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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.)

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)

http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_flux

http://en.wikipedia.org/wiki/Leakage

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.

http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_flux

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


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

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)

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

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A9on_Foucault



http://es.wikipedia.org/wiki/1851

http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrones

http://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1n



http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lenz



http://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad

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.


(Cont.)

La corriente electrica al pasar por la bobina genera un campo magnetico. Al rededor de esta.


(Cont.)

Cuando un material conductor (electrico) se acerca al campo magnético de la bobina, hay una inducción de corriente en el material (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"


(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.


(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


(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.


(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


(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.


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.


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.


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.


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.


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.)

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


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.


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


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.


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)


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

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 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

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

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 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.


Algunas bobinas superficiales tienen usosespecificos como para deteccion de grietas enagujeros (bolt Holes) o para detectar grietas entreremaches como las sliding probes.


Algunas bobinas especiales como las finger probe para lugares de dificil acceso

Finger Probe


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 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

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

Estandards con diferentes espesores son usados para determinar perdida de Material causados por corrosion o erosion.


Crack Standards:


ASME Tubing Pit Standard:


Nonconductive coating (paint) standard with various thickness of paint on aluminum substrate.


documentet

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