“Ciencia y tecnología al servicio del País”

Universidad Nacional de Ingeniería

CIENCIAS DE LOS MATERIALES SECCIÓN “B”

“ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS CON LIQUIDOS PENETRANTES Y

PARTICULAS MAGNETICAS” LABORATORIO N°3

INTEGRANTES:

BALBIN ARCHI ELMER ADRIAN

ILATOMA MEJIA EDINSON MITCHELL

MIRANDA SARAVIA CHRISTIAN

ORELLANA SOLIS JOSE ALEJANDRO

FECHA DE REALIZACIÓN : 15/04/15

FECHA DE PRESENTACIÓN : 22/04/15

PROFESOR : ING. LUIS SAMPEN

OBJETIVOS

1. Conocer los principios físicos básicos de los ensayos no destructivos.

2. Diferenciar los distintos tipos de ensayos no destructivos.

3. Diferenciar las etapas a seguir en los distintos ensayos no destructivos.

4. Conocer los equipos que se emplean en ensayos no destructivos.

FUNDAMENTO TEORICO

El experimentar los distintos ensayos estudiados en clase, nos permite resolver

dudas o comprender con mayor detalle cada concepto, fórmula e idea expuesto

teóricamente.

Es por eso que las demostraciones experimentales son de suma importancia en

nuestro proceso de aprendizaje, sobre todo cuando se sigue la carrera de

ingeniería.

En relación a lo dicho anteriormente, este tercer informe trata sobre los ENSAYOS

NO DESTRUCTIVOS, específicamente sobre el ensayo de líquidos penetrantes y

el ensayo de partículas magnéticas, que para cada caso nos permite poder

detectar imperfecciones en las superficies de pieza o elementos de máquina.

Estas imperfecciones son fisuras que se producen en la superficie de cualquier

pieza durante su constante uso.

Asimismo, a través de estos ensayos podremos observar estas fisuras, su

localización en la superficie así como su tamaño aproximado, y por supuesto

cuales fueron las normas que se siguieron para llevar a cabo dichos ensayos.

El propósito de este trabajo consistirá en aprender a emplear correctamente

ambos métodos y encontrar las fisuras que puedan tener las superficies de ensayo

empleando los métodos anteriores.

LIQUIDOS PENETRANTES

Es un tipo de ensayo no destructivo que se utiliza para detectar e identificar discontinuidades presentes en la superficie de los materiales examinados. Generalmente se emplea en aleaciones no ferrosas, aunque también se puede utilizar para la inspección de materiales ferrosos cuando la inspección por partículas magnéticas es difícil de aplicar. En algunos casos se puede utilizar en materiales no metálicos. El procedimiento consiste en aplicar un líquido coloreado o fluorescente a la superficie en estudio, el cual penetra en cualquier discontinuidad que pudiera existir debido al fenómeno de capilaridad. Después de un determinado tiempo se elimina el exceso de líquido y se aplica un revelador, el cual absorbe el líquido que ha penetrado en las discontinuidades y sobre la capa del revelador se delinea el contorno de éstas.

Las aplicaciones de esta técnica son amplias, y van desde la inspección de piezas críticas como son los componentes aeronáuticos hasta los cerámicos como las vajillas de uso doméstico. Se pueden inspeccionar materiales metálicos, cerámicos vidriados, plásticos, porcelanas, recubrimientos electroquímicos, entre otros. Una de las desventajas que presenta este método es que sólo es aplicable a defectos superficiales y a materiales no porosos

TIPOS DE LÍQUIDOS PENETRANTES:

Según el color

. Penetrantes coloreados: Se inspeccionan a simple vista. Solamente hay que contar con una buena fuente de luz blanca. Tienen menos sensibilidad.

. Penetrantes fluorescentes: Se inspeccionan con la ayuda de una lámpara de luz ultravioleta (luz negra). Sin ésta son invisibles a la vista. Tienen mayor sensibilidad.

. Según la solubilidad

. Penetrantes lavables con agua o autoemulsificables: Para su limpieza y remoción de excesos simplemente se usa agua. Resultan muy económicos de utilizar.

. Penetrantes postemulsificables: No son solubles en agua. Para la remoción de los excesos superficiales se utiliza un emulsificador que crea una capa superficial que se remueve con agua. Es el método con el mayor sensibilidad se obtiene y en el que mayor dominio de cada una de las etapas tiene el operador. Existen dos tipos de emulsificadores: los hidrofílicos, de base acuosa, que se utilizan en solución de agua, en una saturación determinada por las necesidades del caso; y lipofílicos, de base aceite, que se utilizan tal como los entrega el fabricante.

. Penetrantes eliminables con disolvente: Tampoco son solubles en agua. Para su remoción se utiliza un disolvente no acuoso, denominado «eliminador». Son muy prácticos de utilizar ya que el solvente generalmente se presenta en aerosol.

PARTICULAS MAGNETICAS

Uno de los métodos más utilizados en la detención de fallas por partículas magnéticas, es el "Magnaflux ". Este método es un ensayo no destructivo que se usa para revelar desperfectos que no pueden ser vistos a simple vista.

Estos desperfectos incluyen rajaduras invisibles, rebabas, impurezas y otros defectos similares que pueda haber en los materiales ferro magnéticos, tales como el hierro y el acero. El magnaflux no desplaza a otros métodos no destructivos de encontrar defectos, tales como porosidad, burbujas e impurezas dentro del metal; pero para encontrar fallas como estas en la superficie de la pieza, es el método de más confianza.

EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS

1.- ENSAYO DE LÍQUIDOS PENETRANTES

DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIALES:

Líquido penetrante visible removible con solvente

Spotcheck SKL-SP1 es un penetrante para remoción con solvente de contraste rojo.

Líquido penetrante visible removible con agua SPOTCHECK SKL-WP

El SKL-WP de Spotcheck es un penetrante con tinte rojo visible, poco olor, lavable al

agua,presenta características de excelente penetración que proporcionan una mayor

confiabilidad en la detección de discontinuidades.

Líquido limpiador-removedor SPOTCHECK SKC-S

Base no clorinada .Limpia con removedor.

Reveladores base solvente. SOPTCHECK SKD-S2

El SKD-S2 es una suspensión de partículas blancas en un solvente de secado rápido lista

para usarse.

2.- ENSAYO DE PARTICULAS MAGNETICAS

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO:

Máquina magna flux

Con la máquina que transmitirá la electricidad se arma el siguiente esquema.

Tipo de maquina: Generador de Corriente Continua / Alterna

Marca: SONOFLUX

Modelo: AH-I

Número de serie: 20M

Creadores: Automation Industries .Inc.

MEDIDOR DE AMPERAJE DEL GENERADOR

Piezas de la máquina:

Luz de control durante la magnetización

Luz de control para la conexión eléctrica

Amperímetro

Manija para el ajuste de la corriente eléctrica

2 Electrodos(pistoletas)

Tomacorrientes para conexiones con corriente alterna

Toma corriente para control remoto

PROCEDIMIENTO

1. ENSAYO POR LIQUIDOS PENETRANTES:

Limpieza inicial y secado:

Consiste en limpiar perfectamente la zona

de interés a ser ensayada, empleando un

líquido removedor de tal forma de dejar las

posibles fisuras libres de suciedades o

materiales extraños y su posterior secado

con un trapo para trabajos industriales.

Aplicación del líquido penetrante y tiempo de

penetración:

Cubrir la superficie de interés con el líquido penetrante y dejar transcurrir 5

minutos para permitir que el líquido penetrante se introduzca por capilaridad en las

discontinuidades.

SECADO DE LA SUPERFICIE

Limpieza intermedia:

Se removerá el exceso de líquido penetrante sobre la superficie, evitando extraer

aquel que se encuentre dentro de las fallas. Esta remoción se hará con ayuda de

un trapo.

Aplicación del revelador:

Sobre la superficie ya preparada se esparcirá el líquido revelador, que una vez

evaporada, deja una fina capa de polvo.

Inspección y evaluación:

Esta fina capa de revelador absorberá el LP retenido en las discontinuidades,

llevándolo a la superficie para hacerlo visible.

Limpieza final:

FIG.6 SUPERFICIE CON EXCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES

FIG.7 APLICACÍON DEL REVELADOR

Aunque los agentes químicos utilizados no deberían ser corrosivos a los

materiales ensayados, se eliminara sus restos para prevenir posteriores ataques.

1.2.- DATOS RECOGIDOS EN LABORATORIO

Se detectó pequeñas fisuras

Se observó una gran discontinuidad (fisura), sobre la superficie, que a

simple vista no era observable.

Las fisuras fueron notarias a través de una línea continua de color rojo

(rastros del líquido penetrante).

2.- ENSAYO POR PARTICULAS MAGNETICAS:

Partículas magnetizables:

Las partículas magnetizables deben ser de pequeño tamaño para que tengan

buena resolución, es decir, para que detecten defectos pequeños o profundos.

Esto se debe a que cuanto mayor sea el tamaño de la partícula, mayor será el

campo necesario para girarla. Sin embargo, no deben ser demasiado pequeñas

para que no se acumulen en las irregularidades de la superficie, lo que

ocasionaría lecturas erróneas. Por ello, lo habitual es combinar en mismo ensayo

partículas pequeñas (de entre 1 μm y 60 μm) y grandes (desde 60 μm hasta 150

μm).

Como ya se ha dicho, las partículas magnetizables se pueden aplicar en forma de

polvo o en suspensión en un líquido. En este último caso, el líquido empleado

puede ser: querosene, agua o aceite, entre otros.

2.2.- DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO:

Se colocó la pieza a ensayar sobre dos taquitos de madera.

LIMADURAS DE HIERRO

Se accionó el paso de la corriente hacia la máquina por medio de un

interruptor.

Se colocó los bornes de Cobre (los electrodos o pistoletas) sobre los

extremos de la pieza a ensayar.

Se accionó el interruptor de paso de la corriente eléctrica.

Se desconectó el interruptor de circulación de corriente.

Luego de unos instantes se polvoreó con las limaduras de Hierro en toda la

superficie de la pieza de ensayo.

Luego, se procedió a observar

detalladamente la pieza cuidadosamente para determinar si esta posee o

no posee defectos.

MAGNETIZACIÓN LONGITUDINAL DEL EJE

FIG. 14 ROSEANDO LAS LIMADURAS DE HIERRO

Por último se procedió a desmagnetizar la pieza ensayada.

2.3.- DATOS RECOGIDOS EN LABORATORIO

Al igual que en la experiencia anterior, se detectaron pequeñas fisuras.

Se observó una gran discontinuidad (fisura), sobre la superficie, que a

simple vista no era observable.

La intensidad de corriente(amperaje utilizado) es de 500 ampers(I=500A).

CONCLUSIONES

Después de realizar los experimentos, notamos que se basan en

procedimientos bastante económico y fácil de realizar, pues la inspección

que hicimos fue a simple vista. Además no se destruye la pieza que

analizamos y los resultados fueron prácticamente inmediatos. Con

respecto a los líquidos penetrantes y las partículas magnéticas.

los resultados obtenidos son válidos solo para fallas superficiales. Además

no es fácil establecer un patrón para los resultados del experimento. El

ensayo por tintas penetrantes utiliza como principio básico de acción la

capilaridad, discontinuidades de los materiales (cavidades internas, fisuras,

rayones, etc.)

La metodología utilizada en el ensayo de Tintas Penetrantes, se basa en la

norma ASTM E-1417 y E-165 ( pre-limpieza, aplicación del penetrante,

tiempo de penetración, remoción del exceso de penetrante, aplicación de

revelado, tiempo de revelado, evaluación de las discontinuidades, post-

limpieza)

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MÉTODOS

Ventajas de los líquidos penetrantes

La inspección por Líquidos Penetrantes es extremadamente sensible a

las discontinuidades abiertas a la superficie.

La configuración de las piezas a inspeccionar no representa un problema

para la inspección.

Son relativamente fáciles de emplear.

Brindan muy buena sensibilidad.

Son económicos.

Son razonablemente rápidos en cuanto a la aplicación, además de que el

equipo puede ser portátil.

Se requiere de pocas horas de capacitación de los Inspectores.

Limitaciones de los líquidos penetrantes

Sólo son aplicables a defectos superficiales y a materiales no porosos.

Se requiere de una buena limpieza previa a la inspección.

No se proporciona un registro permanente de la prueba no destructiva.

Los Inspectores deben tener amplia experiencia en el trabajo.

Una selección incorrecta de la combinación de revelador y penetrante

puede ocasionar falta de sensibilidad en el método.

Es difícil quitarlo de roscas, ranuras, huecos escondidos y superficies

ásperas.

Ventajas de las partículas magnéticas

Con respecto a la inspección por líquidos penetrantes, este método tiene las

siguientes ventajas:

Requiere de un menor grado de limpieza.

Generalmente es un método más rápido y económico.

Puede revelar discontinuidades que no afloran a la superficie.

Tiene una mayor cantidad de alternativas.

Limitaciones de las partículas magnéticas

Son aplicables sólo en materiales ferromagnéticos.

No tienen gran capacidad de penetración.

El manejo del equipo en campo puede ser caro y lento.

Generalmente requieren del empleo de energía eléctrica.

Sólo detectan discontinuidades perpendiculares al campo.

BIBLIOGRAFÍA

FUNDAMENTOS DE LA CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES.

William F. Smith/ 2º edición.1996

CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES.

Donald R. Askeland. / Publicación México: International Thompson Editores. 1998.

WEB GRAFÍA

http://es.wikipedia.org/wiki/Inspecci%C3%B3n_por_part%C3%ADculas_magn

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http://www.monografias.com/trabajos30/particulas-magneticas/particulas-

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http://es.wikipedia.org/wiki/Inspecci%C3%B3n_por_l%C3%ADquidos_penetrantes