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Revisión de material de END desarrollado por AENDUR, complementado y editado por Tec. Mec. Miguel Eyheralde.
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Métodos y técnicasPodemos clasificar las pruebas no destructivas basándonos en la posición en donde se localizan las discontinuidades que pueden ser detectadas por estas, por lo que podemos clasificarlas en :
Pruebas no destructivas superficiales:Estas pruebas proporcionan información acerca de la sanidad superficial de los materiales inspeccionados. Los métodos de END superficiales que veremos son:
� VT – Inspección Visual� PT – Líquidos Penetrantes� MT – Partículas Magnéticas
En el caso de utilizar VT y PT se tiene la limitante de detectar únicamente discontinuidades superficiales (abiertas a la superficie); y con MT se tiene la posibilidad de detectar tanto discontinuidades superficiales como sub-superficiales (las que se encuentran debajo de la superficie pero muy cercanas a ella).
Pruebas no destructivas volumétricas:Estas pruebas proporcionan información acerca de la sanidad interna de los materiales inspeccionados. Los métodos de END volumétricos que veremos son:
�RT – Radiografía Industrial�UT – Ultrasonido Industrial
Estos métodos permiten la detección de discontinuidades internas y sub-superficiales, así como bajo ciertas condiciones, la detección de discontinuidades superficiales.
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INSPECCIÓN VISUALEn esta técnica, que se corresponde con la práctica usual de mirar y observar para informarnos sobre algo, se utiliza a la luz comocampo de energía y a la vista como detector.
Es el más usado de los ensayos nos destructivos y generalmente es previo a la aplicación de cualquier otro ensayo.
Nos da una gran cantidad de información y si bien para realizar un informe se debe contar con la calificación correspondiente, puede y debe ser echo por el propio involucrado en la tarea que se trate, por ejemplo el operario de soldadura.
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INSPECCIÓN VISUALLa forma en que la luz impacta y es reflejada por la superficie de los materiales nos provee de las indicaciones que se correlacionan con las discontinuidades o defectos que existen sobre la superficie observada. Esta técnica es dependiente de la agudeza visual del operador, y
en casos de inspectores calificados debe verificarse dicha agudeza periódicamente.
El ensayo visual se puede hacerse mediante observación directa o indirecta, utilizando medios de amplificación y transmisión de imágenes (endoscopios rígidos o flexibles, o cámaras de video).
El campo de aplicación del ensayo visual se limita al examen superficial de todo tipo de materiales y examen volumétrico en materiales transparentes.
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LÍQUIDOS PENETRANTES
� El ensayo no destructivos mediante líquidos penetrantes es una técnica apta para poner de manifiesto discontinuidades superficiales.
� Las discontinuidades deben estar abiertas a la superficie por ejemplo: poros y fisuras.
� Es aplicable a todo tipo de materiales, magnéticos y no, (metales, vidrio, plásticos) que no sean porosos ni presenten escamado o rugosidad excesiva.
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LIQUIDOS PENETRANTES
� El fundamento del método reside en la capacidad de ciertos líquidos, para penetrar y ser retenidos en discontinuidades siendo visibles por contraste o fluorescencia.
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�Estos líquidos poseen gran sensibilidad en la detección de grietas, superando a otras técnicas, con umbrales de 0,1 micrones de ancho en condiciones favorables, para una profundidad de algunas decenas de micrones.
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LIQUIDOS PENETRANTES - PROPIEDADES
Los líquidos a ser usados como penetrantes deben tener:
� ALTA Mojabilidad (alta capacidad para mojar la superficie a ensayar).
� BAJA Tensión superficial (permite que estos penetren en cavidades estrechas).
� BAJA Viscosidad.
TIPOS DE LÍQUIDOS
� Fluorescentes� Coloreados
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LIQUIDOS PENETRANTES – PROCESO GENERAL DE APLICACIÓN
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LIQUIDOS PENETRANTES – TÉCNICA DE ENSAYO
� Comenzamos por la Preparación de la superficie: remoción de óxidos, pintura y sustancias depositadas en la superficie.
� Luego realizamos la Limpieza de la superficie: con solventes, detergentes, limpieza ultrasónica.
� Luego Aplicamos los líquidos: inmersión, pintado o aerosol. Estos deben permanecer sobre la superficie de 5 a 30 min.
� Removemos el exceso líquido.
AguaPapel humedecido
en solvente
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� Luego Secamos la superficie.
� Aplicamos el revelador(seco o húmedo).
� Finalmente se evalúa en el tiempo la Acción del revelador
El revelador extrae el penetrante de las discontinuidades, dando una indicación por contraste entre el revelador (generalmente blanco) y el
penetrante (rojo o fluorescente).
Polvo húmedo ó Polvo seco
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LIQUIDOS PENETRANTES – TÉCNICA DE ENSAYO
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LIQUIDOS PENETRANTES – TIPOS DE LÍQUIDOS
Observación de las discontinuidades
Luz ultravioleta (Fluorescencia)
Luz visible
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LIQUIDOS PENETRANTES – VENTAJAS Y LIMITACIONES
� Baja inversión en equipamiento.
� Aplicable a todo material metálico y no metálico.
� De fácil aplicación en tareas de campo.
� Facilidad para la capacitación de recursos humanos.
� Buena sensibilidad en la detección de discontinuidades.
� Sólo es posible detectar defectos abiertos y localizados en la superficie.
� La temperatura del material a ensayar debe estar en el rango de (5ºC – 52ºC) según norma DIN y (16ºC – 52ºC) según ASTM y ASME.
� No es aplicable a materiales porosos y presenta grandes dificultades practicas en materiales escamados (ej. soldaduras de forma irregular).
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PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
Con éste método se pueden detectar fisuras, inclusiones y otras discontinuidades en materiales ferromagnéticos.
Éste método detecta las discontinuidades presentes
sobre la superficie y también las que están ligeramente
por debajo de ella.
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PARTÍCULAS MAGNÉTICAS – TÉCNICAS DE ENSAYO
� Método residual – Se magnetiza la pieza a inspeccionar y luego se recubre con finas partículas de polvo de hierro.
� Método continuo – La magnetización y la aplicación de las partículas se hace simultáneamente.
� Método húmedo – Las partículas se encuentran en suspensión en un líquido cuando se esparcen sobre la pieza a inspeccionar.
� Método seco – Las partículas se esparcen sobre la superficie en forma de polvo.
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La presencia de una discontinuidad se revela por la formación de un arreglo característico de las partículas sobre la discontinuidad en la superficie de trabajo.
PARTÍCULAS MAGNÉTICAS – INDICACIONES
ARREGLO (agrupamiento de partículas)
INDICACIÓN
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RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL
Esta técnica es usada para la detección, interpretación y evaluación de discontinuidades internas tales como grietas, porosidades, inclusiones
metálicas o no metálicas, faltas de fusión etc., en uniones con soldadura, piezas de fundición y piezas forjadas.
Esa variación en la cantidad de radiación absorbida, detectada sobre una placa, nos indicará,
entre otras cosas, la existencia de una falla interna o defecto
en el material.
La radiografía es una técnica de inspección no destructiva que se basa en la absorción diferenciada de radiación cuando ésta penetra una pieza a ser inspeccionada.
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RADIOGRAFÍA INDUSTRIALEquipos generadores de rayos X:
Se trata de un equipo eléctrico que genera radiación al energizarlo, una vez retirada la energía eléctrica el mismo cesa su actividad.
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RADIOGRAFÍA INDUSTRIALEquipos de GAMA Grafía:
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Consisten en fuentes encapsuladas que contienen isótopos radioactivos, estos al exponerse fuera de la cápsula de contención irradian hacia la pieza a examinar y el resultado se proyecta sobre una pantalla (placa radiográfica).
Las fuentes se guardan dentro de contenedores blindados hechos de plomo para poder manipularlas y proteger al operador contra la exposición a la radiación; la salida de la fuente fuera del contenedor se puede hacer con un control automático de exposición o de forma manual (dependiendo del equipo usado).
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RADIOGRAFÍA INDUSTRIALVentajas y limitaciones del uso de radiografía industrial
�LIMITACIONES
- Difícil de aplicar en piezas de geometría compleja o zonas poco accesibles.- La pieza o zona debe tener acceso
en dos lados opuestos.- Puede no detectar discontinuidades
de tipo laminar.- Se requiere cuidar medidas de
seguridad para la protección contra la radiación, para el usuario y el entorno.
�VENTAJAS
-Pueda usarse en materiales metálicos y no metálicos, ferrosos y no ferrosos.- Proporciona un registro
permanente de la condición interna de un material.- Es comparativamente sencillo
identificar el tipo de discontinuidad de que se detecta y permite observar discontinuidades estructurales y errores de armado en las piezas.
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RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL
EJEMPLOS DE DISCONTINUIDADES
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FALTA DE PENETRACIÓN (F.P) – F.P y DESALINEACIÓN
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FALTA DE FUSIÓN
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INCLUCIONES DE ESCORIA – PENETRACIÓN EXCESIVA
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FISURA LONGITUDINAL - TRANSVERLSAL
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INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO
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Los equipos de ultrasonidos emiten ráfagas de energía a frecuencias por encima del límite perceptible por el oído humano sobre la pieza bajo ensayo y, luego, recopilan y analizan las formas de las ondas reflejadas o transmitidas para generar el resultado de ensayo.
La inspección por ultrasonido es un método no destructivo en el cual un haz sónico de alta frecuencia (250KHz a 25MHz) es introducido en el material o pieza de trabajo a ser inspeccionado con el objeto de detectar discontinuidades internas y superficiales.
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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, que tiene la propiedad de transformar la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa (al aplicar un voltaje el cristal se deformar, y al deformarse da como respuesta un voltaje).Al ser excitado eléctricamente el transductor vibra a altas frecuencias generando ultrasonido.
INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO
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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 con la distancia recorrida.
Al alcanzar la frontera del material, el haz sónico es reflejado, y se recibe el eco por otro (o el mismo) transductor. La señal es filtrada e incrementada para ser enviada a una pantalla para su visualización y ser interpretada.
INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO
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Los angulares son utilizados para inspección de soldadura, para llegar a los posibles defectos desde la superficie plana de la chapa.
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Hay tres tipos básicos de palpadores:�Planos�Angulares�Bi Cristal
Los palpadores planos permiten hacer inspecciones en un plano perpendicular a la superficie (como medidas de espesores). Si se acoplan a una zapata angular pueden usarse como papadores angulares.
Los bi cristal permiten medir defectos cercanos a la superficie y realizar medidas de espesores típicamente.
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INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO
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Los palpadores bi cristal son los típicamente usados en un equipo de medición de espesores, que es un equipo de ultrasonido básico que nos muestra un número como resultado de un espesor.
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Material de consulta
� Introducción a la metalurgia física, Cap. 1– Avner
� www.fing.edu.uy/iem
� Asociación Uruguaya de Ensayos No Destructivos
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