ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN MATERIALESUNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOEscuela Acadmico Profesional de Ingeniera de MaterialesCiclo: IXDocente: Ing. William Guarniz HerreraCursoSemestre: I - 2014

Antecedentes de los END Se tiene registro desde 1868; trabajando con campos magnticosUno de lo mtodos mas utilizados fue deteccin de grietas superficiales en ruedas de ejes de ferrocarril.Las piezas eran sumergidas en aceite, y despus se limpiaban y se esparcan con un polvo.Cuando la grieta estaba presente, el aceite que se haba filtrado en la discontinuidad, mojaba el polvo que se haba esparcido, indicando que el componente estaba daado.Esto condujo a formular nuevos aceites que seran utilizados especficamente para realizar stas y por otras inspecciones, y esta tcnica de inspeccin ahora se llama prueba por lquidos penetrantes (PT)

Con el desarrollo de los procesos de produccin:La deteccin de discontinuidades ya no era suficiente.Era necesario tambin contar con informacin cuantitativa sobre el tamao de discontinuidad, para utilizarla como fuente de informacin, con el fin de realizar clculos matemticos y poder predecir as la vida mecnica de un componente.Estas necesidades, condujeron a la aparicin de la evaluacin No destructiva (NDE) como una nueva disciplina.A raz de esta revolucin tecnolgica se suscitaran en el campo de las PND, una serie de acontecimientos que estableceran su condicin actual.

En el ao 1941 se funda la Sociedad Americana para Ensayos No Destructivos (ASNT) la cual es la sociedad tcnica mas grande en el mundo de pruebas no destructivas.Esta sociedad es promotora del intercambio de informacin tcnica sobre las PND, as como de materiales educativos y programas.Es tambin creadora de estndares y servicios para la calificacin y certificacin de personal que realiza ensayos no destructivos.Actualmente existen sociedades de ensayos no destructivos en cada pas

Historia (NDT o PND)1868, Primer intento a trabajar con los campos magnticos1879, Hughes establece un campo de prueba1879, Hughes estudia las corrientes Eddy1895, Roentgen estudia el tubo de rayos catdicos1895, Roentgen descubre los rayos X1896, Becquerel descubre los rayos Gamman1900, Inicio de los lquidos penetrantes 1911, ASTM establece el comit de la tcnica de MT1928, Uso industrial de los campos magnticos1930, Theodore Zuschlag patenta las corrientes Eddy1931, Primer sistema industrial de Corriente Eddy instalado1941, Aparecen los lquidos fluorescentes1945, Dr. Floy Firestone trabaja con Ultrasonido1947, Dr Emer Sperry aplica el UT en la industria

La Sociedad Argentina de Ensayos No Destructivos (AAENDE) El Instituto Australiano para Ensayos No Destructivos (AINDT) La Sociedad Austriaca de Ensayos No Destructivo (OGFZP) La Asociacin Belga de Ensayos No Destructivo (BANT) La Sociedad Brasilea de Ensayos No Destructivos (ABENDE) La Sociedad Canadiense de Ensayos No Destructivos (CSNDT) La Sociedad China para Ensayos No Destructivos (ChSNDT) La Asociacin de Ensayos No Destructivos de Mxico (ASENDEMEX)

APLICACIONESEn la Industria automotrizPartes de motores; Chasis En aviacin e industria aeroespacialExteriores: ChasisPlantas generadoras: Motores a reaccin; vehculos espaciales.En construccin: Estructuras, puentes.En manufactura: Partes de maquinasEn Ingeniera nuclear: Pressure vessels (navos de presin)En petroqumica: Transporte por tuberas, tks de almacnMiscelneos: Atracciones de parque de dirversionesconservacin restauracin de obra de Artes

Mtodos y TcnicasUltrasonidoAnlisis de aceite y ferrografaAnlisis de vibraciones y anlisis de ruidoAnlisis metalogrficoCorrientes inducidasInspeccin por lquidos penetrantesInspeccin por partculas magnticasInspeccin de soldadurasInspeccin por ultrasonidoPerdida de flujo magnticoRadiografaTermografa

El uso de un material depende de ciertas propiedades caractersticas que varios ensayos destructivos han demostrado que posee.Sin embargo, no existe ninguna seguridad de que la pieza utilizada sea igual a las ensayadas, en lo que respecta a las propiedades mecnicas y a la ausencia de defectos.Existen dos tipos de Ensayos no Destructivos: Aquellos utilizados para localizar defectos. Y los utilizados para determinar caractersticas dimensionales, fsicas o mecnicas.

Ensayos no destructivos para localizar Defectos Examen Visual Tintas Penetrantes Tcnicas Radiogrficas Rayos (gamma) Rayos X Partculas Magnticas Ultrasonido

Examen VisualSe pueden utilizar lentes magnificadoras de baja potenciaLupas Estereoscpicas, microscopios equipados con aditamentos fotogrficos, usados para obtener registros permanentes de los defectos, zonas dudosas y variaciones estructurales.

Estructura de la piezaRplica metalogrfica

Clasificacin de las Pruebas No Destructivas La clasificacin de las pruebas no destructivas se basa en la posicin en donde se localizan las discontinuidades que pueden ser detectadas, por lo que se clasifican en:

Pruebas no destructivas superficiales. 2. Pruebas no destructivas volumtricas. 3. Pruebas no destructivas de hermeticidad

1. Pruebas no destructivas superficialesEstas pruebas proporcionan informacin acerca de la sanidad superficial de los materiales inspeccionados. Los mtodos de PND superficiales son:

VTInspeccin Visual PTLquidos Penetrantes MTPartculas Magnticas ET Electromagnetismo

En el caso de utilizar VT y PT se tiene la limitante para detectar nicamente discontinuidades superficiales (abiertas a la superficie); y con MT y ET se tiene la posibilidad de detectar tanto discontinuidades superficiales como sub-superficiales (las que se encuentran debajo de la superficie pero muy cercanas a ella).

2. Pruebas no destructivas volumtricasEstas pruebas proporcionan informacin acerca de la sanidad interna de los materiales inspeccionados. Los mtodos de PND volumtricos son:

RT Radiografa IndustrialUT Ultrasonido IndustrialAE Emisin Acstica

Estos mtodos permiten la deteccin de discontinuidades internas y sub-superficiales, as como bajo ciertas condiciones, la deteccin de discontinuidades superficiales.

3. Pruebas no destructivas de hermeticidadEstas pruebas proporcionan informacin del grado en que pueden ser contenidos los fluidos en recipientes, sin que escapen a la atmsfera o queden fuera de control. Los mtodos de PND de hermeticidad son: Pruebas de Fuga Pruebas por Cambio de Presin (Neumtica o hidrosttica). Pruebas de Burbuja Pruebas por Espectrmetro de Masas Pruebas de Fuga con Rastreadores de Halgeno

Calificacin y Certificacin de Personal que realiza PNDPara aplicar las pruebas no destructivas se requiere:

La calificacin del mtodo de inspeccin utilizado Las PND deben llevarse a cabo de acuerdo con procedimientos escritos, que en ciertos casos deberan ser previamente calificados. La calificacin del personal que realiza la inspeccin Se considera que el xito de cualquier prueba no destructiva es afectado principalmente por el personal que realiza, interpreta y/o evala los resultados de la inspeccin. Por esto, los tcnicos que ejecutan las PND deben estar calificados y certificados.

La administracin del proceso de calificacin y del personal para asegurar resultados consistentes Actualmente existen dos programas aceptados para la calificacin y certificacin del personal que realiza PND, adems de uno nacional.Estos programas son:La Practica Recomendada SNT-TC-1A, editada por ASNT, La Norma ISO-9712, editada por ISO, yLa Norma Nacionales NTP.

CalificacinEs el cumplimiento documentado de requisitos de: escolaridad, entrenamiento, experiencia y exmenes (tericos, prcticos y fsicos); establecidos en un programa escrito (procedimiento interno de la empresa, de acuerdo con SNT-TC-1A; o norma nacional, de acuerdo con ISO-9712).

El documento SNT-TC-1A considera que la empresa debe establecer un procedimiento o prctica escrita, para el control y administracin del entrenamiento, exmenes y certificacin del personal de PND.

La prctica o procedimiento escrito de la empresa debe describir la responsabilidad de cada nivel de certificacin para determinar la aceptacin de materiales o componentes de acuerdo con cdigos, estndares, especificaciones y procedimientos aplicables. Adems, debe describir los requisitos de entrenamiento, experiencia y exmenes para cada mtodo y nivel de certificacin.

La prctica escrita debe ser revisada y aprobada por el Nivel III en PND de la empresa, la cual debe mantenerse archivada. Existen tres niveles bsicos de calificacin, los cuales pueden ser subdivididos por la empresa o el pas para situaciones en las que se necesiten niveles adicionales para trabajos y responsabilidades especficas.

Niveles de Calificacin

Nivel I

Es el individuo calificado para efectuar calibraciones especficas, para efectuar PND especficas, para realizar evaluaciones especficas para la aceptacin o rechazo de materiales de acuerdo con instrucciones escritas, y para realizar el registro de resultados. El personal Nivel I debe recibir la instruccin o supervisin necesaria de un individuo certificado como nivel III o su designado.

Nivel IIEs el individuo calificado para ajustar y calibrar el equipo y para interpretar y evaluar los resultados de prueba con respecto a cdigos, normas y especificaciones. Est familiarizado con los alcances y limitaciones del mtodo y puede tener la responsabilidad asignada del entrenamiento en el lugar de trabajo de los niveles I y aprendices. Es capaz de preparar instrucciones escritas, organizar y reportar los resultados de prueba.

Nivel III

Es el individuo calificado para ser el responsable de establecer tcnicas y procedimientos; interpretar cdigos, normas y especificaciones para establecer el mtodo de prueba y tcnica a utilizarse para satisfacer los requisitos; debe tener respaldo prctico en tecnologa de materiales y procesos de manufactura y estar familiarizado con mtodos de PND comnmente empleados; es responsable del entrenamiento y exmenes de niveles I y II para su calificacin.

Capacitacin (entrenamiento)Es el programa estructurado para proporcionar conocimientos tericos y desarrollar habilidades prcticas en un individuo a fin de que realice una actividad definida de inspeccin.Experiencia PrcticaNo se puede certificar personal que no tenga experiencia prctica en la aplicacin de PND, por lo que: El tcnico Nivel I: Debe adquirir experiencia como aprendiz. El tcnico Nivel II: Debe trabajar durante un tiempo como nivel I. El tcnico Nivel III: Debi ser aprendiz, nivel I y haber trabajado al menos uno o dos aos como nivel II.Esta experiencia debe demostrarse con documentos, que deben mantenerse en expedientes o archivos para su verificacin.

Exmenes FsicosTienen la finalidad de demostrar que el personal que realiza las PND es apto para observar adecuada y correctamente las indicaciones obtenidas. Los exmenes que se requieren son:

Agudeza visual lejana, o Agudeza visual cercana, y Discriminacin cromtica.

ExmenesLos exmenes administrados para calificacin de personal nivel I y II consisten de: un examen general, un especfico y un prctico. De acuerdo con SNT-TC-1A, el promedio simple mnimo de la calificacin de los tres exmenes es de 80% y adems la calificacin mnima aprobatoria, de cada examen, es de 70%.

CertificacinLa certificacin es el testimonio escrito de la calificacin. La certificacin del personal de PND de todos los niveles es responsabilidad de la empresa contratante (de acuerdo con SNT-TC-1A) o de la agencia central (de acuerdo con ISO-9712), y debe basarse en la demostracin satisfactoria de los requisitos de calificacin.El documento SNT-TC-1A recomienda contar con registros de certificacin del personal, los cuales deben mantenerse archivados por la empresa durante el tiempo especificado en el procedimiento escrito de la empresa.

La certificacin tiene validez temporal nicamente. ISO y ASNT establecen un periodo de vigencia de la certificacin de:Tres aos para los niveles I y II.Cinco aos para los niveles III.Todo el personal de PND debe ser re-certificado, de acuerdo con SNT-TC-1A basndose en uno de los siguientes criterios: Evidencia de continuidad laboral satisfactoria en Pruebas no Destructivas. Reexaminacin.

NORMASAplicar normas y cdigos asegura que una estructura o componente tendr un nivel de calidad adecuado para una funcin especfica, con adecuadas condiciones de seguridad, y con uniformidad (similitud entre instalaciones semejantes).

Una encuesta de fin de siglo entre los socios de una importante revista de ingeniera mecnica dio por resultado que dentro de los diez mayores logros de la humanidad en el rea de la ingeniera en el Siglo XX est el desarrollo y uso de normas y cdigos.

NORMASLa pregunta es por qu usar normas, en particular las referidas a los materiales?

La respuesta es: porque las normas son compendios de necesidades originadas usualmente en experiencias terribles de catstrofes que arrojaron prdidas de vidas humanas y de propiedades.

NORMASEntonces al aplicar una norma uno est respaldado, y puede dormir tranquilo que problemas iguales a los que ocasionaron aquellas tragedias no volvern a ocurrir.El cuidado bsico que hay que tener es no tratar de desmembrar diversas normas de diversos orgenes, para tomar lo econmicamente ms conveniente de cada una de ellas, pues las normas deben aplicarse con coherencia, atendiendo a cada uno de los aspectos: materiales de construccin, ensayos destructivos y no destructivos, frmulas de clculo de espesores, presiones de prueba hidrosttica, etc

NORMASAWS American Welding Society

ASME American Society of Mechanical Engineers

ASME B31, Code for Pressure Piping, conteniendo siete secciones, cada una de las cuales prescribe los requisitos mnimos para el diseo, materiales, fabricacin, ereccin, ensayos e inspeccin de un tipo particular de sistema de caeras

NORMASBPVC The ASME Boiler and Pressure Vessel Code, conteniendo once secciones, de las cuales las Secciones I, III, IV, VIII, y X cubren el diseo, construccin e inspeccin de calderas y recipientes a presin; las Secciones VI, VII, y XI cubren el cuidado y la operacin de calderas o de componentes de plantas de potencia nuclear; y las Secciones II, V, y IX cubren respectivamente especificaciones de materiales, de ensayos no destructivos, y de calificaciones de soldadura.ASNT American Society of Nondestructive TestingAPI American Petroleum Institute

NORMASANSI American National Standards Institute, que es una organizacin privada responsable de la coordinacin de normas que se utilizan dentro de USA. ANSI no prepara normas, sino que forma grupos de inters compuestos por personas provenientes de varias organizaciones involucradas con el desarrollo de algn documento particular; si hay consenso del valor de una norma particular, entonces esta norma puede ser adoptada como una norma nacional de USA., y a esas normas se las nombra agregndole las siglas ANSI por delante de la norma original. Un ejemplo son todas las normas ANSI/ASME o ANSI/AWS.

NORMASASTM Inicialmente era conocida como American Society for Testing and Materials, actualmente es una sigla sin significado aparente, porque la quieren hacer internacional.EN Normas Europeas (European Normalisation)BSA (normas BS) British Standard AssociationDIN Instituto Alemn de Normalizacin (Deutsches Institute fuer Normung)AFNOR (normas NF) Asociacin Francesa de Normalizacin (Association Francaise de Normalisation)

NORMASJSA (normas JIS) Japanese Standards AssociationUNIT Instituto Uruguayo de Normas TcnicasISO International Organization for StandardizationUL Underwriters Laboratories, Inc.Normas de empresas. Ej.: normas ANCAP

Pruebas No Destructivas (NDT o PND)Las pruebas no destructivas son herramientas fundamentales y esenciales para el control de calidad de materiales de ingeniera, procesos de manufactura, confiabilidad de productos en servicio y mantenimiento de sistemas, cuya falla prematura puede ser costosa o desastrosa.Las pruebas no destructivas se pueden definir como el empleo de propiedades fsicas o qumicas de materiales, para la evaluacin indirecta de materiales sin daar su utilidad futura (son sinnimos de: Ensayos, inspecciones o exmenes no destructivos)

Sin embargo con el desarrollo de los procesos de produccin, la deteccin de discontinuidades ya no era suficiente. Era necesario tambin contar con informacin cuantitativa sobre el tamao de la discontinuidad, para utilizarla como fuente de informacin, con el fin de realizar clculos matemticos y poder predecir as la vida mecnica de un componente.Estas necesidades, condujeron a la aparicin de la Evaluacin No Destructiva (NDE) como una nueva disciplina

Falla de MaterialesSe debe aclarar la diferencia de materiales (productos) de acuerdo a sus aplicaciones:Algunos productos son basados nicamente como decorativos, o tienen requisitos de resistencia a esfuerzos tan bajos que son normalmente sobre diseados, estos materiales pueden requerir la inspeccin solamente para asegurar que mantienen su calidad de fabricacin, como el color y acabado.Los productos o materiales que necesitan pruebas y evaluacin cuidadosa son aquellos utilizados para aplicaciones en las cuales deben soportar cargas, temperaturas, etc.; bajo stas condiciones la falla puede involucrar el sacar de operacin y desechar el producto, reparaciones costosas, daar otros productos y la prdida de la vida humana

Se define falla a: el hecho que un articulo de inters no pueda ser utilizadoExisten dos tipos generales de falla: La primera es el de reconocer y corresponde a la fractura o separacin en dos o mas partesLa segunda es menos fcil de reconocer y corresponde a la deformacin permanente o cambio de forma y/o posicinEs de gran importancia conocer el tipo de falla que se puede esperar, para que pueda responder a las sgtes. interrogantes:Para que se realiza la inspeccin?Qu mtodo de inspeccin se debe utilizar?Cmo se va a llevar a cabo la inspeccin?Cmo se reduce el riesgo de falla?Cmo se elimina la falla?

El conocimiento de los materiales y sus propiedades es muy importante para cualquier persona involucrada con las pruebas no destructivas.El propsito del diseo y aplicacin de las pruebas debe ser el control efectivo de los materiales y productos, con el fin de satisfacer un servicio sin que se presente la falla prematura o un dao.La fuente de la falla puede ser:Una discontinuidadUn material qumicamente incorrecto, oUn material tratado de tal forma que sus propiedades no son adecuadasLa deteccin de discontinuidades es considerada, normalmente, como el objetivo ms importante para la aplicacin de pruebas no destructivas.Causas de fallas en los materiales

deteccin de grietas superficiales

Prueba por lquidos penetrantes