REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICOSANTIAGO MARIOAMPLIACIN MARACAIBO

MTODOS Y TCNICAS DE INSPECCIN DE EQUIPOS ESTTICOS

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William Barrios C.I. 17.585.708

MARACAIBO, JUNIO 2015MTODOS Y TCNICAS DE INSPECCIN DE EQUIPOS ESTTICOS

. En qu consisten los ensayos no destructivos.

Se denomina ensayo no destructivo (tambin llamado END, o en ingls NDT de nondestructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades fsicas, qumicas, mecnicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un dao imperceptible o nulo. Los diferentes mtodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicacin de fenmenos fsicos tales como ondas electromagnticas, acsticas, elsticas, emisin de partculas subatmicas, capilaridad, absorcin y cualquier tipo de prueba que no implique un dao considerable a la muestra examinada.Se identifican comnmente con las siglas: PND; y se consideran sinnimos a: Ensayos no destructivos (END), inspecciones no destructivas y exmenes no destructivos.En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo, suelen ser ms baratos para el propietario de la pieza a examinar, ya que no implican la destruccin de la misma. En ocasiones los ensayos no destructivos buscan nicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de los ensayos destructivos.Los ensayos no destructivos se han practicado por muchas dcadas. Se tiene registro desde 1868 cuando se comenz a trabajar con campos magnticos. Uno de los mtodos ms utilizados fue la deteccin de grietas superficiales en ruedas y ejes de ferrocarril. Las piezas eran sumergidas en aceite, y despus se limpiaban y se esparcan con un polvo. Cuando una grieta estaba presente, el aceite que se haba filtrado en la discontinuidad, mojaba el polvo que se haba esparcido, indicando que el componente estaba daado. Esto condujo a formular nuevos aceites que seran utilizados especficamente para realizar stas y otras inspecciones, y esta tcnica de inspeccin ahora se llama prueba por lquidos penetrantes (PT).Sin embargo con el desarrollo de los procesos de produccin, la deteccin de discontinuidades ya no era suficiente. Era necesario tambin contar con informacin cuantitativa sobre el tamao de la discontinuidad, para utilizarla como fuente de informacin, con el fin de realizar clculos matemticos y poder predecir as la vida mecnica de un componente. Estas necesidades, condujeron a la aparicin de la Evaluacin No Destructiva (NDE) como nueva disciplina. A raz de esta revolucin tecnolgica se suscitaran en el campo de las PND una serie de acontecimientos que estableceran su condicin actual.En el ao de 1941 se funda la Sociedad Americana para Ensayos No Destructivos (ASNT por sus siglas en ingls), la cual es la sociedad tcnica ms grande en el mundo de pruebas no destructivas. Esta sociedad es promotora del intercambio de informacin tcnica sobre las PND, as como de materiales educativos y programas. Es tambin creadora de estndares y servicios para la Calificacin y Certificacin de personal que realiza ensayos no destructivos, bajo el esquema americano.

. Tipos de ensayos no destructivos.

* Radiografas.* Lquidos Penetrantes.* Partculas Magnticas.Sin embargo, en este caso utilizaremos los Lquidos Penetrantes.

. En que consiste el ensayo Radiogrfico industrial, principios fsicos, caractersticas, aplicacin, procedimientos, referencias o normas.

La radiografa es un mtodo de inspeccin no destructiva que se basa en la propiedad de los rayos X o Gamma de atravesar materiales opacos a la luz sin reflejarse ni refractarse, produciendo una impresin fotogrfica de la energa radiante transmitida. Dichas radiaciones X o Gamma inciden sobre la pieza a inspeccionar, que absorber una cantidad de energa radiante que depende de la densidad, la estructura y la composicin del material. Estas variaciones de absorcin son detectadas y registradas como se menciona anteriormente en una pelcula radiogrfica obtenindose una imagen de la estructura interna de una pieza.Las radiaciones electromagnticas de los rayos X se propagan a la velocidad de la luz (300.000 km s-1), aunque tienen menor longitud de onda, mayor energa y ms penetracin no sufren desviacin alguna por efecto de campos magnticos o elctricos ya que no son partculas cargadas, ni sus espines estn orientados por lo cual se propagan por tanto en lnea recta y excitan la fosforescencia e impresionan una placa fotogrfica.Gracias a este tipo de ensayo no destructivo, los defectos de los materiales como grietas, bolsas, inclusiones, absorben las radiaciones en distinta proporcin que el material base, de forma que estas diferencias generan detalles de contraste claro-oscuro en. Esto es lo que permite identificar defectos en la inspeccin de una soldadura por radiografa. Para facilitar la labor se usan colecciones de radiografas patrn, en las cuales los defectos estn claramente identificados para unas condiciones dadas de tipo de material y tipo de soldaduraPara realizar el ensayo radiogrfico se pueden utilizar fundamentalmente dos tipos de fuentes. La primera mediante generadores de rayos x queconstan de un cilindro de alimentacin donde se ha hecho el vaco previamente y que presentan un ctodo que al calentarse emite electrones. Estos electrones se aceleran por medio de un campo elctrico hacia el nodo sobre el que inciden con una alta energa. Solamente el 1% de esta energa se transforma en rayos X, transformacin que tiene lugar en el foco trmico. Tambien se pueden obtener los rayos X mediante fuentes isotopicaslas cuales estn constituidas fundamentalmente por una fuente radiactiva, un dispositivo para exponer dicha fuente y un blindaje. La fuente radiactiva consta de una determinada cantidad de istopo radiactivo que se descompone de forma natural dando lugar a la radiacin gamma.Tabla 1. Capacidad depenetracinen diferentes materiales de los rayos X.Depende de la disposicin de los equipos que intervienen en la obtencin de una radiografa se puede hacer referencia a dos tcnicas de ensayo diferentes, con variantes especficas:La primera llamadatcnicade pared simple querecibe este nombre debido a que solamente realiza la interpretacin de aquella pared que se encuentra ms prxima a la pelcula fotogrfica. Es la tcnica ms empleada en la inspeccin radiogrfica adems de ser la de ms fcil interpretacin.La segunda llamadatcnicade exposicin panormicaconstituye una variante de la tcnica de pared simple en la cual la fuente de radiacin se debe colocar en un punto equidistante de la superficie y de la pelcula radiogrfica.Tambinse puede realizar la tcnica de pared doble vista simple en la cual el haz de radiacin atraviesa dos paredes de la pieza pero solo proyecta sobre la pelcula radiogrfica aquella que est ms prxima a dicha pelcula. En la tcnica de pared doble vista doblela radiacin atraviesa dos paredes de la pieza proyectando ambas paredes sobre la pelcula radiogrfica.Con esta prueba aumenta laposibilidadde evaluar mejor los defectos presentes en la soldadura.Existe unanormatividad existente que corresponde a la UNE 14011, la cual describe los tipos 7 de defectos mayormente detectables con los rayos X sobre las uniones soldadas. Los defectos ms fcilmente detectables son aquellos cuya mxima dimensin est orientada en la direccin de propagacin de los rayos X. Son difcilmente detectables los defectos de poco espesor, aunque sean muy extensos, dispuestos perpendicularmente a la direccin de las radiaciones. Por este motivo el objeto debe ser examinado en distintas direcciones.

a)Cavidades, porosidades o sopladuras:Este tipo de defecto, al tener menor densidad que el metal, se dejan atravesar ms fcilmente por la radiacin, formando unas impresiones oscuras redondeadas. Se observa que a veces se unen varios poros formando rosarios. En la soldadura las causas pueden provenir del metal base por el elevado contenido en C, S, P. Tambien por la presencia de xidos y por falta de limpieza en la junta. El electrodo puede calentarse demasiado por una excesiva intensidad de corriente que provoca el despegue del revestimiento. Durante la operacion de soldadura se puede crear este defecto por excesiva longitud del arco.

Defecto de porosidadpresente en laradiografa.

Inclusiones solidas de escorias:Estos defectos debido a su baja permeabilidad, debilitan enrgicamente los rayos X, dando unas impresiones inciertas, irregulares y desdibujadas. En algunos casos aparecen alineadas. La importancia del defecto depende del tamao de la inclusin y la distancia que existe entre ellas, ya que si estn prximas, la resistencia del material se reduce mucho. Dado que las escorias provienen del revestimiento y no tienen las propiedades mecnicas del metal base. las causas de estas apariciones son la falta de limpieza de los cordones en soldaduras en varias pasadas, cordones mal distribuidos, inclinacin incorrecta del electrodo y baja intensidad de corriente en el electrodo.

Defecto de escoria presente en laradiografa.Fisuras omicrogrietas:Pueden ocurrir longitudinalmente o transversalmente.Aparecen en la placa como lneas oscuras, onduladas, de grueso variable y ramificadas. Las grietas ms peligrosas son las superficiales y orientadas en la direccin perpendicular a la de mxima solicitacin del material. Este defecto inhabilita la soldadura. Puede ser a causa del metal base por excesiva rigidez de la pieza, se da en aceros con excesivo contenido en C, Mn, S, P-: El electrodo puede influir cuando el material de aportacin es inapropiado para el metal base que se est soldando.En la operacion de soldadura ocurre por enfriamiento demasiado rpido del metal depositado, por insuficiente precalentamiento de la pieza, o por causas externas al proceso de soldadura.Falta de penetracion:Forma impresiones longitudinales en el centro y a lo largo de la soldadura. El espacio interno no ocupado por el metal de aportacin, es origen de fuertes tensiones, adems de resultar un lugar idneo para que se inicien procesos de corrosin localizada. Sus causas mas frecuentes son separacin de bordes incorrecta; dimetro del electrodo demasiado grueso, excesiva velocidad de avance del electrodo, baja intensidad de corriente de soldadura.

Defecto de falta de penetracion presente en laradiografa.Falta de fusion o despego:Resulta parecida a las inclusiones de escorias pero alineadas que aparecen como imgenes oscuras de trazo rectilneo y forma uniforme. La causa fsica de este tipo de defectos es que no se alcanza la temperatura adecuada para la fusin del metal de aporte con el metal base y por tanto no se consigue el proceso metalrgico de soldar, quedando afectada la unin. Puede ser causa iniciadora de fisuras que terminen en rotura. Causas: Metal Base: Defectuosa preparacin de los bordes; Operacin de soldadura: Excesiva velocidad de avance del electrodo, o arco demasiado largo o intensidad muy dbil.

Defecto de falta de despego presente en laradiografa.Mordeduras:Forman sobre la placa sombras oscuras a los lados de la costura de trazo rectilneo y ancho uniforme. Este defecto produce una entalla fsica que puede dar origen a roturas. las causas mas comunes en el electrodoson cuando este es demasiado grueso, la inclinacin inadecuada del electrodo, excesiva intensidad de corriente al soldar

Defecto de mordedura presente en laradiografa.

Exceso depenetracin:Forma sobre la placa sombras mas blancas longitudinalmente y centradas en la costura. Es el defecto contrario a la falta de penetracin y puede ser muy grave cuando circula un lquido por el interior de un tubo y puede chocar con el exceso de metal del descuelgue. las causas ocurre por separacin del borde excesiva, intensidad demasiado elevada al depositar el cordn de raz, velocidad muy pequea de avance de la junta o mal diseo del electrodo

Simbologa del exceso depenetracin. En qu consiste el ensayo Partculas Magnticas, principios fsicos, caractersticas, aplicacin, procedimientos, referencias o normas.

La prueba de partculas magnticas es un mtodo de prueba no destructivo para la deteccin de imperfecciones sobre o justamente debajo de la superficie de metales ferrosos que tambien se puede aplicar en soldadura. Es una tcnica rpida y confiable para deteccin y localizacin de grietas superficiales.Un flujo magntico es enviado a travs del material y en el lugar de la imperfeccin se forma un campo de fuga que atrae el polvo de hierro que se roca sobre la superficie, asi la longitud de la imperfeccin puede ser determinada de forma muy confiable.La prueba de Partcula magntica no indica la profundidad de la imperfeccin y los criterios de aceptacin definen si la indicacin es o no aceptable, es decir si se trata de un defecto o no.En el ensayo no destructivo de partculas magnticas inicialmente se somete a la pieza a inspeccionar a una magnetizacin adecuada y se espolvorea partculas finas de material ferromagntico. As es posible detectar discontinuidades superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnticos. Cuando un material ferromagntico se magnetiza, aplicando a dos partes cualesquiera del mismo los polos de un imn, se convierte en otro imn, con sus polos situados inversamente respecto del imn original. La formacin del imn en la pieza a ensayar implica la creacin en su interior de unas lneas de fuerza que van desde el polo del imn inductor al otro, pasando por una zona inerte denominada lnea neutra. Estas lneas de fuerza forman un flujo magntico uniforme, si el material es uniforme. Sin embargo, cuando existe alguna alteracin en el interior del material, las lneas de fuerza se deforman o se producen polos secundarios. Estas distorsiones o polos atraen a las partculas magnticas que se aplican en forma de polvo o suspensin en la superficie a inspeccionar y que por acumulacin producen las indicaciones que se observan visualmente de manera directa o bajo luz ultravioleta. Aparato para realizacion de ensayos de particulas magneticas llamado Joke. Es importante conocer que las lneas de fuerza de un campo magntico inducido siguen la orientacin de la regla de la mano derecha de forma que si se agarra con dicha mano una varilla orientando el dedo pulgar en el sentido de la corriente, los dems dedos indican la direccin de las lneas de fuerza. Esto quiere decir que cuando se aplica una corriente a una barra magntica, se generan corrientes circulares transversales muy apropiadas para detectar defectos longitudinales. Esto es debido a que el descubrimiento de las heterogeneidades del material se produce cuando dichos defectos son perpendiculares a las lneas del campo magntico. Si por el contrario, la barra tuviese grietas transversales sera necesario inducir campos magnticos transversales. Esto indica que para hacer una buena inspeccin, se deben aplicar dos campos magnticos, perpendiculares entre si, para asegurarse de que se atraviesan todas las heterogeneidades del material.La profundidad del campo magntico inducido por una corriente elctrica es tanto mayor cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente. Por tanto, con corriente continua se pueden llegar a detectar discontinuidades de hasta 6mm de profundidad, mientras que con corriente alterna (50Hz) slo se lograrn detectar discontinuidades que se encuentren a una profundidad inferior a 0,5mm. Sin embargo, la corriente alterna presenta un mejor comportamiento para la deteccin de heterogeneidades superficiales, debido a que la alternancia de los campos magnticos somete a las partculas magnticas a una intensa agitacin que facilita su atraccin por los campos de fuga. En lo que se refiere a corrientes rectificadas, la corriente monofsica rectificada conserva la alternancia de intensidad sometiendo a las partculas a una intensa agitacin mientras que la corriente trifsica rectificada se comporta prcticamente como si fuera corriente continua.La corriente de cada ensayo debe determinarse en el procedimiento correspondiente. La intensidad de la corriente elctrica debe ser la adecuada para permitir la deteccin de todas las heterogeneidades superficiales y subsuperficiales relevantes. Debe tenerse en cuenta que una intensidad excesiva produce sobresaturacin magntica, dando lugar a indicaciones errneas; mientras que una intensidad baja genera campos de fuga dbiles incapaces de atrapar las partculas.Como partculas magnticas se utilizan limaduras u xidos de hierro, de tamao comprendido entre 0,1 y 0,4mm, con colores que ayuden a mejorar el contraste como son el negro, rojo y verde. Tambin se utilizan partculas fluorescentes, que suelen proporcionar una posibilidad de localizacin de hasta 100 veces ms que las visibles, si se aplican por va hmeda. Normalmente se emplean partculas de varios tamaos mezcladas en una proporcin idnea teniendo en cuenta que las ms pequeas y alargadas aumentan la sensibilidad y las ms gruesas y redondas ayudan a detectar grandes discontinuidades y arrastran a las ms pequeas evitando que se formen falsas indicaciones.Todos los materiales ferromagnticos sometidos a un campo magntico conservan, despus de cesar la accin del campo, un cierto magnetismo, llamado remanente o residual, que puede ser perjudicial. Existen varios procedimientos para llevar a cabo la desmagnetizacin, cuyo fundamento se explica mediante el concepto de histresis y todos ellos operan, de forma general, sometiendo a la pieza a un campo magntico alterno cuya intensidad va gradualmente decreciendo hasta anularse. El mtodo ms extendido es el de la desmagnetizacin con bobina de corriente alterna, que consiste en colocar la pieza en el interior de una bobina por la cual circula corriente alterna alejndola lentamente hasta unos 2m. A esa distancia se considera que la influencia del campo es nula y se corta la corriente.Con respecto a la inspeccin por lquidos penetrantes, este nuevo tipo de ensayo puede revelar discontinuidades que no se ven en la superficie. Tambien requiere de un menor grado de limpieza pues no se necesitan condiciones de limpieza excesivamente rigurosas y generalmente es un mtodo ms rpido y econmico al no precisar equipos electrnicos. Este ensayo se puede aplicarse a piezas de tamao y forma variables asi como en superficies con acabados soldados y en todo tipo de metales ferrosos, tales como acero al carbono, acero de baja aleacin. El uso de la prueba en soldaduras y las zonas afectadas calor, as como en superficies relativamente speras y sucias es posible pero la sensibilidad disminuye por esto. Cuando se requiere sensibilidad mxima ser pueden utilizar partculas fluorescentes. La gran limitacin es que nicamente detecta discontinuidades perpendiculares al campo y nicamente se puede aplicar en materiales ferromagnticos. La capacidad de penetracin sigue siendo limitada. En cuanto al manejo del equipo en campo puede ser costoso y lento.