informe de laboratorio 03

7/27/2019 Informe de Laboratorio 03

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE

INGENIERA

2013

FACULTAD INGENIERA MECNICA

FIM

CURSO : Ciencia de los Materiales

PROFESOR : Gutirrez Jave Edmundo

N DE INFORME : N3

TEMA : Ensayos no destructivos

DATOS PERSONALES :

Fuentes Allauca Josu ngel 20121223E

Salas Lancha Jaime Antonio 20122701H

Nez Montalvo Roberto Hernn 20121313D

Huayanay Holgado Sebastian Luis 20120347B

SECCIN : I

FECHA : 14/06/13


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

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NDCE

Contenido

OBJETIVOS .....................................................................................................................................3

FUNDAMENTO TEORICO ............................................................................................................... 3

IDENTIFICACION DE ELEMENTOS DE MAQUINAS ....................................................................... 19

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO ..................................................................................................... 21

CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................................................... 25

BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................................. 26


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1.OBJETIVOS

El objetivo fundamental del es observar y analizar las fallas superficiales

de una pieza.

Diferenciar los tipos de ensayos no destructivos para detectar una falla

superficial.

Distinguir los diferentes procesos para detectar las fallas superficiales en

y cuales son ms convenientes en ciertas condiciones.

Aprender el procedimiento y anlisis de los ensayos no destructivos.

Verificar la calidad y confiabilidad de la pieza.

Identificar los tipos de piezas objeto de estudio.


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2.FUNDAMENTO TERICO

2.1. Lquidos penetrantes:

PRINCIPIOS FSICOS DEL ENSAYO

2.1.1. Propiedades de lquidos penetrantes.El pr inc ip io en el cual se basa esta tcnica no destructiva es en la capacidadde que el lquido pueda penetrar (por capilaridad, no por gravedad) y serretenido en las discontinuidades como fisuras y poros abiertos a la superficie.No existe una caracterstica fsica que, por s sola, determine terminantementela bondad de un lquido penetrante.Las principales caractersticas fsicas a considerar son:

2.1.1.1. Tensin superficial:

La tensin superficial es la forma de cohesin de las molculas de la superficiedel lquido en funcin de la cual, a igualdad de volumen, asume la formacorrespondiente a la mnima superficie compatible con el vnculo externo. Laforma de la gota simplifica este concepto.La tensin superficial est definida como una fuerza que acta sobre todasaliente enuna superficie acabada.

Para demostrar su existencia se usa un marco rectangular con un ladocorredizo en el cual se extiende una pelcula de agua jabonosa, el ladocorredizo est sometido a una fuerza que tiende a volverlo a su posicincuando se lo aleja. Midiendo el trabajo dL de superficie de la pelcula lquida,se obtiene de la frmula de Gauss:

Nota: 1 N/m = 10 3 dina/cm

Donde: es la tensin superficial por lo cual ds es

el desplazamiento de la pelcula.

se expresa: en SI .................. N/men CGS .............. dinas / cm


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Un ejemplo de cmo acta la tensin superficial es una pompa de jabn. Estaconsiste en una lmina de agua jabonosa que tiende a asumir la superficiemnima que es la forma esfrica.La tensin superficial, como la viscosidad, dependen de la temperatura ydisminuyen con el aumento de la energa cintica de las molculas del lquido.La tensin superficial de los lquidos penetrantes es normalmente de 25 a 30dinas/cmLa tensin superficial tambin es funcin del estado superficial.

2.1.1.2. Mojabilidad o poder de humectacin

Por mojabilidad se entiende a la propiedad de un lquido de expandirseadhirindosea la superficie de un slido. Esta depende de la interaccin dellquido con la fase slida y gaseosa en la que se encuentra. La mojabilidad estestrechamente ligada a la tensin superficial, y est determinada por el ngulo

de contacto con la superficie. Ver Fig. 4 en donde se muestran tres

condiciones intermedias con < 90; = 90 , > 90

Un lquido penetrante de buena calidad debe necesariamente poseer un bajo

ngulo de contacto a fin de asegurar una buena mojabilidad de la superficie deexamen y una ptima penetracin en las discontinuidades.Es fcilmente demostrable que, con solamente una buena tensin superficial,no es suficiente para garantizar la capacidad de penetracin y en consecuenciala calidad de un producto. Por ejemplo el agua, teniendo una alta tensinsuperficial, posee un ngulo de contacto grande que la hace escasamentepenetrable. Si a esta se le agregan agentes humectantes, el ngulo esdrsticamente reducido y aunque se obtiene una consiguiente reduccin de latensin superficial, ella podr resultar en un buen penetrante.Por lo tanto en la evaluacin del producto se debe evaluar separadamente latensin superficial y el ngulo de contacto para no llegar a conclusiones

errneas. Si consideramos una gota de lquido en equilibrio sobre unasuperficie plana (Fig. 5), en el punto de contacto de las tres fases (slida,lquida y gaseosa) existe un equilibrio entre las fuerzas dado por la siguiente

relacin:Donde

S Tensin superficial del slido en contacto con el aire

SL Tensin superficial de la interface slido- lquido (funcin del lquido, slido;y estado de la superficie).

L Tensin superficial de la interface aire (o vapor) - lquidoAngulo de contacto.

(Ecuacin 1)


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Si el lquido moja la superficie (por ejemplo el agua):

S > SL por lo tanto cos ser mayor que cero lo que implica 90Si el lquido no moja la superficie (por ejemplo mercurio):

S < SL por lo tanto cos ser menor que cero lo que implica 90

Los aditivos (como pueden ser sales de K o Na) que poseen los LP disminuyenel por lo que:

y la gota tender a extenderse continuamente y formar una capa molecular sino actan otros fenmenos antes como la evaporacin y consecuentedescomposicin del lquido.

Puesto que la energa de penetracin Fp por unidad de longitud de superficieest dada por:

De acuerdo con la ec. 1 tambin se puede escribir:

Donde L generalmente se indica como valor de fuerza/ longitud (dina/cm) ocomo valor de trabajo/ superficie (erg/cm2).El trmino Fp viene generalmente definido como parmetro de penetrabilidadesttica (P.P.S.) y muestra claramente como la capacidad de penetracin deun lquido penetrante no est slo determinada por la tensin superficial, sino

por el producto de L cos .

Por otro lado tal parmetro no asume un valor constante para un dado LP,puesto que el ngulo de contacto en la fase lquida vara considerablementecon el tipo de material, con la rugosidad superficial y con el grado de limpiezadel componente en examen.Por el motivo expuesto, en el comercio no existe un Lquido Penetrante idealen cuanto a su capacidad de penetracin en el interior de las discontinuidades,vara continuamente en funcin de la especificidad del control.

Ya se dijo que la interaccin de las partculas de lquido con las partculasslidas de ejercen una influencia sobre la forma de la superficie del lquidodentro del recipiente. Si una gran cantidad de lquido est contenido en un gran


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recipiente, la forma de su superficie est determinada por el peso lo queengendra una superficie plana y horizontal en su parte media.Sin embargo junto a las paredes del recipiente, la superficie del lquidoadquiere una curvatura que se llama menisco, y que puede ser cncavocuando el lquido moja la superficie (Fig. a) o convexo para los que no la mojan

(Fig. b)

2.1.1.3. Capilaridad

Se ha visto que la superficie de un lquido contenido en un recipiente presentacierta curvatura en las fronteras del lquido y las paredes slidas del recipiente.Sobre el resto de la superficie, conserva una forma plana. Pero si el tamaototal de la superficie es pequeo, toda la superficie del lquido sentir lainfluencia de las paredes y este aparece curvo en toda su extensin. En estecaso, cuando las dimensiones del recipiente en el que se encuentra el lquidoo, en el caso ms general, si la distancia entre las superficies limitantes del

lquido es comparable al radio de curvatura de su superficie, a estos recipientesse los llamar capilares. A los fenmenos que tienen lugar dentro de estosrecipientes se denominan fenmenos de capilaridad o simplementecapilaridadLa capilaridad viene generalmente entendida cuando se analiza el particularfenmeno por el cual, cuando se sumerge un tubo capilar en un lquido, seobtiene una diferencia de niveles entre el lquido contenido en el tubo y aquelque permanece afuera, formando el lquido un menisco.

El desnivel obtenido podr ser positivo o negativo, segn el ngulo de contactoy la mojabilidad del lquido.

Si se tiene una buena


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mojabilidad ( 90) en el interior del capilar se obtiene un aumento del nivel

(desnivel positivo), en el caso contrario (90) el nivel baja (fig. 7).En razn de la presin engendrada por la curvatura de la superficie, el lquidocontenido en el tubo est sometido a una presin p dirigida hacia el centro decurvatura del menisco, es decir hacia arriba, e igual a:

r0: radio del menisco

: coeficiente de tensin superficial del lquido.Son los efectos de esta presin por la cual el lquido sube por el tubo hasta una

altura h, a la cual la presin hidrosttica g h de la columna de lquidoequilibra a la presin p (Fig.)La condicin de equilibrio, debida al accionar de las dos fuerzas contrapuestas:una hacia arriba (T) debido a la tensin superficial, y la otra hacia abajo (P)

debida al peso de la columna de lquido.

Habiendo precedentemente definido la tensin superficial como una fuerza porunidad de longitud (dina/cm), se tendr que la resultante vertical T en el interior

de un capilar de radio r, est dada por la relacin: Fig. Anterior.

La fuerza P ejercida por el peso de la columna de lquido se calcula mediante:

Donde:

: densidad del lquidog : aceleracin de la gravedad.

h . desnivel


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En condiciones de equilibrio, T = P por lo que:

Por lo tanto, colocando en un Lquido Penetrante un tubo capilar de radio rconocido y midiendo el desnivel h que se crea, es posible calcular el valor dela tensin superficial mediante:

La diferencia de niveles que se crea resulta mayor cuanto ms pequeo sea eldimetro interno del tubo capilar.

El fenmeno de la capilaridad constituye la base de la accin penetrantede un lquido en el interior de las discontinuidades.De lo anterior se puede hacer las siguientes consideraciones:

La presin de capilaridad aumenta con el aumento de la tensinsuperficial.

La presin de capilaridad aumenta cuando disminuye el ngulo decontacto (y en consecuencia aumenta la mojabilidad).

La presin de capilaridad aumenta cuando disminuya el largo de ladiscontinuidad.

De lo expuesto, resulta evidente cmo el fenmeno de la capilaridad, en el quese basa la tcnica de L.P. (Lquidos Penetrantes), incide de maneradeterminante sobre la sensibilidad y confiabilidad del control.

2.1.1.4. Viscosidad

La viscosidad de un fluido, propiedad fsica debida a la interaccin interna delas molculas, es la fuerza tangencial o de corte debido a esa cohesin, quehay que vencer para separar dos capas adyacentes en el lquido.

El coeficiente de viscosidad es la fuerza por unidad de superficie paramantener una diferencia de velocidad de 1 cm/seg. Entre dos estratos paralelos

y distantes 1 cm entre ellos. Se expresa en dina/ cm2 seg.La inversa del coeficiente de viscosidad es llamada fluidez y se representacon:

De por s la viscosidad no influye directamente sobre la valoracincuantitativa del penetrante, pero asume una particular importancia en la faseoperativa del ensayo.En otras palabras, el penetrante debe poseer la suficiente fluidez para entrarcon facilidad y rapidez en los defectos tanto como para salir de ello cuando selo requiera. Al mismo tiempo debe ser lo suficientemente viscoso como para noser extrable fcilmente de las discontinuidades en la etapa de remocin delexceso, ya sea por la accin directa el agua (penetrantes lavables con agua) oasociarse al emulsificador (postemulsificables).


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La eficacia global del proceso puede ser considerada mayor o menor segn elriesgo de prdida de las indicaciones en la etapa de remocin del excesosegn se considere prevaleciente o no sobre la velocidad de penetracin en ladiscontinuidad y sobre la eficiencia del revelado.

Los penetrantes de alta viscosidad (tixotrpicos) son usados para aplicacionesen spray o electrostticamente por cuanto tienen una lenta velocidad dedrenaje. Son pa rticularmente usados sobre superficies verticales.Aquellos con baja viscosidad son usados para aplicaciones por inmersindonde se requiere un rpido drenaje para disminuir el consumo de penetrante yla contaminacin del emulsificador y /o el agua.Es fcilmente intuible como la viscosidad de un penetrante es un factordeterminante en la velocidad de penetracinen la discontinuidad.

2.1.1.5. Densidad

Siendo generalmente compuestos orgnicos oleosos, los LP poseengeneralmente un Peso especfico (PE) muy bajo.

La densidad y el PE del producto no inciden en forma directa sobre lasensibilidad y confiabilidad del ensayo.Especialmente en el caso en el cual la inspeccin se efecta con la tcnica de

inmersin, son ms adecuados los penetrantes con Pe1 (comercialmenteentre 0,85 a 0,95).Esta exigencia deriva principalmente del hecho que una eventualcontaminacin del LP con agua, usada durante el control, no producirconsecuencia irreparable, por cuanto al ser el Pe de la misma mayor que la dellquido penetrante, se depositar en el fondo del contenedor, facilitando as laseparacin del agua.

La densidad aumenta con el aumento de la temperatura debido a laevaporacin de los componentes ms voltiles que generalmente son msligeros.La densidad para lquidos se mide gr/cm3 y para reveladores en polvos secosen gr/ litro dando, esto en este ltimo caso idea de su granulometra o finura.En reveladores secos, la densidad debe ser normalmente menor a 200 gr/litro.

2.1.1.6. Volatilidad

Por volatilidad se entiende la propiedad fsico - qumica de algunoscomponentes, constituyentes de la mezcla lquida, de pasar al estado gaseoso(evaporarse) ms o menos fcilmente de la superficie en examen. Laconsecuencia inmediata de la volatilidad, es la variacin de la composicin


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qumica (y por lo tanto de la tensin superficial, mojabilidad, viscosidad,densidad, punto de inflamabilidad, etc.) de la mezcla original.La volatilidad es funcin de la temperatura y la presin a la cual se encuentra lamezcla penetrante.Es evidente que para un lquido penetrante ideal, la volatilidad deber ser lamnima posible e igual o similar para cada componente con el objeto demantener la composicin qumica original.Un lquido muy voltil no resulta econmicamente competitivo por cuanto, si seusa en un contenedor abierto para la tcnica por inmersin, tiendecontinuamente a evaporarse con la consiguiente prdida de sus caractersticas.Cuando se trata de reveladores hmedos no acuosos se necesita ajustar lavolatilidad del material para asegurar una determinada velocidad de secado.

2.1.1.7. Punto de inflamacin

Es la temperatura mnima a la cual el lquido penetrante debe ser calentado, en

condiciones normalizadas de laboratorio, para producir vapor en cantidadsuficiente como para formar una mezcla inflamableEn la inspeccin se requieren penetrantes con alto punto de inflamabilidad que,adems de poseer un bajo grado de volatilidad, aseguran ajustarse a lasnormas de seguridad vigentes.Tales exigencias son particularmente requeridas cuando se utiliza la tcnicapor inmersin, donde los recipientes estn abiertos al aire.Su medicin, adems, provee una indicacin con respecto a la exactitud de la

formulacin del producto y sus desviaciones no debe exceder el 10 % delvalor medio, dentro de diferentes partidas.

La medicin del Punto de inflamabilidad se hace con el aparato de Tag (NormaIRAM o ASTM D-56) cuando su valor es inferior a 80C y con el mtodoCleveland de vaso abierto ( Norma IRAM 6555 ASTM D-92) para Puntos deinflamacin mayores de 80C.

2.1.2. Otros tipos de penetrantes

Penetrantes tixotrpicos: alta viscosidad. Penetrantes fluorescentes base acuosa: para inspeccionar tanques O2. Penetrantes coloreados o Fluorescentes: sin S, halgenos, etc.

Penetrantes coloreados fluorescentes: dispersarles en H2 o paraensayos de fugas en grandes recipientes. Penetrantes Fluorescentes: sin aceites para gomas y plsticos. Penetrantes Fluorescente base aceite: para aceites de refrigeracin. Penetrantes Para superficies calientes. Penetrantes coloreados: uso comestible. Penetrante micro encapsulados. Penetrantes tipo By- Lux Penetrant: no por capilaridad. Cambia de colorneutro a rojo brillante con H2O o humedad.


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2.1.2. Influencia del estado de la superficie de muestra, contaminacin ytemperaturaDel estado de la superficie y de los contaminantes que contenga la superficie,depender fuertemente el examen de LP.

La evidencia de indicaciones est determinada por la cantidad de penetranteque permanezca en la superficie o sea, est influenciada por la rugosidad de lasuperficie.Las sustancias extraas se llaman comnmente contaminantes, y puedentener su origen en numerosa causa:

Procesos metalrgicos de fabricacin como: arenas, escamas,cascarillas de tratamientos trmicos, xidos, etc.

Procedentes de controles no destructivos como: aceites,partculas magnetizables, lquidos penetrantes usadosprecedentemente, etc.

Condiciones de servicio como: grasas, lubricantes, xidos, barnicesy pinturas, etc.

Los contaminantes pueden afectar la calidad de los ensayos dediferentes maneras:

Reaccionando con el LP para contaminarlo reduciendo o eliminandosus propiedades

de penetracin y/o disminuyendo la fluorescencia ( cidos y cromatos)o coloracin.

Obturando o rellenando las discontinuidades de tal forma de evitarque el LP penetre en ellas.

Contaminantes como cascarillas y xidos debern ser eliminados de acuerdo alas tcnicas ms convenientes.Las superficies debern estar libres de pinturas o recubrimientos para noimpedir el acceso del penetrante a las discontinuidades. As tambin debernestar secas pues el agua es uno de los ms comunes contaminantes.

Hay que tener especial cuidado con los residuos del proceso de limpieza puespueden reaccionar adversamente con el penetrante, particularmente los cidosy cromatos que pueden reducir la fluorescencia.Si se inspecciona slo una parte de la pieza (por ejemplo soldaduras) sedeber limpiar el rea adyacente hasta 1 por afuera de la zona a ensayar

2.2. Partculas magnticas:

Este mtodo de Prueba NoDestructiva, se basa en elprincipio fsico conocido comomagnetismo, el cual exhiben

principalmente los materialesferrosos como el acero y consiste en


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la capacidad o poder de atraccin entre los metales. Es decir, cuando un metales magntico, atrae en sus extremos o polos a otros metalesigualmente magnticos o con capacidad para magnetizarse.

Aplicaciones

Deteccin de discontinuidades en materiales ferro-magnticos de

cualquier tipo, en la superficie o cerca de sta.

Ventajas

Mtodosimple, fcil, portable y rpido.

Desventajas

Las piezas deben ser limpiadas antes y desmagnetizadas despus.

Elflujo magntico debe ser normal al plano del defecto.

El ensayo de Partculas Magnticas es uno de los ms antiguos que se conoce,

encontrando en la actualidad, una gran variedad de aplicaciones en las

diferentes industrias. Es aplicable nicamente para inspeccin de materiales

con propiedades ferromagnticas, ya que se utiliza fundamentalmente el flujo

magntico dentro de la pieza, para la deteccin de discontinuidades.

Mediante este ensayo se puede lograr la deteccin de defectos superficiales y

subsuperficiales (hasta 3 mm debajo de la superficie del material). El

acondicionamiento previo de la superficie, al igual que en las Tintas

Penetrantes, es muy importante, aunque no tan exigente y riguroso.

La aplicacin del ensayo de Partculas Magnticas consiste bsicamente en

magnetizar la pieza a inspeccionar, aplicar las partculas magnticas (polvo

fino de limaduras de hierro) y evaluar las indicaciones producidas por la

agrupacin de las partculas en ciertos puntos. Este proceso vara segn los

materiales que se usen, los defectos a buscar y las condiciones fsicas del

objeto de inspeccin.

Para la magnetizacin se puede utilizar un banco estacionario, un yugo

electromagntico, electrodos o un equipo porttil de bobina flexible, entre otros.

Se utilizan los diferentes tipos de corrientes (alterna, directa, semi-rectificada,

etc.), segn las necesidades de cada inspeccin. El uso de imanes

permanentes ha ido desapareciendo, ya que en stos no es posible controlar la


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FIM 14

fuerza del campo y son muy difciles de manipular.

Para realizar la inspeccin por Partculas Magnticas existen varios tipos de

materiales que se pueden seleccionar segn la sensibilidad deseada, lascondiciones ambientales y los defectos que se quieren encontrar. Las

partculas magnticas pueden ser:

1. Secas

Fluorescentes

Visibles (varios colores)

2. Hmedas

Fluorescentes

Visibles (varios colores)

Los mtodos de magnetizacin y los materiales se combinan de diferentes

maneras segn los resultados deseados en cada prueba y la geometra del

objeto a inspeccionar.

Principios BsicosCuando se estudia el comportamiento de un imn permanente, se puede

observar que ste se compone por dos polos, Norte y Sur, los cuales

determinan la direccin de las lneas de flujo magntico que viajan a travs de

l y por el espacio que lo rodea, siendo cada vez ms dbiles con la distancia.

Si cortamos el imn en dos partes, observaremos que se crean dos imanes

nuevos, cada uno con sus dos polos, Norte y Sur, y sus correspondientes

lneas de flujo magntico. Esta caracterstica de los imanes es la que permite

encontrar las fisuras abiertas a la superficie, y los defectos internos en una

pieza, como se explicar a continuacin.


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FIM 15

La magnetizacin de un material ferromagntico se puede lograr mediante la

induccin de un campo magntico fuerte, desde una fuente externa de

magnetizacin (un electroimn), o mediante el paso de corriente directamente a

travs de la pieza. La fuerza del campo generado es resultado de la cantidadde corriente elctrica que se aplique y el tamao de la pieza, entre otras

variables.

Una vez magnetizado el objeto de estudio, ste se comporta como un imn, es

decir, se crean en l dos polos magnticos Sur y Norte. Estos polos determinan

la direccin de las lneas de flujo magntico, las cuales viajan de Norte a Sur.

Teniendo la pieza magnetizada (magnetizacin residual), y/o bajo la presencia

constante del campo magntico externo (magnetizacin continua), se aplica elpolvo de limadura de hierro seco, o suspendido en un lquido (agua o algn

destilado del petrleo). Donde se encuentre una perturbacin o una fuga en las

lneas de flujo magntico, las pequeas partculas de hierro se acumularn,

formando la indicacin visible o fluorescente, dependiendo del material usado.

La perturbacin o fuga del campo magntico se genera por la formacin de dos polos

pequeos N y S en los extremos del defecto (fisura, poro, inclusin no-metlica, etc.).

En la figura se muestra este efecto.


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FIM 16

Al igual que en la mayora de los Ensayos No Destructivos, en la inspeccin con

Partculas Magnticas intervienen muchas variables (corriente elctrica, direccin del

campo, tipo de materiales usados, etc.), las cuales deben ser correctamente

manejadas por el inspector para obtener los mejores resultados. Por esta razn las

normas MIL, ASTM, API, AWS y ASME entre muchas otras, y los manuales demantenimiento de las aeronaves, exigen la calificacin y certificacin del personal que

realiza este tipo de pruebas, con el fin de garantizar la confiabilidad de los resultados y

as contribuir a la calidad del producto. Entre las regulaciones ms conocidas de

certificacin de personal se encuentran: NAS-410, ISO 9712, SNT TC1A,

ANSI/ASNT CP-189 y EN-473.

2.3. Ultrasonido:

La examinacin por Ultrasonido Industrial (UT) se define como unprocedimiento de inspeccin no destructiva de tipo mecnico, que se base en

la impedancia acstica, la que se manifiesta como el producto de la velocidadmxima de propagacin del sonido entre la densidad de un material.

El mtodo consiste en utilizar ondas de sonido fuera del intervalo auditivo, con

una frecuencia de 1 a 5 millones de Hz (ciclos por segundo)- de aqu el trmino

ultrasnico. El mtodo ultrasnico es una prueba no destructiva, confiable y

rpida que emplea ondas sonoras de alta frecuencia producidas

electrnicamente que penetrarn metales, lquidos y muchos otros materiales a

velocidades de varios miles de metros por segundo. Las ondas ultrasnicas

para ensayos no destructivos generalmente las producen materiales

piezoelctricos, los cuales sufren un cambio en su dimensin fsica cuando se

someten a un campo elctrico.

Generacin de ultrasonido

Existe un gran nmero de mtodos para generar ultrasonidos; en principio

sirven ya los mismos procedimientos que se emplean para generar sonidos

audibles. Si los dispositivos capaces de oscilar se construyen con una

frecuencia propia correspondientemente alta. Sin embargo, estos

procedimientos mecnicos, y algunos otros principios, no se utilizan en el


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FIM 17

ensayo no destructivo de materiales, recurrindose por el contrario a otros

efectos fsicos, a saber: el efecto magnetoestrictivo, y sobre todo el efecto

piezoelctrico.

Efecto magnetoestrictivo

Los materiales ferro magnticos (muy especialmente el nquel, adems del

acero), tienen la propiedad de contraerse o expandirse por efecto de un campo

magntico. Inversamente, en una barra de acero ferro magntico se produce

un campo magntico si es expuesta a un esfuerzo de traccin o compresin.

Efecto piezoelctrico

El efecto piezoelctrico reviste una importancia mucho mayor, siendo

aprovechado casi universalmente para el ensayo no destructivo de materiales.

Ciertos cristales naturales o sintetizados tienen la propiedad de que en

presencia de un esfuerzo de traccin o compresin se originan cargas

elctricas en su superficie. La carga cambia de signo si se invierte la direccin

del esfuerzo. As es que en las superficies de un cristal expuesto

alternativamente a un esfuerzo de traccin y un esfuerzo de compresin existe

un potencial alternativamente positivo y negativo (tensin alterna).El efecto

piezoelctrico es reversible, es decir, cuando se aplica una carga elctrica a la

superficie del cristal, esta se contrae o se expande segn el signo de la carga

elctrica.

Procedimiento de transmisin

En este procedimiento se evala la parte del ultrasonido que ha sido

transmitido a travs de la pieza que se ensaya. A un lado de la pieza se aplica

un emisor de sonido y al otro lado, un receptor. En presencia de un defecto, la

intensidad sonora en el receptor disminuye a causada la reflexin parcial o se

hace nula en caso de reflexin total (Fig. 10). Lo mismo da que se empleesonido continuo o impulsos de sonido para el ensayo, pues el emisor y el

receptor elctricamente estn separados entre s. En este ensayo no se puede

determinar la profundidad a la que est localizado el defecto de la pieza.

Cuando existen daos en el material, deformaciones o variaciones en las forma

de este se producen impedancias de onda diferentes a la normal que producen

reflexin de la onda ultrasnica.

Aplicaciones


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FIM 19

3. DESARROLLO DEL INFORME

3.1. Identificacin de Elementos de Maquinas

LQUIDOS PENETRANTES

Lquidos penetrantesMarca: CANTESCO

MODELO: ATK-F1000

En el orden de derecha a izquierda son losspray revelador, penetrante y limpiador.


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Material

Material a ser observado con posibles

fallas superficiales

PARTCULAS MAGNTICAS

Banco magnticoMarca: SONOFLUXMODELO: AH-7

SERIE: 2014

Se puede usar un banco estacionario, un yugoelectromagntico, electrodos o un equipo porttilde bobina flexible, entre otros.

Material

Material a ser observado con posibles fallas

superficiales en la orientacin demagnetizacin

ULTRASONIDO

Detector de fallas por ultrasonido digital


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Marca: OLYMPUSMODELO: EPOCH 4 PLUS

Este es el instrumento que genera y detecta las ondas ultrasnicas, adems deinterpretarlas al mostrarlas en pantalla

Palpadores de diferentes ngulos

Estos palapadores permiten detectardiscontinuidades en diversos ngulos ylugares inaccesibles

3.2. Descripcin del procedimiento de ensayo

Lquidos penetrantes

a) Limpieza inicial y secado:Consiste en limpiar perfectamente la zona de inters a ser

ensayada de tal forma de dejar, las posibles discontinuidades, libres de suciedad o

materiales extraos y su posterior secado.


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FIM 23

f) Inspeccin y evaluacin:Esta fina capa de revelador absorber el LP retenido en lasdiscontinuidades, llevndolo a la superficie para hacerlo visible, ya sea por contraste opor fluorescencia (segn la tcnica empleada) las indicaciones podrn registrarse y

evaluarse.

g) Limpieza final: Aunque los agentes qumicos utilizados no deberan ser corrosivos delos materiales ensayados, se eliminarn sus restos para prevenir posteriores ataques.

Partculas Magnticas

a) Limpieza:Procedemos a limpiar el material con un disolvente orgnico en este caso

tiner.

b) Induccin magntica: Graduamos el voltaje segn la longitud de la pieza luego por

medio de los electrodos inducimos la corriente por los costados del material.

c) Partculas magnticas: Esparcimos las partculas en este caso (xido de hierro) para

uniformemente atreves del material.


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FIM 24

d) Limpieza final:Por medio de un soplador pequeo con cuidado se procede a la

limpieza de las partculas magnticas sobrantes.

e) Inspeccin y evaluacin:Esta fina capa de revelador absorber el LP retenido en lasdiscontinuidades, llevndolo a la superficie para hacerlo visible, ya sea por contraste opor fluorescencia (segn la tcnica empleada) las indicaciones podrn registrarse yevaluarse.

Ultrasonido

a) Preparacin: Se prepara la regin a ser testeado por medio de un gel en este caso

glicerina.

b) Propagacin: Se coloca el detector con el instrumento encendido

Procedimiento de transmisinEste procedimiento evala la parte del ultrasonido que se ha transmitido a travs de la

pieza a ensayar. A un lado de la pieza se aplica el emisor y al otro el receptor.

En presencia de un defecto la intensidad sonora en el receptor disminuye a causa de la

reflexin parcial o ose hace nula en caso de reflexin total. Lo mismo da que se emplee

sonido continuo o impulsos de sonido para el ensayo ya que el emisor y el receptor se

encuentran separados entre s.

En este ensayo no se puede determinar la profundidad a la que se encuentra

localizado el defecto de la pieza. Es necesaria una exacta alineacin entre el emisor y el

receptor


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FIM 25

Visualizacin en procedimiento de transmisin.

c) De las imgenes mostradas en la pantalla observamos los defectos internos as como

nos muestra en nmeros el espesor de la placa.

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Recomendaciones

En el ensayo de lquidos penetrantes dejar reposar aproximadamente 15

minutos luego de usar el penetrante, para que este quede bien impregnado

en la superficie.


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No tocar la superficie una vez rociado el revelador, debido a que podra

manchar mancharse y as malograr el experimento

Recomendamos tener en cuenta que es necesario contar con la indumentaria

adecuada (guardapolvos, guantes, etc.) al momento de realizar los ensayos.

Es importante revisar el buen estado de las mquinas a utilizar para el ensayo

de dureza y mucho ms en caso de que este ya tenga un buen tiempo de uso,

ya que eso se reflejara en nuestros resultados.

Conclusiones

Concluimos que los ensayos no destructivos son necesarios para garantizar lacalidad y funcionalidad de un determinado material.

Los lquidos penetrantes son buenos cuando se realiza para detectar fallassuperficiales de materiales metlicos como no metlicos adems de ser unprocedimiento simple sin necesitar de equipos costosos, sus limitaciones

estn con los materiales poros o muy rugosos.

El ensayo de partculas magnticas es de gran utilidad para detectar fallassuperficiales aunque con mayores limitaciones con el de lquidos penetrantesal necesitar de un equipo ms costoso as como de un operario conconocimientos esto aparte de que solo es aplicable en materialesferromagnticos y que se debe desplazar varias veces el campo para detectartodas las imperfecciones.

El ensayo de ultrasonido es conveniente para hallar los espesores de los

materiales como tambin para hallar fallas internas no detectadas por losanteriores ensayos aunque una de sus limitaciones sea el costo de los equiposrequeridos

5. BIBLIOGRAFA

Fundamentos de la ciencia e ingeniera de materiales William F.Smith, Javad Hashemi, trad. Gabriel Nagore Czares y Pedro


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Alejandro Gonzlez Caver - 4a ed. - Mxico D.F. McGraw-HillInteramericana 2006 - xxi, 1032p.

Ciencia e ingeniera de los materiales Donald R. Askeland,Pradeep P. Phul - 4a ed. - Mxico D.F. CENGAGE Learning2009 - 1004 p. il. 26 cm

Introduction to Nondestructive Testing: A Training Guide, SecondEdition, by Paul E. Mix- John Wiley & Sons, Inc.

Laboratorio de lquidos penetrantes Ing. Ricardo Echevarria Universidad Nacional de Comahue

informe de laboratorio 03

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