procesos de inspección en la aviación

INST ITUTO POLITÉCNICO

NACIONAL

E S C U E L A S U P E R I O R D E I N G E N I E R Í A M E C Á N I C A Y E L É C T R I C A

UNIDAD PROFESIONAL TICOMAN Libro de consulta y de apoyo al proceso de Enseñanza Aprendizaje de la Ingeniería Aeronáutica PROCESOS DE INSPECCIÓN EN LA AVIACIÓN MBA Marcos Fragoso Mosqueda 2003

ÍÍnnddiiccee Introducción ...........................................................................................................................................i I Concepto general en aviación de Inspecciones requeridas ............................................ 1

I .1 Inspecciones requeridas .......................................................................................... 1 I .2 L ista de Ver i f icación (Check L ist) ........................................................................ 2 I.3 Registro de operación de la aeronave (Aircraft logs) ............................. 5 I .4 Inspecciones especiales .......................................................................................... 5

II Publicaciones aeronáuticas ..................................................................................................... 7 I I .1 Manuales más ut i l izados en los procesos de inspección .................... 7

III Directivas de Aeronavegabilidad (ADs) ............................................................................ 9 I I I .1 Especif icaciones ATA 100. ................................................................................ 11

IV Metrología y equipos de medición................................................................................... 18 IV.1 Equipos de medición ut i l i zados en las aeronaves ................................ 19

IV.1.1 Torquímetro o llave de torsión .......................................................................... 19 IV.1.2 Tensiómetros ........................................................................................................ 22 IV.1.3 Calibrador, vernier o pie de rey....................................................................... 23 IV.1.4 Micrómetro o Palmer ......................................................................................... 26 IV.1.5 Mediciones con el micrómetro ........................................................................ 27 IV.1.6 Medidor de profundidad .................................................................................. 28

V Métodos de inspección........................................................................................................... 29 V.1 Inspección v isual ................................................................................................... 29

V.1.1 Inspección boroscópica ................................................................................... 29 V.2 Inspección de l íquidos penetrantes ............................................................ 31 V.3 Inspección de Part ículas Magnéticas Inspección electromagnética ................................................................................................................... 34

V.3.1 Método de magnetización .............................................................................. 39 V.3.1.1 Identificación de indicaciones.................................................................... 40

V.3.2 Inspección de magnaglo ................................................................................. 42 V.3.3 Equipo de magnetización - Magnaflux.......................................................... 43 V.3.4 Desmagnetización ............................................................................................. 47

V.4 Bases generales de las inspecciones de corr ientes parás itas , u l t rasónicas y rayos X ........................................................................................................... 49

V.4.1 Inspección de corrientes parásitas (Eddy Currrent Testing) ........................ 49 V.4.2 Inspección ultrasónica ...................................................................................... 51

V.4.2.1 Discontinuidades detectadas ..................................................................... 52 V.4.2.2 Principio teórico ............................................................................................ 52 V.4.2.3 Eco pulsaciones. (Pulso- Eco) de detección de defectos o fisuras....... 53 V.4.2.4 Sistema de resonancia.................................................................................. 56

V.4.3 Inspecciones Radiográficas y Gammagráficas............................................ 60 V.4.4 Características de las radiaciones “X” y “Gamma” .................................... 61 V.4.5 Rayos “X” ............................................................................................................. 64 V.4.6 Ionización............................................................................................................. 66

VI Radiación Interna................................................................................................................. 68 VI.1.1 Isótopos Radiactivos - Rayos Gamma............................................................ 70

VI.1.1.2 Vida media..................................................................................................... 71 VII Claves de pruebas no destructivas PND (NDT por sus siglas en inglés)....................... 83 BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................................... 84 Anexo 1. Aplicaciones de inspección visual en verificaciones de soldaduras....................... 85 Anexo 2. Impacto de la corrosión de las aeronaves en las inspecciones visuales................ 86 Anexo 2. Impacto de la corrosión de las aeronaves en las inspecciones visuales................ 87 Anexo 3. Verificación por daños de polvo, arena o cenizas volcánicas ................................ 90

ÍÍnnddiiccee ddee GGrrááffiiccaass yy FFiigguurraass Página Gráficas 4.1 Linealidad de un instrumento 18 4.2 Ejemplo de escala 25 5.I Penetración, absorción, ionización e impresión en la película 63 5.II Grafica de Iridio 192 80 Figuras 4.1 Tolerancia 18 4.2 Momento 20 4.3 Torquímetros 21 4.4 Distancia entre el cuerpo y el punto de aplicación de la fuerza 21 4.5 Extensión colocada en forma colineal 22 4.6 Calibrador, vernier o pie de rey 24 4.7 Partes del Vernier 24 4.8 Medición con el Vernier 25 4.9 Partes del Micrómetro 26 4.10 Ejemplos de lecturas del Micrómetro 27 4.11 Mediciones de profundidad 28 5.1 Inspección boroscópica 30 5.2 Tipos de defectos 32 5.3 a Preparación de la superficie y aplicación del penetrante 33 b Remoción del penetrante y aplicación del revelador 33 c Inspección final en detección visual del color contrastante y fluorescente 34 5.4 a Fuga de flujo magnético formando discontinuidad transversal 35 b Fuga de flujo magnético formando discontinuidad longitudinal 35 5.5 Efectos de magnetización para localización de defectos 36 5.6 Magnetización circular de un cigüeñal 37 5.7 Magnetización circular de un perno pistón con barra conductora 37 5.8 Magnetización longitudinal de un cigüeñal con el método del solenoide 38 5.9 Magnetización longitudinal de una pala de hélice por método de cable o

bobina 38

5.10 Rotura por fatiga de los soportes de sujeción de un tren de aterrizaje 40 5.11 Roturas por tratamiento de calor en la pared del barril de un cilindro 41 5.12 Unidad de magnetización fija de propósitos generales magnaflux 44 5.13 Equipo electromagnético portátil de propósitos generales 45 5.14 Instrumento indicador de campo magnético 48 5.15 Circuito de inspección de corrientes parásitas (C.E.) 50 5.16 Descripción de verificación con corrientes parásitas o inducidas (C.E.) 51 5.17 Movimientos oscilatorios de partículas de material 53 5.18 Diagrama de un sistema básico de pulso-eco 54

5.19 Osciloscopio mostrando la proporción de la localización de la fisura odefecto

54

5.20 Operación del reflectoscopio para verificación de haz recto 55 5.21 Operación de reflectoscopio en una verificación de haz en ángulo 56 5.22 Condiciones de resonancia ultrasónica en una placa de metal 57 5.23 Diagrama de bloques del sistema de medición de espesores por

resonancia 58

5.24 Aplicación de inspección ultrasónica con equipo de ESIME Ticomán utilizando sensores de cuarzo y patrón estándar de espesores

59

5.25 Aplicación de inspección ultrasónica con equipo de ESIME Ticománutilizando sistema dual de cableado y patrón de referencia deprofundidad de patrones de prueba.

59

5.26 Inspección radiográfica o gammagráfica para detección dediscontinuidades

60

5.27 Espectro de ondas electromagnéticas 62 5.28 Fuente de electrones 65 5.29 Efectos de los rayos X cediendo energía a los átomos por ionización 66/67 5.30 Distorsión de la imagen radiografiada 68 5.31 Radiación dispersa lateral 69 5.32 Radiación trasera 69 5.33 Curva de decaimiento 71 5.34 Parámetros de exposición y medición de seguridad 72 5.35 Exposímetro mr/hr 74 5.36 Límite de área de radiación 74 5.37 a Diagramas de exposición 75 b Diagramas de exposición 75 5.38 Penetrómetro 77 5.39 Tablero de control X-IT 82 5.40 Emisor de rayos X y equipo de enfriamiento 82 5.41 Ejemplos de soldadura correcta e incorrecta 85 5.42 Dimensionamiento de acabado de unión de soldaduras 86 5.43 Formación de corrosión en el aluminio 87

I P N Procesos de inspección en la aviación ESIME Ticomán Vinculación Académica – Sector Productivo Aeronáutico

Laboratorio de Ensaye de. Materiales - i -

IInnttrroodduucccciióónn

Las aplicaciones de las diferentes asignaturas que comprenden la carrera de Ingeniería Aeronáutica son el complemento ideal para que el ingeniero egresado de ESIME Ticomán direccione sus estudios al sector productivo y lo referente a los procesos de inspección aunque se contemplan en las asignaturas de tecnología, aerodinámica, operaciones, mantenimiento y su administración; normalmente se dan de forma aislada y este libro de consulta trata de un compendio de los requerimientos que se tienen en la industria aeronáutica para disponer del conocimiento de los procesos de inspección en la aviación. Abarcando temas como los siguientes:

I. Conceptos Generales de Inspección, en este tema se explican los principales requerimientos aeronáuticos a nivel autoridad nacional e internacional así como los derivados del fabricante de las aeronaves y sus componentes destacando principalmente su registro para el control de los programas de mantenimiento y de la incorporación de las inspecciones especiales y técnicas a utilizar.

II y III. Publicaciones aeronáuticas y directivas de aeronavegabilidad. Fabricantes, autoridades y proveedores deben normarse a los estándares nacionales e internacionales que se establezcan en la industria aérea, por lo que se deberá contar con manuales y procedimientos estándar para llevar a efecto la ingeniería y el mantenimiento de las empresas aéreas, siendo relevante lo referente a las directivas de aeronavegabilidad ya que señala la prioridad tecnológica para modificar una aeronave o sus componentes, que de afectar la operación de las mismas esta se deberá ejecutar de manera inmediata.

IV. Metrología y equipos de medición. Identificar los procedimientos científicos de medición que deberán realizarse en las aeronaves y sus componentes como la utilización de conceptos de momento para medir el torque de apriete de las sujeciones principales de los trenes de aterrizaje, motores, o ensambles de las superficies principales de la aeronave y mediciones metrológicas de los ensambles, componentes y partes principales de la aeronave, sus motores y componentes.

V. Métodos de inspección, donde se describen las principales técnicas que deben de utilizarse en la verificación de las aeronaves desde la simple inspección visual utilizando ayudas visuales como espejos, lentes, boróscopios, líquidos penetrantes, fosforescentes y fluorescentes para determinar daños estructurales que resaltan a la vista y a sus apoyos indicados; así también se da un panorama completo de las técnicas de inspección de pruebas no destructivas siendo parte fundamental las inspecciones visuales y base para las inspecciones electromagnéticas utilizando dispositivos fijos y portátiles aplicando corriente de magnetización entre 600 y 1200 amperes para magnetizar una pieza aeronáutica e inspeccionarla, determinando cualquier fisura superficial y sub- superficial, empleando líquidos fluorescentes de polvo magnético y relevadores para revelar


las fisuras. En el orden que se esta indicando se va haciendo más profunda la verificación de los daños estructurales en la aeronave, siendo importantes también las inspecciones de corrientes parásitas, de ultrasonido y radiográficas con base en los fundamentos de formación de campos magnéticos remanentes, efectos de choque de ondas de ultrasonido y emisión de rayos X y gamma para verificar los daños en los materiales utilizados para la construcción, diseño, armado, reparación y modificación de las aeronaves, motores y sus componentes.

Este libro de consulta espera, aprovechando los recursos disponibles en la Unidad Profesional Ticomán continuar con la mejora de la enseñanza y aprendizaje aeronáutico utilizando el principio de ensayo y prueba que lleve a efecto directamente el participante de la carrera de Ingeniería Aeronáutica y los egresados dispongan de mayores fortalezas para su utilización en el sector productivo aeronáutico.

Laboratorio de Ensaye de. Materiales - ii -


Laboratorio de Ensaye de. Materiales - 1 -

II Concepto general en aviación de Inspecciones requeridas

Concepto general en aviación deInspecciones requeridas

Las inspecciones son verificaciones visuales y manuales para determinar la condición de la aeronave y sus componentes. Una inspección de aeronave puede abarcar desde una casual caminando alrededor de la aeronave a una inspección detallada incluyendo desarmado completo y uso de ayudas de inspección compleja.

Un sistema de inspección consiste de varios procesos, incluyendo:

1. Reportes hechos por el técnico de aviación, por el piloto o por la tripulación de vuelo de una aeronave.

2. Inspecciones regulares programados de una aeronave.

Con base a lo anterior. Un sistema de inspección es diseñado para mantener las aeronaves en la mejor condición posible. Inspecciones repetitivas y especiales deben estar consideradas en la realización de un buen programa de mantenimiento. Inspecciones riesgos e irregularidades resultaran invariablemente en una deterioración gradual y efectiva de una aeronave. El tiempo que eventualmente deben utilizarse para reparar una aeronave frecuentemente se abusa del tiempo total más que cualquier tiempo moderado para apresurar el mantenimiento e inspecciones de rutina.

Ha sido comprobado que el mantenimiento preventivo e inspecciones programadas regularmente aseguran la aeronavegabilidad de la aeronave. Fallas operacionales y mal funcionamiento del equipo son apreciablemente reducidas si el desgaste excesivo o defectos menores son detectados y corregidos oportunamente, la importancia de las inspecciones y uso adecuado de registros concernientes a estas inspecciones no puede ser desfasado.

Las inspecciones del planeador y motor pueden abarcar desde inspecciones de prevuelo a detalladas. Los tiempos de intervalo para los periodos de inspección varían con los modelos de patrón de aeronave y los tipos de operación que estén siendo conducidos. Las instrucciones del fabricante del planeador y motor deben ser consultadas cuando se establezcan los intervalos de inspección.

La aeronave puede ser inspeccionada usando horas de vuelo como una base numérica o alfanumérica para determinar su aplicación y/o utilizando un sistema calendario de inspección. Bajo este sistema, la inspección apropiada es ejecutada en la expiración de un número específico de semanas calendario. Este sistema es eficiente desde una administración de base de mantenimiento. El reemplazo programado de componentes con base a limitación de operación por las horas de vuelo, se logra normalmente durante la expiración del calendario de inspección más cercano a la limitación de horas de vuelo.

En algunas instancias, una limitación por horas de vuelo se establece para limitar el número de horas que pueden ser voladas durante el intervalo de calendario.

Las aeronaves operando bajo el sistema de horas de vuelo son inspeccionadas cuando un número específico de horas voladas que son acumulados. Los componentes con limitaciones de operación establecidas en horas son normalmente reemplazados durante la inspección que estén lo más cerca de la limitación por horas recomendadas por el fabricante y normados por la autoridad aeronáutica.

I.1 Inspecciones requeridas Las regulaciones de la aviación federal (FAR, Federal Aviation Regulations)

proporcionan para la inspección de todas las aeronaves civiles a intervalos específicos


dependiendo generalmente sobre el tipo de operaciones con el cual están comprometidos, para el propósito de determinar su condición general. Algunas aeronaves deben ser inspeccionadas al menos una vez cada 12 meses calendario, mientras para otras aeronaves deben inspeccionarse cada 100 horas de vuelo. En otros casos una aeronave puede ser inspeccionada de acuerdo con un sistema de inspección para proveer una inspección total sobre un periodo de calendario o de tiempo de vuelo. En orden para determinar los requerimientos de inspección específica y sus reglas para la ejecución de las inspecciones, deberán referenciarse a los FARs que prescriben los requerimientos para la inspección y mantenimiento de aeronaves en varios tipos de operaciones técnicas de inspección.

Antes de iniciar una inspección, estar seguros que todas las placas, puertas de acceso, fuselados y Barquillas (Cowlings) hayan sido removidas y/o abiertas y la estructura limpiada, cuando se estén abriendo y antes de limpiar el área tomar nota de cualquier evidencia de líquido que reflejen alguna fuga de combustible, hidráulico, agua, neumático y aceite.

I.2 Lista de Verificación (Check List) Invariablemente se debe utilizar una lista de verificación cuando se este

efectuando una inspección, la cual puede ser de su propio diseño o la proporcionada por el fabricante del equipo que este siendo inspeccionada o una obtenida de alguna otra fuente. La lista de verificación debe incluir lo siguiente:

1. Fuselaje y su casco de piel

a. Estructura de fabricación y piel. Por deterioración, distorsión, otra evidencia de falla y defectos o sujeciones inseguras de fijaciones.

b. Sistemas y componentes. Por instalación correcta, defectos aparentes y operación satisfactoria.

c. Checar por condición. Fundas de bolsas de combustible, tanques de lastre y partes relacionadas.

2. Grupo de cabina de pasajeros y de pilotos

a. Generalmente. Por limpieza y equipo semifijo que deba estar asegurada.

b. Asientos y cinturones de seguridad. Por condición y seguridad.

c. Ventanillas y parabrisas. Por deterioración (de laminación, burbujas, etc.) y ruptura.

d. Instrumentos. Por condición, montaje, marcación y por operación correcta (donde sea práctico)

e. Controles de vuelo y motor. Por instalación y operación correcta.

f. Baterías. Por instalación correcta y carga.

g. Todos los sistemas. Por instalación correcta, condición, general, defectos aparentes y seguridad de sujeción.

3. Grupo de motor y barquilla

a. Sección de motor. Por evidencia visual de fugas excesivas de aceite, combustible hidráulico y neumático así como el origen de las mismas.

b. Tuercas y birlos. Por torque adecuado y defectos obvios.



c. Motor de combustión interna. Por compresión de los cilindros y partículas metálicas o materias extrañas en las mallas de los filtros y en los tapones de drenado de los resumideros. Si la compresión de los cilindros es débil, revisar por condición y tolerancia de la parte interna del motor.

d. Motor de reacción. Por condición y defectos obvios la toma de entrada, primer paso del FAN, barquillas derecha e izquierda (según tipo de motor) salida de escape y último paso de la turbina de baja, por daños por objetos extraños (FOD) visualmente y con boroscopio el compresor de baja y alta, cámara de combustión, turbina de alta y baja y por partículas magnéticas o materia extraña en los filtros principales de aceite y combustible y en los detectores magnéticos de cada motor (según fabricante).

e. Pilón y montantes de motor. Por roturas, montantes flojos y sujeción al pilón floja.

f. Amortiguadores de vibración flexibles. Por condición y deterioro.

g. Controles del motor. Por defectos y seguridad adecuada de la carrera de los cables de control.

h. Líneas, mangueras y abrazaderas. Por condición, fugas y aflojamiento..

i. Ductos y/o tubos de escape. Por roturas, defectos y sujeciones correctas.

j. Accesorios. Por defectos aparentes en seguridad de montaje.

k. Todos los sistemas. Por instalación correcta, condición general, defectos y sujeción segura.

l. Barquillas. Por roturas y defectos evidentes.

m. Corrida de motores en tierra y verificación funcional de todos los controles.

4. Grupo del tren de aterrizaje

a. Todas las unidades del tren. Por condición y seguridad de fijación.

b. Amortiguadores de vibración. Por nivel correcto del servicio oleo neumático.

c. Uniones, barras de carga y miembros estructurales. Por desgaste o uso indebido, fatiga y distorsión.

d. Mecanismo de retracción y aseguramiento. Por operación correcta.

e. Líneas hidráulicas. Por fugas y deterioro evidente.

f. Sistema eléctrico. Por rozamiento de líneas y fijación correcta de componentes eléctricos y por operación correcta de ruptores e interruptores.

g. Mazas. Por defectos y roturas y por condición de baleros.

h. Llantas. Por desgaste y cortaduras provocadas por algún objeto extraño.

i. Frenos. Por ajuste correcto y condición de balatas o discos de carbón o acero y por fugas de hidráulico.



j. Patines y flotadores. Por seguridad de sujeción y por defectos obvios.

5. Ala y sección central

a. Todos los componentes. Por condición y seguridad.

b. Estructura y piel. Por deterioro, distorsión u otras evidencias de falla y por seguridad de sujeción.

c. Estructura interna (Largueros, costillas o miembros de compresión)

d. Superficies móviles. Por daños o defectos obvios, fabricación inadecuada, sujeción de la piel incorrecta y por carreras correctas de las superficies de control (aletas, alerones, slats, spoilers). En el caso de aeronaves de ala rotativa palas de rotor de cola y rotor principal.

e. Mecanismo de control. Por libertad de movimiento, alineación y seguridad correctas.

f. Cables de control. Por tensión correcta, deshilamiento , desgaste y ruta correcta a través de poleas y guías de cables de control (Fairleads)

g. Electro mecanismos por alineación, seguridad y operación correcta (señales de alerta)

6. Grupo del empenaje

a. Superficies fijas. Por daños o defectos obvios, sujetadores flojos y seguridad de sujeción.

b. Superficies de control móviles. Por daños o defectos obvios, sujetadores y estructura floja o distorsión de la piel.

c. Estructura o piel. Por absorción, rajaduras, cortes o cualquier otro defecto por distorsión y deterioro.

7. Grupo propulsor

a. Ensamble propulsor. Por roturas, melladuras, retrabajos y por fugas de aceite.

b. Pernos y/o birlos. Por seguridad y correcto torque.

c. Dispositivos de antihielo. Por operación correcta y daños obvios.

d. Mecanismos de control. Por operación correcta, montaje seguro y carrera de control correcta.

8. Grupo de comunicación y navegación

a. Equipo electrónico y de radio. Por instalación correcta y montaje seguro.

b. Cableados y conductos. Por ruteo correcto, montaje seguro y daños obvios.

c. Blindajes y dobleces (codos). Por instalación y condición correcta.

d. Antenas. Por condición, montaje seguro e instalación correcta.

9. Misceláneos

a. Equipo de emergencia y primeros auxilios. Por condición general y resguardo correcto.



b. Paracaídas, lanchas salvavidas, toboganes, bocinas, etc. (equipo semifijo). Inspeccionar de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

c. Sistemas de autopiloto. Por condición general, seguridad de sujeción y operación correcta (referenciarse a la lista de equipo mínimo del manual de operación del fabricante.

I.3 Registro de operación de la aeronave (Aircraft logs)

La FAA utiliza el término “Aircraft Logs” para referirse a la bitácora de la aeronave donde deberá anotarse todo lo concerniente a la operación de la aeronave y todos los registros suplementarios, esto proporciona la historia del mantenimiento y su operación, control de los programas de mantenimiento, y los datos para el tiempo de reemplazo de los componentes y accesorios de la aeronave.

El corolario de esto es: La bitácora de la aeronave es el registro en el cual todos los daros concernientes a la aeronave son anotados quedando debidamente registrados y considerados como información principal para determinar la condición de la aeronave, datos de inspección, tiempo del planeador y de los motores. Refleja la historia de todos los eventos que ocurren a la aeronave, sus componentes y accesorios. Y contiene un lugar para indicar el cumplimiento con las directivas de aeronavegabilidad de FAA y los boletines de servicio del fabricante.

I.4 Inspecciones especiales Durante la vida útil de una aeronave, ocasionalmente puede afectarse cuando los

aterrizajes son realizados en una condición de sobrepeso o parte del vuelo se realiza a través de severa turbulencia y /o también son experimentados aterrizajes bruscos.

Cuando estas situaciones se presentan, procedimientos de inspección especial deben llevarse a cabo para determinar si algún daño ha ocurrido en la estructura de la aeronave. Los procedimientos que a continuación se mencionaran son de carácter general para ser entendidos y efectuados por el técnico supervisor y/o técnico de aviación donde se mencionan las áreas a ser inspeccionadas aunque no están todos incluidas; Por lo que cuando se ejecute alguna de estas inspecciones especiales, siempre deberán de seguir las instrucciones de los procedimientos detallados en el manual de mantenimiento de la aeronave.

Inspecciones por aterrizaje brusco o con sobrepeso

El esfuerzo estructural inducido por un aterrizaje depende no solamente del peso bruto al momento del contacto sino también de la severidad del impacto. Sin embargo por la dificultad para estimar la velocidad vertical al momento del contacto es difícil juzgar si ha sido o no un aterrizaje lo suficientemente severo para provocar un daño. Por ésta razón debe ser efectuada una inspección especial después que el aterrizaje se realiza a un peso conocido para exceder el peso de diseño de aterrizaje o después de un aterrizaje brusco o forzoso, aunque la aeronave no haya excedido este peso de diseño.

Arrugamiento u ondulación de la piel de ala es el signo más fácilmente detectado de una carga excesiva que ha sido experimentada durante un aterrizaje. Otra indicación fácilmente detectable son las fugas de combustible a lo largo de los ribetes remachados (hileras de remaches). Otra posible localización de daños son las almas de los largueros y costillas, mamparas, piel de las barquillas y sus sujeciones, piel del tapa fuego y refuerzos del ala y el fuselaje.



Si ninguna de estas áreas muestra efectos adversos, es razonable suponer que no han ocurrido daños severos. Si algún daño es detectado, una inspección más extensa y verificación de alineamiento puede ser necesaria.

Inspección por turbulencia severa

Cuando una aeronave encuentra una condición de ráfaga de aire y la carga de aire sobre las alas exceda a la carga alar normal que soporta el peso de la aeronave, la ráfaga tiende a acelerar la aeronave, mientras su inercia actúa para resistir este cambio. Si la combinación de la velocidad de la ráfaga y del aire es demasiado severa el esfuerzo inducido puede causar daño estructural.

Una inspección especial debe ser efectuada después de un vuelo a través de turbulencia severa. Principal énfasis se debe tener en la inspección de las superficies inferior y superior del ala por excesivo arrugamiento y ondulamiento permanente en la piel. Donde haya ocurrido esta condición remover algunos remaches y examinar o donde haya tenido una alta concentración de carga al corte.

Inspeccionar todas las líneas de los largueros y cuadernas del fuselaje a las puntas del ala, a través de los registros de inspección y otras aperturas accesibles. Verificar por ondulamiento, arrugamiento y sujeciones rotas. El ondulamiento se presenta en áreas alrededor de las barquillas y en la piel de las mismas y particularmente en los bordes de ataque del ala. Verificar por fugas de combustible, cualquier dimensión de fuga es indicación que un área pudo haber recibido sobrecargas que hayan dañado el sellante y abierto las uniones de estructuras.

Si el tren de aterrizaje fue retractado durante un periodo de severa turbulencia, inspeccionar las superficies periféricas al tren cuidadosamente por remaches flojos, rotura u ondulamiento. En el interior del foso del tren de aterrizaje puede haber mayor indicación de condiciones de ráfaga excesiva.

Inspeccionar la piel inferior y superior del fuselaje, un excesivo momento de flexión puede haber dejado arrugas o pliegues en algunas de éstas áreas.

Inspeccionar la superficie del empenaje por arrugamiento, ondulamiento o sujeciones rotas principalmente el área de sujeción del empenaje al fuselaje y del estabilizador horizontal al vertical.

Las inspecciones arriba indicadas cubren las áreas críticas, si un excesivo daño se observa en cualquiera de las áreas mencionadas “la inspección debe ser continuada hasta que todo el daño sea detectado”.




IIII Publicaciones aeronáuticas Publicaciones aeronáuticas

II.1 Manuales más utilizados en los procesos de inspección

Son las fuentes de información para guiar a los inspectores, supervisores y técnicos de aviación en la operación y mantenimiento de la aeronave y su equipamiento respectivo. La utilización correcta de estas guías, serán de gran ayuda para eficientarlas. Esto incluye manuales y boletines de servicio del fabricante, catálogos y así también las regulaciones de FAA, como las directivas de aeronavegabilidad, circulares de aviso y especificaciones de la aeronave, motor, grupo propulsor, componentes y accesorios respectivos.

Boletines de servicio. Son uno de los varios tipos de publicaciones emitidos por los fabricantes del planeador, motor y componentes de la aeronave que puede incluir:

1. El depósito de la emisión de la publicación;

2. El nombre del planeador o componente aplicable;

3. Instrucciones detalladas para el servicio, ajuste, modificación o inspección y origen de partes si son requeridas, y

4. El número estimado de horas hombre requeridas para lograr un trabajo.

Manual de mantenimiento de la aeronave proporcionado por el fabricante contiene

Instrucciones completas para el mantenimiento de todos los sistemas y componentes instalados en la aeronave. Además contiene información para el técnico de aviación quien normalmente trabaja con las unidades, ensambles y sistemas estando instaladas en la aeronave y que no están en reparación mayor.

Un manual de mantenimiento de la aeronave típico contiene:

1. Descripción de los sistemas, tales como combustible, controles de vuelo, eléctrico, hidráulico, etc.

2. Instrucciones de lubricación ubicando la frecuencia y los líquidos y lubricantes a ser usados en los diversos sistemas que así lo requieren.

3. Cargas de presión y eléctricas aplicables en los diversos sistemas que así lo requieren.

4. Tolerancias y ajustes necesarios para que opere correctamente la aeronave.

5. Métodos de nivelación, levantamiento y remolque de la aeronave.

6. Métodos de balance de superficies de control.

7. Identificación de estructuras primarias y secundarias.

8. Frecuencia y extensión de inspecciones necesarias para la operación adecuada de la aeronave.

9. Métodos de recopilación especiales aplicables a la aeronave.

10. Técnicas de inspección especiales que requieren inspecciones de rayos x, ultrasonidos, corrientes parásitas, partículas magnéticas de líquidos penetrantes y /o boroscópicas.

11. Relación de herramientas especiales.


Manual de reparación mayor o de overhaul. Este manual del fabricante contiene breve información descriptiva y detallada con instrucciones paso a paso cubriendo el trabajo que normalmente se ejecutan en una unidad o parte removida de la aeronave. Partes sencillas tales como interruptores y relevadores no son cubiertos por este manual ya que su reparación no es económica.

Manual de reparaciones estructurales. Este manual contiene información e instrucciones específicas del fabricante para reparación de estructuras primarias y secundarias. Piel típica, mampara y armazones, costillas y reparaciones de largueros son cubiertas en este manual. También son incluidas sustituciones de material y sujetadores y técnicas especiales de reparación.

Manual de mantenimiento de componentes. Este manual contiene información de los procedimientos de limpieza, desarmado, inspección, ajustes reglajes y pruebas de las partes y componentes de la aeronave y sus motores.

Manual de esquemáticos. Este manual contiene los diagramas esquemáticos de los sistemas ATA, y los principales acrónimos de cada sistema,

Manual de cableado eléctrico. Este manual describe los diagramas eléctricos de cada sistema ATA.

Catálogo de partes ilustradas (I.P.C.) presenta en partes la estructura del componente y el equipo en secuencia de desarmado, también son incluidas vistas expandidas o ilustraciones en corte para todas las partes y equipo manufacturado por el fabricante de la aeronave y de los componentes.

En cada uno de los manuales mencionados en párrafos anteriores se considera la efectividad y aplicabilidad de las aeronaves, índice de contenido, acrónimos más utilizados en cada sistema y procedimiento de cómo leer cada manual.

Regulaciones de la aviación federal (FAR). Fueron establecidas por ley para proporcionar seguridad y conducción ordenada de las operaciones de vuelo y para prescribir los privilegios y limitaciones del hombre del aire. Un conocimiento de los FAR’s es necesario durante la ejecución del mantenimiento, ya que todo trabajo realizado a la aeronave debe cumplir con lo previsto por los FAR.

Regulaciones de la comunidad Europea EASA, anteriormente llamadas (JAR). Fueron establecidas al igual que los FAR hasta antes de 1997 pero actualmente además de estas prescripciones se le esta dando especial importancia a la seguridad aeroespacial y se esta reconfigurando los JAR.

Anexos de la OACI. Recomendaciones civiles para la seguridad operación y navegación de las aeronaves, aeropuertos y facilitaciones para llevarlo a efecto.




IIIIII Directivas de Aeronavegabilidad (ADs) Directivas de Aeronavegabilidad (ADs)

Una función primaria de seguridad de la administración de la Aviación Federal es requerir la correlación de condiciones existentes que afecten la normalidad del desarrollo en otros productos del mismo diseño. La condición insegura puede existir debido a defectos del diseño o mantenimiento u otras causas. El FAR 39 de directivas de aeronavegabilidad (AD), y 39.1 su aplicabilidad, define la autoridad y responsabilidad del administrador para requerir la acción correctiva necesaria. Las ADs son el medio utilizado para notificar a los propietarios de las aeronaves y otras personas interesadas de las condiciones inseguras y prescribir las condiciones bajo las cuales el producto puede continuar siendo operado. Las ADs son regulaciones de la Aviación Federal (FAR) y deben ser cumplidos a menos que se especifique una excepción en garantía de efectuarlo posteriormente y que no afecte la aeronavegabilidad.

Los AD’s pueden ser divididos dentro de dos categorías: 1. Aquellas de natural emergencia que requieren cumplimiento inmediato después de recibirlas y 2. Aquellas de una menor naturaleza urgente que registran cumplimiento dentro de un periodo relativamente largo de tiempo.

El contenido de las AD’s incluye el modelo y número de serie de la aeronave, motor, propulsión o de la parte a aplicar afectada. También incluye el tiempo o periodo de cumplimiento, una descripción de la dificultad (incidente o accidente) experimentada y la acción correctiva necesaria.

Hojas de dato de certificación tipo. Estas hojas describen el diseño tipo y DETERMINA las limitaciones por las regulaciones de la Aviación Federal aplicables. También incluye algunas otras limitaciones y se encuentra la información necesaria para la certificación tipo de una aeronave de modelo particular.

Las hojas de datos de certificación tipo son numeradas en la esquina superior derecha de cada página. Este número es igual al número de certificación tipo. El nombre del sostenedor del certificado tipo, junto con todos los modelos aprobados aparece inmediatamente abajo del número de certificado tipo. Los datos de edición completan este grupo, lo cual es adjuntado en una bitácora de control.

La hoja de datos es separada dentro de una o más secciones, cada sección por un número romano seguido por la designación del modelo de la aeronave para la cual pertenece la sección. La categoría o categorías en las cuales la aeronave puede ser certificada son mostradas en paréntesis siguiendo el número de modelo. También incluye la fecha de aprobación del certificado tipo.

La hoja de datos contiene información como la que a continuación se menciona:

1. Designación del modelo de motores por el cual el fabricante de la aeronave obtuvo aprobación para utilizarlos con el modelo de la aeronave.

2. Mínimo grado de combustible para ser utilizado.

3. Proporción máxima continúa y despegue de motores aprobados incluyendo presión del múltiple de admisión (cuando se usa), revoluciones por minuto (rpm) y caballos de potencia (hp).

4. Nombre del fabricante y designación del modelo de cada propulsor o hélice según aplique por el cual el fabricante de la aeronave obtuvo la aprobación debe ser mostrada junto con los límites de la hélice o propulsor y algunas restricciones peculiares de su operación o de la combinación de motor con la hélice o propulsor.


5. Límites de velocidad del aire en MPH y nudos.

6. Rango del centro de gravedad para condiciones extremas de carga de aeronave dada en pulgadas desde el DATUM establecido. El rango puede también ser establecido en porcentaje de la cuerda aerodinámica media (MAC Mean Aerodynimic Chord) para aeronave de categoría de transportes.

7. Rango del centro de gravedad (r.c.g.) con peso vacío (cuando sea establecido) en tasa dado como los límites delantero y trasero en pulgadas desde el datum establecido. Si no existe rango la palabra “none” (ninguno) será mostrada siguiendo el rumbo de la hoja de dato.

8. Ubicación del Datum.

9. Proveer de medios para nivelar la aeronave.

10. Disponer de todos los pesos máximos pertinentes.

11. Número de asientos y sus brazos de palanca (momento).

12. Capacidad de combustible y aceite.

13. Movimientos de las superficies de control.

14. Equipo requerido.

15. Equipo especial o adicional que se determine de la placa para la certificación.

16. Información concerniente a los requerimientos de la placa.

Los anteriores datos no son todos los que pueden ser mostrados a la autoridad y se consideran básicos generales para la inspección, supervisión y de los técnicos de aviación.

Ordenes de Ingeniería

Derivado de las notificaciones del fabricante, de las autoridades aeronáuticas y de las políticas de la empresa, así como de los resultados de las evaluaciones e inspecciones de la aeronave el departamento de ingeniería genera entre otros documentos órdenes de trabajo y de ingeniería para que se lleven a efecto las reparaciones, modificaciones, alteraciones, inspecciones periódicas, reemplazos y/o cambios en los procedimientos de mantenimiento y operación de las aeronaves siendo la orden de ingeniería (OI) la que emanara las instrucciones necesarias para su cumplimiento y en esta se debe considerar el tipo de equipo, motor o componente a aplicar asignándole un numero que de acuerdo a los estándares aeronáuticos se compone de 6 o 7 dígitos los 2 primeros corresponden al tipo de aeronave los 2 siguientes al sistema ATA afectado y los últimos corresponden al consecutivo de la orden de ingeniería por ejemplo para el equipo MD80 como su origen es el DC9 la OI queda de la siguiente forma 982701 que seria la número 1 para el sistema 27 en el equipo MD80.

La OI debe contener nombre de la empresa, tipo de aeronave, motor o componente, número de parte y serie, titulo de la OI, distribución, origen, matricula y número de fuselaje, periodo de realización, observaciones, personal técnico que debe intervenir, HH por unidad, afectación de la OI a los manuales de mantenimiento, operación y vuelo, el nombre del ingeniero que la elaboro y del departamento que lo autorizo, lista de paginas efectivas, material requerido por aeronave, motor o componente, razón y descripción, instrucciones y figuras ilustrativas del procedimiento de trabajo de la orden de ingeniería.



III.1 Especificaciones ATA 100. La Asociación de Transporte Aéreo de América (ATA) ha emitido especificaciones

para los fabricantes técnicos desde el 1º de junio de 1956.

Cita 1: “Esta especificación establece un estándar para la introducción de datos técnicos de la aeronave sus accesorios y componentes por fabricante para sus productos”

Cita 2: “En orden para estandarizar el tratamiento de la parte o componente fabricado y para simplificar los problemas del usuario para localizar las instrucciones en un método uniforme de arreglo del material en todas las publicaciones que hayan sido desarrolladas”

La especificación ATA 100 tiene dividida la aeronave en sistemas tales como el eléctrico que cubren el sistema básico eléctrico (ATA 24 00). Numerando en cada sistema principal el arreglo adecuado para identificar varios subsistemas. El manual de partes hasta el último modelo en los 80’s tenía más o menos 12500 líneas de división y los manuales de mantenimiento se han conformado con base al ATA que junto con sus subsistemas se indican a continuación los sistemas del 01 al 20 que se ven a profundidad en la asignatura de Ingeniería de Mant, del 01 al 83 para sistemas en aeronaves y para la asignatura de reparaciones estructurales se debe poner especial énfasis del 51 al 57)

Sistema Subsistema Título Sistema Subsistema Título

00 Generalidades 01 Introducción 00 Símbolos 06 Dimensiones y

localización de Equipo 02 Peso y Balance

12 Paneles de acceso para servicio de tierra

03 Planeaciòn de Instalaciones de

Mantenimiento

04 Limitaciones de Aeronavegabilidad

00 10 20 30

05 Tiempos Limite/Verificacs de Mantenimiento.

06 Áreas y dimensiones

00 Generalidades 10 Áreas y dimensiones principales

41 Programa de Insp. Zonal

21 Estaciones del fuselaje

51 Mantenimiento no programado.

22 Estaciones estabilizador vertical y timón de dirección





55 Procedimientos de inspección visual y HIRF/lightning

23 Estaciones estabilizador horizontal y elevador

56 Sistema de medición de Resistencia

24 Estaciones del ala

25 Estaciones de barquillas y motor

07 Levantamiento y anclaje

08 Peso y Balance

11 Puesta en gatos de la aeronave

11 Pesada de la aeronave

20 Anclaje 21 Balance de la Aeronave 09 Remolque y Carreteo 10 Estacionamiento y

amarre 11 Remolque de la

aeronave 11 Estacionamiento

aeronave 20 Carreteo de la aeronave 12 Estacionamiento

prolongado 21 Amarre por viento

fuerte 11 Rótulos y Marcas 12 Servicios 21 Fuselaje 00 Servicio General 23 Puertas 11 Servicio del

combustible 24 No pase de

ala/combustible 12 Tanque Hidráulico

25 Motores 13 Aceite 32 Interiores 14 Agua potable 37 Compartimientos de

carga 15-17 Misceláneos, ventanas

y aguas negras 20-26 Lubricación 33 Formación de hielo 40 Limpieza y pulido de la

aeronave 14 Herramientas 20 Practicas estándar

de Mant. 10 Reparación y

reemplazo 16 Equipo de Soporte en tierra 15 Carga de datos 20 Inspección/Verificación 18 Análisis de vibración y ruido

(solamente helicópteros) 30 Materiales y

especificación 40 Puesta a tierra 50 Valores de Torque 60 Misceláneos 21 Aire acondicionado 22 Vuelo automático 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Compresión 10 Auto piloto 20 Distribución 20 Corrección de velocidad, 30 Control de presurización altitud 40 Calefacción 30 Aceleradores automáticos




50 Enfriamiento 40 Servos de motor 60 Control de temperatura 70 Control de humedad y

aire contaminado

23 Comunicaciones 24 Eléctrico 00 Generalidades 00 generalidades 10 Alta frecuencia ADFs,

HFs, 10 Impulso del generador

20 VHF/VHF VOR 20 Generación de corriente 30 Entretenimiento y alterna comunicación pasajeros 30 Generación de corriente 40 Interfono directa 50 Audio integrado 40 Energía eléctrica externa 60 Descarga estática 50 Distribución de cargas 70 Monitoreo de audio y

video eléctricas

25 Equipo de interiores 26 Protección de fuego 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Cabina de pilotos 10 Detección de fuego 20 Cabina de pasajeros 20 Extinción de fuego 30 Cocinas (Galleys) 30 Supresión de explosión 40 Lavatorios (Baños) 50 Compartimientos de

carga

60 Equipo de emergencia (semifijo) 27 Controles de vuelo 28 Combustible 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Alerones y

compensador 10 Almacenaje

20 20

Timón de dirección y compensador

Distribución y válvulas de drenaje

30 Elevadores y compensador

30 Descarga de combustible

40 Estabilizador horizontal 40 Indicación 50 Aletas (Flaps) 60

Spoilers, dispositivos de resistencia, al avance y fuselados aerodinámicos variables

70 Seguros y amortiguadores de ráfaga

80 Slats aumentadores de sustentación

29 Hidráulico 30 Protección de hielo y

lluvia 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Principal 10 Bordes de ataque de

perfiles aerodinámicos




20 Auxiliar 20 Entradas de aire 30 Indicación 30 Pitot y estática 40 Parabrisas y ventanillas 50 Antenas y radares 60 Rotores/ propulsores 70 Líneas de agua 80 Detección 31 32 Tren de aterrizaje

Sistemas de registro e indicación (instrumentos)

00 Generalidades

00 Generalidades 10 Tren principal 10 Sistema pitot estático 20 Tren de nariz /patín de

cola 20 Controles e indicadores 30 30 Grabadoras =31.20.13

Controles de extensión /retracción

40 Computadoras 40 Ruedas y frenos 50 Sistema de alarma

central 50 Control direccional de

nariz 60

Alarmas de posición y seguros de seguridad en tierra

70 Puertas del tren de aterrizaje

80

Suplementario (patines, flotadores, etc.)

33 Luces 34 Navegación 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Tableros anunciadores

cabina de vuelo 10 Datos de desarrollo de

vuelo 20 Dirección y actitud 20 Cabina de pasajeros 30 Ayudas al aterrizaje y

carreteo 30 Compartimiento de

carga y servicio 40

Determinación de posición independiente

40 Luces exteriores 50 50 Luces de emergencia

Determinación de posición dependiente

60 Computación de posición 35 Oxigeno 36 Neumático 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Tripulación 10 Distribución 20 Pasajeros 20 Indicación 30 Portátil 37 Presión/Vacío

(Cancelado) 38 Agua

00 Generalidades 00 Generalidades 10 Distribución 10 Agua potable 20 Indicación 20 Lavado 30 Aguas negras 40

Abastecimiento de aire Para presurizar




39 Tableros eléctricos/electrónicos

45 Sistema central de Mantenimiento (CSM)

00 Generalidades 10 4Instrumentos y tableros

de control 9 Unidad de energía auxiliar

00 Generalidades 20 Soporte de equipo

eléctrico 10 Planta de energía

y electrónico

20 Motor

30 Cajas de uniones eléctricas y electrónicas

30 Control de combustible 40 Encendido arranque 40 50 Neumático

Componentes electrónicos de múltiples propósitos 60 Controles de motor

50 Circuitos impresos 70 Indicación 60 Conjunto de tarjeta de

circuitos impresos 80 Escape

90 Aceite 51 Estructuras 52 Puertas estructurales 00 Generalidades

Estructuras 00 Generalidades

10 Materiales Estructurales 10 Pasajeros/ Tripulantes 20 Reparación y sellado 20 Salida de emergencia 30 Descripción y operación

sujetadores 30 Compartimientos de carga

40 Procedimientos alineamiento/verificación.

40 De servicio

50 Limpieza Aerodinámica 50 Interiores fijas 60 Intercambialidad y

Sustitución 60 Escalera de entrada

70,80y90

Reparaciones especiales y de materiales compuestos

70 Alarma de Puertas

53 Fuselaje estructural 54 Pilones y barquillas 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Armazón principal 10 Armazón principal 20 Estructura auxiliar 20 Estructura secundaria 30 Placas/ pieles 30 Placas/ pieles 40 Sujeciones de fijación 40 Sujeciones de fijación 50 Fuselados aerodinámicos 50 Fuselados aerodinámicos 55 Estabilizadores 56 Ventanillas 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Estabilizador horizontal 10 Cabina de vuelo 20 Elevadores 20 Cabina de pasajeros 30 Estabilizador vertical 30 Ventanillas de puertas 40 Timón de dirección 40 De inspección y

observación 50 Sujeciones de fijación 57 Alas 00 Generalidades 10 Estructura Principal 20 Estructura Auxiliar 30 Placas / Piel 40 Herrajes de Sujeción 50 Superficies de vuelo




60 Prácticas Estándar para Hélices / Rotores

61 Hélices 65 Rotores 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Ensamble propulsor 10 Rotor principal 20 Control 20 30 Frenado

Conjunto de rotor antitorque (rotor de cola)

40 Indicación 30 Accesorios de impulso 40 Control 50 Fijación 60 Indicación 70 Planta de potencia

motriz 71 Turbina / turbo

propulsor 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Barquillas 10 20 Montantes

Caja de engranes y eje del motor

30 Protección y tapa fuego 20 Sección del motor 40 Sujeciones de fijación 30 Compresión de baja y alta 50 Harness eléctricos 40 Cámaras de combustión 60 Entradas de aire del motor 50 Turbina de alta y baja 70 Drenes del motor 60 Accesorios de motor 70 FAN o sección del bypass 72 Motores recíprocos(R) 73 Control de combustible 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Sección frontal 10 Distribución 20 Sección de potencia 20 Gobernación /control 30 Sección de cilindros 30 Indicación 40 Sección del supercargador 50 Lubricación 74 Ignición 75 00 Generalidades

Purga de aire /Neumático del motor

10 00 Generalidades

Abastecimiento de energía eléctrica 10 Antihielo del motor

20 Distribución 20 Distribución de aire 30 Switcheo (Switching) 30 Control del compresor 40 Indicación 76 Controles del motor 77 Indicación del motor 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Control de potencia 10 20 Corte de emergencia

Indicación de potencia (N1, N2, EPR, FF)

20 Temperatura 30 Analizadores 78 Escape 79 Aceite del motor 00 Generalidades 00 Generalidades 10 Resumideros 10 Resumideros 20 Supresor de ruido 20 Distribución 30 Reversa de empuje 30 Indicación 40 Aire suplementario




80 Arranque 81 Turbinas (para motor recíproco)

00 Generalidades N A actualmente 10 Arranque 82 Inyección de agua 83 Cajas de engrane

remota NA actualmente

En el caso de helicópteros se deben considerar los siguientes capítulos ATA

60 Prácticas estándar para hélice /rotor. Son las prácticas estándar aplicadas en los procedimientos para inspección por medio de magnaflux, remachado, platinado, forja de terminales, inspecciones con líquido penetrante, etc.

65-10. Rotor principal La parte del sistema la cual gira alrededor de un eje sustancialmente vertical para proporcionar levantamiento y empuje o sólo levantamiento. [Incluye accesorios como: palas, cabezas, cajas de engrane, protección contra lluvia, transmisiones, fuselados, etc., incluye también la parte giratoria del sistema de protección contra hielo y lluvia.

65-20 Conjunto de rotor antitorque (rotor de cola). Componente del sistema que gira en plano sustancialmente paralelo al plano de simetría, para proporcionar un empuje que contrarresta el torque del rotor principal y que proporciona control direccional, esta compuesto por palas, cubos, flechas y acoplamientos, cajas de engranes, transmisiones, etc. Incluye también la parte giratoria del sistema de protección contra hielo y lluvias.



IVIV Metrología y equipos de medición Metrología y equipos de medición

Aunque más adelante será tratado durante la inspección visual, la metrología es parte fundamental para concluir las verificaciones y pruebas efectuadas a los diferentes equipos, componentes, estructuras, etc. que requieren medición de los patrones de comportamiento en magnitud para determinar el atributo de un fenómeno, cuerpo o sustancia susceptible de ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente, mensurando magnitud particular sujeta a medición, con base a la utilización de las características de los instrumentos en:

Alcance. Intervalo de la escala obtenida por una posición dada de los controles de un instrumento de medición.

Resolución. La mínima diferencia de indicación de un dispositivo o indicador que puede ser percibida de manera significativa.

Valor de una determinación de la escala. Diferencia entre los valores correspondientes dos marcas sucesivas de la escala.

Linealidad. Si X es la entrada (eje de las abcisas) y Y es la salida del mismo (eje de las ordenadas), entonces la relación entre X y Y debiera ser una línea recta ideal, como se ve en la gráfica 4.1.

Principios de medición:

Entre los principios de medición, de los esenciales esta lo referente a las tolerancias dimensiónales que deben ajustarse al producto y a las necesidades de proceso. Las tolerancias de manufactura y reparación estructural pueden mostrarse en las siguientes formas (ver figura 4.1).

b

m

Y=mx+bY

XGráfica 4.1 Linealidad de un instrumento

1.247 ± 0.001

Tolerancia bilateral

Tolerancia unilateral1.249 1.247

1.249 + 0.000

- 0.002

Limites de dimensiones

Figura 4.1 Tolerancia


Tolerancia unilateral. Se establece cuando una dimensión se alcanza en una dirección definida por un proceso de manufactura, reparación, o retrabajo empleado y tiene mayor oportunidad de error, en un lado de la dimensión básica, tal como se muestra en la ilustración anterior .

Tolerancia bilateral. Se establece cuando no existe razón para error mayor o menor en la dimensión básica; esto permite variación en ambas direcciones.

Limites de dimensiones. Significa una tolerancia bilateral, eliminándose la necesidad de cálculos por el personal de producción.

Fuentes de variación de las mediciones

a. Paralaje. Cuando no se está observando en una dirección horizontal

b. Efectos de temperatura. Debido a que los cambios de temperatura provocan variaciones en las dimensiones de los materiales por principio de dilatación con el aumento de temperatura y de contracción con el descenso de temperatura, por lo que el dimensionamiento de un componente o estructura deberán realizarse en un intervalo estándar de temperatura y/o considerar las tablas de ajuste por temperatura.

c. Efecto de la presión. La presión de contacto del instrumento de medición en el material que se está midiendo debe ser tomado en cuenta, ya que es incorrecto por ejemplo, medir el diámetro de un tubo de hule con un vernier o un micrómetro, deberá efectuarse con un comparador óptico para evitar las variaciones de presión.

d. Error humano. El paralaje es uno de los errores humanos en la medición del material que debe ser considerado en la inspección y en todas las fases de manufactura, reparación o retrabajo, ya que además del paralaje los errores causados por el ente humano afectan los procedimientos de inspección por lo cual debe haber excelente concentración y condición ideal de la vista, oído, olfato, tacto y gusto, que están expuestos a variación con cualquier persona, por lo que los procedimientos deben diseñarse para reducir al mínimo este tipo de efectos.

IV.1 Equipos de medición utilizados en las aeronaves

En las aeronaves sus componentes y motores se utilizan diversos equipos y herramientas para verificar y comprobar los patrones estándar de operación de cada uno de ellos desde el simple apriete de un tornillo hasta el ajuste más sofisticado en tableros de control, en mecanismos de interacción y en componentes electrónicos, que aunque aquí no se mencionarán los multímetros e indicadores electrónicos en las PND de rayos X, ultrasonido y corrientes parásitas observarán los tipos de medición que generalmente se usan en la aeronáutica

IV.1.1 Torquímetro o llave de torsión

Durante el ensamblado de máquinas o componentes mecánicos, es común que el fabricante solicite que birlos, tornillos, tuercas, y dispositivos de sujeción lleven un apriete medido, comúnmente llamado torque, cuya finalidad es garantizar que tuercas, birlos y tornillos no causen fugas por su aflojamiento, desprendimiento de pernos o de formaciones por exceso de apriete o pérdida de tuercas por aflojamiento en el interior



de una aeronave, componente o motor causando daños internos. El torque es considerado como herramienta de medición y se denomina como torquímetro y el principio físico en el que se soporta es el llamado momento.

Momento. Causa y efecto de aplicar una fuerza “F” sobre un objeto “N” haciendo uso de un brazo de palanca de longitud “D”.

M = F D

Donde:

N

D

F

Figura 4.2 Momento

F es la fuerza necesaria para causar un efecto de empuje sobre N D es la longitud desde el centro de N hasta el punto de aplicación de la fuerza F N es el cuerpo influenciado por el torque causado por F y D

Con lo anterior se deduce que las unidades de medida del torque serán: M =F D M = unidad de fuerza * unidad de longitud M = lb – plg M = lb – pie M = kg – m etc.

Se tiene diferentes tipos de torquímetros: • Aguja • Carátula • Matraca ajustable



Escala

Mango articulado

Punta indicadora Cabeza

Barra o elemento de medición Cuadro impulsor

En la práctica, en ocasiones se hace necesario emplear extensiones entre el torquímetro y el dado cuando el acceso es limitado o incómodo. En esta condición cabe aclarar que si la extensión a usar se coloca a 90° con respecto al brazo de la palanca, No se altera el torque a causa de mantener la misma distancia “D” entre el cuerpo (tuerca o tornillo) y el punto de aplicación de la fuerza “F”.

Figura 4.3 Torquímetros

Figura 4.4 Distancia entre el cuerpo y el punto de aplicación de la fuerza



Pero si la extensión es colocada en forma colineal será necesario hacer un cálculo para determinar qué torque (torque indicado) se deberá leer en a aguja o carátula con la nueva distancia D’ (figura 4.5)

Figura 4.5 Extensión colocada en forma colineal

La fórmula empleada para determinar el torque indicado será

'DDTDTi+

=

Donde: Ti = Torque indicado T = Torque aplicado o requerido D = Longitud del torque o distancia entre punto de aplicación de la fuerza y el cubo de soporte del dado D’ =Longitud de la extensión.

Problema

El torque requerido por las tuercas de sujeción del conjunto de frenos de un avión es de 1200 lb-pie. Por estar obstruyendo unas líneas hidráulicas, es necesario el uso de una extensión de 8 plg. ¿Cuál deberá ser el torque leído en la carátula para aplicar el torque requerido de 1200 lb-pie si la longitud del torque es de 3 pies?

Datos

Fórmula Sustitución

Ti = ¿? T = 1200 lb-pie D= 3 pies D’ = 8 plg.

'DDTDTi+

= lg)12/1.lg8()3(

)3)(1200(ppieppies

piespielbTi×+

−=

Operaciones Resultado

piespiepielbTi

667.03))((3600

+−

= Ti = 981.728 lb pie

IV.1.2 Tensiómetros

Son equipos de medición utilizados, para medir la rigidez de un cable, los hay graduados en libras, kilogramos y en puntos. Cada uno de los tensiómetros deberá tener su tabla de corrección por temperatura, una de conversión de libras a puntos o puntos a libras, de kilogramos a puntos, o puntos a kilogramos, según sea el caso, las



cuales se deben tener muy en cuanta para su aplicación. Los tensiómetros son de lectura directa, con datos intercambiables de acuerdo al calibre del cable que se va a verificar.

Nota. Verifique el uso correcto de los dados, ya que esto es uno de los principales errores que se cometen en el uso de este equipo.

IV.1.3 Calibrador, vernier o pie de rey

Es lógico que las mediciones deban ser correctas hasta el décimo de milímetro o milésima de pulgada, pero no se tiene la seguridad de que todas las mediciones efectuadas sean correctas, como sabemos que no se fabrican escalas graduadas en 0.1 mm o 0.001” por la dificultad de hacerlo se llega a la conclusión que no pueden hacerse mediciones exactas sino aproximadas cuando dicha medición requiere una precisión de 0.1 mm o mayor. Pero todas las mediciones con precisión son necesarias en muchos objetos o materiales, el hombre se ingenió para construir ciertos dispositivos que le permitieran mayor precisión, resultado de éstos son los calibradores también llamados vernier, los micrómetros (palmer por el diseñador), esferómetro, goniometro, etc. Estos instrumentos están construidos para medir con precisión desde 0.1mm, 0.01mm y 0001 mm y desde 0.01’’, 0.001’’ y 0.0001’’.

El calibrador se constituye de dos escalas diferentes, una llamada principal o fija y la otra es la reglilla o nonio (escala móvil). La escala principal tiene una longitud indefinida, pero mayor que la del nonio y su graduación generalmente en milímetros o fracciones de pulgada. En la posición 0 la raya cero de la escala principal coincide con el cero de la escala móvil del nonio




Topes inferiores para medir espesores y diámetros exteriores

Tope móvil

Tope fijo

Topes para medir diámetros interiores

Nonio con seguro

Escala principal

Bayoneta para medir profundidad

Figura 4.7 Partes del Vernier

Nótese que el valor de enteros 5a se lee en la escala principal y el valor parcial f = 5u en el nonio. Observar que a y u son constantes, mientras que los números de ellos (5a y 5u) son arbitrarios y dependen del objeto en medición, por lo tanto podemos generalizar diciendo que la longitud “L” será:

L = Ma + Nu

Donde: L = Longitud del objeto en medición M = Número de partículas enteras “a” de la escala principal N = Número de partes en el nonio “u” desde el cero de la reqlilla hasta la que

coincida con una marca de la escala principal.

El vernier puede tener diferentes aplicaciones y por tanto diferentes presentaciones, pero el más común y versátil es aquel que contiene dos topes inferiores que sirven para medir espesores y diámetros exteriores, dos topes superiores para medir diámetros internos, y una reglilla o bayoneta que sobresale de la escala principal hacia fuera y que permite medir profundidades.

Figura 4.6 Calibrador, vernier o pie de rey


La reglilla se desliza sobre la escala principal y se gradúa en una forma especial. Esta graduación se hace como sigue: si se quiere tener un nonio entre “n”partes, se toman “n-1” partes de la escala principal y se dividen entre “n” partes. Hay que hacer notar que para la misma escala principal la precisión del vernier es tanto mayor cuanto mayor es el número de partes en que se divide el nonio.

Ejemplo: Si se quiere que el nonio tenga 10 partes, entonces 10–1 =9 se deben tomar 9 partes de la escala principal y a esta sección dividirla en 10 partes.

10

n-1 = 9

n = 10

Escala principal

nonio

0 2 4 6 8

0 2 4 6 8 10

Gráfica 4.2. Ejemplo de escala

Medición con el vernier

Para efectuar una medición con el vernier, se coloca el cuerpo cuya longitud quiere medirse entre los topes que han sido construidos para facilitar la medición y el dispositivo que los contiene es llamado pie de rey. Entonces, se tendrá el esquema de la figura siguiente. En ella se observa que la longitud del cuerpo que llamaremos “L” es igual a un determinado número de partes “a” de la escala principal (en nuestro caso = 5 veces a) más una cierta fracción que será denominada como “f” por lo tanto:

Figura 4.8 Medición con el Vernier



IV.1.4 Micrómetro o Palmer

El micrómetro se basa en el llamado “Principio del tornillo micrométrico” el cual consiste en que “Cuando a un tornillo cilíndrico común y corriente se le hace girar una vuelta entera sobre si mismo y alrededor de su eje vertical, la punta de este tornillo avanzará o retrocederá (según el sentido de giro) en una cantidad constante que es igual al paso del tornillo”. Entendiendo por paso del tornillo p la distancia perpendicular que hay entre dos cuerdas sucesivas de este tornillo.

Por ejemplo, si el paso del tornillo es p 1mm, entonces su punta avanzará o retrocederá 1mm cuando se le hace girar una vuelta completa sobre su eje. Si ahora esa cabeza del tornillo se agranda en forma de cilindro y se divide en un número apropiado de partes n, digamos n = 100 y se hace girar una vuelta completa, la punta del tornillo seguirá avanzando o retrocediendo un milímetro. Pero si en lugar de girar las 100 partes se gira sólo una, la punta avanzará o retrocederá sólo 1/100 de milímetro = 0.01mm.

Como se aprecia el valor anterior se obtiene dividiendo el paso del tornillo p entre el número de partes n en que se ha dividido el cilindro o tambor, siendo esta relación la precisión que da el micrómetro.

El micrómetro consiste de un tope A unido a una cuerda B por medio de un brazo o arco C. Por la cuerda B pasa un tornillo micrométrico T que va a fijarse al extremo de un cilindro hueco D, de modo que al girar éste se mueve tanto como él como la punta del tornillo micrométrico hacia la izquierda o derecha según el sentido en que se gira a D. Además, al moverse D hacia la derecha, va dejando al descubierto otro cilindro F también hueco que lleva grabada una escala que será la escala principal. Finalmente el cilindro D termina en el extremo izquierdo en forma de bisel H como está graduado aquí, éste será el nonio del tornillo micrométrico.(Ver figura 4.9)

Figura 4.9 Partes del Micrómetro



IV.1.5 Mediciones con el micrómetro

Para efectuar una medición con el palmer se coloca el cuerpo a medir entre el tope A y la punta roma del tornillo micrométrico. La longitud o espesor L de ese cuerpo se encuentra por la ecuación usada por el vernier

L = Ma + Nu

Donde: L = Longitud o espesor del cuerpo que se mide M = Número de partes enteras “a” que se leen en la escala principal “E” desde el

cero de ella hasta el nonio H N = Número de partes “u” que se leen en el nonio H desde el cero de él, hasta la

coincidencia de una de sus marcas con la marca longitudinal de la escala principal “E”.

Ejemplo de aplicación son las figuras que a continuación se indican donde el

participante deberá indicar las lecturas en cada una de las cinco posiciones del micrómetro. Lectura micrómetro

A = B = C = D = E =

Figura 4.10 Ejemplos de lecturas del Micrómetro



IV.1.6 Medidor de profundidad

El instrumento de medición a usar es muy variado y básicamente dependerá de la presión y el acceso que se tenga y puede ser:

Figura 4.11 Mediciones de profundidad




VV Métodos de inspección Métodos de inspección

Como se ha estado comentando la aplicación de diferentes técnicas de inspección para mantener la seguridad y aeronavegabilidad de las aeronaves son diversas y deben seguir un método para efectuarlas desde la más sencilla, como la visual, hasta la más compleja, como la gamagráfica, verificar con pruebas no destructivas la integridad de la aeronave sus componentes y sus motores. Siendo los principales métodos los siguientes:

V.1 Inspección visual Partiendo de la definición de la palabra significa examen para determinar el

cumplimiento de las partes o ensambles con sus especificaciones y concretamente la inspección visual es la que se realiza a simple vista o con ayudas ópticas, como pueden ser lentes de aumento, espejos, herramientas de medición, boroscopios, etcétera y se aplica en la detección de defectos sobre la superficie.

La información obtenida de la inspección se utiliza para:

a) Clasificación del producto

b) Ajuste del proceso

c) Información para el control de calidad

d) Retroalimentación para reclamos de garantía

e) Interacción directa con los proveedores (para lo cual inclusive en la aviación se utiliza el concepto de inspección de recepción para determinar la condición de la materia prima, artículos especializados, componentes y subensambles, manufacturados o reparados.

Todos y cada uno de los métodos de inspección en las aeronaves son también conocidos de pruebas no destructivas, siendo la visual una de las más importantes, siendo el ojo humano el principal instrumento para efectuarlo y por lo tanto es el origen de la implementación de las inspecciones de las pruebas no destructivas, que como su nombre lo indica se efectúan sin destruir el material bajo prueba y a continuación serán definidos sus usos, ventajas y desventajas.

V.1.1 Inspección boroscópica

Boroscopio se deriva de la palabra compuesta en inglés bore orificio y escope campo visual, y es un instrumento de precisión que permite efectuar inspecciones visuales con ayuda de lentes y espejos de alta magnificencia para realizar revisiones internas a componentes sin necesidad de desarmarlos o desmontarlos de su instalación siendo su principal ventaja ahorro de tiempo y dinero al efectuarse la inspección en campo.

Una selección adecuada del equipo de boroscopio debe considerar los siguientes puntos:

1. Fuente de iluminación esencial para transmitir la guía luminosa a través de fibra óptica y de los lentes correspondientes.

2. Diámetro de la guía depende del orificio o puerto boroscópico donde se introduzca la misma

3. La longitud de trabajo de la guía depende de la ubicación del área a inspeccionar.


4. Dirección de visión, hay cuatro tipos básicos que son los siguientes

a. Vista directa 0°

b. Vista oblicua 45°, 60° y 70°

c. Vista lateral 90°

d. Vista hacia atrás 110 y 120°

Nota: Lo grados son ángulos con respecto al eje longitudinal de la guía como se muestra en la figura adjunta.

5. Campo de visión, ángulo de visión que se cubre

6. Sentido de aplicación, se determina la utilización de guía rígida o flexible dependiendo de la ruta a seguir (el boroscopio flexible se usa comúnmente para verificar el interior de las cámaras de combustión , narices de descarga, salida del compresor de alta y entrada del compresor de alta de los motores a reacción y en general en accesos que presenten dificultad para maniobrar un boroscopio rigido)

Figura 5.1 Inspección boroscópica

En la actualidad la evolución de las inspecciones boroscopicas es tal que ha incorporando nueva tecnología como el videoscopio IPLEX (tapered flex technology with insertion tube), llamado también de inspección visual remota (RVI por sus siglas en inglés Remote Visual Inspection) con campos de visión (FOV por sus siglas en inglés Field of View), desde 0 grados hasta 220 pasando por visión frontal y lateral desde B a D; Dirección de visión (DOV por sus siglas en ingles Direction of view), de 80 a 120 grados; Profundidad del campo (DOF por sus siglas en ingles Depth of Field); que permite medir la distancia al objeto en mm y una propiedad llamada en ingles Distal End que es la distancia final del objeto que se esta inspeccionando en mm. El IPN en ESIME Ticoman, laboratorio de ensaye de materiales ya cuenta este tipo de equipos.



Fuente: Información de Capacitación de Olympus fabricante de IPLEX

V.2 Inspección de líquidos penetrantes Éste método es una prueba no destructiva para detectar defectos abiertos a la

superficie en partes de cualquier material no poroso , se utiliza con igual éxito sobre metales como el aluminio, magnesio, bronce, cobre, hierro forjado, acero inoxidable y titanio. También puede ser usado en cerámica, plásticos, hule moldeado y vidrio.La inspección penetrante detectará defectos tales como roturas en las superficies o porosidades, defectos causados por arrugamiento, fatiga agrietamientos, reventones, astilladuras, fragilización, etc. Además este tipo de inspecciones indicará falta de adhesión entre la unión de los metales.

La principal desventaja de este método de inspección es que el defecto debe estar abierto a la superficie para permitir que el penetrante llegue dentro del defecto. Por esta razón si la parte en cuestión está hecha de material magnético es recomendable utilizar la inspección penetrante de partículas magnéticas o la inspección electromagnética. El éxito de la inspección por líquidos penetrantes depende de que el líquido penetrante entre en la superficie abierta y permanezca claramente visible al operador. Esto puede hacer visual en la parte dañada pero podría haber dudas que con la revisión de la parte con líquidos después de procesar se incrementara la visibilidad de defecto, así que podrá confirmarse más fácilmente.

El kit de líquido penetrante consiste de removedor limpiador emulsificador, penetrante seco emulsificador y revelador. El kit fluorescente consiste de un conjunto de luz negra, botes de spray limpiador, penetrante y revelador. EL conjunto de luz consiste de un transformador de potencia, cable de conexión eléctrica flexible y una lámpara de mano que por su tamaño puede ser usada en casi cualquier posición o lugar.

Los pasos para ejecutar la Inspección por líquido penetrante son:

1. Limpieza minuciosa de la superficie a inspeccionar.

2. Aplicar el penetrante mínimo a una distancia de 10 centímetros de la superficie.

3. Remover el penetrante sobre la superficie con removedor, emulsificador o limpiador.

4. Seque la parte mínimo un minuto a temperatura ambiente.

5. Aplicar el revelador.

6. Inspeccionar e interpretar los resultados.



Interpretación de resultados El éxito y confiabilidad de una inspección por líquidos penetrantes depende de la

manera que la parte fue reparada por lo que se recomienda la aplicación de principios básicos en este tipo de inspección, como son:

1. El penetrante debe entrar en el defecto en orden para formar una indicación. Es importante permitir un tiempo aproximado de 10 minutos para que el penetrante pueda llenar el defecto. El defecto debe estar limpio y libre de materiales contaminantes para que el penetrante esta libre para entrar.

2. Si el penetrante es lavado fuera del defecto no se tendrá una indicación adecuada del mismo. Si se lava o enjuaga antes de que penetre adecuadamente en el defecto es posible que se remueva éste desde el interior del defecto como de la superficie.

3. Identificar roturas que sean visiblemente fáciles de detectar en superficies no contaminadas y simples de limpiar y no aplicar la inspección de líquidos penetrantes solo en caso de duda.

4. El defecto más pequeño de mayor longitud o fisuras muy delgadas requieren un tiempo mayor de penetración para detectar defectos tales como los poros.

5. Cuando la parte a ser inspeccionada es hecha de un material susceptible al magnetismo, debe ser inspeccionada por el método de inspección de partículas magnéticas si se tiene el equipo disponible.

6. Cuando se aplique el revelador a la superficie de una parte deberá secarse suavemente al ambiente y formar una capa blanca que se abrirá con una indicación de rojo brillante en la zona que se tenga un defecto, si no aparece esta indicación obviamente no hay rotura.

7. Cuando la inspección es con penetrante fluorescente el defecto deberá observarse utilizando una lámpara de luz negra y este aparecerá de un color verde amarillo brillante y las áreas aledañas aparecerán con un color azul violeta.

8. Es posible examinar una indicación de un defecto y determinar su causa tanto como su extensión si conocemos el proceso de manufactura al cual la parte fue sometida.

El tamaño de la indicación o acumulación de penetrante, mostrara la extensión del defecto, y la brillantez será una medida de la profundidad. Roturas profundas contendrán más penetrante y ampliarán y harán más brillante el defecto. Aperturas pequeñas contendrán sólo pequeñas cantidades de penetrante y esto hará que aparezcan líneas finas brillantes rojas o verde amarilla. La figura 5.2 muestra los tipos de defectos que pueden ser localizados usando este método de inspección.

Figura 5.2 Tipos de defectos

a b C

a. Puntos de porosidad b. Rotura por apriete o unión parcialmente soldada c. Rotura o apertura similar




Indicaciones falsas

Cuando la superficie a inspeccionar requiere métodos de inspección de partículas magnéticas hay dos condiciones que pueden crear acumulación de penetrante que se confunden algunas veces con roturas y discontinuidades.

La primera condición desarrolla indicaciones falsas por lavado deficiente por limpieza inadecuada de la superficie y defectos a inspeccionar, por lo que es recomendable utilizar también algún desengrasante para remover la suciedad o el penetrante en la superficie después de aplicar.

La segunda también se presenta cuando la inspección se realiza en superficies ensambladas a presión como baleros, ruedas, bujes, etc. por lo que el penetrante mostrará una línea roja o verde amarilla en la unión con la superficie de estos componentes, que son fácilmente identificados previos a la inspección.

Rotura

p reparación dela superficie

Aplicación del penetrante

Remoción del exceso de penetrante

Aplicación del revelador

5.3a Preparación de la superficie y aplicación del penetrante

Figura 5.3b Remoción del penetrante y aplicación del revelador


V.3 Inspección de Partículas Magnéticas Inspección electromagnética

Esta inspección es un método de detección de roturas no visibles y de otros defectos en materiales ferromagnéticos como el hierro y el acero. Este método de inspección es una prueba no destructiva que significa que si es efectuada en la parte correspondiente esta no se daña pero es no aplicable a materiales no magnéticos.

Las partes altamente reforzadas de la aeronave son sometidas a movimientos de rotación instantáneos, recíprocos y de vibración que frecuentemente desarrollan pequeños defectos en puntos que pueden causar falla completa de las partes. La inspección de partículas magnéticas ha demostrado una confiabilidad para la detección eficiente de esta clase de defectos que se localizan en o cerca de la superficie. Usando este método de inspección la localización del defecto es indicado en el tamaño y forma aproximada delineado en superficie.

El proceso de inspección consiste de magnetizar la parte y aplicarle partículas ferromagnéticas a la superficie del área a inspeccionar. Las partículas ferromagnéticas (medio de indicación) están contenidas en suspensión en un liquido que es vaciado sobre la parte a inspeccionar, la cual también puede ser sumergida en el liquido en suspensión; las partículas en forma de polvo seco, pueden ser espolvoreadas sobre la superficie de la parte a inspeccionar, el proceso húmedo es el mas comúnmente utilizado en la inspección de partes de la aeronave.

Si una discontinuidad esta presente las líneas de fuerza magnética serán perturbadas y polos opuestos existirán sobre cada lado de la discontinuidad. Las partículas así magnetizadas formaran un patrón, en el campo magnético entre los

Color contrastante Fluorescencia

Detección visual

Luz ultravioleta

Figura 5.3c Inspección final en detección visual del color contrastante y fluorescente



polos opuestos. Este patrón se conoce como una “indicación”, que asume la forma aproximada de la proyección a la superficie de la discontinuidad; que puede ser definida como una interrupción en la estructura física normal o la configuración de una parte con defecto tal como una rotura, falla de forjado, grietas, hendiduras, inclusiones, porosidades y lo que se le parezca. Una discontinuidad puede y no afectar la utilización de una parte de la aeronave

Desarrollo de indicaciones

Cuando una discontinuidad en un material magnetizado esta abierto a la superficie y una sustancia magnética la forma de un medio de indicación este disponible sobre la superficie, la fuga de flujo en la discontinuidad tiende a formar el medio de indicación dentro de una trayectoria de la más alta permeabilidad. Permeabilidad es un termino usado para referirse a la facilidad con la cual el flujo magnético puede ser establecido en un circuito magnetizado, debido a que el magnetismo en la parte y la adherencia de las partículas magnéticas a cada lado de la discontinuidad, forman la indicación y esta permanece sobre la superficie de la parte inspeccionada en forma de un recorte delineado aproximado de la discontinuidad que esta inmediatamente debajo de ella.

La misma acción tiene lugar cuando la discontinuidad no esta abierta a la superficie, solo que la cantidad de fuga de flujo magnético es menor, pocas partículas se sostienen en el lugar y una línea de menor forma define la indicación de la discontinuidad. Si la discontinuidad esta muy por debajo de la superficie ahí puede no haber fuga de flujo magnético y por lo tanto no habrá indicación sobre la superficie. Normalmente la fuga de flujo magnético en una discontinuidad transversal se muestra en la figura 5.4a y una longitudinal en la figura 5.4b

Figura 5.4b. Fuga de flujo magnético formando discontinuidad longitudinal

Figura 5.4a Fuga de flujo magnético formando discontinuidad transversal

Preparación de las partes para la inspección de partículas magnéticas

Grasas, aceite y mugre deben ser limpiadas de todas las partes antes de ser verificadas. La limpieza es muy importante ya que grasa u otro material extraño presente pueden dar indicaciones no relevantes o falsas, debido a la adherencia de las partículas magnéticas al material extraño como drene de la superficie de la parte a inspeccionar, y que en suficiente cantidad sobre una discontinuidad puede también evitar la formación de un patrón en la discontinuidad. No es recomendable depender de la suspensión de partículas magnéticas para limpiar las partes a inspeccionar, ya que el material extraño contaminara la suspensión reduciendo la efectividad de la inspección.

En el procedimiento seco, limpieza minuciosa severa es absolutamente necesaria, debido también a que la grasa o material extraño sostendrían el polvo magnético resultando en indicaciones no relevantes o falsas , haciendo imposible eventualmente distribuir el medio de indicación sobre la superficie de la parte a inspeccionar.




Nota.- Todas las pequeñas aperturas y drenes de lubricación a partes internas o cavidades deben ser cubiertas con parafina o masking tape o algún otro material no abrasivo.

Capa o revestimiento de cadmio, cobre, estaño, cromo, níquel y zinc no interfieren ni afectan la ejecución satisfactoria de la inspección de partículas magnéticas, a menos que los revestimientos o capas sean inusualmente gruesos o demasiado densos o que las discontinuidades al ser detectadas sean inusualmente pequeñas (en el caso de los pistones del tren de aterrizaje recubiertos de cromo se aplica con magnaflux en el taller y en la línea se verifica con luz negra y si esta dañado (aparece como reja de jaula de pollos ). El plaqueado de cromo y níquel efectivamente no interfieren en las roturas abiertas a la superficie de la base del metal, pero no permiten visualizar pequeñas discontinuidades, tales como inclusiones, porque esta más intensamente magnetizado y el níquel es más efectivo en evitar la formación de indicaciones.

Efecto de la dirección del flujo

En orden para localizar un defecto en una parte es esencial que la línea magnética de la fuerza pase aproximadamente perpendicular al defecto, por lo que es necesario inducir flujo magnético en más de una dirección para que los defectos puedan aparecer en cualquier punto perpendicular al eje principal de la parte inspeccionada. Esto requiere dos operaciones de magnetización separadas, una circular y otra longitudinal donde el efecto de la dirección de flujo se observa como se ilustra en la figura 5.5 A. Esto generalmente se le llama magnetización longitudinal, y en la figura 5.5 B se observa la magnetización circular.

Figura 5.5.- Efectos de magnetización para localización de defectos

Magnetización circular

Magnetización longitudinal

Atracción de partículas a los defectos

Atracción de partículas a los defectos


Magnetización circular es la inducción de un campo magnético, consistente de círculos concéntricos de fuerza alrededor y dentro de la parte donde esta pasando la corriente eléctrica. Este tipo de magnetización localiza defectos que van aproximadamente paralelos al eje de la parte inspeccionada. La magnetización circular de una parte de una sección transversal sólida se muestra en la figura 5.6. cada cabeza de la unidad a magnetizar es conectada eléctricamente a través de un control de botón de empujar (push button)que cuando hace contacto pasa la corriente de magnetización desde una cabeza a otra a través de la parte (que pudiera ser un cigüeñal).

Figura 5.6. Magnetización circular de un cigüeñal

La figura 5.7 ilustra la magnetización circular de una parte hueca pasando la corriente de magnetización a través de una barra conductora localizada sobre el eje de la parte hueca.


Figura 5.7 Magnetización circular de un perno pistón con barra conductora


En una magnetización longitudinal el campo magnético es producido en una dirección paralela al eje longitudinal de la parte a inspeccionar. Esto se logra colocada la parte en un solenoide excitado por la corriente eléctrica. La parte metálica se convierte en el núcleo de un electromagneto y es magnetizado por inducción desde el campo magnético creado en el solenoide.

En magnetización longitudinal de partes de gran longitud el solenoide debe ser movido a lo largo de la parte para magnetizarlo. Ver figura 5.8. Esto es necesario para asegurar un campo magnético adecuado y uniforme a través de la longitud total de la parte.

I.1.1 SOLENOID

E

Figura 5.8. Magnetización longitudinal de un cigüeñal con el método del solenoide

El solenoide produce magnetización efectiva para aproximadamente 12 pulgadas desde cada extremo de la bobina hasta donde se acomoda la parte o sección a inspeccionar imantándose aproximadamente 30 pulgadas de longitud.

La magnetización longitudinal equivalente a aquella obtenida por un solenoide puede ser lograda circulando alrededor del objeto al magnetizar un conductor eléctrico flexible tal como se muestra en la figura 5.9, aunque este método no es él más conveniente, tiene la ventaja que las vueltas (bobina) entre mas unidas a la forma del objeto a magnetizar producirá una magnetización mas uniforme. El método de bobina flexible es también útil para partes de gran longitud y de forma irregular para las que solenoides estándar no están disponibles y tienen que manufacturarse.


Figura 5.9. Magnetización longitudinal de una pala de hélice por método de cable o bobina


Efecto de Densidad de Flujo

La efectividad de inspección de partículas magnéticas depende también de la densidad de flujo o intensidad del campo magnético en la superficie de la parte u objeto a inspeccionar cuando el medio (polvo o liquido magnético) es aplicado. De esta forma la densidad de flujo se incrementa en la parte aumentando la sensitividad de la prueba debido a una mayor fuga de flujo magnético a la discontinuidad del material y resultando una formación mejorada de los patrones de partículas magnéticas.

Una excesiva alta densidad de flujo magnético puede formar indicaciones no relevantes; por ejemplo, patrones de flujo de grano en el material, estas indicaciones interfieren con la detección de patrones resultantes de discontinuidades significativas y será entonces necesario una alta densidad de campo magnético que sea suficiente para revelar todas las posibles discontinuidades por daños, pero no lo suficientemente fuerte para que produzca confusión en indicaciones no relevantes.

V.3.1 Método de magnetización

Cuando una parte es magnetizada, la intensidad del campo magnético en la parte a inspeccionar se incrementa al máximo para una fuerza magnética particular y permanece en este máximo tanto como la fuerza de magnetización sea mantenida. Cuando la fuerza de magnetización sea removida (eliminada), la intensidad del campo magnético disminuye a un valor residual bajo, dependiendo de las propiedades magnéticas del, material y forma de la parte (espécimen), estas características magnéticas determinan si el método usado es continuo o residual en la magnetización de la parte.

En un método de inspección continua, la parte es magnetizada y aplicada al medio de indicación, en tanto la fuerza de aplicación sea mantenida, la densidad del flujo magnético disponible en la parte es máxima. El valor máximo del flujo depende directamente de la fuerza de magnetización y de la permeabilidad del material del cual esta hecho la parte.

El método continuo puede ser usado prácticamente en todos los procedimientos de magnetización longitudinal y circular. El procedimiento continuo proporciona mayor sensitividad que el residual, particularmente en discontinuidades de localización superficial, la alta naturaleza critica de las partes y ensambles en las partes de aeronaves así como la necesidad para inspeccionar subsuperficies en muchas aplicaciones ha resultado que el método continuo es el más ampliamente utilizado.

Ya que como el procedimiento continuo revelara mas discontinuidades no significantes que el procedimiento residual, entonces será necesario interpretar y evaluar cuidadosa e inteligentemente las discontinuidades reveladas por el procedimiento continuo.

El procedimiento de inspección residual incluye la magnetización de la parte y la aplicación del medio de indicación después de que la fuerza de magnetización haya sido removida (eliminada). Este procedimiento revela al magnetismo permanente o residual en la parte inspeccionada siendo mas practico que el procedimiento continuo, cuando la magnetización se logra por cable eléctrico flexible embobinado alrededor de la parte a inspeccionar, en general el procedimiento residual es utilizado solo con aceros que hayan sido tratados por calentamiento para aplicación de esfuerzos (aplicaciones reforzadas).




Figura 5.10. Rotura por fatiga de los soportes de sujeción de un tren de aterrizaje

Muñón de sujeción

Rotura por fatiga

Cilindro exterior del tren principal de aterrizaje

V.3.1.1 Identificación de indicaciones La evaluación correcta del tipo de indicaciones es extremadamente importante

pero en ocasiones se dificulta para hacer la observación de una sola indicación. Las principales características de las indicaciones son: forma, construcción o armado de la pieza, ancho y perfil del corte o silueta de la parte. Estas características distintivas deben considerarse entre los tipos de discontinuidades para determinar la severidad del daño detectado. No obstante en esto debe tenerse especial cuidado del tipo o carácter de patrón de partículas magnéticas en la evaluación total de la significancía de una discontinuidad.

Algunas indicaciones son mas fácilmente distinguidas en aquellas producidas por roturas abiertas a la superficie incluidas discontinuidades de roturas por fatiga, tratamiento calorífico, arrugamiento y ondulamiento en soldadura y forjados y roturas por trituramiento.

Roturas por fatiga se definen en patrones claros y generalmente uniforme y sin romperse a lo largo de la longitud de la rotura y con una buena conformación, las roturas están frecuentemente distorsionadas en apariencia, si se compararan con la indicaciones rectas de una línea de unión o hendiduras, y puede también cambiar su dirección ligeramente en áreas localizadas (ver figura 5.10 que ilustra roturas por fatiga) las roturas por fatiga se encuentran en partes que han estado en servicio pero estas no se localizan en partes nuevas. Estas roturas están usualmente en áreas altamente tensionadas (o sometidas a carga) de la parte donde existe una concentración de esfuerzos por alguna razón. Es importante reconocer que aunque haya una indicación de una pequeña fatiga por rotura esta puede desarrollarse y dañar más a la parte estructural sobre la que se trate.

Las roturas por tratamientos de calor tienen un delineamiento uniforme pero son menos claras y tienen menos conformación que las roturas por fatiga. En secciones delgadas tal como las paredes del barril de un cilindro, estas roturas pueden dar varios patrones grandes (ver figura 5.11) que tienen una forma característica que consiste de líneas cortas distorsionadas y agrupadas juntas.


Las roturas por arrugamiento o encogimiento se definen en patrones claros y son usualmente líneas muy distorsionadas, ya que las paredes de la roturas por agrietamiento están cercanas entre si, su indicación generalmente la conforma a una menor extensión de aquellas indicaciones de rotura por fatiga, las roturas por agrietamiento son finas y delineadas pero limitadas en profundidad y varían desde una indicación de una simple línea a una red de líneas formando rejillas. Estas roturas generalmente están relacionadas a la dirección del agrietamiento. Por ejemplo, una rotura usualmente empieza y continua en ángulos rectos al movimiento de una rueda de esmeril proporcionando un patrón simétrico, estas roturas pueden frecuentemente ser identificadas por medio de esta relación.

Indicaciones de costuras de soldadura, son usualmente delineadas derechas y finas aunque algunas veces son intermitentes y tienen una pequeña conformación. Líneas de cabello son costuras de soldadura muy finas de tal forma que las caras de la costura están muy cercanas entre ellas desde su fabricación. Discontinuidades de este tipo son normalmente consideradas detrimentales en partes altamente reforzadas.

Inclusiones son materiales no metálicos tales como compuestos químicos y materiales escorias que han sido atrapados en una barra solidificada de fundición (como los émbolos de un motor o algún otro componente obtenido por fundición). Usualmente están a lo largo, ancho y sobresalido de la barra solidificada de fundición, la cual es retrabajada y eliminada durante el proceso de operación de maquinado. Estas inclusiones aparecen en varios tamaños y formas, desde largueros o refuerzos donde son fácilmente visibles al ojo humano a partículas que únicamente son visibles

Figura 5.11. Roturas por tratamiento de calor en la pared del barril de un cilindro



magnificándolas, en una parte acabada o rectificada puede tenerlas como discontinuidades superficiales o subraperficiales.

Indicaciones de indicaciones de inclusiones subsuperficiales son usualmente escoplos, gruesos y borrosos de forma continua o de amplia densidad a través de su longitud. Inclusiones mas grandes son las que están parcialmente cerca o abiertas a la superficie y aparecen mas claramente definidas. Aunque una evaluación cercana a la inclusión generalmente revelara una falla de definición y hace que las indicaciones consistan de varias líneas paralelas mas que una sola, estas características distinguen una inclusión mayor de una rotura.

Cuando cavidades o roturas se localizan considerablemente debajo de la superficie de una parte, la inspección de partículas magnéticas no es un método confiable para detectarlas. Si alguna indicación es lograda estas parecen ser una indistinta e inexacta conformación de cavidad o rotura, con la sustancia magnética que tiende a distribuirse sobre el área total, mas que formar una indicación clara de los límites de la discontinuidad creará confusión en la determinación del defecto. Defectos de este tipo son detectados más fácilmente por procedimientos radiográficos.

Traslape o enfaldes pueden ser identificados por su forma o localización, estos tienden a ocurrir al final o en la línea de proceso de un forjado. Las indicaciones son usualmente grandes e irregulares, indicaciones de islotes o ramificaciones cortas usualmente interrumpirán una indicación de traslape de cualquier longitud y la escala incluida, en traslape o faldón, invariablemente da patrones pequeños o pequeñas partículas atacando desde la indicación principal, afectándola.

En una barra solidificada la distribución de varios elementos o compuestos generalmente no son uniformes a través de la barra., pueden ocurrir formación de segregaciones en algunos elementos. Así la barra o lingote es forjada y posteriormente rolada. Estas segregaciones son elongadas y reducidas en la sección transversal, sobre procesamientos subsecuentes pueden aparecer como líneas o bandas paralelas muy delgadas conocidas como Banding (bandeo), la segregación en forma de bandeo en algunas ocasiones revelada por la inspección de partículas magnéticas, particularmente cuando una se esta usando intensidad magnética pero normalmente no es significativo.

Algunas formas serias de segregación probablemente ocurran en piezas de fundición, donde la condición básica del metal permanece inalterable en la parte acabada y cualquier segregación ocurre como si fuera originalmente formada, puede variar en tamaño y será normalmente irregular en forma, esto generalmente ocurre en o debajo de la superficie.

V.3.2 Inspección de magnaglo

Esta inspección es similar a la magnética excepto que en la magnaglo se usa una solución de partículas fluorescentes y se inspecciona la parte con una luz negra. La eficiencia de la inspección es incrementada por una luz de neon que hace relucir los defectos (por alta luminicencia), y una indicación de fisura más pequeña es mas fácilmente observarla. Esta inspección es un excelente método para usarse en los engranes, partes con cuerdas, y componentes del motor de la aeronave. El spray de liquido café con reflejante rojo o baño que se aplique consiste de pasta de magnaglo mezclada con aceite ligero en una proporción de 0.10 a 0.25 oz. de pasta por galón de aceite (actualmente se obtienen botes en spray de magnaglo). Después de la inspección, la parte debe ser desmagnetizada y limpiada con un solvente de limpieza (bote de spray limpiador).



V.3.3 Equipo de magnetización - Magnaflux

Unidad fija no portátil llamada comúnmente Magnaflux una unidad fija de propósitos generales como se muestra en la figura 5.12, proporciona corriente directa para procedimientos de magnetización residual o humedad continua. Cualquier magnetización circular o longitudinal puede ser aplicada y puede ser energizada tanto con corriente alterna rectificada como con corriente directa.

Los cabezales de contacto proveen las terminales eléctricas para la magnetización circular, donde uno de los cabezales esta fijado en la unidad como se indica en la figura 5.12. Su placa de contacto es montada sobre un eje rodeado por un resorte de presión, de tal forma que permita que la placa se mueva longitudinalmente, la placa se mantiene extendida por el resorte hasta que la presión transmitida a través de la operación de la fuerza del cabezal móvil la regrese.

El cabezal móvil se desliza horizontalmente en las guías longitudinales cuando el motor esta operando, y el cual es controlado por el interruptor de la bomba.

El resorte permite suficiente carrera para el impulso del motor para evitar que se obstruya y también proporciona presión en los extremos de las placas de contacto para asegurar un buen contacto eléctrico.

Un interruptor operado como percutor en el cabezal fijo corta el circuito de movimiento hacia delante del cabezal móvil cuando el resorte ha sido adecuadamente comprimido. En algunas unidades el cabezal móvil es operado manualmente y la placa de contacto en ocasiones se arregla para operar con neumático (aire de impacto), ambas placas de contacto son fijadas con varias porta piezas para soportar el trabajo de operación. Ver figura 5.12.




Figura 5.12. Unidad de magnetización fija de propósitos generales magnaflux

Cabezal móvil Nariz de descarga

Placa de contacto

Bomba de circulación

Placa de contacto

Resorte de presión Amperímetro

Solenoide

Sw. de Cabeza óvil l m

Cabezal fijo

Botón de oprimir

Interruptor a bomde l a b

Reóstato

Sw. de interrupción de circu to i

Sw. desolenoide

Riel guía

El circuito de magnetización es cerrado oprimiendo el botón de empujar (push button) que esta al frente de la unidad y se abre usualmente después de medio segundo de forma automática.

La intensidad de corriente magnética puede ser posicionada manualmente al valor deseado por medio del reóstato o incrementar el valor a la capacidad de la unidad por el sw de interrupción de circuito. Alerta, la corriente utilizada se indica en el amperímetro.

La magnetización longitudinal se produce por el solenoide, el cual se mueve por el mismo riel guía del cabezal móvil, y es conectado al circuito eléctrico por medio del interruptor del solenoide.

El líquido suspensión esta en el tanque y es agitado y circulado por una bomba, la suspensión es aplicada a la parte en inspección por una descarga, la suspensión se drena, desde la mesa de trabajo a través de las rejillas de madera a un panal de



colección que la regresa al tanque, la bomba de circulación es operada por un interruptor de oprimir (push button).

Unidad portátil de propósitos generales con frecuencia es necesario efectuar inspecciones de partículas magnéticas (electromagnéticas) en lugares donde el equipo fijo (magna flux) no es factible para efectuar inspecciones en las partes de las estructuras de las aeronaves sin removerlas, esto ocurre particularmente en los montajes de los motores y de los trenes de aterrizaje que son propensos a desarrollar roturas en la operación de servicio. Un equipo adecuado para este propósito es del tipo portátil, capaz de suministrar corriente alterna y corriente directa para magnetizar las partes. Un ejemplo típico de este equipo se muestra en la figura 5.13.

Esta unidad es solamente una fuente de corriente de magnetización y desmagnetización y no proporciona un medio de soportar la aplicación constante de la corriente eléctrica para trabajo pesado y consecuentemente estar aplicando la suspensión magnética ya que opera con 115 a 220 volts de corriente alterna a 60 ciclos y contiene un rectificador que produce corriente directa cuando es requerida. La corriente de magnetización se suministra a través de los cables flexibles. El cable terminal puede ser fijado con las puntas de contacto de magnetización tal como se observa en la figura 5.13 o con las pinzas de contacto. La magnetización circular puede ser desarrollada utilizando las puntas o pinzas de contacto y la magnetización circular se desarrolla embobinando (enrollado) el cable alrededor de la parte a magnetizar.

La intensidad del campo magnético de la corriente de magnetización es controlada por un interruptor de ocho puntos de conexión y la duración del tiempo que es aplicado se regula por un corte automático similar al que es usado en la unidad de propósitos generales (magna flux).

Esta unidad también se utiliza como un desmagnetizador suministrando de corriente alterna de alto amperaje y bajo voltaje. Para desmagnetizar, la corriente

Figura 5.13. Equipo electromagnético portátil de propósitos generales

Amperímetro

Cable terminal Cables flexibles

Contactos de magnetización

Puntas de contacto

Interruptor de ocho puntos


alterna se pasa a través de la parte y gradualmente se va disminuyendo mediante un reductor de corriente eléctrica.

En inspecciones electromagnéticas de estructuras grandes con superficies planas o acabado fino donde la corriente debe pasar a través de la parte, algunas veces es imposible utilizar pinzas de contacto, en tal caso es mejor utilizar las puntas de contacto. Estas pueden ser usadas tanto en el magna flux como en la unidad portátil, la parte o ensamble que este verificándose debe ser puesta sobre una charola o unidad estándar, y la suspensión magnética direccionada a la parte y escurriéndose la charola el exceso de suspensión. Procedimiento de expansión (spray) también puede ser utilizado

Alerta, las puntas de contacto deben ser sostenidas firmemente contra la superficie que esta siendo inspeccionada, ya que existe la probabilidad de tendencia de una corriente con alto amperaje que provoque quemaduras en las áreas de contacto, que poniendo especial cuidado tales quemaduras serán ligeras o no las habrá. Para aplicaciones donde las puntas de magnetización son recomendables, quemadura ligera es normalmente objetable.

Cuando se desee utilizar el cable terminal como una fuente de energía, un bloque de contacto es útil, esto consiste de un bloque de madera fijado a cada extremo con placas de cobre espaciadas para colocar las terminales del cable. En el caso que el bloque de contacto se coloque entre los cabezales de la unidad estándar, los interruptores de control y tiempo de la unidad pueden ser utilizadas para regular la corriente de magnetización. Esto proporciona una forma conveniente de contacto del cable a la fuente de energía y elimina la necesidad de usar conexiones atornilladas.

Cuando la corriente se pasa a través de una pala de hélice de acero para una magnetización circular es posible que se queme la punta de la hélice si no se toman las precauciones correspondientes. Esto se evita utilizando pinza de contacto abisagrada sujeta al cabezal móvil de la unidad a inspeccionar. La pinza de contacto se alinea con la malla de cobre para proporcionar un buen contacto eléctrico conforme a la curvatura de las caras de la pala de la hélice. Esta fijación evita el contacto eléctrico en el borde delgado de la punta de la pala y eliminara la intensidad de alta corriente que pueda causar quemadura en la punta. La base final (cabeza o culata) de la pala es soportada por un contacto montado en el cabezal fijo.

Medios de indicación

Existen varios tipos de indicación disponible para la inspección de partículas magnéticas, pueden ser divididos en dos tipos generales; 1.materiales de proceso húmedo y 2. materiales de proceso seco, cuyo requerimiento básico para usarse en que produzca indicaciones aceptables de discontinuidades en partes inspeccionadas, por lo que se debe proporcionar un color contrastante en la superficie de la parte que es particularmente importante usar de una forma extensiva colores rojo y negro para procedimiento húmedo y rojo, negro y gris para el procedimiento seco actualmente para ambos casos se esta usando un blanco fosforescente.

Para una operación aceptable el medio de indicación debe ser de alta permeabilidad y baja retentividad; la alta permeabilidad asegura que un mínimo de energía magnética será requerida para atraer el material a una fuga de flujo magnético causado por discontinuidades. Una baja retentividad asegura que la movilidad de las partículas magnéticas no serán inducidas magnéticamente, esto es que por las partículas mismas se magnetizan y se atraen unas con otras.



La sustancia magnética para el proceso húmedo es usualmente abastecida en forma de pasta (actualmente ya viene en spray), la roja mejora la visibilidad en superficies obscuras, aunque la cantidad exacta de sustancia magnética a ser agregada puede variar, una concentración de 2 onzas de pasta por galón del vehículo líquido ha sido normalmente aceptable, la pasta no debe estar resumida dentro de la suspensión liquida en el tanque (en el caso del spray este debe agitarse lo suficiente antes de aplicar ya que el agitador y la bomba del magna flux no pueden depender entre si para hacer la mezcla).

El procedimiento adecuado para preparar una suspensión es colocar la cantidad correcta de pasta en un contenedor y agregar pequeñas cantidades de la suspensión liquida, trabajando cada adición con un agitador manual hasta que la pasta haya sido diluida a una mezcla liquida uniforme que pueda vaciarse (fluida) al tanque.

Es importante que la nueva sustancia magnética siempre sea usada para preparar las suspensiones. Cuando la suspensión se decolora o tiene algún otro tipo de contaminación al aplicarse la formación de patrones de partículas magnéticas se interfiere con drenaje del magna flux y debe ser totalmente drenado, limpiando y rellenando el tanque con suspensión limpia.

V.3.4 Desmagnetización

El remanente del magnetismo permanente después de la inspección debe ser eliminado mediante una operación de desmagnetización para que la parte inspeccionada sea retornada al servicio. Partes de mecanismos de operación deben ser prioritariamente desmagnetizadas para evitar partes magnetizadas desde limaduras, pulverizaciones o partículas magnéticas dejadas en el sistema o mecanismo, o partículas de acero (metálicas) resultantes del desgaste o deterioro operacional. Una acumulación de tales partículas sobre una parte magnetizada (imantada) puede causar excoriaciones de baleros, chumaceras u otras partes de operación mecánica. Partes de la estructura de la aeronave como el de la cabina debe ser también desmagnetizado ya que de no hacerlo afectara a los instrumentos principalmente a la brújula magnética e indicadores de rumbo y dirección.

Desmagnetización entre sucesivas operaciones de imantación (magnetización) normalmente no es requerida a menos que la experiencia indique que la omisión de esta operación provoque una disminución de la efectividad para una aplicación particular y que previamente haya sido considerada necesaria para remover completamente el campo magnético existente en una parte antes de que fuera imantada (magnetizada en una dirección diferente)

Puede desmagnetizarse de diferentes maneras. El procedimiento mas conveniente para partes de aeronaves consiste en la aplicación a la parte de una fuerza de magnetización de manera continua y dirección inversa a la magnetización original y con el mismo tiempo de aplicación, con lo que gradualmente va disminuyendo a intensidad del campo magnético; así que la fuerza de magnetización se ira disminuyendo desde la primera aplicación en una y otra dirección hasta que la magnetización de la parte también descienda (normalmente se utiliza un indicador de campo magnético de escala de cero a +10 y –10 gauss)



Practica estándar de desmagnetización

El procedimiento para lograr una disminución gradual de la magnetización de forma inversa es utilizado un solenoide (anillo de bobina) energizado con corriente alterna, de tal forma que al mover la parte magnetizada desde el campo magnético alterna del solenoide hará que el magnetismo disminuya gradualmente. Un desmagnetizador de un tamaño similar al de magna flux es recomendable emplear y obtener un máximo de efectividad con las partes pequeñas sosteniéndolas y pasándolas tan cerca como sea posible a la pared de la bobina del solenoide.

Las partes que no eliminen la magnetización deberán ser pasadas lentamente varias veces a través del desmagnetizador y en el mismo tiempo de duración o girada en varias direcciones. Es permisible un ligero remanente de magnetización cuando la corriente esta puesta y muy insignificante o cero después de cortar la corriente de magnetización pero teniendo cuidado de no cortarla, hasta que la parte este a 35 o 70 cm del área de operación si no se remagnetizará.

Una operación efectiva del procedimiento de desmagnetización es mover lentamente la parte fuera de la bobina y lejos de la intensidad del campo magnético y la parte debe conservarse en dirección opuesta al sentido de apertura (primera magnetización) hasta 35 o 70 cm del desmagnetizador.

Cualquier otro procedimiento utilizando el equipo portátil es pasar corriente alterna a través de la parte que esta siendo desmagnetizada y gradualmente reducir la corriente a cero hasta que se desmagnetice.

Figura 5.14 Instrumento indicador de campo magnético



V.4 Bases generales de las inspecciones de corrientes parásitas , ultrasónicas y rayos X

V.4.1 Inspección de corrientes parásitas (Eddy Currrent Testing)

Análisis electromagnético es un término que describe el ancho especial de los métodos de prueba electrónico incluyendo la intersección de campos magnéticos y corrientes circulatorias. La técnica mas ampliamente usada en las PND es la corriente de Eddy (C.E.) o corriente parásitas.

La CE están compuestas de electrones libres que se desplazan a través de superficies metálicas bajo la influencia de un campo magnético inducido y se utiliza en el mantenimiento de aeronaves para inspeccionar los ejes o flechas y líneas de distribución (venas de lubricación) de los motores a reacción, piel de las alas, mazas de las ruedas, barrenos de birlos y orificios de las bujías, por roturas, grietas y daños por tratamiento de calor a la estructura y piel de la aeronave. Las corrientes de Eddy se utilizan en las plantas de fabricación de aviones para inspeccionar piezas de fundición, estampados, maquinados, forjados y extrusión. Las pruebas de C.E como herramienta de las PND en general se utilizan para:

a) Detectar discontinuidades superficiales y subsuperficiales

b) Detectar irregularidades en la estructura del material

c) Medir la conductividad de los materiales

d) Determinar espesores de recubrimiento aplicados sobre bases metálicas

En síntesis esta técnica se aplica en todos aquellos materiales que son capaces de conducir una corriente eléctrica, que sea o no magnétizable.

Las principales ventajas de esta técnica son:

1. Alta velocidad de prueba

2. Medición exacta de la conductividad

3. Resultados inmediatos

4. Detección de áreas de discontinuidades muy pequeñas (0.0387 mm2 – 0.000076 plg2)

5. Es portátil y produce resultados inmediatos y sensible a pequeñas imperfecciones

Desventajas:

1. No identifica claramente la naturaleza especifica de discontinuidades

2. La medición de profundidad, de penetración restringido a menos de 6 mm

3. En algunos casos es difícil verificar los metales ferromagnéticos

4. La superficie a revisar debe ser accesible a la probeta (espécimen) y no se tiene un registro permanente de los resultados.

Principios básicos

Cuando una corriente alterna pasa a través de una bobina desarrolla un campo magnético, alrededor de la bobina la cual al girar induce un voltaje de polaridad opuesto y contra el flujo de la corriente original. Si esta bobina se coloca de tal forma




que el campo magnético pase a través de una probeta (espécimen) de conducción eléctrica, C.E o corrientes parásitas serán inducidos dentro de la probeta, las C.E crearan su propio campo magnético el cual varía a la oposición del campo original, al flujo de la corriente original. Así la susceptibilidad de la probeta a las corrientes parásitas determina el flujo de corriente a través de la bobina (ver figura 5.15).

La magnitud de fase de este contador de campo es dependiente primeramente de la resistividad y permeabilidad de la probeta bajo consideración y es un hecho que nos establece una determinación cualitativa de varias propiedades físicas del material inspeccionado, la interacción del campo magnético de la C.E con el campo magnético original resulta un cambio de energía que puede ser medido utilizando un circuito electrónico similar al puente de Wheastone. La probeta se coloca en cualquier dirección o se pasa a través del campo magnético de una bobina de inspección electromagnética y su efecto sobre la impedancia de la bobina o en el voltaje de salida de una o mas vueltas de prueba, se observa durante este proceso, por lo que los campos eléctricos se hacen para explorar una pieza o parte en inspección, en varias condiciones, incluyendo la transmisión de energía a través de la probeta o espécimen tal como la transformación de los rayos “X”, calor o ultrasonido, en haces (rayos) que tienen una dirección e intensidad reconocible y obedecen a las leyes de la absorción, reflexión, difracción y difusión. Elementos receptores pueden ser colocados dentro de los haces (rayos) y de esta forma tener una medición directa del posible flujo de energía. Sin embargo en pruebas electromagnéticas la energía se disminuye por si misma de una manera conocida como variaciones imprevisibles en la propagación (vaguely), y sufre una transformación en el proceso, desde una energía magnética a una energía eléctrica y subsecuentemente regresar a una energía magnética. Ya que el flujo de corriente inducida en el circuito cerrado, generalmente no es posible interceptarla en la frontera de la probeta o espécimen para una mejor descripción observar la figura 5.16 a continuación indicada.

Figura 5.15 Circuito de inspección de corrientes parásitas (C.E.)

Muestra de parte a inspeccionar

Probeta

Amplificador Oscilador

Medidor


Figura 5.16. Descripción de verificación con corrientes parásitas o inducidas (C.E.)

V.4.2 Inspección ultrasónica

El equipo de detección ultrasónica ha hecho posible localizar defectos en todo tipo de materiales sin dañar el material que esta siendo inspeccionado. Pequeñas roturas, orificios de válvulas check (de paso) y oquedades o huecos demasiado pequeños para ser vistos por rayos “x”, son detectados con la inspección ultrasónica. Un instrumento de prueba ultrasónica requiere únicamente acceso a la superficie del material a ser inspeccionado y puede ser utilizado con otra técnica de verificación en línea recta o en cualquier inspección del haz de inspección

Se utilizan dos métodos básicos para este tipo de inspección.

El primero de estos métodos es la prueba por inmersión, método en el cual, la parte bajo evaluación y la unidad de búsqueda están totalmente inmersos en un líquido acoplante que puede ser agua o cualquier otro fluido adaptable.



El segundo método es llamado prueba de contacto, que es fácilmente adaptado para usarse en campo y en el que se va a describir para inspecciones aeronáuticas. Este método usa un material viscoso líquido en forma de pasta, como acoplante entre la parte a inspeccionar y la unidad de búsqueda o probeta, humectándose las caras de acoplamiento o contacto.

Además de los dos métodos mencionados se tienen dos sistemas de ultrasonido básico, uno por pulsos y otro de resonancia. El sistema de pulsos puede ser a través del eco o a través de la transmisión del sonido; El eco es el mas versátil de los sistemas.

V.4.2.1 Discontinuidades detectadas Los defectos que se pueden detectar por medio de la inspección ultrasónica son

internos, tales como: poros, grietas, rechupes, laminaciones, falta de fusión, defectos en soldadura, inclusiones, estructura del grano, variación de espesores térmicos, como por ejemplo, los soportes de unión del pistón con el motor, deformaciones de orificios de los birlos, etc.

Materiales aplicables

Ferrosos: aceros y sus aleaciones, fundiciones de hierro.

Metálicos

No ferrosos: plomo, uranio, zinc, níquel, oro, platino,

aluminio, cobre, aleaciones, etc.

No metálicos porcelana, vidrio, plásticos, hules, carbón, madera, etc.

Ventajas:

• Alta velocidad de prueba.

• Detección de defectos profundos.

• Determinación de propiedades de los materiales (dureza, cambios de estructura metalográfica.)

• Cuantificación exacta de los defectos.

• Dimensión de espesores.

Desventajas:

• Alto costo de equipo.

• Capacitación especializada nivel II y III PND.

• Requiere de material acoplante.

• Requiere fuente de poder.

• No se puede verificar piezas demasiado porosas o de forma compleja.

V.4.2.2 Principio teórico

El ultrasonido no es, en cuanto a características fundamentales otra cosa que el sonido y por lo tanto una onda longitudinal, supóngase que se compone de pequeñas partículas, unidas entre si por medio de una fuerza elástica hace factible un

uanto a características fundamentales otra cosa que el sonido y por lo tanto una onda longitudinal, supóngase que se compone de pequeñas partículas, unidas entre si por medio de una fuerza elástica hace factible un



movimiento ondulatorio de dichas partículas, si se empuja una partícula, esta empieza a oscilar y comunica su energía a las partículas individuales de la materia. El número de oscilaciones o vibraciones de las partículas, dependerá si se trata de un sonido perceptible por el oído humano o de ultrasonido. Los ultrasonidos son ondas sonoras de mayor frecuencia que las que percibe el oído humano.

En el sonido perceptible, el número de oscilaciones están entre 16Hz. Y 20000Hz., que para el ultrasonido son superiores a 20000Hz. En la verificación de materiales por ultrasonido, las frecuencias son notablemente más elevadas y oscilan entre 0.25 y 25 Mhz. Para una mejor comparación ver la figura siguiente:

V.4.2.3 Eco pulsaciones. (Pulso- Eco) de detección de defectos o fisuras. Los defectos o fisuras son detectadas midiendo la amplitud de las señales

reflejadas y el tiempo requerido por estas señales para viajar o trasladarse entre la superficie específica y la discontinuidad (ver figura 5.18). El tiempo base que es considerado simultáneamente con cada pulso de transmisión, causa una spot (punto) para barrer a través de la pantalla, del tubo de rayos catódicos (CRT por sus siglas en inglés).

El spot barre de izquierda a derecha atravesando la pantalla del osciloscopio de 50 a 5000 veces por segundo, o más alto se requiere para escaneo (scanning) automatizado de alta velocidad. Debido a la velocidad de leído de transmisión y recepción, la película o figura en la pantalla del osciloscopio será estacionaria

Figura. 5.17 Movimientos oscilatorios de partículas de material



Unos cuantos microsegundos después de iniciado el barrido el generador de proporción excita eléctricamente al pulsador o transmisor de RF y el pulsador en operación excita un pulso eléctrico. El transductor convierte este pulso dentro de un corto tren de ondas de sonido ultrasónico, si las interfases de transductor y del espécimen son adecuadamente orientadas, el ultrasónico será reflejado al transductor cuando alcance o choque con la fisura o defecto interno o cuando lo haga con la superficie contraria del espécimen. El intervalo de tiempo entre la transmisión del impulso inicial y la recepción de las señales desde dentro del espécimen es medido por el circuito de tiempo (timing). El pulso reflejado recibido por el transductor es amplificado y posteriormente transmitido al osciloscopio, donde el pulso recibido de la fisura o defecto se muestra en la pantalla del osciloscopio. El pulso se muestra en la misma relación al frente y atrás de los pulsos reflejados, de tal forma que el defecto o fisura este en proporción al tamaño de los pulsos traseros y delanteros de los defectos del espécimen o unidad bajo prueba. Ver figura 5.19.

Defecto

Transductor o probeta

Figura 5.19. Osciloscopio mostrando la proporción de la localización de la fisura o defecto

Tubo de rayos catódicos

Defecto

Espécimen

Otro instrumento que se utiliza es el Reflectoscopio de tipo eco pulsación para detección de defectos, tales como roturas, cavidades, inclusiones, delaminaciones, soldaduras parciales, huecos u oquedades, arrugamientos, porosidades, exfoliaciones y otros defectos superficiales.




Figura 5.20 Operación del reflectoscopio para verificación de haz recto

Cable coaxial

Cristal de cuarzo

Material

Eco desde la cara de unión

Frontal Trasera

Eco desde la unión frontal y la parte trasera del material

Eco desde la parte frontal trasera y del defecto del materia

esde l

Defecto

El principio de operación se ilustra en la figura 5.20, donde se observa que los pulsos, eléctricos son transformados por el cristal dentro de las vibraciones ultrasónicas, que son transmitidas dentro del material. La porción del pulso eléctrico liberado al tubo de rayos catódicos (CRT de sus siglas en inglés) causa una indicación de pulso inicial, tal como se muestra en la figura 5.20-A. La reflexión trasera se observa en la vista “B” donde las vibraciones han viajado al fondo de la parte inspeccionada y reflejada a la unidad de búsqueda, transformadas en pulsos eléctricos. La indicación vertical de la pantalla de su retorno es conocido como la “indicación de reflexión del primer regreso”. La vista “C” es si un defecto está presente, una porción de las vibraciones viajan a través del material reflejado desde el defecto, causado una indicación adicional en la pantalla, el barrido horizontal indica el tiempo desarrollado desde que las vibraciones dejaron el cristal.

Este tipo de operación esta referido a pruebas de haz recto y es adecuado para detección de defectos o fisuras en planos de prueba paralelos en plano de la parte a inspeccionar, cuando el haz tiene un ángulo de dirección el reflectoscopio se referirá a una prueba de onda cortada.

La utilidad del reflectoscopio es la siguiente.

1. Detectar roturas cuyos planos permanezcan a un ángulo al plano de la parte.

2. Discontinuidades que no pueden ser alcanzadas por la técnica estándar de haz recto.

3. Algunos defectos internos en placas y hojas de lámina.

4. Algunos tipos de defectos internos en tuberías, mangueras y barras tales como inclusiones y pequeñas roturas cercanas a la superficie.

5. Roturas un metal base o de origen resultante de la soldadura (parenmetal).

6. Algunos defectos en la soldadura.



Figura 5.21. Operación de reflectoscopio en una verificación de haz en ángulo

Cable coaxial

Cristal de cuarzo Material en verificación Defecto

La verificación del haz en ángulo difiere del haz recto sólo en la manera en que las ondas de ultrasonido pasan a través del material que esta siendo verificado tal como se observa en la figura 5.21, el haz es proyectado dentro del material en un ángulo agudo a la superficie por medio de un cristal de cuarzo cortado en un ángulo y montado en un plástico. El haz o una porción de la señal se refleja sucesivamente desde la superficie del material o de alguna discontinuidad que se pueda localizar, incluyen los bordes de la pieza en proceso de inspección. En la verificación del haz recto la distancia horizontal en la pantalla entre el pulso inicial y la primera reflexión de lado posterior representa el espesor de la pieza; mientras que el la verificación del haz en ángulo, esta distancia representa el ancho o extensión del material entre la unidad de investigación y el borde opuesto de la pieza.

V.4.2.4 Sistema de resonancia

Este sistema difiere del método de pulso en que la frecuencia de la transmisión es, o puede ser, variada continuamente. El método de resonancia se utiliza principalmente para medición de espesores cuando los dos lados del material estén siendo verificados de manera suave y paralela. El punto en el cual la frecuencia encuentra el punto de resonancia del material que esta siendo verificado es el factor de determinación del espesor. Es necesario que la frecuencia de las unidades de ultrasonido corresponda a la dispersión del dial o cuadrante, que exactamente conocido las verificaciones deben ser hechas con bloques de pruebas estándar para evitar posible variación de la frecuencia.

Si la frecuencia de una onda de ultra sonido es tal que su longitud de onda es dos veces el espesor de un espécimen (frecuencia fundamental) entonces la onda reflejada arribara de regreso al transductor en la misma fase tal como la transmisión original así que una amplificación de la señal o una resonancia ocurrirá si la frecuencia se incrementa hasta tres veces la longitud de onda igualada cuatro veces el espesor entonces la señal reflejada retornara completamente fuera de fase con la señal transmitida y una cancelación ocurrirá.

Un incremento inmediato de la frecuencia hace que la longitud de onda sea de nuevo igual al espesor, proporcionando una señal reflejada en fase con la señal transmitida y una vez mas ocurrirá una resonancia. Iniciando en una frecuencia fundamental y gradualmente irla incrementando, las cancelaciones y resonancias pueden ser notadas y las lecturas obtenidas se usaran para la lectura final de la frecuencia fundamental esto se puede apreciar de forma ilustrativa en la figura 5.22.


En algunos instrumentos el circuito oscilador contiene un capacitor de impulso motor que cambia la frecuencia del oscilador tal como se muestra en la figura 5.23. En otros instrumentos, la frecuencia es cambiada por medios electrónicos.

Figura 5.22. Condiciones de resonancia ultrasónica en una placa de metal

El cambio de la frecuencia es sincronizada con el barrido horizontal de un tubo de rayos catódicos (CRT por sus siglas en ingles). En donde el eje horizontal representa un rango de frecuencia y si contiene resonancia el circuito se arregla para presentarla verticalmente, las escalas transparentes calibradas son entonces colocadas en el frente de tubo de rayos catódicos, y de esta forma el espesor puede ser leído directamente, los instrumentos normalmente operan entre 0.25 Mhz y 10 Mhz ( de 0.25mc a 10 mc) en cuatro o cinco ondas.



Figura 5.23. Diagrama de bloques del sistema de medición de espesores por resonancia

El instrumento de espesor es resonante puede ser utilizado para verificar el espesor de materiales tales como: acero, hierro fundido, bronce, níquel, cobre, plata, plomo, aluminio y magnesio, adicionalmente detecta áreas de corrosión o desgaste en tanques, tuberías, pieles de las alas de las aeronaves y otras estructuras o productos pueden ser localizados y evaluados.

Unidades de operación de lectura directa están disponibles para medir espesores entre 0.06cm (0.025plg) y 7.6cm (3plg) con una exactitud de +/- 1%.

Precaución.- De acuerdo con la FAA y las autoridades la inspección ultrasónica requiere un operador hábil, especializado y familiarizado con el equipo de ultrasonido que este siendo utilizado con los métodos de inspección a ser empleados para las diferentes partes que estén siendo verificadas.

Tabla de espesores en acero inoxidable para poder detectar defectos en acero de 0.5, 1.5, 3 y 6 mm se emplean las siguientes, frecuencias.

D 0.5 1.5 3 6 mm

- 1 3 6 12 mm

F 6 2 1 0.5

Mhz

Nota: Para esta tabla es necesario que el reflector mínimo a localizar sea redondo y que su superficie por el haz en sentido vertical totalmente.

Aplicación de inspección ultrasónica con equipo de ESIME Ticomán



Figura 5.24 Aplicación de inspección ultrasónica con equipo de ESIME Ticomán utilizando sensores de cuarzo y patrón estándar de espesores

Figura 5.25 Aplicación de inspección ultrasónica con equipo de ESIME Ticomán utilizando sistema dual de cableado y patrón de referencia de profundidad de patrones de prueba.



V.4.3 Inspecciones Radiográficas y Gammagráficas

Este tipo de inspecciones en su conocimiento básico e interpretación esta encaminado a asegurar la calidad en productos y servicios terminados que requieren una estructura interna de defectos y que le permite a los inspectores, técnicos de aviación e ingenieros aeronáuticos identificar, analizar y evaluar defectos estructurales internos en las aeronaves y sus componentes.

Generalidades

Debido a las propiedades de las radiaciones “X” y “Gamma” de penetrar y ser absorbidos por los cuerpos metálicos y no metálicos, como lo pueden ser: tuberías soldadas, fundiciones, ensambles, estructuras bajo la piel, etc. La radiografía es uno de los métodos no destructivos más empleados en la actualidad.

En las pruebas radiográficas se requiere una película que será expuesta a las radiaciones que previamente han pasado a través del objeto a inspeccionar. Esta película se somete a revelado, siendo posteriormente interpretada su imagen.

Las inspecciones radiográficas se utilizan para detectar discontinuidades, tales como: roturas, fisuras, huecos o cavidades, corrosión, porosidad, inclusiones, etc., también se utiliza en verificación de soldaduras y detección de agua en estructuras de panal de abeja.

Una inspección radiográfica o gammagráfica se lleva a efecto emitiendo una radiación penetrante (rayos X ó rayos gamma) a través de una parte o estructura hacia una película fotosensitiva. Está radiación es absorbida por la parte a medir que va pasando a través de la misma. Las discontinuidades y los huecos representan una disminución en el espesor total del material por lo tanto hay menor absorción en el mismo provocando una mayor radiación en la película; finalmente se debe interpretar la imagen producida, que es la radiografía que revela los cambios en la intensidad de la radiación. Para una mejor ilustración ver figura 5.26.


Figura 5.26. Inspección radiográfica o gammagráfica para detección de discontinuidades

I P N Procesos de inspección en la aviaciónESIME Ticomán Vinculación Académica – Sector Productivo Aeronáutico


V.4.4 Características de las radiaciones “X” y “Gamma”

5. Inspección de partes cubiertas y ocultas.

4. Revela la naturaleza interna del material las discontinuidades presentes.

3. Se obtiene imagen visual del interior del material, el cual queda permanentemente impreso en una película.

2. Se aplica a diversos materiales.

1. Habilidad para revisar defectos internos o externos.

7. Alto costo de elaboración e impresión.

6. Tiene un poder resolutivo limitado.

5. Requiere cumplir con las normas de seguridad estrictamente (área de radiación libre de personal).

4. No detecta laminaciones.

3. Debe haber acceso por dos vías (acceso ambos lados de estructura)

2. No pueden radiografiarse formas complicadas.

1. El método es direccional y depende de orientar correctamente la radiación con respecto al defecto para que sea efectivo (se requiere conocimiento de las estructuras de las aeronaves).

6. Requiere de un área mínima de preparación.

Ventajas

Conceptos generales

Desventajas

9. Destruyen las células vivas (por lo que se deben extremar las precauciones en su operación)

Donde: V = Velocidad de la luz

λ =�Longitud de onda

f = frecuencia de vibración

1. Cumplen la ecuación: V=λf

8. Son invisibles

7. El material radiado queda con una fluorescencia de tipo no permanente

6. Ioniza la materia

5. Penetran en la materia y el poder de penetración depende de la energía

4. Viajan en línea recta

3. No se tiene carga eléctrica ni masa

2. Son ondas electromagnéticas (Figura 5.27)

Figura 5.27 . Espectro de ondas electromagnéticas




Penetración, absorción, ionización e impresión en la película: (Ver Gráfica 5.I)

La radiación que penetra al material, es capaz de dejar una impresión en la placa radiográfica es INVERSAMENTE PROPORCIONAL al espesor y densidad del material inspeccionado es decir, la radiación que penetra al material y llega a la película IONIZA LA SUSTANCIA (Bromuro de Plata) siendo mayor la ionización en la zona del material donde penetre más la radiación (donde existan defectos, agujeros o menor espesor).

Gráfica 5.I



Posteriormente al someterse al revelado la película, el ion bromuro reacciona químicamente con el líquido revelador, pasando a placa metálica. Las áreas más expuestas a radiación se verán más obscuras. (Figura 5.26).

Las fuentes de radiación empleadas en radiografía son de dos tipos diferentes:

1. Por rayos “X”

2. Por isótopos radioactivos

Preparación y exposición

Los factores de exposición radiográfica son interdependientes entre sí, pero es necesario considerar todos los factores para cualquier exposición radiográfica en particular.

Estos factores a considerar no están limitados a los siguientes:

a. Densidad y espesor del material

b. Tamaño y forma de la parte a inspeccionar

c. Tipo de defecto a ser detectado

d. Característica del equipo de rayos X a utilizar

e. Distancia de la exposición

f. Ángulo de la exposición

g. Características de la película

h. Tipo de pantalla de intensificación a utilizar

El conocimiento de las capacidades del equipo de rayos X debe formar una base de datos para los otros factores de exposición. En adición a la unidad de proporción en Kilovoltaje; el tamaño, la portabilidad y facilidad de maniobrabilidad particulares del equipo de rayos X (de exposición) deben ser totalmente entendido. Previa experiencia en equipos similares es muy útil para la determinación de todas las técnicas de exposición. Notas o registros de exposiciones previas proporcionan datos específicos como una guía para futuras radiografías.

V.4.5 Rayos “X”

Descubiertos por Roentgen en 1895, son ondas electromagnéticas que se basan en el choque con un electrón orbital de otro átomo por parte de un electrón libre previamente proyectado, produciéndose así rayos “X” característicos.

Fuente de electrones

Toda la materia posee electrones, así que cuando un determinado material es calentado, algunos de los electrones han adquirido la suficiente energía para escapar como electrones libres, rodeando al material como si fuera una nube.

En el tubo de rayos “X” la fuente de electrones es el cátodo, el cual contiene una bobina o filamento, y usualmente está construida de hierro puro y níquel, esto constituye el llamado foco de electrones, el cual cuando se ha llegado a la temperatura requerida proporciona los electrones que al ser liberados irán al ánodo (Figura 5.28)



El filamento es usualmente una bobina de tungsteno, la cual aguanta muy altas temperatura.

El cañón de rayos “X” esta constituido por un tubo de vidrio Pyrex sellado al alto vacío y que también soporta muy altas temperaturas.

El amperaje que pasa a través del filamento es regulado en un transformador, que también regula el voltaje en el filamento.

Figura 5.28. Fuente de electrones

Está constituido de un electrodo de elevada conductividad eléctrica y térmica, fabricado de cobre y tungsteno, aunque puede se de oro o platino. Estos materiales son usados debido a su alta densidad, además de su alto punto de fusión. Estos materiales son los llamados fuente de radiación, es decir, del ánodo salen los llamados rayos “X”

Medida focal

La buena definición en una placa metalográfica, está determinada en gran parte por la medida de la fuente de radiación. El haz de electrones en la mayoría de los tubos de rayos “X” es focalizada. Usualmente la fuente del ánodo está colocada en ángulo y la medida proyectada se hace tan pequeña como sea posible, dando el efecto de un foco efectivo puntual.

El voltaje aplicado a un tubo de rayos “X” determina la penetración de la radiación.

Disipación del calor

El proceso de generación de rayos “X” es muy ineficiente, pues la mayor parte de la energía del rayo eléctrico es disipada en forma de calor. En algunas ocasiones el medio de disipación es un radiador externo que está conectado con el ánodo y enfriado mediante un flujo de aceite o gas sobre su superficie.

Protección contra la radiación en el equipo

Los contenedores de los tubos de rayos “X” están protegidos por medio de planchas de plomo para prevenir la radiación no deseada.

Características de la calidad de los Rayos “X”



La radiación de un tubo de rayos “X”, es de baja energía y longitudes de onda determinadas por el material de la fuente, así como radiaciones continuas que cubren un mayor campo de longitud de onda y mayor energía.

Lo usual, es trabajar con radiación continua.

Un incremento en el voltaje incrementará por tanto la intensidad de los rayos “X”, y así mismo producirá una longitud de onda más corta y de mayor energía. En síntesis podemos señalar que existen RAYOS “X” DUROS que son los de mayor energía y RAYOS “X” SUAVES que son aquellos que tienen menor energía.

V.4.6 Ionización

Cualquier acción que cambie el balance eléctrico de un átomo y produzca iones, es llamado ionización. Los átomos y las partículas subatómicas, libres con carga positiva o negativa son llamados iones. Los electrones libres son iones negativos y a las partículas con carga positiva se les llama iones positivos. Los rayos “X” al pasar a través de la materia alteran el balance eléctrico de la materia por el efecto de la ionización. La energía del rayo puede liberar un electrón de un átomo y este temporalmente libre, se une por si mismo a otro átomo. Los rayos “X” no se les consideran peso ni masa, por lo que pueden ser considerados como FOTONES VIAJANDO EN FORMA DE ONDA ELECTROMAGNETICA A LA VELOCIDAD DE LA LUZ.

Los rayos “X” ceden energía a los átomos por ionización y a esos efectos se les conoce como:

• Absorción fotoeléctrica

• Efecto Compton

• Producción de pares

Efecto fotoeléctrico

Radiación electromagnética de

baja energía

Electrón absorbido por una átomo de elevado

peso atómico

ionización

Atómo de alto peso atómico



Figura 5.29. Efectos de los rayos X cediendo energía a los átomos por ionización

Absorción fotoeléctrica

Cuando los rayos “X” (fotones) de relativamente baja energía; de 0.5 mev. o menos, pasan a través de la materia, la energía del fotón puede ser transferida a un

Radiación electromagnética de

energía media

Electrón absorbido por una átomo de cualquier

peso atómico

Efecto Compton Energía

electromagnetica de baja energía

Ionización Electrón liberado/

proyectado

neutrón protón

electrón

Radiación electromagnética de baja energía

Absorbiendo un átomo de elevado peso atómico absorbido por un átomo de alto peso atómico

Producción de pares

ionización

positrón

electron




electrón orbital. El efecto fotoeléctrico absorbe toda la energía del fotón y es este efecto de absorción lo que hace posible la radiografía. (Figura 5.29)

Efecto Compton

Cuando fotones de mayor energía; 0.1 a 3 mev. pasan a través de la materia, parte de la energía se pierde en un electrón al liberarse de su órbita e impartirle velocidad, y el resto de la energía continúa como un fotón de baja energía que continúa su trayectoria a un determinado ángulo de su entrada inicial. Este proceso continúa progresivamente hasta que el fotón sea completamente absorbido (Figura 5.29)

Producción de pares

Cuando fotones de elevada energía, de 1.02 mev o más, al acercarse a un átomo cambia su energía a formar un electrón positrón par. Se combinan al final de su trayectoria con electrones para emitir dos fotones de 0.51 mev, sujetos al efecto Compton y al efecto fotoeléctrico (figura 5.29).

Los rayos “X” se producen cuando los fotones chocan con la materia y se genera entonces las llamadas radiaciones secundarias llamadas RADIACIÓN DISPERSA. El mayor componente de esta radiación son los rayos de baja energía, representados por fotones debilitados durante el proceso Compton.

VIVI Radiación Interna Radiación Interna

La radiación interna es la que ocurre dentro del espécimen al ser radiografiada, es razonablemente uniforme en un espécimen de espesor también uniforme, pero afecta la definición distorsionando la imagen radiografiada (Figura 5.30)

Figura 5.30 Distorsión de la imagen radiografiada

Espécimen

Probeta

Radiación primaria

Película


Radiación dispersa lateral:

Es producida por las paredes del material u objetos que se encuentran en la vecindad. La radiación lateral obscurece la imagen (Figura 5.31)

Probeta

Película

Figura 5.31 Radiación dispersa lateral

Radiación trasera:

Es la radiación proveniente de los objetos que se encuentran detrás del objeto a ser radiografiado y también produce un obscurecimiento en la placa radiográfica (Figura 5.32)

Radiación Primaria

Probeta

Película Piso o pared

Figura 5.32 Radiación trasera



VI.1.1 Isótopos Radiactivos - Rayos Gamma

Los rayos Gamma son radiaciones electromagnéticas de baja longitud de onda de origen nuclear.

Para átomos de una misma especie el número atómico de estos, está dado por el número de protones que están contenidos en el núcleo de estos átomos, por otra parte, el peso está dado por la suma de los protones más los neutrones que existen en el núcleo de estos átomos.

EL ISOTOPO es un átomo que tiene diferente peso atómico dado por una diferencia en el número de neutrones en el núcleo del átomo. Un ejemplo de esto lo tenemos en el átomo de Hidrógeno del cual contamos tres tipos de isótopos.

En los tres casos su número atómico es 1, es decir, tiene un protón en el núcleo del átomo, pero sus pesos atómicos son diferentes debido a la variación en el número de neutrones en su núcleo. Así es como existen para el hidrógeno los isótopos el deuterio y el tritio que contienen 1 y 2 neutrones respectivamente, contra 0 del hidrógeno con número atómico de 1.

En la naturaleza existen 800 isótopos, de los cuales 500 son radiactivos.

Los rayos Gamma son producidos por la desintegración nuclear de los isótopos debido a su inestabilidad básica.

En la industria convencionalmente se trabaja con cinco tipos de isótopos que son los siguientes:

Isótopo Energía Mev. VI.1.1.1.1 Vida media

1. Radio 1,620 años

2. Cesio 137 0.66 30 años

3. Cobalto 60 1.33 – 1.17 5.3 años

4. Talio 170 0.084 – 0.062 130 días

5. Iridio 192 0.31, 0.47, 0.60 75 días

De estos isótopos el único que existe en estado natural es el RADIO, los demás isótopos son producidos artificialmente.

Algunas importantes definiciones en rayos Gamma son:

Intensidad de los Rayos Gamma: que está dada en Roentgen-Hora-Pie

La actividad de los isótopos está determinada por la eficiencia de bombardeo de los neutrones al ser creados.

Su unidad es el CURIE = 3.7 x 1010 desintegrados por segundo.

Actividad específica: Está definida como el grado de concentración de material radioactivo dentro de una fuente de rayos Gamma y se expresa en:

cmCurieGramoCuirie−

−

En la actividad específica, si se tienen dos isótopos del mismo material con misma actividad (Curie) pero diferente actividad específica, es que tienen diferente dimensión. En las inspecciones radiográficas y gammagráficas es importante la actividad



específica, pues mientras más pequeña sea la pastilla radioactiva para una misma actividad, la radiografía obtenida será más nítida.

VI.1.1.2 Vida media

Es el periodo de tiempo necesario para que la actividad de un isótopo decaiga la mitad de su potencia inicial, y esto es una característica básica de cada isótopo en particular. En la Figura 5.33 se observa una gráfica donde se obtiene una relación de medida de actividad con respecto al tiempo, obteniéndose una curva de decaimiento, que repetimos, es particular para cada tipo de isótopo.

Figura 5.33 Curva de decaimiento

Ley de la inversa al cuadrado:

Esta ley es válida tanto para rayos “X” como para rayos Gamma y nos dice: “La intensidad de la radiación varía inversamente con el cuadrado de la distancia”. Esta es una consideración de importancia para calcular: parámetros de exposición y procedimientos de seguridad (figura 5.34)

22

21

1221

22

2

1

DDII

DD

II

=∴=

Donde: I1= Intensidad en el punto 1 I2= Intensidad en el punto 2 D1= Distancia en el punto 1 D2= Distancia en el punto 2



I1

I2

D2

D1

Figura 5.34 Parámetros de exposición y medición de seguridad

Interacción de los rayos Gamma con la materia:

La ionización, absorción, dispersión y producción de pares originados por los rayos gamma al interaccionar con la materia es similar al comportamiento de los rayos “X”.

Equipo empleado con los isótopos radioactivos:

El isótopo cuando no se usa deberá alojarse en un contenedor de acero, que a su vez está recubierto de plomo o Uranio238 lo cual evita un escape de radiación al exterior.

Cuando va a usarse el isótopo, ésta cámara se conecta a unos cables que contienen en su interior un chicote, que mediante una manivela hacen posible desplazar al isótopo fuera del contenedor llevándolo a través de otro cable hueco hasta el extremo opuesto donde llegará a un tope que es el lugar donde estará colocado el isótopo y el cual se toma como punto de referencia de la radiación.

Efecto radiológico:

R.E.M. Que significa Roentgen Equivalent Man o Dosis Equivalente

R.A.D. Dosis absorbida

R.E.M. = (R.A.D)(Factor de Calidad)

Radiación Factor de calidad

X ó Gamma 1

Beta 1

Alfa 10

Neutrones (N) 20

1 ROENTGEN = 1 RAD = 1 REM

Seguridad radiológica:



En México existe el Instituto Nacional de Energía Nuclear, que controla el uso de las fuentes de radiación y que emite permisos e imparte cursos de responsabilidad radiológica.

Algunos de los principales cuidados al utilizar radiación son los siguientes:

• La unidad empleada para definir el efecto biológico de la radiación en el hombre es la Ram.

• Los instrumentos empleados para detectar la radiación, emplean el principio de ionización producido por la radiación en un gas, estos iones son recogidos por un colector de iones, los cuales son transportados hasta un medio adecuado, que indique en escalas la cantidad de ionización, expresada en Roentgens o Rems. A estos instrumento se les llama dosímetros y todo radiólogo debe llevar siempre uno en el tórax.

• Una persona menor de 18 años no debe ser radiólogo.

• La máxima exposición a que puede estar expuesta una persona es de 5 Rems por año.

• Una persona no debe recibir de 1.3 Rems durante tres meses.

• Una persona no debe recibir más de 100 milirems en una semana.

• Cualquier persona que adquiera una dosis superior a las limitaciones anteriores debe ponerse en manos de médicos especializados.

• En el caso de una persona civil, la radiación permisible corresponde a una décima parte de la recibida por un radiólogo, como ejemplo, si tenemos marcados 100 milirems por semana como máxima exposición para un radiólogo, una persona civil podrá recibir como máximo 10 milirems.

Aproximación en daños por radiación recibida:

10 Rads Ruptura cromosómica en las células sanguíneas difícil de detectar

10- 25 Rads Cambios sanguíneos

25 – 50 Rads Detención momentánea de espermatogénesis

50 – 100Rads Síndrome de radiación (cefalea, vomito)

100 – 200Rads Síndrome de radiacion grave

200 – 400 Rads 50% muerte

400 – 600 Rads 100% muerte

Existe una ecuación que nos indicará para en un momento dado calcular aproximadamente la radiación que tiene un humano, esto es debido a que elementos como el sol, la televisión. el radio, etc., son fuentes que proporcionan algún tipo de radiación, y en consecuencia cualquier ser humano está absorbiendo constantemente radiación.

La ecuación empleada es:

D = 5 (n – 18)

Donde:

D = Dosis acumulada



n = Años cumplidos

Para verificar el grado de radiación en el cuerpo humano en el caso de utilización del equipo de rayos X portátil ESIME Ticomán dispone de dos exposímetros en mr/hr para determinar el grado de exposición y garantizar que no ha habido penetración de la radiación en el cuerpo humano ya que el operador sólo hasta que se termine la inspección accederá al área donde se localizó el emisor de rayos X.

Figura 5.35 Exposímetro mr/hr

Los límites de seguridad también son emanados de las normas internacionales para que el personal fuera de los operadores no acceda al área de radiación tal como se indica a continuación.

Figura 5 36 Límite de área de radiación




ma/ min 100 90 80 70 60 50 40 30

20

10 9 8 7 6 5 4 3

2

1

Espesor en mm

10 20 30 40

Film: STRUCTURIX 04 Fe Densidad: 2 Sensitividad: 70

mmFe

100KV 120KV 140KV 150KV 160KV 220KV 240KV

260KV

ma/ min 100 90 80 70 60 50 40 30

20

10 9 8 7 6 5 4 3

2

1 Espesor en mm 05 10 20 30 40

Figura 5.37a y 5.37b Diagramas de exposición

Film: STRUCTURI X 7 Fe Densidad, Schvi: 2 Pb:2011;FF.70 cm mmFe

80KV 100KV 120KV 140KV 160KV 180KV 200KV 220KV 240KV 250KV


Cálculo de tiempo de exposición empleado en tubo de Rayos "X";

Para llevar a cabo la inspección radiográfica se requiere de una fuente de radiación, el objeto a inspeccionar y la película. Por otra parte, la pieza a verificar debe encontrarse lo más cerca posible de la película para evitar amplificación o distorsión de la imagen. La distancia de la fuente de radiación a la película es importante, debido a que la intensidad de radiación que recibe tanto el objeto a inspeccionar como la película está regida por la ley de la inversa al cuadrado.

Cuando se emplea un tubo de rayos X, la cantidad de KV y ma, se seleccionan para hacer la exposición, lo mismo se hace con la distancia D (distancia de la fuente a la película). Otro parámetro conocido es el espesor y tipo de material a inspeccionar.

Con todos los datos conocidos se recurre a los diagramas de exposición, proporcionados por el fabricante de la película (figuras 5.37a y 5.37b), éstos indican para que tipo de material se deben emplear, el espesor de la pantalla de plomo que se debe utilizar(ver apartado de accesorios), la distancia de la fuente al película, que para la construcción de estos diagramas siempre es de 70 cm, así corno también la película que se debe emplear .

Se busca en el diagrama el valor del espesor en las abscisas, a continuación ese punto se proyecta verticalmente hacia arriba hasta encontrar en las líneas diagonales el KV seleccionado, en la intersección con esta línea, se traza una línea paralela a las abscisas hasta que corte el eje de ordenadas, y en el punto de corte se lee el valor dado en miliamperes (ma) por minuto. Este valor dividido entre los ma seleccionado seleccionados dan el TIEMPO DE EXPOSICION en minutos, esto es, el tiempo que deben permanecer bajo las radiaciones tanto- el objeto como la película.

Debe hacerse notar que el tiempo así calculado, es aproximado, debiendo hacerse correcciones posteriores, según si la película se presenta muy clara o muy obscura, después del revelado. Otro aspecto que se debe tomar en cuenta es que la distancia D se considera de 70 cm, y si se emplea en la realidad otra distancia D1 = D, se debe calcular el tiempo .para esa distancia con la ecuación siguiente:

2

21

121

12 D

TDTDT

DT

=∴=

Donde: T = Tiempo de exposición con una distancia D = 70 cm; dado en minutos. T1 = Tiempo de exposición con una distancia D = 70 cm; dado en minutos. D = Distancia de la fuente a la película = 70 cm. D1 = Distancia de la fuente a la película = 70 cm.

Ejemplo.- Una placa de fierro de 20 mm. de espesor, debe verificarse mediante rayos X, empleando un KV de 180 y un ma de 4. La película seleccionada es una Agfa Structurix D 7, se emplearán pantallas de plomo y la distancia de la fuente al film es de 50 cm. ¿Cuál es el tiempo de exposición calculado en el diagrama? (figura 5.37b )

Cálculo:

Buscando en el diagrama el espesor de 20 mm, en las abscisas y proyectando ese punto hasta la diagonal que indique 180 KV, en el punto de cruce, se traza \una línea paralela a las abscisas, y se lee el valor de la intersección con las ordenadas, resultando ser de 20 miliampers por minuto. El tiempo de exposición T para una distancia D = 70 cm, empleando los 4 ma seleccionados es:



min54

min20=

×=

mamaT

El tiempo T1 para una distancia D1 = 50cm, es:

min55.270

5052

2

2

21

1 =×

=×

=D

DTT

Por lo tanto el tiempo de exposición, empleando D1 = 50cm, 180 KV y 4 ma es de 2.55min

Accesorios

Pantallas de plomo: Placas de una aleación de plomo que se colocan a uno y otro lado de la película (traslapándola), que se emplean para proteger a la película de la radiación secundaria o dispersa, absorbiendo esta última.

Contenedor de película. Bolsa de hule negro flexible, en donde se coloca la película con sus respectivas pantallas de plomo, para evitar que se vele la película al ser expuesta a la luz natural o artificial.

Letras y números de plomo. Se colocan sobre el objeto a inspeccionar para fines de identificación.

Penetrómetros. Es un dispositivo cuya imagen en la radiografía se utiliza para determinar la calidad o sensibilidad de la radiografía. Es un rectángulo de metal con tres agujeros de diámetro determinado, compuesto del mismo material a radiografiarse, con un espesor de 2% el espesor del objeto a inspeccionarse. Uno de los diámetros es igual al espesor del penetrómetro, otro 2 veces el espesor y el tercero 4 veces el espesor de dicho penetrómetro (ver figura 5.38)

LT 0.020’’ D

2 T 0.040 ’’D

4 T 0.010’’D

0.020

T

Figura 5.38 Penetrómetro

Número penetrómetro estándar para material de una pulgada

1D

Tabla para seleccionar el penetrómetro

Espesor del material (pulgadas)

Identificación de penetrómetro

Espesor (T) del penetrómetro

Orificio de control (2T)

¼ 5 0.005 0.020*

3/8 8 0.008 0.020*



½ 10 0.010 0.020

5/8 13 0.013 0.025

¾ 15 0.015 0.030

7/8 18 0.018 0.035

1 20 0.020 0.040

1 1/8 23 0.023 0.045

1 ¼ 25 0.025 0.050

1 ½ 30 0.030 0.060

* Tamaño mínimo del orificio requerido por estandarización, no corresponde al número de identificación, ni al espesor del penetrómetro.

Revelado.

Para revelar se debe contar con un cuarto obscuro; previsto de luces de seguridad. El proceso normal es el siguiente: en una tina con. el líquido revelador a 20°C, se pasa la película durante 5 min., posteriormente durante 3 min., se mantiene la película en un baño de paro ( el líquido es agua), a continuación en una tina conteniendo fijador (bromuro de plata) se mantiene la película durante 5 min., para después pasarla a lavado (tina con agua).

Interpretación radiográfica:

Se recomienda que cuando no se tenga experiencia, su utilicen patrones de calificación esto es, que la calificación se efectúe por comparación.

Nota importante:

Actualmente se cuenta con equipo más avanzado de tipo digital y de control automático. Este último, se utiliza en las aerolíneas comerciales, siendo el más empleado el YXLON 160 de 160 Kilovolt y 6 ma. Por el desarrollo tecnológico en los rayos X requiere de licencia de la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias. Tanto para implementar el uso del equipo desde nuevo, hasta su total conocimiento de la operación segura y confiable del equipo. Además, se debe desarrollar el manual de seguridad radiológica y cubrir pagos del inspector y de la licencia de aproximadamente 90,000.00 pesos. De acuerdo con la ley de seguridad nuclear, se debe tener capacitación del Instituto Nacional de Energía Nuclear y además, llevar un estricto control del número de veces que se utilizan los rayos X y emplear un dosímetro de bolsillo por persona cercana al equipo, a pesar de controlarse de manera remota. El costo actual de estos equipos es de 40 000, 00 usd.

Uso de los Rayos Gamma.

Considerando las ventajas que presenta el uso de los rayos gamma, en la inspección radiográfica de partes de aeronaves, podemos determinar el tiempo de exposición en una pieza de una manera directa, haciendo uso de las gráficas de correlación correspondientes al isótopo utilizado que generalmente viene incluidas en los manuales descriptivos de éste tipo de inspecciones.



Los factores más importantes que se deben de considerar durante la inspección de piezas mediante el uso de los isótopos radioactivos (rayos gamma) para determinar el tiempo de exposición son:

• Tipo de isótopo

• Actividad del isótopo

• Distancia focal

• Espesor de la pieza

• Material de la pieza

• Sensibilidad de la película

Siendo estos factores los que intervienen en el trazo de las gráficas de correlación indicadas anteriormente; y que a continuación presentamos el procedimiento de uso de las mismas para determinar el tiempo de exposición.

Procedimiento :

En nuestro caso, consideraremos la gráfica correspondiente al IRIDIO 192, que es una de las más comúnmente utilizadas.

Grafica 5.II

En esta gráfica encontrarnos los siguientes factores involucrados:

En el eje de las abscisas se indica el espesor de la pieza que se desea radiografiar , mientras que en el eje de las ordenadas encontramos el resultado de la actividad radioactiva por unidad de tiempo necesaria para realizar la exposición.

Las líneas diagonales nos indican la relación que existe entre las dos variables anteriormente mencionadas, de acuerdo con la distancia focal empleada, siendo esta la distancia que existe entre el centro del isótopo y la película radio gráfica sensible. También se indica en la gráfica el tipo de película que debe ser empleada durante la prueba, para qué tipo de material y la densidad de exposición a obtener .

50 mm

película

pieza

Figura: Isótopo

Ejemplo:

Material: Acero

Espesor: 50mm

Distancia focal:

700 mm

Isótopo: Iridio 192

Actividad: 100 curies

Película: 2/DF/AA

700 mm

Solución:

Trazamos una línea perpendicular a este eje en el punto que marca el espesor de 50 mm dentro de la gráfica II . En el momento en el cual se intercepta con la diagonal correspondiente a la distancia focal dada (700 mm.), trazamos una línea paralela a las abscisas en este punto, proyectándola hasta el eje de las coordenadas, en donde nos marcará la actividad radioactiva por minuto a la que debe trabajar.




= 4.55 min. =

En este caso observamos que corresponde a 500 curies x minuto. Para determinar el tiempo de exposición, dividimos:

La actividad marcada en la grafica 500 curies x min. La actividad del isótopo 110 curies

En donde determinamos, que el tiempo de exposición debe ser de 4.55 min. A una distancia focal de 700 mm, para una pieza de 50 mm de espesor, haciendo uso de un isótopo de 110 curies de actividad.

Cabe aclarar que podemos reducir este tiempo de exposición, reduciendo la distancia entre isótopo y placa radioactiva (distancia focal), pero en algunos casos no es muy conveniente, pues reduce el contraste de la película.


Gráfica 5.II de Iridio 192



Equipo de rayos X portátil utilizado para inspecciones radiográficas en ESIME Ticomán:

Figura 5.39 Tablero de control X-IT

Emisor de rayos X Equipo de

enfriamiento

Figura 5.40 Emisor de rayos X y equipo de enfriamiento




VIIVII Claves de pruebas no destructivas PND (NDT por sus siglas en inglés)

Claves de pruebas no destructivas PND(NDT por sus siglas en inglés)

ETB Eddy Test Bolt Hole Orificio de perno de prueba de corrientes parásitas

ETHF Eddy Test High Frecuency Alta frecuencia de corrientes parásitas

ETLF Eddy Test Low Frecuency Baja frecuencia de corrientes parásitas

ETHFR Eddy Test High Frecuency Reflectance

Reflectancia de alta frecuencia de corrientes parásitas

ETLFR Eddy Test Low Frecuency Reflectance

Reflectancia de baja frecuencia de corrientes parásitas

MT Magnetic Particle Test Prueba de partículas magnéticas

MTF Magnetic Particle Test Fluorescent

Partículas magnéticas fluorescentes

PT Penetrant test (visible dye) Prueba penetrante visible

PTF Penetrant test fluorescent Prueba penetrante fluorescente

RT X-ray radiography Inspección radiográfica

RTG Gamma- ray radiography Inspección gammagráfica

ST Sonic (Tap test) Ultrasonido (pruebas de piso)

TT Torque test Prueba de torque

UTL Ultrasonic surface Inspección ultrasónica sobre/dentro superficie

VTB Visual-aided boroscope Inspección boroscópica

VTS Visual-aided surface Inspección visual sobre superficie



BBiibblliiooggrraaffííaa

Ensaye e inspección de materiales en ingeniería

Hammer E. Davis

Ed. CECSA

Classroom Training Handbook

Nondestructive testing

Liquid Penetrant Testing

Third Edition

1974 Annual Book of ASTM Standards

Designation: E 165 – 65 (Reaproved 1971)

Standard Methods for liquid penetrant inspection

1974 Annual Book of ASTM Standards

Designation: E 270 – 74

Standard Definitions of terms relating to for liquid penetrant inspection

Manual de Capacitación del Personal Técnico de Mantenimiento de Aeroméxico

Airframe and Powerplant Mechanics

General Handbook

Designation EA-AC 65-9A

Calidad y Productividad

W. Edwards Deming

México 1989, Ediciones Días de Santos S.A.

Apuntes para el laboratorio de control de calidad II

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas

Instituto Politécnico Nacional



AAnneexxoo 11.. AApplliiccaacciioonneess ddee iinnssppeecccciióónn vviissuuaall eenn vveerriiffiiccaacciioonneess ddee ssoollddaadduurraass..

Ejemplos de soldadura correcta e incorrecta

Soldadura optima y adecuada A. Buena penetración y libre de burbujas y porosidades B. Penetración excelente

Ejemplos de soldadura inadecuada o pobre

A. Soldadura hecha demasiado rápido

B. Soldadura con penetración inapropiada causada por

insuficiente calor

C. Soldaduras con porosidad y

burbujas por uso de excesiva cantidad de acetileno afectando

la sección transversal

D. Soldadura irregular con

variación de profundidad en la penetración, esto por soldar

en frío

Figura 5.41 Ejemplos de soldadura correcta e incorrecta


A. Dimensión de soldado correcto con protuberancia B. Soldado fileteado mostrando el ancho y profundidad de la soldadura

Figura 5.42 Dimensionamiento de acabado de unión de soldaduras




AAnneexxoo 22.. IImmppaaccttoo ddee llaa ccoorrrroossiióónn ddee llaass aaeerroonnaavveess eenn llaass iinnssppeecccciioonneess vviissuuaalleess

Las aeronaves modernas son manufacturadas con metales ligeros los cuales son altamente reactivos a los contaminantes que existen en la atmósfera. Ya que las sales que existen en el aire de las regiones costeras y los contaminantes industriales de las áreas urbanas atacan a las aleaciones de aluminio y estructuras de magnesio en forma de corrosión. La corrosión es una acción electroquímica que causa que el metal se transforme en sales y óxidos y estas sustancias en forma de polvo reemplazan el metal y causan severa pérdida de resistencia en la estructura. Las causas por las que se genera corrosión son tres (ver figura 1):

1. Diferencia de potencial eléctrico 2. Un medio o paso conductivo entre las dos áreas de diferencia de potencial 3. Presencia de alguna forma de electrolito o fluido cubriendo las dos áreas

La corrosión es un proceso natural y su presencia es casi inevitable, pero su impacto puede ser reducido si el personal técnico aeronáutico previene o separa cualquiera de las causas que la provocan, logrando aumentar la vida útil de la aeronave y de su estructura, efectuando además limpieza minuciosa de la superficie máxime cuando se tenga acumulación de grasa o polvo en las superficies metálicas ya que aquí es donde se inicia el proceso de corrosión, si la superficie puede ser conservada perfectamente seca y limpia la corrosión tiene poca oportunidad de iniciarse. “LA ESENCIA DEL CONTROL DE LA CORROSIÓN SIGNIFICA MÁS PREVENIR QUE SEPARAR” Si la corrosión ya ha sido formada lo que debe de efectuarse es remover cada indicio de esta tratando la superficie con alodine o una película protectora como el mylar, o anticorrosivos utilizados en la industria aérea. Ya formada es necesario restaurar o reconstruir el acabado de la piel de la estructura, del protector y decorativo; si el daño es demasiado extenso de acuerdo con el manual de reparaciones estructurales debe reemplazarse toda la piel o componente afectado. De lo anterior en función de que la corrosión es una acción electroquímica debido a que toda la materia está hecha de átomos y moléculas, y de la figura se observa Na como elemento metálico integrado por átomos y combinándolo con el cloro forma la molécula NaCl: Átomo, formado por: Núcleo, protones (+) y neutrones (sin carga) y alrededor del átomo electrones (-). Cuando un átomo esta balanceado significa que el número de electrones es igual al

E

N

Flujo de electrones

ALUMINIO

Cátodo Ánodo

Na Cl

Na

Electrolito entre ambas áreas

Figura 5.43 Formación de corrosión en el aluminio


número de protones; el átomo cargado es un ion, con más o menos electrones que protones. Ion negativo : cuando hay más electrones que protones Ion positivo: cuando hay más protones que electrones Un ion es inestable siempre buscando perder o ganar electrones. Los electrones son las partículas de energía eléctrica que fluye en los circuitos. Los metales son clasificados con su peso y número atómico y mostrar la facilidad relativa con lo cual esos metales se ionizan en la tabla periódica de los elementos. Clasificación de la corrosión

• Oxidación • Corrosión uniforme sobre la superficie • Picado • Corrosión intergranular • Corrosión por exfoliación • Corrosión galvánica • Concentración de celda de oxigeno • Corrosión por esfuerzo • Corrosión por desgaste

Causas de la corrosión • Ácidos y álcalis(bases) • Sales • Mercurio • Agua • Aire • Crecimientos orgánicos

Áreas más propensas de inicio de corrosión en las aeronaves Las aeronaves son manufacturadas de metales en placas o lienzos de piel que son muy delgadas y reactivas, que toleran poca pérdida de resistencia por lo que la importancia del personal técnico que efectúa las inspecciones programadas de acuerdo con los manuales de mantenimiento es su responsabilidad, verificar las áreas más propensas a la corrosión que pudiesen degradar afectando la resistencia de la aeronave; casi todas las áreas están sujetas a este tipo de daño, pero en ciertas áreas es mayor que otras, las principales áreas son las siguientes:

• Escape de motores • Compartimientos de la batería y sus ductos de ventilación • Baños y cocinas • Foso de trenes de aterrizaje, principal y de nariz • Tren de aterrizaje de helicópteros-skids • Pieles y paneles exteriores • Estructuras del soporte y montaje del motor • Cables de control • Áreas soldadas • Compartimientos de equipo electrónico • Áreas de servomecanismos y actuadores de superficies de control • Áreas de difícil acceso, como estabilizador horizontal, vertical, sección de

cola del helicóptero, etc. Derivado de lo anterior los métodos de inspección desde la visual hasta las más complejas utilizando diversos dispositivos serán necesarios para garantizar que la aeronave, sus componentes y motor están previstas de formación de corrosión. Tal como se indica en los procesos de inspección de este documento.



Remoción y tratamiento de la corrosión A. Preparación de la superficie

1. Limpieza Lo que se debe hacer en el control de la corrosión primordialmente es una limpieza profunda al área a inspeccionar en la aeronave, recomendándose un limpiador de tipo emulsión que cumpla con las especificaciones MIL-C25769 para limpiar las superficies de grasa, polvo, mugre, residuos del escape de motor, aceite seco, etc. Las manchas difíciles en las zonas de escape requieren utilizar una mezcla de limpiador y keroseno en proporción 1:2, se deja actuar por unos minutos y se talla con un cepillo de cerdas suaves hasta que se logre retirar la capa de grasa, polvo o mugre y enjuagar con agua a presión.

2. Remoción de pintura La corrosión en superficies pintadas no puede ser inspeccionada detalladamente si antes no se remueve toda la pintura. El removedor se aplica usando una brocha y picando sobre la superficie. Cubra la superficie con una capa espesa de removedor y déjelo hasta que la pintura comience a agrietarse. Una vez que toda la pintura se ha retirado, la superficie debe ser enjuagada con agua caliente. Un cepillo de cerdas duras probablemente tenga que ser usado para retirar el acabado alrededor de los remaches y en zonas donde la pintura no se haya retirado del todo. El removedor rompe los enlaces entre la superficie del metal y la pintura.

B. Tratamiento de las aleaciones de aluminio. 1. Métodos mecánicos para la remoción de la corrosión.

Después de que toda la pintura ha sido removida, las marcas de corrosión (como el polvo blanco que se forma) deben ser retiradas de la superficie. Fibras de Nylon (corrosión ligera) Cepillo de cerdas de aluminio (corrosión medianamente severa) Pulidora con disco de hule impregnado con oxido de aluminio (corrosión severa) Examinar la zona con lupa de 5X o 10X y verificar que no existan restos de corrosión. Devastar con abrasivo 2/100 de pulgada, para asegurarnos que se alcance a eliminar las grietas de la corrosión intergranular, finalice el proceso con lija 280 y después con lija 400. Limpie el área con un solvente y cubra la superficie con inhibidor de corrosión tal como el “alodine”

2. Neutralización Química. Después de remover todos los productos de la corrosión, la superficie debe ser tratada con una solución al 5% de ácido cromático para neutralizar cualquier sal de corrosión remanente. Después de que el ácido ha permanecido por 5 minutos se debe enjuagar con agua y secarse.




AAnneexxoo 33.. VVeerriiffiiccaacciióónn ppoorr ddaaññooss ddee ppoollvvoo,, aarreennaa oo cceenniizzaass vvoollccáánniiccaass 1. General, procedimiento generado para el equipo MD-80 de la flota de Aerovias de

México. A. Ingestión de arena y polvo ocurre cuando el material arenoso(como el

encarpetamiento) utilizado para la tracción en las pistas de aterrizaje y carreteo se desprende y va dentro del motor. Arena o polvo que cae dentro del motor puede dañar el núcleo del motor, entradas del motor y otras áreas del mismo como son los alabes del primer paso del fan, y la cubierta de nariz..

B. La ingestión de arena y polvo ocurre en la pista y áreas de carreteo. Las condiciones típicas que pueden provocar esta son la alta potencia del motor, particularmente con la reversa extendida y baja velocidad sobre pistas cubiertas de nieve / hielo, o pistas tratadas con material de encarpetamiento tal como la arena.

C. CENIZA VOLCÁNICA es altamente abrasivo y algo corrosivo. La ceniza acelera significativamente el desgaste de las partes en movimiento como poleas, rieles, sinfines, válvulas, baleros, controles, etc. El tamaño de la partícula de la ceniza es del orden de 100 micrones a 0.5 micron. Algunos filtros en los sistemas de la aeronave y sus componentes son solamente efectivos para material de 15 micrones y más grandes. Por lo tanto la ceniza puede ser ingestada dentro de sistemas de la aeronave.

D. Los daños se incrementan en proporción a la densidad de la ceniza y duración de la exposición. Por lo que las frecuencias de la inspección y del mantenimiento deben ser incrementadas en consecuencia o como corresponda en el programa de mantenimiento.

E. Cuando se seca, LA CENIZA ES SIMILAR A LA NIEVE SECA Y LA ARENA SUELTA. Se somete a vortices desde los motores y puede ser ingestada, causando subsecuentes daños.

F. Cuando esta húmeda, la ceniza hace rompe aviones y a la pista resbaladiza, por lo que estas áreas deben ser tratadas como superficies congeladas. Corrosión puede ocurrir cuando la ceniza está en contacto con las superficies metálicas húmedas.

2. Verificación de daños por arena polvo o ceniza volcánica. Área a ser verificada Verificar por: A. Motores

Precaución: Ingestión en el motor de arena, polvo o ceniza volcánica puede causar problemas operacionales que incluyen pérdida de potencia. Incluso si los problemas no son experimentados de inmediato, la contaminación del motor por ceniza puede dar como resultado en un deterioro eventual del desempeño del motor, así como bloqueo en los ductos de aire de enfriamiento y daño abrasivo (1) Verificación con baroscopio del compresor trasero y primer etapa del alabe de la turbina

Excesiva corrosión o erosión. Daños por objeto extraño (FOD). Bloqueo de los barrenos de enfriamiento de los alabe de la primera etapa de la turbina. Formación de depósitos de arena, polvo o cenizas volcánicas.

(2) Sistema de aceite Coladores/Filtros bloqueados. Sistema contaminado. Detectores metálicos dañados (chip detectors)

(3) Ductos de aire Corrosión, erosión y polvo bloqueando



Área a ser verificada Verificar por: ductos.

(4) Entradas de aire Daño o erosión excesiva. Cubierta de polvo en paneles acústicos

Precaución: La acumulación de polvo y agua bloqueara el Honeycomb (5) Conos o ductos de escape Daños o excesiva corrosión (6) Enfriadores de aceite de motor y CSD

Enfriadores bloqueados por polvo

Nota: El incremento en la temperatura del aceite puede ser una indicación de que los enfriadores de aceite están bloqueados. Nota: Si es necesario consultar el capítulo de motor 72-00-00 para procedimientos detallados de inspección después de la ingestión en el motor de arena, polvo o ceniza volcánica. B. Estructura de la aeronave

(1) Parabrisas Ralladuras, película de ceniza Precaución. Repelente de lluvia no deberá ser usado hasta que los parabrisas sean lavados

(2) Superficies metálicas Película de ceniza. Verificar por corrosión las superficies después de una limpieza minuciosa. Las superficies deben ser frecuentemente lavadas de acuerdo a las indicaciones del manual.

(3) Ductos de ventilación Acumulación de ceniza. (4) Sistema de aire acondicionado Contaminación de aceite en la turbina de

enfriamiento (llamada comúnmente Air Cycle Machine) y turbo compresores.

Polvo de ceniza en válvulas, intercambiadores de calor, líneas sensoras, otros componentes

(5) Hidromecánicos. Bolsas coalescedoras bloqueadas Nota: Todos los componentes expuestos a la ceniza deben ser limpiados y relubricados

(a) Poleas Abrasión de desgaste (b) Cables Abrasión y desgaste, especialmente en

áreas corran a través de los sellos de mamparo o tapafuego.

(c) Mecanismos en operación Desgaste excesivo y abrasión (d) Uniones y baleros, partes móviles en los fosos de las ruedas

Excesivo desgaste, acumulación de polvo y abrasión

(e) Borde de ataque móviles, flaps, superficies de rodillo y cualquier área de fricción

Excesivo desgaste, acumulación de polvo y abrasión

(f) Actuadotes hidráulicos y pistones del tren de aterrizaje

Excesivo desgaste, acumulación de polvo, abrasión y ralladuras

(g) Contenedores hidráulicos Contaminación (nivel contaminado – clase 5). Reemplazar como sea requerido.

(6) Puertos de estática y pitot Bloqueados con ceniza o polvo. (7) Roturas, grietas, a través de los fosos del tren, cualquier lugar donde el polvo y la ceniza pueda acumularse.

Corrosión de la superficie después de que el área ha sido limpiada

C. Sistema de combustible Contaminación y bloqueo



Área a ser verificada Verificar por: (1) Filtros de combustible (verificaciones más frecuentes después de encontrar cenizas o polvo)

D. APU Excesivo desgaste debido a polvo y

exposición de ceniza Alerta: Todo procedimiento que deba efectuarse en las aeronaves deberá ser acorde a lo establecido en los manuales de mantenimiento respectivos, aunque se recomienda de manera general que el lavado de las partes contaminadas sea con agua corriente, de preferencia a temperatura ambiente o a una temperatura mayor entre 20 y 30°C; se puede combinar con algún solvente recomendado por el fabricante. Por ejemplo el MIRACHEN

Las inspecciones de los procesos de mantenimiento son evaluaciones visuales y verificaciones manuales para determinar la condición de una aeronave o componente que puede comprender desde una inspección caminando alrededor de la aeronave hasta una detallada cuando se desensambla totalmente la aeronave y sus componentes o cuando se usan ayudas de inspección complejas.

Por lo que un sistema de inspección consiste de varios procesos incluyendo los reportes de la tripulación técnica y del técnico de aviación, hasta inspecciones regulares programadas a la aeronave y a los componentes en taller por lo que técnicos, supervisores e ingenieros aeronáuticos deben interaccionar para lograr el mejor mantenimiento de cualquier empresa del sector aeronáutico optimizando los tiempos de atención y programas de mantenimiento al efectuar los procesos de inspección.

La base del conocimiento tecnológico es la mejor aplicación en los procesos de inspección en los programas regulares de mantenimiento y de los derivados de la condición de operación de las aeronaves de ala rotativa y fija que prevenga y reduzca los riesgos de daños y altos costos de mantenimiento en las empresas aéreas.

Por lo que los temas comprendidos en este documento pretenden interiorizar al ingeniero aeronáutico con lo desarrollado en el sector productivo aeronáutico con fundamentos tecnológicos de la industria aérea.

procesos de inspección en la aviación

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