Informe-6-END-2

Araujo Jorge Cunalata Fabricio De La Cadena Erick Práctica N°6 Fecha de práctica: 2018-01-29 Fecha de entrega: 2018-02-14

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD FACULTA D DE INGENIERÍA INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO LA BORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS DESTRUCTIVOS 1. Tema: INSPECCIÓN POR PARTÍCULAS MAGNETIZABLES UTILIZANDO LAS TÉCNICAS DE YUGO, DE CONDUCTOR CENTRAL, DE PUNTAS, DE BOBINA RÍGIDA Y CARGA DIRECTA. 2. Objetivos: Visualizar las líneas de flujo magnético Detectar discontinuidades superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos y determinar la naturaleza de las mismas; es decir, interpretar y evaluarlas. Determinar la fuerza portante de cada yugo. Determinar cualitativamente el calentamiento relativo de materiales magnetizados. Medir el magnetismo residual en materiales. Observar la utilización y aplicaciones de las varias técnicas. • •

• • • •

3. Llenar la hoja de reporte de insp ección y adju adju ntarla a este info rme. Anexo 1 4. Descri Descri bir br evemente evemente la práctica. Presentar Presentar el mapeo mapeo de cada yugo y el orden de calentamiento d e las piezas piezas magnetizadas. magnetizadas. La siguiente descripción está basada en las dos técnicas realizadas en la práctica, estas son: • Conductor Central: En este caso se procede a colocar la pieza en este caso circular en un tubo el cual va a ser magnetizado. Y estos dos se procede a colocar en el equipo. Una vez realizado lo anterior, se enciende el equipo, este tiene tres conexiones antes de energizarla finalmente, en este ensayo se realizó a una corriente de 1500 amperios. Posteriormente se procede a colocar las partículas en la pieza a ser analizadas. Luego de esto se procede a apagar el equipo en el mismo orden que se encendió, para retirar finalmente la probeta y analizarla.


Figura 1. Pieza circular magnetizada por método de conductor central Fuente: Propia

• Técnica de Yugo: Para la realización de esta técnica se utilizó un equipo en forma de “C”, este se procede a colocar sobre la pieza a ser analizada para posteriormente ir agregando las partículas sobre la misma, esta debe ir de manera transversal a las imperfecciones que se suponen hay en la pieza. Para este equipo se necesitan 210 (V) y 6 (A). El equipo debe moverse progresivamente para encontrar las imperfecciones a lo largo de la probeta. Finalmente se analizan las discontinuidades presentes en la pieza.

Figura 2. Discontinuidades encontradas mediante la técnica del yugo Fuente: Propia

5. Analizar las indi caciones obtenid as. • Para la probeta analizada mediante la técnica de conductor central, se llegó al análisis que tiene una fisura de 4 cm de, por lo que se llega a la conclusión que se trata de un defecto y la pieza se rechaza.


Figura 3. Probeta circulas con dimensiones de discontinuidad Fuente: Propia

• La probeta analizada mediante la técnica de yugo tiene fisuras agrupadas con dimensiones considerables a comparación de toda la longitud de la pieza, por lo que es necesario rechazar la misma.

Figur a 4. Probeta analizada por Yugo con dimensiones Fuente: Propia

6. Comparar este ensayo con el de tintas penetrantes (alcances, limi taciones, ventajas y desventajas). En la tabla 1 se detalla la comparación de los ensayos de partículas magnéticas y tintas penetrantes.


Tabla 1. Comparación del ensayo de partículas magnéticas con el el ensayo de tintas penetrantes Fuente: Propia

Partículas magnética s

Tintas penetrante s

Al cance Este ensayo se lo realiza en materiales ferromagnéticos y permite detectar discontinuidade s tanto superficiales como sub superficiales.

Li mitacio nes Se utiliza únicamente en materiales ferrosos y ferromagnético s con permeabilidad mayor a 1

Ventajas - Permite detectar discontinuidade s tanto superficiales como subsuperficiales - El equipo es relativamente sencillo y portátil - La lectura e interpretación de indicaciones no requiere lecturas electrónicas o digitales

Se realiza en materiales tanto ferrosos y aleaciones no ferrosas, y permite detectar discontinuidade s superficiales

Se aplica a materiales, con un acabado superficial medio y que se haya realizado limpieza y sin recubrimientos, que no tenga exceso de porosidades

-

-

-

Es relativamente económico y su equipo no es complejo La inspección se la realiza a simple vista y resultados superficiales Se requieren pocas horas para realizar el proceso, dependiendo del material a ensayar

Desventajas - Se requiere de varios procesos de magnetizació n - Se debe realizar una des magnetizació n después del proceso e interpretación - La rugosidad del material puede distorsionar el campo magnético generado - La superficie del material requiere limpieza - No proporciona directamente un registro permanente de resultados - Se requiere inspectores con experiencia para establecer patrones de interpretación


7. Respond er las sigu ientes preguntas: -

¿De qué depende la mayor o m enor no tori edad de un campo de fug a? Un campo de fuga o fugas de flujo se produce debido a la interrupción mediante discontinuidades en el material del flujo uniforme de líneas de fuerza, las cuales se ven obligadas a salir del imán, creando un polo norte y un polo sur. Y la notoriedad de un campo de fuga ocasionada por las discontinuidades dependerá de factores como ancho y profundidad, de si es superficial o sub superficial y la orientación de la discontinuidad. (Serrano, 2012)

-

¿En qu é medida afecta a la sensib ilid ad del ensayo (niti dez de las indicacio nes), la variación vol untaria de la corriente magnetizable? Dependiendo de la variación de la corriente magnetizable y de si se utiliza corriente continua o alterna, esta producirá un campo magnético más fuerte, debido a que el campo varía en función de la frecuencia de la corriente, con una frecuencia menor (corriente continua) aumentara la sensibilidad del ensayo, detectando discontinuidades superficiales y sub-superficiales de mayor profundidad que al realizar la magnetización con corriente alterna.

-

¿Cómo pro cedería para determin ar si una indicación po co prof unda correspo nde o no a una discontinuid ad subsuperficial? Se deberá verificar que la intensidad de la corriente sea la idónea para evitar saturación magnética en la pieza, porque así se formaría excesivas acumulaciones de partículas en las discontinuidades y cabría la posibilidad de realizar malas interpretaciones. Respecto a la identificación de defectos, cuando se muestran cúmulos de partículas muy definidas y nítidas se trataría de defectos superficiales como grietas o fisuras, mientras que cuando se muestran cúmulos muy poco definidos se hablaría de discontinuidades sub-superficiales.

-

Entre dos materiales cuyas características magnéticas se desconocen, ¿cómo se puede averiguar cuál de los d os tiene mayor permeabilidad magnética? Una forma muy sencilla es la de magnetizar a ambos materiales con un mismo campo magnético o imán, la misma cantidad de tiempo y al hacerlo el que posea mayor permeabilidad magnética será el que retenga o posea un mayor campo magnético (mayor magnetización a otros objetos metálicos).

-

¿Qué razones conoce para que se produzcan indicaciones falsas de discontinuidad? las irregulares de superficies localizadas debido a marcas de maquinado u otras condiciones de superficie, pueden producir indicaciones falsas. Me puede producir indicaciones falsas al realizar en superficies irregulares debido a que me genera partículas mantenidas en esa superficie. Además, la falta de una limpieza previa me produce indicaciones falsas de discontinuidad debido a la presencia


de óxidos de hierro, capas de pintura muy gruesas o algún tipo de recubrimiento que sea conductor de la electricidad. La señal es sensible a las diferencias en composición y estructura del material lo que enmascara pequeños defectos o proporciona indicaciones falsas. (Berhsa, 2007) (Sites.google.com, s.f.) -

¿Hay diferencia en el valor del campo magnético tangencial (en una misma pieza), cuando l a separación entr e los pol os es máxima y cuando la separación es mínima? Si existe diferencia debido a que las líneas de fuerza magnética que actúan en el campo magnético, su densidad disminuye al aumentar la distancia de los polos.

-

¿Cuál es la razón? Esto se debe a que un campo magnético es el espacio y el alrededor de un imán donde actúan las líneas de fuerza magnética, y estas a su vez su densidad disminuye al aumentar la distancia de los polos, por lo tanto, el campo magnético lo hará también.

-

Compare las técnic as de yugo y pun tas y diga ¿cuál es mejor? y ¿Por qué? La técnica de yugo es más recomendable debido a que esta permite obtener campos más potentes y regulables a voluntad por lo que son los más indicados para la inspección de piezas de gran acabado superficial en las que deba evitarse la formación de arcos eléctricos que produzcan quemaduras. Mientras que las de puntas al permitirme magnetizar áreas localizadas, estas pueden sufrir quemaduras en especial en los puntos de contacto. (SISTEMAS DE ENSAYOS POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS, s.f.)

-

¿Qué puede ocasio nar la mu erte: ¿el vo ltaje o el amperaje? El amperaje puedo ocasionar la muerte superando los 30mA y 5mA en caso de ser directo al corazón sin importar el voltaje.

-

¿Por qué se calienta una pieza magnetizada? Se calienta debido a que se produce un fenómeno irreversible por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo, este efecto se lo conoce como efecto Joule.

-

Indique los tipo s de corr ientes para magnetización . Ventajas y desventajas. Los tipos de corriente de magnetización son: o

Corriente Alterna

o

Corriente Directa rectificada

o

Corriente Directa.


Corriente alterna: La corriente alterna (CA) es el tipo más conveniente de corriente eléctrica debido a que es utilizada para casi todos los servicios. Su rango de voltaje comercialmente dispone de 110 a 440 voltios. Ventajas - El transporte de corriente alterna es más económico que la continua. - La amplia gama de voltajes que se obtienen mediante el uso del transformador. - Las máquinas que emplean corriente alterna son sencillas, robustas y no requieren mucha reparación y mantenimiento durante su uso. - La corriente alterna se puede convertir rápidamente en corriente continua con ayuda de rectificadores. - Cuando la corriente alterna se suministra a voltajes elevados en una transmisión a larga distancia, las pérdidas de línea son menores si las comparamos a una transmisión de corriente continua. Desventajas - El valor máximo de la corriente alterna es muy elevado y en ocasiones puede resultar peligroso, así que se requiere de un aislamiento superior.

Corriente directa: También conocida como corriente continua, es la corriente directa de un flujo continuo en una sola dirección. Una fuente común de CD es la batería o la pila normal. Ventajas - Es más seguro que la corriente alterna ya que la corriente directa emite un choque eléctrico que repele al cuerpo humano, la corriente alterna atrae a la persona que la toca directamente. - Se pueden usar voltajes más bajos para transmitir electricidad a través de los cables, puesto que son menos resistentes a la corriente continua. - Una de las principales ventajas es que la corriente continua se puede almacenar en baterías, esto sin dudas es una gran ventaja sobre la corriente alterna. - La corriente continua es mucho más segura que la corriente alterna. Desventajas - El elevado costo de transporte - Existe una perdida de línea de transmisión de corriente a larga distancia. (TOOLS, s.f.) Corriente directa rectificada: Cuando se rectifica una fase de CA (por medio de un rectificador), la corriente resultante es conocida como corriente directa rectificada. (Guamán Lozano, 2014)


8. Conclusiones Ar auj o Jor ge Se observa que se formó un cumulo de partículas magnéticas definidas en forma en la superficie del material a ensayar, lo que indicaría la presencia de una grieta, producida posiblemente por la fatiga en servicio del material. Siempre se debe realizar la desmagnetización de la pieza ensayada, más aun si esta va a ser utilizada en operaciones o usos posteriores. •

•

Cunalata Fabricio Se observa que las partículas magnéticas pueden ser aplicada en superficies relativamente aperas y sucias, pero hay que tener cuidado ya que la sensibilidad disminuye por estas condiciones. El ensayo por partículas magnéticas se puede utilizar en todo tipo de materiales ferrosos debido a que estos materiales pueden ser magnetizados. •

•

De la Cadena Erick Este ensayo por partículas magnéticas me permite obtener mejores resultados en la detección de discontinuidades llenas de algún tipo de contaminante como carbón, escoria, etc. en las que no se puede realizar por medio del ensayo de tintas penetrantes, pero la desventaja de las partículas magnéticas es que es solo aplicable para materiales ferromagnéticos. Los factores como la rugosidad, oxidación y la geometría de la pieza a ser ensaya puede ocasionar una distorsión del campo y eso a su vez provocar una indicación falsa en la discontinuidad. •

•

9. Recomendaciones Ar auj o Jor ge Se debe tener en mucho cuidado con la corriente y amperaje utilizado en la práctica, debido que estos pueden ser perjudiciales para la integridad física de los estudiantes. •

Cunalata Fabricio Se recomienda alejar los objetos metálicos, celulares o algún otro objeto electrónico ya que el campo magnético puede ocasionar danos a estos. •

De la Cadena Erick Se recomienda realizar bien una limpieza superficial previa y de ser posible eliminar las capas de pintura o algún recubrimiento no metálico para evitar que afecte la sensibilidad del método. •


10. Bibliog rafía

ASM International. (1989). ASM HandBook Volume 17 - Nondestructive Evaluation and quality control

. ASM HandBook. Berhsa. (2007). ARTÍCULO 7 ENSAYO CON PARTÍCULAS MAGNÉTICAS. Obtenido de Scribd: https://es.scribd.com/doc/98388337/Articulo-7-Ensayo-Particulas-Magneticas Córdoba, A. (2014). Ensayos no destructivos para localización de grietas en piezas. Pamplona: UPNA. Guamán Lozano, A. (16 de 02 de 2014). Particulas Magnéticas. Obtenido de Antecedentes históricos: https://es.slideshare.net/angelgeovanny888/particulasa-magneticas?from_action=save Hellier, C. (2003). Handbook of Nondestructive evaluation . McGraw-Hill. Serrano, R. (2012). ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Partículas Magnéticas . Obtenido de http://www.raquelserrano.com/wp-content/files/ciencias_t8.2_particulas_magnticas.pdf

SISTEMAS DE ENSAYOS POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS. (s.f.). Obtenido de eva.fing.edu.uy: https://eva.fing.edu.uy/pluginfile.php/181391/mod_resource/content/1/UNIDAD%20DID%C 3%81CTICA_4.pdf Sites.google.com. (s.f.). Partículas Magnéticas. Obtenido de LABORATORIO DE ENSAYOS DE LOS MATERIALES: https://sites.google.com/site/laboratorioensmateriales/particulas-magneticas TOOLS. (s.f.). CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA – VENTAJAS Y DESVENTAJAS. Obtenido de Electrontoolds: http://www.electrontools.com/Home/WP/2016/03/08/ventajas-ydesventajas-sobre-la-corriente-continua-y-alterna/


11. Anexos An exo 1 Tabla 2. Hoja de registro Fuente: Propia

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS DEPARTAMENTO DE MATERIALES DATOS GENERALES Cliente: ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

Informe N°:

Fecha:

Lugar: 15 de Febrero del 2018

6 Laboratorio de END

IDENTIFICACIÓN DE LA PIEZA Descripción: Pieza circular de acero

Identificación:

Material:

Estado Superficial: Acero de bajo carbono

ESQUEMA DE LA PIEZA

Bueno


EQUIPOS Y MATERIALES Equipo de magnetización Tipo: Bobina central Marca:

Amperaje nominal 1500

Accesorios: N/A

CONDICIONES DE TRABAJO Método de magnetización: Método de conductor central

Técnica: Inducción indirecta

Tiempo de corriente: aprox. 5 min Voltaje: 220 Normas de aceptación o rechazo:

Amperaje: (200-1500)A ASTM

RESULTADOS Tipo de discontinuidad. Fisura transversal

Observaciones: La fisura es de gran tamaño está a lo largo de la pieza de manera transversa.

Evaluación: Para la evaluación de esta pieza se observa que la fisura es de gran tamaño y se procede a rechazar la misma.

OPERADOR: Nivel: 1 en partículas magnéticas

Firma:

SUPERVISOR Nivel: 2

Firma:

Laboratorio de END Fecha: 15 de febrero de 2018

Cliente Fecha: 15 de febrero de 2018

Firma:

Firma:


ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS DEPARTAMENTO DE MATERIALES DATOS GENERALES Cliente: ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Fecha: 15 de Febrero del 2018

Informe N°: 6 Lugar: Laboratorio de END

IDENTIFICACIÓN DE LA PIEZA Descripción:

Identificación: Placa de acero

Material: Acero de bajo carbono

ESQUEMA DE LA PIEZA

Estado Superficial: No rugoso, regular


EQUIPOS Y MATERIALES Equipo de magnetización Tipo: Técnica de Yugo Magnético Marca:

Amperaje nominal 6A

Accesorios: N/A

CONDICIONES DE TRABAJO Método de magnetización: Método de Yugo Magnético

Técnica: Inducción indirecta

Tiempo de corriente: 2 min Voltaje: 110 Normas de aceptación o rechazo:

Amperaje: (6)A ASTM E 709-95

RESULTADOS Tipo de discontinuidad. Fisura o grietas poros

Observaciones: Las fisuras no son muy visibles, se presenta una específicamente a lo largo de la probeta en dirección longitudinal

Evaluación: La fisura en la pieza es a lo largo de la misma esta posee una longitud de 1 cm de largo y 1 mm de ancho por lo que se procede a rechazar.

OPERADOR: Nivel: 1 en partículas magnéticas

Firma:

SUPERVISOR Nivel: 2

Firma:

Laboratorio de END Fecha: 15 de febrero de 2018

Cliente Fecha: 15 de febrero de 2018

Firma:

Firma:

Informe-6-END-2

Recommend Documents