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ensayos no destructivos
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ENSAYO NO DESTRUCTIVOS(E.N.D)
PROYECTO:
RECOPILACIÓN DE LA ASIGNATURA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (E.N.D)
AUTOR: T.S.U DAVID SAMUEL ÁVILA GÓMEZ
CUATRIMESTRE: DECIMO
GRUPO:”A”
GENERACIÓN2012 - 2016
ASIGNARUTA: ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (E.N.D)
IMPARTIDA POR: M.C. JACOB CASILLAS SOLANO
INDICEABSTRAT........................................................................................................................................................4
RESUMEN DEL TEMA..................................................................................................................................5
OBJETIVO GENERAL...................................................................................................................................6
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.........................................................................................................................6
JUSTIFICACIÓN.............................................................................................................................................6
1.- INSPECCION VISUAL.............................................................................................................................7
1.1.- REQUISITOS DE LA INSPECCIÓN VISUAL................................................................................7
1.2.- HERRAMIENTAS PARA INSPECCIÓN VISUAL..........................................................................8
1.3.-VENTAJAS DE LA INSPECCIÓN VISUAL...................................................................................10
1.4.-LIMITACIONES DE LA INSPECCIÓN VISUAL............................................................................10
2.- LIQUIDOS PENETRANTES..................................................................................................................11
2.1.- Características de los Líquidos Penetrantes................................................................................12
2.3.- Principios Físicos de Ensayo (LP).................................................................................................13
A) Fuerza de cohesión y adherencia.................................................................................................13
2.4- LÍQUIDOS PENETRANTES COLOREADOS VISIBLES............................................................14
2.5.-LÍQUIDOS PENETRANTES FLUORESCENTES........................................................................15
2.6.-Ventajas y Limitaciones de los Líquidos Penetrantes..................................................................15
2.6.- MÉTODO DE APLICACIÓN DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES.........................................16
A) Limpieza Previa...............................................................................................................................16
B) Aplicación de Líquido Penetrante.................................................................................................16
C) Remoción de Líquido Penetrante.................................................................................................17
D) Revelación.......................................................................................................................................18
E) Inspección Final...............................................................................................................................19
3.-ULTRASONIDO INDUSTRIAL...............................................................................................................20
3.1REQUISITOS Y SECUENCIA DE LA INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO INDUSTRIAL......21
3.2.-REQUISITOS MINIMOS PARA EQUIPO DE ULTASONIDO.....................................................22
3.2.- APLICACIONES..............................................................................................................................23
3.3.- Ventajas del ultrasonido industrial.................................................................................................24
3.4.- Limitaciones del ultrasonido industrial...........................................................................................24
4.- TERMOGRAFÍA......................................................................................................................................25
4.1 ¿PARA QUÉ SE UTILIZA LA TERMOGRAFÍA?.......................................................................26
4.2 TIPO DE TERMOGRAFÍA................................................................................................................26
4.2.1TERMOGRAFÍA PASIVA...........................................................................................................26
4.2.2 TERMOGRAFÍA ACTIVA..........................................................................................................27
INDICE DE IMÁGENES
ABSTRATCurrently the methods of Non-Destructive Testing (NDT) have gone from being a
test own laboratory, to an indispensable tool industry, still common in many
industrial processes, is a key factor for the control of products at the same stage of
production or quality control of the finished product.
Are examinations or tests that are used to detect internal discontinuities or surface
or to determine selected properties in materials, welding, parts and components;
using techniques that do not alter the physical state or chemical then damage or
destroy them. In this issue of non-destructive testing (NDT) are included:
• Review by radiation.
• Magnetic particle examination.
• Liquid penetrant examination.
• Review eddy current.
• Visual and ultrasound examination.
Internationally full nondestructive testing are regulated by committees, companies
and organizations such as The International Committee for Nondestructive Testing
(ICNDT), the American Society for Nondestructive Testing (ASNT), the
International Standards Organization (ISO), society Americas of Mechanical
Engineers (ASME).
At the national level there are institutions such as the Mexican Institute of NDT AC
(IMENDE).
Companies that perform non-destructive testing in Mexico are Federal Electricity
Commission (CFE), Mexican Petroleum (PEMEX) gas and basic petrochemicals,
Mexican Petroleum Institute, Pemex refinery, Praxair SA de CV, mass transit
systems (metro), TUBESA , etc.
RESUMEN DEL TEMALos Ensayos No Destructivos son herramientas de control de calidad o proceso
que permite diagnosticar preventivamente las condiciones de un equipamiento,
deterioro de un componente o su mal funcionamiento, análisis de piezas recién
fabricadas o reparadas. Entre los más importantes métodos de ensayos no
destructivos podemos citar los ensayos por Ultrasonido (EU), Líquidos
Penetrantes (EP), Rayos X (ER), Análisis de Vibraciones (EV), Termografía,
Partículas Magnéticas, entre otras. Actualmente los métodos de Ensayos No
Destructivos (END) han pasado de ser una prueba propia de laboratorio, a una
herramienta indispensable la industria, siendo común en numerosos procesos
industriales, es un factor clave para el control de los productos en la misma etapa
de producción o en el control de calidad del producto acabado.
Son exámenes o pruebas que son utilizados para detectar discontinuidades
internas o superficie o para determinar propiedades selectas en materiales,
soldadura, partes y componentes; usando técnicas que no alteran el estado físico
o continuación química, dañen o destruya los mismos. En este tema de Ensayo No
Destructivos (END) están incluidos:
Examen por radiación.
Examen por partícula magnética.
Examen por líquidos penetrantes.
Examen por corrientes parasitas.
Examen visual y ultrasonido.
En el pleno internacional los ensayos no destructivos son regulados por comités,
sociedades y organizaciones como El comité internacional para ensayos no
destructivos (ICNDT), la sociedad americana para ensayos no destructivos
(ASNT), la organización internacional de normas (ISO), la sociedad américas de
ingenieros mecánicos(ASME).Las empresas que realizan ensayos no destructivos
en México son comisión federal de electricidad (CFE), Petróleo mexicano
(PEMEX) gas y petroquímica básica, instituto mexicano del petróleo, Pemex
refinería, Praxair S.A de C.V, etc.
OBJETIVO GENERAL Hacer un manual técnico sobre la materia de Ensayos No Destructivos
(E.N.D) para las futuras generaciones de la carrera de Ingeniería en
Mantenimiento Industrial. Con el propósito de tener más información en la
biblioteca de la Universidad Tecnológica de Acapulco.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS Contribuir en la información respecto a E.N.D. en la biblioteca
Distribuir el conocimiento.
Utilizar el método adecuado, respecto a E.N.D.
JUSTIFICACIÓN La recopilación a continuación de ensayos no destructivos (E.N.D) se llevó a
acabo ya que en la biblioteca de la Universidad Tecnológica de Acapulco no hay
información respecto a la materia, para los alumnos de ingeniería en
mantenimiento industrial por ese motivo se llevó acabo esta recopilación
basándose en el programa de asignatura ensayos no destructivos de la
Universidad Tecnológica de Acapulco.
1.- INSPECCION VISUALEsta es una técnica que requiere de una gran cantidad de información acerca de
las características de la pieza a ser examinada, para una interpretación acerca de
las posibles indicaciones. Esta ampliamente demostrado que cuando se aplica
correctamente como inspección preventiva, detecta problemas que pudieran ser
mayores en los pasos subsecuentes de producción o durante el servicio de la
pieza. Aun cuando para ciertas aplicaciones no es recomendable.
Una persona con “ojo entrenado” es alguien que ha aprendido a ver las cosas en
detalle. Al principio todos asumimos que es fácil adquirir esta habilidad; sin
embargo, requiere de ardua preparación y experiencia.
1.1.- REQUISITOS DE LA INSPECCIÓN VISUALUn requisito para las personas que realizan o se seleccionan para realizar
inspecciones visuales es un examen de la agudeza cerca y lejana cada 6 o 12
meses y de ser necesario por prescripción médica el uso de lentes por parte del
inspector, este deberá emplearlos para toda labor de inspección e interpretación
de indicadores. Cabe de mencionar es únicamente para las personas que posee
una vista con cierto nivel de sensibilidad.
Para algunas actividades de inspección visual, el examen de criminación
cromática se aplica a fin de comprobar que el inspector pueda detectar variaciones
de color o tonos cromáticos, ya que en algunos casos es critica la detección de
pequeñas variaciones de la industria aeronáutica o nuclear; dicho examen solo se
realiza una vez ya que el daltonismo es una alteración genética y no es corregible.
El siguiente paso en el entrenamiento y actualización del personal que realiza la
inspección visual es aprender que tipo de discontinuidades pueden detectar
visualmente y cuáles son las que aparecen con más frecuencia a partir ciertas
condiciones. Este punto involucra el conocimiento que tenga el inspector en
cuanto a la historia previa de la pieza que está en examen.
1.2.- HERRAMIENTAS PARA INSPECCIÓN VISUAL.Unos de los problemas en la aplicación de la inspección visual es enseñar y hacer
comprender a los inspectores que no se puede ver todo tan solo con la
observación directa y que en algunas ocasiones es necesario saber leer planos y
dibujos técnicos; o bien, saber emplear diferentes instrumento que pueden ser
equipos de metrología dimensional o de observación directa; ya que actualmente
existe una amplia variedad de instrumento para la ayudar la inspección visual y
que son:
LENTES DE AUMENTO O LUPAS.- Normalmente tienen aumentos de 5x y
de 10x, como máximo para los estudios llamados macroscópicos. Sus
ventajas son tener un costo bajo y que abarca una amplia área de
inspección.
SISTEMA DE INTERFERENCIA CROMATICA O CON LUZ POLARIZADA.-
Consiste en emplear luz polarizada sobre una superficie reflejante y por
medio de los patrones cromáticos formados son determinar las zonas con
discontinuidades, como en el caso de la inspección de porcelanas o
recubrimientos vídrianos.
Fig. 1. Inspección visual Fig. 1.1 lupa de 5 X
ENDOSCOPIOS (BOROSCOPIOS).- Este sistema ha sido ampliamente
difundido en las nuevas técnicas de Inspección Visual, principalmente
porque permiten la observación del interior de una parte o componente sin
desarmar el equipo. En este tipo de herramientas existen diferentes
alternativas que varían de acuerdo al instrumento:
Endoscopios rígidos.
Endoscopios flexibles.
Endoscopios remotos.
Este tipo de instrumento antiguamente es llamado incorrectamente baroscopio, del
inglés bore (hoyo) y scope (ver u observar); esto se debe a que en sus inicios los
endoscopios fueron empleados para inspeccionar el interior de los cañones de
artillería o los rifles. Para evitar este barbarismo, actualmente en español o ingles
se les llama endoscopios, del griego endos (dentro de) y scopeos (ver). En 1806
se creó el primer endoscopio de aplicación médica y consistía de un tubo con un
juego de espejos y una vela, que permitían observar los órganos internos de los
pacientes. En 1867 este dispositivo fue mejorado y tuvo algunas aplicaciones
industriales.
Fig. 1.2 Ejemplo de un baroscopio rígido
1.3.-VENTAJAS DE LA INSPECCIÓN VISUAL.
La Inspección Visual se emplea en cualquier etapa de un proceso productivo o
durante las operaciones de mantenimiento preventivo o correctivo. Muestra las
discontinuidades más grandes y generalmente señala otras que pueden
detectarse de forma más precisa por otros métodos, como son líquidos
penetrantes, partículas magnéticas o electromagnetismo. Puede detectar y ayudar
en la eliminación de discontinuidades que podrían convertirse en defectos. El
costo de la Inspección Visual es el más bajo de todos los Ensayos no
Destructivos, siempre y cuando sea realizada correctamente.
1.4.-LIMITACIONES DE LA INSPECCIÓN VISUAL.
La calidad de la Inspección Visual depende en gran parte de la experiencia y
conocimiento del Inspector. Está limitada a la detección de discontinuidades
superficiales. Cuando se emplean sistemas de observación directa, como son las
lupas y los endoscopios sencillos, la calidad de la inspección dependerá de la
agudeza visual del Inspector o de la resolución del monitor de vídeo. La detección
de discontinuidades puede ser difícil si las condiciones de la superficie sujeta a
inspección no son correctas.
Fig. 1.3 inspector con experiencia y conocimiento
2.- LIQUIDOS PENETRANTESEl ensayo por líquidos penetrantes es un método no destructivo que permite la
detección de discontinuidades en materiales sólidos no porosos tales como
metales cerámicos vidrios y plásticos y siempre que las discontinuidades se
encuentren abiertas a la superficie.
Este método está basado en la penetración de un líquido dentro de las fisuras y
esto ocurre debido al fenómeno de la Capilaridad que es la propiedad de
penetración de un líquido en lugares extremamente pequeños debido a sus
características físico-químicas, tal como la tensión superficial de este líquido
mencionado.
Una vez dentro de la fisura se provoca la absorción de este líquido hacia la
superficie del material a través del uso de un agente absorbente denominado
Revelador. En comparación con otros métodos de ensayo no destructivo
(Radiografía, Ultrasonidos, Corrientes Inducidas...), la aplicación práctica del
ensayo por líquidos penetrantes, en general, es menos compleja y no requiere el
empleo de equipos complicados o costosos. Pero no hay que cometer el error de
pensar por esto que su ejecución se pueda realizar de forma menos cuidadosa.
Fig. 2 Herramienta para el examen de líquidos penetrantes.
2.1.- CARACTERÍSTICAS DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES
El líquido penetrante tiene la propiedad de penetrar en cualquier abertura u orificio
en la superficie del material. El penetrante ideal debe reunir lo siguiente:
Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeñas y estrechas.
Habilidad de permanecer en aberturas amplias.
Habilidad de mantener color o la fluorescencia.
Habilidad de extenderse en capas muy finas.
Resistencia a la evaporación.
De fácil remoción de la superficie.
De difícil eliminación una vez dentro de la discontinuidad.
De fácil absorción de la discontinuidad.
Atoxico.
Inoloro.
No corrosivo.
Anti inflamable.
Estable bajo condiciones de almacenamiento.
Costo razonable.
2.3.- PRINCIPIOS FÍSICOS DE ENSAYO (LP)
Las propiedades físicas del líquido penetrante que hacen que obtenga las
características señaladas en el apartado anterior, son las siguientes:
A) Fuerza de cohesión y adherencia
Los líquidos se componen de moléculas (las partículas separables físicamente
más pequeñas que tienen las características propias del líquido que integran). Las
moléculas se atraen entre sí por fuerzas de cohesión mientras que en la superficie
límite de separación entre dos substancias diferentes (sólido líquido), o en el
interior de una mezcla, las moléculas de distinta naturaleza se atraen por fuerzas
de adherencia. Las fuerzas de adherencia del aire sobre el líquido son muy
pequeñas y se suelen despreciar. En el interior del líquido, cada molécula atrae y
es a su vez atraída por todas las que la rodean. Como hay homogeneidad, las
fuerzas iguales que actúan en todas las direcciones y sentidos sobre una
molécula, como las señaladas con A, se equilibran.
En el interior del líquido, cada molécula atrae y es a su vez atraída por todas las
que la rodean. Como hay homogeneidad, las fuerzas iguales que actúan en todas
las direcciones y sentidos sobre una molécula, como las señaladas con A, se
equilibran.
Fig. 2.1 Relación de adherencia.
2.4- LÍQUIDOS PENETRANTES COLOREADOS VISIBLES
Contienen pigmentos coloreados disueltos que los hacen visibles con luz natural
(de día) o con luz artificial blanca (lámparas eléctricas). El color más utilizado es el
rojo que hace claramente visibles las indicaciones sobre el fondo normalmente
blanco del revelador.
Aunque la sensibilidad de estos penetrantes rojos suele ser inferior a la de los
fluorescentes, resultan adecuados para un gran número de aplicaciones. Así, los
más empleados en general en los talleres y en inspecciones que se realizan a pie
de obra son los penetrantes rojos eliminables con disolvente, suministrados en
botes aerosol por ser los de aplicación más sencilla (pulverización sobre la zona
de ensayo) y no requieren agua para lavado ni lámparas especiales para la
observación, como los fluorescente.
Fig. 2.3 L.P (coloreados)
2.5.-LÍQUIDOS PENETRANTES FLUORESCENTES
Este tipo de líquido penetrante incorpora en su composición pigmentos
fluorescentes de color generalmente amarillo verdoso, que son sensibles a una
iluminación especial llamada luz negra que los hace fluorescer. En general, estos
líquidos penetrantes fluorescentes tienen una mayor sensibilidad que los
coloreados, es decir, son capaces de detectar indicaciones más finas.
Fig. 2.4 L.P (fluorescente)
2.6.-VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES
Desventajas
Requiere de una buena limpieza.
Aplica defectos superficiales.
Selección errada.
Ventajas
Económicos.
Fáciles de emplear.
Buena sensibilidad.
Equipo portátil.
2.6.- MÉTODO DE APLICACIÓN DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES.
A) Limpieza PreviaEs necesaria la Limpieza Previa de la superficie antes de la aplicación del Líquido
Penetrante, pues si la superficie de la pieza estuviera conteniendo aceites, grasas u
otras suciedades que puedan obstruir la abertura de la fisura, el Líquido Penetrante
cuando es aplicado en la superficie no conseguirá penetrar en la fisura por lo que el
ensayo estará totalmente comprometido.
Fig. 2.5 Limpieza aplicación.
B) APLICACIÓN DE LÍQUIDO PENETRANTEEl Líquido Penetrante puede ser aplicado en la superficie de la pieza de varias
maneras, pues el objetivo principal es formar un filme sobre esta superficie, para
que en cualquier parte del material a ensayar este cubierto con Liquido Penetrante
y por lo tanto pueda ser posible detectar una fisura. Las técnicas de aplicación
más utilizadas son la aplicación a pincel, pistola de pintura, aerosol. La inmersión,
se utiliza cuando se analizan piezas pequeñas, aplicándose normalmente a un
proceso de producción seriada. El Líquido penetrante deberá estar sobre la
superficie en inspección por un periodo denominado Tiempo de Penetración, que
es el tiempo necesario para que el Líquido penetre en el interior de la fisura. Este
tiempo en promedio varía entre 10 a 30 minutos.
Fig. 2.6 Aplicación de L.P
C) REMOCIÓN DE LÍQUIDO PENETRANTELuego de terminar el tiempo de penetración, el líquido penetrante debe ser
removido de la superficie de inspección. El modo como es realizada la remoción
también es una forma de clasificación del tipo del líquido penetrante:
Lavable al Agua:
Se remueve el exceso de Liquido Penetrante de la superficie a través de un lavado
con agua.
Este tipo de penetrante ya posee en su composición un aditivo emulsionante que
facilita su remoción cuando entra en contacto con el agua.
Post Emulsificable: (Normalmente para Líquidos Penetrantes
Fluorescente):
Como este tipo de Penetrante no posee ningún emulsionante en su composición
es necesario que el exceso del Penetrante que está en la superficie de ensayo
entre en contacto primero con un producto especial llamado Emulsificador. El
emulsificador tiene la función de tornar el Penetrante lavable al agua. Un lavado
posterior con agua remueve todo exceso de Penetrante de la superficie de
inspección. Es el tipo de penetrante más sensible y más utilizado en el sector
aeronáutico.
Removible al solvente:
El exceso de este penetrante normalmente se remueve con el auxilio de un
solvente de limpieza. Con la utilización de paños secos y de algodón se puede
remover gran parte del exceso del Penetrante y posteriormente con el mismo tipo
de paño pero ahora humedecido con un solvente, se remueve el resto del exceso.
Este tipo de Penetrante se torna bastante sensible cuando se aplica en superficies
planas.
Fig. 2.7 Remover exceso de L.P
D) REVELACIÓNLa etapa de la revelación es la etapa en que se forman las indicaciones sobre la
superficie en inspección. La función del Revelador es exactamente la de absorber
hacia la superficie el resto del Líquido Penetrante que quedo contenido dentro de
la discontinuidad (fisura) después de la etapa de remoción del exceso.
Los Reveladores se presentan en tres formas básicas:
Reveladores Acuosos
Reveladores No Acuosos
Reveladores Secos
Siendo que el más sensible de ellos es el revelador No Acuoso por propiciar una
camada de revelador mucho más uniforme y que por ser diluido en un solvente
especifico posee un tiempo de secado adecuado a la mejor definición de las
indicaciones que se formen.
Cuando el Penetrante utilizado es del tipo rojo, se utiliza un Revelador que forme
una película bien blanca y más espesa, pues así el color rojo de la indicación
revelada forma un excelente contraste con la película blanca del revelador. Por
otro lado cuando el Penetrante utilizado es del tipo fluorescente, el revelador
utilizado (seco o acuoso) forma una película menos espesa, pero es altamente
absorbente, pues el contraste visual en el momento de la inspección (en este caso
realizado bajo luz ultravioleta y en cámara oscura) se deberá dar entre la
superficie en ensayo (que aparece levemente azulada) y el color bajo luz
ultravioleta del Penetrante que formo la indicación.
Fig. 2.8 L.P Revelador.
E) INSPECCIÓN FINAL
La inspección visual que se realiza después de la preparación de la superficie por
las etapas anteriormente explicadas puede ser realizada bajo luz blanca o visible
cuando el Líquido Penetrante utilizado es del tipo rojo. En este caso la incidencia
de la luz visible en el punto de la inspección debe tener una intensidad luminosa
de no menos 1000 lux, según la recomendación de la Norma ASTM E 1417.
En el caso del uso de Liquido Penetrante Fluorescente la inspección final deberá
ser realizada bajo luz ultravioleta (Negra) y también en una cabina oscura exenta
de luz visible (luz común). Para este caso la intensidad de luz ultravioleta mínima
exigida por la Norma ASTM E 1417 es de 1000 uW/ cm2.
La inspección final todavía está totalmente ligada al Criterio de Aceptación
utilizado para la aprobación o no de una pieza o área inspeccionada. En un ámbito
general se utiliza normalmente como referencia la aplicación final de la pieza o
informaciones que son transmitidas por el propio departamento de ingeniería
responsable del proyecto. (OSHMA, 2000)
Fig. 2.9 Inspección visual.
3.-ULTRASONIDO INDUSTRIALEste sistema de inspección tiene sus orígenes en los ensayos de percusión, en los
cuales los materiales eran golpeados con un martillo y se escuchaba
cuidadosamente el sonido que la pieza examinada emitía. La desventaja de estos
ensayos es que sólo permitían detectar defectos de una magnitud tal que
ocasionarán un cambio en el tono del sonido que emitía el material sujeto a
prueba y por este motivo eran poco confiables en la inspección preventiva.
La inspección por Ultrasonido Industrial (UT) se define como un procedimiento de
inspección no destructiva de tipo mecánico, que se basa en la impedancia
acústica, la que se manifiesta como el producto de la velocidad máxima de
propagación del sonido entre la densidad de un material. La historia del
Ultrasonido Industrial como disciplina científica pertenece al siglo XX. En 1924, El
Dr. Sokolov desarrolló las primeras técnicas de inspección empleando ondas
ultrasónicas. Los experimentos iniciales se basaron en la medición de la pérdida
de la intensidad de la energía acústica al viajar en un material. Para tal
procedimiento se requería del empleo de un emisor y un receptor de la onda
ultrasónica.
Fig. 3 Cambio en los equipos de ultrasonido.
3.1REQUISITOS Y SECUENCIA DE LA INSPECCIÓN POR
ULTRASONIDO INDUSTRIAL.
Antes de iniciar una inspección por UT, es necesario definir los siguientes
parámetros, a fin de hacer una correcta selección del equipo de trabajo:
Cuál es el tipo de discontinuidad que puede encontrarse.
Qué extensión y orientación puede tener en la pieza.
Qué tolerancias se pueden aplicar para aceptar o rechazar la indicación.
Una vez definidos los puntos anteriores, el siguiente paso es decidir qué equipo de
inspección será utilizado.
Fig. 3.1 Equipo de ultrasonido por contacto.
Los equipos que actualmente existen de forma comercial ofrecen una gran
variedad de alternativas, por lo que antes de comprar un equipo es conveniente
que se analicen todas las posibles alternativas de operación, siendo recomendable
escoger un instrumento que cuente con servicio, refacciones y confiabilidad; ya
que la inversión inicial puede variar desde 3,000 USD, hasta varios cientos de
miles de dólares.
3.2.-REQUISITOS MINIMOS PARA EQUIPO DE ULTASONIDO.
Todas las normas establecen los requisitos mínimos que debe cumplir un
instrumento de inspección por ultrasonido y son:
a) La ganancia, que es la capacidad de amplificación del instrumento y que debe
ser de por lo menos 60 dB; esto es, que pueda amplificar las señales del orden de
1,000 veces como mínimo. Adicionalmente, la ganancia debe estar calibrada en
pasos discretos de 2 dB.
b) La pantalla debe tener una retícula grabada en la pantalla del tubo de rayos
catódicos y deberá estar graduada en valores no menores del 2% del total de la
escala.
c) El ruido del instrumento (señal de fondo) no debe exceder del 20% del total de
la escala vertical cuando la ganancia esté al máximo de operación. En el caso de
emplear medidores con lectura digital o analógica, la repetitividad del instrumento
no deberá ser menor al 5%.
Por otra parte, todas las normas exigen que el instrumento de inspección
ultrasónica sea revisado y, en caso necesario, recalibrado por un taller de servicio
autorizado por el fabricante. Este último punto es de vital importancia si se está
trabajando bajo códigos o normas de aceptación internacional como AWS o
ANSI/ASME. Con base en lo anterior, antes de adquirir un equipo, es
recomendable visitar al proveedor y comprobar que cuenta con la licencia por
parte del fabricante para dar el servicio de mantenimiento preventivo y correctivo
al equipo.
Fig. 3.2 Utilización del ultrasonido industrial
3.2.- APLICACIONES.
El Ultrasonido Industrial es un ensayo no destructivo ampliamente difundido en la
evaluación de materiales metálicos y no metálicos. Es frecuente su empleo para la
medición de espesores, detección de zonas de corrosión, detección de defectos
en piezas que han sido fundidas forjadas, roladas o soldadas; en las aplicaciones
de nuevos materiales como son los metales cerámicos y los materiales
compuestos, ha tenido una gran aceptación, por lo sencillo y fácil de aplicar como
método de inspección para el control de calidad. Las nuevas tendencias indican
que su campo de aplicación se mejorará con el apoyo de las computadoras para el
análisis inmediato de la información obtenida.
Fig. 3.3 Inspección por ultrasonido.
3.3.- VENTAJAS DEL ULTRASONIDO INDUSTRIAL.
Se detectan discontinuidades superficiales y subsuperficiales. Puede delinearse
claramente el tamaño de la discontinuidad, su localización y su orientación. Sólo
se requiere acceso por un lado del material a inspeccionar. Tiene alta capacidad
de penetración y los resultados de prueba son conocidos inmediatamente.
3.4.- Limitaciones del ultrasonido industrial.
Está limitado por la geometría, estructura interna, espesor y acabado superficial de
los materiales sujetos a inspección. Localiza mejor aquellas discontinuidades que
son perpendiculares al haz de sonido. Las partes pequeñas o delgadas son
difíciles de inspeccionar por este método. El equipo puede tener un costo elevado,
que depende del nivel de sensibilidad y de sofisticación requerido. El personal
debe estar calificado y generalmente requiere de mucho mayor entrenamiento y
experiencia para este método que para cualquier otro de los métodos de
inspección.
4.- TERMOGRAFÍALa termografía mide la radiación que todo cuerpo emite como consecuencia de
tener una temperatura, la radiación que emiten permite la estimación de la
temperatura de los cuerpos de forma remota y sin contacto. Para ello se utilizan
métodos ópticos tales como radiación térmica, esparcimiento de luz, interacción
con la materia, métodos relacionados con el cambio del índice de radiación, etc.
Se mide la temperatura cinética, es decir, la manifestación interna de la energía de
translación promedio de las moléculas del cuerpo. Los cuerpos irradian energía en
función de su temperatura. Solo detectores electrónicos permiten medir esta
radiación. La radiación registrada por las cámaras termografías consiste en la
radiación de onda larga, emitida, reflejada y transmitida que surge de los objetos
presentes en el campo de visión de la cámara. El parámetro físico indispensable
para determinar los variables y temporalmente dependientes campos y gradientes
de temperatura es la difusividad térmica, α.
Fig. 4 Termografía industrial.
4.1 ¿PARA QUÉ SE UTILIZA LA TERMOGRAFÍA?La termografía se utiliza ampliamente en aplicaciones en las cuales no puede
utilizarse termometría por contacto para medir la temperatura. Varias aplicaciones
I&D (como aplicaciones médicas, aeroespaciales y de detección remota) se valen
de la termografía como técnica para medición y visualización de temperatura sin
contacto. En la industria, las tareas END, de mantenimiento predictivo y de
monitoreo de la condición de instalaciones frecuentemente se valen de
termografía. La termografía también se utiliza en la industria de seguridad &
integridad, donde frecuentemente es utilizada por bomberos o para el control de
perímetros.
4.2 TIPO DE TERMOGRAFÍA
4.2.1TERMOGRAFÍA PASIVALa TIR pasiva se refiere a aquellos casos en los que no se usa ninguna estimulación de calentamiento o enfriamiento externo para provocar un flujo de calor en el cuerpo inspeccionado. El objeto estudiado produce un patrón de temperaturas típico por el hecho de estar involucrado en un proceso (industrial) que produce calor. Unos pocos grados de diferencia respecto a la temperatura normal de trabajo (referencia) del objeto muestran un comportamiento inusual. La TIR es capaz de capturar esta información de temperatura en tiempo real desde una distancia segura sin ninguna interacción con el objeto.
La TIR pasiva se usa, por ejemplo, para la monitorización del producto en procesos de fabricación, monitorización de procesos de soldadura o comprobación de la eficiencia de los discos de freno de automóviles. También puede ser usada en mantenimiento predictivo, como en rodamientos, turbinas y compresores, instalaciones eléctricas, tuberías enterradas o fugas de gas. Existen otras muchas aplicaciones no industriales como son las de tipo medicinal en detección de cáncer de pecho o desordenes vasculares, detección de fuegos, detección de objetivos (militar) o localización de pérdidas de calor y humedades en edificios.
Fig. 4.1 Configuración de típica de TIR activa
4.2.2 TERMOGRAFÍA ACTIVAEn termografía activa se usa una estimulación externa para provocar un flujo de calor interno en el objeto estudiado. Un defecto interno afectaría al flujo calorífico produciendo un contraste térmico en la superficie. Las técnicas de TIR activas principales son: TIR pulsada, step heating y TIR lock-in.
La TIR pulsada (Pulsed Thermography) consiste en aplicar un pulso corto de calor sobre el objeto y grabar el enfriamiento del espécimen. El frente térmico aplicado se propaga en el material y cuando encuentra un defecto el ratio de difusión es reducido produciendo un contraste de la temperatura sobre ese punto. De esta manera, el contraste de defectos más profundos aparecerá más tarde y con menor diferencia de temperaturas. La TIR pulsada es usada, por ejemplo, en la inspección de componentes estructurales de aviones, control de calidad de soldadura por puntos, álabes de turbina, detección de desencolados, de laminaciones, grietas o corrosión.
DAVID SAMUEL AVILA GOMEZ
PRIMERA REVISION SEGUNDA REVISION
TERCERA REVISION CUARTA REVISION
QUINTA REVISION
