“ENSAYO TECNOLÓGICO DESTRUCTIVO Y NO DESTRUCTIVO”
INTRODUCCION: ¿qué es un ensayo? Prueba que se hace para determinar si una cosa funciona o resulta como se desea. Las pruebas de ensayo son un recurso utilizado para la evaluación diagnóstica, para la formativa y para la sumativa. Permiten medir las habilidades que no pueden evaluarse con pruebas objetivas. Son procedimientos normalizados con los que se cuantifican las diferentes propiedades de los materiales. Clasificación de los ensayos Con los ensayos se intenta simular las condiciones de trabajo para determinar la idoneidad del material o pieza en cuestión
! ENSAYO TECNOLÓG TECNOLÓGICO: ICO: C!C"P#$ Los ensayos tecnológicos no buscan encontrar las propiedades de % material, si no saber si dicho material es &til para una aplicación. 'eterminando el comportamiento de los materiales ante las operaciones industriales. #(PS '" "!S)*S "!S)*S #"C!+L(CS -ay tipos de ensayos principales como lo son$ "nsayo de plegado, de forja, de embutición, de soldadura y de laminación. a/ "!S) "!S)* *S S '" PL" PL")' )' somete al material a un plegado doble, alternativo o simple. Se emplea para laminas, tubos y alambres. b/ "!S) "!S)* *S S '" PL" PL") )' ' '0 '0L" L" se realiza con l1minas generalmente de 2334233 mm, se pliegan en direcciones perpendiculares, se e4amina en los dobles la aparición de grietas y si es posible se especifica el 1ngulo. c/ "!S) "!S)* '" PL" PL")' )' )L#"5 )L#"5!) !)#(6 #(6 Las probetas no se pliegan totalmente si no que se doblan a 73 grados a un lado y al otro, se anota el n&mero de ciclos completos que ha resistido. este ensayo se aplica a pletinas 8placas de metal o acero/ delgadas y alambres d/ "!S) "!S)* *S S '" '" "90 "90:# :#(C (C(+ (+! !
"l objetivo es conocer la aptitud de las chapas, en este ensayo se utiliza generalmente la m1quina erichsen que mide el avance de una cabeza que toca la chapa, hasta que se rompe. -ay tres modalidades de embutición$ simple, profunda por vasito y ensanchamiento del agujero. "nsayo de platinado$ e/ "!S)* '" ;5<) "nsayo de platinado$ Consiste en ensanchar a golpes de plana 8martillo de forja/ una pletina puesta a temperatura de forja, hasta que aparecen grietas en las aristas. =ndice de platinado sirve para valorar la forjabilidad$ Pt> ?o@?4?33
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ENSAYO DESTRUCTIVO Concepto$ Los ensayos destructivos son pruebas que a las que se someten los materiales con el fin de comprobar sus propiedades como dureza, tenacidad, resistencia mec1nica, ductilidad, ya s= poder verificar la calidad de dicho material y hacer una correcta aplicación de ellos. "stos ensayos son muy importantes ya que nos muestran en una manera proporcional, como los materiales se desempeAar=an en distintas situaciones. Ventajas de los ensayos destructivos •
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Permite identificar de una forma apro4imada las propiedades mec1nicas de la unión adhesivada 8resistencia a la fractura, elongación, módulo de elasticidad/ 'efinición de las propiedades mec1nicas del adhesivo o unión adhesivada en función de los diferentes tipos de esfuerzos a los que se somete la unión adhesivada, esfuerzos como tensión, compresión, cortadura, pelado, esfuerzos din1micos, de impactoB "4isten numerosos est1ndares sobre la realización de ensayos destructivos Los costes de los equipos para la realización de ensayos destructivos son m1s económicos que los equipos utilizados en los ensayos no destructivos. Posibilidad de comparar adhesivos mediante este tipo de ensayos 6erificación de la preparación superficial, condiciones de curado, condiciones de trabajo y productos del sistema de adhesivado 8imprimaciones, activadores, adhesivosB/ Permite predecir e identificar de una forma apro4imada el tipo de fallo o ruptura que puede sufrir la unión durante su vida en uso, siempre y cuando se someta previamente la probeta a un envejecimiento acelerado. "nsayos con un coste relativamente barato.
Desventajas de los ensayos destructivos •
!o permite identificar defectolog=as internas 8burbujas, deslaminaciones, espesor incorrectoB/ de la unión real adhesivada, impidiendo realizar reparaciones antes de su puesta en uso o durante su vida.
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Se necesitan realizar probetas simulando el mismo proceso 8preparación superficial, condiciones ambientales, productos del sistema de adhesivado/, las cuales no se pueden volver a reutilizar una vez ensayadas. !o permite identificar de manera directa el estado de la zona de adhesión de la unión real
Los ensayos m1s importantes son los siguientes ?. "st1ticos$ a. 'urezas b. #racción c. Compresión d. Cizalladura e. ;le4ión f. Pandeo g. ;luencia 2. 'in1micos$ a. 5esistencia al choque b. 'esgaste c. ;atiga
ENSAYO DE DURE#A 'esde el punto de vista f=sico se define la dureza como la resistencia que oponen los cuerpos a ser rayados o penetrados por otros con los que se compara.
Ensayo $%&ne'' "n el ensayo de dureza 0rinell el penetrador es una bola de acero e4traduro de di1metro ', que se apoya sobre la probeta a estudiar ejerciendo sobre la misma una fuerza P durante un tiempo t dado, aparece una huella de di1metro d sobre el metal, figura 2.?D. La dureza 0rinell viene definida por$
-0 > P@S siendo S la superficie de la huella, casquete esfErico. P se e4presa en Fg fuerza y S en mm2. #ambiEn puede e4presarse de la siguiente manera$
Ensayo V&()e%s "l ensayo de dureza 6icFers es, como el 0rinell, un ensayo cuyo objetivo es la determinación de la superficie lateral, S, de la huella. "l penetrador es una pir1mide de diamante de base cuadrada, cuyo 1ngulo en el vErtice es de ?GHI, figura 2.?.
;igura 2.?. Penetrador 6icFers S > d2@2 senHJI
82.J/
con lo que$ -6 > 2P senHJI@d2 > ?.JDD P@d2
82.7/
La selección de la carga se realiza en función inversa a su dureza. La norma :!" establece los distintos aspectos de este ensayo. Como en el ensayo 0rinell, la aplicación de la carga se realiza con una velocidad m=nima, vm, y se requiere un tiempo m=nimo de permanencia, t, entre ? y 23 segundos generalmente. La denominación de la dureza obtenida se realiza citando las siglas -6 seguido de la carga utilizada, P, y del tiempo de permanencia, t, separado por barras, por ejemplo, Kn-6@P@t
Ensayos Ro()*e''! "n los ensayos de dureza 5ocFMell, las unidades de dureza se establecen por la medida de la profundidad, e, de la huella de acuerdo con el modelo$ "l ensayo es aplicable a todo tipo de materiales met1licos$
a/
0landos. Se utiliza como penetrador una bola de acero templado, similar al del ensayo 0rinell, con di1metros de bola y cargas normalizados para cada tipo de ensayos.
b/
'uros. Se utiliza como penetrador un cono de diamante de ?23I de 1ngulo de vErtice redondeado en la punta. Se usan cargas normalizadas de H3, ?33 y ?3 Filogramos.
c/
PequeAos espesores en materiales blandos o duros. "s el caso de flejes, chapas delgadas o tambiEn sobre capas endurecidas, cementadas o nitruradas. "n este supuesto se usa la modalidad de pequeAas cargas especificadas en la norma, G Filogramos de precarga y ?, G3 o D Filogramos de carga. Se conoce este tipo de ensayos como 5ocFMell superficial.
ENSAYO DE TRACCION+ "s uno de los ensayos m1s empleados. Consiste en someter una probeta normalizada a esfuerzos progresivos y crecientes de tracción en la dirección de su eje hasta que llegue a la deformación y a la rotura correspondiente. N
Probeta$ O Son generalmente barras de sección regular y cte., casi siempre circulares. O Sus e4tremidades son de mayor sección, para facilitar la fijación de la probeta a la m1quina de tracción. O
"n las probetas se hacen dos marcas entre las cuales se mide la longitud ' 8puntos calibrados/. O Para que los resultados sean comparables, las probetas deben ser geomEtricamente semejantes, as= bajo mismas cargas, obtendremos deformaciones proporcionales.
ENSAYO DE CO,-RESIÓN: "l ensayo de compresión es un ensayo tEcnico para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. "n la mayor=a de los casos se realiza con hormigones y metales 8sobre todo aceros/, aunque puede realizarse sobre cualquier material. Se suele usar en materiales fr1giles.
La resistencia en compresión de todos los materiales siempre es mayor o igual que en tracción. Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en una m1quina universal.
ENSAYO DE CI#ALLADURA: es una constante el1stica que caracteriza el cambio de forma que e4perimenta un material el1stico 8lineal e isótropo/ cuando se aplican esfuerzos cortantes. es el esfuerzo que soporta una pieza cuando sobre ella act&an fuerzas contenidas en la propia superficie de actuación. :n ejemplo de esfuerzo de cortadura ser=a el que soportan los roblones despuEs de colocados.
"n este tipo de esfuerzos hay que tener muy en cuenta las deformaciones.Las deformaciones son permanentes puesto que no son e4actamente deformaciones si no cortes y da igual el material que sea, una vez que el material esta cortado no se puede volver a su estado inicial, a no ser que se peguen o suelden.
ENSAYO DE .LE/IÓN: Se denomina fle4ión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. "l tErmino alargado se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. :n caso t=pico son las vigas, las que est1n diseAadas para trabajar, principalmente, por fle4ión. (gualmente, el concepto de fle4ión se e4tiende a elementos estructurales superficiales como placas. 'entro de fle4ion, cabe destacar la fle4ion en vigas."n las vigas la fle4ión genera momentos internos. :n momento positivo significa que en su sección transversal, la fibra inferior al eje neutro est1 sometido a esfuerzos normales de tensión, y la fibra superior al eje neutro estar1 sometido a esfuerzos normales de compresión."stos esfuerzos no se distribuyen en forma constante,sino que tienen una distribución variable, a partir del eje neutro hasta las fibras e4tremas. Se puede decir como es el comportamiento de la sección transversal cuando el momento flector interno es negativo, y de igual manera, que en el eje neutro, los esfuerzos normales son nulos, y m14imos para cada caso en las fibras e4tremas.
"l material por e4celencia es, evidentemete, la viga de hormigon. "n las vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal, este esfuerzo de fle4ión provoca tensiones de tracción y compresión, tambiEn pueden producirse tensiones por torsión, sobre todo en las vigas que forman el per=metro e4terior de un forjado.
en la imagen superior se ve como una viga es sometida a fle4ion hasta que llega a su ma4imo punto de fle4ion, y se fractura.el tipo de fallo mas significativo de este esfuerzo es el corte, mas o menos regular y recto.
ENSAYO DE -ANDEO: "l pandeo es un fenómeno de inestabilidad el1stica que puede darse en elementos comprimidos esbeltos, y que se manifiesta por la aparición de desplazamientos importantes transversales a la dirección principal de compresión.
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ENSAYOS NO DESTRUCTIVO Los "nsayos no destructivos son un tipo de prueba practicada a un material que no altera de forma permanente sus propiedades f=sicas, qu=micas, mec1nicas o dimensionales. Los "nsayos !o destructivos implican un daAo imperceptible o nulo. Los diferentes mEtodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos f=sicos tales como ondas
electromagnEticas, el1sticas, emisión de part=culas subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba Ventajas ensayos no destructivos •
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(dentificación, cuantificación y localización de defectos como poros, burbujas, deslaminacionesB. La unión adhesivada no sufre ning&n tipo de agresión pudiEndose realizar el ensayo sobre la unión real. 9uestreo parcial o total de las uniones adhesivas, dependiendo del plan de requerimientos de calidad. 'etección temprana del defecto, posibilidad de subsanación del defecto antes de su vida en uso. 'etección del defecto durante la vida en uso del producto, pudiEndose realizar operaciones de mantenimiento alargando la vida &til del producto.
Desventajas ensayos no destructivos •
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(dentificación y estandarización de la tEcnica para el ensayo no destructivo en función de los defectos que se pueden encontrar, cada mEtodo permite encontrar ciertos defectos. "l personal que utiliza herramientas no destructivas ha de estar cualificado y formado. !o permite observar ni realizar declaraciones sobre la zona de adhesión de la unión adhesivada. !o permite realizar determinaciones directas sobre las propiedades mec1nicas de la unión adhesivada 8resistencia a la fractura, elongación, módulo de elasticidadB/ "quipos de medición para ensayos no destructivos costosos
Ensayos No destructivos: 8Por orden de importancia/
5ayos % . 5ayos amma$ Se usa un isótopo reactivo, uso de radiograf=as. :ltrasonidos. Part=culas magnEticas. L=quidos penetrantes. Corrientes (nducidas. 9agnEticos.
INS-ECCION VISUAL
"s el mEtodo m1s b1sico y frecuente, ya que se puede obtener información inmediata de la condición superficial de los materiales que se estEn inspeccionando, con el simple uso del ojo humano y en algunos casos, con la ayuda de alg&n dispositivo óptico, ya sea para mejorar la percepción visual 8lupas, lentes, etc./ o para proporcionar contacto visual en zonas de dif=cil acceso, tal como en el interior de tuber=as y equipos donde se emplean boroscopios y pequeAas videoc1maras r=gidas o fle4ibles. La inspección visual y óptica es aquella que utiliza la energ=a de la porción visible del espectro electromagnEtico. Los cambios en las propiedades de la luz, despuEs de entrar en contacto con el objeto inspeccionado, pueden ser detectados por el ojo humano o por un sistema de inspección visual. Sus siglas en inglEs son 6#> 6isual #esting. "l personal que realiza este ensayo tiene amplia capacitación y conocimiento en los materiales a inspeccionar, as= como tambiEn en el tipo de irregularidades o discontinuidades a detectar en los mismos. "ste control se hace bas1ndose en las normas o códigos que rigen la fabricación, proceso y servicio. La inspección visual es el primer paso de cualquier evaluación. "n general, las Pruebas !o 'estructivas establecen como requisito previo realizar una inspección de este tipo.
a1'&(a(&ones La inspección visual es utilizada para los siguientes propósitos$ •
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La inspección de superficies e4puestas o accesibles de objetos opacos 8incluyendo la mayor=a de ensambles parciales o productos terminados/. La inspección del interior de objetos transparentes 8tales como vidrio, cuarzo, algunos pl1sticos, l=quidos y gases/. 'etectar errores en el proceso de manufactura. btener información acerca de la condición de un componente que muestra evidencia de un defecto. 'ar una valoración total de la condición de una pieza, estructura, componente o sistema.
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Proveer una detección temprana antes que una discontinuidad alcance un tamaAo cr=tico. (nspeccionar lugares que est1n fuera del alcance de los inspectores, mediante instrumentos diseAados para dicho trabajo.
TINTES -ENETRANTES "s un tipo de "nsayo !o 'estructivo que se utiliza para detectar e identificar discontinuidades presentes en la superficie de los materiales e4aminados. eneralmente, se emplea en aleaciones no ferrosas, aunque tambiEn se puede utilizar para la inspección de materiales ferrosos, cuando la inspección por part=culas magnEticas es dif=cil de aplicar. "n algunos casos se puede utilizar en materiales no met1licos. "l procedimiento consiste en aplicar un l=quido coloreado o fluorescente a la superficie en estudio, el cual penetra en cualquier discontinuidad que pudiera e4istir debido al fenómeno de capilaridad. 'espuEs de un determinado tiempo, se remueve el e4ceso de l=quido y se aplica un revelador, el cual absorbe el l=quido que ha penetrado en las discontinuidades y sobre la capa del revelador se delinea el contorno de Estas. "ste ensayo se basa en el principio f=sico conocido como Capilaridad y consiste en la aplicación de un l=quido con buena penetración en pequeAas aberturas sobre la superficie del material a inspeccionar. :na vez que ha transcurrido un tiempo suficiente como para que el l=quido penetre, se realiza una remoción del e4ceso de l=quido penetrante y a continuación se aplica un l=quido absorbente com&nmente llamado revelador, de color diferente al l=quido penetrante, el cual absorber1 el l=quido que haya penetrado en las aberturas superficiales. Por consiguiente, las 1reas en las que se observe la presencia de l=quido penetrante despuEs de la aplicación del l=quido absorbente, son 1reas que contienen discontinuidades superficiales 8grietas, perforaciones, etc./.
A1'&(a(&ones Q'etección de grietas superficiales en todos los metales
Ven2a3as QSimple de usar, preciso y f1cil de interpretar
RADIOGR4.ICOS 5RAYOS /6 consiste en usar una onda electromagnEtica de alta frecuencia proveniente de una fuente radioactiva que forma el espectro de la luz visible. )s=, la radiación, atraviesa la pieza y la e4posición que da grabada en placa mostrando los defectos o irregularidades con distinto tono sombreado. )ct&an con fiabilidad hasta un espesor de ?3mm.
-ARTICULAS ,AGNETICAS La (nspección por Part=culas 9agnEticas es un tipo de "nsayo !o 'estructivo que permite detectar discontinuidades superficiales y subOsuperficiales en materiales ferromagnEticos como el hierro, el cobalto y el n=quel. 'ebido a su baja permeabilidad magnEtica, no se aplica ni en los materiales paramagnEticos 8como el aluminio, el titanio o el platino/ ni en los diamagnEticos 8como el cobre, la plata, el estaAo o el zinc/.
Los defectos que se pueden detectar son &nicamente aquellos que est1n en la superficie o a poca profundidad. Cuanto menor sea el tamaAo del defecto, menor ser1 la profundidad a la que podr1 ser detectado. Si un material magnEtico presenta discontinuidades en su superficie, Estas actuar1n como polos, y por lo tanto, atraer1n cualquier material magnEtico o ferromagnEtico que estE cercano a las mismas. 'e esta forma, un metal magnEtico puede ser magnetizado local o globalmente y se le pueden esparcir sobre su superficie pequeAos trozos de Partículas Magnéticas y as= observar cualquier acumulación de las mismas, lo cual es evidencia de la presencia de discontinuidades subOsuperficiales o superficiales en el metal. "ste mEtodo es ampliamente utilizado en el 1mbito industrial y algunas de sus principales aplicaciones las encontramos en$ •
"l control de calidad o inspección de componentes maquinados.
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La detección de discontinuidades en la producción de soldaduras.
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"n los programas de inspección y mantenimiento de componentes cr=ticos en plantas qu=micas y petroqu=micas 8recipientes a presión, tuber=as, tanques, etc./. La detección de discontinuidades de componentes sujetos a cargas c=clicas 8discontinuidades por fatiga/
CONCLUSIÓN: En este trabajo se nota los diferentes ensayos que se realizan para tener la seguridad de que un material va a tener un buen funcionamiento, ya que una falla ser=a fatal para la persona como a la empresa. "s muy necesario conocer la calidad del material y as= saber en quE trabajos podemos aplicarlos.
$I$LIOGRA.IA
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