“Año del Buen Servicio al Ciudadano”
UNIVERSIDAD N NACIONAL DE INGENIERÍA FACULAD INGENIERÍA ! !EC"NICA ACULAD DE I La#ora$orio De Ciencia De Lo% !a$eriale%
INFORME Nº 3
En%a&o% En%a&o% no de%$ruc$ivo% Cur%o' Ciencia De Los Materiales // MC112-F
(ro)e%or' Ing.
In$e*ran$e%'
2017
Introducción
El hombre al intentarse expandir por las distintas áreas de trabajo para lograr su desarrollo ha tenido que estudiar los distintos materiales que existen en nuestro planeta. Esto es necesario para poder construir las diversas piezas que formarán nuevos sistemas capaces de realizar las tareas requeridas. Científicos han desarrollado toda clase de ensaos para verificar el estado de estas piezas! entre estos encontramos a los ensaos no destructivos! mu empleados al no tener que dejar obsoleto al material que se quiere probar. En esta ocasión! buscaremos a trav"s de la experiencia en el laboratorio conocer más sobre los diversos ensaos no destructivos que existen estando entre estos el empleo del equipo #agnaflux los tintes penetrantes.
MARCO Ensayo no destructivo Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END, o en inglés NDT de nondestructive testing ) a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no
altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. os ensa!os no destructi"os implican un da#o imperceptible o nulo. os diferentes métodos de ensa!os no destructi"os se basan en la aplicaci$n de fen$menos físicos tales como ondas electromagnéticas, ac%sticas, elásticas, emisi$n de partículas subat$micas, capilaridad, absorci$n ! cualquier tipo de prueba que no implique un da#o considerable a la muestra e&aminada. Se identifican com%nmente con las siglas' ND ! se consideran sin$nimos a' Ensa!os no destructi"os (END), inspecciones no destructi"as ! e&ámenes no destructi"os. En general los ensa!os no destructi"os pro"een datos menos e&actos acerca del estado de la "ariable a medir que los ensa!os destructi"os. Sin embargo, suelen ser más baratos para el propietario de la pie*a a e&aminar, !a que no implican la destrucci$n de la misma. En ocasiones los ensa!os no destructi"os buscan %nicamente "erificar la +omogeneidad ! continuidad del material anali*ado, por lo que se complementan con los datos pro"enientes de los ensa!os destructi"os. a amplia aplicaci$n de los métodos de ensa!os no destructi"os en materiales se encuentra resumida en los tres grupos siguientes'
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Defectología. ermite la detecci$n de discontinuidades, e"aluaci$n de la corrosi$n ! deterioro por agentes ambientales determinaci$n de tensiones detecci$n de fugas.
•
Caracterización. E"aluaci$n de las características químicas, estructurales, mecánicas ! tecnol$gicas de los materiales propiedades físicas (elásticas, eléctricas ! electromagnéticas) transferencias de calor ! tra*ado de isotermas.
•
Metrología. ontrol de espesores medidas de espesores por un solo lado, medidas de espesores de recubrimiento ni"eles de llenado.
a clasificaci$n de las pruebas no destructi"as se basa en la posici$n en donde se locali*an las discontinuidades que pueden ser detectadas, por lo que se clasifican en'
Prueas no destructivas su!erficiales Estas pruebas proporcionan informaci$n acerca de la sanidad superficial de los materiales inspeccionados. os métodos de ND superficiales son'
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-T /nspecci$n -isual
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T íquidos enetrantes
•
0T artículas 0agnéticas
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ET Electromagnetismo
En el caso de utili*ar -T ! T se tiene la limitante para detectar %nicamente discontinuidades superficiales (abiertas a la superficie) ! con 0T ! ET se tiene la posibilidad de detectar tanto discontinuidades superficiales como sub1superficiales (las que se encuentran deba2o de la superficie pero mu! cercanas a ella).
Prueas no destructivas volu"#tricas Estas pruebas proporcionan informaci$n acerca de la sanidad interna de los materiales inspeccionados. os métodos de ND "olumétricos son'
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3T 3adiografía /ndustrial
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4T 4ltrasonido /ndustrial
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5E Emisi$n 5c%stica
Estos métodos permiten la detecci$n de discontinuidades internas ! sub1 superficiales, así como ba2o ciertas condiciones, la detecci$n de discontinuidades superficiales.
/NSE/6N 73 4T35S7N/D7 Equipo portátil de inspecci$n por ultrasonidos. 5 la derec+a del equipo, unido por un cable, se puede obser"ar el palpador (en donde se alo2a el transductor). a inspecci$n por ultrasonido se define como un procedimiento de inspecci$n no destructi"o de tipo mecánico, ! su funcionamiento se basa en la impedancia ac%stica, la que se manifiesta como el producto de la "elocidad má&ima de propagaci$n del sonido ! la densidad del material. uando se in"ent$ este procedimiento, se medía la disminuci$n de intensidad de energía ac%stica cuando
se +acían "ia2ar ondas supers$nicas en un material, requiriéndose el empleo de un emisor ! un receptor . 5ctualmente se utili*a un %nico aparato que funciona como emisor ! receptor, basándose en la propiedad característica del sonido de refle2arse al alcan*ar una interface ac%stica. os equipos de ultrasonido que se utili*an actualmente permiten detectar discontinuidades superficiales, subsuperficiales e internas, dependiendo del tipo de palpador utili*ado ! de las frecuencias que se seleccionen dentro de un rango que "a desde 8.9: +asta 9: 0;*. as ondas ultras$nicas son generadas por un cristal o un cerámico pie*oeléctrico denominado transductor ! que tiene la propiedad de transformar la energía eléctrica en energía mecánica ! "ice"ersa. 5l ser e&citado eléctricamente el transductor "ibra a altas frecuencias generando ultrasonido. as "ibraciones generadas son recibidas por el material que se "a a inspeccionar, ! durante el tra!ecto la intensidad de la energía s$nica se aten%a e&ponencialmente con la distancia del recorrido. 5l alcan*ar la frontera del material, el +a* s$nico es refle2ado, ! se recibe el eco por otro (o el mismo) transductor. Su se#al es filtrada e incrementada para ser en"iada a un osciloscopio de ra!os cat$dicos.
O$%ER&ACIO'E% ( RECOME'DACIO'E%
En las pie*as donde se reali*$ el ensa!o con los tintes penetrantes, !a se conocía el lugar de las fallas, por lo que fue fácil su aplicaci$n, sin embargo sino se +ubiese sabido se necesitaba de otros conocimientos ! e&periencia para poder detectarlos.
5l reali*ar el ensa!o de partículas magnéticas no se "io el ampera2e al momento de imantar, pero se apro&im$ en un inter"alo de 9:81<88 amperios.
En el ensa!o de los tintes penetrantes es importante tener la superficie del
material a c+equear, limpio de cualquier impure*a. 3eali*ar el ensa!o en un lugar abierto !a que los líquidos que se usa para
la limpie*a de los materiales son mu! "olátiles. 5ntes de usar el aparato de ultrasonido debemos "erificar que este bien
calibrado. 5ntes de imantar la pie*a debemos "erificar que esté limpio. Se puede obser"ar que los defectos de las pie*as pueden ser "isibles a
simple "ista. Este método sir"e también para "erificar si el material tiene poros. a mala limpie*a del material puede lle"ar a la confusi$n de fallas que no
son del material. ara el ensa!o con partículas magnéticas usamos un campo perpendicular
las fallas.
CO'C)*%IO 'E%
Se "erifica que el ensa!o de tintes es mu! efecti"a en el momento de encontrar fallas, porosidad, aspere*as como otros ! lo me2or es que utili*ar este ensa!o es mu! barato por el lado econ$mico.
Se puede encontrar una des"enta2a !a que este ensa!o solo puede ser capa* de detectar fallas superficiales.
Se comprueba que el ensa!o con partículas magnéticas las partículas ferromagnéticas se incrustan dentro del material en las fallas perpendicular al campo magnético generado.
$I$)IO+RA, -A
=illiam >. Smit+. ?>undamentos de ciencia e ingeniería de materiales@, Editorial
0cAraB;ill, C. Donald 5sFeland, ?iencia e /ngeniería de los 0ateriales@. Editorial T+omson
Editores,
3e"erté S.5 05TE3/5ES DE >5G3/5/7N /' Ensa!os mecánicos H alle Sotelo