados obtenidos


13Descripcin del elemento a analizar

13Descripcin del proceso empleado

14Caractersticas de los polvos aplicados

14Amperaje utilizado

14Resultados obtenidos

15Ultrasonido

15Descripcin del elemento a inspeccionar

15Mediciones con palpador E / R

17Observaciones

18Conclusiones

1. OBJETIVOSConocer los principios fsicos bsicos de los ensayos no destructivos

Diferenciar los distintos tipos de ensayos no destructivos

Diferenciar las etapas a seguir en los distintos ensayos no destructivos

Conocer los equipos que se emplean en ensayos no destructivos

Detectar discontinuidades superficiales e internas en los materiales

Poder medir el espesor de materiales

2. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

Juego de tintes penetrantes

Equipo de ensayo de partculas magnticas.

Partculas de hierro.

Equipo de ultrasonido digital marca OLYMPUS modelo EPOCH XT

3. MATERIALES DE ENSAYO

Ejes

Alabes

Planchas soldadas

Piezas fundidas.

Piezas cermicas4. FUNDAMENTO TEORICO

Ensayos no destructivos.- Son aquellos que se realizan sin necesidad de someter al elemento de anlisis a su destruccin o alteracin en su forma o condicin original.

Son una herramienta indispensable en la industria, para inspeccin y control de los materiales.

Adems, estos mtodos de ensayo permiten una vigilancia de los sistemas a lo largo del servicio, contribuyendo a asegurar su calidad funcional adems de colaborar en la prevencin de accidentes.

Por lo tanto en un ensayo no destructivo una vez realizado, el material objeto de estudio debe conservar las mismas propiedades fsico-qumicas que posea antes del ensayo. Estas tcnicas se suelen utilizar cuando el material est desarrollando su funcin por lo que los dispositivos empleados para estos ensayos suelen tener unas caractersticas comunes: ser porttiles, autnomos adems de simplicidad en el manejo.

4.1 Tintes penetrantes.- Es un mtodo de END utilizado para detectar discontinuidades que se encuentran en la superficie de un slido o un material no poroso. Estos lquidos actan por el principio de capilaridad, pudiendo difundirse por grietas superficiales de muy pequeo tamao (0.1 a 0.4 m).Se utiliza extensivamente para inspeccionar materiales frreos, no frreos, productos de fundicin cermicas, etc.

La inspeccin por LP es muy sencilla de ejecutar, hay pocas limitaciones debidas al material y su geometra, adems de ser un mtodo de bajo costo. El equipo es muy simple y puede ser utilizado en muchas etapas del proceso productivo. No se necesita un entrenamiento especializado para que una persona pueda desarrollar esta tcnica. La mayor limitacin de esta tcnica se encuentra en que solo puede detectar grietas superficiales. Otro factor que puede inhibir la efectividad de este ensayo es la rugosidad del material. Piezas extremadamente porosas pueden producir falsas indicaciones.4.1.1 Principios Fsicos.La inspeccin por Lquidos Penetrantes depende principalmente de la habilidad del lquido

Penetrante para mojar efectivamente la superficie de un slido o material: fluyendo sobre la superficie para formar una pelcula uniforme, continua y migrar dentro de las cavidades que estn abiertas a la superficie. Estos defectos suelen ser muy pequeos y a menudo no son perceptibles en una inspeccin visual. La habilidad para que un lquido fluya sobre una superficie y entre en las cavidades depende principalmente de:

Limpieza de la superficie

Configuracin y geometra del defecto

Tensin superficial del lquido

Habilidad del lquido para mojar la superficie.

4.1.2 Etapas del ensayo por Lquidos Penetrantes

Nos centraremos en el desarrollo del ensayo mediante Lquidos Penetrantes que pueden ser eliminados mediante agua. Etapa A.- Limpieza y preparacin previas de la superficie

Etapa B.- Aplicacin del Lquido Penetrante

Etapa C.- Eliminacin de la superficie del Lquido Penetrante.

Etapa D.- Aplicacin del Revelador.

Etapa E.- Inspeccin Visual.

Figura1 Etapas del ensayo por Lquidos Penetrantes


El Ensayo por Partculas Magnticas se basa en el empleo de campos magnticos y de partculas

magnticas para la deteccin de grietas superficiales o subsuperficiales en metales ferromagnticos.

Las limitaciones se encuentran en que el material debe ser ferromagntico y la direccin del campo magntico que se aplica debe ser perpendicular al defecto o discontinuidad, para ser detectado. Otras limitaciones se encuentran en materiales con recubrimientos orgnicos (pinturas) o recubrimientos no ferromagnticos.

4.2.1 Fundamento del Ensayo por Partculas Magnticas.

El ensayo por partculas magnticas permite detectar discontinuidades e impurezas superficiales, tales como inclusiones no metlicas en materiales ferromagnticos. El fenmeno fsico en el que se fundamenta este ensayo es el siguiente:

Supongamos que una pieza de acero al carbono (material ferromagntico), se somete a la accin de un campo magntico cuyas lneas de fuerza estn orientadas segn la flecha. Si existe una discontinuidad en la superficie de la pieza cuyo plano sea perpendicular a las lneas de fuerza, estas lneas de fuerza tendern a salvarla como un obstculo. Esto se traduce en una distorsin de las lneas de fuerza tal como indica en la figura 13, en la que vemos cmo las lneas que estn ms prximas a la superficie se ven obligadas a salir al exterior formando lo que llamaremos un "campo de fuga".

Si ahora extendemos sobre la superficie de la pieza partculas finas de un material ferromagntico, tendern a acumularse en los campos de fuga para facilitar el paso de las lneas de fuerza. Si el plano de la discontinuidad es paralelo a las lneas de fuerza, no hay distorsin del campo y no se formarn indicaciones.

.

La consecuencia directa de estos fenmenos es que las partculas actan como detectores del campo de fuga, cuya imagen aparece en la superficie de la pieza, y que se corresponde exactamente con la trayectoria superficial de la discontinuidad. 4.2.2 Etapas del ensayo por Partculas Magnticas.

El ensayo consta bsicamente de cinco etapas: 1. Preparacin y limpieza de la superficie

2. Magnetizacin de la pieza en dos direcciones aproximadamente perpendiculares.

3. Aplicacin de las partculas magnticas.

4. Observacin y anotacin de la presencia de indicaciones.

5. Desmagnetizacin de la pieza.

4.3 Ensayo por ultrasonido

El sonido es producido por un cuerpo en vibracin, siendo el mismo resultado de la vibracin mecnica de partculas en posicin de equilibrio. Estas partculas no atraviesan, cuando salen de la fuente de sonido, el material sometido a prueba. Es la energa producida, la cual hace vibrar las partculas y que se mueve progresivamente a travs del medio. Despus que un tambor ha sido golpeado, las vibraciones son transferidas o impartidas al aire que lo envuelve o rodea. El aire lleva consigo energa que puede ser escuchada. La capacidad auditiva humana tiene un rango de frecuencia desde 20 Hz hasta aproximadamente 20 KHz.

Las frecuencias sobre este rango se denominan como ultrasnicas. Desde que el odo humano no puede detectar esta frecuencia de energa, esta es transformada electrnicamente y observada con un aparato electrnico, usualmente una pantalla.4.3.1 Fundamento Terico

Hay cuatro formas de vibracin. Son las ondas longitudinales, transversales, superficiales y tipo placa.

Las dos ltimas son usualmente consideradas como variaciones de la misma forma de onda.4.3.2 TransductoresEs por intermedio del transductor que la energa elctrica es convertida en ondas ultrasnicas y viceversa. Los transductores ultrasnicos utilizados en la prueba del material operan por medio de un efecto piezoelctrico.

Transductores rectos. Emiten ondas longitudinales

Transductores angulares. Emiten ondas transversales.

Emisores -receptores

5. Procedimientos de ensayo


Observar atentamente la demostracin realizada por el profesor, en la cual se realizar el procedimiento del ensayo.

Realizar el trabajo en los elementos o componentes entregados

Obtener resultados y llenar datos adjuntos


Observar atentamente la demostracin realizada por el profesor, en la cual se realizar el procedimiento del ensayo.

Realizar el trabajo en los elementos o componentes entregados

Obtener resultados y llenar datos adjuntos

5.3 Ultrasonido

Observar atentamente la demostracin realizada por el profesor, en la cual va a dar el procedimiento de trabajo a emplear. Realizar la calibracin del equipo.

Realizar el trabajo en las muestras entregadas

Obtener resultados y llenar datos adjunto6. Resultados obtenidos

6.1 Tintes Penetrantes

Descripcin del elemento a inspeccionar

En este ensayo se utilizo un material metlico.Procedimiento de trabajo

La Limpieza Previa de la superficie antes de la aplicacin del Lquido Penetrante. Aplicacin del lquido penetrante: se aplica en la superficie de la pieza siendo el objetivo principal formar un filme sobre esta superficie.

Remocin del lquido penetrante: el lquido penetrante debe ser removido de la superficie de inspeccin .

Revelacin :La funcin del revelador es exactamente la de absorber hacia la superficie el resto del lquido penetrante que quedo contenido dentro de la discontinuidad.

Inspeccin Final: inspeccin visual que se realiza despus de concluir las etapas anteriores.

Caractersticas de los lquidos empleados:

Limpieza: Se procede a limpiar con un lquido que tiene la propiedad de eliminar Pequeas suciedades que se puedan quedar impregnadas en el material que luego podran Hacerle equivocar y finalmente reconocerlos como una fisura cuando en si es una suciedad.

Penetrante: Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeas , resistencia a la evaporacin , de fcil remocin de la superficie, de fcil absorcin de la superficie, atoxico,no corrosivo, anti inflamable, costo razonable y estable bajo condiciones de almacenamiento.

Revelador: formador de un excelente contraste con la pelcula blanca del revelador,reveladores de tipo seco y acuoso, altamente absorbente.Resultados obtenidos

Se pudo observar una grieta de longitud aproximada de 21 cm el cual nos pudo mostrar el

Estado en el que se encuentra el acero para poder hallar el tiempo de vida til y si en el caso de Presentar fallas se podra prevenir.

Los resultados obtenidos en este ensayo podran prevenir grandes desastres por lo cual es muy Importante el uso correcto de los reveladores y penetradores.


Descripcin del elemento a analizarEl acero que usamos posee la forma de un eje cilndrico. En su superficie a simple vista se pueden ver algunas pequeas fallas o rajaduras.Descripcin del proceso empleado

Colocamos el eje sobre una base de madera que lo mantendr aislado de cualquier otra componente al pasarle una corriente. Luego al pasarle la corriente, se generara un campo magntico en ella.

Apagamos el aparato que genera la corriente para echar en el material las partculas magnticas .Caractersticas de los polvos aplicados

Los polvos son de caracterstica ferromagntica puesto que es atrada por el campo magntico generado.Amperaje utilizadoEl amperaje usado fue de 250 A aproximadamente. Resultados obtenidos

Podemos notar que las partculas magnticas se acumulan en las zonas de imperfecciones superficiales del material pues que el campo en estas zonas las atrae como se explica en la imagen Ultrasonido

Descripcin del elemento a inspeccionar

Mediciones con palpador E / RMATERIAL:

FRECUENCIA:PATRON UTILIZADO

SENSOR TIPO:

VELOCIDAD INICIAL DE CALIBRACION

RETARDO DE PALPADOR :PROBETA

ESPESORES DE CALIBRACIONMEDICION DE ESPESORES

ESPESOR AMATERIALMEDICION

ESPESOR B

VELOCIDAD FINAL DE CALIBRACION

RETARDO DE PALPADOR FINAL:

Observaciones

Es necesaria La Limpieza Previa pues si la superficie de la pieza estuviera conteniendo aceites, grasas u otras suciedades que puedan obstruir la abertura de la fisura, el Lquido Penetrante cuando es aplicado en la superficie no conseguir penetrar en la fisura.

El Lquido penetrante deber estar sobre la superficie en inspeccin por un periodo, que es el tiempo necesario para que el Lquido penetre en el interior de la fisura. Este tiempo en promedio vara entre 10 a 30 minutos.Al realizar el ensayo de partculas magnticas no se vio el amperaje al momento de imantar, pero se aproxim en un intervalo de 250-300 amperios.

En el ensayo de los tintes penetrantes es importante tener la superficie del material a chequear, limpio de cualquier impureza.

Realizar el ensayo en un lugar abierto ya que los lquidos que se usa para la limpieza de los materiales son muy voltiles.

Antes de usar el aparato de ultrasonido debemos verificar que este bien calibrado.

Conclusiones

Con este ensayo podemos hallar las pequeas fallas y fisuras que llegan a tener algunos aceros que podran provocar grandes desastres y enormes prdidas de dinero, se pudo observar como el penetrador tiene propiedades capilares muy grandes ya que se queda impregnada en las pequeas fisuras luego con el revelador se puede absorber este lquido y llegando a ver de color rojo las lneas provocadas por el excesivo esfuerzo del material o por otras actividades que involucren el uso de dicho material.Se puede encontrar una desventaja ya que este ensayo solo puede ser capaz de detectar fallas superficiales.Se comprueba que el ensayo con partculas magnticas las partculas ferromagnticas se incrustan dentro del material en las fallas perpendicular al campo magntico generado.

9. Test de comprobacin1. Qu tipo de discontinuidades se pueden detectar por el mtodo de ultrasonido?

Se utiliza para identificar daos internos principalmente, as como para medir espesores tambin la localizacin y longitud de defectos internos como fisuras, poros, inclusiones.2. En qu caso sera til el uso de un palpador angular?

Se emplea en los equipos de pulso eco y su aplicacin es casi exclusiva en la deteccin de discontinuidades orientadas perpendicularmente a la superficie de prueba.

Automatizacin de inspeccin de soldaduras circunferenciales, defectos de soldadura.

Inspeccin de piezas de fundicin, forja, tubos, componentes mecanizados y estructurales de las grietas3. Grafique como se puede determinar la profundidad de una discontinuidad

4. Se puede realizar el ensayo de ultrasonido en un componente de madera?. Indique por que

Si se puede, usando una tcnica de transmisin ultrasnica que exige asegurar un acoplamiento ptimo entre los palpadores y el material, con el uso de bracas cnicas para realizar los orificios de la madera donde se ubicaran los extremos de los palpadores y as mejorar la repetitividad de los resultados de las mediciones,

5. La capacidad de un lquido penetrante para entrar en la discontinuidad se relaciona principalmente con:

A. La viscosidad del penetrante.

B. La capilaridad.

C. La inercia qumica del penetrante.

D. La gravedad especfica del penetrante.

E. Todo lo anterior.

6. El ensayo por lquidos penetrantes es una prueba no destructiva y se puede utilizar para:

A. Evaluacin y la localizacin de todos los tipos de discontinuidades en una muestra de ensayo.

B. La determinacin de la localizacin y la determinacin de la longitud, anchura, y profundidad de discontinuidades en una muestra de ensayo.

C. La determinacin de la resistencia a la traccin de la muestra de ensayo

D. Localizar discontinuidades abiertas a la superficie

E. A, B y D.

7. Cul de los siguientes no es una caracterstica que se aplica a las pruebas de lquidos penetrantes?

A. Este mtodo puede medir con precisin la profundidad de una grieta o discontinuidad

B. Este mtodo puede ser utilizado para las pruebas en el lugar de piezas grandes.

C. Este mtodo puede ser usado para encontrar discontinuidades superficiales poco profundas.

D. Este mtodo puede ser ms o menos sensible mediante el uso de diferentes materiales penetrantes.

8. En la prueba de lquidos penetrantes indicaciones dispersas redondas en la superficie de la pieza podra ser indicativo de:

a. grietas de fatiga.

b. porosidad

c. fisuras de soldadura.

d. fisuras de rectificado.

e. grietas de tratamientos trmicos.

9. Cul de los materiales siguientes no se pueden probar mediante tcnicas de partculas magnticas?

a. aceros de alta aleacin.

b. aceros para herramientas.

c. Las aleaciones de cobre

d. Aceros inoxidables ferrticos.

e. c y d

10. los materiales que estn fuertemente atrados por un imn se llaman:

a. magnticos.

b. no magnticos.

c. ferromagnticos.

d. paramagnticos.

11. Lneas de fuerza magntica (campos magnticos) estn orientados en qu direccin en relacin a la direccin de la corriente de magnetizacin?

a. paralelo

b. En ngulo recto

c. en un ngulo de 45 .

d. la orientacin angular es al azar.

12. Magnetizacin circular es til en la deteccin de:

a. grietas circunferenciales

b. grietas longitudinales.

c. grietas en piezas cilndricas en ngulo recto con el eje largo de la pieza.

d. ambos a y c.

13. Partculas magnticas fluorescentes se utilizan en lugar de partculas magnticas visibles:

a. cuando las piezas son grandes y voluminosos

b. para no utilizar iluminacin

c. si las piezas son para aplicaciones ferroviarias.

d. Para aumentar la velocidad y la fiabilidad de la deteccin de muy pequeas discontinuidades.

14. El mejor tipo de corriente de magnetizacin para la inspeccin de grietas de fatiga es:

a. corriente continua.

b. corriente alterna.

c. corriente rectificada de media onda monofsica.

d. corriente rectificada onda completa trifsica.

e. cualquiera de los anteriores si la corriente es correcta.

15. flujo de magnetizacin es un trmino que Se refiere a:

a. la descripcin de la direccin del flujo de corriente en un electroimn.

b. la forma del magnetismo que fluye a travs del espacio.

c. el nmero de lneas de fuerza asociados con un campo magntico.

d. imanes permanentes solamente.

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