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gerardo-castillo
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EL PRIMER NOMBRE
EN PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS
Objetivo
Ultrasonido IndustrialNivel IObjetivo:Capacitar al tcnico para desarrollar una inspeccin no destructiva en forma independiente.
Que conozca los principios bsicos de la prueba por ultrasonido, que pueda seguir los pasos especificados en un procedimiento escrito y realizar la inspeccin que cumpla con requisitos especificados.
Principios
InspeccinUltrasnica
La inspeccin por ultrasonido se realiza bsicamente por el mtodo en el cual:el ultrasonido setransmite y se propaga dentrode una pieza hasta que es reflejada y regresa a un receptorproporcionando informacin de su recorrido (energa reflejada y distancia recorrida)
Sistema deInspeccinUltrasnica
Generador de la seal elctrica, Instrumento UltrasnicoSistema de InspeccinComponentes Bsicos
Conductor de la seal elctrica, Cable coaxialComponentes BsicosSistema de Inspeccin
Elemento transmisor-receptor, TransductorComponentes Bsicos Sistema de Inspeccin
Medio para transferir la energa acstica a la pieza y viceversa, Acoplante acstico Componentes Bsicos Sistema de Inspeccin
Pieza inspeccionadaComponentes Bsicos Sistema de Inspeccin
Antecedentes Histricos
Aplicaciones
Deteccin y caracterizacin de discontinuidades
Medicin de espesores, extensin y grado de corrosin
Determinar caractersticas fsicas como: tamao de grano, constantes elsticas y estructura metalrgica Determinar caractersticas de enlace entre dos materiales
Ventajas
Proporciona gran poder de penetracin, lo que permite la inspeccin de grandes espesores;Se tiene gran sensibilidad, ya que se pueden detectar discontinuidades extremadamente pequeas;Gran exactitud para determinar la posicin, estimar el tamao, orientacin y forma de discontinuidades;
Se necesita una sola superficie de acceso;Los equipos actuales tienen la capacidad de almacenar informacin en la memoria.La interpretacin de los resultados es inmediata;No existe peligro o riesgo en su aplicacin;Los equipos son porttiles;
Limitaciones
La operacin del equipo y la interpretacin de los resultados requiere tcnicos experimentados;Se requiere gran conocimiento tcnico para el desarrollo de los procedimientos de inspeccin;La inspeccin se torna difcil en superficies rugosas;La inspeccin se torna difcil en partes de forma irregular;
La inspeccin se torna difcil en piezas pequeas o delgadas;Discontinuidades subsuperficiales pueden no ser detectadas;Durante la inspeccin es necesario el uso de un material acoplante;Se necesitan patrones de referencia en la calibracin del equipo y caracterizacin de discontinuidades.
La materia se compone de pequeas partculas (tomos) unidas por fuerzas elsticas.
Siendo as, puede existir movimiento de las partculas a partir de su posicin fija, con lo cual, si una partcula se mueve comienza a oscilar y comunica su energa a sus vecinas
Por lo tanto, la energa se propaga a travs de las partculas individuales de la materia.
Principios de Ultrasonido
Principios de Ultrasonido
Principios de Ultrasonido
Principios de Ultrasonido
TransductorCristalPiezoelctricoAcoplantePrincipios de UltrasonidoDiscontinuidad
Onda Ultrasnica
Onda Ultrasnica
1 Ciclo
Modos de Onda
La energa ultrasnica se propaga por medio de vibracin de las partculas del material.
La direccin en la que vibran las partculas con respecto a la direccin de propagacin de la onda ultrasnica depende del Tipo de Onda.
Los modos de vibracin o de ondas son:Ondas Longitudinales o de Compresin Ondas de Corte o TransversalesOndas Superficiales o de Rayleigh Ondas de Lamb o de PlacaModos
de
Onda
OndasLongitudinales
Direccinde PropagacinVibracinde lasPartculas
Ondas deCorte
Vibracion de las Partculas Direccin dePropagacin
OndasSuperficiales
Vibracinde lasPartculas
Generacin de Vibraciones Ultrasnicas
Haz recto de contactoHaz angular de contactoDoble cristal de contactoInmersin
ConectorCarcazaExternaMaterial de RespaldoPlaca Protectorao de ContactoCristal PiezoelctricoConexionesElctricas
ElementoActivo
0
El pulso elctrico provoca que el cristal vibreEl ultrasonido viaja a travs del materialEl pulso elctrico viene desde el pulsador del instrumento
PresinV (Voltaje)
La vibracin del cristal genera una seal elctricaEl ultrasonido reflejado produce la vibracin del cristalLa seal elctrica viaja al receptor del instrumento
Material deRespaldo
Debe amortiguar las oscilaciones de inercia del cristal- Al realizar esta funcin controla el ancho de banda del transductor.Debe absorber las vibraciones hacia el interior del transductor para que no interaccionen con la carcaza- El material de respaldo es fabricado de fibras plsticas o polvos de metal (por ejemplo tungsteno) combinados con varios materiales plsticos
PlacaFrontal
Principios especficosde transductores
CristalTransmisorCableCristalReceptorBarreraAcsticaRecorrido del UltrasonidoPieza conCorrosin
Funcionamiento deun transductor
Caractersticas de propagacin de la onda ultrasnica
Impedanciaacstica
Reflexin
Onda queIncide
OndaReflejada
Onda queIncide
OndaReflejada
Onda queIncide100% de energa88% de energa12% de energaOndaReflejadaOndaTransmitida
Refraccin
Onda queIncideOndaRefractadaq
Conversinde modo
Onda queIncidea Ta LOndasReflejadas
Onda queIncideOndasRefractadasq Lq T
q Lq TOndaLongitudinalOndaLongitudinalReflejadaOndaTransversalReflejadaOndaLongitudinalRefractadaOndaTransversalRefractada T L
Onda LongitudinalOnda de CorteOnda Superficialngulo de incidencia (a) en una zapata de plstico
Atenuacin
Difraccin
Reflector planoReflector puntualFrente deonda cilndricoOnda UltrasnicaFrente deonda esfrico
Caractersticasdel haz ultrasnico
Mitad del ngulode divergenciaEje AcsticoIntensidad 100%Campo LejanoCampo Cercano( N )Campo MuertoD
Presin AcsticaAltura del Eco1/41/2 1N23
Campo LejanoCampo Cercano( N )
Donde:
N=Longitud del Campo Cercano
D=Dimetro del Transductor
f=Frecuencia del Transductor
v=Velocidad de la onda ultrasnica
=Longitud de Onda
A=rea de la cara del transductor
Donde:
=Mitad del ngulo de divergenciaD=Dimetro del Transductorf=Frecuencia del Transductorv=Velocidad de la onda ultrasnica
D1 = D2f 1 f 2N1 N2 1 2D2 D3f 1 = f 2N2 N3 2 3
Medidor de Espesores
Detector de Fallas
En ese momento, el valor del parmetro abierto puede ser modificado utilizando las teclas con flechas.
Acoplante
Mtodos y tcnicas
Mtodos deacoplamiento
Tcnicas deinspeccin
Pulso Acstico
Mtodos depresentacin deinformacin
10 Divisiones 015 Subdivisiones
Determinar la profundidad a la cual se encuentra una discontinuidadDeterminar la distancia recorrida por el ultrasonidoMedir espesores de pared
100 Divisiones
Reflectores de referenciaDiscontinuidadesPared posterior
EVPEco de entrada o disparo principalReflexin de la discontinuidadReflexin de pared posterior ( R.P.P. )Lnea de tiempo baseEHP Escala Horizontal de la PantallaEVPEscala Vertical de la PantallaEHP
Deteccin de Discontinuidades
Detectabilidad
Sensibilidad
Resolucin
DiscontinuidadPulso UltrasnicoPulsoUltrasnico
DiscontinuidadPulso UltrasnicoPulsoUltrasnico
Calibracindel Instrumento
La prctica de ajustar el barrido, el rangoy la ganancia, y de controlarel impacto que otros parmetros del instrumento y la configuracin de la pieza de prueba puedan tener en la interpretacin confiable de lasindicaciones ultrasnicas
Ajuste dedistancia de barridoy rango
Reflectores deReferencia
BloquesPatrn
Barrido / RangoL / TL / TL / T------L / TLL
SensibilidadL / TL / T---T---L / TLL
Punto ndiceTTT---------------
ngulo deTT---T------------refraccin
Curva DAC---------------L / T---L
ResolucinL---------T------L1Tabla de resumen de bloques y usosCaractersticasDesignacin del BloqueIIWDSCDCSCAWSASMEASTMASTMRCABLeyenda:L=Onda longitudinalT=Onda transversal1=Resolucin cercana solamente
Tcnica conhaz angular
Inspeccin desoldaduras
SD/2DAII
SDDAI
SD/2
SD
Posicin de unadiscontinuidad
1.7681.2501.250
Interpretacinde la seal
Mtodos deEvaluacin
F I N
(Agradecemos su atenciny preferencia)
Acero(Slido)Aire(Gas)Agua(Lquido)
ABCDngulo de desviacinRojoVioleta
Divergencia
02468 10
MovimientotransversalMovimientoradial (10 a 15)Movimiento longitudinalcon traslape de 10 a 15%Patrones debarrido
Respuesta unidireccional
Respuesta omnidireccional
Indicacin de la discontinuidad
Indicacin de la discontinuidad y la reflexin de pared posterior a la misma amplitud