ensayos no destructivos end

4-7-2015

2015

CURSO: MANTENIMIENTO DE MÁQUINAS IDOCENTE: ING.EDUARDO AZABACHE VÁSQUEZ

INTEGRANTES: FUENTES ARANDA, Juan pablo GUILLEN IPARRAGUIRRE, Joel wilder JULCA ULLOA, Jesus ORBEGOSO JARA, Julio Alberto PALMA MENDOZA, Juan Daniel RODRIGUEZ PERZ, Luis Miguel Angelo RODRIGUES VELASQUEZ, Yoimer Antonio

ENSAYOS NO DESTRUCTIV

OS (END)

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

ÍNDICE

ENSAYOS NO..................................................................................................................0

DESTRUCTIVOS (END).................................................................................................0

1. INTRODUCCIÓN..............................................................................................................2

2. ¿QUÉ SON LOS END?......................................................................................................3

3. OBJETIVOS DE LOS END..................................................................................................3

4. VENTAJAS DE LOS END...................................................................................................4

5. DESVENTAJAS DE LOS END.............................................................................................4

6. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE UN END............................................................................5

7. CLASIFICACIÓN DE LOS END...........................................................................................6

7.1. TÉCNICAS DE INSPECCIÓN SUPERFICIAL.................................................................6

7.1.1. INSPECCIÓN VISUAL.........................................................................................7

7.1.2. INSPECCIÓN POR LÍQUIDOS PENETRANTES...................................................10

7.1.3. INSPECCIÓN POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS................................................11

7.1.4. INSPECCIÓN POR CORRIENTE INDUCIDAS.....................................................11

7.2. TÉCNICAS DE INSPECCIÓN VOLUMÉTRICA............................................................11

7.2.1. INSPECCIÓN POR RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL................................................11

7.2.2. INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO INDUSTRIAL...............................................11

7.3. TÉCNICAS DE INSPECCIÓN DE LA ESTANQUEIDAD................................................11

7.3.1. PRUEBAS POR CAMBIO DE PRESIÓN..............................................................11

7.3.2. PRUEBAS POR PÉRDIDAS DE FLUIDOS...........................................................11

7.4. OTRAS TÉCNICAS ADICIONALES............................................................................12

7.4.1. ULTRASONIDO...............................................................................................12

7.4.2. RADIOGRAFÍA................................................................................................12

7.4.3. ELECTROMAGNETISMO.................................................................................12

7.4.4. EMISIÓN ACÚSTICA........................................................................................12

7.4.5. ANÁLISIS DE VIBRACIONES............................................................................12

7.4.6. TRAZADORES.................................................................................................12

7.4.7. PERFILES GAMMA..........................................................................................12

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8. APLICACIONES DE LOS END..........................................................................................13

9. CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE OPERADORES END...............................................13

NIVEL 1:........................................................................................................................13

NIVEL 2:........................................................................................................................13

NIVEL 3:........................................................................................................................13

10. CONCLUSIONES........................................................................................................17

11. BIBLIOGRAFÍA...........................................................................................................17

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ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)

1. INTRODUCCIÓN

Los ensayos no destructivos (END) aparecen como una expresión de la actividad inteligente del hombre en sus primeros deseos de dominar y transformar la naturaleza.

Pese a su aplicación continuada en el tiempo sólo se les reconoce como medio sistemático de ensayo de los materiales a principios de la era industrial y recién hace algunas décadas como una nueva disciplina tecnológica. Su introducción en la tecnología de los materiales se hace a través del control de calidad, aunque también se emplearon en el mantenimiento de equipos y por razones de seguridad. Un ejemplo de ello, el ensayo de sonido (golpe de martillo) en las llantas de vagones ferroviarios en servicio. El poder asegurar que las condiciones de funcionalidad y contabilidad de un producto se cumplan dentro de las especificaciones de su diseño, ha sido una preocupación constante en el desarrollo industrial. El primer enfoque se hizo a través del control de calidad. Actualmente los requerimientos que aparecen en las nuevas áreas de avance tecnológico han impulsado el perfeccionamiento de la metodología de calidad con la aplicación de nuevos conceptos, tales como la garantía de calidad y los sistemas totales de calidad. Dentro de éstos conceptos los END constituyen una herramienta de importancia relevante con un campo muy amplio de aplicación a nivel de ingeniería.

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2. ¿QUÉ SON LOS END?

Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END) a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo. Los diferentes métodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable a la muestra examinada.

Ensayos No Destructivos: Disciplinas tecnológicas que reúnen una serie de métodos que permiten obtener una información sobre propiedades, estructuras y condiciones de un material o componente, sin modificar su aptitud para el servicio.

Disciplina: Observancia de las leyes y ordenamientos de una profesión.

Tecnología: Conjunto de los conocimientos propios de un oficio mecánico o arte industrial.

3. OBJETIVOS DE LOS END

Detectar discontinuidades en materiales y estructuras sin destrucción de los mismos (DETECCIÓN).

Determinar la ubicación, orientación, forma, tamaño y tipo de discontinuidades (EVALUACIÓN).

Establecer la calidad del material, basándose en el estudio de los resultados y en la severidad de las discontinuidades y/o defectos de acuerdo a las normas de calidad y los objetivos del diseño (CALIFICACIÓN).

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4. VENTAJAS DE LOS END

Los Ensayos no Destructivos pueden ser usados en cualquier paso de un proceso productivo, pudiendo aplicarse por ejemplo:

Durante la recepción de las materias primas que llegan al almacén; para comprobar la homogeneidad, la composición química y evaluar ciertas propiedades mecánicas.

Durante los diferentes pasos de un proceso de fabricación; para comprobar si el componente está libre de defectos que pueden producirse por un mal maquinado, un tratamiento térmico incorrecto o una soldadura mal aplicada.

En la inspección final o de la liberación de productos terminados; para garantizar al usuario que la pieza cumple o supera sus requisitos de aceptación; que la parte es del material que se había prometido o que la parte o componente cumplirá de manera satisfactoria la función para la cual fue creada.

En la inspección y comprobación de partes y componentes que se encuentran en servicio; para verificar que todavía pueden ser empleados de forma segura; para conocer el tiempo de vida remanente o mejor aún, para programar adecuadamente los paros por mantenimiento y no afectar el proceso productivo.

Debido a que no se alteran las propiedades del material y por lo tanto no existen desperdicios, con el empleo de los Ensayos no Destructivos sólo hay pérdidas cuando se detectan piezas defectuosas.

Este tipo de inspección es muy rentable cuando se inspeccionan partes o componentes críticos, en los procesos de fabricación controlada o en la producción de piezas en gran escala.

5. DESVENTAJAS DE LOS END

La primera limitación a la que se enfrentan los usuarios de este tipo de pruebas es que en algunos casos la inversión inicial es alta, pero pueden ser justificada si se analiza correctamente la relación costo-beneficio, especialmente en lo referente a tiempos muertos en las líneas productivas. Un ejemplo de esto es que los END aplicados por la industria norteamericana sólo representan el 0,03% del precio al consumidor de un producto tan caro y delicado como son las partes aeronáuticas o los componentes nucleares.

Otra limitación es que la propiedad física a controlar es medida de forma indirecta; adicionalmente, es evaluada cualitativamente o por comparación. Esta limitante puede ser superada si se preparan patrones de comparación o referencia que permitan una calibración correcta de los sistemas de inspección.

Cuando no existen procedimientos de inspección debidamente preparados y calificada o cuando no se cuenta con patrones de referencia o calibración adecuados, una

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misma indicación puede ser interpretada y ponderada de forma diferente por dos o más inspectores.

Si bien los ensayos no destructivos son relativamente fáciles de aplicar, se requiere que el personal que los realice haya sido debidamente capacitado y calificado y que cuente con la experiencia necesaria a fin de que se interpreten y evalúen correctamente los resultados y se evite el desperdicios de material o las pérdidas de tiempo por sobre inspección.

6. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE UN END

Si bien las pruebas de un grupo pueden ser intercambiadas para aumentar la velocidad de la inspección o aumentar la sensibilidad en la detección de discontinuidades, no es recomendable sustituir las pruebas de un grupo con las de otro. Por ejemplo, las pruebas de Inspección Volumétrica tienen limitaciones cuando se intenta encontrar defectos cercanos a la superficie, como es el caso del campo o zona muerta del haz ultrasónico o la falta de definición (penumbra) es una radiografía.

Por otra parte las partículas magnéticas o del electromagnetismo tienen grandes limitaciones en cuento a su sensibilidad cuando aumenta el espesor de la muestra que se inspecciona, ya que la intensidad del campo magnético generado o la corriente inducida decrecen de forma cuadrática o exponencial con la profundidad, representada por el espesor del material.

Para complementar lo anterior, las pruebas de hermeticidad no sustituyen de modo alguno a las demás, ya que tan sólo asegurar que un recipiente puede contener un fluido sin que existan pérdidas apreciables del mismo; por lo que muy posiblemente en una primera prueba el recipiente pase con éxito; pero de existir un defecto no detectado con anterioridad por los demás ensayos, al paso del tiempo éste podría tener tendencia al crecimiento hasta convertirse en una falla del material del recipiente, con consecuencias tal vez desastrosas y la posible pérdida no sólo de bienes materiales, sino también de vidas humanas.

Finalmente, para efectuar una aplicación correcta de los ensayos no destructivos, debe seleccionarse previamente con un esquema a seguir para capacitar, calificar y certificar al personal que realiza este tipo de inspecciones. Dicha actividad es importante, ya que no basta contar con el equipo adecuado si no se cuenta con un personal debidamente preparado para operarlo y que pueda obtener resultados confiables, reproducibles y repetitivos. Por lo que la capacitación es una inversión a

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corto plazo que evitará la sobre inspección, el desperdicio de materiales o el inadecuado manejo de los equipos de inspección.

Una vez concluida la presentación en forma general de los END, de los aspectos referentes a las aplicaciones, ventajas, beneficios y limitaciones de éstos, se dará inicio a una breve descripción de los END más comúnmente empleados en México y del proceso y criterios para la capacitación, calificación y certificación de quienes aplican estas técnicas.

Sin embargo, debido a la extensión y naturaleza del presente trabajo no se ará el estudio de los sistemas de inspección de la integridad o Hermeticidad, pues a causa de su prolijidad, se encuentra en preparación un texto específico sobre la materia.

7. CLASIFICACIÓN DE LOS END

De acuerdo con su aplicación, los Ensayos no Destructivos, nombre más comúnmente usado para las pruebas no destructivas, se divide en:

A) Técnicas de Inspección Superficial.B) Técnicas de Inspección Volumétrica.C) Técnicas de Inspección de la Integridad o hermeticidad.D) Otras técnicas adicionales.

A continuación se presenta la división arriba propuesta para clasificar a los Ensayos no Destructivos. Cada técnica reporta ventajas y limitaciones, por lo que es conveniente enfatizar sus campos de aplicación.

7.1. TÉCNICAS DE INSPECCIÓN SUPERFICIAL

Son aquéllas en las que sólo se comprueba la integridad superficial de un material y con las que se detectan discontinuidades que están abiertas a la superficie, en ésta o a las profundidades menores de 3 mm. Los métodos de Inspección Superficial por lo general se aplican en combinación, ya que la inspección visual y los líquidos penetrantes detectarán cualquier discontinuidad abierta a la superficie, pero las partículas magnéticas y el electromagnetismo detectarán discontinuidades superficiales, siempre y cuando no sean nada profundas. Las técnicas de Inspección Superficial que más frecuentemente se emplean son:

• Inspección Visual (VT)

• Líquidos Penetrantes (PT)

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• Partículas Magnéticas (MT)

• Electromagnetismo (ET).

7.1.1. INSPECCIÓN VISUAL

Esta es una técnica que requiere de una gran cantidad de información acerca de las características de la pieza a ser examinada, para una acertada interpretación de las posibles indicaciones. Está ampliamente demostrado que cuando se aplica correctamente como inspección preventiva, detecta problemas que pudieran ser mayores en los pasos subsecuentes de producción o durante el servicio de la pieza. Aun cuando para ciertas aplicaciones no es recomendable, es factible detectar muchos problemas en caso determinados, mediante la inspección realizada por una persona bien entrenada. Una persona con “ojo entrenado” es alguien que ha aprendido a ver las cosas en detalle. Al principio todos asumimos que es fácil adquirir esta habilidad; sin embargo requiere de ardua preparación y experiencia

7.1.1.1 Requisitos de la Inspección Visual

Muestra de equipos y método de ensayo por inspección visual

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Como ya se mencionó en la introducción, un requisito para los individuos que realizan o se seleccionan para realizar la Inspección Visual es un examen de la agudeza visual cercana y lejana cada 6 o 12 meses y de ser necesario por prescripción médica el uso de lentes por parte del inspector, éste deberá emplearlos para toda labor de inspección e interpretación de indicadores. Cabe aclarar que este examen únicamente verifica que la persona posee una vista con cierto nivel de sensibilidad.

7.1.1.2Herramientas para la Inspección Visual

Tal vez uno de los mayores problemas de la aplicación de la Inspección Visual es enseñar y hacer comprender a los Inspectores que no se puede ver todo tan sólo con la observación directa y que en algunas ocasiones es necesario saber leer planos y dibujos técnicos; o bien, saber emplear diferentes instrumentos para ayudar a la Inspección Visual

EndoscopiosEn este tipo de herramientas existen diferentes alternativas que varían de acuerdo al instrumento:

Endoscopios rígidos Endoscopios flexibles Endoscopios remotos.

Endoscopio rigido Endoscopio flexible Endoscopio remoto

La automatización del proceso por medio del empleo de pequeños robots o unidades de control remoto y de sondas. Debe hacerse la aclaración de que la Inspección Visual, además de ser el método menos costoso, puede también producir grandes ahorros. La tecnología actual ha permitido el desarrollo de sistema de Inspección Visual de muy alta calidad.

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7.1.1.3 Ventajas de la Inspección Visual

La Inspección Visual se emplea en cualquier etapa de un proceso productivo o durante las operaciones de mantenimiento preventivo o correctivo.

Muestra las discontinuidades más grandes y generalmente señala otras que pueden detectarse de forma más precisa por otros métodos, como son líquidos penetrantes, partículas magnéticas o electromagnetismo.

Puede detectar y ayudar en la eliminación de discontinuidades que podrían convertirse en defectos.

El costo de Inspección Visual es el más bajo de todos los Ensayos no Destructivos, siempre y cuando sea realizada correctamente.

7.1.1.4 Ventajas de la Inspección Visual

La Inspección Visual se emplea en cualquier etapa de un proceso productivo o durante las operaciones de mantenimiento preventivo o correctivo.

Muestra las discontinuidades más grandes y generalmente señala otras que pueden detectarse de forma más precisa por otros métodos, como son líquidos penetrantes, partículas magnéticas o electromagnetismo.

Puede detectar y ayudar en la eliminación de discontinuidades que podrían convertirse en defectos.

El costo de Inspección Visual es el más bajo de todos los Ensayos no Destructivos, siempre y cuando sea realizada correctamente

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7.1.2. INSPECCIÓN POR LÍQUIDOS PENETRANTES

La inspección por Líquidos Penetrantes es empleada para detectar e indicar discontinuidades que afloran a la superficie de los materiales examinados.

En términos generales, esta prueba consiste en aplicar un líquido coloreado o fluorescente a la superficie a examinar, el cual penetra en las discontinuidades del material debido al fenómeno de capilaridad. Después de cierto tiempo, se remueve el exceso de penetrante y se aplica un revelador, el cual generalmente es un polvo blanco, que absorbe el líquido que ha penetrado en la discontinuidad y sobre la capa de revelador se delinea el contorno de ésta.

Así por ejemplo, si se requiere detectar discontinuidades con un tamaño de aproximadamente medio milímetro (0,012” aprox.), debe emplearse un penetrante fluorescente, removible por pos-emulsificación y un revelador seco. Por otra parte, si lo que se necesita es detectar discontinuidades mayores a 2,5 mm (0,100” aprox.), conviene emplear un penetrante contraste, lavable con agua y un revelador en suspensión acuosa.

1. Aplique el penetrante 2. Remueva el exceso 3. Aplique el revelador blanco y examine

7.1.2.1 REQUISITOS DE INSPECCION:

Es muy importante definir las características de las discontinuidades y el nivel de sensibilidad con que se las quiere detectar, ya que si son relativamente grandes o se quiere una sensibilidad entre baja y normal, se recomienda emplear penetrantes visibles; pero si la discontinuidad es muy fina y delgada o se requiere de una alta o muy alta sensibilidad, es preferible emplear los penetrantes fluorescentes.

Otro factor de selección es la condición de la superficie a inspeccionar ya que si es una superficie rugosa, como sería el caso de una unión soldad o una pieza fundida, se debe emplear un penetrante líquido removible con agua. Pero si la

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superficie es tersa y pulida, es preferible emplear penetrante removible con solvente. Finalmente cuando se requiere una inspección de alta calidad o con problemas de sensibilidad, se puede emplear un penetrante pos-emulsificable.

Si se trabaja bajo normas internacionales (Códigos ASME, API, AWS) o de compañías (Bell, Pratt & Whitney o GE), los líquidos deben ser de los proveedoresde las listas aprobados o confiables publicados por ellos. En caso necesario, se solicitaré al proveedor una lista de qué normas, códigos o especificaciones de compañías cubren sus productos.

7.1.2.2 Procedimiento de inspección

a) Limpieza previa: Se deben eliminar de la superficie todos los contaminantes, sean éstos óxidos, grasa, aceite, pintura, etc., pues impiden al penetrante introducirse en las discontinuidades.

b) Aplicación del Penetrante: Penetrante se aplica por cualquier método que humedezca totalmente la superficie que se va a inspeccionar, dependiendo del tamaño de las piezas, de su área y de la frecuencia del trabajo. Se puede seleccionar el empleo de rociado, inmersión, brocha, etc., cualquiera que sea la elección, ésta debe asegurar que el penetrante cubra totalmente la superficie.Tipos de penetrantes:- Penetrantes removibles con solvente- Penetrantes pos-emulsificables- Penetrantes removibles con agua

c) Eliminación del Exceso de Penetrante : Eliminación del exceso de penetrante que no se introdujo en las discontinuidades.

d) Aplicación del Revelador: Absorber o extraer el penetrante atrapado en las discontinuidades, aumentando o provocando la visibilidad de las indicaciones.

e) Tiempo de revelado : Debe permanecer sobre la superficie dela pieza aproximadamente el mismo tiempo que se dio de penetración; esto es con el fin de dar tiempo al revelador para que extraiga al penetrante de las discontinuidades y forme una indicación de buena calidad.

f) Interpretación y Evaluación de las Indicaciones :

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La calidad de la inspección depende principalmente de la norma de aceptación, de la habilidad y de la experiencia del inspector para encontrar y evaluar las indicaciones presentes en la pieza.

g) Limpieza Final: Este paso puede realizarse mediante un enjuague con agua a presión, por inmersión o mediante un removedor.

7.1.2.3Ventajas 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 cuando a la aplicación, además

de que el equipo puede ser portátil. Se requiere de pocas horas de capacitación de los Inspectores.

7.1.2.4Limitaciones 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.

7.1.3. INSPECCIÓN POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

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7.1.4. INSPECCIÓN POR CORRIENTE INDUCIDAS

7.2. TÉCNICAS DE INSPECCIÓN VOLUMÉTRICA

7.2.1. INSPECCIÓN POR RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL

7.2.2. INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO INDUSTRIAL

7.3. TÉCNICAS DE INSPECCIÓN DE LA ESTANQUEIDAD

7.3.1. PRUEBAS POR CAMBIO DE PRESIÓN

7.3.1.1. Hidrostáticas

7.3.1.2. Neumática

7.3.2. PRUEBAS POR PÉRDIDAS DE FLUIDOS

7.3.2.1. Burbujas

7.3.2.2. Detector de halógenos

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7.3.2.3. Espectrómetro de masa

7.3.2.4. Trazadores

7.4. OTRAS TÉCNICAS ADICIONALES

7.4.1. ULTRASONIDO

7.4.1.1. Phase Array

7.4.1.2. Ondas Guiadas

7.4.2. RADIOGRAFÍA

7.4.2.1. Tiempo Real

7.4.2.2. Digital

7.4.3. ELECTROMAGNETISMO

7.4.3.1. Pérdidas de flujo magnético

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7.4.4. EMISIÓN ACÚSTICA

7.4.5. ANÁLISIS DE VIBRACIONES

7.4.6. TRAZADORES

7.4.7. PERFILES GAMMA

Los Rayos X y los Rayos Gamma son formas de radiación electromagnética. El origen o fuente de los Rayos X es electrónico, mientras que los Rayos Gamma se originan en la desintegración nuclear de sustancias radioactivas. En los Rayos X, son controlables por el usuario tanto el poder de penetración como la intensidad del haz, pero estos mismos factores no pueden ser controlados polos que utilizan los Rayos Gamma.Algunos Isótopos radioactivos emisores se encuentran en estado natural, como el Radio. Pro otros, como el Cobalto 60, Iridio 192, son producidos artificialmente, estos últimos son ampliamente utilizados en la actualidad.

7.4.7.1 FUENTES DE RAYOS GAMMA UTILIZADAS EN RADIOGRAFIA

Las radiografías con Rayos Gamma ofrecen las siguientes ventajas:

Simplicidad de los aparatos Fuentes livianas de radiación No requiere fuerza eléctrica Portabilidad conveniente

Estas ventajas son particularmente deseables cuando se radiografía en sitios confinados y todas aquellas aplicaciones en tuberías y ensamblaje en el cual el acceso es limitado. Mientras que las máquinas de Rayos X emiten radiación de diferentes longitudes de onda, las fuentes de Rayos Gamma emiten una o contadas longitudes de ondas diferentes.

FUENTES ARTIFICIALES

Existen dos fuentes de isótopos radioactivas (Radioisótopos) hechos por el hombre. Durante la fusión del Uranio 235 en el reactor nuclear se producen diferentes isótopos utilizables como fuentes de radiación. El Cesio 137, uno de los radioisótopos utilizados en radiografía, es obtenido como sub-producto de la fisión

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nuclear. El segundo, y más común, medio de producir radioisótopos es mediante el bombardeo de ciertos elementos con neutrones. El núcleo del elemento bombardeado se altera, debido usualmente a la captura de neutrones, y por lo tanto se vuelve inestable o radiactivo. Los radioisótopos utilizados en radiografía industrial que proceden del bombardeo de neutrones son: Cobalto 60, Tulio 170 e Iridio 192. L designación numérica de cada isótopo corresponde a su peso atómico y lo distingue de los otros isótopos del mismo elemento. Los isótopos artificiales emiten Rayos Gamma, partículas alfa, y partículas beta del mismo modo que lo hacen los isótopos naturales.El punto focal se denomina a la porción del ánodo (blanco) donde se generan los Rayos X. En radiografía con Rayos Gamma el punto focal está constituido por el área de superficie que presente el isótopo, en dirección al objeto que se inspecciona. Por este motivo es conveniente que las dimensiones de la fuente Gamma sean lo más pequeña posibles. La mayoría de los isótopos usados en radiografía tienen forma cilíndrica de diámetro y altura aproximadamente iguales. La forma del fuete permite que ésta sea usada con cualquiera de sus lados dirigidos al espécimen, ya que presenta a la misma extensión de superficie en cualquier dirección. Cuando se utilicen fuentes que no sean cilíndricas, será necesario colocar su lado de menor superficie dirigido paralelamente al plano del espécimen, cuando la pastilla de la fuente sea rectangular el tamaño de fuente será la diagonal del rectángulo.

a) RadioEl radio es un isótopo natural que tiene una vida media de 1620 años. En aplicaciones prácticas se considera que tiene una emisión constante debido a que su desintegración es muy lenta.

b) Cobalto 60El Cobalto 60 es un isótopo creado artificialmente mediante el bombardeo con neutrones al cobalto. Su vida media es de 5.3 años. El rayo primario de la radiación de Cobalto 60 consiste de rayos que poseen de 1.33 a 1.17 Mev, energía similar en contenido ala de una máquina de Rayos X de 2 Mev. El radioisótopo es suministrado en forma de cápsula de diferentes tamaños. Se utiliza en radiografía de acero, cobre, latones y otros metales de mediano peso en espesores comprendidos entre 25 y 180 milímetros. Debido a su alto poder de penetración estos isótopos requieren blindajes muy gruesos, lo cual dificulta su manejo.

c) Iridio 192El Iridio 192, es otro isótopo artificial producido por bombardeo de neutrones, su vida media es de 75 días. Tiene una actividad específica alta y emite Rayos Gamma de 0.13 a 0.60 Mev, comparable a la fuerza de penetración de un equipo de Rayos X de 300 kv. Industrialmente se utiliza para radiografiar acero y metales similares de espesores comprendidos entre 6 y 60 milímetros. Su energía de radiación relativamente baja y su elevada actividad específica hacen del Iridio 192 una poderosa fuente de radiación que es fácil de blindar.

d) Tulio 170Se obtiene mediante bombardeo de neutrones, tiene una vida media de 130 días. La desintegración de este isótopo produce 84 y 52 kev de Rayos Gamma,

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radiación equivalente a un equipo de Rayos X que opere entre 50 y 100 kv. Es el mejor isótopo conocido para radiografiar metales delgados al producir radiografías de buena calidad en especímenes cuyos espesores sean inferior a 12 milímetros.

e) Cesio 137El Cesio 137, es un subproducto de fisión nuclear y su vida media es de 30 años. Emite Rayos Gamma de 0.66 Mev, equivalente en energía a la radiación de un Mev de una máquina de Rayos X. Son utilizados en radiografía de acero con espesores comprendidos entre 25 y 90 milímetros. Su ventaja está en el bajo decaimiento radiación. El cesio 137 se maneja usualmente en la forma de Cloruro CsCl; un polvo soluble que requiere precauciones especiales de seguridad. Muchas normas establecen la doble encapsulación de este isótopo, construidas de acero inoxidable.

Todas las fuentes modernas de Rayos Gamma vienen protegidas de cámaras blindadas y se operan por control remoto en resguardo del operador. Un diagrama de una máquina tipo control remoto para una fuente se presenta en la figura 11, indicada a continuación:

En la posición (a) la fuente se encuentra dentro de la protección de plomo y, por lo tanto, está segura. La mitad del cable de control se encuentra dentro del tubo guía, la otra, en el tubo de almacenamiento. En la posición (b), la manivela accionada está avanzando en la fuente fura de la protección y se encuentra dentro del cable guía. En la posición (c), ha llegado al final del cable guía, está en el pico de exposición y es esa la posición para la realización de la radiografía. En la tabla 2 se indican los espesores máximos (aproximados) inspeccionados con diferentes fuentes radiográficas.

FIGURA 1. Diagrama de una máquina tipo control remoto

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8. APLICACIONES DE LOS END

Las aplicaciones de los Líquidos Penetrantes son amplias y por su gran versatilidad se utilizan desde la inspección de piezas críticas, como son los componentes aeronáuticos, hasta los cerámicos como las vajillas de uso doméstico. Muchas de las aplicaciones descritas son sobre metales, pero esto no es una limitante, ya que se pueden inspeccionar otros materiales, por ejemplo cerámicos vidriados, plásticos, porcelanas, recubrimientos electroquímicos, etc.

Las propiedades particulares de la radiografía facilitan su aplicación a nivel industrial, médico y de investigación; pues adicionalmente de que la energía de la radiación puede ser absorbida por la materia, también puede hacer fluorescer ciertas sustancias; siendo por todo esto que la técnica tiene diversas aplicaciones en diferentes ramas. En primer lugar, están las aplicaciones en las que se emplea la energía radiante y su efecto sobre la materia, como es el caso de las aplicaciones físicas (efectos de fluorescencia) médicas (destrucción de ciertas células) y biológicas (mutaciones o aplicaciones de esterilización biológica). En segundo lugar, deben mencionarse las aplicaciones en las cuales se emplean los efectos físicos, como son la difracción (determinación de estructuras cristalográficas), fluorescencia (determinación de composición química) y la ionización (detección de la radiación), etc... En tercer lugar, se tienen las aplicaciones en las que se mide la atenuación de la radiación, como es el caso de la medición de espesores en proceso de alta temperatura; la medición de niveles de fluidos; la determinación de densidades en procesos de producción continua y la Radiografía Industrial. Finalmente, resta aclarar que la corta longitud de onda de la radiación que emplea la radiografía le permite penetrar materiales sólidos, que absorben o reflejan la visible; lo que da lugar al uso de esta técnica en el control de calidad de productos soldados, fundiciones, forjas, etc: para la detección de defectos internos macroscópicos tales como grietas, socavados, penetración incompleta en la raíz, falta de fusión, etc...

El Ultrasonido Industrial es un ensayo no destructivo ampliamente difundido en la evaluación de materiales metálicos y no metálicos. Es frecuente su empleo para la medición de espesores, detección de zonas de corrosión, detección de defectos en piezas que han sido fundidas y forjadas, laminadas o soldadas; en las aplicaciones de nuevos materiales como son los metalcerámicos y los materiales compuestos, ha tenido una gran aceptación, por lo sencillo y fácil de aplicar como método de inspección para el control de calidad de materiales, bien en el estudio de defectos (internos, subsuperficiales y superficiales) y en la toma de mediciones como: medición de espesores (recipientes de acero, capa de grasa en animales, etc.), medición de dureza, determinación del nivel de líquido, etc,.

La Emisión Acústica es una de las nuevas técnicas que ha tenido un gran desarrollo, especialmente con la aceptación del empleo de computadoras para el proceso de datos como medio de interpretación de los resultados. Se emplea en el estudio de estructuras sujetas a esfuerzos cíclicos, como es el caso de las estructuras aeronáuticas, los recipientes a presión y edificios o puentes. Otra aplicación es la evaluación del comportamiento de nuevos materiales, como es el caso de los tejidos a base Keblar; de la fibras de elementos cerámicos y los materiales compuestos a base de cerámicos y metales y de plásticos reforzados con fibras.

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8.1 APLICACIÓN DE LOS BLOQUES NORMALIZADOS DE REFERENCIA

Los bloques normalizado de referencia son utilizados para estandarizar los equipos ultrasónicos en ensayos a piezas en general, la estandarización se realiza por dos razones: la primera, chequear que el conjunto equipo-palpador trabaja como se requiere; la segunda, seleccionar el nivel de sensibilidad o ganancia requerida para detectar las discontinuidades según sus dimensiones en la pieza de ensayo. La evaluación de discontinuidades se efectúa por comparación de sus indicaciones con las recibidas de una discontinuidad artificial de dimensiones conocidas, a la misma profundidad y en un bloque normalizado de referencia del mismo material.

8.2.1. APLICACIÓN DEL SET DE BLOQUES ALCOA SERIE ALa aplicación del set de bloques ALCOA Serie A, está basada en que la amplitud del eco de indicación de un agujero de fondo plano, en la zona de campo lejano del haz de un palpador, es proporcional al área del agujero. Entonces, esta discontinuidad, asumiendo siempre que no existan pérdidas causadas por rugosidad superficial. Cuando se detecta una discontinuidad a la misma profundidad que un agujero de fondo plano; suponiendo que la señal de indicción presente una latra en pantalla similar a la producida por el bloque Nº 5. (Diámetro del agujero de fondo plano igual a 5/64 de pulgadas); podremos asegurar que el reflector no es menor en dimensión que la superficie de agujero del bloque Nº 5. Sin embargo, el defecto puede ser mucho mayor en tamaño, pero la rugosidad superficial o la orientación de la discontinuidad no permiten que la porción del haz ultrasónico que choca contra la superficie del reflector sea reflejada contra el palpador en su totalidad. Supongamos que para la verificación lineal de un equipo de ultrasonido se ha elegido un palpador que cubre una pulgada de área a una distancia de tres pulgadas desde la cara del mismo en la zona de campo lejano. Si lo colocamos sobre el bloque Nº 8 (diámetro del agujero de fondo plano igual a 1/8 de pulgada), y llevamos el eco proveniente de la superficie del agujero a una altura de pantalla igual al 80%, si manteniendo la calibración del valor de ganancia del equipo ubicamos el palpador en el bloque Nº1 (diámetro del agujero de fondo plano igual a 1/64 de pulgada), veremos que la altura del eco proveniente del agujero ha disminuido proporcionalmente al área del mismo; o sea, de un 80% bajará hasta un 1,25% por lo que el eco no se observará en pantalla. Si tomamos ahora el bloque Nº 4 (diámetro el agujero de fondo plano igual a 1/16 de pulgada), y manteniendo la calibración existente, colocamos el palpador sobre el mismo veremos que el eco se presente con altura de 20% de pantalla. Si no es así, deberán ser chequeadas las condiciones de operación del equipo.Cuando se calibra el equipo ultrasónico para que la altura de respuesta del eco sea de un 80% para el bloque Nº 8, para el resto de los bloques la altura deberá ser: Nº 7 de 61,25%, Nº 6 de 45,0 %, Nº 5 de 31,25 %, Nº 4 de 20,0 %, Nº3 de 11,25 %, Nº 2 de 5,0 % y Nº 1 de 1,25%. Si inicialmente fijamos una altura de eco para el bloque Nº 8 de 100 % en pantalla. La altura para el resto de los bloques será: Nº 7 de 76,56 %, Nº 6 de 56,25 %, Nº 5 de 39,06 %, Nº 4 de 25,0%, Nª 3 de 14,06 %, Nº 2 de 6,25 % y Nº 1 de 1,56 %. Esta es una forma de chequear que la relación entre la altura de los ecos

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en pantalla sea realmente lineal; manteniendo siempre un margen de error, que se encuentra alrededor de un 12,5 % y es aceptado por los códigos y normas aplicables. Además, como se dijo anteriormente la relación de altura puede ser modificada variando la ganancia u operando el control de atenuación o supresión, presentes en los equipos ultrasónicos que disponen del mismo.

8.2.2. APLICACIÓN DEL SET DE BLOQUES ALCOA SERIE BLa Calibración de los equipos ultrasónicos mediante el set de bloques ALCOA Serie B, o Hitt, se basa en la relación existente entre la distancia y la amplitud, y es un poco más complicada que la efectuada por medio del set ALCOA Serie A, o set que relaciona el área de la discontinuidad con la amplitud de la señal de respuesta. Previamente, vamos a calibrar el equipo en distancia, tomando en cuenta la máxima longitud del bloque (5-5075). A tal fin, la distancia a medir horizontalmente en la pantalla será igual a seis pulgadas. Dependiendo del palpador y de su zona de campo cercano tendremos, que para algunos bloques, la altura del eco será deficiente de acuerdo con la ganancia previamente fijada, por lo que debemos ubicar el bloque que nos resulte en la altura de eco mayor dentro de la zona de campo lejano.El procedimiento es el siguiente: una vez calibrada la pantalla en distancia (por ejemplo, 6 pulgadas), colocaremos el palpador sobre el bloque de menor distancia (1/16 de pulgada) y llevaremos el eco de respuesta a una altura de 80 % de pantalla; luego ubicaremos el palpador sobre el bloque siguiente (1/8 de pulgada), la ganancia o mejor dicho, el nivel de ganancia deberá ser disminuido hasta que la altura del eco en pantalla sea igual al 80 %; ahora usaremos el bloque siguiente (1/4 de pulgada) y así sucesivamente hasta que obtengamos el bloque que resulte en una altura de eco 80%, y que con la misma graduación de ganancia, sea mayor que la respuesta del resto del set de bloques. Si mantenemos la ganancia seleccionada y probamos con todos los bloques, marcando en la pantalla los puntos de máxima altura de todos y cada uno de ellos, lograremos una curva de corrección distancia-amplitud (DAC-distance-amplitudecorrection), tal y como se observa en la Figura 2.

FIGURA 2. Curva de corrección distancia-amplitud

La curva de corrección distancia-amplitud es utilizada para definir un nivel de aceptación o rechazo, o bien un nivel de referencia, con respecto a la altura de los ecos en pantalla, provenientes de reflectores en la pieza de ensayo, según su distancia o su profundidad en las piezas a ensayar.

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8.2.3. APLICACIÓN DEL SET DE BLOQUES ASTM E-127El set de bloques ASMT E-127 es una combinación de bloques de calibración área-amplitud y distancia-amplitud. Por ser una mezcla de los sets de bloques de calibración ALCOA Series A y B, su aplicación es similar a la anteriormente expuesta; sin embargo, está restringida debido a la cantidad de bloques que componen el set. Los bloques, en éste set, se encuentran identificados de la misma forma que los bloques de las series Alcoa A y B, o sea, según el diámetro de la superficie del agujero de fondo plano y de la longitud desde la superficie de contacto hasta la reflectora.

8.2.4. APLICACIÓN DE LOS BLOQUES DE REFERENCIA I.I.WComo se dijo anteriormente, los bloques normalizados de referencia I.I.W. (International Institute of Welding), se utilizan tanto para la calibración en distancia como en sensibilidad, según el Código A.W.S. (American Welding Society), en ensayos mediante la técnica de contacto directo.

8.2.4.1. APLICACIÓN DEL BLOQUE DE REFERENCIA I.I.W. V-1Su aplicación, en cuanto a palpadores normales, se refiere a la calibración en distancia, para lo cual se utilizan los espesores de una y cuatro pulgadas (ver Figura 3 en sus posiciones A y B). Además, en la Figura 3 posición C, se muestra la forma como puede ser utilizado para chequear el nivel de resolución de los palpadores normales.

En la Figura 3 podemos observar tres posiciones para palpadores normales (A, B y C). En la posición A, el palpador está dispuesto a medir una distancia de una pulgada; y en la posición B, cuatro pulgadas. De ésta forma, puede ser efectuada la calibración del instrumento para una distancia mínima de cuatro pulgadas, con una distancia de referencia de una pulgada y la distancia máxima (ver Figura 4). En la Figura 4, se

FIGURA 3. Aplicación del bloque I.I.W V.1 para calibraciones de palpadores normales.

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observan tres ecos. El primero corresponde al eco de emisión o inicial, I; el segundo (ver Figura 4a), identificado con la letra A, indica la distancia equivalente a una pulgada. Nótese que entre el eco inicial y el eco A la distancia es la cuarta parte de la pantalla, así como los subsiguientes rebotes de fondo. Por último se observa el eco correspondiente a la posición B de la Figura 3 (identificado con la letra B en la Figura 4b), la distancia entre el eco inicial y el eco B abarca toda la pantalla, y es equivalente a cuatro pulgadas. Es importante hacer notar que cuando el palpador está ubicado en la posición A de la Figura 3, únicamente se observarán los ecos inicial y A (ver Figura 4a), con los correspondientes segundo, tercero, cuarto, etc, rebotes de fondo; cuando se ubica en la posición B, se obtendrá el eco B y el eco inicial se mantendrá, tal y como se muestra en la Figura 4b.

FIGURA 4. Ubicación de los ecos de indicación de una y cuatro pulgadas en pantalla

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Una vez efectuada la calibración anterior podremos chequear el nivel de resolución del palpador ubicándolo en la posición C de la Figura 6.11, donde mediremos tres distancias a la vez (3.39 pulgadas, 3.64 pulgadas y 4 pulgadas; o 85 milímetros, 91 milímetros y 100 milímetros), cercanas y escalonadas. Para efectuar el chequeo de resolución, el eco del primer rebote obtenido en la posición A (Figura 4a- eco A) debe ser llevado a una altura de pantalla entre el 50 y 75%, así obtendremos el nivel de referencia. Manteniendo el nivel de ganancia (nivel de referencia) obtenido se procederá al chequeo de resolución. Recordemos que en el CAPITULO 2, Apartado 2.5 Características de los Palpadores, y Apartado 2.5.1. Resolución, se expuso que la resolución es la habilidad que presentan los palpadores para identificar y separar las señales de indicación de varios reflectores diferentes y cercanos, en lo que a profundidad se refiere. En la figura 6.13 se muestran los ecos de indicación obtenidos mediante un palpador normal, ubicado en la posición C (chequeo de resolución) de la Figura 3.

FIGURA 5. Ubicación de los ecos de indicación durante

el chequeo de la resolución de un palpador normal

Para la calibración y el chequeo de la condiciones de operabilidad de los palpadores angulares, se pueden utilizas tanto el bloque I.I.W. V-1 como el bloque miniatura. En cuanto al bloque I.I.W. V-1, éste puede ser usado para obtener: (1) el punto real de salida del haz ultrasónico; (2) el ángulo real del haz ultrasónico del palpador; y (3) la calibración en amplitud o sensibilidad. El chequeo del punto y del ángulo real de salida del haz ultrasónico, se efectúan toda vez que la zapata plástica desgaste debido al roce superficial con las piezas de ensayo, o cuando el palpador no ha sido utilizado aún. En la Figura 5 se muestran las diferentes posiciones de ubicación de los palpadores en el bloque I.I.W. V-1.

FIGURA 6. Calibración de palpadores angulares mediante el bloqueo IIW

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El punto real de salida del haz ultrasónico se obtiene colocando el palpador sobre el punto focal ubicado en el bloque I.I.W. V-1 (ver Figura 6.4). Si calibramos el conjunto palpador-equipo a una distancia de cuatro pulgadas en pantalla, por ejemplo, y colocamos el palpador en la posición D de la Figura 6, obtendremos un eco de reflexión de pared posterior con el radio de cuatro pulgadas. Al desplazar el palpador sobre la superficie del bloque con un movimiento atrás y adelante, veremos que el eco aumentará y disminuirá su amplitud con el desplazamiento, debemos ubicar el punto en el cual el eco presente su mayor amplitud para así determinar el punto de salida de haz ultrasónico. Adicionalmente, el radio de cuatro pulgadas, utilizado anteriormente para determinar el punto real de salida del haz, puede ser utilizado para calibrar el sistema ultrasónico en cuanto a distancia se refiere. Una vez ubicado el punto real de salida del haz ultrasónico, podemos proceder a determinar el ángulo real del haz ultrasónico del palpador. Si observamos el bloque I.I.W. V-1, presentado en la Figura 6.4, veremos que posee indicaciones según el ángulo de cada palpador en sus costados. En la Figura 6 se indican dos posiciones C y F, estas posiciones corresponden a las zonas donde se encuentran indicados los ángulos, y las reflexiones respectivas se producirán desde el orificio de diámetro iguala dos pulgadas que posee en su interior un relleno de plástico (plexiglás) a manera de interfase; la posición E para palpadores con ángulo de incidencia entre 40 y 60 grados, y la posición F entre 60 y 70 grados. Al igual que en el caso anterior; si desplazamos el palpador sobre la superficie del bloque observaremos que la amplitud de la indicación varía con el desplazamiento, al obtener el punto de amplitud máxima obtendremos, automáticamente, el valor del ángulo del haz ultrasónico del palpador.La calibración en amplitud o sensibilidad se obtiene clocando el palpador angular en la posición G de la Figura 6. El palpador debe ser desplazado atrás y adelante hasta obtener la respuesta de máxima amplitud desde el orificio de diámetro 0.006 pulgadas (1,5 milímetros). Una vez obtenida la máxima respuesta se ajusta la ganancia para así determinar el nivel de referencia del sistema. La sensibilidad debe ser ajustada con una altura de pantalla de 80 %, el valor de la ganancia será el nivel de referencia. La evaluación de las indicaciones según el Código A.W.S. (American Welding Society), está referida a las diferencias algebraicas existentes entre los niveles de ganancia de: nivel de indicación, nivel de referencia y factor de atenuación, de la siguiente forma:

d = a – b – c

Donde:d : Grado de indicación.a : Nivel de indicación.b : Nivel de referencia.c : Factor de atenuación

El nivel de indicación es el valor de la ganancia de detección de la discontinuidad. Esto significa que cuando detectamos una disacontinuidad y llevamos su altura máxima de eco a un 80% de la pantalla, el valor de la ganancia será el nivel de

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indicación. El factor de atenuación se calcula en base a la distancia angular, o la distancia recorrida por el haz ultrasónico desde el palpador hasta la discontinuidad, en pulgadas; según la siguiente ecuación:

c = 2 – (h – 1)Donde:

c : Factor de atenuación.h : Distancia angular, en pulgadas.El grado de indicación “d”, obtenido de la ecuación 6.1 será comparado conlas tablas de aceptación o rechazo, y clasificado según sea el caso.

8.2.4.2. APLICACIÓN DE BLOQUE DE REFERENCIA I . I . W. V-2En la Figura 6.5 se presentó un bloque miniatura. Este bloque presenta la ventaja de ser más liviano y de menor volumen que el bloque I . I . W. V-1, pero aunque los códigos aplicables no admiten su sustitución, cumple las mismas funciones en cuanto al chequeo del funcionamiento de palpadores angulares, tales como: determinación del punto real de salida del haz, determinación del ángulo real de incidencia del haz y calibración en amplitud o sensibilidad. En éste caso, la determinación del ángulo real de incidencia se realiza utilizando el orificio de diámetro 0.06 pulgadas. En la Figura 6.15 se presentan las posiciones de los palpadores según su función en un bloque miniatura.

Para la determinación del punto real de salida del haz, similarmente al bloque I. I. W. V-1, se coloca el palpador en la posición D; mientras que tanto para la determinación del ángulo de incidencia como para la calibración en sensibilidad se utilizan las posiciones E y F, la posición E para palpadores con ángulo entre 45 y 60 grados, y la F para palpadores con ángulo mayor a 60 grados. La calibración en distancia puede ser realizada con el bloque miniatura a un mínimo de dos pulgadas en pantalla. Si colocamos el palpador en la posición D y ubicamos el eco de indicación al final de la pantalla (2 pulgadas), luego con el palpador invertido (midiendo hacia el radio de 1 pulgada) ubicamos el eco de respuesta en el centro de la pantalla. Así, operando los controles de desplazamiento y dilatación de la imagen en pantalla e invirtiendo el palpador hacia los radios de 1 y 2 pulgadas, llegará el momento en el cual se obtendrán los ecos en las posiciones deseadas. En la Figura 7 se muestra la ubicación de los ecos al calibrar el equipo a una distancia de cuatro pulgadas y ubicando el palpador en la posición señalada. Nótese que el eco señalado con el

FIGURA 7. Calibración de palpadores angulares mediante el bloqueo miniatura.

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número 1 corresponde a la respuesta obtenida de la superficie con radio de una pulgada; sin embargo, por efecto de la interfase ubicada entre bloque y palpador, parte de la onda ultrasónica continuará su recorrido hasta la superficie ubicada a dos pulgadas de radio, será reflejada en (2) y retornará a la interfase palpador-bloque, pero por la diferencia existente entre os ángulos de la onda y del palpador no será detectada. Igualmente por efecto de la interfase, parte de la onda viajará hacia el radio de una pulgada, será reflejada en 1 y detectada por el palpador. El eco de indicación correspondiente es el señalado con el número 2, ubicado a cuatro pulgadas del eco inicial.

Si

ahora calibramos el equipo a una distancia igual a cinco pulgadas y ubicamos el palpador tal y como se observa en la Figura 9, obtendremos de la misma forma los ecos correspondientes a las distancias de dos y cinco Pulgada (ecos 1 y 2). Cuando la calibración es mayor a cinco pulgadas, por cálculo matemático se puede obtener la posición correspondiente en pantalla de acuerdo a la distancia. En éste caso, los ecos se obtendrán a dos, cinco, ocho, once, etc, pulgadas de distancia en la pantalla del equipo ultrasónico; mientras que en el caso anterior, los ecos de indicación se observarán a una, cuatro, siete, diez, etc, pulgadas de distancia en pantalla.

FIGURA 8. Calibración en distancia a cuatro pulgadas para palpadores angulares con el bloque en miniatura.

FIGURA 9. Calibración en distancia a cinco pulgadas para palpadores angulares con el bloque miniatura

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8.2.4.3 APLICACIÓN DEL BLOQUE DE REFERENCIA I. I. W. PARA CALIBRACIÓN ENRESOLUCIÓNEl bloque de referencia I.I.W. para calibración de palpadores angulares se utiliza con el fin de chequear la resolución o el nivel de resolución de los palpadores angulares. En éste caso, se presentan tres superficies curvas (agujeros cilíndricos pasantes) a distancias diferentes pero cercanas. El objetivo es que los ecos de indicación de las tres superficies sean claros y separados y así, resolver cada eco con respecto al siguiente. Cuando hablamos de la aplicación del bloque de referencia I.I.W. V-1, para palpadores normales (ver Figura 4– posición C), se dijo que un palpador con buena resolución debe presentar un oscilograma como el mostrado en la Figura 6.13, correspondiente a la posición C de la Figura 6.11. En el presente caso ocurre exactamente lo mismo, la calidad del oscilograma debe ser similar para considerar que el palpador, angular en este caso, posee un buen nivel de resolución.

8.2.5. APLICACIÓN DE LOS BLOQUES ESPECIALES

Entre los bloques especiales, anteriormente descritos, se consideran: A.P.I. (American Petroleum Institute), A.S.M.E. (American Society for Mechanical Engineer) y el Bloque Escalonado.

8.2.5.1. APLICACIÓN SEGÚN A.P.I. 5LSegún el Instituto Americano del Petróleo (API – American Petroleum Institute), en su Especificación API 5L, el bloque de referencia debe presentar entalladuras tanto en la superficie superior como en la inferior, o agujeros pasantes tal y como se muestra en la Figura 6.6. Las entalladuras deben ser paralelas al eje de la soldadura, y estarán separadas la distancia suficiente como para producir señales fácilmente distinguibles entre sí. Los agujeros pasantes deben ser perforados, a través de la pared, perpendicularmente a la superficie. Los criterios de aceptación o rechazo nos remiten a la comparación de la altura de los ecos en pantalla, entre las indicaciones provenientes de las discontinuidades creadas en el bloque de referencia y las ubicadas en la pieza de ensayo, según la siguiente tabla:

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Los tipos de defectos se refieren a los presentados en la Figura 6.7; y los límites de aceptación corresponden al porcentaje de altura de los ecos provenientes de la pieza de ensayo respecto de los obtenidos del patrón de referencia. Por ejemplo, si en juntas realizadas mediante el proceso de arco sumergido calibramos con un agujero pasante de diámetro 1,60 mm y ubicamos el eco de respuesta a un 80 % de altura de pantalla, cualquier indicación proveniente de la pieza de ensayo que sobrepase éste valor será rechazada (mayor que el 100 %).

8.2.5.2. APLICACIÓN DEL BLOQUE DE CALIBRACIÓN A.S.M.ELa Sociedad Americana de Ingeniería Mecánica (ASME – American Society for Mechanical Engineer) en los Artículos 4 y 5 de la Sección V – Examinación No Destructiva (Section V – Nondestructiva Examination) del Código de Calderas y Recipientes a Presión (Boiler and Pressure Vessel Code), define el uso de las curvas de corrección distancia-amplitud (DAC – Distance-Amplitude Correction) creadas a partir de señales de indicación provenientes de los agujeros ubicados a ¼, ½ y ¾ del espesor del bloque presentado en la Figura 1. La calibración del sistema se realiza obteniendo señales de indicación de todos y cada uno de los agujeros para el recorrido total del haz ultrasónico en su zona de interés. Así, se obtendrán ecos de indicación de: ¼ T, ½ T, ¾ T, 5/4 T, 3/2 T Y 7/4 T, para crear la curva DAC (100 % DAC). El procedimiento de obtención de la curva DAC, es el siguiente:

- Dependiendo del espesor de la pieza a ensayar, se debe calibrar la distancia de recorrido en pantalla. La calibración se hará mediante la siguiente ecuación:

h= 2ecosα

Donde:h : Distancia angulare : Espesor de la piezaα : Angulo del palpador

Aplicando ésta ecuación, obtendremos la distancia de recorrido del haz ultrasónico para un paso completo.

- Se debe obtener, ahora, el eco de indicación de cualquiera de los agujeros, que resulte en la mayor altura de pantalla y lo ubicaremos a un 80 %. Trazaremos el punto en la pantalla.- Al obtener la altura de ecos de los restantes agujeros se deben trazar en pantalla sin modificar el nivel de ganancia obtenida 80% en el paso anterior.- Dibujar en la pantalla la curva que una que una los puntos obtenidos y trazados anteriormente. Esta curva es la 100% DAC (ver Figura 10).- Siguiendo el procedimiento anterior, trazar sobre la pantalla una curva que represente una disminución del 50% (6 dB) respecto de la curva 100% DAC. Esta curva se denomina 50% DAC (ver Figura 10). Los criterios de aceptación o rechazo están referidos a discontinuidades cuyos ecos de indicación superen, en altura, la curva 50% DAC y estén por debajo de la curva 100% DAC; o superen también la curva 100% DAC. Sin embargo, depende de las dimensiones y del tipo de pieza sometida a examinación.

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8.2.5.3. APLICACIÓN DE BLOQUE ESCALONADO

Los palpadores “E - R”, cuando son utilizados con equipos de presentación A – scan, son calibrados utilizando patrones que presenten, como mínimo, dos espesores diferentes entre los cuales se encontrará el rango de espesores a medir (ver Figura 12). Sin embargo, se encuentran en el mercado patrones de calibración escalonados, los cuales presentan escalones con diversas medidas destinados a la calibración (ver

Figura 11).

FIGURA 10. Realización de las curvas distancia amplitud 50 y 100 % “DAC”

FIGURA 11. Calibración de palpadores “E-R” para medición de espesores

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La calibración de palpadores “E – R” para medición de espesores se realiza de la siguiente forma:- Seleccionar el rango de distancia – profundidad a medir (en la Figura 11, el rango seleccionado es de 10 milímetros)- Colóquese el palpador en la posición “(a)” (3 milímetros) y ubíquese el eco en la posición deseada- Colóquese el palpador en la posición “(b)” (6 milímetros) y ubíquese el eco en su posición en pantalla.Los pasos (2 y 3) deben ser efectuados cuantas veces sea necesario hasta que ambos ecos estén en su posición correspondiente. En éste momento, el sistema equipo-palpador estará listo para medir con precisión espesores dentro del rango seleccionado (3 a 6 mm).

La inspección radiográfica es utilizada en el examen de piezas fundidas o soldadas, especialmente cundo e requiere que los objetos se encuentren libres de defectos internos. La radiografía también se utiliza en piezas forjadas y ensamblajes metálicos. La sensibilidad de la radiografía por Rayos X, fluoroscopia por Rayos X y la Radiografía Gamma para detectar diferente defectos, depende de varios factores, entre otros, del tipo de material, tipo de defectos y forma de la pieza. La radiografía puede utilizarse para inspeccionar la mayoría de los materiales sólidos, con excepción de materiales de muy alta o muy baja densidad.Entre las aplicaciones más importantes de la técnica de CorrientesInducidas tenemos:

a.- Detección de discontinuidades en materiales:1.- Ferromagnéticos.2.- No Ferromagnéticos.

b.- Medición de Conductividades Eléctricas en materiales no ferromagnéticos.c.- Medición de espesores de recubrimientos No conductores sobre material conductor (Por Ej. pinturas)d.- Medición de espesores de recubrimiento conductores no magnéticos sobre materiales conductores no magnéticos (Por Ej. Niquelados)

e.- Separación de materiales en base a:1.- Composición química (Sorting)2.- Dureza3.- Microestructura4.- Tratamientos térmicos.5.- Otras.

f.- Monitoreo de metales líquidos.g.- Detección y monitoreo de vibraciones.h.- Otras.

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9. CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE OPERADORES END

Certificación de Ensayos No Destructivos y Estructurales

¿Qué es la Acreditación?

Es el procedimiento por el cual un organismo autorizado reconoce formalmente que un

organismo o una persona, es competente para efectuar ciertas tareas específicas.

¿Qué es la certificación de Competencias Personales?

Es una herramienta de reconocimiento formal por una tercera parte independiente, del

cumplimiento de un conjunto de requisitos por parte de personas. Tiene como objetivo

el aportar confianza en la competencia de las personas certificadas para realizar

determinadas actividades.

Certificación de competencias personales: Nivel 1, nivel 2 y nivel 3. Operadores de

Ensayos No Destructivos (END) – IRAM-NM-ISO 9712:2009

Niveles de Calificación: Nivel 1, Nivel 2, Nivel 3

Métodos: Corrientes Inducidas, Partículas Magnetizables, Líquidos Penetrantes,

Ensayo visual, Ultrasonido, Radiografía industrial, etc.

34


9.1 Competencias de los Operadores de END (según niveles):

35


NIVEL 1:

1. Llevar a cabo los

END según

instrucciones

escritas y bajo

supervisión de un

Nivel 2 ó 3.

2. Ajustar los

equipos de END.

3. Realizar los

ensayos.

4. Registrar y

clasificar

resultados.

5. Informar

resultados.

NIVEL 2:

1. Llevar a cabo los END

de acuerdo a

procedimientos

establecidos:

2. Seleccionar la técnica.

3. Definir las limitaciones

de aplicación.

4. Traducir códigos,

normas, etc. de END

en instrucciones de

END adaptándolos a

las condiciones reales

de trabajo.

5. Ajustar y verificar los

ajustes de los equipos.

6. Realizar y supervisar

los ensayos.

7. Interpretar y evaluar

los resultados de

acuerdo a códigos y

otros.

8. Preparar instrucciones

escritas.

9. Llevar a cabo y

supervisar todas

las tareas del Nivel 2 o

inferior.

10. Proveer guía al

personal del Nivel

2 o inferior.

11. Informar los resultados

de los

NIVEL 3:

1. Llevar a cabo y operar

directamente los END:

2. Asumir la

responsabilidad total

de las instalaciones,

centro examinador y

personal.

3. Establecer, revisar la

redacción y corrección

técnica y validez de

los procedimientos y

de las instrucciones de

END.

4. Interpretar códigos,

normas,

especificaciones y

procedimientos.

5. Indicar el método de

ensayo particular,

procedimiento e

instrucciones de END a

ser utilizadas.

6. Llevar a cabo y

supervisarlos trabajos

de todo los niveles.

7. Proveerla guía para el

personal de todos los

niveles.

8. Demostrar

competencia

para evaluar e

interpretar

36


END. resultados de acuerdo

a códigos, etc.

9. Demostrar

conocimientos

prácticos suficientes en

los materiales,

fabricación y procesos

tecnológicos,

aplicables para

seleccionar los

métodos de END,

establecer las técnicas

de END, y asistir en

el establecimiento de

los criterios de

aceptación cuando no

están disponibles.

10. Demostrar

conocimiento

general de los otros

métodos de END.

9.2 REQUISITOS PARA LA CERTIFICACIÓN

37


Para mantener la certificación vigente, se debe presentar anualmente al Organismo

de Calificación Autorizado el certificado de aptitud visual y el certificado de actividad

laboral satisfactoria continua, considerando la fecha de otorgamiento que figura en el

certificado.

El IRAM podrá suspender o cancelar el certificado cuando la documentación no se

haya presentado, debiendo iniciarse el trámite de una nueva certificación.

Proceso de certificación:

• Solicitud de certificación

• Evaluación

• Otorgamiento del certificado

• Seguimiento

• Renovación // Recertificación

¿POR QUÉ CERTIFICARSE?

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Para las personas

Asegura que dispone de la competencia mínima, con aval de una entidad

independiente a través de un proceso de certificación adecuado e

imparcial.

Contribuye a su desarrollo personal y profesional dándole la seguridad de

poseer las pautas adecuadas para llevar a cabo su trabajo.

En síntesis, mejora su empleabilidad.

Para las Organizaciones

Nivel garantizado de la competencia del personal certificado

La certificación garantiza los conocimientos, competencias, habilidades y

experiencia de su personal.

Genera confianza contar con personal calificado, se obtendrá productividad

desde el primer día.

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La certificación es un incentivo para los empleados, al poner a su

disposición una certificación reconocida.

En síntesis: Mejora el producto final y es un diferenciador.

10. CONCLUSIONES

Los ensayos nos destructivos permiten conocer con anterioridad a que una

pieza falle, los posibles defectos e imperfecciones presentes. La importancia y

gran ventaja de los ensayos no destructivos es que permiten realizar las

pruebas sin deteriorar ni maltratar la pieza y arrojando información valiosa de su

estado. Dentro de la soldadura se practican mucho este tipo de pruebas, ya que

permiten evaluar de manera muy precisa los acabados superficiales y sub-

superficiales y encontrar los defectos en el procedimiento. Los ensayos no

destructivos requieren personal calificado y con experiencia, pues no es posible

realizar estas pruebas únicamente teniendo disponibilidad de los equipos.

11. BIBLIOGRAFÍA

http://www.sgs.pe/es-ES/Industrial-Manufacturing/Services-Related-to-Production-and- Products/Product-Certification/Crane-Inspections-and-Inspections-of-Hoisting-and-Lifting-Equipment.aspx

http://www.ademinsa.com/certificados-obtenidos http://www.aaende.org.ar/sitio/certificacion-por-que.html http://www.panatec-agua.com/robot-inspeccion-ipek.php

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http://www.sgs.pe/es-ES/Industrial-Manufacturing/Services-Related-to-Production-and-Products/Product-Certification/Crane-Inspections-and-Inspections-of-Hoisting-and-Lifting-Equipment.aspx



ensayos no destructivos end

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