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T P. C O R T E S A L B O R N O Z C A R L O S E D U A R D O
I N G . I N D U S T R I A L
ENTRENAMIENTO DE CORRIENTES
INDUCIDAS
BASICO, NIVEL I y II
AGENDA
1. INTRO A LAS NDT 6 LUNES
2. METODO ELECTROMAGNETICO 1 LUNES
3. DEFINICION DE EDDY CURRENT 0,25 LUNES
4. VENTAJAS 0,25 LUNES
5. DESVENTAJAS 0,25 LUNES
6. PRINCIPIO Y TEORIA DE ET 12 MARTES - MIERCOLES
7. EQUIPOS 4 MIERCOLES
8. APLICACIÓN 2 JUEVES
9. INTERPRETACION 4 JUEVES
10. PROCESOS DE CONTROL 2 JUEVES
11. SEGURIDAD 0,25 JUEVES
12. EXAMENES 8 VIERNES
40
2. METODO ELECTRO MAGNETICO
La inspección por corrientes de Eddy es uno de varios métodos que utiliza el principio de
"electromagnetismo" como base para la realización de la prueba.
Otras técnicas como pruebas de campo remoto (RFT), fuga de flujo (Flux Leakeage) y ruido Barkhausen
también utilizan este principio físico.
2. METODO ELECTRO MAGNETICO (Según SNT-TC1A de 2006)
ELECTROMACNETIC TESTING
ET
• AC Field Measurent
• Eddy Current
• Flux Leakeage
• Remote Field
METODO - TECNICAS
TECNICA DE MEDICION DE CAMPO AC (ALTERN CURRENT FIELD MEASURENT)
Desde 1988 se desarrolla la inspección de inspección de medición de campo de Corriente Alterna (ACFM)
Para inspeccionar soldaduras en acero cubriertas o pintadas
Es una tecnica capaz de detectar y medir grietassuperficiales
La tecnica usa AC inducida en el componente de prueba (con una frecuencia tipica de de 100KHz). El flujo se desplaza en una capa delgada sobre la superficie .
Cuando no se encuentra ningun defecto no hay difusion de la uniformidad de la corriente electrica.
Cuando se encuentra algun defecto el flujo de corriente se altera.
TECNICA DE MEDICION DE CAMPO AC (AC FIELD MEASURENT) (Cont.)
TECNICA DE MEDICION DE CAMPO AC (AC FIELD MEASURENT) (Cont.)
TECNICA DE MEDICION DE CAMPO AC (AC FIELD MEASURENT) (Cont.)
Magnetic flux leakage (MFL) es una tecnica electromagnetica para detectar corrosiony picaduras en estructuras de acero , siendo mas comunmente en tuberias y tanques de almacenamiento.
El principio basico es una fuerza electromagnetica muy fuerte usada para magnetizar la pieza.
En las areas donde hay corrosion o perdida de material el campo magnetico genera “fugas" desde el acero.
TECNICA DE FUGAS DE FLUJO (FLUX LEAKEAGE)
TECNICA DE FUGAS DE FLUJO (FLUX LEAKEAGE)
TECNICA DE CAMPO REMOTO (REMOTE FIELD)
Remote Field Testing (RFT) es una tecnica electromagnetica para detectar grietas y corrosion piceduras en estructuras de acero , siendo mas comunmente en tuberias de menor diametro (pipeline), en su diametro interno o externo en especial si no tienen un contacto directo o tambien para inspeccionar calderas.
TECNICA DE CAMPO REMOTO (REMOTE FIELD)
Cuando los materiales ferromagneticos se enfrentana campos magneticos variables, el aumento en lainduccion se presenta de maneras discontinuas,como respuesta al movimento de las paredes deldominio magnetico. Estos aumentos bruscos deinduccion se conoce como Ruido Magnetico deBarkhausen (RMB)
TECNICA DE RUIDO DE BARKHAUSEN
TECNICA DE RUIDO DE BARKHAUSEN
El RMB es sensible a las caracteristicas del materialcomo la microestructura y los esfuerzos mecanicosaplicados. Esto hace que se potencialice como unaherramienta de ensayo no destructivo.
Generalmente se utiliza para caracterizarmicroestructuras de uniones soldadas en acerosestructural. De acuerdo ASTM A36
TECNICA DE RUIDO DE BARKHAUSEN
MAGNETICAL OPTICAL IMAGER (MOI)
El MOI usa la combinacion de corrientes inducidas en un material y un sistema de deteccion optico magnetico que forma las imagenes de los campos magneticos asociados con los defectos.
Esta inspeccion es en tiempo real y se puede capturar en video digital
MAGNETICAL OPTICAL IMAGER (MOI)
MAGNETICAL OPTICAL IMAGER (MOI)
Induccion Electromagnetica Las corrientes de Foucault se crean mediante un
proceso denominado inducción electromagnética.
Cuando la corriente alterna se aplica a los conductores, tales como alambre de cobre, un campo magnético y se desarrolla en alrededor del conductor.
Este campo magnético se expande a medida que aumenta la corriente alterna al máximo y Colapsa cuando la corriente se ha reducido a cero
Si otro conductor eléctrico se pone en la proximidad de este campo magnético cambiante, el efecto inverso ocurrirá.
Un Campo magnético de corte a través del segundo conductor dará lugar a una “ corriente inducida” en el segundo conductor. Las corrientes de Foucault son una forma de corrientes inducidas!
Current Flow
Induccion Electromagnetica
(cont.)
El ensayo con Corrientes Inducidas es el proceso dela inducción electromagnética, en donde un campoelectromagnético alternante genera una corrientesobre un material (pieza de prueba) que debe serconductor eléctrico a fin de que las corrientesgeneradas puedan circular por el mismo, loscambios producidos por esas corrientes y esoscampos electromagnéticos llegan al equipo de ETpara que sean interpretados.
3. DEFINICION Y GENERALIDADES DEL ENSAYO CON CORRIENTES INDUCIDAS
GENERALIDADES DEL ENSAYO CON CORRIENTES INDUCIDAS
El método de ensayo no destructivo por corrientesinducidas se utiliza para detectar en materialesconductores discontinuidades superficiales y en algunoscasos sub-superficiales. Tales indicaciones pueden serporos, pliegues, grietas, inclusiones, cambios de fase ycorrosión.
También se utiliza para determinar espesores derecubrimientos, conductividad eléctrica.
GENERALIDADES DEL ENSAYO CON CORRIENTES INDUCIDAS
Sensible a pequeñas grietas y otros defectos (corrosión).
Detección de defectos superficiales y cercanos a lasuperficie.
Los equipos de corrientes inducidas son portátiles.
No requiere de ningún acoplante sobre la pieza.
El resultado es instantáneo.
No involucra ningún tipo de peligro por presencia deradiaciones u otro elemento peligroso.
No requiere de remoción de pintura de las piezas ainspeccionar.
4. VENTAJAS DEL ENSAYO CON CORRIENTES INDUCIDAS
El material a ensayar deberá ser necesariamente conductoreléctrico. Sin embargo, es posible realizar la medición deespesores de recubrimientos no conductores sobre materialesconductores.
Las corrientes inducidas normalmente no pueden penetrar enmateriales ferromagnéticos. (se requiere un proceso especial)
La superficie debe estar dispuesta para que entre la bobina. Necesita patrones de referencia para calibrar el equipo. Deslaminaciones paralelas al escaneo de la bobina son
indetectables. En materiales no- ferromagnéticos, el método por corrientes
inducidas tiene limitaciones en cuanto a la penetración máximade las corrientes.
Para la realización del ensayo e interpretación de los resultados,se requiere del personal debidamente entrenado y calificado.
5. DESVENTAJAS DEL ENSAYO CON CORRIENTES INDUCIDAS
DESARROLLO DE LAS CORRIENTES INDUCIDAS
James Clerk Maxwell recopilo los primeros
50 años del estudio del electromagnetismo en
el libro,
A Treatise on Electricity and Magnetism.
Un tratado sobre la electricidad y
magnetismo.
LOS DESCUBRIMIENTOS DE OERSTED
* Hans Christian Oersted observo que un alambre
conectado a una batteria afectaba una brujula en
cercania.
* El tambien descubrio que la brujula ubicada cerca a este
alambre tiende a fijarse perpendicular al alambre, y
siempre apunta hacia el alambre como la brújula se
mueve alrededor del cable
El espacio en que estas fuerzas actúan pueden
por tanto, considerarse un campo magnético.
Su descubrimiento hizo que las líneas de fuerza
magnética son en ángulo recto con el alambre, por lo
que son círculos perpendiculares al alambre.
LOS DESCUBRIMIENTOS DE
OERSTED (Cont.)
LAS LEYES DE FARADAY DE INDUCCION ELECTROMAGANETICA
1. Faraday descubrió el efecto de la inducción
electromagnética mientras experimentaba con rollos
de alambre y una batería.
2. Descubrió que mediante la conexión de una batería a
una bobina A, una corriente eléctrica instantánea se
genera en una segunda bobina B coloca cerca de la
bobina A cuando la batería está encendido y apagado.
3. También descubrió que la segunda corriente viaja en la
dirección opuesta de la primera corriente.
FOUCAULT
Léon Foucault en 1851. descubrio cuando un conductor atraviesa un
campo magnético variable, o viceversa. El movimiento relativo
causa una circulación de electrones, o corriente inducida dentro
del conductor. Estas corrientes circulares crean electroimanes con
campos magnéticos que se oponen al efecto del campo magnético
aplicado (Ley de Lenz). Cuanto más fuerte sea el campo
magnético aplicado, o mayor la conductividad del conductor, o
mayor la velocidad relativa de movimiento, mayores serán las
corrientes y los campos opositores
HASTINGS
1. En 1946, el primer sistema práctico para la medición automática
de los campos electromagnéticos de fuga de flujo fue diseñado por
Hastings.
2. Hastings demostró que puede detectar discontinuidades
superficiales y en la subsuperficie cerca de las superficies
diámetro interior de tubos de acero.
3. Señaló una correlación empírica entre la amplitud de las señales
de fugas y las profundidades de las grietas superficiales.
FORSTER
1. En 1950, Forster desarrolló los primeros instrumentos con
indicadores de señal plano de impedancia, que eran utilizadas para
discriminar entre los diferentes parámetros.
2. La introducción de este equipo, con técnicas prácticas para el
análisis de señales de prueba cuantitativa de la impedancia de
plano, contribuyó al desarrollo de la inducción electromagnética y
las pruebas de corrientes de Foucault.
•CORRIENTES PARACITAS
•CORRIENTES EDDY
•CORRIENTES DE FOUCAULT
•CORRIENTES INDUCIDAS
Generacion de Corrientes EddyLas corrientes de Foucault son inducidas, Son corrientes eléctricas paracitas que fluyen en una trayectoria circular. Toman su nombre de "remolinos" (Eddy) que se forman cuando un líquido o flujos de gas en una trayectoria circular alrededor de los obstáculos.
Test Probe
Eddy Currents
Para generar una corriente Eddy para una inspección se usa una “sonda”. Dentro de la sonda hay un conductor de una longitud determinada que conforma la bobina
Generacion de Corrientes Eddy
(Cont.)
La corriente alterna fluye a traves de la bobina a una frecuencia determinada por el técnico para el tipo de ensayo a realizar.
Generacion de Corrientes Eddy
(Cont.)
La corriente electrica al pasar por la bobina genera un campo magnetico. Al rededor de esta.
Generacion de Corrientes Eddy
(Cont.)
Cuando un material conductor (electrico) se acerca al campo magnético de la bobina, hay una inducción de corriente en el material (corrientes
Eddy).
Generacion de Corrientes Eddy
(Cont.)
Las corrientes de Inducidas que fluye en el material va a generar su propio campo magnético "secundario" que se opondrá al campo magnético.
la bobina "primario"
Generacion de Corrientes Eddy
(Cont.)
Este proceso de inducción electromagnética para producir corrientes de Inducidas se puede producir desde varios cientos de veces a varios millones de veces por segundo, dependiendo de la frecuencia de las inspecciones.
Generacion de Corrientes Eddy
(Cont.)
1. Este proceso incluye una bobina de prueba a
través del cual una corriente alterna (AC) pasa.
2. Una variable flujo de corriente en una bobina de
prueba produce un campo electromagnético
variable alrededor de la bobina, como se muestra
en la figura siguiente
Generacion de Corrientes Eddy
(Cont.)
3 El campo electromagnético producido alrededor de la
bobina es directamente proporcional a la magnitud del
tipo aplicable en curso, de cambio en la corriente o la
frecuencia y los parámetros de la bobina.
4 parámetros de la bobina son: inductancia, diámetro,
longitud, grosor, número de vueltas de alambre y
material de la base.
5 La corriente eléctrica se define como el movimiento de
electrones a través de un conductor.
Generacion de Corrientes Eddy
(Cont.)
6 La unidad de corriente es el amperio.
7 Un conductor es cualquier material que sea capaz de transportar la
corriente eléctrica, como el cobre o el hierro.
8 La madera y plástico no son conductores.
9 Ya sea que un material puede conducir la electricidad o no depende
de la estructura de los átomos individuales en el material
Generacion de Corrientes Eddy
(Cont.)
Fuerza Electromotriz
1. la fuerza electromotriz es la energía eléctrica
derivada de mecánica, química u otra forma de
energía que se debe aplicar todo el material para
obligar a los electrones se muevan.
2. La unidad de la fuerza electromotriz se
denomina la tensión. Y se da en voltios
Resistencia1. En un circuito de corriente alterna que contenga
solamente resistencia, la resistencia simplemente
limita la cantidad de corriente que circula por el
circuito.
2. No cambia la relación de fase entre el voltaje y la
corriente.
3. La corriente está exactamente en fase con la tensión.
Resistencia (cont.)4. La unidad de resistencia se llama ohm.
a. 1 Ohm se define como la resistencia a través del cual la fuerza
electromotriz de 1 voltio produce una corriente de 1 amperio.
b. La ley de Ohm se expresa como sigue:
donde E es el voltaje (voltios), I es la corriente (amperios) y R es
la resistencia (ohmios).
5. resistencia de la bobina se determina por la longitud del cable usado para cerrar una bobina.
6. La resistencia específica es determinada por el tipo de alambre y el área de la sección del
cable.
donde la resistencia es en ohmios, la resistencia específica en ohm / milésima circular-pie, el
área está en mils circulares, y la longitud en pies.
Resistencia (cont.)
Corriente Alterna1. Cuando una bobina se coloca en el extremo abierto de un imán entre los polos
norte y sur y ha dado un tono, la electricidad es inducida en la bobina.
2. La corriente producida no viaja en la misma dirección a través de la bobina en
todo momento, ni es de un valor constante.
3. La corriente empieza en cero, se eleva a un valor máximo, disminuye a cero, se
eleva a un valor máximo en la dirección opuesta, y luego vuelve a cero.
4. Este ciclo se repite siempre y cuando la bobina sigue girando.
Onda Senoidal
1. Una onda sinusoidal es la forma comúnmente
producidos por generadores de corriente alterna.
Desde un giro (360 º de rotación) de la bobina
del generador produce un ciclo de la onda
sinusoidal, la onda senoidal se puede marcar en
grados correspondientes de la rotación, como se
muestra en la siguiente figura.
Onda Senoidal
Frequencia
1.La frecuencia de una corriente alterna se define
como el número de ciclos de corriente que se
producen en un segundo.
2. La unidad de frecuencia es el Hertz.
3. Un hertz es igual a un ciclo por segundo.
Actual a 60 ciclos por segundo tiene una
frecuencia de 60 Hz
Reactancia Inductiva
La oposición a los cambios en el flujo de corriente alterna
a través de una bobina de reactancia inductiva se llama y
ha sido designada por las letras XL.
XL = WL
donde XL es la reactancia inductiva (ohmios), L es la
inductancia (Henrios), y es igual a W 2i € f.
Impedancia
1 . Impedancia en un circuito de corriente alterna es la
oposición total al flujo de corriente a través del
circuito.
2. La unidad de impedancia es el ohm.
3. La forma más sencilla de combinar la resistencia y
los valores de reactancia inductiva para obtener el
valor de impedancia es a través de un diagrama
vectorial
4. La siguiente figura muestra la resistencia y la
reactancia inductiva vectores 90 º en la
dirección. Mediante la adición de estos dos
vectores en conjunto, un rectángulo se puede
construir y la diagonal de ángulo a ángulo
representa la impedancia (Z) y ángulo de fase,
como se muestra en B Habida cuenta de la
siguiente figura.
Impedancia (Cont.)
Impedancia (Cont.)
Angulo de Fase
3. Consulte la figura en la diapositiva anterior. El ángulo de fase
entre el vector y el vector de la resistencia inductiva es 90 º.
4. La letra griega alfa (A) se utiliza para indicar el ángulo de fase del
vector de impedancia.
Ángulo de fase (A) = arctan XL / R
5. El ángulo cuya tangente se sabe que está escrito tan-1 o arctan
Conductividad: es la habilidad relativa de los átomos de ciertosmateriales de conducir electricidad. Es determinada de acuerdo auna escala conocida como Annealed Copper Standard (IACS). Labase de esta escala, con un valor de 100% de conductividad,corresponde al cobre puro. Su unidad es el MHO
METAL CONDUCTIVIDAD, % IACS
Cobre 100Oro 70Aluminio puro 61Aleación AL 6061-T6 42Aleación AL 7075-T6 32Aleación AL 2024-T4 30Magnesio 37Titanio 3.1
1. REPASO DE LOS PRINCIPIOS DE ELECTROMAGNETISMO
1. REPASO DE LOS PRINCIPIOS DE ELECTROMAGNETISMO
Resistividad: es el inverso de la conductividad. Es la oposiciónde los átomos de ciertos materiales al flujo de corriente. Suunidad es el Ohmnio
Conductancia: es la habilidad de un componente particular deconducir electricidad. Esta depende de la conductividad delcomponente, su longitud y su sección transversal.
Resistencia: es el inverso de la conductancia. Es la oposición deun componente particular al flujo de la corriente. Depende de laconductividad, longitud y sección transversal del componente.
Magnetismo: Es la fuerza mecánica deatracción o repulsión que un materialpuede ejercer sobre otro.
Las líneas de fuerza sonlíneas que forman uncampo magnéticoalrededor del magneto
y tienen una dirección definida, tambiénson llamadas líneas de flujo.
CAMPO MAGNETICO
SN
CAMPO MAGNETICO
Características de las Líneas de Flujo: Nunca se cruzan Viajan en forma de loops Tienen la misma fuerza Su densidad se disminuye cuando se aumenta la densidad entre
polos. Fluyen desde el polo sur hacia el polo norte dentro delmaterial y del polo sur al polo norte al polo sur en el aire.
El campo Magnético (H) depende del número de las líneas devueltas de la bobina y de la magnitud de la corriente. Ladirección del campo depende de la dirección de la corriente.
La densidad de flujo determina la fuerza del campo magnético enun área en particular y se define como el número de líneas defuerza que pasan a través de un área dada, su unidad es el GAUSS.
Magnetismo Residual: Es la densidad de flujo que permanece enun material cuando la fuerza magnetizante es cero.Retentividad: Es la habilidad para retener cierta cantidad de campomagnético residual cuando la fuerza de magnetización es removidadespues de alcanzar la saturación.Permeabilidad: Es la habilidad de un determinado material para sermagnetizado, es decir, la habilidad para concentrar líneas de campomagnético.Fuerza Coercitiva: La cantidad de campo magnético revertidoaplicado, con el fin de que el flujo magnético vuelva a cero.
El “ciclo de histéresis” es la representación gráfica de la variacióndel flujo magnético cuando la fuerza magnetizante es variada.
CAMPO MAGNETICO
CICLO DE HISTERESIS
CAMPO MAGNETICO
CICLO DE
HISTERESIS
Es el proceso mediante el cual se genera corrienteeléctrica en un conductor debido a que éste sesomete a cambios en un campo magnético.
La corriente eléctrica puede ser inducida en unconductor cuando: el campo magnético esexpandido no contraído delante de un conductoreléctrico (ET) ó cuando el conductor es movido através de un campo magnético.
INDUCCION ELECTROMAGNETICA
La inducción electromagnética fue descubierta porFaraday utilizando un par de circuitosindependientes: un circuito primario formado poruna batería y una bobina; y un circuito secundarioformado por un galvanómetro y una bobina. Labatería (DC) y el galvanómetro detecta laamplitud relativa y la dirección de flujo de lacorriente a través del circuito.
INDUCCION ELECTROMAGNETICA
Ley de Ohm:I = V / R
(Amperios) = Voltios / Ohmnios
La ley de Ohm esta definida como la relación entre:Voltaje, corriente y resistencia.En la corriente eléctrica directa (DC) el flujo de lacorriente es en una sola dirección, mientras que lacorriente alterna (AC) continuamente invierte sudirección.
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
i
R
V
Circuitos y Fase
Un circuito simple consiste de un fuente devoltaje (fuente de voltaje con corrientealterna) y un resistor. En este caso la
corriente y el voltaje están en fase.
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
VRRiR
Circuitos y Fase
Un circuito con un inductor consiste de unfuente de voltaje (fuente de voltaje concorriente alterna) y el inductor. En estecaso la corriente y el voltaje están fuera de
fase.
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
VLL
iL
La corriente del inductor está retrasada 90° con respecto al voltaje
Circuitos y Fase
Un circuito con un capacitor consiste deuna fuente de voltaje (fuente de voltaje concorriente alterna) y un capacitor. En estecaso la corriente y el voltaje están fuera de
fase.
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
VCC
iC
La corriente del capacitor está retrasada 90° con respecto al voltaje
Circuitos y Fase
En conclusión la resistencia y la reactanciainductiva (y/o capacitancia) en un circuitorepresentan la oposición al flujo de lacorriente y es conocida comoImpedancia.
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
Impedancia y ley de Ohm
I = V / ZEn donde; I (amperios), V (voltios) y Z(ohmnios)
En la siguiente gráfica se muestra que losvalores de la reactancia inductiva y laresistencia pueden ser cambiados paracambiar la impedancia en el circuito.
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
FACTORES DEL MATERIAL QUE AFECTAN EL PLANO DE IMPEDANCIA
Conductividad.
Permeabilidad.
Dimensiones.
Conductividad
1. La conductividad de un material se define como la
capacidad del material para transportar corriente
eléctrica.
2. El símbolo de la conductividad es la unidad y se expresa
en% IACS
3. En IACS (Internacional de cobre recocido Standard), la
conductividad de puro (puro) de cobre recocido (100%) fue
seleccionado como el estándar, y la conductividad de todos
los demás materiales se expresan como un porcentaje de
esta norma.
4. 4. La siguiente tabla muestra los sistemas integrados en
distintos materiales.
Conductividad (Cont.)
Conductividad (Cont.)
5.La resistividad se define como la capacidad del
material para resistir el flujo de corriente.
6. El símbolo de resistividad (rho) y la unidad
se expresa en centímetros micro-ohm (μΩcm).
7. A medida que aumenta la resistencia,
disminuye la conductividad, y viceversa
Conductividad (Cont.)
8. La siguiente tabla muestra la conductividad eléctrica y la resistividad de metales comunes y sus aleaciones.
9. Para convertir a cualquiera de la conductividad o la resistividad, la siguiente ecuación se puede utilizar.
Conductividad (Cont.)
Conductividad (Cont.)
Aleaciones (Composicion)
1. Las aleaciones son combinaciones de otros
metales y / o elementos químicos, con una base
metálica.
2. Cada metal o elemento químico tiene un
efecto individual sobre la conductividad del
metal base. Por lo tanto, es posible identificar los
metales básicos y sus aleaciones mediante la
medición de su conductividad.
Dureza
1. Cuando un metal o aleación se somete a un
tratamiento térmico, el metal será más duro o
más suave dependiendo del material.
2. Este cambio en la dureza es causada por el
cambio interno en la materia que afecta a la
conductividad y / o la permeabilidad del material.
Un tratamiento térmico inadecuado puede ser
detectado de esta manera.
Temperatura y Tensiones Residuales
1. La temperatura ambiente y las tensiones residuales
internas de un material de prueba también tiene un
efecto en la conductividad del material.
2. Un aumento de la temperatura del material suele
desembocar en una disminución de la conductividad
del material.
3. Tensiones residuales causa imprevisibles, pero
detectable, el cambio en la conductividad.
Capas Conductivas
1. La presencia de una capa conductora en un
material conductor cambia la conductividad
inherentes del metal base como de aleación la
haría.
2. Si el espesor del revestimiento varía , la
conductividad puede variar tambien . Este
cambio en el espesor puede ser detectado
mediante pruebas de corrientes de Foucault.
Efecto Borde (Edge Effect)
1. El campo generado y la distancia de
esparcimiento es determinada por el diámetro de
la bobina, la frecuencia de prueba y las
propiedades del objeto de prueba.
2. A medida que la bobina se acerca al borde de
un objeto de prueba, las corrientes de Foucault se
distorsionan por el flanco. Esto se conoce como
efecto de borde.
Efecto Piel (Skin Effect)
1. Efecto piel es la concentración de las corrientes de
Foucault en el objeto de prueba más cercana de la
bobina de prueba y es el resultado de interacciones
mutuas de las corrientes de Foucault, la frecuencia de
prueba y propiedades de los materiales tales como la
conductividad y permeabilidad.
2. pruebas electromagnéticas son más sensibles a
probar distintas variables objetos "más cercano de la
bobina de prueba por el efecto de la piel.
Efecto Final (End Effect)
1. Efecto final es la señal que se observa cuando la
bobina se acerca al final de un material de prueba se
acerca.
2. Esta respuesta se puede reducirse mediante la
bobina, el blindaje o la reducción de longitud de la
bobina.
3. Este término es más aplicable a la inspección
piezas tubular (tubería). Y en una inspección sobre
una pieza plana seria el mismo efecto borde.
Permeabilidad
1. La permeabilidad se define como la facilidad
con la que el material puede ser magnetizado.
2. hierro dulce y el hierro con bajo contenido de
carbono son muy fáciles de magnetizar y son
altamente permeables.
3. acero endurecido ferromagnético con alto
contenido de carbono es difícil de magnetizar y
tiene baja permeabilidad.
Magnetismo Residual
1. Aceros ferro magnéticos tiene baja
permeabilidad y son difíciles de magnetizar.
2. Pero después de lograr magnetizarlo
mantendrán un magnetismo residual
La profundidad de penetración de las corrientes
de Foucault en un objeto de prueba no magnético
depende de la conductividad del material, de la
CA y de la frecuencia utilizada para la prueba.
Cuanto mayor sea la conductividad, menor es la
penetración
Forma y Espesor del Objeto de Prueba (Cont.)
Cuanto menor sea la frecuencia, mayor es la
penetración.
Cuando el material es lo suficientemente delgado,
como se muestra en la imagen siguiente, de modo
que el campo magnético de la bobina a todos no
se utiliza para crear corrientes de Foucault, la
fuerza de las corrientes de Foucault se reduce
Forma y Espesor del Objeto de Prueba (Cont.)
Forma y Espesor del Objeto de Prueba (Cont.)
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
Profundidad Penetración:
Una profundidad en el material a la cual ladensidad de corriente decrece en un 37% de ladensidad en la superficie es llamadaprofundidad estándar de penetración (δ)
A mayor conductividad menor penetración.
A mayor permeabilidad menor penetración.
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
Profundidad Penetración:
δ = 1
π f µ
δ = Standard de penetración (mm)
π = 3.14
f = Frecuencia (Hz)
µ = Permeabilidad Magnética (H/mm)
= Conductividad Eléctrica (% IACS)
TEORIA DE LAS CORRIENTES DE EDDY
Discontinuidades
1. Una discontinuidad es definida como cualquier
interrupcion en la estructura fisica del material o
configuracion de un objeto.
2. El flujo de corrientes eddy currents con el
material es afectado por la presencia de
discontinuidades como grietas , picaduras,
inclusiones y corrosion.
3. Discontinuidades en la pieza deforman el flujo
normal de corrientes eddy, esto se ve reflejado en
el cambio de la impedancia del circuito.
Discontinuidades (cont.)
7. Instrumentacion
Como minimo hablamos de tres elementos basicos en la instumentacion basica de la prueba:
– Equipos
– Probes (sondas)
– Patrones de Referencia
Equipos Analogos
Los equipos Analogos pueden ser usados para diferentes usos como deteccion de grietas, medicion de espesores, medicion de conductividad y medicion de recubrimientos no conductores.
EQUIPOS
Se pueden catalogar de dos grupos Analogos y Digitales
Equipos Analogos (cont.)
El display de lectura es de acuerdo a la tarea a realizar.
Equipos Digitales
Estos equipos son mas exactos que los analogos.
Equipos Portatiles
Los equipos portatiles, su beneficio es la presentacion de informacion y parametros de variacion al mismo tiempo.
Desarrollo de la presentacion del plano de impedancia
Equipos Portatiles
Equipos
1. Todo los equipos de corrientes eddy, tienen algun
metodo para detectar este campo de impedancia de
la bobina de prueba.
2. Los circuitos basicos de un equipo son:
a. Una fuente de corriente alterna.
b. Una bobina de prueba.
c. Un sistema de Display.
Cuando la bobina es ubicada cerca al objeto de
prueba, la impedancia de la bobina cambia, este
cambio de impedancia es reflejado por el cambio en
el display.
Circuitos de Instrumentacion (cont.)
Circuitos de Instrumentacion (cont.)
Circuito de puente de impedancia (Puente de Wheatstone)
1. Este circuito conta de:
a. Fuente de corriente alterna.
b. 2 resistores balanceados (R1 Y R2).
c. Bobina de Prueba.
d. Bobina de balanceo.
e. Sistema de Display.
Circuito de puente de impedancia (Puente de Wheatstone)
Conductividad en el Plano de Impedancia
Conductividad en el Plano de Impedancia
Conductividad en el Plano de Impedancia
Conductividad en el Plano de Impedancia
VARIABLES QUE AFECTAN EL PLANO DE IMPEDANCIA
Frecuencia
Si la frecuencia del voltaje aplicado ala bobina cambia, entonces cambiarála resistividad y la reactancia.
A mayor frecuencia los materiales debaja conductividad se verán masseparados que los de altaconductividad.
A mayores frecuencias la prueba esmenos sensitiva a cambios deconductividad para materiales como elAl y el Cu que están en la parteinferior de la curva.
Efecto del espesor del material en el plano de impedancia
Efecto del espesor del material en el plano de impedancia
Efecto de Conductividad y Permeabilidaden el plano de impedancia
Efecto de Conductividad y Permeabilidad en el plano de
impedancia
Pueden ofrecer tipos de trabajar en distintas frecuencias
Equipos Portatiles
Ofrecen la posibilidad de trabajar en strip-chart recorder.
Equipos Portatiles
Equipos Multi-Frequencia
Equipos Multi-Frequencia
Eddy Current Probes
Probes
Bobinas: tipos de arreglos, modos de operación, aplicaciones, ventajas y limitaciones.
Factores para seleccionar el tipo de bobina.
Factores del material que afectan la impedancia en las bobinas.
BOBINAS Según el tipo de arreglo o configuración: se
refiere a la forma en que son montadas para un mejor acople con el área de interés: de superficie, enrolladas o externas e internas.
Según el modo de operación o arreglo: se refiere a la forma de conexión eléctrica con el equipo: absoluta, diferencial
Según la forma de sensar: por plano de impedancia y por transmision.
BOBINAS
BOBINASBobinas de Superficie:
Pueden ser manipuladas manualmente o montadassobre dispositivos para ser operadasautomáticamente.
La bobina puede estar montada al final de la sonda,en este caso posee un capa protectora para evitar eldesgaste.
El campo magnético es aproximadamente deltamaño de la bobina.
Las bobinas utilizadas para inspeccionarinternamente agujeros de pernos tambiénpertenecen a esta clase de bobinas .
BOBINAS
Bobinas de Superficie:Consiste en un alambre muy fino guardado en un
compartimiento.El tamaño de la bobina y el tamaño del
compartimiento dependen del uso de la probeta.La mayoría de las bobinas son enrolladas ya que el eje
de la bobina es perpendicular a la superficie deprueba.
Este tipo de bobina es llamada a veces pancake y esbuena para detectar discontinuidades superficialesorientadas perpendicularmente.
Discontinuidades paralelas como delaminaciones no sedetectan con este tipo de bobina.
BOBINAS SUPERFICIALES
BOBINAS SUPERFICIALES
Si son muy anchas se utilizan en la inspección deáreas grandes y para defectos grandes.
Son limitadas para detectar defectos pequeños.
Si son de diámetro muy pequeño son lasllamadas tipo lápiz (pencil), la bobina estaalojada en un compartimiento muy pequeño loque le permite inspeccionar áreas bastantereducidas.
Están disponibles con el brazo recto, curvado,etc.
BOBINAS SUPERFICIALES
BOBINAS SUPERFICIALES
BOBINAS SUPERFICIALES
Bobinas de Superficie:
Bobinas para agujeros de pernos, son un tipo especial de bobinas de superficie, tienen una bobina en la superficie que esta montada internamente en un compartimiento que tiene el diámetro del agujero que se esta inspeccionando.
BOBINAS SUPERFICIALES
BOBINAS SUPERFICIALES
Algunas bobinas superficiales tienen usosespecificos como para deteccion de grietas enagujeros (bolt Holes) o para detectar grietas entreremaches como las sliding probes.
BOBINAS SUPERFICIALES
Algunas bobinas especiales como las finger probe para lugares de dificil acceso
Finger Probe
BOBINAS SUPERFICIALES
BOBINAS
Bobinas Enrolladas: (OD coils)
Son utilizadas en la inspección de barraso tubos debido a la similitud en suforma (la barra pasa a través de labobina).
El campo magnético induce corrientesen la barra, las cuales encierrantotalmente la circunferencia del tubo detal forma que la sección completa encontacto con la bobina es inspeccionadaen un instante.
El campo magnético se extiendeligeramente mas allá del final de labobina.
BOBINAS
.
BOBINAS ENROLLADAS - OD COIL
BOBINAS ENROLLADAS - OD COIL
BOBINAS INTERNAS - IDBobinas Internas : (ID o bobbin
probes)
La bobina es insertada dentro deproductos huecos, se utiliza paradetectar discontinuidades en suparte interna.
Tienen un aditamento que mantienea bobina centrada.
La corriente inducida por la bobinaencierra la circunferencia del tubo.
Este tipo de bobina es mas sensitivapara encontrar defectos sobre ocerca de la superficie interna de latubería.
El campo magnético se comportaigual que en una bobina enrollada.
BOBINAS INTERNAS - ID
DE ACUERDO AL ARREGLO
a. Absolutas
b. Differenciales.
c. Hybridas (through transmission).
BOBINAS
Bobinas Absolutas : Normalmente constan de una bobina sencilla usada para
generar las ET y sensar cambios en el campo de las mismas.
La corriente AC pasa a través de la bobina generando un campo magnético que se expande y se contrae. Cuando la bobina se ubica cerca del material se generan las ET dentro de él. La generación de las ET conlleva un aumento en la resistencia eléctrica de la bobina . Las ET generan su propio campo magnético el cual se opone al campo magnético de la bobina cambiando la reactancia inductiva de la bobina y la impedancia.
Las bobinas absolutas pueden ser usadas para detectar discontinuidades, medir conductividad y espesores.
Bobinas Absolutas simples
Bobinas absolutas Dobles
Es posible usar dos bobinas: una establece un campo
magnetico inducido y la otra verifica los cambios de
variacion del flujo.
Este arreglo pueden aparecer en bobinas
superficiales , internas y enrrolladas.
Bobinas absolutas Dobles
BOBINASBobinas Diferenciales : Tienen dos bobinas activas, usualmente enrolladas en oposición,
aunque también podrían estar enrolladas en serie con resultados similares.
Cuando las dos bobinas están sobre un área libre de defectos no se desarrolla una señal diferencial entre ellas, siempre y cuando se encuentren sobre material idéntico.
Cuando una bobina esta sobre un defecto y la otra esta sobre material sano se produce una señal diferencial.
Son sensibles a cambios o variaciones muy pequeñas, tales como cambios dimensionales graduales, cambios de temperaturas, etc.
La mayor desventaja es la dificultad para interpretar las señales, por ejemplo, si un defecto es mas largo que el espacio entre las dos bobinas, únicamente los bordes inicial y final serán detectados debido a la cancelación de la señal cuando ambas bobinas sensan al mismo tiempo el defecto.
Self-ComparisonTecnica De Auto comparacion
Tecnica de comparacion externa
CLASES DE BOBINAS Vs LECTURAS
CLASES DE BOBINAS Vs LECTURAS
Arreglos de Bobinas tipo Hibrido(Through Transmission)
Pueden ser de distinto tamaño y no
necesariamente adyacente la una con la otra.
Comunmente las bobinas hibridas son conocidas
como driver/pickup, through transmission o
primary/secondary coil assemblies.
Arreglos de Bobinas tipo Hibrido(Through Transmission)
BOBINAS BLINDADAS
•Son utilizadas para limitar el haz y concentrar el campo magnético de la bobina. •También para prevenir o reducir la interacción del campo magnético de la bobina con características no relevantes cercanas a la bobina. •Pueden ser usadas para reducir el efecto de borde.•Tienen la sonda enrolladas en un anillo de ferrita u otro material con alta permeabilidad y baja conductividad. La ferrita crea un área de baja reluctancia magnética y el campo magnético de la bobina es concentrado en esta área.
Definen los límites de aceptabilidad de un ítem.
Sirven para certificar que un equipo que estasiendo usado es capaz de medir correctamente.
Aseguran que el equipo es sensible.
Tipos:
Patrones de conductividad.
Patrones de discontinuidades.
PATRONES DE CALIBRACION
PATRONES DE CALIBRACION
PATRONES DE CALIBRACION
PATRONES DE CALIBRACION
PATRONES DE CALIBRACION
PATRONES DE CALIBRACION
Estandards con diferentes espesores son usados para determinar perdida de Material causados por corrosion o erosion.
PATRONES DE CALIBRACION
Crack Standards:
PATRONES DE CALIBRACION
ASME Tubing Pit Standard:
PATRONES DE CALIBRACION
Nonconductive coating (paint) standard with various thickness of paint on aluminum substrate.
PATRONES DE CALIBRACION
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