ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

Partículas Magnéticas


Aplicar la técnica de partículas magnéticas, para la detección de posibles discontinuidades en la inspección de materiales ferromagnéticos. La técnica de partículas magnéticas es una técnica no destructiva relativamente sencilla, basada en la propiedad de ciertos materiales de convertirse en un imán.

Descripción de las Partículas Magnéticas

Es un método que utiliza principalmente corriente eléctrica para crear un flujo magnético en una pieza y al aplicarse un polvo ferromagnético produce la indicación donde exista distorsión en las líneas de flujo (fuga de campo).

Propiedad física en la que se basa. (Permeabilidad)Propiedad de algunos
materiales de poder ser magnetizados.

La característica que tienen las líneas de flujo de alterar su trayectoria cuando
son interceptadas por un cambio de permeabilidad.

Los materiales se clasifican en :

Diamagnéticos: Son levemente repelidos por un campo magnético, se magnetizan pobremente.

Paramagnéticos: Son levemente atraídos por un campo magnético, No se magnetizan.

Ferromagnéticos: Son fácilmente atraídos por un campo magnético, semagnetizan fácilmente.






Tipos de discontinuidades:
Superficiales
Subsuperficiales (muy cercanas a la superficie)

Poros, grietas, rechupes, traslapes, costuras, laminaciones, etc.

Materiales:

Materiales ferromagnéticos (aceros, fundiciones, soldaduras, níquel, cobalto y sus aleaciones

Aplicaciones:

Se utilizan para la detección de discontinuidades superficiales y subsuperficiales (hasta 1/4” de profundidad aproximadamente, para situaciones prácticas) en materiales
ferromagnéticos.

Este método se aplica a materiales ferromagnéticos, tales como:

Piezas de fundición, forjadas, roladas.

Cordones de soldadura.

Inspección en servicio de algunas partes de avión, ferrocarril, recipientes
sujetos a presión.

Ganchos y engranes de grúa, estructuras de plataforma, etc.

Es sensible para la detección de discontinuidades de tipo lineal, tales como;

Grietas de fabricación o por fatiga.

Desgarres en caliente.

Traslapes.

Costuras, faltas de fusión.

Laminaciones, etc.

Ventajas:

o Se puede inspeccionar las piezas en serie obteniéndose durante el
proceso, resultados seguros e inmediatos.

o La inspección es más rápida que los líquidos penetrantes y más
económica.

o Equipo relativamente simple, provisto de controles para ajustar la
corriente, y un amperímetro visible, conectores para HWDC, FWDC y
AC.

o Portabilidad y adaptabilidad a muestras pequeñas o grandes.

o Requiere menor limpieza que Líquidos Penetrantes.

o Detecta tanto discontinuidades superficiales y subsuperficiales.

o Las indicaciones son producidas directamente en la superficie de la
pieza, indicando la longitud, localización, tamaño y forma de las
discontinuidades.

o El equipo no requiere de un mantenimiento extensivo.


Tintas Penetrantes

El ensayo por tintas penetrantes está esencialmente enfocado para la detección de discontinuidades superficiales, y que estén accesibles a la superficie. Sirve para detectar discontinuidades como grietas y poros. Es muy utilizado en materiales no magnéticos como aluminio, magnesio, aceros inoxidables austeníticos, aleaciones de titánio y zirconio, y también, materiales magnéticos. Es aplicado en cerámicas vitrificadas, vidrios y plásticos.
Procedimiento general del ensayo
Los líquidos penetrantes es una técnica empleada para la detección de defectos superficiales (y no para los defectos subsuperficiales) tales como roturas, pliegues, inclusiones, porosidad, etc.. que se presentan en cualquier tipo de superficie.
Básicamente el procedimiento de ensayo que se ha seguido en las prácticas es el siguiente:
• Se toma muestra a analizar, normalmente diamagnética (en nuestro caso de acero), y se limpia su superficie de forma que quede libre de agua, aceite o cualquier otro agente contaminante.
• Se aplica, por pulverización mediante aerosoles, un líquido rojo (líquido penetrante) con un gran poder de penetración (baja tensión superficial) sobre la superficie para que entre en los posibles defectos de la pieza; se deja secar la pieza entre 15 - 20 min.
• A continuación se elimina el exceso de líquido penetrante mediante el líquido eliminador. Para ello se impregna un papel con el eliminador y se frota con dicho papel la superficie de la pieza.
• Finalmente se aplica un tercer líquido blanco llamado revelador, con gran capacidad de absorción. Este líquido absorbe el penetrante que ha quedado en las discontinuidades quedándose manchado de color rojo justo en el lugar donde existe un defecto. De este modo, ya estamos listos para la inspección de la pieza simplemente con la ayuda de una buena iluminación y una buena vista.
• Tras la inspección se procederá a limpiar de nuevo la pieza ensayada.
Informe e interpretación de los resultados
El ensayo se ha realizado sobre un eje de acero. A continuación se va a realizar un informe en el que se destacarán los siguientes aspectos: propiedades de los líquidos utilizados en el ensayo y descripción de los defectos obtenidos.
Croquis de la pieza
Seguidamente se muestra un croquis de la pieza ensayada en la que se destaca en color aquellas zonas donde se encuentran discontinuidades (en apartados posteriores se presentará una tabla en la que se describirán cada uno de los defectos).
Tipo de penetrante, eliminador y revelador utilizados.
Los líquidos utilizados y sus propiedades son las siguientes:
• Penetrante:
Se ha utilizado un penetrante de color rojo.
Su aplicación a la pieza es mediante la pulverización con aerosoles.
Tipo: penetrante eliminable con disolventes.
Concretamente, el penetrante usado es el Ardrox 996P Penetrante.
• Eliminador:
Según el tipo de penetrante, tenemos un modo de eliminar el exceso de penetrante.
Tipo: en nuestro caso, al tratarse de un eliminable con disolventes, el eliminador es un disolvente en fase líquida que se aplica sobre un papel
impregnándolo y frotando la superficie de la pieza.
El eliminador usado es el Ardrox 996 PR 551 Eliminador.
• Revelador:
Su aplicación sobre la pieza es a través de la pulverización.
Tipo: revelador húmedo compuesto de polvo blanco en suspensión de disolvente (que es el que se suele utilizar para los penetrantes rojos).
El revelador usado es el Ardrox9D6F Revelador.
Nota: Ardrox se refiere a procesos especializados para tratamientos de superficie, limpieza y control no destructivo.
Condiciones de aplicación de los productos anteriores.
Las condiciones para la aplicación de los anteriores productos son fundamentalmente:
• El lugar debe ser no inflamable.
• El lugar debe estar ventilado.
• Se deben alejar de las fuentes de ignición.
• Los vapores no se deben respirar.
• No se deben tirar los residuos por el desague.
• Evitar la acumulación de cargas electrostáticas.






Ensayo de Ultrasonido

La inspección por ultrasonido se define como un procedimiento de inspección no destructivo de tipo mecánico, y su funcionamiento se basa en la impedancia acústica, la que se manifiesta como el producto de la velocidad máxima de propagación del sonido y la densidad del material. Cuando se inventó este procedimiento, se medía la disminución de intensidad de energía acústica cuando se hacían viajar ondas supersónicas en un material, requiriéndose el empleo de un emisor y un receptor. Actualmente se utiliza un único aparato que funciona como emisor y receptor, basándose en la propiedad característica del sonido de reflejarse al alcanzar una interfase acústica.
Los equipos de ultrasonido que se utilizan actualmente permiten detectar discontinuidades superficiales, subsuperficiales e internas, dependiendo del tipo de palpador utilizado y de las frecuencias que se seleccionen dentro de un rango que va desde 0.25 hasta 25 MHz. Las ondas ultrasónicas son generadas por un cristal o un cerámico piezoeléctrico denominado transductor y que tiene la propiedad de transformar la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa. Al ser excitado eléctricamente el transductor vibra a altas frecuencias generando ultrasonido. Las vibraciones generadas son recibidas por el material que se va a inspeccionar, y durante el trayecto la intensidad de la energía sónica se atenúa exponencialmente con la distancia del recorrido. Al alcanzar la frontera del material, el haz sónico es reflejado, y se recibe el eco por otro (o el mismo) transductor. Su señal es filtrada e incrementada para ser enviada a un osciloscopio de rayos catódicos.




RayosX

Se trata de una radiación electromagnética penetrante, con una longitud de onda menor que la luz visible, producida bombardeando un blanco —generalmente de wolframio— con electrones de alta velocidad. Los rayos X fueron descubiertos de forma accidental en 1895 por el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen mientras estudiaba los rayos catódicos en un tubo de descarga gaseosa de alto voltaje. A pesar de que el tubo estaba dentro de una caja de cartón negro, Roentgen vio que una pantalla de platinocianuro de bario, que casualmente estaba cerca, emitía luz fluorescente siempre que funcionaba el tubo. Tras realizar experimentos adicionales, determinó que la fluorescencia se debía a una radiación invisible más penetrante que la radiación ultravioleta. Roentgen llamó a los rayos invisibles "rayos X" por su naturaleza desconocida. Posteriormente, los rayos X fueron también denominados rayos Roentgen en su honor.
Naturaleza de los rayos-X
Los rayos X son radiaciones electromagnéticas cuya longitud de onda va desde unos 10 nm hasta 0,001 nm (1 nm o nanómetro equivale a 10-9 m). Cuanto menor es la longitud de onda de los rayos X, mayores son su energía y poder de penetración. Los rayos de mayor longitud de onda, cercanos a la banda ultravioleta del espectro electromagnético, se conocen como rayos X blandos; los de menor longitud de onda, que están más próximos a la zona de rayos gamma o incluso se solapan con ésta, se denominan rayos X duros. Los rayos X formados por una mezcla de muchas longitudes de onda diferentes se conocen como rayos X ‘blancos’, para diferenciarlos de los rayos X monocromáticos, que tienen una única longitud de onda. Tanto la luz visible como los rayos X se producen a raíz de las transiciones de los electrones atómicos de una órbita a otra. La luz visible corresponde a transiciones de electrones externos y los rayos X a transiciones de electrones internos. Los rayos gamma, cuyos efectos son similares a los de los rayos X, se producen por transiciones de energía en el interior de núcleos excitados.
Los rayos X se producen siempre que se bombardea un objeto material con electrones de alta velocidad. Gran parte de la energía de los electrones se pierde en forma de calor; el resto produce rayos X al provocar cambios en los átomos del blanco como resultado del impacto. Los rayos X emitidos no pueden tener una energía mayor que la energía cinética de los electrones que los producen. La radiación emitida no es monocromática, sino que se compone de una amplia gama de longitudes de onda, con un marcado límite inferior que corresponde a la energía máxima de los electrones empleados para el bombardeo.




Rayos Gamma

Se puede definir a los rayos gamma como aquella radiación electromagnética de altas energías asociada a la radiactividad. Radiactividad es la desintegración espontánea de núcleos atómicos mediante la emisión de partículas subatómicas llamadas partículas alfa, que sólo penetran unas milésimas de centímetro en el aluminio y partículas beta, que son casi 100 veces más penetrantes. En experimentos posteriores se sometieron las emisiones radiactivas a campos eléctricos y magnéticos, y estas pruebas pusieron de manifiesto la presencia de un tercer componente, los rayos gamma, que resultaron ser mucho más penetrantes que las partículas beta. En un campo eléctrico, la trayectoria de las partículas beta se desvía mucho hacia el polo positivo, mientras que la de las partículas alfa lo hace en menor medida hacia el polo negativo; los rayos gamma no son desviados en absoluto. Esto indica que las partículas beta tienen carga negativa, las partículas alfa tienen carga positiva (se desvían menos porque son más pesadas que las partículas beta) y los rayos gamma son eléctricamente neutros.
Radiación gamma
Las emisiones alfa y beta suelen ir asociadas con la emisión gamma. Los rayos gamma no poseen carga ni masa; por tanto, la emisión de rayos gamma por parte de un núcleo no conlleva cambios en su estructura, sino simplemente la pérdida de una determinada cantidad de energía radiante. Con la emisión de estos rayos, el núcleo compensa el estado inestable que sigue a los procesos alfa y beta. La partícula alfa o beta primaria y su rayo gamma asociado se emiten casi simultáneamente. Sin embargo, se conocen algunos casos de emisión alfa o beta pura, es decir, procesos alfa o beta no acompañados de rayos gamma; también se conocen algunos isótopos que emiten rayos gamma de forma pura. Esta emisión gamma pura tiene lugar cuando un isótopo existe en dos formas diferentes, los llamados isómeros nucleares, con el mismo número atómico y número másico pero distintas energías. La emisión de rayos gamma acompaña a la transición del isómero de mayor energía a la forma de menor energía. Un ejemplo de esta isomería es el isótopo protactinio 234, que existe en dos estados de energía diferentes, y en el que la emisión de rayos gamma indica la transición de uno al otro.