m11 03 ensayos no destructi

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Ensayos No Destructivos

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La confianza en la soldadura como sistema de uninnace, sobre todo, de la propia experiencia en la aplica-cin de este medio.No obstante, una parte de esta credibilidad tambinpuede atribuirse a un control de calidad cada da msestricto y enfocado hacia las medidas preventivas yhacia la mejora de los mtodos.En este campo han tenido una influencia muy positivalos ensayos no destructivos, con mtodos relativamentesencillos para la deteccin de las posibles imperfecciones.A lo largo de esta unidad, desarrollaremos los siguientes contenidos: Las principales caractersticas de los ensayos no destructivos. El fundamento de las tcnicas de ensayo no destructivo deempleo ms frecuente. Las principales limitaciones de los diferentes mtodos de ensayo. El campo de aplicacin y la complementariedad de los diferen-tes ensayos no destructivos.

Ensayos No Destructivos 3

Unidad Didctica Ensayos No Destructivos

Al finalizar el estudio de esta unidad, debers ser capaz de: Enumerar las principales ventajas e inconvenientes de los ensa-yos no destructivos en relacin con los destructivos. Describir el fundamento de los principales ensayos no destructivos. Enumerar las posibilidades y limitaciones de las distintas tcnicas. Describir las principales aplicaciones de los ensayos no destructi-vos en el control de calidad de las construcciones soldadas.

4 Ensayos No Destructivos

Esquema de Estudio

Tus objetivos

ENSAYOSNO DESTRUCTIVOS

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOSINSPECCIN VISUAL

CONTROL DIMENSIONAL

CONTROL RADIOGRFICOCONTROL ULTRASNICO

CONTROL MEDIANTELQUIDOS PENETRANTESCONTROL MEDIANTEPARTCULAS MAGNTICAS

APLICACIN DE LOS ENDA LA FABRICACIN SOLDADA

Comparacin con los ensayosdestructivos.

Como consecuencia de la operacin de soldeo pueden producirseimperfecciones de distintos tipos. Las faltas de homogeneidaden algunas propiedades, como la resistencia, o la resiliencia, slopueden detectarse mediante ensayos destructivos, con losconocidos inconvenientes del elevado costo y la destruccin de laspiezas objeto de ensayo.Por el contrario, las discontinuidades de tipo geomtrico, quesuponen alguna falta o exceso de material, pueden detectarse porprocedimientos cuya aplicacin no provoca ningn tipo de dete-rioro en las piezas a ensayar, razn por la que se les da el nombrede ensayos no destructivos (de forma abreviada, END).Las imperfecciones que estn en la superficie y tienen un tamaosuficiente para ser visibles, se detectan mediante el simple exa-men visual. Las que estn ocultas en el interior de la pieza, o lasque, aunque afloren a la superficie, por su tamao, no se perci-ben a simple vista, tambin pueden ponerse en evidenciamediante distintas tcnicas, que pasamos a comentar.Los ensayos no destructivos de empleo ms frecuente en la ins-peccin de obra soldada son:

La inspeccin visual. El control dimensional. Los lquidos penetrantes. Las partculas magnticas. La radiografa industrial. Los ultrasonidos.

Comparacin con los ensayos destructivosEl sealar algunas ventajas e inconvenientes de los diferentestipos de ensayo no tiene la finalidad de llegar a conclusionessobre cules son mejores o peores. Se trata, simplemente, de cen-trar el mbito normal de aplicacin de cada uno y resaltar sucomplementariedad.


Ensayos no destructivos

Entre las principales ventajas de los ensayos no destructivospodemos mencionar: No exigen la preparacin de probetas, ni siquiera de la piezaobjeto de ensayo. Como consecuencia, suelen ser bastante msbaratos que los ensayos destructivos. No producen ningn tipo de deterioro en las piezas. Salvo alguna excepcin, pueden repetirse todas las veces quesea preciso, con vistas a confirmar la validez de la indicacin.Como principales inconvenientes: Slo detectan imperfecciones de tipo geomtrico. El resultado no suele ser numrico, por lo que, en algunoscasos, est sujeto a interpretaciones subjetivas. Algunas tcnicas dan resultados difciles de interpretar. A pesar de una cierta aureola, especialmente en alguna tcnicacomo la radiografa, su capacidad de deteccin es limitada,pudiendo escaparse imperfecciones importantes.

Aunque slo permite detectar las imperfecciones que afloren alexterior y que sean perfectamente visibles, el control visual, reali-zado por personas conocedoras de la soldadura, constituye unmedio mucho ms potente de lo que puede aparentar.En realidad, la inspeccin visual comienza cuando el material llegaa los almacenes, contina a lo largo del proceso de fabricacin ytermina con la supervisin del producto acabado y listo paraexpedicin o funcionamiento.A simple vista pueden detectarse imperfecciones como: Faltas de penetracin. Excesos de material. Excesos de penetracin.


Inspeccin visual

Porosidades o inclusiones de escoria que afloren a la superficie. Mordeduras. Faltas de unin en empalmes de cordones. Proyecciones. Cebados de arco. Crteres terminales sin rellenar. Cordones de mal aspecto. Algunas grietas de tamao exagerado (normalmente, las grietasno son fciles de apreciar a simple vista aunque afloren a lasuperficie).Adems de las imperfecciones que se observen directamente, delexamen visual del aspecto del cordn puede deducirse, enmuchos casos, el nivel de calidad de la soldadura.La inspeccin visual debe aplicarse por el personal responsable,no slo al resultado de la operacin sino a todo el proceso.Por otra parte, debe preceder a cualquier otro tipo de ensayo,destructivo o no destructivo. Teniendo en cuenta el elevado costode la mayora de estas pruebas, resulta una prdida de dinero,difcilmente justificable, la realizacin de ensayos en juntas cuyafalta de calidad, perfectamente observable a simple vista, es causams que suficiente para justificar su rechazo.En algunas zonas de difcil acceso o de visibilidad reducida, puedereforzarse la visin mediante linternas, lupas, espejos, etc. (verfigura 1).

Fig. 1: Algunas herramientas para facilitar la inspeccin visual.


Lupa

Espejo de

dentista

Un inconveniente de la inspeccin visual quizs ms grave que suincapacidad para "ver" imperfecciones internas, es el riesgo deque sea muy subjetivo. Para evitarlo en lo posible, convienerealizarlo de acuerdo con una norma* o un documento estable-cido previamente, en el que se especifiquen, de forma precisa, lasimperfecciones que se consideran como motivo de rechazo.Otra limitacin radica en la dificultad para obtener un registro delensayo realizado, aunque, en algunos casos, puede lograrse atravs de fotografas.

Normalmente, el cordn de soldadura que resulta de una opera-cin de soldeo no suele ser una obra de gran precisin en lo quese refiere a medidas. No obstante, esto no quiere decir que lasmedidas no tengan ninguna importancia.En algunos casos, por no ser respetuosos con las medidas especi-ficadas en los planos de la obra se suelda mucho ms de lo nece-sario, con la consiguiente repercusin en consumos de metales deaporte, tiempos de soldeo, deformaciones, etc.En las diferentes fases de la construccin de una obra soldada esimportante comprobar algunas medidas, como puedes ver en lafigura 2.

Fig. 2: Algunas medidas importantes.


Control dimensional

Separacin

Altura

del

taln

E

s

p

e

s

o

r

g

a

r

g

a

n

t

a

c

u

e

l

l

o

Pie

Cordn

ngulos de chaflanes en las preparaciones: Un nguloexcesivo puede encarecer notablemente los costos, al obligar arellenar mucho ms. Separacin de las piezas que se van a unir: Separacionesinsuficientes pueden ser la causa de faltas de penetracin; sepa-raciones excesivas aumentan costos y deformaciones. Altura del taln: Un taln excesivo dificulta la obtencin de lapenetracin. Nivelacin de bordes en uniones a tope. Dimensiones de cordones en ngulo: Cuando se suelda enrincn hay que procurar obtener las medidas especificadas. Dela misma forma que un cordn insuficiente puede ser peligroso,por no asegurar la resistencia adecuada, no tiene ningn sen-tido soldar ms de lo necesario. En este tipo de uniones hay quefijarse en la medida que nos indican en el plano. En algunoscasos se da la base del cordn (pie), y en otros, su espesor (gar-ganta o cuello).Hay una gran variedad de plantillas y calibres que permiten reali-zar estos controles con la precisin adecuada, que nunca sermuy alta. (Ver figura 3.)

Fig. 3: Comprobacin de cordones en ngulo.


8 mm

12 mm

Galga simple

Lado insuficiente

Convexidad

aceptable

Concavidad y

garganta

insuficiente

Lado excesivo Lado excesivo

Se trata de una tcnica relativamente sencilla que permite poneren evidencia pequeas imperfecciones superficiales no observa-bles a simple vista. Condicin imprescindible para que sean detec-tables por este mtodo, es que las imperfecciones estn abiertas ala superficie de la pieza.Sea, por ejemplo, la grieta de la pieza de la figura 4(a), suficiente-mente larga y profunda como para constituir un defecto preocu-pante, pero cuya abertura es tan pequea que no se observa asimple vista. Esta situacin es la normal en el caso de grietas.Aparentemente, la superficie de la pieza no presenta ningunaanomala observable, pero el defecto est all.

Fig. 4: Control mediante lquidos penetrantes.A travs del siguiente proceso trataremos de explicar la forma deaplicacin de esta tcnica, as como su fundamento: Limpieza de la superficie que se va a examinar: de formaque, si hay alguna imperfeccin que aflore al exterior, suentrada no quede oculta por alguna suciedad. Cubierta estafase, la superficie de la pieza est limpia, pero su apariencia esla misma de antes, no presentando ninguna anomala observa-ble. [Figura 4(a).]


Control mediante lquidos penetrantes

Superficieacontrolar

grietanovisible

Aplicacindelpenetrante

mstiempodeespera

Aplicacindelrevelador

mstiempodeespera

Observacin

Eliminacindelpenetrante

Lquidopenetrante

Revelador

Indicacinde

imperfeccin

a) b) c)

d) e)

Aplicacin del lquido penetrante: sobre la superficie que seva a controlar se aplica un lquido muy fluido, capaz de penetrarpor aberturas muy estrechas. En los comienzos de la aplicacinde esta tcnica se utilizaba petrleo. Normalmente es de colorrojo y puede aplicarse en forma de spray, con brocha, porinmersin de la pieza en un recipiente que lo contenga, etc.Hay que esperar unos minutos para que tenga tiempo de infil-trarse en las posibles imperfecciones. Al final de esta fase lasuperficie de la pieza aparece pintada de rojo y las imperfeccio-nes, si las hay, estarn llenas de lquido penetrante. Tampoco seobserva ninguna anomala. [Figura 4(b).] Limpieza de la superficie coloreada: bien con un pao, omejor, con un lquido que sea capaz de eliminar el penetranteque est en la superficie, pero que tenga una viscosidad tal queno pueda entrar y limpiar las pequeas imperfecciones. Una vezlimpia, la pieza presenta el mismo aspecto que antes de iniciar elensayo. La nica diferencia estriba en que las imperfecciones, si lashay, estarn llenas de lquido penetrante. No obstante, como laabertura es muy pequea, siguen sin verse. [Figura 4(c).] Fase de revelado: se aplica sobre la superficie a controlar unasustancia muy absorbente, por ejemplo, polvos de talco. Nor-malmente se utilizan sustancias similares disueltas en un lquidoque se vierte en forma de spray. El lquido se evapora y quedasobre la superficie el revelador de color blanco. [Figura 4(d).] Observacin: transcurrido un tiempo prudencial, si hay algunaimperfeccin llena de penetrante, el lquido es absorbido por elrevelador, que lo extrae hacia la superficie, producindose unamancha rojiza en esa zona, perfectamente observable sobre elfondo blanco del revelador [figura 4(e)]. Se trata de una tcnicafcil de aplicar e interpretar, que permite la deteccin de grietasy otras imperfecciones que asomen a la superficie. Adems, nosindica la posicin exacta que ocupa la imperfeccin. La principallimitacin se encuentra precisamente en que slo puede detec-tar las que tengan comunicacin con el exterior.

Se utiliza con frecuencia en el control de los bordes de las pie-zas antes de soldar para ver si se produjeron grietas en el oxi-corte, y en el control de posibles grietas en el cordn de pene-tracin antes de proseguir la soldadura.Al final del ensayo, en el fondo y en las paredes de la grietasiempre queda algo de lquido que se reseca y no es extradopor el revelador. Si se repite el ensayo puede ocurrir que eldefecto llegue a quedar enmascarado por residuos de pene-trante y no d indicaciones en ensayos posteriores.


Los imanes crean a su alrededor campos magnticos* capacesde atraer a los materiales ferromagnticos*.El magnetismo creado por los imanes puede propagarse a travsdel aire, pero lo hace mejor a travs de los materiales ferro-magnticos. [Figuras 5 (a) y (b).]

Fig 5: Campos magnticos: en el aire (a) y en un material ferromagntico (b).Si se coloca una barra de hierro entre los dos polos de un imn, elflujo magntico circula a travs de la pieza como indica la figura6 (a).Si la pieza en cuestin presenta alguna anomala por ejemplouna grieta, el flujo magntico experimenta una distorsin en lasinmediaciones de la misma, crendose un campo de fuga que sepropaga a travs del aire. [Figura 6(b)]. Esta propiedad es la quese utiliza para detectar imperfecciones por el mtodo de las part-culas magnticas.Al apoyar los dos polos de un imn sobre la superficie a contro-lar se crea un campo magntico que circula a travs de la pieza.A continuacin se espolvorea la superficie con polvo de hierrofinamente dividido (partculas magnticas). Si hay alguna ano-mala el campo se distorsiona y provoca una acumulacin departculas que sigue la trayectoria de la imperfeccin. Es como silas partculas de hierro trataran de cubrir la falta de material quese presenta en esa zona [figura 6(c)]. Para mejorar la visin, laspartculas suelen ir coloreadas.Fig. 6Control mediante partculasmagnticas.


Control mediante partculas magnticas

N N

S S

(a) (b)

Direccin

del campo

Campo de escape

Indicacin (acumulacin de partculas

ferromagnticas)

Distorsin del campo en una discontinuidad

Formacin de las indicaciones

(menor distorsin que en (b))

Discontinuidad paralela a las lneas de

fuerza (no hay distorsin apreciable)

(a)

(b)

(c)

(d)

Mediante esta tcnica pueden detectarse imperfecciones superfi-ciales y subsuperficiales, siempre que no estn muy lejos de lasuperficie. Esto supone una mejora con relacin a los lquidospenetrantes. Como contrapartida, no detecta grietas u otrasimperfecciones que estn orientadas en la direccin del campo.Como se muestra en la figura 6(d), en este caso el campo no seve distorsionado por la presencia de la imperfeccin. No obstante,este inconveniente puede salvarse fcilmente disponiendo el imnen distintas posiciones, de forma que el campo magntico que seaplica tenga distintas direcciones.Slo es aplicable a los materiales magnticos y presenta algu-nas dificultades para el control en posiciones en las que no se sos-tengan las partculas.La magnetizacin de la pieza puede realizarse mediante imanespermanentes o, ms frecuentemente, mediante electroimanes. Enla figura 7 se muestra la aplicacin de uno de estos dispositivos,tambin llamados yugos.

Fig. 7: Utilizacin de un yugo para el control mediante partculas magnticas.En el proceso de aplicacin de esta tcnica podemos destacar lassiguientes etapas: Preparacin de la superficie, eliminando suciedades o grasasque puedan dificultar la movilidad de las partculas. Tambinhay que evitar rugosidades que puedan provocar acumulacionesde partculas y falsear los resultados. Magnetizacin de las piezas. Aplicacin de las partculas e interpretacin de los resultados. Desmagnetizacin de las piezas, con vistas a eliminar el magne-tismo remanente.


Yugo electromagntico

Campo magntico

Soldadura

Discontinuidades

Los rayos X y los rayos gamma (g) son radiaciones de la mismafamilia que la luz, pero de menor longitud de onda.Los rayos X se generan en unos aparatos, llamados tubos derayos X, que se alimentan con energa elctrica y producen estasradiaciones, mientras que los rayos gg los emiten espontnea-mente las sustancias radiactivas.Aunque los rayos X permiten obtener radiografas ms ntidas,normalmente, en las aplicaciones industriales se recurre a losrayos gamma (g). Esto se debe a razones econmicas y de facili-dad de aplicacin.En muchos casos, cuando se habla de radiografa industrial suelehablarse de rayos X sin entrar en ms matizaciones, cuando loms probable es que lo que se haya utilizado realmente hayansido rayos gamma.


ACTIVIDAD 1Enumera las principales posibilidades y limitaciones del control mediante lquidospenetrantes y mediante partculas magnticas.

Control radiogrfico

Tanto los rayos X como los rayos g ofrecen, entre otras, lassiguientes cualidades: No son visibles. Son capaces de atravesar materiales opacos a la luz: Noobstante, esta propiedad tiene sus lmites. A medida que pene-tran a travs del material, las radiaciones se van atenuando (vanperdiendo "fuerza"). Si la pieza es muy gruesa o de gran densi-dad, puede ocurrir que no sean capaces de atravesarla, salvoque se trate de radiaciones muy penetrantes. En cualquier caso,la radiacin que emerge por la cara posterior siempre es msdbil que la que incide sobre la pieza. (Ver figura 8.) Impresionan las pelculas fotogrficas, lo mismo que la luz.Las zonas de la pelcula a las que llega mucha radiacin se oscu-recen, mientras que las que no reciben radiacin permanecenms claras, como el negativo de una pelcula fotogrfica. Son peligrosas para las personas, por lo que hay que tomarmuchas precauciones en su manejo.

Fig. 8: Los rayos X y g se van atenuando con el espesor y la densidad de las piezas.En estas propiedades se basa la "observacin" del interior de lamateria mediante la utilizacin de rayos X o g.Sea la chapa de la figura 9, que presenta algunas zonas debilita-das por la presencia de imperfecciones. Para su observacin secoloca una pelcula fotogrfica debajo de la misma, protegida conuna funda de plstico para que no la vele la luz, y se aplica sobrela cara superior una radiacin de una cierta intensidad (la mismaen todos los puntos).Los rayos X van atravesando el material y emergen por la cara infe-rior con menos "fuerza". En las partes sanas la radiacin tiene queatravesar mucho material y sale muy debilitada, por lo que impre-siona poco la pelcula, que queda bastante clara en estas zonas.Sin embargo, donde est localizada la grieta, el espesor es muchomenor.

Fig. 9Fundamento de la radiografaindustrial.Ensayos No Destructivos 15

En cuanto al poro, constituye una inclusin menos densa. Comoconsecuencia, la radiacin pasa con mayor facilidad, emergiendopor la cara inferior con mayor energa. La pelcula queda muyimpresionada en estas zonas, lo que provoca su ennegrecimiento.

En la radiografa de una junta soldada, el cordn, normalmentems grueso que las piezas, aparece ms claro, destacndose nti-damente del resto. En las zonas dbiles aparecen manchas oscu-ras que muestran la imagen de la imperfeccin. Las zonas conexceso de material por ejemplo, penetraciones excesivas apare-cen ms claras en la radiografa.Aunque puede dar la sensacin de que a los rayos X no se lesescapa nada, tambin presentan sus limitaciones; existen algunasimperfecciones que, por su tamao u orientacin, no son detecta-bles por esta tcnica. En realidad, slo permite detectar dife-rencias de espesor y diferencias de densidad, siempre quesean de importancia suficiente como para provocar contrastesapreciables en la pelcula fotogrfica. As, puede haber imperfec-ciones graves que no se traducen en diferencias de espesor sensi-bles y no son detectables por la radiografa. En el ejemplo de lafigura 10, la radiografa detecta fcilmente la grieta (b), porquesupone una diferencia de espesor importante. Sin embargo, se leescapara la grieta (a), puesto que los espesores en la zona defec-tuosa y en la zona sana son prcticamente iguales.

Fig. 10: Los rayos X detectan diferencias de espesor de un cierto rango.


(a)

(b)

Radiacin

e

En resumen: En las zonas dbiles, bien por falta de material, por inclusio-nes poco densas, etc., pasa mucha radiacin, quedando lapelcula muy oscura. En las zonas ms gruesas, pasa menos radiacin, por loque la pelcula queda ms clara.

A la hora de aplicar industrialmente los rayos X y los rayos g hayque tener en cuenta el riesgo que presenta para las personas laexposicin a estas radiaciones.Si las piezas son pequeas y el taller dispone de un bnker ade-cuado, que garantice la estanquidad a las radiaciones, las piezasse llevan al bnker y all se radiografan.En caso contrario, es necesario que el radilogo trabaje en lostiempos de parada del taller cuando no haya personal, o que setomen las medidas necesarias para garantizar que no permaneceninguna persona en un radio de accin de varios metros mientrasse realiza la radiografa.La radiografa industrial se utiliza masivamente en el control finalde uniones soldadas en equipos a presin, tuberas y otros com-ponentes que exijan un nivel de calidad razonablemente alto.Dependiendo de diversos factores, puede hacerse al 100%, loque supone radiografiar la junta en toda su longitud, o mediantemuestreos en zonas especialmente crticas.


ACTIVIDAD 2Explica brevemente:

Las diferencias entre los rayos X y los rayos g. El fundamento de la radiografa industrial. Los principales inconvenientes de la radiografa industrial.

Utiliza, como medio, los ultrasonidos, ondas de la misma familiaque el sonido y, por tanto, con las siguientes propiedades: Se propagan a travs de medios materiales: aire, acero, agua, etc. Su velocidad de propagacin no es excesivamente alta, por loque, mediante aparatos suficientemente sensibles, resulta relati-vamente fcil controlar el tiempo que emplean en realizar undeterminado recorrido. Cuando en su recorrido se encuentran con alguna barrera, unaparte se refleja, dando lugar a lo que conocemos como el eco.En la figura 11, un ultrasonido se propaga a travs de una piezade acero hasta que llega al final de la misma. En este punto serefleja, producindose un eco que vuelve en sentido contrario. Enel recorrido de ida y vuelta emplear un cierto tiempo, que sepuede controlar y medir con bastante precisin.Si se repite la experiencia en una pieza similar, pero que tiene unagrieta justo en la mitad del recorrido, el ultrasonido encontraresa barrera y se producir el correspondiente eco. Ahora, el reco-rrido de ida y vuelta es mucho menor, con lo que tambin dismi-nuye el tiempo empleado en recorrerlo. La observacin de que elultrasonido vuelve antes de lo previsto nos indica la presencia deuna superficie reflectora en una zona que debiera estar sana: nosindica la presencia de una imperfeccin.En lugar de medir los tiempos con un cronmetro, el recorrido delos ultrasonidos y los correspondientes ecos se recogen en unapantalla que muestra una lnea recta y unos picos (figura 12). Elpico de la izquierda representa la entrada del ultrasonido en lapieza; el de la derecha, la llegada del eco que se refleja en la caraposterior; y la distancia a la que aparecen en la pantalla se corres-ponde con el camino recorrido.La emisin y deteccin de los ultrasonidos se realiza con unospalpadores que hacen las veces de emisor y receptor. Duranteun corto periodo de tiempo emiten ultrasonidos que se transmitena travs de la pieza. Inmediatamente, el palpador deja de emitir y sequeda a la escucha, esperando la vuelta del eco. Tanto la emisincomo el eco se recogen en forma de picos en la pantalla.Para controlar la pieza hay que recorrer con el palpador la zonaque se va a inspeccionar e ir observando lo que aparece en lapantalla. La interpretacin de los resultados no es fcil yrequiere personal experto y bien entrenado.

Fig. 11Fundamento del controlultrasnico.

Fig. 12Pantalla de un equipo decontrol ultrasnico.


Control ultrasnicoE

e

1

IMPULSO

ECO

Ultrasonido

emitido

Eco

Espacio recorrido

En la figura 13 se muestra el palpador en tres posiciones diferen-tes y las correspondientes seales en la pantalla del equipo de ins-peccin ultrasnica. En la posicin a la pieza est sana. La sealultrasnica no encuentra superficies reflectoras hasta la cara pos-terior. La pantalla muestra los picos correspondientes a la entradade la seal en la pieza y al eco de fondo relativamente separados,como corresponde al espacio 2E recorrido por el ultrasonido.

Fig. 13: Ejemplo de inspeccin ultrasnica.Cuando el palpaldor llega a la posicin b, justo encima de una grieta,la seal se refleja totalmente y slo hace el recorrido 2e1, por lo queel eco aparece en la pantalla ms cerca de la seal de entrada. En laposicin c, encima del extremo de la grieta, una parte del ultraso-nido se refleja en el defecto y otra parte llega hasta el fondo,reflejndose en la cara posterior. Esto da lugar a que en la pantallase recojan dos ecos: uno a la distancia 2e1, que corresponde aldefecto, y otro a la distancia 2E, correspondiente a la cara posterior.En la inspeccin de soldaduras suelen utilizarse unos palpadoresangulares, los cuales emiten ondas que entran en la pieza conuna cierta inclinacin. De esta forma, para controlar el cordn noes necesario pasar por encima con el palpador, lo que resultaradifcil debido a las irregularidades de la soldadura, sino que sebarre una zona lateral como se muestra en la figura 14.

Fig. 14: Zona que hay que barrer con el palpador angular, para controlar el cordn.Ensayos No Destructivos 19

PPP

(a)

(a)

(b)

(b)

(c)

(c)

2E 2e

1

2e

1

2E

E

e1

Grieta

Pieza a

inspeccionar

PA PA

Zonaabarrercon

elpalpador

En la figura 15 se muestra el palpador en tres posiciones diferen-tes y las correspondientes seales en la pantalla.Aunque pueden detectar otros tipos de imperfecciones, los ultra-sonidos constituyen la tcnica ms adecuada para la deteccin degrietas y faltas de fusin, sean externas o internas, y con cualquierorientacin. El principal inconveniente es que no dan una imagendel defecto, sino una seal que hay que interpretar.

Fig. 15: Ejemplo de aplicacin de un palpador angular.

Aunque resulta muy difcil hablar con carcter general, a conti-nuacin se citan algunos momentos y aplicaciones tpicas de losEND en el campo de la fabricacin soldada:1. Inspeccin visual:

Aplicable en todo momento y con diversas finalidades.2. Control dimensional:

En el oxicorte y preparacin de los bordes (ngulos, talones, etc.). En el armado (separaciones). En el control final de los cordones en ngulo.3. Lquidos penetrantes y partculas magnticas:

Inspeccin de los bordes despus del corte y operaciones deconformado, para ver si se gener alguna grieta en estasoperaciones. Control del cordn de penetracin, en la bsqueda de posi-bles grietas.


1 2 3

1 2 3

No hay eco

Aplicacin de los END a la fabricacin soldada

4. Radiografa: Control final de las soldaduras. Puede ser al 100% omediante muestreo de algunas zonas conflictivas. En algunos casos puede utilizarse en controles de resultadosintermedios. Se utiliza con frecuencia en las pruebas para cualificar soldadores.

5. Ultrasonidos: Recepcin de chapas para ver si traen defectos de laminacin. Control de resultados finales.

Si consideras que has concluido el estudio de esta unidad, intentaresponder a las siguientes cuestiones de autoevaluacin.


ACTIVIDAD 3Indica si las siguientes afirmaciones relativas al controlultrasnico son verdaderas o falsas:a. Los ultrasonidos son ondas de la misma naturaleza que laluz, pero de menor frecuencia.b. Los ultrasonidos se reflejan cuando encuentran alguna dis-continuidad en el medio a travs del cual se transmiten.c. Las imperfecciones que mejor se detectan con los ultraso-nidos son las que presentan grandes superficies reflecto-ras, como las grietas y las faltas de fusin.d. En la inspeccin con ultrasonidos se ve en la pantalla unaimagen fiel del defecto.

V Fo o

o o

o o

o o


1 Enumera las princi-pales ventajas einconvenientes delos END en relacincon los ensayos des-tructivos.

2 Enumera los tipos deensayos no destructi-vos de empleo fre-cuente en la inspec-cin de obra sol-dada, as comoalguna de sus aplica-ciones tpicas.

3 V Fo o

o o

o o

Indica cul de las siguientes afirmaciones te parece mscorrecta:a. Los ultrasonidos y la radiografa permiten detectar todo tipode imperfecciones geomtricas, sean externas o internas.b. Todos los ensayos no destructivos tienen algn tipo delimitacin, por lo que puede que no detecten algunasimperfecciones, bien por su tamao o por su orientacin.c. La nica limitacin que tienen los ensayos no destructivoses que no permiten detectar prdidas de resistencia. Sinembargo, no se les escapan las imperfecciones de carctergeomtrico.

Cuestiones de autoevaluacin


Lquidos penetrantes: Detectan imperfecciones que afloren a lasuperficie. No detectan imperfecciones internas. No pueden repetirsemuchas veces. Partculas magnticas: Detectan imperfecciones superficiales y sub-superficiales, siempre que, aunque no estn abiertas a la superficie,estn prximas a ella. No detectan defectos internos lejanos a la super-ficie. Slo son aplicables a materiales ferromagnticos. Presenta algu-nas dificultades en posiciones en las que no se sostengan las partculas.

ACTIVIDAD 1R Diferencias entre rayos X y rayos g: Los rayos X se producen enunos aparatos llamados tubos de rayos X, que transforman energaelctrica en radiacin. Slo funcionan cuando se les aplica corrienteelctrica. Los rayos g los emiten los istopos radiactivos. Estas sustan-cias estn emitiendo radiaciones continuamente. Fundamento de la radiografa industrial: Los rayos X puedenatravesar la materia, pero van perdiendo fuerza a medida que lavan atravesando. Adems, son capaces de impresionar las pelculasfotogrficas. Si una pieza presenta alguna zona ms dbil, pasamucha radiacin, lo que da lugar a una mancha negra en la pelcula. Limitaciones de los rayos X: Detectan diferencias de espesor odensidad. Por ejemplo, las grietas orientadas en direccin perpendi-cular a la radiacin no suponen una prdida de espesor y no sondetectadas por la radiografa.

ACTIVIDAD 2R

a. Falso: los ultrasonidos son ondas de la misma naturaleza que elsonido.b. Verdadero.c. Verdadero.d. Falso: En la pantalla se observan unas lneas que hay que interpretar.

ACTIVIDAD 3R

Respuestas a las actividades

Entre las principales ventajas de los ensayos no destructivospodemos mencionar las siguientes: Suelen ser bastante ms baratos que los ensayos destructivos. No producen ningn tipo de deterioro en las piezas. Normalmente, pueden repetirse cuantas veces sea preciso.Como principales inconvenientes: Slo detectan imperfecciones de tipo geomtrico. El resultado puede estar sujeto a interpretaciones subjetivas. Algunas tcnicas dan resultados difciles de interpretar. Su capacidad de deteccin es limitada.1. Inspeccin visual: Aplicable en todo momento y con diversasfinalidades.2. Control dimensional: En el corte y preparacin de los bordes(ngulos, talones, etc.). En el armado (separaciones). En el con-trol final de los cordones en ngulo.3. Lquidos penetrantes y partculas magnticas: Inspeccinde los bordes despus del corte y operaciones de conformado.Control del cordn de penetracin en la bsqueda de posiblesgrietas.4. Radiografa: Control final de las soldaduras. Puede ser al100% o mediante muestreo de algunas zonas conflictivas. Enalgunos casos puede utilizarse en controles de resultados inter-medios. Se utiliza con frecuencia en las pruebas para cualificarsoldadores.5. Ultrasonidos: Recepcin de chapas para ver si traen defectosde laminacin. Control de resultados finales.La respuesta ms correcta sera la b: "Todos los ensayos no des-tructivos tienen algn tipo de limitacin, por lo que puede que nodetecten algunas imperfecciones, bien por razn de su tamao, ode su orientacin."


Respuestas a las cuestiones de autoevaluacin

3

2

1

Ensayosno destructivos

Ventajas einconvenientes

Inspeccin visual

Control dimensionalLquidos penetrantes

Las discontinuidades de tipo geomtrico pueden detectarsepor procedimientos cuya aplicacin no provoca ningn tipo dedeterioro en las piezas a ensayar, razn por la que se les da elnombre de ensayos no destructivos (de forma abreviada END).Los END de uso ms frecuente en la inspeccin de soldeo son: La inspeccin visual. El control dimensional. Los lquidos penetrantes. Las partculas magnticas. La radiografa industrial. Los ultrasonidos.Entre las principales ventajas de los ensayos no destructivospodemos mencionar: Suelen ser bastante ms baratos que los ensayos destructivos. No producen ningn tipo de deterioro en las piezas. Normalmente, pueden repetirse cuantas veces sea preciso.Como principales inconvenientes: Slo detectan imperfecciones de tipo geomtrico. El resultado puede estar sujeto a interpretaciones subjetivas. Algunas tcnicas dan resultados difciles de interpretar. Su capacidad de deteccin es limitada. Es aplicable en todo momento y con diversas finalidades. Debe preceder a cualquier otro tipo de ensayo, destructivo o nodestructivo. En el corte y preparacin de los bordes (ngulos, talones, etc.). En el armado (separaciones). En el control final de los cordones en ngulo. Permiten detectar pequeas imperfecciones superficiales noobservables a simple vista, siempre que estn abiertas a lasuperficie de la pieza. Inspeccin de los bordes despus del corte y operaciones deconformado.


Resumen de Unidad

Control del cordn de penetracin en la bsqueda de posiblesgrietas. Tambin es utilizado en la inspeccin final. Mediante esta tcnica pueden detectarse imperfecciones super-ficiales y subsuperficiales, siempre que no estn muy lejos de lasuperficie. Slo es aplicable a los materiales magnticos, y ofrece algunasdificultades para el control en posiciones fuera de la horizontal. Su campo de aplicacin es similar al de los lquidos penetrantes. Los rayos X y los rayos gamma (gg) son radiaciones de lamisma familia que la luz, pero capaces de atravesar mate-riales opacos. Esta cualidad los hace tiles para detectarimperfecciones geomtricas en el interior de las piezas. La principal aplicacin se encuentra en la inspeccin final de lassoldaduras. Puede ser al 100%, o mediante muestreo de algu-nas zonas conflictivas. Tambin puede utilizarse en controles de resultados intermedios. Se utiliza con frecuencia en las pruebas para cualificar a solda-dores. Son unas ondas de la misma familia que el sonido, capaces depropagarse a travs de los materiales. Cuando en su recorridose encuentran con alguna barrera, una parte se refleja dandolugar a lo que conocemos como el eco. Para controlar la pieza hay que recorrer con el palpador la zonaa inspeccionar e ir observando lo que aparece en la pantalla. Lainterpretacin de los resultados no es fcil y requiere personalexperto y bien entrenado. Aunque pueden detectar otros tipos de imperfecciones, los ultra-sonidos constituyen la tcnica ms adecuada para la deteccin degrietas y faltas de fusin, sean externas o internas y con cual-quier orientacin. El principal inconveniente es que no dan unaimagen del defecto, sino una seal que hay que interpretar. Recepcin de chapas, para ver si traen defectos de laminacin. Control de resultados finales.

Partculas magnticas

Radiografa

Ultrasonidos



Notas

VocabularioCampo magntico: regin del espacio en la que se dejan sentir los efectos de un imn.Ferromagntico: material que es atrado por el imn. Por ejemplo, el hierro y los acerosordinarios. Por el contrario, no son ferromagnticos los aceros inoxidables de empleo msfrecuente (los austenticos).Norma: En el campo industrial se le da este nombre a un documento que ofrece reco-mendaciones sobre cmo resolver o interpretar en determinadas situaciones. Suelebasarse, fundamentalmente, en la experiencia acumulada.

m11 03 ensayos no destructi

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