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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CO Facultad de In Laboratorio Laborato rio de Ensayos No dest

E .N .D .D . - G E N E R A L I D A D

Ing . R ica icardo rdo E ch

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LABORATORIO DE E.N.D. FAC. DE INGENIERIA UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE Ensayos No Destructivos

Ensayos No Destructivos ..................................................................................................... Definición de END.............................................................................................................. 1. Propósito de los END. ........................................................................................... Mejoramiento en las técnicas de manufactura. .................................................. Reducción de los costos de producción. ................................................................ Aumento en la confiabilidad ................................................................................. 2. Tipos de END ......................................................................................................... 3. Campos de aplicación de los END...................................................................... 3-1 Evaluación de Calidad........................................................................................ 3-2 Evaluación de Vida. ............................................................................................ 4. Características de los métodos de END más usuales. ................................. 4.1. Ensayo Radiográfico.......................................................................................... 4-2 Ensayo Ultrasónico ............................................................................................ 4.3. Ensayo de Partículas Magnetizables ........................................................... 4.4. Ensayo de Líquidos Penetrantes. .................................................................... 4.5. Ensayo de corrientes inducidas. ......................................................................

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LABORATORIO DE E.N.D. FAC. DE INGENIERIA UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE

Ensayos No Destructivos

Definición de END.

Los ensayos no destructivos (de aquí en adelante END) son métodos de tecnológicos utilizados en el Control de Calidad de materiales, aparatos y estru como así también en el Aseguramiento de Calidad. Su nombre significa que el para la evaluación de propiedades, ubicación de discontinuidades, etc. se real producir marcas y sin destruir la pieza o sea, no quitando aptitud para el serv objeto de ensayo. Los END incluyen el Ensayo Visual (EV), el radiográfico (ER), ultrasónico (EU), E magnético (EM), Ensayo con Líquidos Penetrantes (EP), ensayo por Corrientes Ind (ECI) y la medición de tensiones. (MT), etc. . La selección de cada método de depende del propósito que se busque, por lo que será necesario seleccionar entre e que mejor se adapte para cada caso, aplicando el procedimiento adecuado.

1. Propósito de los END.


Primero de todo es muy importante tener claro qué queremos conocer o determina luego seleccionar el mejor método de ensayo. La Tabla 1 muestra las prin Download With Free Trial aplicaciones y no aplicaciones de estos métodos.

Método Objetivo RI Defectos internos

US

Defectos internos

PM

Defectos superficiales y subsuperficiales

Aplicable a Soldaduras, fundiciones,

No aplicable en Fundiciones con espesores mayores a 400 mm  vote on this title Placas, tuberías,Sign up to Materiales con useful soldaduras, forjados. atenuación  Useful gran  Not Materiales Materiales no ferromagnéticos magnéticos y

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Los END se han aplicado exitosamente desde hace mucho tiempo, en los sigu ítems:

Mejoramiento en las técnicas de manufactura.

Cuando se quiere hacer producto con una calidad definida, de antemano se realiza una pieza y/o produ prueba, usando una técnica de manufactura planificada, para confirmar si esta apropiada. A continuación se aplican END sobre el producto para juzgar si se obt calidad deseada y, si fuese necesario, mejorar la técnica de fabricación. Finalme puede confirmar la técnica de fabricación para obtener el producto con la predefinida.

Reducción de los costos de producción.

Generalmente uno piensa que los de inspección por la ejecución de END incrementarán los costos del producto. E posible, aunque los costos de producción se pueden reducir por los sig procedimientos:

a) De antemano decidimos las condiciones de manufacturación del producto pa tenga una definida calidad. You're Reading a Preview b) Aplicamos los END apropiados al producto, cada vez que los procesos de manu Unlock full access with a free trial. pueden afectar la calidad de este. c) Controlamos el proceso de manufactura para confirmar la calidad del producto. Download With Free Trial

Con la aplicación de estos procedimientos es posible detectar, en las etapas interm del proceso, los errores de manufactura que llevarán a productos no acep pudiéndolos descartar de antemano. Se piensa que los END adicionarán más etapas y costos, pero este será m tuviéramos que reparar estructuras, pagar por roturas, paradas de produc accidentes (debido a la no aplicación de END durante la operación). Las etapas y costos por END son muy pequeños cuando son comparados c  mencionados arriba. Sign up to vote on this title También se pueden reducir los costos de producción cuando se reparan estr Useful  Not useful sencilla durante el proceso, puesto que la reparación en más y no interfiere en el p de manufactura.

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Podemos usar los END como un buen método para reducir la probabilidad de proble son útiles en materiales de productos de acuerdo a normas apropiadas. Si no reconocemos los problemas, podemos reparar, reforzar y/o cambiar los reduciendo así la posibilidad de rotura de los productos. También se pueden aplicar END en aparatos y estructuras en servicio o reparada medio de la examinación de defectos internos y superficiales, evaluar su aptitud p servicio. Estos procedimientos llevan a un aumento de la confiabilidad siempre y c los métodos de END aplicados sean los apropiados.

2. Tipos de END

Los tipos de END más usuales, aplicados ampliamente en nu días, son el: ensayo visual, ensayo radiográfico, ensayo ultrasónico, ensayo mag ensayo con penetrantes, ensayos de corrientes inducidas y la medición de tensione por supuesto, muchos otros métodos, algunos de los cuales son usados solamente laboratorio debido a que están en sus etapas iniciales, y otros sólo para particulares. Cada método se basa en un fenómeno físico, y pueden ser clasificados como:

1. Métodos que usan principios de ópticas y colores: ensayo visual y ensayo con l penetrantes. You're Reading a Preview 2. Métodos que usan principios de radiación: ensayos radiográficos y ensa radiografía computada. Unlock full access with a free trial. 3. Métodos que usan principios electromagnéticos: ensayos magnéticos y ensay corrientes inducidas. Download With Free Trial 4. Métodos que usan principios acústicos: ensayo ultrasónico y ensayo de e acústica. 5. Métodos que usan principios térmicos: ensayos de termografía. 6. Métodos que usan principios de perdidas: ensayo de perdida. Otra clasificación de los END está basada en la localización de defectos:

1. Método para obtener información de la superficie o cerca de ella:  ensayo Sign up to vote on this title ensayo de penetrantes, ensayo magnético, ensayo de corrientes inducidas.  Not useful 2. Métodos para obtener información en el interior  deUseful los objetos: ensayo radiogr ensayo ultrasónico.

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2-Se deben comparar los datos obtenidos en dos momentos diferentes de la v un componente siempre y cuando se usen los mismos métodos y técnicas de E otra forma los resultados de la evaluación pueden ser erróneos.

3-1 Evaluación de Calidad

La inspección durante la manufactura de los mat aparatos y estructuras se ejecuta para evaluar la calidad de estos. Esto significa objetivo de la inspección es confirmar si los productos están siendo manufacturad acuerdo a normas y/o especificaciones, y si satisfacen la calidad requerida. Los EN métodos útiles para alcanzar la calidad basados en un criterio de juzgamiento. El da límites de control para el control de calidad, y debería estar basado tanto en pro teorías como en considerar de que no habrá roturas accidentales si el producto e servicio bajo condiciones de diseño.

3-2 Evaluación de Vida.

La inspección periódica que se ejecuta en productos en s es la que evalúa si la pieza es capaz de ser usada (seguramente) hasta la p inspección. Esto se realiza para determinar la vida del producto. El objetivo de la inspección de mantenimiento e inspección en servicio es el mismo la inspección periódica. Es necesario, en estas inspecciones, con anticipación el tiempo en qu You'redeterminar Reading a Preview fisura detectada propagará hasta la próxima inspección considerando la clase, Unlock fullmagnitud access with a de free trial. dimensiones, localización de iniciación, tensiones, su dirección, y de necesidad de reparación . La mecánica de fractura se usa ampliamente paraFree evaluar Download With Trial la vida del producto.

4. Características de los métodos de END más usuales.

4.1. Ensayo Radiográfico Sign up to vote on this title

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Generalidades:  Useful  Not useful La radiografía Industrial es un método no destructivo para inspeccionar piezas u o en búsqueda de discontinuidades o defectos especialmente internos.

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El ensayo radiográfico es el método para examinar defectos y se basa en el cambi intensidad de los Rayos X emergentes de la pieza usando como medio de registro o un sistema de TV de Rayos X. La Fig.1 muestra un esquema de un ensayo radiográ Radiación Pieza Defecto

A

B

n e ó g d i r a c e a d i i s d m e n a e r e t e u n d I q d a d m i l s i n f l e e D d

A

B

Film

A

B

Fig. 1: Representación esquemática de un ensayo radiográfico I A = I0 . e−µ T IB = I0 . e−µ (T−∆T) I A
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial. Donde: I: Intensidad de radiación ( I A e IB emergentes en A y B respectivamente; I0: incidente) µ . Coeficiente de absorción. Download With Free Trial T : espesor de la pieza ∆T : espesor del defecto

Ya que las formas y dimensiones de los defectos tridimensionales son convertidos imagen en dos dimensiones sobre la película radiográfica el coeficiente de absorc un objeto es un factor importante. El coeficiente de absorción disminuye con la ene los Rayos X y se incrementa con el número atómico del material del objeto, por lo  deberá aumentar la energía del tubo a medida que los Signespesores up to vote onde thislas title piezas aum o los materiales sean más absorbentes.  Useful  Not useful Otro factor importante en ensayos radiográficos es la dispersión de los RX. La disp depende del voltaje del tubo. Cuando este es alto la diferencia entre la dirección de dispersados con respecto a los incidentes es pequeño. La relación de la intensidad

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mismo. El ensayo radiográfico puede detectar defectos internos y ha sido amplia usado y adoptado en muchas normas. Además se puede conservar las películas una evidencia objetiva. El ensayo radiográfico tiene la capacidad de detectar defectos tridimensionales ten volumen superior al 3% relativo al espesor del objeto, en la dirección de los incidentes. En el caso de fisuras que son el tipo de defecto más perjudicial p producto, es posible detectarla si esta ubicada aproximadamente paralela a la dir de los rayos incidentes, pero se vuelve dificultoso si la fisura tiene más de 15º dirección de los rayos incidentes.

4-2 Ensayo Ultrasónico

Generalidades: Se puede usualmente escuchar el sonido entre 20 y 20.000 Hz sónicas) llamándose ondas ultrasónicas a aquellas que tiene mayor frecuencia. Las ondas ultrasónicas tienen la propiedad de propagarse en la pieza y ser refl parcial o totalmente por un reflector (un defecto o fondo de la pieza). Así nosot pueden detectar no destructivamente discontinuidades por medio de este ensayo. Comúnmente las ondas ultrasónicas utilizadas tienen frecuencia entre 0,5 y 25 pudiéndose detectar discontinuidades que tengan un tamaño mayor a la mitad You're Reading a Preview longitud de onda. La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecu por lo que es posible detectar defectos Unlock fullmás accesspequeños with a free trial.si se usan ondas ultrasóni mayor frecuencia. Download c /Free f Trial λ =With

λ: long. de onda ; C: Velocidad del sonido; f: frecuencia

La Fig. 2 muestra las características esquemáticas de un ensayo ultrasónico.(Técn haz normal).


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Rayos Catódicos) como un eco. Se evalúa el defecto por la localización y amplit eco. Se usan bloques de calibración y/o de referencia para calibrar el equipo y la sens de trabajo. Característica

Dado que la transmisibilidad de ondas ultrasónicas es buena cua tamaño de los granos cristalino del material en ensayo es pequeño, es posible apli para detectar pequeños defectos en forjados de algunos metros de diámetro. Cua tamaño de grano es más grande la onda ultrasónica es dispersada por los bord grano y así atenuada. En algunos casos, debido a que las ondas dispersadas pro ecos de fondo (ruido), no es posible la detección. En buenas condiciones se pueden determinar defectos cercanos a la mitad de la lo de onda, por ejemplo de 1,5 mm ( aprox. 3 mm la longitud de onda) cuando se frecuencias de 2 MHz. en aceros La detectabilidad de un defecto depende mayormente de su forma y orientación significa que puede obtenerse un eco de gran amplitud cuando la onda incide defecto plano (tal como una fisura) y en forma perpendicular a la superficie. contrario, se obtienen ecos pequeños cuando el defecto es esférico tal com “blowhole“, debido a que la onda ultrasónica es dispersada en muchas direcciones superficie. Las condiciones de contacto entre el palpador y la superficie de la pieza de ens You're Reading a Preview rugosidad de la superficie y el acoplante afectan también la amplitud del eco siend uno de los puntos más débiles del Unlock ensayo ultrasónico. full access with a free trial. El US es usado principalmente para detectar defectos internos pero los principio diferentes a los del ensayo radiográfico. EnWith ensayos de soldaduras, la detectabilid Download Free Trial fisuras muy angostas, falta de penetración y falta de fusión es superior al radiográfico. Sin embargo, la determinación de qué tipo de defecto se está obser depende de la habilidad y experiencia del operador. En general el registro que se obtiene es inferior al de radiografía.

4.3. Ensayo de Partículas Magnetizables Sign up to vote on this title

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 Useful  Not useful Los materiales ferromagnéticos tales como muchos desarrollan, cuando son magnetizados, un flujo magnético mucho mayor que Generalidades:

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Fig. 3 Características

El ensayo por partículas magnetizables es el método más Reading a Preview y/o subsuperficiales en el inspección para determinar si hayYou're defectos superficiales Es posible detectar con bastante Unlock seguridad discontinuidades de un milímetro de lo full access with a free trial. por lo que ha sido ampliamente usado en aceros. Desafortunadamente no es p estimar la profundidad de las indicaciones que es la información más importante Download With Free Trial se quiere evaluar la vida de un producto . Se puede obtener información cuan usando ensayos de escape del campo magnético pero esta aplicación esta confin piezas con geometría simple .

4.4. Ensayo de Líquidos Penetrantes. Generalidades.


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useful  Useful  Not se Cuando se quiere detectar defectos muy finos, los debe mag con un método apropiado para su visualización. En el ensayo por líquidos penetrantes las indicaciones se magnifican debido

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4. Revelado: se aplica un revelador blanco a la superficie de la pieza que ex penetrante de los defectos. 5. Observación: se observan las indicaciones de los defectos bajo luz natural en e de los penetrantes coloreados o usando luz negra en el caso de los pene fluorescentes. La Fig. 4 muestra un ejemplo de la detección de un defecto abierto a la superficie. Características

El ensayo por LP sólo detecta discontinuidades abiertas

superficie. La detectabilidad de un defecto en esta técnica es algo inferior a la del ensa partículas magnetizables . El ensayo por LP puede ser aplicado en cualquier tipo de material, metálicos metálicos, salvo en aquellos materiales porosos o con alta rugosidad. El tamaño m de un defecto detectable es aproximadamente de 1 mm de longitud, 20 µm y 1 ancho dependiendo de la técnica y la calidad de los productos utilizados.


a) Limpieza inicial

b) Aplicación del penetrante



c) Remoción intermedia

Useful Revelado  d)  Not useful

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4.5. Ensayo de corrientes inducidas. Generalidades.

Como se muestra en la Figura 5 en el interior de una bobin que circula una corriente alterna se producirá un campo magnético alterno. Si colo la bobina cerca de un metal plano se inducirá una corriente dentro de la placa m que tenderá a contrarrestar al campo magnético de la bobina.



Figura 5 La distribución y magnitud de la corriente inducida depende de la frecuencia corriente alterna, conductibilidad y permeabilidad de la pieza, geometría y dimen del espécimen, y existencia de defectos. Así se puede obtener información de la del material, y determinar si hay algún defecto como también su geometría dimensiones. Nosotros no podemos detectar directamente la corriente inducida la medición del cambio de impedancia de la bobina. Sign up to vote on this title

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Características. Useful  Not useful  de En el ensayo por corrientes inducidas la velocidad ensayos es alta debido podemos ejecutar el ensayo sin tocar la pieza y directamente obtener los resultados salidas eléctricas.

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