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¡Descarga ensayos no destructivos y más Monografías, Ensayos en PDF de Ingeniería solo en Docsity! ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN LOS MATERIALES WILLIAM LORENZO ALDANA JUÁREZ MSC. ING. QUÍMICO DOCENTE DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO Viernes 24 Julio de 2020 UCV UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO Son una serie de ensayos cuya finalidad es conocer/evaluar el estado de los materiales (soldaduras, estructuras (puentes, edificios, etc...), medios de transporte (barcos, aviones, etc...) sin afectar las propiedades y funcionalidad de los materiales examinados. UCV UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO Inspección Visual — Video Bore-Scoupe Mini cámara Bore-Scoupe Ventajas La ventaja sobre otras técnicas es la visualización en forma directa de la superficie examinda. Todos los colores sombras texturas y atributos visuales son observados en forma directa por el inspector. Limitaciones No es posible el acondicionamiento artificial de la imagen y las restricciones de acceso pueden limitar la inspección. UCV UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO = * Monitores sobre gafas * Gafas de aumentos Minúsculas TV UCV UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO Ensayos penetrantes Principios Estos métodos se basan en el principio de la acción capilar de los líquidos y se emplean para detectar discontinuidades abiertas a la superficie en todo tipo de materiales NO POROSOS. Procedimiento 1. Se limpia y desengrasa perfectamente la superficie a examinar 2. Se cubre la pieza con el líquido penetrante y se deja un determinado tiempo para que este penetre (en general 10 a 15 min) 3. Se remueve el líquido de la superficie y se seca 4. Se aplica el revelador y se deja un cierto tiempo para que este extraiga el penetrante (en general 10 a 30 min) La profundidad de las discontinuidades puede correlacionarse con la riqueza del color y la velocidad de exudación. Aplicaciones: Se los emplea en materiales no porosos, metales ferrosos y no ferrosos, OIT materiales no metálicos (cerámica, vidrio, plástico). NOS  UCV UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO Ensayos penetrantes Station 3 Black Light r Station 4 P— | Drier Station 1 A Station 5 —, | 2 Penentrant Station 2 Á Developing) | application Surface — 1 | Penetrant | Removal V Drain Gi 7 : U Station 6 Black Light Inspection Booth Arreglo típico de una línea de Ensayo penetrante fluorescente UCV CESAn VA: Ensayos penetrantes Ventajas : + Portabilidad. » Bajo costo. » Sensibilidad. - Versatilidad—en principio cualquier sólido no poroso puede ser inspeccionado. » Efectividad para inspección en producción. Limitaciones : » Solo pueden ser detectadas las discontinuidades abiertas a la superficie. + Requiere preparación cuidadosa de la superficie. + Ciertas variables deben ser controladas: -« Temperatura. + Condición de la superficie. » El proceso es algo engorroso. UCV UNIVERSIDAN ÉSAR VALLE 7 . . q — Exámenes radiográficos Principios Se utilizan los rayos X o los Gamma para atravesar el material. Si la estructura de este es no uniforme los rayos serán absorbidos en mayor o menor medida por el material. Película —*| it 0.0lnm lnm 100nm Trayectoria de los rayos X o rayos gamma 1 q Bulbo de rayos X o cápsula de radio Probeta + Rad. de rayos X (Exografía) + Rad. de rayos Gamma (Gammagrafía) Espectro electromagnético Aplicaciones más comunes en la industria + Inspección de soldaduras + Examen de pieza fundidas  UCV UNIVERSIL CÉSAR VALL Exámenes radiográficos Equipo de rayos Gamma Atomic Atomic Source Symbol number weight Isotope Half-life Energy Cesium Cs 55 132.91 137 30 years 0.66 meV Cobalt Co 27 58.9 60 5.3 years 1.17 meV 1.33 meV Iridium Ir 1 192.2 192 75 days 0.61 meV 0.21 meV Radium Ra 88 226 226 1,602 yrs. — 2.2meV 0.24 me _La primer fuente de rayos gamma usada en la industria fue el radio Hoy los más usados son el 1r192 y el Co60 Sistema completo de Gammagrafía. Cámara de transporte de material radiactivo y sistema flexible (“fish pole”) de manejo a distancia Cv UNIVERSIDA e Exámenes radiográficos UCV CESAm VAL Exámenes radiográficos Medidas de seguridad + Aislaciones de plomo. + Manejo extremadamente cuidadoso de la fuente de radiación antes y durante la preparación y realización del ensayo. 1. Guardar el material en recipientes de plomo de espesor adecuado. 2. Evitar exposiciones largas. Permanecer a una distancia mínima de 3m. 3. Manipular el radio con pinzas evitando el contacto con las manos. + Vigilar siempre la exposición indebida mediante la portación de un trozo de placa radiográfica y mantener el chequeo de la cantidad de glóbulos blancos. EN RESUMEN : « La exposición a la radiación debe ser tan corta como sea posible. + La distancia a la fuente de radiación debe ser tanta como sea posible. + El blindaje utilizado debe ser de la mayor densidad y espesor posibles. UCV UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJ Exámenes Radiográficos Ventajas : 1. Provee un registro permanente muy preciso. 2. Es muy versátil y puede ser utilizado en para inspeccionar todo tipo de formas. 3. Es bastante sensible si se considera que la discontinuidad produce una reducción razonable en el espesor de la pieza (1 a 2% en espesores de 6”, con gammagrafía la sensibilidad puede caer al 5% en espesores de %%”). 4. Permite la caracterización de la discontinuidad. 5. Es un método ampliamente usado y probado en el tiempo. Limitaciones : Existen riesgos al manejar dispositivos radiactivos. Tiene limitaciones de espesor según la energía utilizada y la densidad del material. Puede requerir mucho tiempo (exposiciones largas). El costo inicial del equipamiento y los materiales utilizados es muy alto. Es muy dependiente de la orientación de la discontinuidad. Requiere mucha experiencia y entrenamiento del operador. DAR UCV Partículas Magnéticas UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO () flux leakage (DY magnetic poles (3) magnetic flux UCV CESAR VALLEJO Método de la partícula magnética Indicaciones de agrietamiento por temple en un disco de cierra Indicaciones de agrietamiento por temple UCV UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO Método de la partícula magnética Métodos de magnetización: Magnetización Circular A Campo de dispersión ri Se utiliza en Caños, en la Tubos, partes huecas grieta etc. Dor El campo « exterior. será poco apreciable excepto : -porla. existencia de un defecto UCV UNIVERSIDA” CÉSAR VALLEJ Método de la partícula magnética Algunos dispositivos para magnetizar A MR a DU | E | Optional 20" coil ds Tailstock —— Tailstock crank i J < / e Hardwood grilles Digital ammeter Headstock « > ] h- «all ad Electromagneto Push bar Control e anel E Model shownis D950R Footswitch Unidad horizontal para método húmedo » ii Electromagneto a 90% UCV UNIVERSIDAD CÉSAR UCV UNIVERSIDAN CÉSAR VALLI Método de la partícula magnética Clasificación según los diferentes métodos 1. Clasificación de acuerdo a la existencia o no de corriente magnetizante al aplicar el polvo: + Residuales: El magnetismo es el remanente al aplicar el polvo + Continuos: Se permite la circulación de la corriente que induce el flujo magnético mientras se aplica el polvo 2. Clasificación de acuerdo al carácter del campo: + Magnetización circular + Magnetización longitudinal 3. Clasificación de acuerdo al tipo de corriente utilizada para magnetizar: + Magnetización con corriente continua + Magnetización con corriente alterna U CV Corrientes de Eddy UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO + Corrientes eléctricas son generadas en un material conductor por un campo magnético alterno. Interrupciones en las líneas de corriente eléctrica (Corrientes de Eddy) debidas a la existencia de imperfecciones producirán cambios en el campo magnético inducida. + Útil para: + Materiales conductores. * Detecta defectos internos UCV UNIVERSIDA CÉSAR VALLES Métodos de las corrientes de Eddy Principios: El método se basa en someter a un material CONDUCTOR a un campo magnético que varía en el tiempo y observar las variaciones en las corrientes inducidas en el material Variables detectables por el método + Variaciones de la conductividad eléctrica » Discontinuidades en el material » Espesor del material » Variaciones en la permeabilidad magnética e ANDAR Principales áreas de aplicación 1. Inspección en servicio de tuberías en centrales nucleares y de combustible fosil, en plantas petroquimicas, submarinos nucleares, etc 2. Inspección de estructuras aeroespaciales 3. Testeo en producción de tubos, caños, alambres, barras, etc El método de las corrientes de Eddy es apropiado para la inspección superficial y la inspección volumétrica de materiales conductores V UC Métodos de las corrientes de Eddy CÉSAR VAL Algunas aplicaciones Fuente de la eine alterna Y) Bobinas energizantes Tubo de y y Tubo en referencia : DOQ0000000 ) / prueba Pp Discontinuidades en el patrón de corrientes Bobinas de prueba Bobina equilibrada e Dispositivo portátil de análisis de barras Detección de fallas en tubos E UeY CÉSAR VALLEJO ENS A A S s UCV UNIVERSIDA CÉSAR VALLES Detección ultrasónica de defectos Principios Se basa en el principio de la reflexión de ondas ultrasónicas en la superficie interfase de dos medios distintos. En este sentido una falla interna proveerá una superficie donde una porción de las ondas será reflejadas ALVY Z=pxY Reflected energy = ( - ) x 100% Calcular el % de energía reflejada a Z +2, en una interfase acero-aire Zaccro = 47 5 Zas = 0.0004 Características de las ondas ultrasónicas: + La frecuencia Utilizada está en el rango de 100 kHz a 20 MHz mientras que el rango audible es de 16 a 20 kHz + Setransmiten o propagan a través de los materiales sólidos con mayor facilidad que a través del aire, de hecho las ondas iniciadas en una cara de un objeto sólido se reflejan al encontrarse con una bolsa de aire o en la cara opuesta del mismo material. + Las ondas ultrasónicas usadas son producidas por las oscilaciones mecánicas que producen ciertos cristales (ej. el cuarzo) al ser colocados en campos eléctricos. UCV UNIVERSIDAD es Detección ultrasónica de defectos Procedimiento El cristal palpador envía cierta cantidad de pulsos y se prepara para recibir los pulsos reflejados. mo so |. >— Cable coaxial al instrumento : MO loctccchocion cooperan —— Cristal de cuarzo pe que envía y recibe ao le ondas 2 7 -.. 01234567891 p-— Material bajo ensayo E L...4 | | Ondas reflejadas desde el defecto 0 Defecto +) Ondas reflejadas desde 0 *— el otro lado del material » il Los pulsos reflejados hacen vibrar el cristal produciendo pulsos eléctricos los cuales se registran en un osciloscopio UCV termografía UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO La existencia de imperfecciones alteran la velocidad de flujo térmico generando puntos calientes. Se aplica en la superficie del material un recubrimiento sensible a la temperatura, y posteriormente el material es calentado uniformemente y lue UCV UNIVERSID CÉSAR VALL! Termografía Infrarroja Principios Consiste en analizar el mapa de la emisión térmica infrarroja del sistema inspeccionado A rr a Aplicaciones de la termografía infrarroja en Termografía infrarroja de un sentido preventivo circuito PCB Principales áreas de aplicación (en el sentido de E. No D. tradicional) » Industria aeroespacial + Industria electrónica UCV UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO Termografía Infrarroja Ventajas + Los sistemas de imágenes térmicas pueden resolver diferencias de temperatura menores de 0,1”. + El método es versátil y un termógrafo experimentado puede obtener una muy buena caracterización de la situación en forma casi inmediata. + El método se está desarrollando y por ej. en la industria aeroespacial está reemplazando a otros métodos. Limitaciones + Solo la superficie del cuerpo puede ser evaluada térmicamente. + El patrón térmico es el resultado de la transferencia térmica subsuperficial o el calor reflejado por la superficie. + Ciertas superficies muy reflexivas requieren cierta preparación. + La interpretación de las imágenes térmicas requieren conocimiento, entrenamiento y experiencia en termografía. Cv UNIVERSIDAD Ultrasonido industrial CÉSAR VALLEJO UCV UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO Detección de grietas, poros, falta de penetración, grietas por fragilización en la zona HAZ, etc Zona HAZ en soldadura alta Fractura en soldadura Falta de fusión Inclusión de escoria en UCV UNIVERSIDAD César VatLElo | etección de discontinuidades ocasionadas por corrosión Agujero causado por Fracturas ocasionadas por tensiones excesiva corrosión inducidas nor corrosión